DE3920317A1

DE3920317A1 - SPHERICAL GEARBOX

Info

Publication number: DE3920317A1
Application number: DE19893920317
Authority: DE
Inventors: Dieter Bollmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1990-11-22
Also published as: AU5810790A; WO1990014532A1; JPH04500714A; CA2033061A1; EP0425657A1

Abstract

Ball bearing transmission comprising an output part (3) lodged in a housing and an input part (1) on which is arranged a cam (1a) surrounded by a bearing (5) for the force-transmitting elements. The balls (6) which transmit the force are maintained in non-positive contact with the bearing (5) by a freely rotating inertial race (7) and are also guided by guides located in the housing (2a) itself and in the output part (3). One of these guides consists of either radial guide grooves (10) or a continuous fluted groove and the other consists of a continuous fluted sliding channel (11); the number of flutes is different from the number of radial guide grooves (10) and from the number of flutes of the first flutes sliding channel, and the number of balls is equal to the number of radial grooves (10) and to the number of points of intersection of the two fluted sliding channels with the reference circle. In a transmission in which the force-transmitting balls (6) are guided on one side in radial guide grooves (10), the ratio of the number of balls (6) and hence the number of radial guide grooves (10) to the number of flutes of the fluted sliding channel (11) is between n:(n-2) and n:(n+2), whereas in a transmission in which the force-transmitting balls (6) are guided on two sides in fluted sliding channels (11), the ratio of the number of balls (6) and hence the number of flutes in one fluted sliding channel to the number of flutes in the other fluted sliding channel (11) is at least equal to n:( +/- 2).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Getriebe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art.The invention relates to a transmission in the preamble of Claim 1 described type.

Bei einem bekannten Getriebe dieser Art (Cyclo-Getriebe) ist der Exzenter mit einer Anzahl von Mitnehmern versehen, die in zwei mit einer Randzahnung versehene Scheiben eingreifen, die ihrerseits mit einem mit einer Innenzahnung versehenen Ring derart zusammenwirken, daß die Scheiben mit dem Ring ständig auf einem Teil ihres Umfanges in Eingriff miteinander stehen, so daß aufgrund der unterschiedlichen Zahnzahl der Scheiben einerseits und des Ringes andererseits eine Kraft- bzw. Wegübersetzung erfolgt. Die bekannten Getriebe erlauben zwar aufgrund der stark einer Wellung angenäherten Verzahnung eine große Kraftübertragung, ermöglichen jedoch eine Veränderung der Über- bzw. Untersetzung nur in relativ engen Grenzen und eignen sich daher vorwiegend als Untersetzungen für langsam laufende Antriebe. Hinzu kommt eine sowohl konstruktiv als auch materialtechnisch außerordentlich aufwendige Bauweise, die ihre Ursache darin hat, daß zur Kraftübertragung die Zähne bzw. Wellungen ineinandergeschoben werden. Es erfordert dies einerseits den Einsatz von sehr hochwertigem Material und andererseits eine aufwendige Oberflächenbearbeitung der Angriffsflächen, wobei aufgrund dieser schiebenden Funktionsweise das Auftreten von erhöhten Reibungsverlusten nicht vermieden werden kann. In a known transmission of this type (cyclo transmission) Eccentric with a number of drivers, in two with one Interfering teeth provided discs, which in turn with a an inner toothed ring cooperate so that the discs with the ring constantly engaged with each other over part of its circumference stand so that on the one hand due to the different number of teeth of the discs and the ring on the other hand, a force or displacement translation takes place. The known transmissions do allow due to the strong corrugation approximate toothing allow a large power transmission however, a change in the gear ratio or gear ratio only in relatively narrow Limits and are therefore primarily suitable as reductions for slow running drives. In addition, there is one in terms of both construction and materials extraordinarily complex construction, which is due to the fact that the teeth or corrugations are pushed together for power transmission will. On the one hand, this requires the use of very high quality Material and on the other hand an elaborate surface treatment of the Attack surfaces, which due to this pushing mode of operation The occurrence of increased friction losses cannot be avoided.

Es ist weiterhin aus den veröffentlichten Unterlagen der japanischen Patentanmeldung 58-2 48 324 ein Kugelkraftgetriebe bekannt geworden, bei dem das als Scheibe ausgebildete Antriebsteil mit einer exzentrischen Nut und das ebenfalls als Scheibe ausgebildete Abtriebsteil mit einer endlosen Wellennut versehen sind, in denen der Kraftübertragung dienende Kugeln kalottenartig geführt sind, wobei zwischen der Antriebsscheibe und der Abtriebsscheibe ein gehäusefester Flansch vorgesehen ist, der mit einer Anzahl von radialen Langlochführungen versehen ist. Für diese Ausführungsform eines Getriebes gilt - abgesehen von seiner einfacheren konstruktiven Ausbildung - im wesentlichen dasselbe wie für das vorstehend beschriebene Getriebe, wobei durch die dreifache Zwangsführung der Kugeln in den beiden Nuten und der Langlochführung ein hoher Verschleiß der Kugeln und ein starkes Ausarbeiten der Kugelbahnen verursacht wird.It is still from the Japanese published documents Patent application 58-2 48 324 a spherical power transmission become known in which the drive part designed as a disc with an eccentric groove and the driven part, which is also designed as a disc, has an endless Shaft grooves are provided in which balls are used for power transmission are guided in a dome-like manner, being between the drive pulley and the driven pulley a housing-fixed flange is provided with a number is provided by radial elongated hole guides. For this embodiment of a gearbox applies - apart from its simpler design Training - essentially the same as that described above Gearbox, with the triple guidance of the balls in the two Grooves and the slot guide a high wear of the balls and a strong working out of the ball tracks is caused.

Es ist schließlich aus der EP-OS 2 07 206 ein Kugelkraftgetriebe mit einer mittels eines Kugellagers auf einem Exzenter der Antriebswelle gelagerten Antriebsscheibe bekannt geworden, die auf beiden Flächen mit Führungsnuten für Kugeln versehen ist, die darüber hinaus in entsprechenden Gegenführungsnuten einerseits im Gehäuse und andererseits in einer Abtriebsscheibe rollen. Dieses Getriebe entspricht in seinem funktionellen Aufbau dem eingangs beschriebenen Cyclo-Getriebe, bei dessen zusammenwirkenden Kugelrollbahnen es sich um die Epicycloide und Hypocycloide zweier (mathematischer) Sinuskurven mit unterschiedlicher Wellenlänge (n : n -2) handelt, deren genaue Einhaltung funktionsentscheidend für das Getriebe ist. Aufgrund dieser - ebenso wie im Falle des eingangs beschriebenen Cyclo-Getriebes - engen Bindung an die (mathematische) Cycloidenform der Kugelrollbahnen unterliegt das Getriebe denselben Beschränkungen wie ein Zahnradgetriebe, insbesondere der Abhängigkeit des wählbaren Untersetzungsverhältnisses von einem - durch den Umfang des Cycloiden-Wälzkreises bestimmten - Moduls mit der Folge, daß eine Wahl der Untersetzungen nur in größeren - zum Teil gebrochenen -Sprüngen möglich ist. Ein weiterer Nachteil des bekannten Getriebes wird verursacht durch die Cycloidenform der Kugelführungsbahnen, die jeweils eine Retardierung der umlaufenden Kugeln bei Annäherung an eine Cycloidenspitze und - nach Erreichen der Cycloidenspitze - Wiederbeschleunigung in der neuen, in spitzem Winkel zur bisherigen Bewegungsrichtung liegenden Kurvenbahn bewirkt. Die auf diese Weise verursachte Ungleichförmigkeit des Umlaufes der einzelnen Kugel wird zwar aufgrund der Wirksamkeit der anderen, im stetigen Kurvenbereich befindlichen Kugeln geglättet und daher am Abtrieb nicht sichtbar, sie besteht ungeachtet dessen und hat eine Laufunruhe zur Folge, die den Einsatz dieser Getriebe auf langsamlaufende Antriebe beschränkt.Finally, it is known from EP-OS 2 07 206 a ball power transmission with a drive disk mounted by means of a ball bearing on an eccentric of the drive shaft, which is provided on both surfaces with guide grooves for balls, which are also in corresponding counter-grooves on the one hand in the housing and on the other roll in a driven pulley. The functional structure of this gear unit corresponds to the cyclo gear unit described above, the interacting ball raceways of which are the epicycloids and hypocycloids of two (mathematical) sine curves with different wavelengths (n : n -2), the precise compliance of which is crucial for the function of the gear unit . Because of this - as in the case of the cyclo-gearbox described at the beginning - the close connection to the (mathematical) cycloid shape of the ball raceways, the gearbox is subject to the same restrictions as a gearwheel gearbox, in particular the dependence of the selectable reduction ratio on one - determined by the scope of the cycloid pitch circle - Module with the consequence that a selection of the reduction ratios is only possible in larger - partly broken - jumps. Another disadvantage of the known transmission is caused by the cycloid shape of the ball guideways, which in each case retard the rotating balls when approaching a cycloid tip and - after reaching the cycloid tip - re-acceleration in the new cam track lying at an acute angle to the previous direction of movement. The non-uniformity of the rotation of the individual ball caused in this way is smoothed due to the effectiveness of the other balls located in the constant curve area and therefore not visible on the output, it is nevertheless there and causes uneven running, which results in the use of this gearbox on slow-running Drives limited.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Getriebes zugrunde, das bei konstruktiv einfacher Gestaltung und geringem Verschleiß in weiten Grenzen die freie Wahl des Unter- bzw. Übersetzungsverhältnisses erlaubt.The present invention has for its object to provide a transmission based on that with a structurally simple design and low Wear within wide limits the free choice of the gear ratio allowed.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Kugelkraftgetriebe gelöst.This object is achieved by the spherical power transmission characterized in claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Kugelkraftgetriebe erfolgt die Kraftübertragung mittels Kugeln, wobei durch die Führung der Kugeln in einem frei drehbaren Lagerring (Inertialring) eine hohe Reibungsverluste verursachende Zwangsführung in der quer zu den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Kugelführungsbahnen verlaufenden Richtung vermieden ist. Die Kraftübertragung vollzieht sich somit unter praktisch rollender Reibung mit nur geringem Pendeln um eine Mittelebene und damit unter lediglich vernachlässigbar geringen Reibungsverlusten. Das erfindungsgemäße Kugelkraftgetriebe kann mit jedem beliebigen Übersetzungs- und Untersetzungsverhältnis hergestellt werden, das frei und ohne Abhängigkeit von einem vorgegebenen Modul gewählt werden kann. Hierbei sind Untersetzungen von weniger als 9 : 1 möglich, die mit Hilfe insbesondere herkömmlicher Zahnradgetriebe nicht erreicht werden können. Für die Kraftübertragung können marktgängige Kugeln eingesetzt werden, wobei die gehäuseseitigen und abtriebsseitigen Führungsbahnen durch einfachste Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden können. Der Herstellungsaufwand ist daher gering. Weiterhin erlaubt das Getriebe die Übertragung großer Kräfte im Hinblick darauf, daß alle eingesetzten Kugeln ständig gleichzeitig in einem kraftübertragenden Eingriff stehen.The power transmission takes place in the spherical power transmission according to the invention by means of balls, being guided by the balls in a free rotatable bearing ring (inertial ring) causing high friction losses Positive guidance in the transverse to the drive side and output side Ball guideways extending direction is avoided. The power transmission thus takes place under practically rolling friction with only little swinging around a central plane and thus only negligible low friction losses. The spherical power transmission according to the invention can with any gear ratio be made that freely and without dependence on a given Module can be selected. Here are reductions of less than 9: 1 possible with the help of conventional gear drives cannot be reached. For the power transmission can be marketed Balls are used, the housing side and the output side Guideways produced by the simplest machining processes can be. The manufacturing effort is therefore low. Still allowed the transmission the transmission of large forces in view of all balls used constantly simultaneously in a power-transmitting Stand by.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert ist. Es zeigenFurther embodiments and advantages result from the following Description in which the invention with reference to the accompanying drawings is explained for example. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelkraftgetriebe gemäß Erfindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a ball force transmission according to the invention,

Fig. 2 eine Sicht von links auf Fig. 1, Fig. 2 is a view from the left of Fig. 1,

Fig. 3 eine Sicht von innen auf die antriebsseitige Gehäusewand des in Fig. 1 dargestellten Getriebes, Fig. 3 is a view from the inside of the drive-side housing wall of the transmission shown in Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Antriebsteil einer Ausführungsform eines mehrstufigen bzw. mehrgängigen Getriebes, Fig. 4 shows a longitudinal section through the driving part of an embodiment of a multi-stage or multi-speed transmission,

Fig. 5 eine Sicht von rechts auf Fig. 4, Fig. 5 shows a view from the right of Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Abtriebsteil des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Getriebes, Fig. 6 shows a longitudinal section through the output part of the transmission shown in FIGS. 4 and 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines mehrstufigen bzw. mehrgängigen Getriebes, Fig. 7 is a longitudinal section through another embodiment of a multi-stage or multi-speed transmission,

Fig. 8 eine Sicht von links in das - durch Abnahme des Gehäusedeckels und der Antriebswelle - geöffnete Getriebe, Figure 8 is a view from the left in the -. By removing the housing cover and the drive shaft - open gear,

Fig. 9 eine Kugellaufnutenkombination mit Erläuterung ihrer Berechnung, Fig. 9 is a Kugellaufnutenkombination with clarifying the calculation,

Fig. 10 bis 12 drei weitere Beispiele für Kugellaufnutenkombinationen. Fig. 10 to 12 further three examples of Kugellaufnutenkombinationen.

Das in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung wiedergegebene einstufige Kugelkraftgetriebe besteht aus einem in einem Gehäuse 2 a, 2 b gelagerten Abtriebsteil 3 sowie einem Antriebsteil 1 mit daran angeordneten, von einem Lager 5 für die Kraftübertragungselemente umgebenen Exzenter. Zur Kraftübertragung sind das Lager 5 ringartig umgebende Kugeln 6 vorgesehen, die von einem frei drehbar geführten Lagerring 7 in Anlage an dem Lager 5 gehalten sind. Die Kugeln 6 sind weiterhin einerseits in festen, im Gehäuse 2 ausgebildeten radialen Kugelführungsnuten 10 sowie andererseits in einer im Abtriebsteil 3 ausgebildeten Wellenbahn 11 a, 11 b geführt, wobei die Zahl der Kugeln und entsprechend radialen Führungsnuten 10 zur Zahl der Wellungen der Wellenbahn 11 im Verhältnis zwischen n : (n -2) und n : (n + 2) steht. Aus der Zeichnung ist die Einfachheit der konstruktiven Gestaltung des Getriebes ohne weiteres erkennbar insofern, als für die verwendeten Kugeln und Kugellager marktübliche Teile eingesetzt werden können und das Getriebe im übrigen aus einfach gestalteten Elementen besteht, die eine aufwendige Bearbeitung nicht erforderlich machen. So können - wie Fig. 3 der Zeichnung zeigt - die radialen Führungsnuten durch einfaches Fräsen oder Schleifen einer durchgehenden Kehlnut in ein entsprechend gestuft ausgebildetes Deckelteil hergestellt werden, wobei die nicht an der Kraftübertragung, sondern lediglich der Führung der Kugeln 6 dienenden Kugellager 5 und Lagerring 7 als einfache ebenflächige Ringe ausgebildet sein können, d. h. der Einbringung einer der Kugelwölbung entsprechenden Führungsbahn nicht bedürfen.The reproduced in Figs. 1 to 3 of the drawing stage ball force transmission comprises in a housing 2 a, 2 b mounted output part 3 and a drive member 1 having arranged thereon, surrounded by a bearing 5 for the power transmission elements eccentric. For power transmission, the bearing 5 is provided in the form of a ring-surrounding balls 6 , which are held in contact with the bearing 5 by a freely rotatable bearing ring 7 . The balls 6 are further guided on the one hand in fixed radial ball guide grooves 10 formed in the housing 2 and on the other hand in a shaft track 11 a , 11 b formed in the driven part 3 , the number of balls and corresponding radial guide grooves 10 relating to the number of corrugations of the shaft track 11 in Relationship between n : (n -2) and n : (n + 2). From the drawing, the simplicity of the structural design of the gearbox is readily recognizable insofar as commercially available parts can be used for the balls and ball bearings used and the gearbox otherwise consists of simply designed elements which do not require complex machining. Thus, as shown in FIG. 3 of the drawing, the radial guide grooves can be produced by simply milling or grinding a continuous groove in a correspondingly stepped cover part, the ball bearings 5 and bearing ring not serving for power transmission, but only for guiding the balls 6 7 can be formed as simple flat rings, ie do not require the introduction of a guide track corresponding to the spherical curvature.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kugelkraftgetriebes können - siehe die Fig. 4 bis 6 - für besondere Einsatzzwecke mehrere Kraftübertragungslinien aus jeweils einer Kugelreihe 6 a, 6 b und Lagerring 7 a, 7 b sowie entsprechend radialen Kugelführungsnuten 10 und ringförmig konzentrisch zueinander verlaufenden Kugelführungsbahnen 11 vorgesehen sein. Für den Fall, daß die konzentrisch verlaufenden gewellten Kugelführungsbahnen in einem gemeinsamen Abtriebsteil - nicht dargestellt - angeordnet sind, handelt es sich um ein sich zu einer entsprechend vergrößerten Kraftübertragung eignendes einstufiges Getriebe, bei dem die einzelnen Kraftübertragungslinien kongruent ausgebildet sein, d. h. die gleiche Zahl der Wellungen in den gewellten Kugelführungsbahnen und gleiche Zahl der radialen Kugelführungsnuten in den beiden Kraftübertragungslinien aufweisen müssen. Ein solches Getriebe kann etwa der Übertragung sehr großer Kräfte dienen und oder dann eingesetzt werden, wenn die Einbauverhältnisse eine besonders flache Bauweise erforderlich machen. Figure 4 refer to 6 - -. In a further development of the spherical power transmission of the invention, several power transmission lines each consisting of a row of balls 6 for special purposes a, 6 b and bearing ring 7 a, 7 b and corresponding radial ball guide grooves 10 and annular concentric to each other extending ball tracks 11 are provided be. In the event that the concentric corrugated ball guideways are arranged in a common output part - not shown - it is a single-stage gear suitable for a correspondingly enlarged power transmission, in which the individual power transmission lines are congruent, i.e. the same number of Corrugations in the corrugated ball guide tracks and the same number of radial ball guide grooves in the two power transmission lines must have. Such a transmission can be used to transmit very large forces and can be used when the installation conditions make a particularly flat design necessary.

In einer anderen Ausführungsform eines derartigen Getriebes mit mehreren Kraftübertragungslinien können jedoch auch - siehe Fig. 6 - die konzentrisch verlaufenden gewellten Kugelführungsbahnen 11 a, 11 b in getrennten Abtriebsteilen 3 a, 3 b angeordnet sein, in welchem Falle die Kraftübertragungslinien auch unterschiedliche Gestalt, d. h. eine unterschiedliche Zahl der Wellungen in den gewellten Kugelführungsbahnen und unterschiedliche Zahl der radialen Kugelführungsnuten in den beiden Kraftübertragungslinien bei entsprechend unterschiedlicher Kugelzahl aufweisen können. Ein solches Getriebe stellt ein mehrstufiges Getriebe dar, das als Getriebe mit festzugeordneten Abtrieben oder als Schaltgetriebe ausgebildet sein kann, bei dem eine Abtriebswelle mittels Kupplung wahlweise an den einen oder den anderen Abtrieb angekuppelt wird und die nicht angekuppelten Abtriebe leer mitlaufen.In another embodiment of such a transmission with a plurality of power transmission lines, however, can also - see Fig. 6 - the running concentrically corrugated ball tracks 11 a, 11 b in separate driven members 3 a may be disposed b 3, in which case the power transmission lines, different shape, ie can have a different number of corrugations in the corrugated ball guide tracks and different number of radial ball guide grooves in the two power transmission lines with a correspondingly different number of balls. Such a transmission is a multi-stage transmission, which can be designed as a transmission with permanently assigned drives or as a manual transmission, in which an output shaft can be coupled to one or the other output by means of a clutch and the non-coupled drives run idle.

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes ist in Fig. 7 wiedergegeben. Bei diesem Getriebe ist das Abtriebsteil 22 der nachgeordneten Getriebestufe konzentrisch derart auf dem Abtriebsteil 21 der vorgeordneten Getriebestufe gelagert, daß es mit seiner die Wellenbahn 23 tragenden Ringschulter 24 einer im Gehäuse 25, 26 ausgebildeten Ringschulter 28 gegenüberliegt, die mit dem nachgeordneten Abtriebsteil 22 einen Ringspalt 29 einschließt. Es ist weiterhin das vorgeordnete Abtriebsteil 21 im Bereich des Ringspaltes 29 als Exzenter 30 ausgebildet, auf dem das Lager 31 für die Kugeln 32 und den die Kugeln 32 haltenden Inertialring 33 der nachgeordneten Getriebestufe angeordnet ist. Diese Ausführungsform eignet sich wegen der sich ergebenden Multiplikatorwirkung insbesondere zur Herstellung von Getrieben mit sehr großen Über- bzw. Untersetzungen, wobei - als besonderer Vorteil - ein Leistungsabgriff wahlweise in jeder der Stufen möglich ist, das Getriebe somit auch als Schaltgetriebe eingesetzt werden kann, wobei zur Herstellung mehrstufiger bzw. mehrgängiger Getriebe in der beschriebenen Weise dem jeweils letzten Abtriebsteil weitere Abtriebsteile nachgeordnet werden können.A further embodiment of a manual transmission according to the invention is shown in FIG. 7. In this transmission, the driven part 22 of the downstream gear stage is concentrically mounted on the driven part 21 of the upstream gear stage in such a way that, with its annular shoulder 24 carrying the wave path 23 , it lies opposite an annular shoulder 28 formed in the housing 25, 26 , which has an annular gap with the downstream output part 22 29 includes. The upstream output part 21 is also formed in the area of the annular gap 29 as an eccentric 30 on which the bearing 31 for the balls 32 and the inertial ring 33 of the downstream gear stage holding the balls 32 is arranged. Because of the resulting multiplier effect, this embodiment is particularly suitable for the manufacture of transmissions with very large step-up or step-down ratios, whereby - as a particular advantage - power tapping is optionally possible in each of the stages, so that the transmission can also be used as a manual transmission, whereby for the production of multi-stage or multi-speed gearboxes, further output parts can be arranged after the last output part in the manner described.

In Fig. 7 der Zeichnung ist eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes wiedergegeben derart, daß anstelle der in der nachgeordneten Kraftübertragungslinie verwendeten radialen Kugelführungsnuten 27 in der vorgeordneten Kraftübertragungslinie eine weitere Wellenbahn 36 vorgesehen ist. Es ist hiermit erstmals ein Kugelkraftgetriebe geschaffen, bei dem die Kugeln in zwei stetigen, d. h. keine plötzliche Änderung der Kugellaufrichtung verursachenden und frei wählbaren, d. h. von der (mathematischen) sinusförmigen Cycloidenform unabhängigen Wellenbahnen geführt sind. Es ist auf diese Weise das Untersetzungsverhältnis frei wählbar in ganzen und halben Vielfachen, wobei wahlweise - vorteilhaft für schnellaufende Antriebe - eine flache, d. h. einer Kreisbahn stark angenäherte Wellenform mit entsprechend großer Laufruhe der Kugeln oder - für große Kraftübertragungen in langsamlaufenden Antrieben - eine Wellenform mit großer Amplitude gewählt werden kann. Als weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes gegenüber den bekannten Kugelkraftgetrieben, insbesondere Cyclogetrieben, entfällt der gehäusefeste Führungsflansch bzw. die gesonderte Antriebsscheibe und damit ein Kurvenpaar, so daß das Getriebe auch konstruktiv wesentlich vereinfacht ist.In Fig. 7 of the drawings a further particularly advantageous embodiment, a gear according to the invention reproduced in such a way that a further corrugated web 36 is provided instead of those of the downstream transmission line radial ball guide grooves 27 in the upstream transmission line. This is the first time that a spherical power transmission has been created, in which the balls are guided in two continuous, that is, no sudden change in the direction of the ball causing and freely selectable, ie independent of the (mathematical) sinusoidal cycloid shape waveguides. In this way, the reduction ratio can be freely selected in whole and half multiples, whereby optionally - advantageous for high-speed drives - a flat waveform, i.e. a waveform closely approximated to a circular path with correspondingly smooth running of the balls or - for large power transmissions in slow-running drives - a waveform with large amplitude can be selected. As a further essential advantage of the transmission according to the invention compared to the known spherical power transmissions, in particular cyclo transmissions, the housing-fixed guide flange or the separate drive disk and thus a pair of curves are omitted, so that the transmission is also significantly simplified in terms of construction.

Im Falle einer solchen Ausführungsform mit zwei zusammenwirkenden Wellenbahnen sind - siehe Fig. 8 - die Inertialringe 37, 40 vorteilhaft mit die Kugeln umfassenden Langschlitzführungen 38, 39 versehen, die die Kugeln ohne Behinderung des funktionsbedingten geringfügigen Pendelns um ihre Eingriffslage in einem vorgegebenen (mittleren) gegenseitigen Abstand halten und sie auf diese Weise in die gewünschte einheitliche Drehrichtung mitnehmen.In the case of such an embodiment with two interacting shaft tracks, see FIG. 8, the inertial rings 37, 40 are advantageously provided with long slot guides 38, 39 which comprise the balls and which, without obstructing the function-related slight oscillation around their engagement position in a predetermined (middle) position keep mutual distance and take them in the desired uniform direction of rotation.

Einstufige Getriebe können wahlweise mit einer Radialnutführung oder mit doppelter Wellennutführung versehen sein. Ebenso können mehrstufige bzw. mehrgängige Getriebe gemäß den Fig. 4 oder 7 in den einzelnen Stufen einheitlich oder unterschiedlich mit Radialnutführung oder mit Wellennutführung im Gehäuse versehen sein. Es ist bei Verwendung dieser Ausführungsform zur Gewährleistung eines einwandfreien Getriebelaufes lediglich eine Differenz von mindestens (+/-) zwei Wellungen in der gehäuseseitigen Wellenbahn gegenüber der abtriebsseitigen Wellenbahn einzuhalten, während bei Anwendung der Ausführung mit Radialnutführung bevorzugt eine Differenz von einer Radialnut gegenüber der Zahl der Wellungen in der abtriebsseitigen Wellenbahn vorgesehen wird, jedoch auch eine Differenz von zwei Radialnuten gegenüber der Zahl der Wellungen in der Wellenbahn vorgesehen sein kann. Single-stage gearboxes can either be provided with a radial groove guide or with a double shaft groove guide. Likewise, multi-stage or multi-speed gearboxes according to FIGS. 4 or 7 can be provided in the individual stages uniformly or differently with a radial groove guide or with a shaft groove guide in the housing. When using this embodiment, it is only necessary to maintain a difference of at least (+/-) two corrugations in the housing-side corrugation compared to the output-side corrugation to ensure a flawless gear run, while when using the version with radial groove guidance, preferably a difference of one radial groove over the number of Corrugations are provided in the shaft path on the output side, but a difference of two radial grooves compared to the number of corrugations in the shaft path can also be provided.

In Fig. 9 der Zeichnung ist das Zusammenwirken der Wellenbahnen und deren Berechnung schematisch dargestellt, wobei in dieser Ausführungsform eine sechswellige Wellenbahn mit einer vierwelligen Wellenbahn zusammenwirken. In der Zeichnung sind der mittlere Rollkreis mit 41, die sechswellige Wellenbahn mit 42 und die vierwellige Wellenbahn mit 43 bezeichnet. Bei Anordnung der sechswelligen Wellenbahn 42 im Gehäuse und der vierwelligen Wellenbahn 43 in der Abtriebsscheibe ergibt sich ein Untersetzungsverhältnis von 1 : 2, bei umgekehrter Anordnung ein Untersetzungsverhältnis von 1 : 3. Die Anordnung der Kugeln erfolgt an den Punkten, in denen die beiden Wellenbahnen 42, 43 und der Rollkreis 41 einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen. In der die Grundlage der Kurvenberechnung wiedergebenden Gleichung bezeichnen FIG. 9 of the drawing schematically shows the interaction of the wave paths and their calculation, wherein in this embodiment a six-wave wave path cooperate with a four-wave wave path. In the drawing, the middle rolling circle is denoted by 41 , the six-wave wave path by 42 and the four-wave wave path by 43 . If the six-shaft shaft track 42 is arranged in the housing and the four-shaft shaft track 43 in the driven pulley, a reduction ratio of 1: 2 results, in the reverse arrangement a reduction ratio of 1: 3. The balls are arranged at the points where the two shaft tracks 42 , 43 and the rolling circle 41 have a common intersection. Denote in the equation representing the basis of the curve calculation

rx = Radiusabstand eines Punktes der Wellenbahnmittellinie von der Drehachse,
e = Exzentrizität,
ϕ x = Bogenwinkel auf der Wellenbahn-Mittellinie,
Z 1 = Anzahl der Wellungen der einen Wellenbahn,
Z 2 = Anzahl der Wellungen der anderen Wellenbahn bzw. Zahl der Radialnuten,
rs = Radiusabstand des Exzenters in dem von rx vorgegebenen Punkt. rx = radius distance of a point of the waveguide center line from the axis of rotation,
e = eccentricity,
ϕ x = arc angle on the wave center line,
Z 1 = number of corrugations of the one wave path,
Z 2 = number of corrugations of the other wave path or number of radial grooves,
rs = radius distance of the eccentric at the point specified by rx .

In den Fig. 10 bis 12 sind verschiedene Beispiele für Wellenbahnkombinationen auf der Grundlage des Einsatzes einer sieben Wellungen aufweisenden Wellenbahn 44 wiedergegeben. Bei Anordnung dieser siebenwelligen Wellenbahn auf der Abtriebsseite ergibt sich unabhängig von der Zahl der Wellungen auf der Gehäuseseite eine Untersetzung von 1 : 3,5. Demgegenüber ergibt sich im Falle der Anordnung der siebenwelligen Wellenbahn im Gehäuse im Falle der Fig. 10 (fünfwellige Bahn auf der Abtriebsseite) eine Untersetzung von 1 : 2,5, im Falle der Fig. 11 (vierwellige Bahn auf der Abtriebsseite) eine Untersetzung von 1 : 2, im Falle der Fig. 12 (dreiwellige Bahn auf der Abtriebsseite) eine Untersetzung von 1 : 1,5. Es ergibt sich somit eine funktionale Variabilität, die eine weitgehende Standardisierung der Getriebe-Elemente erlaubt derart, daß auf der Grundlage einiger weniger standardisierter Gehäuse mit unterschiedlichen Wellungszahlen durch Verwendung von Abtriebsscheiben mit Wellenbahnen unterschiedlicher Wellungszahl eine Vielzahl von Getriebetypen erstellt werden können.In Figs. 10 to 12 show various examples of wave run combinations on the basis of using a seven corrugations comprising corrugated web 44 are reproduced. When this seven-wave wave track is arranged on the output side, a reduction of 1: 3.5 results regardless of the number of corrugations on the housing side. In contrast, in the case of the arrangement of the seven-wave shaft path in the housing, a reduction of 1: 2.5 results in the case of FIG. 10 (five-shaft path on the output side), and a reduction of in the case of FIG. 11 (four-wave path on the output side) 1: 2, in the case of Fig. 12 (three-shaft web on the driven side) a reduction of 1: 1.5. This results in a functional variability which permits extensive standardization of the gear elements in such a way that a large number of gear types can be created on the basis of a few less standardized housings with different numbers of corrugations by using output disks with wave paths with different numbers of corrugations.

Claims

1. Ball power transmission, consisting of a bearing in a housing driven part ( 3 ) and a drive part ( 1 ) arranged thereon, from a bearing ( 5 ) for the power transmission elements surrounding eccentric ( 1 a) , characterized in that the balls are used for power transmission ( 6 ) held by means of a freely rotatable inertial ring ( 7, 37, 40 ) in frictional engagement on the bearing ( 5 ) and further in ball guides formed on the one hand directly in the housing ( 2 ) and on the other hand in the driven part ( 3 ), of which one of either radial ball guide grooves ( 10 ) or a continuous shaft groove ( 27 ) and the other of a continuous shaft track ( 11, 23 ) with a number of waves different from the number of radial guide grooves ( 10 ) or the number of shafts of the first shaft track are and the number of balls the number of radial ball guide grooves ( 10 ) or the number of intersections of both Wellenba corresponds with the pitch circle.

2. Ball power transmission according to claim 1, characterized in that in a transmission with one-sided guidance of the force-transmitting balls ( 6 ) in radial guide grooves ( 10 ), the number of balls ( 6 ) and corresponding to the radial guide grooves ( 10 ) to the number of corrugations of the wave track ( 11 ) stands in the relationship between n : (n -2) and n : (n + 2).

3. Ball power transmission according to claim 1, characterized in that in a transmission with bilateral guidance of the force-transmitting balls ( 6 ) in wave tracks ( 11, 36 ) the number of balls ( 6 ) and corresponding to the corrugations in one wave track ( 36 ) to the number the corrugations of the other wave path ( 11 ) are at least n : (n ± 2).

4. Ball power transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inertial ring ( 37, 40 ) with the balls comprising elongated hole guides ( 38, 39 ) is provided, which the balls without obstructing the function-related slight oscillation around their engagement position in a predetermined keep a mutual (average) distance and take them in the desired uniform direction of rotation.

5. Ball power transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of ball rings ( 6 a , 6 b) are provided at a radial distance from one another and each of the ball rings by an inertial ring ( 7 a , 7 b) in contact with the bearing ( 5 ) or the radially inner inertial ring ( 7 a) are held.

6. Ball power transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that the individual ball rings each contain an equal number of balls ( 6, 6 a) and the associated wave tracks correspondingly have an equal number of corrugations.

7. Ball power transmission according to claim 6, characterized in that the balls on the output side leading shaft tracks ( 11 a , 11 b) are arranged in a common driven pulley ( 3 ).

8. Ball power transmission according to claim 5, characterized in that a different number of balls ( 6, 6 a) is included to form a gearbox in the individual ball rings and the associated wave tracks correspondingly have a different number of corrugations.

9. Ball power transmission according to claim 6 or 8, characterized in that the balls ( 6 a , 6 b) on the output side leading shaft tracks ( 11 a , 11 b) are arranged in separate output disks ( 3 ).

10. Ball power transmission according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a different number of balls ( 6, 6 a) is included to form a gearbox in the individual ball rings and the associated wave tracks correspondingly have an uneven number of corrugations.

11. Ball power transmission according to one of claims 1 to 10, characterized in that to form a multi-stage gearbox or multi-speed gearbox, the output part ( 22 ) of the respective downstream gear stage concentrically on the output part ( 21 ) of the respective upstream gear stage that they are stored with a wave path (23) carrying the annular surface (24) of the radial guide grooves are opposite in the housing (25, 26) formed (27) carrying the ring switch (28) including an annular gap (29), said upstream driven part (21) in the Area of the annular gap ( 29 ) is designed as an eccentric ( 30 ) on which the bearing ( 31 ) for the balls ( 32 ) and the freely rotatable bearing ring ( 33 ) of the downstream spherical power transmission stage that holds the balls ( 32 ) is arranged.

12. Ball power transmission according to claim 11, characterized in that the eccentric is formed in the region of the annular gap in the housing ( 26 ).