DE4343633A1

DE4343633A1 - Rotational driven gear

Info

Publication number: DE4343633A1
Application number: DE19934343633
Authority: DE
Inventors: Franz Otto Dr Ing Kopp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-06-22

Abstract

A housing (1) contains a set of two identical gear wheels on two shafts (3,4) one driving (3) and one driven (4). The shafts drive cranks (8,9) with crankpins (10,11) on their end connected to a pantograph mechanism (17) such that the centres (12,14) of the crankpins are on a straight line with the centre (24) of a hole (25) on the free moving end (26) of the pantograph. The construction allows the position of the crankpin near to the hole to be anywhere on that line between the hole and the far crankpin. The point (24) will move on a exact ellipse if the shaft (5) is rotated. The point (24) will describe a straight line, i.e. an ellipse with short axis approaching zero, if the ratio of the distance between centre (12) of near crankpin and centre (13) of lower shaft to the distance between centre (12) of near crankpin and centre (13) of lower shaft to the distance between centre (14) of far crankpin and centre (15) of upper shaft equals the ratio of the distance between centre of hole and centre of near crankpin to the distance between centre of hole and centre of far crankpin. To allow for differently shaped ellipses the length of one of the cranks, the angular position of the cranks to each other and the position of the hole on the free end of the pantograph mechanism can be made variable but fixed for one configuration. Seals (27,28,29) can be fitted between the shafts and the housing to protect the internal parts from dust, grease etc.

Description

Die Erfindung betrifft ein umlaufend antreibbares Getriebe zur ma thematisch exakten Führung eines Punktes auf einer Geraden oder auf einer Ellipse, wobei der geführte Punkt im Falle der Geradfüh rung auf dieser Geraden eine hin- und hergehende Bewegung macht und im Falle der Ellipsenführung eine Ellipse in einem Durchgang be schreibt, wenn die Antriebswelle des Getriebes eine Umdrehung voll führt.The invention relates to a revolving drivable gear to ma thematically exact guidance of a point on a straight line or on an ellipse, the point being guided in the case of straight line makes a reciprocating motion on this straight line and in the case of an ellipse guide, an ellipse in one pass writes when the drive shaft of the gearbox is one revolution full leads.

Die Schaffung von Getrieben zur exakten Führung eines Punktes auf einer Geraden ist eine sehr alte Aufgabenstellung der Kinematik. Als besonders vorteilhaft gelten dabei Getriebe, die diese Aufga be nur unter Verwendung von Drehgelenken und allenfalls unter Nut zung eines durch Eingriff von Zahnrädern gegebenen weiteren Gelen kes erfüllen. Als weniger vorteilhaft gelten derartige Getriebe, wenn sie Schiebegelenke enthalten. Das gilt auch für Getriebe, die einen Punkt auf einer Ellipse führen. Der Nachteil von Schiebege lenken besteht darin, daß diese empfindlicher sind, größere Ver lustreibungsleistung verursachen, schwieriger zu schmieren sind und daß sie nur aufwendig gegen die für das Getriebe schädlichen Umwelteinflüsse, wie Nässe und/oder abrasive Stäube durch Kapse lung zu schützen sind. Getriebe für Gerad- oder Ellipsenführung ei nes Punktes, die nur Drehgelenke und allenfalls Zahneingriffsge lenke kapselbarer Zahnräder besitzen, sind vorteilhaft einzusetzen in Eintragsvorrichtungen an Textilmaschinen, an Fadenführungsvor richtungen, an Erdöl-Tiefpumpen zur Bewegung derer Polierstange und an feinwerktechnischen Geräten, immer dann, wenn angenäherte Geradführung, wie sie von Gelenkviereck-Getrieben geleistet wird, nicht mehr ausreicht. Besonders vorteilhaft sind exakt punktgerad führende Getriebe dann, wenn sie die Gerade als Grenzfall einer Ellipse beschreiben, einer Ellipse mit verschwindender kleiner Hauptachse. Darüber hinaus sind solche Getriebe bei Anwendung als Ellipsen-Punktführung besonders vorteilhaft, wenn sie die Ellipse durchgängig und ohne Nachsetzen beschreiben, ein Vorteil der be sonders zum Tragen kommt, wenn solche Getriebe als Zeichengerät für Ellipsen eingesetzt werden.The creation of gears for the exact guidance of a point a straight line is a very old task of kinematics. Gearboxes that perform this task are particularly advantageous be only using swivel joints and if necessary using a groove tion of a further gels given by the engagement of gears kes meet. Such transmissions are considered to be less advantageous, if they contain sliding joints. This also applies to gearboxes that lead a point on an ellipse. The disadvantage of pushbar steer is that these are more sensitive, larger ver cause friction, are more difficult to lubricate and that they are only expensive against those harmful to the transmission Environmental influences such as moisture and / or abrasive dusts caused by capsules must be protected. Gear for straight or elliptical guidance point, the only swivel joints and, if necessary, meshing teeth have encapsulable gears, are advantageous to use in entry devices on textile machines, on thread guiding devices directions, on petroleum deep pumps for moving their polishing rod and on precision engineering devices, always when approximate Straight guidance, as it is done by articulated quadrilateral gears, no longer sufficient. Precise straight lines are particularly advantageous leading transmissions when they consider the straight line as a limit case Describe an ellipse, an ellipse with vanishing small Main axis. In addition, such gears are used as Ellipse point guidance is particularly beneficial when it is the ellipse describe consistently and without repositioning, an advantage of be especially comes into play when such gears are used as drawing devices can be used for ellipses.

Nach dem Stand der Technik sind exakte Geradführung leistende Ge triebe zu unterscheiden von den angenäherte Geradführungen lei stenden Getrieben. Es gibt nur eine einzige exakte Geradführung auf der Basis des Gelenkviereckes, nämlich die gleichschenklige Schubkurbel, welche aber ein Schiebegelenk enthält, dessen Nach teile genannt worden sind. Auch ist diese gleichschenklige Schub kurbel nicht umlaufend antreibbar. Andere exakte Geradführungen sind bekannt als die Kempesche Geradführung, die Hartsche Gerad führung und der Inversor nach Peaucellier; es sind dies solche, die vorteilhafterweise nur Glieder mit Drehgelenken enthalten. Diese Geradführungen führen eine hin- und hergehende Bewegung eines zu führenden Punktes nur dann aus, wenn sie hin- und hergehend ange trieben werden, was beispielsweise durch eine zusätzliche Kurbel und eine damit drehbar verbundene Pleuelstange zu bewerkstelligen wäre, deren anderes Ende drehbar mit einem der Glieder des Geradführungs mechanismus zu verbinden ist. Das einzige bekannte ebenfalls wie das erfindungsgemäße Getriebe umlaufend antreibbare Getriebe zur exakten Führung eines Punktes auf einer Ellipse und im Grenzfall auf einer Geraden besteht in der Bauform vom Typ der Kardankreis paar-Getriebes. Es besteht aus einem gestellfest montierten in nenverzahnten Hohlrade und aus einem die Hälfte der Zähnezahl des Hohlrades aufweisenden Stirnrade, welches mit dem Hohlrade dadurch andauernd kämmt, daß die Mitte des Stirnrades von dem kreisbe schreibenden Zapfen einer Antriebskurbel, auf dem jenes drehbar ist, geschleppt wird und diese Antriebskurbel sich mit ihrem Wel lenzapfen in einer Bohrung um die Mitte des Hohlrades dreht. Ein außerhalb der gemeinsamen Ebene von Hohl- und Stirnrad befindli cher Zapfen einer mit dem Stirnrade fest verbundenen weiteren Kur bel beschreibt hin- und hergehend die gewünschte Gerade, wenn die Mitte des kreisbeschreibenden Zapfens letzterer Kurbel den Abstand von der Größe des Wälzkreisradius des Stirnrades von der Mitte des Stirnrades aufweist, andernfalls wird eine Ellipse durchgängig be schrieben. An dem beschriebenen Kardankreispaar- Getriebe kann die Lage einer beschriebenen Geraden oder Ellipse dadurch verstellt werden, daß man das Hohlrad als nun nicht mehr unmittelbares Teil des Gestelles verdreht und hernach wieder gegenüber dem Gestell gliede arretiert. Die Hauptabmessung des Kardankreispaar-Getrie bes ist im Vergleich zu dem von ihm geleisteten Hub ziemlich groß. Auch weist das Kardankreispaar-Getriebe den Nachteil auf, daß das Räderpaar, bestehend aus Hohlrad und Stirnrad nur in der Gegend des Teilkreises des Hohlrades abgedichtet werden kann, an einer Stelle also, an der naturgemäß ungünstig hohe Gleitgeschwindigkei ten auftreten.According to the state of the art, precise straight lines are used distinguish drives from the approximate straight guides lei constant gears. There is only one straight line based on the quadrilateral joint, namely the isosceles Sliding crank, which however contains a sliding joint, the after parts have been named. This is also an isosceles thrust crank cannot be driven all round. Other exact straight lines are known as the Kempesche Straight Guidance, the Hartsche Straight guided tour and the inverse to Peaucellier; these are the ones advantageously only contain links with swivel joints. These Straight guides cause a back and forth movement of one leading point only if they are back and forth are driven, for example by an additional crank and a connecting rod rotatably connected to it would have to be produced, the other end rotatable with one of the links of the straight guide mechanism to be connected. The only known also like the gearbox according to the invention can be driven to rotate exact guidance of a point on an ellipse and in the limit case on a straight line there is a gimbal type couple gear. It consists of a frame fixed in internal gear and from one half the number of teeth of the Ring gear having spur gear, which thereby with the ring gear constantly combs that the center of the spur gear from the circle writing pin of a drive crank on which that is rotatable is being towed and this drive crank engages with its wel pin rotates in a hole around the center of the ring gear. On located outside the common plane of the ring and spur gear The cone of another cure firmly connected to the front wheel bel describes the desired straight line back and forth when the The distance between the center of the circular pin of the latter crank on the size of the pitch circle radius of the spur gear from the center of the Spur gear, otherwise an ellipse will be continuous wrote. On the described gimbal pair transmission Position of a straight line or ellipse described thereby adjusted that the ring gear is no longer an immediate part of the frame twisted and then again opposite the frame limbs locked. The main dimension of the gimbal pair transmission bes is quite large compared to the stroke it has achieved. Also, the gimbal pair transmission has the disadvantage that Pair of wheels consisting of ring gear and spur gear only in the area of the pitch circle of the ring gear can be sealed at one So place at the naturally unfavorably high sliding speed occur.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Er findung, ein umlaufend antreibbares Getriebe zu schaffen, das ei nen Punkt auf einer exakten Geraden harmonisch hin- und hergehend führt und an dem die Lage der Geraden durch einfachere Mittel als bisher verstellbar ist und die Eigenschaften des Getriebes es zu lassen, diese Aufgabe auch auf die von dem Getriebe ebenfalls be schreibbaren Ellipsen auszudehnen, wobei erfindungsgemäß für die zu beschreibende Gerade oder die zu beschreibende Ellipse vorteil haft hinzukommen soll, daß die genannte Gerade oder die genannte Ellipse weit außerhalb des Gebietes eines Gestellgliedes abgefah ren wird. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wie beschriebenes Getriebe zu schaffen, das von vornherein mit ge wöhnlichen Mitteln bequem abdichtbar ist, d. h. mit Dichtungen von naturgemäß geringen Abmessungen, an denen auch bei schnellem Lauf weit geringere Gleitgeschwindigkeiten auftreten als bei dem ver gleichbaren Kardankreispaar-Getriebe.Based on the prior art, it is the task of the present Er finding to create a revolving drivable transmission, the egg a point on an exact straight line leads and on which the position of the straight line by simpler means than So far it is adjustable and the properties of the gearbox too let this task also be on the gearbox expand writable ellipses, according to the invention for the straight line or ellipse to be described advantageous should be added that the straight line or Ellipse far away from the area of a frame member will. Furthermore, it is an object of the present invention to create as described gearbox, which from the outset with ge ordinary means is conveniently sealable, d. H. with seals from naturally small dimensions, on which even with fast running far lower sliding speeds occur than with the ver comparable gimbal circuit pair gear.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspru ches 1 und die Merkmale nachfolgender Ansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the claim ches 1 and the features of the following claims solved.

Die Fig. 1 zeigt den Erfindungsgegenstand in seiner grundsätzli chen Ausprägung. In einem Getriebegehäuse 1, das mit einer Aufnah meplatte 2 einer Maschine oder eines Gerätes fest verbunden ist, sind zwei Wellen, die Wellen 3 und 4 drehbar gelagert, wovon, wie hier beispielsweise gezeigt, die Welle 3 an ihrem Wellenende 5 an treibbar ist. Mit den Wellen 3 und 4 sind die Stirnzahnräder 6 bzw. 7 fest verbunden. Diese Stirnzahnräder besitzen gleiche Zähnezahl und kämmen miteinander. Die Welle 3 ist mit einer Kurbel 8 ausge stattet, die fest mit ihr verbunden ist. In gleicher Weise ist die Welle 4 mit einer Kurbel 9 fest verbunden. An den die Wellen um fahrenden Enden der Kurbeln 8 und 9 sitzen Drehgelenkzapfen 10 bzw. 11. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eines der äußersten, für Drehgelenkbildung vorgesehenen Enden, hier das Ende 16 des Storchschnabels 17 mit der in dem Ende 16 befindlichen Bohrung 18 auf den Drehgelenkzapfen 10 gesteckt und bildet mit diesem ein Drehgelenk, während das Drehgelenk 19 des Storchschnabels 17, das gebildet wird aus dessen Gliedern 20 und 21, auch gebildet wird mit dem Zapfen 11 der Kurbel 9, dadurch, daß die Bohrung 22 und die Bohrung 23 der Glieder 20 bzw. 21 auf diesen Zapfen 11 gesteckt sind und auf diesem drehbar sind. Auf der Geraden durch die Mitten 14 und 12 der Drehgelenkzapfen 10 bzw. 11 liegt der erfindungsge mäß zu führende Punkt, hier dargestellt durch die Mitte 24 einer Bohrung 25 auf dem anderen äußersten Ende 26 des Storchschnabels 17, derart, daß die Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11 der Mitte 24 der Bohrung 25 auf der genannten Geraden näher liegt als die Mitte 14 des Drehgelenkzapfens 10. Bei umlaufend drehendem Antrieb der Welle 3 beschreibt die Mitte 24 der Bohrung 25 im allgemeinen eine exakte Ellipse, wie nachstehend noch anhand von Fig. 8 gezeigt werden wird. Die Mitte 24 der Bohrung 25 beschreibt aber hin- und hergehend ein Streckenstück auf einer exakten Geraden, wenn der Ab stand der Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11 der Kurbel 9 von der Mitte 13 der mit der Kurbel 9 fest verbundenen Welle 4 sich zum Ab stand der Mitte 14 des Drehgelenkzapfens 10 der Kurbel 8 von der Mitte 15 der mit der Kurbel 8 fest verbundenen Welle 3 sich genau so verhält, wie der Abstand der Mitte 24 der Bohrung 25 von der Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11 zu dem Abstand, den die Mitte 24 der Bohrung 25 zur Mitte 14 des Drehgelenkzapfens 10 aufweist. An hand von Fig. 6 wird dies bewiesen werden. Die Ausführungsform der Fig. 1 zeigt auch, wie die Wellen 3 und 4 gegenüber dem Ge triebegehäuse 1 durch an sich bekannte Dichtungen 27 und 28 bzw. 29 auf Durchmessern abgedichtet werden, die kleiner sind als die Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 6 und 7. Fig. 1 shows the subject of the invention in its basic expression. In a gearbox 1 , which is firmly connected to a Aufnah meplatte 2 of a machine or device, two shafts, the shafts 3 and 4 are rotatably supported, of which, as shown here for example, the shaft 3 at its shaft end 5 is drivable. The spur gears 6 and 7 are firmly connected to the shafts 3 and 4 . These spur gears have the same number of teeth and mesh with each other. The shaft 3 is equipped with a crank 8 , which is firmly connected to it. In the same way, the shaft 4 is firmly connected to a crank 9 . At the ends of the cranks 8 and 9 which drive the shafts there are pivot pins 10 and 11 respectively. In the embodiment of FIG. 1, one of the outermost ends intended for hinge formation, here the end 16 of the cranesbill 17 with the bore 18 in the end 16, is plugged onto the hinge pin 10 and forms a hinge with the latter, while the hinge 19 of the Cranesbill 17 , which is formed from its members 20 and 21 , is also formed with the pin 11 of the crank 9 , characterized in that the bore 22 and the bore 23 of the members 20 and 21 are inserted on this pin 11 and rotatable on this are. On the straight line through the centers 14 and 12 of the pivot pin 10 and 11, respectively, is the point to be guided according to the invention, shown here by the center 24 of a bore 25 on the other extreme end 26 of the cranesbill 17 , such that the center 12 of the pivot pin 11 is closer to the center 24 of the bore 25 on said straight line than the center 14 of the pivot pin 10 . With the shaft 3 rotating in rotation, the center 24 of the bore 25 generally describes an exact ellipse, as will be shown below with reference to FIG. 8. The center 24 of the bore 25 describes but reciprocally a distance piece on an exact straight line when the Ab was the center 12 of the pivot pin 11 of the crank 9 is standing from the center 13 of the rigidly connected to the crank 9 shaft 4 for unwinding the Center 14 of the pivot pin 10 of the crank 8 from the center 15 of the shaft 3 firmly connected to the crank 8 behaves exactly as the distance between the center 24 of the bore 25 from the center 12 of the pivot pin 11 and the distance between the center 24 the bore 25 to the center 14 of the pivot pin 10 . This will be demonstrated with reference to FIG. 6. The embodiment of FIG. 1 also shows how the shafts 3 and 4 with respect to the Ge gear housing 1 are sealed by known seals 27 and 28 and 29 to diameters that are smaller than the pitch circle diameter of the gears 6 and 7th

Die Fig. 2 zeigt den Erfindungsgegenstand mit einem Pantographen 30 in einer dem Storchschnabel kinematisch entsprechenden Weise ausgestattet. Der Pantograph 30 ist vorteilhaft zu nutzen, wenn das Verhältnis des Abstandes der Mitte 24 der Bohrung 25 von der Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11 zum Abstand der Mitte 24 der Boh rung 25 von der Mitte 14 des Drehgelenkzapfens 10 veränderbar sein soll. Zwecks Veränderung dieses Verhältnisses muß mindestens einer der beiden Abstände der Mitten 12 und 13 von Drehgelenkzapfen 11 bzw. Welle 4 oder der Mitten 14 und 15 von Drehgelenkzapfen 10 bzw. Welle 3 verstellbar sein. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist der zweitgenannte Mittenabstand dadurch verstellbar, daß die Kurbel 8 eine prismatische Führung 31, die mit ihr fest verbunden ist, aufweist, und auf dieser Führung 31 ein Schieber 32 verschiebbar und durch Klemmittel, hier im einfachsten Falle durch eine Klemmschraube 33 feststellbar ist. Der Schieber 32 weist den auf ihm festen Drehgelenkzapfen 10 auf. Auf den Drehgelenkzap fen 11 der Kurbel 9 ist drehgelenkig ein Schieber 34 aufgesteckt, welcher mit der der Mitte 24 der Bohrung 25 nahegelegenen Stange 35 des Pantographen 30 ein Schiebegelenk bildet und daher auf die ser Stange 35 verschieblich und durch Klemmittel, hier im einfach sten Falle mit Hilfe von Klemmschrauben 36 und 37 feststellbar ist. Auf dem äußersten freien Ende 38 des Pantographen 30 ist ein Schie ber 39 verschieblich und durch Klemmittel, hier im einfachsten Fal le durch die Klemmschrauben 40 und 41 feststellbar. Der Schieber 39 weist in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine mit ihm fest verbundene Drehgelenkhülse 42 auf, die eine Bohrung 25 aufweist, deren Mitte 24 mit dem zu führenden Punkt zusammenfällt. Der Schieber 39 wird durch Lösen der Verklemmung, Verschieben und Wiederfeststellung so eingestellt, daß die Mitte 24 der Bohrung 25 seiner Drehgelenkhülse 42 auf der Geraden durch die Mitten 12 und 14 der Drehgelenkzapfen 11 bzw. 10 zu liegen kommt. Hierzu können die Stangen 35 und 38 in an sich bekannter Weise geeignete Skalie rungen aufweisen mit deren Hilfe einander zugeordnete Stellungen der Schieber 34 bzw. 39 abgelesen werden können. Fig. 2 shows the subject of the invention with a pantograph 30 in a manner corresponding to the kinematic pantograph equipped. The pantograph 30 is advantageous to use if the ratio of the distance between the center 24 of the bore 25 from the center 12 of the pivot pin 11 to the distance of the center 24 of the drilling 25 from the center 14 of the pivot pin 10 should be changeable. To change this ratio, at least one of the two distances between the centers 12 and 13 of the pivot pin 11 or shaft 4 or the centers 14 and 15 of the pivot pin 10 or shaft 3 must be adjustable. In the embodiment of Fig. 2, the second-mentioned center distance is adjustable in that the crank 8 has a prismatic guide 31 , which is firmly connected to it, and on this guide 31 a slide 32 is displaceable and by clamping means, here in the simplest case by a clamping screw 33 can be determined. The slider 32 has the pivot pin 10 fixed on it. On the Drehgelenkzap fen 11 of the crank 9 is pivoted a slider plugged 34, which with the center 24 of the bore 25 nearby rod 35 of the pantograph 30 forms a slip joint and hence slidable on the ser rod 35 and by clamping means, here in simple sten case can be determined with the aid of clamping screws 36 and 37 . On the outermost free end 38 of the pantograph 30 , a slide 39 is displaceable and can be determined by clamping means, here in the simplest case by means of the clamping screws 40 and 41 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the slide 39 has a swivel sleeve 42 which is fixedly connected to it and which has a bore 25 , the center 24 of which coincides with the point to be guided. The slide 39 is adjusted by releasing the jamming, shifting and re-fixing so that the center 24 of the bore 25 of its swivel sleeve 42 comes to lie on the straight line through the centers 12 and 14 of the swivel pins 11 and 10 , respectively. For this purpose, the rods 35 and 38 can have suitable scalings in a manner known per se, with the aid of which mutually assigned positions of the slides 34 and 39 can be read.

Die Fig. 3 zeigt eine für das Führen eines Punktes auf unter schiedlichen Ellipsen geeignete Ausgestaltung des Erfindungsge genstandes, wie sie in feinwerktechnischer Gestaltung als Ellip senzeichengerät verwendbar ist. Neben der Kurbel 8, die in der für Fig. 2 beschriebenen Weise mit einem den Drehgelenkzapfen 10 tra genden Schieber 32 ausgestattet ist, ist nun auch die Kurbel mit einem Schieber 44 ausgestattet, der auf einer prismatischen Füh rung 43 verschiebbar ist, die mit der Kurbel 9 fest verbunden ist. Der Schieber 44 ist im einfachsten Falle durch eine Klemmschraube 45 feststellbar und weist den Drehgelenkzapfen 11 auf, auf dem die Glieder 20 und 21 des Storchschnabels 17 ein mit dem Schieber 44 gemeinsames Drehgelenk bilden. Die voneinander unabhängige Ein stellbarkeit der Abstände der 14 des Drehgelenkzapfens 10 von der Mitte 15 der Welle 3 und der Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11 von der Mitte 13 der Welle 4 erlaubt in noch zu beschreibender Weise, die unterschiedlichsten Halbachsen von Ellipsen, durch die die Mitte 24 der Bohrung 25 zu führen ist, einzustellen und bei Antrieb des Getriebes beispiels weise an der Welle 3 und bei Ausstattung der Bohrung 25 mit einem auf deren Mitte 24 zentrierten Zeichenstift, diese Ellipsen auch zu zeichnen, wobei vorteilhafterweise diese Ellipsen weit abseits vom Getriebegehäuse gelegen sind, so daß die Sicht auf die Zeich nung von diesem Gehäuse frei bleibt. Fig. 3 shows a suitable for guiding a point on under different ellipses of the subject of the invention, as it can be used in a precision engineering design as an ellipse senzeichengerät. In addition to the crank 8 , which is equipped in the manner described for Fig. 2 with a the pivot pin 10 tra ing slider 32 , the crank is now also equipped with a slider 44 , the tion on a prismatic guide 43 , which can be moved with the Crank 9 is firmly connected. In the simplest case, the slide 44 can be locked by a clamping screw 45 and has the swivel pin 11 on which the links 20 and 21 of the cranesbill 17 form a swivel joint common with the slide 44 . The mutually independent adjustability of the distances between the 14 of the pivot pin 10 from the center 15 of the shaft 3 and the center 12 of the pivot pin 11 from the center 13 of the shaft 4 allows, in a manner yet to be described, the most varied semi-axes of ellipses through which the center 24 of the bore 25 is to be set, set and drive the gearbox, for example on the shaft 3 and if the bore 25 is equipped with a drawing pen centered on its center 24 , these ellipses are also drawn, these ellipses advantageously being located far away from the gearbox housing are, so that the view of the undersigned voltage remains free from this housing.

Die Fig. 4 zeigt eine Darstellung des Erfindungsgegenstandes in einer mit der Nürnberger Schere 46 ausgestatteten Form, die in ei ner dem Storchschnabel 17 kinematisch entsprechenden Weise verwen det und an den Drehgelenkzapfen 10 und 11 drehbar eingehängt ist. An ihrem freien auf der Geraden durch die Mitten 14 und 12 der Drehgelenkzapfen 10 bzw. 11 gelegenen freien Ende 47 weist die Nürnberger Schere 46 eine Hülse 48 auf, die mit den Stangen 49 und 50 dieser Nürnberger Schere 46 Drehgelenke bildet. Die Hülse 48 besitzt eine Bohrung 25, deren Mitte 24 auf der genannten Geraden durch die Mitten der genannten Drehgelenkzapfen liegt. Fig. 4 shows a representation of the subject matter of the invention in a form equipped with the Nuremberg scissors 46 , the kinematic correspondingly used in egg ner the cranesbill 17 and is rotatably mounted on the pivot pin 10 and 11 . At its free end 47 located on the straight line through the centers 14 and 12 of the pivot pins 10 and 11 , respectively, the Nuremberg scissors 46 have a sleeve 48 which forms 46 swivel joints with the rods 49 and 50 of these Nuremberg scissors. The sleeve 48 has a bore 25 , the center 24 of which lies on the straight line mentioned through the centers of the said pivot pins.

Die Fig. 5 zeigt den Erfindungsgegenstand in einer Ausführungs form mit Storchschnabel 17, bei der die Drehgelenkzapfen 10 und 11 zu Exzentern erweitert sind, die so groß sind, daß sie die Peri pherien der Wellen 3 bzw. 4 umfassen. Fig. 5 shows the subject of the invention in an execution form with cranesbill 17 , in which the pivot pins 10 and 11 are expanded to eccentrics that are so large that they include the peri pherias of the shafts 3 and 4 , respectively.

Die Fig. 6 zeigt eine geometrische Darstellung zur Erläuterung der kinematischen Zusammenhänge mit den Mitteln der Vektorenrech nung. Der Punkt A₀ ist hierin der Drehpunkt und die Mitte der Wel le 3. Der Punkt B₀ ist hierin der Drehpunkt und die Mitte der Wel le 4. Im Punkt B₀ befindet sich der Ursprung eines rechtwinkligen Koordinatensystems mit den Achsen y und x. Die Punkte A₀ und B₀ stehen im Abstande a. Der Punkt A ist die Mitte 14 des Drehgelenk zapfens 10. Der Punkt B ist die Mitte 12 des Drehgelenkzapfens 11. Die Punkte A₀ und A stehen im Abstande r₁ zueinander, entsprechend dem Kurbelradius der Kurbel 8. Die Punkte B₀ und B stehen im Ab stande r₂ zueinander, entsprechend dem Kurbelradius der Kurbel 9. Die augenblickliche Lage des Punktes A wird durch den Vektor vom Betrage r₁ beschrieben. Die augenblickliche Lage des Punktes B beschreibt der Vektor _B vom Betrage r₂. Die Lage von A₀ wird von dem feststehenden Vektor vom Betrage a beschrieben. Dargestellt ist eine durch den Drehwinkel ϕ beschriebene Augenblicksstellung Während der Vektor sich von der Waagrechten aus gegen den Uhr zeigersinn dreht, dreht sich der Vektor _B im Uhrzeigersinn von einem Strahl aus, der in B₀ beginnt und von der negativen Richtung der x-Achse in dem gegen den Uhrzeigersinn gemessenen Winkel α steht. Es beschreibe nun der Vektor _C die Lage eines Punktes C, der dem geführten Punkte entspricht, beispielsweise in Fig. 1 dar gestellt durch die Mitte 24 der auf dem Gliede 26 befindlichen Boh rung 25. In allen anderen Figuren ist dieser Punkt C ebenfalls durch die Mitte 24 der Bohrung 25 repräsentiert. Es ist: Fig. 6 shows a geometric representation to explain the kinematic relationships with the means of the vector calculation. The point A₀ here is the fulcrum and the center of the shaft 3 . The point B₀ here is the fulcrum and the center of the shaft 4 . At point B₀ there is the origin of a right-angled coordinate system with the axes y and x. The points A₀ and B₀ are spaced a. The point A is the center 14 of the pivot pin 10 . The point B is the center 12 of the pivot pin 11 . The points A₀ and A are at a distance r₁ to each other, corresponding to the crank radius of the crank 8th The points B₀ and B are in the stand r₂ from each other, corresponding to the crank radius of the crank 9th The current position of point A is described by the vector of the amount r₁. The current position of point B describes the vector _{B of} the amount r₂. The position of A₀ is described by the fixed vector of the amount a. An instantaneous position described by the angle of rotation Dreh is shown. While the vector rotates counterclockwise from the horizontal, the vector _B rotates clockwise from a beam that begins in B₀ and from the negative direction of the x-axis in the counter-clockwise angle α stands. It now describes the vector _C, the location of a point C, which corresponds to the guided points, for example in Fig. 1 is represented by the center 24 of the drilling on the link 26 boring 25th In all other figures, this point C is also represented by the center 24 of the bore 25 . It is:

Die Geschwindigkeiten der Punkte A und B werden dargestellt durch die zeitlichen Ableitungen und der Vektoren _A und _B. Sie betragen:The speeds of points A and B are represented by the time derivatives and the vectors _A and _B. They are:

Die Geschwindigkeit ist aufgrund der Eigenschaften eines Storch schnabels und der beschriebenen kinematisch verwandten Mechanismen das gewogene Mittel:The speed is due to the properties of a stork schnabels and the described kinematically related mechanisms the weighted average:

woraus folgt.From which follows.

Damit ergibt sich unter Berücksichtigung von Gl. 4:Taking Eq. 4:

Mit Hilfe der Additionstheoreme ergibt sich dann:With the help of the addition theorems we get:

Aufgrund der geometrischen BeziehungenBecause of the geometric relationships

undand

ergibt sich:surrendered:

Woraus endgültig entsteht:What finally emerges:

Wenn und die Komponenten der Geschwindigkeit in y- bzw. x-Richtung sind, dann ist durch den Quotienten die Rich tung der Geschwindigkeit gegeben. Es ist:If and the components of the speed in y- or x direction, then the quotient is the rich given the speed. It is:

Da die Richtung der Geschwindigkeit unabhängig vom Drehwinkel ist, konstant ist und also nur vom Startwinkel α des Vektors r_B abhängt, legt der Punkt C eine nichtgekrümmte Bahn zurück, wenn das Verhältnis λ = r₂/r₁ der Kurbelradien eingehalten wird, wo bei das Verhältnis λ eine Konstante des Storchschnabels oder der kinematisch verwandten Mechanismen, wie Pantograph oder Nürnber ger Schere ist und beträgt:Since the direction of the speed is independent of the angle of rotation, is constant and therefore only depends on the starting angle α of the vector r _B , the point C travels an uncurved path if the ratio λ = r₂ / r₁ of the crank radii is maintained, where the ratio λ is and is a constant of the cranesbill or the kinematically related mechanisms, such as pantograph or Nuremberg scissors:

λ = (Strecke CB)/(Strecke CA) Gl. 15λ = (route CB) / (route CA) Eq. 15

Die Fig. 7 zeigt die geometrischen Zusammenhänge für die Totla gen C_UT und C_OT des geführten Punktes C. Die Strecke von C_UT nach C_OT sei der Hub h_c des Punktes C genannt. Der Punkt C erreicht sei ne Totlagen, wenn seine Geschwindigkeit verschwindet, das ist der Fall für: Fig. 7 shows the geometric relationships for the Totla conditions C _UT and C _{OT of} the guided point C. The distance from C _UT to C _OT is called the stroke h _c of point C. Point C has reached a dead center when its speed disappears, which is the case for:

woraus dann folgt:from which it follows:

tan(α/2) = tan ϕ = tan(180° + ϕ) Gl. 17tan (α / 2) = tan ϕ = tan (180 ° + ϕ) Eq. 17th

Die den Totlagen C_UT und C_OT des Punktes C zugeordneten Lagen der Vektoren _A und _B sind ihre bei ϕ = α/2 und ϕ = α/2 + 180° eingenommenen Parallellagen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.The positions of the vectors _A and _B assigned to the dead positions C _UT and C _OT of point C are their parallel positions assumed at ϕ = α / 2 and ϕ = α / 2 + 180 °, as shown in FIG. 7.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes als Ellipsenfüh rung, insbesonders Ellipsenzeichengerät, empfiehlt sich, für den Vektor r_B den Startwinkel α = 0 zu wählen. Wenn das Verhältnis (Strecke CB)/(Strecke BA) mit λ* bezeichnet wird, so ergibt sich auch der Zusammenhang mit dem Storchschnabelkennwert λ wie folgt:When using the transmission according to the invention as an elliptical guide, in particular an elliptical drawing device, it is advisable to choose the starting angle α = 0 for the vector r _B. If the ratio (distance CB) / (distance BA) is denoted by λ *, the relationship with the cranesbill characteristic value λ is also as follows:

λ* = λ/(1-λ) Gl. 19λ * = λ / (1-λ) Eq. 19th

Damit läßt sich der Vektor _C direkt darstellen zu:This allows the vector _{C to} be represented directly:

_C = _B + λ* · _AB Gl. 20 _C = _B + λ * · _AB Eq. 20th

Hierin ist _AB gemäß Fig. 6 der vom Punkte A zum Punkte B weisen de Vektor. Wegen: _AB herein is shown in FIG. 6 of the point from the point A to the point B de vector. Because of:

_B = _A + _AB Gl. 21 _B = _A + _AB Eq. 21

ist:is:

_AB = _B - _A Gl. 22 _AB = _B - _A Eq. 22

und daher:and therefore:

_C = _B + λ* · _B - λ* · _A Gl. 23 _C = _B + λ * · _B - λ * · _A Eq. 23

Mit _A nach Gl. 1 und _B nach Gl. 2 ergibt sich, wenn α = 0 sei:With _A according to Eq. 1 and _B according to Eq. 2 results if α = 0:

_C = (- cosϕ·((1+λ*)·r₂+λ*·r₁); sinϕ((1+λ*)·r₂-λ*·r₁)-λ*·a) Gl. 24 _C = (- cosϕ · ((1 + λ *) · r₂ + λ * · r₁); sinϕ ((1 + λ *) · r₂-λ * · r₁) -λ * · a) Eq. 24th

Hieraus ergeben sich die Halbachsen a_e und b_e der Ellipse, indem man für die Ermittlung von a_e: ϕ= 0 oder ϕ = 180° in Gl. 24 ein setzt und für die Ermittlung von b_e: ϕ = 90° oder ϕ = 270°. Die Halbachsen betragen:This results in the semiaxes a _e and b _{e of} the ellipse by determining a _e : ϕ = 0 or ϕ = 180 ° in Eq. 24 uses and for the determination of b _e : ϕ = 90 ° or ϕ = 270 °. The semiaxes are:

a_e = (1+λ*)·r₂+λ*·r₁ Gl. 25a _e = (1 + λ *) r₂ + λ * · r₁ Eq. 25th

b_e = (1+λ*)·r₂-λ*·r₁ Gl. 26b _e = (1 + λ *) r₂-λ * · r₁ Eq. 26

Aus den Gleichungen 19; 25 und 26 erhält man:From equations 19; 25 and 26 you get:

r₁/r₂ = (1-b_e/a_e)/(λ·(1+b_e/a_e)) Gl. 27r₁ / r₂ = (1-b _e / a _e ) / (λ · (1 + b _e / a _e )) Eq. 27

und:and:

r₂ = a_e/(1+λ*·(1+r₁/r₂)) Gl. 28r₂ = a _e / (1 + λ * · (1 + r₁ / r₂)) Eq. 28

sowie:such as:

r₁ = r₂ · (r₁/r₂)r₁ = r₂ · (r₁ / r₂)

Hiermit lassen sich die Kurbelradien r₁ und r₂ aus der großen Halbachse a_e der Ellipse und dem Achsenverhältnis b_e/a_e berechnen und einstellen. Wie z . B. in Fig. 8 erhält man für eine Ellipse mit den Halbachsen a_e = 80 mm und b_e = 40 mm bei einem Storchschnabelkenn wert von / = λ = 0,6 die Kurbelradien r₂ = 24 mm und r₁ = 13,33 mm; relativ kleine Werte, wie im Vergleich zu der Größe der beschreibbaren Ellipse zu erkennen ist. Hieraus ergibt sich eine vielversprechend kleine Größe des diese Ellipse in Anwendung der erfindungsgemäßen Punktführung beschreibenden Getriebes.This allows the crank radii r₁ and r₂ to be calculated and set from the large semi-axis a _{e of} the ellipse and the axis ratio b _e / a _e . Such as B. in Fig. 8 for an ellipse with the semiaxes a _e = 80 mm and b _e = 40 mm with a cranesbill value of / = λ = 0.6, the crank radii r₂ = 24 mm and r₁ = 13.33 mm ; relatively small values, as can be seen in comparison to the size of the writable ellipse. This results in a promisingly small size of the gearing describing this ellipse when using the point guidance according to the invention.

Die große Halbachse der beschriebenen Ellipse liegt im Abstand λ*·a vom Punkt B₀ und parallel zur x-Achse im -y-Bereich. The large semi-axis of the ellipse described is at a distance λ * · a from point B₀ and parallel to the x-axis in the -y range.

Die Fig. 9 zeigt letztlich das erfindungsgemäße Getriebe in einer Ausführungsform, bei der das Getriebegehäuse 1 durch eine Plat te 1′ ersetzt ist, auf der die beiden Zahnräder 6 und 7 miteinander kämmend auf Zapfen 3′ bzw. 4′ laufen, die auf der Platte 1′ befestigt sind, wobei die Zapfenmitten 15 bzw. 13 auch die Zahnradmitten sind. Die Zahnräder 6 und 7 sind bei dieser Ausführungsform direkt mit den Drehgelenkzapfen 10 bzw. 11 ausgestattet, indem diese Drehgelenkzapfen auf den Zahnrädern 6 und 7 befestigt sind. Fig. 9 ultimately shows the transmission according to the invention in an embodiment in which the gear housing 1 is replaced by a plat te 1 ', on which the two gears 6 and 7 mesh with each other on pins 3 ' and 4 ', which on the Plate 1 'are attached, the pin centers 15 and 13 are also the gear centers. In this embodiment, the gears 6 and 7 are equipped directly with the pivot pins 10 and 11 , respectively, in that these pivot pins are fastened on the gears 6 and 7 .

Eine nicht mehr dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes, welche ebenfalls eine Platte 1′ als Gestellglied be nutzt, sieht auf den Zahnradscheiben Schieber 32; 44 auf prismati schen Führungen 31 bzw. 43 in wie in Fig. 3 gezeigter Art vor. Eine solche Ausführungsform ist für Demonstrationszwecke und für Zwecke der Feinwerktechnik geeignet, auch wäre sie eine Ausführungsform, wie sie für Zeichengeräte genutzt werden würde.An embodiment of the transmission according to the invention, which is no longer shown, which also uses a plate 1 'as a frame member, sees on the toothed wheel slider 32 ; 44 on prismatic guides 31 and 43 in the manner shown in Fig. 3 before. Such an embodiment is suitable for demonstration purposes and for the purposes of precision engineering, it would also be an embodiment as it would be used for drawing devices.

Claims

1. Gear for guiding a point on an exact straight line or exact ellipse, which consists of links that run only in swivel joints with each other and two of the links form a joint formed by the engagement of two meshing gears, characterized in that in a gear housing ( 1 ) two shafts ( 3 ; 4 ) can be rotated, both of which have gears ( 6 ; 7 ) that are firmly connected to each other and each of these two shafts ( 3 ; 4 ) has a crank ( 8 ; 9 ) and the circular the centers ( 15 ; 13 ) of the shafts ( 3 ; 4 ) around running pins ( 10 ; 11 ) of these cranks ( 8 ; 9 ) with a mechanism known per se, for example a cranesbill mechanism ( 17 ) Form swivel joints, which is such that the by this mechanism ( 17 ) in the form of a hole or pin center ( 24 ) to be led point ( 24 ) on the straight line through the centers ( 12 ; 14 ) of the center en ( 15 ; 13 ) of the shafts ( 3 ; 4 ) in a circle around running pins ( 10 ; 11 ) of the two cranks ( 8 ; 9 ) and the distance of the point ( 24 ) to be guided from the center ( 12 ) of the pin that is always closer to it fens ( 11 ) one of the two cranks ( 9 ) is always λ times as large as the distance of the point ( 24 ) to be guided from the center ( 14 ) of the pin fins ( 10 ) of the other crank ( 8 ), where λ is a constant number greater than zero and less than one.

2. Gear for guiding a point according to claim 1, characterized in that the two shafts ( 3 ; 4 ) are equipped with spur gears of the same number of teeth.

3. Gear for guiding a point according to claim 1, characterized in that on at least one of the two cranks ( 8 ; 9 ) the distance between the center ( 14 ; 12 ) of their respective circumferential pin ( 10 ; 11 ) from the center ( 15 ; 13 ) of the associated shaft ( 3 ; 4 ) is adjustable and lockable.

4. Gear for guiding a point according to claims 1 and 3, characterized in that when adjusting the distance of the center ( 14 ; 12 ) of a circumferential Zap fens ( 10 ; 11 ) of a crank ( 8 ; 9 ) from the center ( 15 ; 13 ) ih rer shaft ( 3 ; 4 ) the respective center ( 14 ; 12 ) covers a displacement path in the form of a straight line which passes through the center ( 15 ; 13 ) of the respective shaft ( 3 ; 4 ).

5. Gear for guiding a point according to claims 1 to 4, characterized in that the circumferential pin ( 10 ) of the crank ( 8 ) with the one outermost free end ( 16 ) of a cranesbill mechanism ( 17 ) forms a swivel joint and that other outermost free end ( 26 ) of this cranesbill mechanism ( 17 ) is equipped with a bore ( 25 ) whose center ( 24 ) coincides with the points to be guided and that the center ( 12 ) of between the center ( 14 ) of here The aforementioned rotary joint and the point to be guided ( 24 ) and the two shorter links ( 20 ; 21 ) of the Storchschnabelme mechanism ( 17 ) connecting the rotary joint with the center ( 12 ) of the rotating pin ( 11 ) of the other crank ( 9 ) coincides and forms with the latter a three joint connecting ( 9 ; 20 ; 21 ) rotating joint.

6. Gearbox for guiding a point according to claims 1 to 6, characterized in that the sections of the shafts ( 3 ; 4 ) which are located between the cranks ( 8 ; 9 ) and the gears ( 6 ; 7 ), (1) relative to the housing sealed off and that also another from the Ge housing (1) out trespassing end (5) of a shaft (3) is sealed relative to the housing (1) and, by known per se seals (29 28) these sealing effects are achieved by seals ( 27 ; 28 ; 29 ), the circumferential rotary movements of the shafts ( 3 ; 4 ) relative to the housing ( 1 ) and the diameter of all the seals mentioned are smaller than the diameter of the part circles of the gears ( 6 ; 7 ) sitting on the shafts ( 3 ; 4 ).

7. Gear for guiding a point according to claims 1 to 6, characterized in that at least one of the cranks ( 8 ; 9 ) relative to the gear on the same shaft ( 3 ; 4 ) is rotatable and thereafter can be determined again by means known per se is.

8. Gearbox for guiding a point according to the claims 1 to 6, characterized in that one of the tooth gears by axially shifting out of engagement with the other gear can be lifted out and opposite the latter twisted by axially pushing back like which can be brought into engagement, the axial Position of the axially displaceable gear Restoration of engagement with the other tooth can be secured by means known per se can.

9. Gear for guiding a point according to claims 1 to 8, characterized in that the pivot pin ( 10 ; 11 ) are eccentrics whose diameters are so large that their peripheries include the peripheries of the shafts ( 3 ; 4 ).

10. Gear for guiding a point according to claims 1, 2, 3, 4, 8 and 9, characterized in that one of the use of the cranesbill mechanism ( 17 ) kinematically corresponding use of a in the pivot pin ( 10 ; 11 ) of the cranks ( 8 ; 9 ) is attached and pivoted to this pivot joint rotatable pantograph mechanism ( 30 ) is provided.

11. Gear for guiding a point according to claim 10, characterized in that the outermost free end ( 38 ) of the pantograph mechanism ( 30 ) is equipped with a slide over ( 39 ) which on the free end ( 38 ) is displaceable and through Clamping means ( 40 ; 41 ) can be determined and that this slide ( 39 ) has the bore ( 25 ), the center of which corresponds to the point ( 24 ) to be guided and that the bore ( 25 ) near the rod ( 35 ) of the pantograph mechanism ( 30 ) is also equipped with a slidable on it and by clamping means ( 37 ; 37 ) lockable slide ( 34 ) which contains a bore for rotatably receiving the pivot pin ( 11 ) of one of the cranks ( 9 ).

12. Gearbox for guiding a point according to claims 1, 2, 3, 4, 6 and 8, characterized in that one of the use of the cranesbill mechanism ( 17 ) kinematically corresponding use of the Nuremberg scissor mechanism ( 46 ) is provided, by the central crossing rods ( 51 ; 52 ) formed hinge this mechanism is simultaneously formed with the swivel pin ( 11 ) of the crank ( 9 ) and that the one located at the free end of the Nuremberg scissor mechanism hinge with the swivel pin fen ( 10 ) of the crank ( 8 ) is formed and that the swivel joint at the other free end ( 47 ) of the Nuremberg scissor mechanism on the straight line through the centers ( 14 ; 12 ) of the swivel pin ( 10 ; 11 ), which the rods there ( 49 ; 50 ) form the Nuremberg scissors mechanism ( 46 ) with a sleeve ( 48 ) which has the bore ( 25 ), the center ( 24 ) of which corresponds to the point to be guided.

13. Gearbox for guiding a point according to claims 1; 3; 4; 5; 8th; 10; 11 and 12, characterized in that the pivot pins ( 10 ; 11 ) are fixed directly to the wheel discs of the gears ( 6 ; 7 ) and that the housing is provided in the open form of a plat te ( 1 '), which is on the side the toothed wheels ( 6 ; 7 ) is arranged on which these gears both do not have the pivot pin and the se plate ( 1 ') pin ( 3 ' and 4 '), on which the gears ( 6 ; 7 ) each around the Centers ( 15 ; 13 ) of this pin fen are rotatable and the drive on one of the rotary joint pin ( 10 ; 11 ) takes place directly.