DE962659C - Continuously variable worm gear with torque conversion - Google Patents

Continuously variable worm gear with torque conversion

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DE962659C
DE962659C DESCH13534A DESC013534A DE962659C DE 962659 C DE962659 C DE 962659C DE SCH13534 A DESCH13534 A DE SCH13534A DE SC013534 A DESC013534 A DE SC013534A DE 962659 C DE962659 C DE 962659C
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DE
Germany
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worm
spring washer
worm gear
steel wires
spring steel
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Expired
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DESCH13534A
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German (de)
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Werner Scharnweber
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WERNER SCHARNWERBER
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WERNER SCHARNWERBER
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/42Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion with gears having teeth formed or arranged for obtaining multiple gear ratios, e.g. nearly infinitely variable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Stufenloses Schneckengetriebe mit Drehmomentwandlung Das .in dem Hauptpatent beschriebene stufenlose Schneckengetriebe arbeitet mit einer verstellbaren geöffneten Federscheibe als eingängige Schnecke. Der Regelbereich ist infolge der Eingängigkeit verhältnismäßig gering und könnte wesentlich erweitert werden, wenn. es gelänge, zum Antrieb des Innenschneckenrades eine mehrgängige Federscheibe unterzubringen. Da aber in diesem Falle der Durchmesser der Federscheibenschnecke gleich dem Durchmesser .des Innenschneckenrades sein müßte, weil der Doppeleingriff der Schnecke gleichzeitige Links- und Rechtsgängigkeit voraussetzt, ist eine solche Lösung nicht möglich.Continuously variable worm gear with torque conversion The .in the main patent described continuously variable worm gear works with an adjustable open Spring washer as a catchy snail. The control range is due to its catchiness relatively small and could be expanded significantly if. it would succeed to accommodate a multi-turn spring washer to drive the internal worm gear. But since in this case the diameter of the spring washer worm is equal to the diameter . of the inner worm wheel would have to be, because the double engagement of the worm is simultaneous Such a solution is not possible if left and right-hand movement is required.

Eine brauchbare Annäherung läßt sich erzielen, wenn man die Drehachse der Federscheibenschnecke um einen geringen Betrag so weit. mittenversetzt anordnet, daß nur ein Eingriff zustande kommt. Der entstehende Winkelfehler im äußeren Verstellbereich ist in Längsrichtung der Federstahldrähte des Innenschneckenrades so geringfügig, daß er praktisch vernachlässigt werden kann; der Fehler wird durch die Nachgiebigkeit der Federdrähte ausgeglichen. Die Federscheibenschnecke wird entsprechend der Gängigkeit zwei-, drei- bzw. vierfach in Segmente unterteilt und über Zahnstangen und Doppelhebellenkung im rechts- und linksgängigen Verstellbereich nach Steigung stufenlos eingestellt.A useful approximation can be achieved if the axis of rotation the spring washer worm by a small amount so far. centered, that there is only one intervention. The resulting angle error in the outer adjustment range is so slight in the longitudinal direction of the spring steel wires of the inner worm wheel, that it can practically be neglected; the failure is due to the indulgence the spring wires balanced. The spring washer worm gear will move accordingly Two, three or fourfold divided into segments and via toothed racks and double lever steering In the right and left hand adjustment range, infinitely variable according to the incline.

In den Abb. I bis 7 ist ein solches. Getriebe zeichnerisch dargestellt. Die Mittenversetzung erfolgt im Abstand der Achsen a-a, b-b. Die Federscheibenschnecke 15 ist zweiteilig (zweigängig) ausgeführt und im Mittelpunkt des als Schneckenaufnahme dienenden Gehäuses 13 um die Welle 2 1 drehbar gelagert. Das Gehäuse 13 ist als Kugelabschnitt ausgeführt und wird von den Kegelrädern 41, 42 angetrieben und in den mit dem Deckel I verbundenen Lagern 9 und Io gehalten. Die vierkantige Steuerstange 26 ist im Gehäuse 13 geführt und mit zwei Zahnstangen 65 versehen, die in die Ritzel 66 eingreifen. Mit den Ritzeln 66 fest verbunden sind die beiden doppelarmigen Verstellhebel I9, die ebenfalls in der Gehäusesymmetrieachse gelagert sind und an ihren geschlitzten Enden in die genuteten Federscheibenschnecken 15 eingreifen. Die Schneckensegmente 15 gestatten infolge ihrer Abschrägung und Zuspitzung an ihren Eingriffs- und Austrittsenden bei jedesmaliger Umdre'hung beim Eingriffs- und Austrittsende eine geringe Verschiebung der Federdrähte 37. Diese Verschiebungen bewirken, daß eine zügige Einstellung der Federscheibenschnecken 15 auf Steigung zustande kommt. Der Verstellvorgang wird dadurch begünstigt, daß in dem beschriebenen Augenblick nur die Eingangs- und Ausgangsdrähte durch den Anfang und das Ende der Federscheibenschnecke 15 verschoben werden. Die Steuerstange 26 ist an ihrem Ende mit einem Druckkugellager fest verbunden. Der im Drucklager 29 gehaltene Mitnehmer 30 trägt die Verstellmutter 32, die von der selbsthemmenden Spindel 34 über den Handgriff 35 in Richtung der Steuerstange 26 verschoben wird. Der Mitnehmer 30 und die Verstellmutter 32 sind in dem Prismenkörper 67 geführt. Die einseitige Lagerung des Innenschneckenrades 36 im Gehäuse 2 erfolgt durch zwei Kegelrollenlager 68, 69, von denen das eine, 69, einen größeren Durchmesser aufweist und nahe der Schneckeneingriffsstelle zum Tragen kommt. An die Stelle der Klammern 39 gemäß der Anordnung des Hauptpatents tritt ein geschlossener Schneckenradaufnahmering 70, in dem die Federdrähte 37 eingebettet und mittels des. Ringes 71 zusammengepreßt werden. Die über den Umfang des Ringes verteilten Druckschrauben 72 drücken den Ring gegen die Federdrähte. Zur Sicherung der radialen Einstellung der Federdrähte 37 ist ein weiterer Ring 73 vorgesehen, in welchem die Federdrähte in die radial verlaufenden Sägeeinschnitte eingeschoben und durch die Zwischenlagen in entsprechendem Abstand gehalten werden. Die an ihren Endren genuteten Federscheibenschnecken 15 greifen gleichzeitig in die genuteten und geschlitzten Enden der Verstellhebel I9 ein (Abb. 4 und 5). Die Antriebswelle 3 und die getriebene Welle 4o liegen parallel; durch entsprechende Zwischenräder auf der Antriebsseite kann aber auch Gleichachsigkeit erzielt werden.In Figs. I to 7 there is one. Gear shown in the drawing. The center offset takes place at the distance of the axes aa, bb. The spring washer worm 15 is designed in two parts (two-flight) and is rotatably mounted around the shaft 2 1 in the center of the housing 13 serving as a worm receptacle. The housing 13 is designed as a spherical section and is driven by the bevel gears 41, 42 and held in the bearings 9 and Io connected to the cover I. The square control rod 26 is guided in the housing 13 and is provided with two toothed racks 65 which mesh with the pinions 66. The two double-armed adjusting levers 19, which are also mounted in the axis of symmetry of the housing and engage with the grooved spring washer worms 15 at their slotted ends, are firmly connected to the pinions 66. The screw segments 15 allow a slight displacement of the spring wires 37 due to their beveling and tapering at their engagement and exit ends with each rotation at the engagement and exit ends. The adjustment process is facilitated by the fact that only the input and output wires are shifted through the beginning and the end of the spring washer 15 at the moment described. The control rod 26 is firmly connected at its end to a thrust ball bearing. The driver 30 held in the thrust bearing 29 carries the adjusting nut 32, which is displaced by the self-locking spindle 34 via the handle 35 in the direction of the control rod 26. The driver 30 and the adjusting nut 32 are guided in the prism body 67. The inner worm wheel 36 is supported on one side in the housing 2 by means of two tapered roller bearings 68, 69, one of which, 69, has a larger diameter and comes into play near the point of engagement of the worm. In place of the clamps 39 according to the arrangement of the main patent, there is a closed worm wheel receiving ring 70, in which the spring wires 37 are embedded and pressed together by means of the ring 71. The pressure screws 72 distributed over the circumference of the ring press the ring against the spring wires. To ensure the radial adjustment of the spring wires 37, a further ring 73 is provided, in which the spring wires are pushed into the radially extending saw cuts and held at a corresponding distance by the intermediate layers. The spring washer worms 15 grooved at their ends simultaneously engage in the grooved and slotted ends of the adjusting levers I9 (Figs. 4 and 5). The drive shaft 3 and the driven shaft 4o are parallel; Equiaxiality can also be achieved by means of corresponding intermediate gears on the drive side.

In Abb.4 ist eine Vierfachschnecke dargestellt, bei der die Steuerstange 26 mit vier entsprechend versetzten Zahnstangen 65 versehen ist, in die gleichzeitig vier Ritzel 66 eingreifen, die wiederum mit vier Verstellhebeln I9 fest verbunden sind, die in die Enden der Schneckensegmente 15 eingreifen, wobei der Vorgang der Steigungsverstellung derselbe ist wie bei der beschriebenen Zweifachschnecke. An dem Aufbau des Getriebes ändert sich sonst nichts.In Fig.4 a quadruple screw is shown with the control rod 26 is provided with four correspondingly offset racks 65, in the same time four pinions 66 engage, which in turn are firmly connected to four adjusting levers I9 are, which engage in the ends of the screw segments 15, the process of The pitch adjustment is the same as with the described twin screw. At the structure of the transmission does not change anything else.

In Abb. 6 und 7 sind zum Zwecke der Verdoppelung der Leistungsübertragung zwei stufenlose Zweifachschneckengetriebe hintereinandergeschaltet dargestellt. Die Drehung der Antriebswelle 3 verteilt sich über den Kettentrieb 74 auf zwei Antriebe, während die Abtriebdrehung der getriebenen Wellen 40 über die Kettentriebe 75 auf die gemeinsame getriebene Welle 76 übertragen wird. Die Einstellung der Schneckenverstellung erfolgt gemeinsam durch die Handkurbel 35 über den Kettentrieb 77. Die Lagerung der Innenschneckenräder erfolgt durch je drei im Gehäuse 2 befestigte Rollen 78. Auch hier läßt sich durch entsprechende Umlenkung durch Zwischenräder Gleichachsigkeit für An- und Abtrieb erzielen. Die Anzahl der hintereinandergeschalteten Getriebe kann beliebig erhöht werden.In Fig. 6 and 7 are for the purpose of doubling the power transmission two stepless twin worm gears shown connected in series. The rotation of the drive shaft 3 is distributed over the chain drive 74 to two drives, while the output rotation of the driven shafts 40 via the chain drives 75 the common driven shaft 76 is transmitted. Adjustment of the screw adjustment takes place jointly by the hand crank 35 via the chain drive 77. The storage the internal worm gears are carried out by three rollers 78 each fastened in the housing 2. Here, too, equiaxedness can be achieved by appropriate deflection by means of intermediate gears for input and output. The number of gears in series can be increased at will.

Eine andere Möglichkeit der Erhöhung der Leistungsübertragung liegt in der Parallelschaltung mehrerer Getriebe.Another way of increasing the power transfer is here in the parallel connection of several gearboxes.

Der Rückdruck auf die Verstellorgane der Schnecken verläuft im Zeitmaß der Schneckendrehzahl in einer vollen Sinuskurve. Der sinusförmige Verlauf läßt sich so erklären, daß dem Schneckensegment 15 bei seinem Einlauf in die Federdrähte 37 bei einer angenommenen Einstellung eines rechtsgängigen Steigungswinkels ein linksdrehendes Moment um seine Einstellachse 21 erteilt wird. Dieses Moment wird über die halbe Länge des Schneckensegmentes 15 übertragen und entspricht dem Maximalwert der Sinuskurve im positiven Bereich. Mit dem weiteren Durchlaufen verringert sich die Hebellänge und damit das Moment kontinuierlich bis zum Werte Null, d. h. wenn der Rückdruck auf die Drehachse 2I des Schneckensegmentes 15 erfolgt. Beim Durchlauf über den Drehpunkt hinaus erfolgt die Umkehrung mit einem ansteigenden rechtsdrehenden Moment bis zu seinem Maximalwert im negativen Bereich der Sinuskurve. Die Addition aller auftretenden Drehmomente ergibt Null, so daß sich bei der schnellen, sieh stetig wiederholenden Aufeinanderfolge dieses Vorgangs der Rückdruck im ganzen gesehen aufhebt. In der Nullstellung vereinigen sich die Schneckensegmente zu einer steigungslosen Planscheibe. Gegenüber der mit Gegenfederung einstellbaren Einfachschnecke (Hauptpatent) sind die Schneckensegmente der mehrgängigen Schnekken im Drehpunkt 2i und an den Verstellhebelenden r9 unnachgiebig gelagert. Die Federscheibensegmente 15 sind an ihren Enden zugespitzt, abgerundet und in radialer Richtung etwas abgeschrägt.The back pressure on the adjusting elements of the screws is timed the screw speed in a full sine curve. The sinusoidal course can explain themselves so that the worm segment 15 at its entry into the spring wires 37 with an assumed setting of a right-hand angle of incline counterclockwise torque about its adjustment axis 21 is issued. This moment will transmitted over half the length of the screw segment 15 and corresponds to the maximum value the sine curve in the positive range. As you go through it decreases the lever length and thus the moment continuously down to the value zero, d. H. if the back pressure on the axis of rotation 2I of the screw segment 15 takes place. When passing through Beyond the pivot point, the reversal takes place with an increasing clockwise rotation Moment up to its maximum value in the negative area of the sine curve. The addition of all torques occurring results in zero, so that with the fast, see continuously repeating sequence of this process, the back pressure seen as a whole cancels. In the zero position, the screw segments unite to form a pitchless one Faceplate. Compared to the single worm, which can be adjusted with counter-suspension (main patent) are the screw segments of the multi-start screw at the pivot point 2i and at the Adjusting lever ends r9 mounted rigidly. The spring washer segments 15 are on their ends pointed, rounded and bevelled somewhat in the radial direction.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: z. Stufenloses Schneckengetriebe mit einem aus Federstahldrähten bestehenden Innenschneckenrad und einer verstellbaren Federscheibenschnecke nach Hauptpatent 955 279, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verlagerung der Drehachse (a-a) der Federseheibenschnecke (I5) gegenüber der Drehachse (b-b) des Innenschneckenrades (36) die Federscheibenschnecke (I5) zwei-, drei- und mehrgängig ausgebildet werden kann. PATENT CLAIMS: e.g. Infinitely variable worm gear with an inner worm wheel consisting of spring steel wires and an adjustable spring washer worm according to main patent 955 279, characterized in that the spring washer worm (I5) creates two by shifting the axis of rotation (aa) of the spring washer worm (I5) with respect to the axis of rotation (bb) of the inner worm wheel (36) -, three and more threads can be trained. 2. Stufenloses Schneckengetriebe mit einem aus Federstahldrähten bestehenden Innenschneckenrad und einer verstellbaren Federscheibenschnecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt der aus Federscheibenschnecken (I5) bestehenden mehrgängigen Schnecke mit der Drehachse (a-a) zusammenfällt, wodurch eine unnachgiebige Halterung der mehrgängigen Federscheibenschnecke gewährleistet ist. 2. Stepless worm gear with one made of spring steel wires existing inner worm gear and an adjustable spring washer worm Claim I, characterized in that the pivot point consists of spring washer worms (I5) existing multi-start worm coincides with the axis of rotation (a-a), whereby an unyielding mounting of the multiple spring washer worm is guaranteed is. 3. Stufenloses Schneckengetriebe mit einem aus Federstahldrähten bestehenden Innenschneckenrad und einer verstellbaren Federscheibenschnecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettung der Federstahldrähte (37) des Innenschneckenrades (36) in einem mit radialen Sägeschnitten versehenen Ring (73) erfolgt, der, in den Innenschneckenradträger (70) geschoben, durch den Ring (7I) gehalten wird und mittels der auf den. Umfang verteilten Druckschrauben (72) die endgültige Pressung für die Halterung der Federstahldrähte (37) erzeugt. 3. Continuously variable worm gear with one made of spring steel wires Inner worm wheel and an adjustable spring washer worm according to claim I, characterized in that the bedding of the spring steel wires (37) of the inner worm wheel (36) is carried out in a ring (73) provided with radial saw cuts, which, in the Inner worm gear carrier (70) is pushed, held by the ring (7I) and by means of the on the. Circumference distributed pressure screws (72) the final compression for the Holding the spring steel wires (37) generated. 4. Stufenloses Schneckengetriebe mit einem aus Federstahldrähten bestehenden Innenschneckenrad und einer verstellbaren Federscheibenschnecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vervielfachung der zu übertragenden Leistung zwei oder mehrere Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei die gemeinsame An- und Abtriebdrehung und Schneckenverstellung über die Kettentriebe (74, 75, 77) erfolgt.4. Continuously variable worm gear with an inner worm gear consisting of spring steel wires and an adjustable spring washer worm according to claim I, characterized in that two or more gears are arranged in a common housing one behind the other or next to one another in order to multiply the power to be transmitted, the common input and output rotation and The worm is adjusted via the chain drives (74, 75, 77) .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1179777B (en) * 1962-01-29 1964-10-15 Siemens Ag Worm gear

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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