JP5463301B2 - 同期平ベルトドライブ - Google Patents
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Description
よく間違って認識されているのが、例えば自動車のギアボックスなどによく一般的に広く普及しているらせん状歯システムを持つフェースギアはそのような回転の動きをする。残念なことに、これは事実ではなく、少なくとも、ギアボックスオイルを節約することができる。歯が反対にある歯システムとかみ合う際の動きのスローモーションのシミュレーション(http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Involute_wheel.gifを参照)によって、最初に歯は反対側の歯に沿ってスライドし、その後、回転している円の中で転がり、そしてまた反対側の歯に沿って滑り出ることが分る。したがって、表面への損傷は歯の上で作られる(窪みを作る)。回転の動きは回転している円でのみ行われる。この円の上で、歯を形成するために工具が回転するのである。回転する円の上下でエネルギーを消費する動的摩擦の発生によって、滑りが発生する。
I0=b0・t0 3/12 ;
In=b0・(t0/n)3/12 ;
I=n・In=n・b0・(t0/n)3/12=I0/n2;
発明の目的は、同期平ベルトドライブを提供することで、それはローラーチェーン伝動や歯ベルト伝動等のようなその他の歯ベルト伝動と比べて上述されている利点を失うことなく、また、上述の短所も示さない。この目的は請求の範囲の特徴に応じた発明に相当する同期平ベルトドライブによって達成される。
以下において、より理解してもらうために、発明の基本的な中核要素が説明されており、発明の範囲を限定することなく、添えられた請求の範囲およびそれらの合法的同等性によって定義されている。
現在の発明の将来的な範囲として、精密機器、自動車エンジニアリング、造船技術、航空エンジニアリングおよび全般的な機械的エンジニアリングが可能である。したがって、伝達される動力は数ワットから数百キロワットまでにも及ぶ。
図面は以下に示されている
100 平ベルト
101 割れ目
102 接続部分
103 平ベルト心線
110 細片
111 斜面
121 付加的形成部分
200 回転部分
210 突起物
300 ベルト車
301 環状凹部
302 ベルト車作動面
303 誘導部分
400 引張りウェッジギア
500 かみ合い体
600 シャフト
601 平行キー、長い
602 平行キー、短い
603 回転ベアリング
604 平行キー、中程度の長さ
B スプロケット歯システムの歯の幅
beb かみ合い体の幅
b0 平ベルトの幅
bg 誘導部分の幅
bip 内側ベルト車の幅
bop 外側ベルト車の幅
br 凹部の幅
bw ベルト車作動面の幅
bc 平ベルト心線の幅
c ギアの歯システムの上部クリアランス
d スプロケットのピッチ円直径(d=P/sin α=P/sin (π/Z))
d' ベルト車作動面シリンダ直径
d0 ギアピッチ円直径
d* y*座標の元の円直径(d*=P/tan α=P/tan (π/Z))
d1 ローラーチェーンのローラー直径
E 弾性モジュール
ep フェースギア歯システムピッチ円ギャップ幅
hap ギア歯システム歯末のたけ
hfp ギア歯システム歯元のたけ
hp ギア歯システムの全深
hwp ギアの歯システム作動深
I 惰性の幾何学的モーメント
I0 厚さt0 を持つ平ベルトの惰性幾何学的モーメント
In tを有する厚さでt=t0/nの平ベルトの惰性幾何学的モーメント
k スプロケット歯システムの歯先高
Linie BB ギア歯システムの外郭参照線
m ギア歯システムモジュール
n 自然数
p ギア歯システムのピッチ
P スプロケット歯システムのピッチ
sp フェースギア歯システムピッチ円歯幅
s* y*座標の元の円におけるスプロケット歯システム幅
t n平ベルト細片の厚さ(=t0/n)
t0 平ベルトの厚さ
u 接続部分の平ベルト縦方向に続く側におけるふたつの間の縦方向距離
U¨ 伝導率(=z1/z2 or=Z1/Z2)
v a割れ目の平ベルト縦方向に続く側におけるふたつの間の縦距離
w 割れ目幅
y ギアピッチ円に源を有する放射状高座標
y* スプロケットの直径d* を有する円に源を持つ放射状高座標
z ギア歯数
Z スプロケット歯数
α スプロケット歯システムのハーフピッチ角(=π/Z)
αp ギア歯システムのハーフ歯フランク角(=20°)
β ギア歯システムのハーフピッチ角(=π/z)
γ スプロケット歯システムの歯フランク角
δn 層の構造の円形配列におけるx番目の層の中の細片の内側外周と第一層の中の細片の内側外周
δgesamt n巻きつき(層)を持つ巻きついた細片におけるn単一δn の合計
Δ1 平ベルト縦方向において予め決められたクリアランス
Δ2 平ベルト縦方向に対して垂直な予め決められたクリアランス
Δ3 平ベルト縦方向において予め決められたクリアランス
Δ4 平ベルト縦方向に対して垂直な予め決められたクリアランス
π 円の定数
σzul 許容可能な負荷
最初に与えられた統合体の全般的な説明に続き、その後、寸法を持つ最初の特殊な統合体が詳細に解説され、特殊な第二と第三の統合体が付加的統合体として解説されている。
統合体の全般的な解説−構成部品の説明
一般的に、現在の発明に従った同期平ベルトドライブは以下に記載されている構成部品からなり、また複数回発生することもある。
かみ合い体500はn(n=1, 2, 3, ...)回転部分200とn+1ベルト車300を構成し、その反面、ひとつの回転部分200はこの一組に対して共軸的に共軸ベルト車300の一組との間に位置し、かみ合い体の側面に位置するベルト車300は環状凹部301、ベルト車作動面302とベルト車外周に沿った誘導部分303を構成し、一組の回転部分200との間のかみ合い体の内側部分の中に位置するベルト車300は2つの環状凹部301を対称的な配列で構成し、そしてベルト車作動面202との間に、かみ合い体500の幅(摩擦ディスクなし)が以下の関係によって定義される:
beb=n・b + (n+1-2)・bip + 2・bop
2eと3e)、制御可能な形成ジョイント(図なし)に接続することが可能で、シャフト600では、一種類の接続タイプが使用されており、かみ合い体500の異なる接続タイプは異なる組み合わせや数、動力、時計回りあるいは反時計周りの回転引張り装置の一部あるいはなしとして同期平ベルトドライブと大小直径を持ち、平ベルト100とのかみ合いの中で閉じたあるいは開いた平ベルト100として最低ひとつの回転部分200と使用できる。
円錐形の引張りベルト車は円錐形かみ合い体500に従って同期平ベルトドライブの引張り装置の一部として形成され、n回転部分200は歯システム210付きあるいはなしで形成される。
回転部分200は例えば、DIN 867とISO 53それぞれに応じて参照外郭を持つ歯車がかみ合うための回転通気式ギア歯システム、あるいはDIN 8187とDIN 8188に従ってローラーチェーンでかみ合うためのDIN 8196に従った歯システムを持つ標準化スプロケットのために例えば、標準化されたフェースギアとして形成することが可能である。
ベルト車300のベルト車作動面シリンダの直径は例えば、ギアとして形成されている回転部分200のギア先端円直径より少なく、また、ギアピッチ円直径より大きくあるいは同等に形成することができ、ベルト車300には予め決められた幅がある。
平ベルト100は一組の平らな側面、一組の縦面、割れ目101のn一連配列、およびn+1平ベルト心線103を構成する。それは最低一層の層構成の中で最低一枚の細片110によるエンドレスあるいは開いた構造で、個別の細片110はそれらの端が重複するように層になるよう、互いに隣接あるいは離れているように配列され、そして一枚の細片110も複数層を形成し、それは巻きついているか折られていて、一枚の細片110は層の構成のエンドレス細片110の一部としてなっている。
In=b0・(t0/n)3/12;
I0=b0・t0 3/12 ;
I=n・In=n・b0・(t0/n)3/12=I0/n2;
0≦y < hap
は以下の関係によって定義される:
u(y)=(m・π)/2 + (2・π・y)/z + 2・y・tan αp -Δ1
v(y)=(m・π)/2 -2・y・tan αp + Δ1
w=b + Δ2
d*=P・cot α
0≦y* < k
は以下の関係によって定義される:
u(y*)=P・(α・cotα -1)+d1 +2・α・y* + 2・y*・tanγ -Δ3
v(y*)=P -d1 -2・y*・tan γ + Δ3
16°≦γ≦22,5°または13°≦γ≦17°
w=B + Δ4
シャフト600は例えば、長い平行キー601、あるいはn短い平行キー602およびn+1回転ベアリング603、あるいはn制御可能な引張りウェッジギア400と中程度の長さのn+1平行キー604から構成されることが可能である。
更に、特定の応用においては、同期平ベルトドライブは最低ひとつのフェースギア200で上述されている構成部品に付加的に構成することが可能である。
例えば、接続部品を囲む最低ひとつの接続部品102に取り付けられているブッシング形状の付加的な形成部品121は、”0”あるいは”8”の円の形をした交差部分を持つことが可能である。
以下に、個別の構成部品の構築が説明されている。
個別の構成部品と個別の構成部品の測定のための材料の選択に対する基本的な決定パラメータは:個別のかみ合い体500との間の伝導率、伝導されるトルクの大きさ、平ベルト100の回転速度、周辺温度、可能な設置スペースの大きさ、平ベルト100とベルト車作動面302との間の静的摩擦係数、および環境による公害の排出の種類と範囲である。
最初に、環境的条件をベースに、個別の構成部品用の材料が選択され、そこで金属製材料が高い周辺温度での使用に、個別の構成部品に特に適している。その反面、構成部品のために使用されるプラスチック製材料あるいは混合材料は低い周辺温度に適している。
X4CrNi18-12, X10CrNi18-8, X5CrNiMo17-12-2, X2CrNiMo17-12-2, X2CrNiMo18-14-3,
X2CrNiMo18-15-3, X6CrNiMoTi17-12-2, AlCuMg2, AlMg3, AlMgSi1, AlZnMgCu, C100,
C125W, C70, Ck101, Ck60, Ck67, Ck75, Ck80, CuBe2Pb, CuFe2.5P, CuMg0.3, CuMg0.6,
CuNi1.3Si0.25, CuNi12Zn24, CuNi12Zn25Pb1, CuNi15Sn8, CuNi18Zn19Pb1, CuNi18Zn20,
CuNi2.0Si0.5Zn1Sn0.5, CuNi2.6Si0.6Zn0.8Sn0.4, CuNi2Be, CuNi30Mn1Fe, CuNi44Mn1,
CuNi9Sn2, CuNiBe0.5, CuSn0.2, CuSn0.2Mg0.1Ag, CuSn2Zn10, CuSn3Zn9, CuSn4,
CuSn5, CuSn8, CuZn23Al3Co, CuZn28, CuZn36, CuZn37, CuZn37Pb2, CuZn38Pb2, DC01,
DC02, Durinox, Durnico, FeCr20Al5, FeNi28Co21, FeNi29Co18, FeNi36, HyMu 80,
HyMu 800, Nb, Ni, NiBe2, NiCr15Fe, NiCr20, NiCu30Fe, NiMo16Cr15W, NiMo28,
Phynox, RFe80, Ta, Ti, Zr, CuBe2, CuCo0.5Be, CuCo2Be, CuNi1.2Be, CuSn6, CuFe2P,
CuNi2Si, CuNi3Si, CuNi3Si1Mg, CuCrAgFeTiSi、サーモプラスチックプラスチック材料ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、あるいはその他の適切な材料から構成することが可能である。
同期平ベルトドライブで均一に使用される回転部分の種類が選択された後、回転部分の種類は例えば、DIN 867 ISO 53それぞれに応じた参照外郭を持つ歯車のかみ合わせのための回転通気式のギア歯システムを有する標準化されたフェースギアあるいはDIN 8187とDIN 8188に従って歯システムを持つ標準化されたスプロケットのいずれかであることが可能で、前者のタイプは基本的にモジュールmによって定義され、後者は基本的にローラーチェーンのピッチPによって定義される。
存在する一連の標準化されたフェースギアあるいは標準化されたスプロケットを考慮して個別のかみ合い体500のベルト車作動面シリンダの直径を計算する前に、まず平ベルトの材料、平ベルトの材料の許容可能な負荷o'zulおよび平ベルトの厚さt0の弾性Eのモジュールの機能としてベルト車作動面シリンダの最小許容可能な直径を決めなくてはならず、その反面、摩擦層は考慮されず、その理由として、弾性の低いモジュールが原因である。フックの法則によると、循環する平ベルト100のために、ベルト車作動面シリンダの最小許容可能な直径を指定することが許されている:
d'min zul=2・E・t0/ σzul .
層の構成を持つ平ベルト100によって、一枚の細片110の厚さtを得る
d'min zul ≒ 2・E・t / σzul ,
そして関係t=t0/nの使用によって
d'min zul ≒ 2・E・t0 / (n・σzul),
平ベルト100の合計厚と同じ合計厚を持つn細片110の平ベルトによって、ベルト車作動面シリンダの最小許容可能な直径は同じ合計厚を持つ層の構成を持たない平ベルト100の最小許容可能な直径の1/nであることが分る。これはつまり、割と小さな直径を持つコンパクトな構造に対して、平ベルト100の層の使用が必要である。
d'=d0=m・z ;
およびピッチ円直径に同様に相当する回転部分200としてのスプロケットの使用によるが、以下の関係では
d'=d=P/sin α=P/sin (π/Z) ;
結果的に関係に従った希望する伝導率U¨に従った同期平ベルトドライブを持つより大きな直径
d'groβ=d'klein/U¨
が定義され、
U¨=z1/z2 または U¨=Z1/Z2 ; となる。
次の段階で、割れ目101と平ベルト100の接続部分102の寸法は上記の回転部分200の選択されたジオメトリと予め決められたクリアランス寸法と組み合わせたベルト車作動面シリンダの計算された直径をベースに定義され、クリアランス寸法の定義については、付加的な形成部分121のようなブッシング付きの接続部分102の意図された囲いを考慮すべきである;
u(y)=(m・π)/2 + (2・π・y)/z + 2・y・tan αp -Δ1 ,
u(y)=(m・π)/2 -Δ1 ; and そして
割れ目101の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつとの間の垂直方向は以下の関係によって定義される:
v(y)=(m・π)/2 -2・y・tan αp + Δ1 ,
そこでy=0との関係は、以下のように簡略化される
v(y)=(m・π)/2 + Δ1 ,
w=b + Δ2 ,
標準はフェースギアの幅bに対する値を与えず;おおよそ幅bは例えばベルト車作動面の幅と同じくらい大きく形成される。
回転部分200としてDIN 8187とDIN 8188に従ってローラーチェーンとのかみ合いのためのDIN 8196に従った歯システムを持つ標準化されたスプロケットの選択において、接続部分102の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつとの間の垂直距離は以下の関係によって定義される:
u(y*)=P・(α・cotα -1)+d1+2・α・y* + 2・y*・tanγ -Δ3,
y*=d/2 -d*/2 ((例えばd'=dのため) ,
d=P/sin α ,
d*=P・cot α ,
α=π/Z ,
γ=19°(例えば);
v(y*)=P -d1 -2・y*・tan γ + Δ3 ,
そこで、対応するピッチPのためのローラーの直径d1は基準の標本から取られている;
w=B + Δ4 ,
そこで基準に従って、スプロケットの幅Bのために、幾つかの値が可能である;幅Bは例えばベルト車作動面302の幅と同じくらい広く形成される。
上述の関係によって、表を作ることができ、それによって、それぞれの標準化されたフェースギアと標準化されたスプロケットの与えられたジオメトリによって、平ベルト100上の割れ目101の一連の配列のジオメトリとベルト車300のジオメトリが簡単に定義できる。
である。
これに続き、心線103の必要な交差部分は伝導されるトルクに応じて定義され、この交差部分は複数の隣同士に配列された心線103とベルト車300、例えばふたつの回転部分200を持つ3つのベルト車か、あるいは2本の心線103の最小数のみによってかみ合い体500のシャフト600の軸方向における小さな設置場所で形成される必要な交差部分で、ひとつの回転部分200を持つふたつのベルト車300のいずれかによって既存する設置場所によって形成され、後者の場合、心線103の厚さと平ベルト100の厚さはより大きいものが選択されなくてはならないが、幸いなことに、平ベルト厚は曲げ硬さの減少のために単一層110の層によって形成される。
平ベルト心線103の上記で行われた寸法取りに基づいて、ベルト車作動面302の幅を定義できる;それは平ベルト心線103の幅より狭いか、約同等でなくてはならない。
n回転部分200とn+1ベルト車300はシャフト600材料と一緒、形状と一緒、摩擦と一緒あるいは制御可能な形状と一緒あるいは摩擦と一緒に直接あるいは介して接続することができる。
更に、エンドレス平ベルト100が形成され、作動温度、設置スペースおよび伝達されるトルクはエンドレス平ベルト100の統合体を定義し、ここで述べられている構築方針もアナログ的に開いた平ベルト100の建設にも適用できる。
δn=2・π・t・(n -1) ,
tが細片110の厚さである。
δgesamt=n・π・t・(n -1) .
これはつまり、n完全層を持つ巻きつき細片110は第一層の外周のxx倍よりδgesamt長いことを意味する。これから、第一層にしっかり固定される一連の配列ピッチに続き(つまり、第一層における細片110の内側外周の長さが細片110のピッチの整数の倍数と同じであることを意味する)、巻きつき細片110が配置されている層より上に届けば届くほど、割れ目101の配列が大きくなり、また更には正確に重複していないことになる。例えば、四層(n=4)と細片110の厚さによって0.1mmの量で、3.77mmの量において、全体的な配列δgesamt を得る。
更なる付加的な形成部分121でこのエンドレス平ベルト100を囲む最低ひとつの接続部分102は例えばブッシング形状で形成でき、その反面、縦スロットあり/なしで形成することが可能で、また、金属、プラスチック製材料、混合材料あるいはその他材料によって製造でき、また、例えば渦巻きバネの形でも形成でき、ブッシングの長さが例えば割れ目101の幅より若干狭く、負荷的形成部分121の交差部分が例えば対称的に配列された軸に対して互いに2本の垂直を持つことが可能で、交差部分は例えば円、”0”あるいは”8”の形を持つことが可能で、“0”と”8”の円弧の下部と上部それぞれが円弧形で、それぞれには接続部分102の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつとの間の垂直距離の約半分に相当する半径があり、“0”と”8”の縦軸が平ベルト100のまっすぐの範囲内で平ベルト100の平面に対して平行に配列され平ベルト100と円錐形統合体との間の巻きつき外周に沿ってベルト車作動面シリンダへ基本的に接線的に配列され、環状交差部分を持つブッシング形状の付加的形成部分121には接続部分102の受け入れのための全長上に縦スロットがあり、スロットはブッシング形状の付加的形成部分121の縦軸に対して平行に配列され、スロット面の対面している一組の垂直はたがいに平行に配列され、スロット面の対面している一組の垂直は平面に対して約45°の角度を形成し、それはブッシング形状の付加的形成部分121の内側スロットエッジと縦対称軸との間に及び、“0”と”8”の形における交差部分を有するブッシング形状の付加的形成部分121は全長上に縦スロットを持ち、“8”の交差部分の形については、スロットはブッシング形状の付加的形成部分121の縦対称軸に沿って走り、その反面、“0”の交差部分の形については、スロットはブッシング形状の付加的形成部分121の縦対称軸に対して平行に平面側に走り、スロット面の対面する一組の垂直はたがいに平行に配列され、スロット面の対面する一組の垂直は平面側の接線面に対して平行に配列されている。
更に、平ベルト心線103とベルト車作動面302との間に、摩擦の組み合わせが形成される。
100°Cまでの運転温度と低い負荷まで、エンドレス平ベルト100は例えばクロロプレンゴムの2枚の摩擦層を持つ引張り層としてポリアミドで形成される。
更に、かみ合い体500の支持が形成される;シャフト600は設置場所の構成に従って両面あるいは片面の回転式で支持することができ、平ベルトの不良がない稼働のために重要なのは、最初に同期平ベルトドライブのシャフト600が互いに平行して配列されていること、次に、それぞれのかみ合い体のベルト車作動面シリンダがそれぞれのシャフトの縦対称軸に応じて配列されていること、そして第三に、誘導部分303に隣接した個別のベルト車作動面302の環状制限に対して接線を形成する想像的直線が平ベルト100の幅の距離によってたがいに平行に配列された2枚の平面に及ぶことである。
製造プロセスによる大量生産を始める前に、個別の段階において資格が得られなくてはならない。
個別の構成部品用の材料は構築の項の中に記載されている。
ベルト車300は相当する形にもたらされ、既知の機械化処理によって偽造あるいは鋳造された空白から開始される。金属製のベルト車300によって、作動面における希望する表面の粗さは既知の粉砕方法によって作られる。
回転部分は相当する形にもたらされ、既知の機械化処理によって偽造あるいは鋳造された空白から開始される。金属製の回転部分200によって、歯システム表面の希望する硬さの度合が既知の表面硬化処理によって作られる。
シャフト600は相当する形にもたらされ、既知の機械化処理によって偽造あるいは鋳造された空白から開始される。金属製のシャフト600によって、希望する表面の粗さは既知の粉砕方法によって作られる。金属製の引張りウェッジギア400によって、シャフト600とギア200との間の形成ジョイントを制御可能に確立するエレメントの表面(ボール、キャッチ、ウェッジ、その他)は既知の表面硬化処理によって硬化される。
回転部分200、ベルト車300、および相当する機械エレメント(平行キー、回転ベアリング、バネ、ネジ、その他)の使用によるカプリング部分の相当数が既知の取り付け処理によってシャフト600上に取り付けられるにつれ、かみ合い体500が形成される。
回転部分200とベルト車300が相当する機械エレメント(平行キー、回転ベアリング、バネ、ネジ、その他)の使用によって既知の取り付け処理でシャフト600に取り付けられるにつれ、引張りベルト車が形成される。
フェースギアは相当する形にもたらされ、既知の機械化処理によって鍛造あるいは鋳造された空白から開始される。金属製のフェースギアによって、歯システム表面の希望する硬度の度合が既知の表面硬化処理によって作られる。
予め定義された穴のパターンを持つブランクされたホールを持つ細片110を作成するには、穴ブランク装置に細片を非継続的に供給することが知られている。この穴のブランク装置は細片110が走る2枚のプレートの間から構成されている。金型プレートを形成するロウワープレートの中で鋭いエッジを持つブランク穴が配置され、それに反して、アッパープレートは穴の金型を誘導するために使われる。両方をブランクするために、プレートは互いに押し付けられ、それによってその間にある細片110が押され、しっかりとクランプされる。その後、穴金型はロウワー金型プレートの穴と協力することによって細片110の中の穴をブランクするために、下に向けて押される。ブランク後、金属性プレートは再び互いに引き離され、細片110は機械幅によって押されるか、引っ張られる。
エンドレス平ベルト110の最低ひとつの接続部分102を囲う付加的な形成部分121は例えばブッシング形状で形成され、それらは縦スロットあり/なしで形成可能で、金属、プラスチック製材料、混合材料あるいはその他の材料で製造でき、らせん状のバネの形でも形成可能で、ブッシングの長さは例えば、割れ目の幅より若干狭く、付加的な形成部分121の交差部分には互いに垂直に配置されたふたつの対称軸を持ち、交差部分は例えば”0”あるいは”8”の円形で、”0”と”8”の上部と下部それぞれの円弧が環状型円弧形で、それぞれは接続部分102の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつとの間の垂直距離の約半分に相当する半径を持っている。
発明による同期平ベルトドライブはギアボックス、エンジン、運搬機器、その他とプライマリ伝動システム、セカンダリ伝動システム等としてトルクとスピードの伝達及び変化、異なるスピードと変化との間の切り替え用の切り替え部分、および電流の遮断のためのカプリングとして使用できる。
金属片110を引張り層として使用した操作では、損傷が早期に検出でき、例えば、伝導性の計測あるいは循環している平ベルト100が電流計測機によって割れなどを接触することなく点検できる。
図1aから1iまでの図に関して、発明の統合体が描かれている。発明のこの統合体によって、ふたつのかみ合い体500が平ベルト100によって互いに回転式で接続され両方のかみ合い体500はそれぞれ回転部分200としてひとつのスプロケットを持ち、エンドレス平ベルト100はエンドレス細片110から構成されている。
kW、伝導トルクは2.0 Nmでかみ合い体の回転速度は10,000 rpmにおいて運転されることが計画されている。
B=8.7 mm;
Z=12;
P=15.875 mm;
d1=10.16 mm;
α=π/Z=π/12=0.2618 rad;
d=P/sin α=15.875 mm/sin 0.2618 rad=61.34 mm;
d*=P・cotα = 15.875mm・cot0.2618rad = 59.25mm;
γ=19°.
bop=br+ bw + bg=2.0 mm + 7.0 mm + 2.0 mm=11.0 mm;
d'=d=61.34 mm;
凹部301の軸幅brと誘導部分303の幅bgそれぞれは2.0mmとして選択され、ベルト車作動面の幅bwを7.0 mmとし、ベルト車作動面シリンダの直径d'はスプロケットのピッチ円直径dと同じに選択された。
beb=n・B + (n+1-2)・bip + 2・bop ,
そしてn=1のために得る
beb=B + 2・bop=8.7 mm + 2・11.0 mm=30.7mm.
Δ3=1.00 mm;
Δ4=2.00 mm;
最初はy*用
y*=d/2 -d*/2=61.34 mm /2 -59.25 mm/2=1.04mm;
そして接続部分102の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつの間の垂直距離用
u(y*)=P・(α・cotα -1)+d1 +2・α・y*+2・y*・tanγ -Δ3
以下の値を入力した後
u(1.04 mm)=10.06 mm;
そして割れ目101の継続側の平ベルト100の縦方向におけるふたつの間の垂直距離用
v(y*)=P-d1-2・y*・tan γ + Δ3
以下の値を入力した後
v(1.04 mm)=6.00 mm;
そして最後に、割れ目101の継続側の平ベルト100の縦方向に対して垂直にふたつの間の垂直距離用
w=B + Δ4
以下の値を入力した後
w=10.70 mm.
平ベルト用の幅b0は以下から結論付けられる:
b0=beb -2・bg =30.7 mm -2・2.0 mm=26.70 mm;
結果的に、平ベルト心線103の幅bc を得る
bc=(b0 -w)/2
以下の値を入力した後
bc=8.00 mm.
図2aから2kまでの図に関して、発明の更なる統合体が描かれている。発明のこの統合体によって、ふたつのかみ合い体500が互いに回転可能で平ベルト100に接続されており、両方のかみ合い体500はそれぞれ回転部分200としてひとつのスプロケットを持ち、エンドレス平ベルト100は開いたらせん状の巻きついた細片110から構成されており、平ベルト100は接続部分102において、付加的な形成部分121が供され、それぞれの細片110の端にはあらかじめ決められた距離から端まで予め決められた角度による両方の縦側にテーパー111が供されている。
発明によって達成可能な利点
上記の異なる統合体をベースに、単純な構造によって摩擦のないギアボックスが異なる負荷範囲のために製造できることが分る。
a) ベルト車300の横にある回転部分200の間の制御可能な形成ジョイントによって、ベルト車300へ共軸的に配列され、それらの突起物210によって、平ベルト割れ目101がかみ合い、ベルト車300がかみ合い体500のベルト車300の間の回転の同期を同期平ベルトドライブ内で制御しながら確立できる;
上述の解説が多くの仕様を含むにもかかわらず、これらを発明の範囲の制限として解釈されてはならず、むしろ、幾つかの統合体の実演として解釈されるべきである。多くのその他の統合体が可能である。
標準化されたフェースギアを持つ既存のギアボックスの構造によって、平行軸間の動きの伝動は発明によると、平ベルトによって実行でき、それはそれぞれの隣接された平行軸上に軸的に配列されたギアが両側に発明による同じように形成されたベルト車によって追加され、例えば回転ベアリングによってこれらの軸上に支持され、また、平ベルト用に誘導部分を持ち、平ベルトのこれらの組上の平ベルトは軸に対して放射状に支持し、平ベルトはベルト車作動面シリンダに接線のみでギア上に支持する。
かみ合い体はnベルト車(n=1, 2, 3, ...) とn+1共軸回転部分によって形成され、ベルト車は共軸回転部分の一組の間に配置される。
シャフトと回転部分それぞれの間の接続でシャフトとベルト車との間は磁性パウダーカプリング、流量カプリング、遠心力カプリング、フリーホイールカプリング、あるいはスリップカプリングとして形成できる。
かみ合い体の最低ひとつの回転部分は分割することが可能で、回転部分の最低一部分は取り外しが可能である。
ベルト車は円錐形でなくても形成できる。
平ベルトによって、個別の細片は異なる厚さも持つことができる。
平ベルトによって、個別の細片も異なる材料で製造することが可能である。
結果的に、発明の範囲は出された幾つもの例ではなく、付随する請求項と合法な同値によって定義されなくてはならない。
Claims (19)
- 最低ひとつの円筒形動力ベルト車と最低ひとつの円筒形のベルト車によって稼働し、開いたあるいは閉じた構造を持つ平ベルトが一組の平面と一組の縦方向の側面、および平ベルトのための引張り装置を持ち、
平ベルトが放射状に支持されているベルト車は合計の外周方向上に同様の放射状に突出した突起部が同様の外周距離を持つベルト車軸へ直角に一連の配列の中で外周方向にあり、
そして平ベルトは全長において同一の距離と同一の割れ目を持つ一連の配列の中で平面において縦の方向に平行し、平ベルトとそれぞれのベルト車との間の巻きついた外周に沿ってベルト車の突起部とかみ合い、平ベルトの縦方向における2つの割れ目の間にそれぞれひとつの接続部分が形成され、平ベルトの縦方向において割れ目の一連の配列の両側にそれぞれひとつの引張りコードを形成し、
およびベルト車にはそれぞれ最低一連の配列の突起部があり、平ベルトにある割れ目の一連の配列の数がベルト車にある突起の一連の配列の数に相当し、
突起部(210)の最低一連の突起部がベルト車(300)配列回転部分(200)に対して共軸の上にあるベルト車(300)の隣に側面的にある割れ目(101)の一連の配列とかみ合い、それはベルト車(300)の材料に一緒にあるいは形成が一緒または摩擦が一緒あるいは制御可能に形成が一緒あるいは摩擦が一緒に接続されており、そこで回転部分(200)が共軸ベルト車(300)の一組の間に配置され、最低ひとつの回転部分(200)と最低2つの共軸ベルト車(300)が円錐形のかみ合い体(500)を形成し、および
平ベルト(100)と円錐形かみ合い体(500)との間を巻きつける周囲に沿った平ベルト(100)がベルト車作動面上のみで基本的にベルト車作動面シリンダの軸に対して放射状に支持し、平ベルト(100)と円錐形かみ合い体(500)との間に巻きつく周囲に沿った平ベルト(100)がベルト車作動面上のみで基本的にベルト車作動面シリンダに対して回転部分(200)上で接線的に支持し、および
平ベルト(100)にある割れ目(101)の一連の配列の母線は上記と共に、円錐形かみ合い体(500)のベルト車作動面シリンダの回転で、平面に配列された平ベルト(100)の平面上の回転部分(200)の突出する突起部(210)で、縦方向に対して平行であり、
回転部分(200)が同種類のギアを持つ歯車のかみ合いのためのフェースギアとして形成され、
ている、同期平ベルトドライブ。 - 回転部分(200)は標準化されたフェースギアあるいは標準化されたスプロケットとして形成される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 回転部分(200)はそれぞれDIN 867 ISO 53に従った関連プロフィールを持つ歯がかみ合うための入り組んだ歯システムを持つ標準化されたフェースギア、あるいはDin 8187とDIN 8188に従ったローラーチェーンとかみ合わせるためのDIN 8196に従った歯のシステムを持つ標準化されたスプロケットとして形成される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 回転部分(200)は円錐形のかみ合い部分で一連の突起物の配列(210)を持つ回転部分(200)で、回転部分の合計幅上に最大限に延長し、負荷方向に弾性成形される、例えば、円弧形の平バネである;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 回転部分(200)が次の方法でシャフト(600)に接続されている:材料ジョイント型あるいは摩擦ジョイント型、あるいは形成ジョイント型、あるいは制御可能な形成ジョイント型、または回転可能な形成ジョイント型である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 回転部分(200)とシャフト(600)との間の形成ジョイント接続を確立するための引張り型ウェッジギア(400)の突起部とのかみ合い用の回転部分(200)である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- ベルト車(300)が、ギアピッチ円の直径と同等あるいはそれ以上のベルト車作動面シリンダの直径を持ち、ギアとして形成された回転部分(200)のギアヘッド円の直径より小さく、予め決められた幅のあるベルト車(300)である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 円錐形のかみ合い体(500)の側面に位置するベルト車(300)は平ベルト用の側面ガイド部分(303)を取り囲むベルト車に沿った平ベルト(100)の縦面に隣接する外周面における構成である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- ベルト車(300)はしっかりとした材料ジョイント方法あるいはしっかりとした摩擦ジョイント方法、またはしっかりとしたジョイント方法の形式あるいは回転式のジョイント方法形式でシャフト(600)に接続される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 平ベルト(100)が、最低一層(110)の層構造を持つ最低一枚の細片を持つエンドレスあるいは開いた構造によって形成されている平ベルト(100)で、個別の細片(110)の端が重複、隣接あるいはお互いに距離を空けて配列され、また一枚の細片(110)も複数層を形成し、それが巻かれているか丸められていて、一枚の細片(110)が層の構造のエンドレス細片(110)部分である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 平ベルト(100)が、個別の開いた細片(110)および/あるいはエンドレス細片(110)が層の構造で形成によって材料ジョイントおよび/あるいは形成ジョイントおよび/あるいは摩擦ジョイントによって平ベルト(100)の開いたあるいは閉じた作り自体および/あるいはその他の細片(110)に固定される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 平ベルト(100)は、角とエッジに丸みが供されている;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 回転部分(200)を持つかみ合いによる割れ目(101)の連続した配列を持つ平ベルト(100)は、DIN 867のISO 53に従って関連プロフィールによる歯がかみ合うための入り組んだ歯システムを持つ標準化されたフェースギアとして形成されており、平ベルト(100)の縦方向における2つとの間の垂直距離が接続部分(102)の続く面であり、
これは放射状のかみ合い高さ地域のためで、放射状の高さは放射状座標yによって定義され、ギアのピッチ円直径d0に位置付けから発し、以下の境界の中で定義され:
0≦y < hap
は以下の関係を満たし:
u(y) = (m・π)/2+(2・π・y)/z+2・y・tanαp - Δ1
そして、同じ高さの地域のための割れ目(101)の平ベルト(100)の続く側の縦方向における2つとの間の垂直の距離は以下の関係を満たす:
v(y) = (m・π)/2-2・y・tanαp + Δ1
そして同じ高さの地域のための割れ目(101)の平ベルト(100)の続く側の縦方向における2つの垂直との間の垂直距離は以下の関係を満たす:請求項1の同期平ベルトドライブ。
w = b + Δ2
ここで
bがギア歯幅、
d0がギアピッチ円直径、
hapがギア歯システムの付加物、
mギア歯システムのモジュール、
u(y)は接続部分(102)の平ベルト(100)の続く側の縦方向における2つとの間の垂直距離、
v(y)は割れ目(101)の平ベルト(100)の続く側の縦方向における2つとの間の垂直距離、
wは割れ目(101)の幅、
yはギアピッチ円から発する放射状高さ座標、
zはギア歯番号、
αpギア歯システムのハーフ歯フランク角で、20°、
Δ1は平ベルトの縦方向における予め決められたクリアランス、
Δ2は平ベルトの縦方向に垂直な予め決められたクリアランス、
πは円の定数である。 - 予め決められた材料または予め決められた形状または負荷的な形状部分の固定によって強化された最低ひとつの接続部分(102)を持つ平ベルト(100)が接続部分(102)を囲い、例えば円弧形の平バネとして形成される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 同期平ベルトドライブの引張り装置の一部としての円錐形引張りベルト車は、最低ひとつの回転部分(200)と最低2つのベルト車(300)から形成されている円錐形かみ合い体と同一で、回転部分(200)は歯システム付きあるいはなしによって形成される;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 円錐形かみ合い体(500)は引張り装置の一部である;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 異なる直径を持つ円錐形かみ合い体(500)と引張りベルト車が開いたあるいは閉じた平ベルト(100)の両方の平面側で平ベルト(100)とかみ合っている;請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 円錐形かみ合い体(500)で、平ベルト(100)と最低ひとつのフェースギアとかみ合っているフェースギアとして最低ひとつの回転部分が形成される請求項1の同期平ベルトドライブ。
- 平ベルト(100)とかみ合いの円錐形かみ合い体(500)で、最低ひとつの回転部分(200)が歯システムなしで形成される請求項1の同期平ベルトドライブ。
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