NL1003704C1

NL1003704C1 - Transmission system between shafts inclined to each other

Info

Publication number: NL1003704C1
Application number: NL1003704A
Authority: NL
Inventors: Steven Jacob Arie Streefkerk
Original assignee: Steven Jacob Arie Streefkerk
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-05

Abstract

The shafts (3,4) include an angle, while the ropes (5,6) can be arranged to run between the wheels (1,2) without emerging from the grooves (7,8) or bearing against their edges at the changeover. They can be pre-tensioned, so that will not hang loose under load. Wheels of different diameters can be used to give the desired velocity ratio.

Description

-1- COMPACTE, SPELINGVRIJE EN WRIJVINGSARME OVERBRENGING VAN EEN ROTATIE-BEWEGING MET BEPERKTE SLAG VOOR NIET-PARALLELE ASSEN.-1- COMPACT, BACKLIGHT-FREE AND FRICTION-FREE TRANSMISSION OF A ROTARY MOVEMENT WITH LIMITED IMPACT FOR NON-PARALLEL AXLES.

5 De uitvinding betreft een overbrenging van een rotatie-beweging met een beperkte slag tussen twee, onder een hoek met elkaar staande, elkaar snijdende assen.The invention relates to a transmission of a rotational movement with a limited stroke between two angled mutually intersecting shafts.

Voor dergelijke overbrengingen wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van conische tandwielen (bijvoorbeeld een 10 'bevel gear' of een 'Miter gear') of van een kabel-wielen-combinatie. Bij het gebruik van tandwielen kunnen speling en wrijving optreden, die verstorend kunnen werken bij systemen waar een preciese positionering noodzakelijk is. Een kabel-wielen-combinatie heeft doorgaans geen speling en een lage 15 wrijving, maar is niet zo compact als de tandwielenoplossing.Such gears usually use bevel gears (for example, a 10 bevel gear or a miter gear) or a cable wheel combination. When using gears, play and friction can occur, which can interfere with systems where precise positioning is required. A cable-wheel combination usually has no slack and low friction, but is not as compact as the gear solution.

De uitvinding beoogt op conqpacte wijze draaibewegingen tussen twee, onder een hoek met elkaar staande, elkaar snijdende assen over te brengen, echter 20 zonder speling en met een zeer lage wrijving.The object of the invention is to convey rotational movements between two mutually intersecting shafts at an angle, but without play and with very low friction.

Daartoe voorziet de uitvinding er in, dat twee conisch geslepen wielen (of wiel-delen), die op zeer kleine afstand van elkaar geplaatst zijn, aan elk van de assen worden bevestigd. In deze conische wielen zijn groeven 25 geslepen, waarover kabels lopen die met elk van de wielen verbonden zijn. De kabels hebben een bepaalde voorspanning. De conische vorm van de wielen en de diepte van de groeven maken het mogelijk dat de kabels in het raakpunt van de conische wielen van het ene wiel naar het andere wiel kunnen 30 lopen zonder uit de groeven te schieten of aan de 1003704 -2- groef randen te blijven haken. Dit kan doordat in dit raakpunt de kabels geen kromming hebben, en dat derhalve de spankracht in de kabels loodrecht op het vlak door beide assen staat en er geen resultante kracht is die de kabels 5 uit de groeven trekt. Het moment wordt geheel overgebracht door trekkrachten in de kabels en niet door wrijving tussen de twee conische wielen.To this end, the invention provides that two conically ground wheels (or wheel parts), which are placed at a very small distance from each other, are attached to each of the axles. Grooves 25 are ground in these conical wheels, over which cables pass which are connected to each of the wheels. The cables have a certain bias. The conical shape of the wheels and the depth of the grooves allow the cables to run from one wheel to the other wheel at the tangent point of the conical wheels without slipping out of the grooves or at the 1003704-2 groove edges. This is possible because at this point of contact the cables have no curvature, and therefore the tension in the cables is perpendicular to the plane through both axes and there is no resultant force that pulls the cables out of the grooves. The moment is entirely transmitted by tensile forces in the cables and not by friction between the two conical wheels.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht 10 aan de hand van Figuur 1 en Figuur 2, waarin: de afzonderlijke onderdelen van de overbrenging worden getoond, waarin met 1 en 2 de conische wielen worden aangeduid, met 3 en 4 de assen waaraan de conische wielen 1 en 2 verbonden zijn, met 5 de kortste kabel die over de 15 groeven met de kleinste diameter loopt, met 6 de langste kabel die over de groeven met de grootste diameter loopt. Beide kabels 5 en 6 zijn aan de uiteinden aan beide wielen verbonden. Voor kabel 6 is dit aangegeven met 7, waar kabel 6 aan wiel 2 verbonden is en met 8, waar kabel 6 met wiel 1 20 verbonden is. Bij een van deze verbindingspunten bevindt zich een stel-mechanisme, waarmee de kabels op spanning gebracht kunnen worden (niet aangegeven). Met 9 is de ruimte tussen beide conische wielen aangegeven. De conische wielen raken elkaar niet.The invention is further elucidated hereinbelow with reference to Figure 1 and Figure 2, in which: the separate parts of the transmission are shown, in which 1 and 2 indicate the conical wheels, with 3 and 4 the axes to which the conical wheels 1 and 2 are connected, with 5 the shortest cable running over the 15 grooves with the smallest diameter, with 6 the longest cable running over the grooves with the largest diameter. Both cables 5 and 6 are connected to both wheels at the ends. For cable 6 this is indicated by 7, where cable 6 is connected to wheel 2 and by 8, where cable 6 is connected to wheel 1. At one of these connection points there is an adjusting mechanism with which the cables can be tensioned (not shown). 9 indicates the space between the two conical wheels. The conical wheels do not touch.

25 Opgemerkt moet worden dat in Figuur 1 een 90 graden overbrenging met een overbreng-verhouding 1:1 getekend is. De uitvinding kan ook zo geconstrueerd worden dat assen die onder een hoek anders dan 90 graden staan gekoppeld kunnen worden, eventueel met een overbreng-verhouding anders dan 30 1:1, dit door de tophoek en de diameters van de conische t 1003704 -3- wielen te wijzigen. Verder is een overbrenging met twee kabels getekend. De overbrenging kan ook met meerdere kabels geconstrueerd worden (vier heeft de voorkeur, daar dan alle kabels gelijk belast worden).It should be noted that in Figure 1 a 90 degree transmission with a transmission ratio 1: 1 is drawn. The invention can also be constructed in such a way that shafts at an angle other than 90 degrees can be coupled, optionally with a transmission ratio other than 30 1: 1, this due to the top angle and the diameters of the conical t 1003704 -3- change wheels. Furthermore, a transmission with two cables is drawn. The transmission can also be constructed with several cables (four is preferred, since all cables are loaded equally).

5 De wijze waarop de overbrenging werkt is de volgende.5 The way the transmission works is as follows.

Bij het aanbrengen van een moment op één as zal een trekkracht in één kabel ontstaan, terwijl de andere kabel ontlast wordt. Het verschil in spankracht in de kabels leidt tot een moment op de andere as. Het is dus noodzakelijk de 10 kabels vóór te spannen, zodat deze bij het ontlasten niet slap gaan hangen. De voorspankracht bepaalt onder andere het maximale moment dat op de overbrenging mag worden uitgeoefend.When a moment is applied to one axle, a tensile force will be created in one cable, while the other cable will be relieved. The difference in tension in the cables leads to a moment on the other axis. It is therefore necessary to pre-tension the 10 cables so that they do not slack when relieved. The prestressing force determines, among other things, the maximum moment that may be applied to the transmission.

Als de wielen gaan draaien, zullen de kabels van het 15 ene wiel af rollen en aan het andere aanliggen. De kabels zullen hierbij de kabelgoot niet raken als de ruimte tussen de conische wielen 9 een bepaalde minimale waarde heeft. Dit is een voorwaarde voor het goed functioneren van de overbrenging.When the wheels start to rotate, the cables will roll off one wheel and lay on the other. The cables will not touch the cable tray when the space between the conical wheels 9 has a certain minimum value. This is a precondition for the proper functioning of the transmission.

20 De maximale slag die de overbrenging kan maken is 360 graden (theoretisch). In de praktijk zullen waarden tot ongeveer 350 graden haalbaar zijn. Bij overbrengingen met een bepaalde verhouding anders dan 1:1 is de maximale slag voor één van de assen 360 graden (theoretisch). De andere as 25 zal een kleinere slag hebben, afhankelijk van de verhouding.20 The maximum stroke the transmission can make is 360 degrees (theoretical). In practice, values up to about 350 degrees will be achievable. For gears with a certain ratio other than 1: 1, the maximum stroke for one of the shafts is 360 degrees (theoretical). The other shaft 25 will have a smaller stroke depending on the ratio.

De groeven mogen een diepte 10 hebben die bepaald wordt door de kabel-diameter 11 en de ruimte tussen de wielen 9, zie Figuur 2.The grooves may have a depth 10 determined by the cable diameter 11 and the space between the wheels 9, see Figure 2.

De uitvinding geeft bijgevolg een overbrenging die op 30 zeer compacte wijze momenten spelingvrij en wrijvingsarm kan 1003704 -4- overbrengen tussen assen die onder een hoek met elkaar staan. De uitvinding heeft verder nog de volgende eigenschappen: • De uitvinding kan met relatief eenvoudig gereedschap 5 (o.a. draaibank) gefabriceerd worden.Accordingly, the invention provides a transmission which is able to transfer 1003704-4 between shafts which are at an angle to each other in a very compact manner. The invention also has the following features: • The invention can be manufactured with relatively simple tools 5 (including lathe).

• De uitvinding heeft een zeer lage wrijving dus weinig slijtage.• The invention has a very low friction, so little wear.

• De uitvinding is geschikt voor het overbrengen van grote momenten.• The invention is suitable for transferring great moments.

10 · Op de assen komt een relatief kleine dwarskracht te staan.10 · A relatively small transverse force is applied to the shafts.

10037041003704

Claims

1. Transmission between two angled axes, characterized in that it comprises two two conical wheels, in which grooves are provided, over which cables pass, which are attached to each of the conical wheels, thus connecting the wheels to connect.

2. Transmission as claimed in claim 1, characterized in that the 10 cables can run from one wheel to the other wheel, without the cables being able to shoot out of the grooves or touch the groove edges, when leaving one wheel and lying on on the other wheel, due to the geometry of the conical wheels and the 15 grooves.

3. Transmission as claimed in claim 1 or 2, characterized in that cable tensioners are provided which provide the cables with a desired pretension, so that the cables do not hang slack when the transmission is loaded.

Transmission according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the transmission of the moment takes place entirely by tensile forces in the cables.

Overguard according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that (theoretically) a maximum stroke of 360 degrees can be achieved.

Transmission according to claim 1,2,3,4 or 5, characterized in that a transmission ratio can be obtained by using conical wheels of different diameters. .1 0 03 7 0 4