NL8304197A - Drijfwerk voorzien van een vlak tuimelrad. - Google Patents

Description

Λ T-5

Ned. o.a. 8304197; beht-^bif brief d.d. 15 december 1983

Tuimeltandwieldrijfwerk

De uitvinding heeft betrekking op een tuimeltandwiel-drijfwerk voor het omzetten van draaibewegingen en draaimomen-ten, dat voor zeer verschillende mechanismen respectievelijk machines toepasbaar is. Daarbij moeten zeer grote overbren-5 gingsverhoudingen worden verwezenlijkt.

Een gunstige toepassing ligt in met de hand bediende hefwerktuigen waarbij een spelingvrije uitvoering de toepassing van het tuimeltandwieldrijfwerk in het bijzonder bij de robot- en gereedschaptechniek mogelijk maakt.

10 Er zijn technische oplossingen bekend, die een ver schil in de omtrek of de tandtallen van twee tandwielen benutten voor het verkrijgen van grote overbrengingsverhoudingen.

Het Russische octrooischrift 310162 betreft een excentrisch schuin gelagerd groot tandwiel als drijvend of gedreven wiel, 15 dat in aangrijping staat met een slechts enigszins kleiner tandwiel. Ten gevolge van de excentriciteit bewegen de aangrijpingspunten volgens een boog, die niet gelijk is aan de radius van beide tandwielen. Het gevolg is een radiale wrijving van de contactpunten of tandflanken, waardoor het rende-20 ment van het drijfwerk ongunstig wordt beïnvloed en een sterke slijtage van de vertandingen op kan treden.

Uit DE-OS-2124137 is een reductiedrijfwerk bekend, waarbij het aandrijftandwiel excentrisch op de aandrijfas is gelagerd, in rotatie een cirkelvormige zwenkbeweging uitvoert 25 en een in het huis van het drijfwerk gelagerd rondsel aandrijft. Daarbij wordt de rotatie van het aandrijfwiel om zijn as verhinderd en wordt de relatieve beweging tussen beide tandwielen bij elke fase van de beweging door het over elkaar glijden van de flanken van een aan beide zijden driehoekige 30 vertanding verkregen, welke door de cirkelvormige zwenkbeweging van het aandrijftandwiel in elkaar wordt gedrukt. Gebleken is dat het nadelig is dat dit glijden en in elkaar drukken van de vertanding bij het overdragen van grote momenten gepaard gaat met grote wrijvingskrachten en dientengevolge 35 een slecht rendement en een hoge slijtage. De toepassing van 8304197 *. * 2 voor tandwielen gebruikelijke vertandingsprofielen is uitgesloten en daarmee is de kinematiek van het reductiedrijfwerk onvoldoende.

De toepassing van een afzonderlijke terugloopsper, zo-5 als bijvoorbeeld bij hefwerktuigen beslist noodzakelijk is, kan slechts door kostbare afzonderlijke maatregelen worden gerealiseerd.

In veel gevallen bij de toepassing van drijfwerken met een hoge overbrengingsverhouding is een beperking of het 10 geheel wegnemen van tandspeling noodzakelijk, bijvoorbeeld bij de robot- en gereedschaptechniek. In het bijzonder bij kop- en kegeltandwieldrijfwerken is het hiertoe bekend dat ten minste één tandwiel beweegbaar en onder invloed van een bepaalde kracht door middel van veren wordt belast, waarbij 15 de verstelling axiaal, radiaal of tangentiaal kan zijn. Deze maatregelen hebben bij het opheffen van de speling over de totale omwentelingen van de betreffende tandwielen het gemeenschappelijke nadeel, dat de flanken ofwel met een grotere kracht op elkaar worden gedrukt of dat de rugflank extra 20 wordt belast. Hierdoor ontstaan extra verliezen, die het rendement van het drijfwerk aanzienlijk kunnen verminderen. Oplossingen die een verkleining van de tandspeling bij reductiedri jfwerken met een hoge overbrengingsverhouding van de in de aanhef beschreven soort beogen, zijn in de stand van de tech-25 niek tot nu toe in het geheel nog niet voorgesteld.

Het doel van de uitvinding is een tuimeltandwieldrijfwerk, dat behalve een optimale verbetering van het rendement en een zo klein mogelijke slijtage in het bijzonder door een universele toepasbaarheid en geschiktheid voor combinatie on-30 derscheidt. Daarnaast moeten door een eenvoudige gehele constructie de betrouwbaarheid worden vergroot, de fabricagekos-ten aanzienlijk worden verlaagd en het spelingvrij in aangrij-ping komen van de vertandingen met geringe inspanningen mogelijk worden.

35 De uitvinding beoogt een tuimeltandwieldrijfwerk te ontwikkelen, waarbij alle belangrijke belastingen worden gecompenseerd, wrijvingen door glijding in alle aangrijpingspunten van de vertanding zijn uitgesloten en tegelijkertijd een vanzelf werkende terugloopsper wordt verkregen. Alle direkt 8304197 3 - '-*9Τ in tandaangrijping staande delen moeten spelingvrij worden gelagerd.

Volgens de uitvinding wordt het doel bereikt, doordat binnen het tuimeltandwieldrijfwerk één of meer aandrijvingen 5 aanwezig zijn, die aan de rugzijde op het tuimeltandwiel aangrijpen en coaxiaal met de uitgaande as zijn gelagerd. Het tuimeltandwiel staat in aangrijping met de vertanding van het orthogonale tandwiel en is onder een de overbrengingsverhouding bepalende hoek zodanig op de uitgaande as gelagerd en TO aangebracht, dat het tuimeltandwiel in elke stand ten opzichte van het orthogonale tandwiel in drie vrijheidsgraden beweegbaar is.

De ruimtelijke opstelling en lagering van het tuimeltandwiel en het orthogonale tandwiel wordt zodanig verwezen-15 lijkt, dat de assen van de aandrijfas, de aangedreven as en het tuimeltandwiel in het vlak van alle aangrijpingspunten van de vertanding het tuimeltandwiel snijden, waarbij het tuimeltandwiel door een op zichzelf bekende homokinetische koppeling op de uitgaande as wordt gelagerd en geleid.

20 Volgens de uitvinding komt het tuimeltandwiel verder overeen met het theoretische vlakke tandwiel van een kegel-tandwielaandrijving, dat tangentiaal gezien als een tandstang afrolt over een het orthogonale tandwiel vervangend koptand-wiel. Daarbij is de vertanding van het tuimeltandwiel uitge-25 voerd met rechte profielen, terwijl de vertanding van het orthogonale tandwiel gekromde profielen heeft en dus overeen komt met het vervangende koptandwiel, dat afgeleid is uit het grote tandwiel van een kegeltandwielaandrijving. De mate van kromming van het tandprofiel heeft betrekking op het theore-30 tische tandental van het bijbehorende vervangende koptandwiel, en bij de afwenteling tussen het tuimeltandwiel en het orthogonale tandwiel is dus een rolwrijving te verwachten.

De aandrijving van het tuimeltandwiel is als een flens uitgevoerd en omvat een flenslager, dat het tuimeltand-35 wiel ten opzichte van het orthogonale tandwiel onder een bepaalde hoek en op een bepaalde afstand gefixeerd opneemt. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de aandrijvingsflens rotatie-symmetrisch uitgevoerd en omsluit deze het op de uitgaande as aangebrachte, homokinetisch uitgevoerde scharnier, waardoor 9 ’ °· ί 1 9 7 ft β 4 op gunstige wijze een kleine bouwlengte van het tuimeltand-wieldrijfwerk wordt verkregen.

Verdere doelmatige uitvoeringen van de uitvinding bestaan daaruit, dat het orthogonale tandwiel als direkt onder-5 deel van het huis is uitgevoetd en de homokinetische koppeling in het bijzonder voor kleine hoeken van het tuimeltand-wiel uitgevoerd is als membraankoppeling.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding is de aandrijfflens binnen een aandrijftrommel aangebracht en 10 hiermee vast verbonden, waarbij de aandrijftrommel het tuimel-tandwieldrijfwerk als een huis omsluitend over de homokinetische koppeling op de uitgaande as en/of in het gebied van het orthogonale tandwiel roteerbaar gelagerd is. Een lagering van s de aandrijftrommel ten opzichte van het vaste huis is even-15 eens mogelijk.

Een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat daaruit, de aandrijvingsflens en het flenslager op de aandrijfas te bevestigen en de aandrijfas in de uitgaande as en/ /of aan de ingangzijde van het drijfwerk ten opzichte van het 20 vaste huis te lageren.

Voor een kinematische omkering van het drijfwerk bestaat de mogelijkheid het tuimeltandwiel te verhinderen te roteren en het orthogonale tandwiel draaibaar op de uitgaande as te lageren. Daarbij kan eventueel het tuimeltandwiel di-25 rekt vastgehouden worden ten opzichte van het huis of de homo-kineti'sche koppeling worden vastgezet.

Voor zover het tuimeltandwiel aan hoge dwarsbelastin-gen is blootgesteld, kan deze een extra vertanding aan de rugzijde omvatten en tegen een tweede orthogonaal tandwiel steu-30 nen. Vooropgesteld moet worden dat voor deze uitvoering dezelfde overbrei jingsverhouding voor beide vertandingen geirt, waardoor de aangrijpingspunten continu tegenover elkaar liggen.

Alle genoemde basisuitvoeringen van het tuimeltand-35 wieldrijfwerk kunnen door eën geschikte combinatie in meerdere trappen worden uitgevoerd, waarbij het onderbrengen van verscheidene drijfwerktrappen op doelmatige wijze in een gemeenschappelijk huis kan geschieden. De uitgaande as van de voorgaande drijfwerktrap vormt de aandrijfas van de volgende 8304197 . ?ï 5 drijfwerktrap en telkens paarsgewijze aangrenzende drijfwerk-trappen hebben op doelmatige wijze gemeenschappelijk, over een vertanding aan beide zijden beschikkend orthogonaal tandwiel, waarop de betreffende tuimeltandwielen aangrijpen.

5 Bij een verdere modificatie van het basisdrijfwerk is het ook mogelijk aan de roterende aandrijftrommel een klem aan te brengen, die over het tuimeltandwiel en het orthogona-le tandwiel heen grijpt in het aangrijpingsgebied en de aandri jfbeweging inleidt.

10 Ten slotte worden volgens een verder bestanddeel van de uitvinding binnen de vertanding wrijvingsarme en geschikte aangrijpingsomstandigheden verschaft. Hiertoe is een axiale verschuifbaarheid van het tuimeltandwiel respectievelijk or-thogonale tandwiel tegen elastische elementen in mogelijk ge-15 maakt, welke elastische elementen bij voorkeur op de rugzijde van de desbetreffende vertandingen aangrijpen. Vergelijkenderwijze is het eveneens mogelijk om het tuimeltandwiel elastisch ondersteund te lageren om het snijpunt van de tuimelas met de drijfwerkas.

20 De uitvinding zal hierna verder worden verduidelijkt aan de hand van verscheidene uitvoeringsvoorbeelden.

Fig. 1 toont een schematische voorsteling van het drijfwerk volgens de uitvinding in langsdoorsnede.

Fig. 2 toont de drijfwerktechnische plaats van het 25 tuimeltandwiel in het gehele drijfwerk.

Fig. 3 toont de wat de vorm betreft passende verbinding tussen het tuimeltandwiel en het orthogonale tandwiel.

Fig. 4 toont de langsdoorsnede van een tuimeltandwiel-drijfwerk met een in het gebied van het orthogonale tandwiel 30 gelagerde tuimeltandwielaandrijving.

Fig. 5 toont het schema van een tuimeltandwielaandrij-ving met axiaal verend verschuifbaar aandrijflager.

Fig. 6 toont de langsdoorsnede van een tuimeltandwiel-drijfwerk met een in de uitgaande as gelagerde tuimeltandwiel-35 aandrijving.

Fig. 7 toont een handhefwerktuig met een tuimeltand-wieldrijfwerk volgens de uitvinding zoals getoond in fig. 6.

Fig. 8 toont het schema van een tuimeltandwieldrijfwerk met een over de as verschuifbaar rotatievast orthogonaal 8304197 * «β 6 tandwiel.

Fig. 9 toont het schema van een tuimeltandwieldrijfwerk met elastisch ondersteund, rotatievast orthogonaal tandwiel .

5 Fig. 10 toont het schema van een ééntrapsdrijfwerk met rotatievast tuimeltandwiel.

Fig. 11 toont het schema van een ééntrapsdrijfwerk met een vast orthogonaal tandwiel en een op de uitgaande as gelagerde aandrijfflens.

10 Fig. 12 toont het schema van een ééntrapsdrijfwerk met vast orthogonaal tandwiel en membraankoppeling.

Fig. 13 toont het schema van een tuimeltandwieldrijfwerk met elastisch uitgevoerd tuimeltandwiel.

Fig. 14 toont het schema van een ééntrapsdrijfwerk 15 met twee orthogonale tandwielen.

Fig. 15 toont het schema van een tweetrapsdrijfwerk met een vast tuimeltandwiel in de eerste, en een vast orthogonaal tandwiel in de tweede trap.

Fig. 16 toont het schema van een tweetrapsdrijfwerk 20 met een vast orthogonaal tandwiel in de eerste, en in de tweede trap.

Fig. 17 toont het schema van een tweetrapsdrijfwerk met een draaibaar orthogonaal tandwiel en verschilvorming tussen eerste en tweede trap.

25 Fig. 18 toont het schema van een tuimeltandwieldrijf werk met een elastisch de hoek verstellend drukstuk en een roterende haak.

Zoals in fig. 1 wordt getoond, wordt door een van ver-tanding voorzien orthogonaal tandwiel 2, dat tegelijkertijd 30 het inwendige onderdeel van het vaste huis 8 vormt, een uitgaande as 7 roteerbaar opgenomen. Het bijbehorende tuimeltandwiel 1 is gelagerd op de gemeenschappelijke rotatieas van de ingaande en uitgaande as in het tuimeltandwieldrijfwerk op een homokinetische koppeling 6 respectievelijk een kogelkomla-35 ger en staat door zijn vertanding in aangrijping met het or-thogonale tandwiel 2. Op de uitgaande as 7 zijn aan de in-gangszijde van het drijfwerk verder aandrijvingen gelagerd, die bijvoorbeeld uitgevoerd zijn als hefboomsysteem 27 en di-rekt op de aandrijfas 4 zijn aangebracht. De lagering van de 8304197 * 7 aandrijfas 4 vindt plaats in het huis 8 en ten opzichte van de uitgaande as 7, welke zich door de aandrijfas 4 uitstrekt. Door rotatie van de aandrijfas 4 roteren de aandrijvingen en het hefboomsysteem 27 kantelt door de glijdstukken 26 het tui-5 meltandwiel 1 om het laagste aangrijpingspunt van het contact-gebied tussen het orthogonale tandwiel 2 en het tuimeltand-wiel 1. Ten gevolge van de gegeven verschillen in omtrek draait het tuimeltandwiel 1 met een toerental dat niet gelijk is aan dat van de aandrijfas waarbij dit uitgaande toerental 10 via de homokinetische koppeling overgebracht wordt op de uitgaande as 7.

Behalve de rotatie om de uitgaande as 7 beweegt het tuimeltandwiel 1 zich in twee vrijheidsgraden op de homokinetische koppeling 6 en maakt daardoor het afrollen van het tui-15 meltandwiel 1 op het orthogonale tandwiel 2 mogelijk zonder ontoelaatbare verschuiving in radiale en tangentiale richting.

Zoals fig. 2 toont is het tuimeltandwiel 1 de praktische uitvoering van het voor de uitvoering van de vertanding maatgevende theoretische schema van een uit kegelrondsel O en 20 kegeltandwiel = orthogonaal tandwiel 2 bestaande kegeltand-wielaandrijving.

Volgens fig. 3 kan de combinatie orthogonaal tandwiel 2 en tuimeltandwiel 1 worden voorgesteld door een vervangende combinatie van koptandwielen, waarbij het vlakke tuimeltand-25 wiel 1 een rechte tandstang vormt, die tangentiaal over de onttrek van het vervangende koptandwiel van het orthogonale tandwiel 2 afrolt. De tandprofielen van het orthogonale tandwiel 2 zijn gekromd, die van het tuimeltandwiel 1 zijn recht uitgevoerd .

30 Ook bestaat de mogelijkheid dat het vlakke tuimeltand wiel 1 uitgevoerd wordt als schotelwiel, waarvan de gedeeltelijke kegelhoek nagenoeg 90° bedraagt. De tandprofielen worden betrokken op het bijbehorende vervangende tandental.

De met fig. 1 t/m 3 gegeven verduidelijkingen vormen 35 de grondslag voor alle hierna beschreven uitvoeringsvormen van het vlakke tuimeltandwieldrijfwerk volgens de uitvinding.

Volgens fig. 4 is op het in het vaste huis 8 gelagerde uitgaande as 7 een een draaimoment overdragende homokinetische koppeling 6 bevestigd, welke weer vast met het tuimel- 8304197 • ·* 8 tandwiel 1 is verbonden. Aan de rugzijde van het tuimeltand-wiel 1 bevindt zich als aandrijving een flenslager 9 waarvan de buitenring aangebracht is op een aandrijfflens 5. De aan-drijfflens 5 is vast met de aandrijftrommel 3 verbonden.

5 De aandrijftrommel 3 is aan de achterzijde door het aandrijftrommellager 10 op het orthogonale tandwiel 2 gelagerd. Het orthogonale tandwiel 2 en het huis 8 zijn vast met elkaar verbonden.

De tandtallen van het tuimeltandwiel 1 en het orthogo-10 nale tandwiel 2 verschillen. Het tuimeltandwiel 1 heeft het overeenkomstig de overbrengingsverhouding grootste aantal tanden. Bij het inleiden van een draaimoment op de aandrijftrommel 3 wordt het tuimeltandwiel 1 via de aandrijfflens 5 en het flenslager 9 in een tuimelbeweging gebracht en rolt in 15 het gebied van de gemeenschappelijke wentelkegel (gedeeltelijke kegel) af over het orthogonale tandwiel 2. Bij een rotatie van de aandrijftrommel 3 beweegt het tuimeltandwiel 1 met het verschil van de deelcirkelomtrekken van het tuimeltandwiel 1 en het orthogonale tandwiel 2 met de gemeenschappelijke rota-20 tieas van de aandrijving en uitgaande as verder. De toerental-verschillen tussen de aandrijftrommel 3 en het tuimeltandwiel 1 worden vereffend door het flenslager 9. Het tuimeltandwiel 1 draagt zijn beweging over via de homokinetische koppeling 6 op de uitgaande as 7, waarbij het aandrijfmoment ook tussen 25 de lagers 11 van de uitgaande as af genomen kan worden. Door de lagering van de aandrijftrommel 3 op het orthogonale tandwiel 2 wordt bereikt, dat axiale belastingen ten gevolge van vertanding en schuine stand van het tuimeltandwiel 1 in het vaste deel van het drijfwerk worden opgenomen.

30 Een mogelijkheid voor het opheffen van de flankspe- ling in de vertandingen toont'fig. 5.

Het lager 10 van de aandrijftrommel is axiaal verschuifbaar in de aandrijftrommel 3 aangebracht en steunt axiaal aan weerszijden tegen de elastische elementen 23, bijvoor-35 beeld rubber veerringen. Ten gevolge van de werking van de elastische elementen 23 wordt het systeem aandrijftrommel 3 -flenslager 9 - tuimeltandwiel 1 constant axiaal tegen het orthogonale tandwiel 2 aan gedrukt. Onregelmatigheden ten gevolge van fabricage of inwerking van axiale krachten worden door 8304197 w » 9 veerwerking van de elastische elementen 23 gecompenseerd en daardoor wordt flankspeling in de vertandingen in elke bedrijf stoestand opgeheven.

Een andere uitvoering van het drijf werkprincipe toont 5 fig. 6. De aandrijfflens 5 is hier vast verbonden met een aandrijfas 4, die weer draaibaar gelagerd is in de uitgaande as 7 door middel van het lager 12. Het aandrijfmoment wordt in de aandrijfas 4 ingeleid, die dit weer via de aandrijfflens 5 en het flenslager 9 overdraagt op het tuimeltandwiel 1. De to-10 tale werking in het drijfwerk komt verder overeen met die van fig. 4, waarbij de flankspeling in de vertanding van het or-thogonale tandwiel 2 wordt gecompenseerd, welk orthogonaal tandwiel 2 door bouten 22 axiaal verschuifbaar met het vaste huis 8, tegen rotatie geborgd, is verbonden. Een axiale ver-15 schuiving van het orthogonale tandwiel 2 ten opzichte van het tuimeltandwiel 1 wordt gerealiseerd door elastische elementen 23, bijvoorbeeld door schroef-drukveren, rubberveren, of schotel veren. De lagering van de uitgaande as 7 in het gebied van het orthogonale tandwiel geschiedt door een axiaal verschuif-20 baar lager 24. Ten gevolge van de drukwerking van de elastische elementen 23, die gelijkmatig verdeeld in het orthogonale tandwiel 2 en huis 8 zijn aangebracht, wordt een flankspeling tussen de vertandingen van het tuimeltandwiel 1 en het orthogonale tandwiel 2 door axiale verschuiving van het ortho-25 gonale tandwiel 2 in de richting van het tuimeltandwiel 1 uitgesloten.

Door deze uitvoering wordt de mogelijkheid verkregen aandrijfmomenten aan weerszijden in te leiden en de bevestiging van het gehele drijfwerk op alle punten van het huis uit 30 te kunnen voeren.

In fig. 7 wordt de praktische toepassing van het tui-meltandwieldrijfwerk volgens de uitvinding in een handhefwerk-tuig weergegeven. Daarbij is de niet nader getoonde handket-ting over het aandrijfwiel 17 geleid, dat zwevend op het ein-35 de van de aandrijfas 4 is aangebracht. Volgens de uitvoering van fig. 6 strekt de aandrijfas 4 zich uit door de uitgaande as 7 en het bijbehorende lager 12 tot aan de aandrijfflens 5.

De beide lagers 11 van de uitgaande as worden op een afstand gehouden en worden opgenomen door lagersteunen 18, waaraan de 3304197 * o 10 ruggen 19 van de ophanging 20 zijn bevestigd. Het uitgaande tandwiel 21 van de lastketting is tussen de lagers 11 van de uitgaande as aangebracht en door een borgveer op de uitgaande as 7 vastgehouden. De verdere constructie van het handhefwerk-5 tuig met betrekking tot plaatsing van aandrijfflens 5, flens-lager 9, orthogonaal tandwiel 2 en tuimeltandwiel 1 komt in hoofdzaak overeen met fig. 6, waarbij het orthogonale tandwiel 2 met de bijbehorende rug 19 aan de vaste ophanging 20 is geschroefd.

10 In fig. 8 is het schema van een ééntrapsdrijfwerk weergegeven. De aandrijfas 4 is vast met de aandrijfflens 5 verbonden, welke door middel van het flenslager 9 het tuimeltandwiel 1 geleidt. De homokinetische koppeling 6 verbindt het tuimeltandwiel 1 met de uitgaande as 7 en het orthogonale 15 tandwiel 2 is axiaal verschuifbaar maar rotatievast met het huis 8 verbonden door de pennen 22. Verder zijn elastische elementen 23, bijvoorbeeld uitgevoerd als spiraalveren met een vlakke karakteristiek tussen het huis 8 en het orthogonale tandwiel 2. De elastische elementen 23 drukken het orthogo-20 nale tandwiel 2 in een voor geringe te overdragen momenten respectievelijk bij vrijloop typische stand, waarbij de tand-flanken van het tuimeltandwiel 1 en het orthogonale tandwiel 2 zonder speling met elkaar in aangrijping verkeren. Daarbij zijn de pennen 22 precies zo ingesteld, dat de spelingvrij-25 heid wordt gewaarborgd. Bij hoge momentpieken respectievelijk bij grote te overdragen momenten legt het orthogonale tandwiel 2 zich, ten gevolge van de uit de tandflankdruk resulterende axiaal gerichte krachtcomponenten, met zijn rugzijde tegen het huis 8 aan. Deze uitvoering van het drijfwerk is in 30 het bijzonder geschikt voor het spelingvrij overdragen van hoge momenten.

Fig. 9 toont een andere variant van een drijfwerk, waarbij het orthogonale tandwiel 2 door een elastisch element 23, weergegeven als bijvoorbeeld ingevulcaniseerde rubber-35 schijf, met het huis 8 is verbonden. Daarbij heeft het elastische element 23 het doel, de tandspeling tussen het orthogonale tandwiel 2 en het tuimeltandwiel 1 continu te verhinderen en tegelijkertijd het torsiemoment ten opzichte van het huis 8 te ondersteunen. Deze variant is bij voorkeur afhanke- * 8304197 i “i 11 lijk van de uitvoering van het elastische element 23 geschikt voor het spelingvrij overdragen van middelmatige tot hoge momenten .

In fig. 10 is de omkering van dit principe weergege-5 ven. In tegenstelling tot de in fig. 8 en 9 getoonde uitvoering s voorbeelden is het tuimeltandwiel 1 door middel van een pen 13/ welke in de groef 14 wordt geleid/ zodanig met het huis 8 verbonden, dat de tuimelbeweging niet wordt belemmerd, maar verdraaiing uitgesloten is. Deze verbinding van het tui-10 meitandwiel 1 met het huis 8 kan ook geschieden door rollen, koppelstangen, of het vastzetten van de homokinetische koppeling 6 ten opzichte van het huis 8. Het orthogonale tandwiel 2 is vast op de uitgaande as 7 aangebracht. Wanneer de aandrijfas 4 in rotatie wordt gebracht, dan drijft het tuimel- 15 tandwiel 1 het orthogonale tandwiel 2 en daardoor de uitgaande as 7 aan. Daarbij glijdt de pen 13 in de groef 14 al naar gelang de stand van het tuimeltandwiel 1. De uitgaande as 7 draait daarbij ten opzichte van de aandrijving in tegengestelde zin.

20 Het in fig. 11 weergegeven schema toont een variant, waarbij de aandrijfflens 5 gelagerd is op de uitgaande as 7.

De aandrijfflens 5 vormt een onderdeel van de aandrijftrommel 3 en het orthogonale tandwiel 2 is analoog aan het in fig. 8 getoonde voorbeeld vast met het huis 8 verbonden, terwijl het 25 tuimeltandwiel 1 en de uitgaande as 7 door de homokinetische koppeling 6 met elkaar zijn verbonden.

Fig. 12 toont het schema van een uitvoering, die identiek is aan het in fig. 8 respectievelijk 9 weergegeven voorbeeld. De homokinetische koppeling 6 wordt hier echter vervan-30 gen door een membraankoppeling 16, die in het bijzonder geschikt is voor kleine hellingshoeken van het tuimeltandwiel 1 en daardoor voor hoge overbrengingsverhoudingen.

Fig. 13 toont het schema van een spelingvrij drijfwerk, waarbij de tandkrans van het tuimeltandwiel door een 35 als membraankoppeling uitgevoerd elastisch element 23 met het flenslager 9 is verbonden. Hét elastische element 23 drukt onder continue voorspanning de tandflanken van het tuimeltandwiel 1 in die van het orthogonale tandwiel 2 en verhindert zo de tandspeling bij vrijloop en bij bedrijf in omgekeerde rich- 8304197 12 « ting. Deze eenvoudige variant is bijzonder geschikt voor kleine over te dragen draaimomenten.

Fig. 14 toont het schema van een ééntrapsdrijfwerk, waarbij het tuimeltandwiel 1 tegelijkertijd met twee orthogo-5 nale tandwielen 2, 2' in aangrijping is, welke beide orthogo-nale tandwielen 2, 2' vast met het huis 8 zijn verbonden. Daarbij liggen de aangrijpingspunten van de orthogonale tandwielen 2, 2' op één lijn met het tuimeltandwiel 1 en het middelpunt van de horaokinetische koppeling 6. Wanneer de aan-10 drijfas 4 in rotatie wordt gebracht en het drijfwerk wordt belast, dan steunt het tuimeltandwiel 1 op twee aangrijpingspunten op de bijbehorende orthogonale tandwielen 2, 2', waardoor de dwarsbelasting van het tuimeltandwiel 1 aanzienlijk wordt verminderd.

15 In fig. 15 is het schema van een meertrapsdrijfwerk weergegeven. Door rotatie van de aandrijfas 4 komen de aandrijf flens 5 en het flenslager 9 van het tuimeltandwiel 1 in een tuimelbeweging. Het tuimeltandwiel 1 is door de homokine-tische koppeling 6 rotatievast met het huis 8 verbonden en 20 drijft het orthogonale tandwiel 2 aan, dat weer de aandrijf-flens 5' van de tweede trap en het flenslager 9' van de tweede trap drijft. Het tuimeltandwiel 1' van de tweede trap steunt tegen het vaste orthogonale tandwiel 2' en verdraait de uitgaande as 7' , waarmee deze door middel van de homokine-25 tische koppeling 6' van de tweede trap is verbonden. De draairichting van de uitgaande as 7' is tegengesteld aan de draairichting van de aandrijving.

Het in fig. 16 getoonde schema laat het achter elkaar schakelen van twee drijfwerken van fig. 9 zien, die evenals 30 het in fig. 15 getoonde meertrapsdrijfwerk dient voor het verkrijgen van bijzonder hoge overbrengingsverhoudingen.

Ten slotte toont fig. 17 eveneens een tweetrapsvari-ant, waarbij de aandrijfflens 5, 5' van de eerste trap en de tweede trap vast met de aandrijfas 4 zijn verbonden. Het tui-35 meltandwiel 1 is via de homokinetische koppeling 6 rotatievast met het huis 8 verbonden en staat in aangrijping met het orthogonale tandwiel 2. Op dezelfde wijze is het aan beide zijden van vertanding voorziene orthogonale tandwiel 2 verbonden met het tuimeltandwiel 1' van de tweede trap. Het orthogo- 8 3 G 4 1 9 7 s 13 nale tandwiel 2 is draaibaar op de aandrijfas 4 gelagerd. De homokinetische koppeling 6' van de tweede trap verbindt het tuimeltandwiel 11 van de tweede trap met de uitgaande as 7.

Bij een rotatie van de aandrijfas 4 drijven de aan-5 drijfflenzen 5 van de eerste en de tweede trap het tuimeltandwiel 1 van de eerste en het tuimeltandwiel 11 van de tweede trap met hetzelfde toerental aan/ waardoor beide synchroon, echter tegengesteld tuimelen, dat wil zeggen deze tuimelen precies spiegelbeeldig. Het tuimeltandwiel 1 van de eerste 10 trap drijft het orthogonale tandwiel 2 aan, zodat dit tegen de rotatierichting van de aandrijfas 4 in langzaam met de overbrengingsverhouding van de eerste trap draait. Het tuimeltandwiel 1* van de tweede trap draait echter in dezelfde rotatierichting als de aandrijfas 4 ten opzichte van het orthogo-15 nale tandwiel 2, in de overbrengingsverhouding van de tweede trap, zodat de beweging van het orthogonale tandwiel 2' en het tuimeltandwiel 1' van de tweede trap van elkaar af getrokken worden. Vooropgesteld dat de overbrengingsverhoudingen van de eerste en tweede trap verschillend zijn, wordt de uit-20 gaande as 7 door middel van de homokinetische koppeling 6' van de tweede trap met het verschil van de rotatiebeweging tussen het tuimeltandwiel 1' van de tweede trap en het orthogonale tandwiel 2 aangedreven. Al naar gelang de keuze van de overbrengingsverhoudingen van de eerste en de tweede trap 25 stelt de draairichting van de uitgaande as 7 zich in op een aan de draairichting van de aandrijving gelijke of daaraan tegengestelde richting.

Fig. 18 toont het schema van een drijfwerk dat wat betreft zijn opbouw gelijkt op de uitvoering van fig. 5. Het 30 tuimeltandwiel 1 wordt echter slechts door de homokinetische koppeling 6 op de uitgaande as 7 geleid. Verder is tussen het orthogonale tandwiel 2 en het tuimeltandwiel 1 een met de aan-drijftrommel 3 mee roterende haak 15 aangebracht, die bij draaiing van de aandrijftrommel 3 het tuimeltandwiel 1 in de 35 tuimelbeweging dwingt.

Met de uitvinding wordt het rendement van volgens de uitvinding uitgeruste toestellen ten opzichte van gebruikelijke drijfwerken met vergelijkbare overbrengingsverhoudingen duidelijk verbeterd. Dit optimale rendement bestaat ook bij 9304197 14 omkeerbaar bedrijf en de toepassing van homokinetische koppelingen maakt de in het bijzonder voor handhefwerktuigen noodzakelijke zelfremmende werking respectievelijk terugloopsper volgens de uitvinding gelijkmatiger. Aangezien in het drijf-5 werk slechts weinig delen met een hoog toerental aanwezig zijn, zijn de massatraagheidskrachten uiterst klein, waardoor onder andere ook de volgens de uitvinding bereikte combinatiemogelijkheid van dergelijke tuimeltandwieldrijfwerken met zeer hoge overbrengingsverhoudingen worden bereikt. Onregelma-10 tigheden ten gevolge van fabricage-onnauwkeurigheden en inwerking van axiale krachten worden in elke fase van de beweging in stilstand en bij terugloop door de veerwerking van de elastische elementen gecompenseerd.

9304197

Claims (15)

1. Tuimeltandwieldrijfwerk, bij voorkeur voor hefwerktuigen en hoge overbrengingsverhoudingen, omvattende twee tandwielen met een verschillende omtrek, met het kenmerk, dat coaxiaal met de uitgaande as (7) gelagerde aan- 5 drijvingen aanwezig zijn, die aan de rugzijde op het tuimel-tandwiel (1) aangrijpen, dat wat de vorm betreft passend met de vertanding van het orthogonale tandwiel (2) in aangrijping staat, waarbij het tuimeltandwiel (1) in een de overbrengings-verhouding bepalende hoek zodanig op de uitgaande as (7) is 10 gelagerd, dat een beweeglijkheid van het tuimeltandwiel (1) ten opzichte van het orthogonale tandwiel (2) in drie vrijheidsgraden aanwezig is en dat de assen van de aandrijving, de uitgaande as (7) en het tuimeltandwiel (1) elkaar in het vlak van alle aangrijpingspunten van het tuimeltandwiel (1) 15 snijden.

2. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat voor de lagering en geleiding van het tuimeltandwiel (1) ten opzichte van het orthogonale tandwiel (2) een door de uitgaande as (7) opgenomen homokineti- 20 sche koppeling (6) is aangebracht, waarvan het centrum zich in het snijpunt van het vlak van alle aangrijpingspunten van het tuimeltandwiel (1) met de assen van de aandrijving, en de uitgaande as (7) bevindt.

3. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusie 1 en 2, 25 met het kenmerk, dat het tuimeltandwiel (1) het theoretische vlakke tandwiel van een kegeltandwieldrijfwerk of een tangentiaal langs de omtrek van het vervangende kop-tandwiel van het orthogonale tandwiel (2) afrollende tand-stang voorstelt, waarbij als aandrijving van het tuimeltand-30 wiel (1) een bij voorkeur rotatiesymmetrisch, het tuimeltandwiel (1) ten opzichte van het orthogonale tandwiel (2) in een hoek en op een afstand gefixeerd opnemende, een flenslager (9) omvattende aandrijfflens (5) is aangebracht, welke de ho-mokinetische koppeling (6) bij voorkeur gedeeltelijk omsluit.

4. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat de kromming van de tand- 83 0 4 1*3 7 « profielen betrokken is op het tandental van het bijbehorende vervangende koptandwiel.

5. Tuiraeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/ra 4, met het kenmerk, dat de homokinetische koppe- 5 ling (6) uitgevoerd is als membraankoppeling (17).

6. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusie 1 t/m 5, met het kenmerk, dat het orthogonale tandwiel (2) als direkt onderdeel van het huis (8) is uitgevoerd.

7. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 10 6, met het kenmerk, dat als schroefveren, schotel- veren, rubberveren of membraankoppelingen uitgevoerde elastische elementen (23) het orthogonale tandwiel (2) axiaal verschuifbaar respectievelijk tuimeltandwiel (1) axiaal verschuifbaar of zodanig om het snijpunt van de tuimelas met de 15 drijfwerkas aangebracht zijn, dat een ongedwongen, wrijvings-arm en voldoende aanligging van de tandflanken bestaat.

8. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk, dat de elastische elementen (23) bij voorkeur aan de rugzijde van de betreffende vertan- 20 dingen op het orthogonale tandwiel (2) respectievelijk tuimel-tandwiel (1) aangrijpen.

9. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 8, met het kenmerk, dat de aandrijfflens (5) en het flenslager (9) binnen een, het tuimeltandwieldrijfwerk om- 25 sluitende aandrijftrommel (3) zijn bevestigd, waarbij de aandrijf trommel (3) roteerbaar gelagerd is op de uitgaande as (7) en/of aan het orthogonale tandwiel (2) respectievelijk huis (8).

10. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 30 8,met het kenmerk, dat de aandrijfflens (5) en het flenslager (9) op de aandrijfas (4) zijn bevestigd, waarbij de aandrijfas (4) binnen de uitgaande as (7) en/of aan de ingangzijde van het drijfwerk in het vaste huis (8) is gelagerd. 35 ll. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 8 en 10, met het kenmerk, dat het tuimeltandwiel (1) ten opzichte van het huis (8) tegen rotatie wordt vastgehouden en het orthogonale tandwiel (2) met de uitgaande as (7) is verbonden. 87 .η λ 4 o τ \J -J ‘ï i -J ,/ Τ'

12. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 5 en 7 t/m 10, met het kenmerk, dat de homokineti-sche koppeling (6) ten opzichte van het huis (8) rotatievast is vergrendeld en het orthogonale tandwiel (2) met de uitgaan-5 de as (7) is verbonden.

10. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 8 en 10,met het kenmerk, dat het tuimeltandwiel (1) een verdere vertanding aan de rugzijde omvat en zodanig op een extra orthogonaal tandwiel (2') aangrijpt, dat de aan-10 grijpingspunten van alle vertandingen continu tegenover elkaar liggen.

14. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 8 en 10 t/m 13, met het kenmerk, dat een aantal tuimeltandwieldrijfwerken in een bij voorkeur gemeenschappe- 15 lijk huis (8) met elkaar zijn gekoppeld en de uitgaande as (7) van de voorgaande drijfwerktrap de aandrijfas (4) van de volgende drijfwerktrap vormt, waarbij in telkens aangrenzende drijfwerktrappen de tuimeltandwielen (1, 1') bij voorkeur aangrijpen op een gemeenschappelijk, een vertanding aan beide 20 zijden omvattend orthogonaal tandwiel (2).

15. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1, 2, 4 t/m 8 en 11 t/m 14, met het kenmerk, dat de aandrijvingen uitgevoerd zijn als hefboomsysteem (27) en buiten het laagste aangrijpingspunt tussen het tuimeltandwiel (1) en 25 het orthogonale tandwiel (2) symmetrisch door glijdstukken (26) op de rand van het tuimeltandwiel (1) aangrijpen, waarbij de aandrijvingen in het huis (8) en/of de aandrijfas (7) zijn gelagerd.

16. Tuimeltandwieldrijfwerk volgens conclusies 1 t/m 30 8, met het kenmerk, dat de aandrijftrommel (3) een roterende, in het aangrijpingsgebied om het tuimeltandwiel (1) en het orthogonale tandwiel (2) heen grijpende haak (15) omvat. 8304107