DE1960503C - Umlaufgetriebe mit Exzentern - Google Patents

Description

die zweite Welle (54; 126), die Umlaufräder (60,

unterschiedlichen Durchmessers in antriebschlüssiger Verbindung auf der zweiten Welle schwimmend gelagert ist und daß die Getrieberinganordnung mehrere Ringe enthält, deren umlaufende geometrische Achsen

62, 64; 72, 74, 76; 132, 134) und die Zentralrädcr 45 einerseits untereinander gleichen Abstand und anderer-(14, 18; 106, 118) in reibschlüssigem Eingriff seits gleichen Abstand zur Zenlralachse haben,
stehen. Bei dem erfindungsgemäßen Umlaufgetriebe wird

5. Umlaufgetriebe nach einem der vorher- nicht nur eine schwimmende Lagerung der Getriebegehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ringanordnung ohne hochbelastete Lager in der Verdie Umlaufräder (60, 62, 64; 72, 74, 76; 132, 134) 50 bindung zwischen zweiter Welle und Getrieberingin einem frei drehbaren Träger gelagert sind. anordnung erreicht, sondern es geraten auch die

üblichen, mit der im allgemeinen schnelldrehenden zweiten Welle umlaufenden Unwuchten in Fortfall;

gleichzeitig läßt sich in der Verbindung zwischen

55 zweiter Welle und Getrieberinganordnung eine weitere Untersetzungsstufe vorsehen, durch die die Gesamt-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufgetriebe Untersetzung des Getriebes weiter erhöht werden kann, mit einem gehäusefesten und mit einem mit einer Schließlich wird durch die Parallelanordnung mehrerer ersten Welle verbundenen Zentralrad und mit einer versetzter Getrieberinge auch für einen dynamischen exzentrisch zur Zentralachse umlaufenden Getriebe- 60 Massenausgleichderexzentrisch umlaufenden Getrieberinganordnung, die mit den beiden Zentralrädern im ringanordnung selbst gesorgt und somit insgesamt ein Eingriff steht und mit einer zweiten, zentralen Welle Getriebe geschaffen, das sich im Vergleich zu den bekraftleitend verbunden ist. kannten Gelrieben durch ein geringeres Gewicht, klei-

Hei einem bekannten Getriebe dieser Art (deutsche nere Abmessungen, höhere übertragbare Drehmomente Patentschrift 359 167) erfolgt der Antrieb der Ge- 65 und die Möglichkeit höherer Über- bzw. Unter-

trieberinganordnung über einen an der zweiten Welle befestigten Exzenter, auf dem ein Getriebering über ein Lager drehbar abgestützt ist. Eine derartige Verbin-

setzungsvcrhältnisse auszeichnet.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird crfindungsgemäß weiterhin ein Gelriebe der eingangs erwähnten

\rt geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß iie Getrieberinganordnung ebenfalls wieder über mehrere in Unifangsrichtung versetzte Umlauf räder unterschiedlichen Durchmessers in antriebschlüssiger Verbindung auf der zweiten Wehe schwimmend gelagert ist, und daß die Getrieberinganordnung zwei fest miteinander verbundene Ringe unterschiedlichen Durchmessers mit einer gemeinsamen geometrischen Achse enthält.

In diesem Fall sind an Stelle der um versetzte Achsen umlaufenden Getrieberinge gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zwei starr miteinander verbundene Ringe unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen; im übrigen wird bei einfacher Bauweise auch hier wieder ohne hochbelastete Lager eine antriebschlüssige Verbindung und schwimmende Lagerung des Getrieberinges auf der zweiten Welle erhalten, und gleichzeitig werden ohne besonderen dynamischen Massenausgleich ebenfalls wieder störende Unwuchten in dem Getriebeabschnitt zwischen zweiter Welle und Gctriehering weitgehend ausgeschaltet. Durch die Anordnung zweier starr, vorzugsweise einstückig miteinander verbundener Getrieberinge unterschiedlichen Durchmessers läßt sich, abgesehen von der Möglichkeit einer zusätzlichen Untersetzung zwischen Ge-(riebering und zweiter Welle, das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis im Getriebeast zwischen den Zeniralrädern und den Getrieberingen in weiten Grenzen sanieren.

Die /weite Welle, die Umlaufräder und die Zentrallader stehen vorzugsweise in formschlüssigem Eingriff, um insbesondere bei höheren Belastungen eine sichere Drehmomentenübertragung zu gewährleisten. Im Hinblick auf eine größere Laufruhe und einfachere Herstellung kann jedoch zwischen zweiter Welle, Umlaufrädern und Zentralrädern auch ein reibschlüssiger Hingriff vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, beide Maßnahmen nebeneinander also sowohl einen formschlüssigen als auch einen reibschlüssigen Eingriff zwischen den Getriebeelementen vorzusehen.

Falls erforderlich, kann zur genauen gegenseitigen Ausrichtung der Umlaufräder ein frei drehbarer Träger vorgesehen sein, in dem die Umlaufräder gelagert sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise gebrochene Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes,

F i g. 2 einen Längsschnitt des in F i g. 1 gezeigten Getriebes,

F i g. 3 einen Schnitt des Getriebes gemäß Fig. 1 längs der Linie 3-3,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2, wobei einige Teile zur deutlicheren Darstellung fortgelassen sind,

F i g. 5 einen Längsschnitt eines weiteren Aus-Führungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 6 einen Schnitt des Getriebes gemäß F i g. 5 längs der Linie 6-6.

In den Fig. I und 2 ist das Getriebe allgemein mit 10 bezeichnet. Es enthält ein Gehäuse 12, an dem ein gehäusefestes Zentralrad 14 mit radial nach innen weisenden Zähnen 16 befestigt ist. Ein umlaufendes Zentralrad 18 mit radial nach innen weisenden Zähnen 20 und einer zur Zahl der Zähne 16 unterschiedlichen Zähnezahl ist drehbar auf Lagern 22 und 24 gelagert, die im Gehäuse 12 angeordnet sind. Das Zentralrad 18 ist mit einer Antriebswelle 26 verbunden, die zu einem hier nicht gezeigten Mechanismus führt, der von dem Getriebe 10 angetrieben werden soll. Das gehäusefeste Zentralrad 14 und das umlaufende Zentralrad 18 sind koaxial zueinander angeordnet und haben eine mit 28 bezeichnete Zentralachse. Ein schwimmend gelagerter Getriebering 30, der aus zwei identischen Teilringen 32 und 34 besteht, die durch geeignexe Mittel wie einen oder mehrere Stifte miteinander verbunden sind, von denen einer in F i g. 2 gezeigt und mit 36 bezeichnet ist, besitzt eine Achse 38, die exzentrisch zur Achse 28 verläuft. Die Teilringe 32 und 34 des Getrieberings besitzen radial nach außen gerichtete Zähne 40 und radial nach innen gerichtete Zähne 42. Die äußeren Zähne 40 des Teilrings 32 stehen im Eingriff mit den Zähnen 16 des gehäusefesten Zentralrades 14, und die äußeren Zähne 40 des Teilrings 34 stehen im Eingriff mit den Zähnen 20 des umlaufenden Zentralrades 18.

Ein zweiter Getriebering 44 mit dem gleichen Durchmesser wie der Getriebering 30 hat außenliegende Zähne 46 und innenliegende Zähne 48. Die außenliegenden Zähne 46, die mit den gehäusefesien Zähnen 16 und den Zähnen 20 des umlaufenden Zentralrades 18 kämmen, entsprechen bezüglich ihrer Abmessungen und Anzahl den außenliegenden Zähnen 40 des Getrieberings 30. Die inneren Zähne 48 entsprechen bezüglich ihrer Abmessungen und Anzahl den innenliegenden Zähnen 42 des Getrieberinges 30. Der Getriebering 44 besitzt eine Achse 50, die exzentrisch zur Zentralachse 28 umläuft. Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist der Getriebering 44 so angeordnet, daß er um 180° phasenverschoben gegenüber dem Getriebejring 30 ist. Mit anderen Worten, der Getriebering 44 greift in Bereiche des gehäusefesten Zentralrades 14 und des umlaufenden Zentralrades 18, die um 180' gegenüber den Bereichen, an denen der Getriebering 30 mit dem gehäusefesten Zentralrad 14 und dem umlaufenden Zentralrad 18 im Eingriff steht, versetzt sind. Ein Schlitz 45 im Getriebering 44 dient zur Aufnahme des Stiftes 36, der die beiden Teilringe 32 und 34 des Getrieberinges 30 verbindet.

In dem Getriebe 10 sind die Getrieberinge 30 und 44 so angetrieben, daß sie auf dem inneren Umfang des gehäusefesten Zentralradcs 14 abrollen. Da die Anzahl der Zähne 40 und 46 der Gelrieberinge 30 und 44 von der Zähnezahl der Zähne 16 des gehäusefesten Zentralrades 14 verschieden ist und die Getrieberinge 30 und 44 bezüglich der feststehenden Zentralachse 28 exzentrisch angeordnet sind, durchlaufen die Getrieberinge relativ zum gehäusefesten Zentralrad 14 während ihres Abrollens auf dem inneren Umfang des Zentralrades 14 eine epizyklische Bewegungsbahn. Mit anderen Worten, die Getrieberingachsen 38 und 50 kreisen um die Zentralachse 28.

Im Getriebe 10 wird der Antrieb der Getrieberinge 30 und 44 von einer allgemein mit 52 bezeichneten Antriebseinheit durchgeführt. Die Antriebseinheit 52 enthält eine mit Zähnen versehene zentrale Welle 54. die von einer geeigneten, hier nicht gezeigten Antriebsquelle angetrieben wird. Die Welle 54 ist in einem Wälzlager 56 gelagert, das in dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Auf der Antriebswelle 54 ist ein Paar identischer Sonnenräder 58 befestigt. Die Sonnenräder 5£ kämmen mit ihren Zähnen 61 jeweils mit drei Umlaufrädern 60, 62, 64, die in gleichförmigem Abstand im die Antriebswelle 54 herum verteilt sind. Jedes dei Umlauf räder 60, 62, 64 ist mit einer Schicht 66 eine: Materials mit hohem Reibungskoeffizienten, wie etwi

Gummi, überzogen. Die Schicht 66 steht in reibendem häusefeste Zentralrad, das umlaufende Zentralrad und

und rollendem Eingriff mit der Oberfläche der An- die Getrieberäder eine entsprechende Zähneza'ul auf-

triebswelle 54, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Das weisen. Das Übersetzungsverhältnis ist durch folgende

Umlaufrad 60 hat einen größeren Durchmesser als die Gleichung bestimmt:

Umlaufräder 62 und 64. Daher übt das größere 5 NN —N

Umlaufrad an dem Punkt, an dem es am Getriebering TR = — --" -,

30 anliegt, einen radial nach außen gerichteten, mit N₁ + N₃ N₆

Fl bezeichneten Kraftvektor aus, wodurch der Ge- wobei

triebering30 im Eingriff mit dem gehäusefesten ^₁ = Anzahl der Zähne des Sonnenrades 58 oder 70,

Zentralrad 14 gehalten wird. Durch seinen größeren io _{N = Anzah}i _der zähne 42 oder 48 der Getrieberäder

Durchmesser hat das größere Umlaufrad 60 mehr ^o und 44

Zähne 61. Diese Zähne haben jedoch die gleiche _{N =} Anzahl der Zähne 16 des gehäusefesten Zentral-

Umfangsgeschwindigkeit wie die Zahne 61 der anderen rades 14 und

Umlaufrader 62 und 64, so daß, wenn die Welle 54 _{N = ΑηχΜ der Zähne 2Q des umlaufenden} zentral-

sich dreht, samtliche Umlaufrader 60, 62 und 64 mit 15 rades 18
derselben Geschwindigkeit um die Zentralachse 28

umlaufen. Die Zähne 61 der Umlaufräder 60, 62, 64 In dem Getriebe 10 ist ein Träger nicht unbedingt kämmen mit den inneren Zähnen 42 des Getriebe- erforderlich, da die seitlichen Gehäuseplatten zur Ausringes 30 und werden in gleichmäßigem Abstand ge- richtung der Umlaufräder dienen. Die Parallelität der halten, so daß bei Drehung der Antriebswelle 54 der 20 Kraftvektoren Fl und F2 zwischen den gemeinsamen Kraftvektor Fl um die Zentralachse 28 umläuft. Antriebs- und Abtriebswellen ermöglicht es, daß bei

Ein ähnliches Sonnenrad und ähnliche Umlaufräder einem Kämmen im Getriebe sämtliche Reaktions-

sind für den zweiten Getriebering 44 vorgesehen. kräfte ausgeglichen sind. Außerdem wird das durch die

Diese Anordnung besteht aus einem Sonnenrad 70, exzentrische Anordnung der Getrieberinge 30 und 44

das auf der Welle 54 befestigt ist und dem Sonnenrad 25 hervorgerufene dynamische Massenungleichgewicht

58 gleicht, und aus drei Umlaufrädern 72, 74, 76, die durch die um 180° phasenverschobene Anordnung

den Umlauf rädern 60, 62, 64 gleichen und Reib- aufgehoben.

schichten 78 zum Eingriff mit der Antriebswelle 54 Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäaufwcisen. In F i g. 2 ist eine Reibschicht 78 an dem ßen Getriebes, die allgemein mit 100 bezeichnet ist, Umlaufrad 72 gezeigt. In F i g. 1 ist diese Schicht 30 ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt. Das Getriebe 100 zur deutlicheren Darstellung fortgelassen worden. Die weist ein Gehäuse 102 auf, in dem ein Lager 104 an-Umlaufräder 72, 74, 76 besitzen Zähne 73, die mit geordnet ist, in dem seinerseits ein Abtriebs-Zentralrad dem Sonnenrad 70 und den Zähnen 48 des Getriebe- 106 drehbar gelagert ist. Das Zentralrad 106 hat rings 44 kämmen. Das Umlaufrad 72 ist größer als die äußere Zähne 108, die mit einem innenverzahnten anderen Umlaufrader 74 und 76, so daß es die gleiche 35 TeüringllO eines schwimmend gelagerten Getriebe-Wirkungsweise hat wie das Umlaufrad 60 und einen rings 112 kämmen. Der Getriebering 112 hat ferner Kraftvektor F2 erzeugt, der gleich groß wie der und einen außenverzahnten Teilring 114, der mit inneren entgegengesetzt dem Kraftvektor Fl ist und den Zähnen 116 eines gehäusefesten Zentralrades 118 Getriebering 44 um 180° phasenverschoben gegenüber kämmt. Die Teilringe 110 und 114 haben unterschied dem Getriebering 30 hält. Die Lage des Kraftvektors +0 liehe Durchmesser und bilden gemeinsam ein ein-F2 wird dadurch erzielt, daß das Umlaufrad 72 dem stückiges Bauteil. Das Abtriebszentralrad 106 und das Umlaufrad 60 diametral gegenüberliegt und die Um- gehäusefeste Zentralrad 118 sind konzentrisch zuein-Iaufräder72, 74, 76 um 120° gegeneinander versetzt ander angeordnet und haben eine gemeinsame Zentral- und zwischen den Umlaufrädern 60,62, 64 angeordnet achse 102. Der aus den beiden Teilringen 110 und 114 sind. 45 gebildete Getriebering 112 besitzt eine Achse 122, die

Wird die Antriebswelle 54 angetrieben, so kreisen exzentrisch zur Zentralachse 120 liegt. In dem Getriebe

die Umlaufräder 60, 62, 64 um die ZenlFalachse und 100 wird bei Antrieb durch eine Antriebseinheit 124

erzeugen den Kraftvektor Fl, der den Getriebering 30 der Getriebering 112 so angetrieben, daß seine Achse

im Eingriff mit dem gehäusefesten Zentralrad 14 122 um die Achse 120 läuft und dem Getriebering eine

hält, wobei der Kraftvektor Fl umläuft, so daß der 50 epizyklische Bewegung gegenüber dem gehäusefester

Getriebering 30 eine epizyklische Bewegung gegenüber Zentralrad 118 verleiht. Die Antriebseinheit 124 ent

dem gehäusefesten Zentralrad 14 ausführt und die hält eine keilnutenverzahnte Antriebswelle 126, du

Getrieberingachse 38 um die Zentralachse 28 kreist. drehbar in Wälzlagern 128 und 130 gelagert ist, weicht

In gleicher Weise wird durch die Drehung der An- ihrerseits im Gehäuse 102 bzw. im Abtriebszentralrac

triebswelle 54 über die Umlaufrader 72, 74, 76 der 55 106 angeordnet sind, und zwei Umlaufräder 132 unc

Kraftvektor F2 erzeugt. Der Kraftvektor F2 läuft 134. Wie in F i g. 6 gezeigt ist, stehen die Umlaufrädei

derart um, daß er den Getriebering 44 um 180° 132 und 134 im Eingriff mit dem Umfang der Antriebs

phasenverschoben gegenüber dem Getriebering 30 welle 126 und mit einer inneren Rollfläche 136 de:

hält. Die um 180° phasenverschobene Anordnung der Getrieberinges 112. Da das Umlaufrad 132 größer al;

Getrieberinge 30 und 44 sorgt für einen dynamischen 60 das Umlaufrad 134 ist, bilden beide einen Kraftvekto

Massenausgleich des Getriebes 10 und beseitigt außer- F, der den Getriebering 112 im Eingriff mit den

dem das Erfordernis von Hochgeschwindigkeitslagern, gehäusefesten Zentralrad 118 hält. Wird die Antriebs

da die einzigen Lager, die benötigt werden, die Lager welle 126 gedreht, so läuft der Vektor F um die Achsi

22, 24 und 56 sind. Entsprechend dem Umlauf der 120, um den Getriebering 112 und damit auch da

Kraftvektoren Fl und F2 treiben die Getrieberinge 30 65 Abtricbs-Zenlralrad 106 anzutreiben,

und 44 das umlaufende Zentralrad 18, so daß dieses In dem Getriebe 100 sind die Umlaufräder 132 um

sich um die Zentralachsc 28 dreht. Ein gewünschtes 134 drehbar auf Lagern 140 angeordnet, die ihrerseil

Übersetzungsverhältnis wird cr/iclt, indem das gc- auf einem Träger 142 sitzen, der drehbar in einer Lauf

buchse 144 des Gehäuses 102 angeordnet ist. Der Träger 142 hält die Umlaufräder 132 und 134 um 180° versetzt, um die Lage der Umlaufräder 132 und 134 sicherzustellen, wenn der Kraftvektor F um die Achse 120 umäuft. Es ist ersichtlich, daß das Getriebe 100 ähnlich wlie das vorher beschriebene Getriebe 10

arbeitet, um ein bestimmtes Übersetzungsverhältn zu erzielen, nämlich das Verhältnis der Drehzahl d« Kraftvektors F relativ zur Drehzahl des Abtrieb! Zentralrades 106. Das gewünschte Übersetzungsvei hältnis wird leicht durch eine entsprechende Zähnezal 108, 110, 114 und 116 erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: dung zwischen der Antriebswelle und dein Getriebering bedingt jedoch in nachteiliger Weise hochbelastbare Lager und macht darüber hinaus zusätzliche Einrichtungen zum dynamischen Massenausgleich dei 5 Exzenterwelle erforderlich. Wegen der unmittelbaren Koppelung des Getrieberinges und der Antriebswelle läßt sich bei diesem bekannten Getriebe ferner das Über-bzw. Untersetzungsverhältnis nur in verhältnismäßig engen Grenzen,

1. Umlaufgetriebe mit einem gehäusefesten und
mit einem mit einer ersten Welle verbundenen
Zentralrad und mit einer exzentrisch zur Zentralachse umlaufenden Getrieberinganordnung, die
mit den beiden Zentralrädern im Eingriff steht und
mit einer zweiten, zentralen Welle kraftleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, io nämiich durch entsprechende Wahl der Zähnezahl der daß die Getrieberinganordnung (30, 44) über miteinander kämmenden Getrieberinganordnung und mehrere in Umfangsrichtung versetzte Umlauf- Zentralräder, beeinflussen.

räder (60, 62, 64; 72, 74, 76) unterschiedlichen Ferner ist eine Vorrichtung insbesondere zum An-

Durchmessers in antriebschlüssiger Verbindung auf trieb einer Membranpumpe bekannt (deutsche Patentder zweiten Weile (54) schwimmend gelagert ist 15 schrift 1 051 595), bei der ein Ring über Kugeln und dab die Getrieberinganordnung mehrere - unterschiedlichen Durchmessers auf einer Antriebswelle gelagert ist und bei Drehung der Antriebswelle in exzentrische Bewegung versetzt wird. Bei dieser Vorrichtung rotiert jedoch der Ring nicht um seine Mittel-20 achse, sondern es wird von der exzentrischen Bewegung des Ringes lediglich die Radialbewegung in einer Richtung zum hin- und hergehenden Antrieb eines Betätigungsstößels der Membranpumpe ausgenutzt.

Schließlich ist ein epizyklisches Getriebe bekannt

mit den beiden Zentralrädern im Eingriff steht und 25 (britische Patentschrift 927 684), bei dem zwei mit einer zweiten, zentralen Welle kraflleitend vcr- parallele, um 180^r' versetzte Getrieberinge mit zwei bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen gekoppelt sind, welche in einem um-Getriebeberinganordnung (112) über mehrere in laufenden Planctenradträger gelagert sind und jeweils Umfangsrichtung versetzte Umlaufräder (132, 134) von einem Planetenrad angetrieben werden. Auch bei unterschiedlichen Durchmessers in antriebschlüssi- 30 diesem Getriebe werden wiederum in nachteiliger ger Verbindung auf der zweiten Welle (126) Weise unwuchtbehaftete Exzenterwellen und hochschwimmend gelagert ist und daß die Getriebering- belastete Lager benötigt.

anordnung (112) zwei fesl miteinander verbundene Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zuRinge (110, 114) unterschiedlichen Durchmessers gründe, bei einem Umlaufgetriebe einen dynamischen mit einer gemeinsamen geometrischen Achse (122) 35 Massenausgleich zu erzielen und Lager für hohe Drehenthält. zahlen zu vermeiden.

3. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, da- Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Umlaufdurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (54; getriebe der eingangs erwähnten Art, das dadurch ge- 126), die Umlaufräder (60, 62, 64; 72, 74, 76; kennzeichnet ist, daß die Getrieberinganordnung über 132, 134) und die Zcntralräder (14, 18; 106, 118) 40 mehrere in Umfangsrichtung versetzte Umlaufräder in formschlüssigem Eingriff stehen.

4. Umlaufgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

Ringe (30; 44) enthält, deren umlaufende geometrische Achsen (38, 50) einerseits untereinander gleichen Abstand und andererseits gleichen Abstand zur Zentralachse (28) haben.

2. Umlaufgetriebe mit einem gehäusefesten und mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Zentralrad und mit einer exzentrisch zur Zentralachse umlaufenden Getrieberinganordnung, die