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Dokumentenidentifikation DE3712458A1 27.10.1988
Titel Kurvengetriebe mit konstanten Übersetzungsverhältnissen für beengte Einsatzbereiche
Anmelder Koop, Franz, 4573 Löningen, DE
Erfinder Koop, Franz, 4573 Löningen, DE
DE-Anmeldedatum 11.04.1987
DE-Aktenzeichen 3712458
Offenlegungstag 27.10.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1988
IPC-Hauptklasse F16H 25/04
IPC-Nebenklasse E21B 17/00   

Beschreibung[de]

Kurvengetriebe mit konstanten Übersetzungsverhältnissen für radialbeengte Einsatzbereiche.

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe, welches als Übersetzungsgetriebe mit einer hohen Laufgüte und Tragfähigkeit in radialbeengten Räumen eingesetzt werden kann.

Bei den bisherigen Kurvengetrieben für konstante Übersetzungsverhältnisse (Sinuskugelgetriebe nach VESTNIK MASINOSTROENIJA 1986 / 2, S. 24-28) werden die sinusförmigen Kurvennuten auf den einander zugewandten Flächen zweier koaxialer, ineinander gesteckter Buchsen oder zweier paralleler Scheiben angeordnet. Die Querschnitte der Kurvennuten sind so ausgebildet, daß an Orten an denen die Kurvennuten den gleichen Sinus- Funktionswert haben Kugeln Platz finden. Diese Kugeln werden durch eine zwischen den Buchsen angeordnete dritte Buchse bzw. zwischen den Scheiben angeordnete dritte Scheibe, die zur Oszillation der Kugeln entlang der Funktionshöhe mit Langlöchern versehen sind, geführt. Die Kraftübertragung eines solchen Getriebes erfolgt über die Kugeln.

Es dienen nur Punkt- oder geringe Linienberührungen zur Kraftübertragung. An den Berührungsflächen tritt ein Gleiten mit entsprechenden Reibungsverlusten auf. Infolge der nicht unendlich dünn auslegbaren Zwischenbüchse bzw. Zwischenscheibe entstehen störende Keilwirkungen an den Kugeln. Durch die Form der Sinuslinien verändern sich permanent die Übertragungswinkel zwischen den Kurvennuten. Somit treten bei einem solchen Getriebe ungünstige, nicht eindeutig gerichtete Übertragungskräfte auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurvengetriebe für konstante Übersetzungsverhältnisse zu schaffen, welches höher belastbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die axiale Hintereinanderanordnung der die Kurvennuten tragenden Hülsen der Einsatz von Laufrollen zur Übertragung der Umfangskräfte ermöglicht wird. Dadurch entstehen größere Berührungsflächen, die störenden Keilwirkungen entfallen und das Gleiten zwischen den Kurvennuten und Übertragungsgliedern wird minimiert. Ferner laufen, abgesehen vom Träger oder Gehäuse, nur zwei anstatt drei Getriebeteile ineinander, wodurch die Lagerung unproblematischer wird. Weiterhin werden durch die stetigen, periodischen Dreiecksfunktionen der Kurvennuten mit abgerundeten, differenzierbaren Funktionsspitzen in weiten Bereichen konstante Übertragungswinkel erzeugt.

Die Erfindung ist anhand eines Beispiels in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsschema des Kurvengetriebes mit stetigen, periodischen Dreiecksfunktionen für zwei unterschiedliche Getriebestellungen.

Fig. 2 ein Funktionsschema des Kurvengetriebes mit stetig differenzierbaren, periodischen Funktionen für zwei unterschiedliche Getriebestellungen.

Fig. 3 eine räumliche Prinzipdarstellung eines Kurvengetriebes mit nach innen gerichteten Kurvennuten und einer innen laufenden Welle vor dem Zusammenbau.

Fig. 4 eine räumliche Prinzipdarstellung eines Kurvengetriebes mit nach innen gerichteten Kurvennuten und einer innen laufenden Welle nach dem Zusammenbau.

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Kurvengetriebes für konstante Übersetzungsverhältnisse.

Fig. 6 den Schnitt A-B des in Fig. 5 dargestellten Kurvengetriebes für konstante Übersetzungsverhältnisse.

In Fig. 1 ist das Funktionsschema eines solchen Kurvengetriebes dargestellt. Zwei mit der Mittelachse parallel angeordnete Funktionen gleicher Amplitude und unterschiedlicher Periodizität weisen eine Anzahl von Paaren von Punkten gleicher Funktionshöhen auf, die in zwei Gruppen gemäß ihrer Bewegungsrichtungen einteilbar sind und hier durch Kreise mit verbindenden Geraden (Äquidistanten) gekennzeichnet sind. Die jeweiligen Äquidistanten einer Gruppe haben den gleichen axialen Abstand (ΔΨ&min; u. ΔΨ&min;&min;) untereinander. Dieser Abstand ist unabhängig von der axialen Lage beider Funktionen zueinander, so daß z. B. beim Verschieben der oberen Funktion um Ψ&sub1;&sub3; die Äquidistanten jeder Gruppe ihren axialen Abstand untereinander behalten; ihre Lage gegenüber der Ursprungslage sich jedoch um Ψ&sub2;&sub3;&min; u. Ψ&sub2;&sub3;&min;&min; verändert.

f (Z&sub1; (Ψ)) = f (Z&sub3; (Ψ-Ψ&sub1;&sub3;))

Die Anzahl der Schnittpunkte errechnet sich aus:

t&min; = Z&sub1; + Z&sub3;

t&min;&min; = | Z&sub1; - Z&sub3; |

Die Winkelabstände der Schnittpunkte ergeben sich zu:



Ferner errechnen sich mit ω&sub3;=0 die Übersetzungverhältnisse zu:



Fig. 2 zeigt zur Verdeutlichung der Allgemeingültigkeit der oben beschriebenen Gesetze eine Anordnung von stetig differenzierbaren, periodischen Funktionen mit den gleichen Übersetzungsverhältnissen wie in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine räumliche Prinzipdarstellung eines Kurvengetriebes mit zwei zylinderförmigen Hülsen (1 u. 3), die jeweils mit einer innen angeordneten Kurvennut versehen sind, und einer innen laufenden Welle (2), die für drei Schieber axiale Führungen aufweist, vor dem Zusammenbau.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte räumliche Anordnung eines Kurvengetriebes nach dem Zusammenbau.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt eines Kurvengetriebes für konstante Übersetzungsverhältnisse mit einer drehbeweglichen zylinderförmigen Hülse und einer drehbaren innenliegenden Welle. Das Bauteil (1) ist mit den beiden Lagern (10 u. 11) im Gehäuse (4) drehbar gelagert und bildet mit den beiden zylinderförmigen Kurvennutlaufflächen (1a u. 1b) die drehbewegliche Kurvenhülse. Das Bauteil (3), welches mit den beiden zylinderförmigen Kurvennutlaufflächen (2a u. 2b) die drehstarre Kurvenhülse bildet, ist mittels einer Paßfeder (6) mit dem Gehäuse (4) drehstarr verbunden und durch die Schrauben (7) vom Flansch (5) im Gehäuse verspannt. In die beiden Kurvennuten greifen die Laufrollen (2c) ein, die auf den Schiebern (2a) gelagert sind. Die Schieber werden in der Welle (2) axial geführt. Gelagert ist die Welle über das Lager (9) in der drehbeweglichen Kurvenhülse und durch das Lager (8) im Flansch (5). Die drehbewegliche Kurvenhülse (1) sowie die Welle (2) sind mit einer koaxialen Bohrung versehen.

Fig. 6 zeigt den Schnitt A-B des in Fig. 5 dargestellten Kurvengetriebes für konstante Übersetzungsverhältnisse. Zu erkennen ist die Lagerung der Laufrollen (2c) mittels Wellenzapfen (2b) auf den Schiebern (2a). Ferner sind die axialen Führungen der Schieber (2a) in der Welle (2) mit einem Vorsprung versehen, wodurch die Schieber ihre radiale Positionierung und eine höhere Torsionssteifigkeit erhalten.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung nach Wirkungsweise und Aufbau anhand der Zeichnungen.


Anspruch[de]
  1. 1. Kurvengetriebe für konstante Übersetzungsverhältnisse mit zwei jeweils auf rotationssymmetrischen Bauteilen angeordneten sinusförmigen Kurvennuten und einem weiteren rotationssymmetrischen Körper zur Aufnahme der sich in den Schnittpunkten der beiden sinusförmigen Kurvennuten befindenen Übertragungsglieder, dadurch gekennzeichnet, daß zwei rotationssymmetrische Hülsen mit in sich zurückkehrenden Kurvennuten auf den Mantelflächen koaxial zu einem Träger axial hintereinander angeordnet sind und eine Welle koaxial vorhanden ist, deren Mantelfläche mit axial gerichteten Führungsbahnen für mit jeweils zwei Gruppen von Laufrollen versehenen Schiebern ausgestattet ist, deren erste Laufrollengruppe in die Kurvennuten der einen Hülse und deren zweite Laufrollengruppe in die Kurvennuten der anderen Hülse eingreift, wobei die Abwicklungen der Kurvennuten stetigen, periodischen Dreiecksfunktionen entsprechen.
  2. 2. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der rotationssymmetrischen Hülsen drehstarr zum Träger und die andere Hülse sowie die Welle drehbar zum Träger sind.
  3. 3. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle drehstarr zum Träger und die zwei rotationssymmetrischen Hülsen drehbar zum Träger sind.
  4. 4. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die beiden rotationssymmetrischen Hülsen als auch die Welle drehbar zum Träger sind.
  5. 5. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichent, daß die Abwicklungen der Kurvennuten stetig differenzierbaren, periodischen und zu jedem Extremum axialsymmetrischen Funktionen gleicher Amplitude entsprechen, wobei die Funktionen der einen Hülse sich in Umfangsrichtung durch einen Stauchungsfaktor von den Funktionen der anderen Hülse unterscheiden.
  6. 6. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der rotationssymmetrischen Bauteile, auf denen die Kurvennuten angeordnet sind, zylinderförmig ausgebildet sind.
  7. 7. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden rotationssymmetrischen Hülsen jeweils nur mit einer in sich zurückkehrenden Kurvennut ausgestattet ist, wobei jeder Schieber mit zwei Laufrollen versehen ist, von denen jeweils die erste Laufrolle in die Kurvennut der einen Hülse und die zweite Laufrolle in die Kurvennut der anderen Hülse eingreifen.
  8. 8. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvennuten mit den Öffnungen radial nach innen gerichtet sind, wobei die Welle innerhalb der rotationssymmetrischen Hülsen angeordnet ist.
  9. 9. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvennuten mit den Öffnungen nach außen gerichtet sind, wobei die Welle außerhalb der rotationssymmetrischen Hülsen angeordnet ist.
  10. 10. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kurvennuten versehenen rotationssymmetrischen Hülsen aus zwei Laufflächenhülsen und einem tragenden Körper aufgebaut werden (siehe Fig. 5).
  11. 11. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber an ihren Längsseiten vorzugsweise einen Vorsprung aufweisen (siehe Fig. 6).






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