DD228713A3 - Taumelplanradgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Taumelradgetriebe, das fuer unterschiedliche Mechanismen anwendbar ist, die zur Erzielung geringer Antriebskraefte hohe Uebersetzungen im Getriebe benoetigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelradgetriebe zu entwickeln, bei dem durch Optimierung der inneren Getriebe- sowie Verzahnungsgeometrie Gleitreibungen nahezu ausgeschlossen sind und gleichzeitig eine Erhoehung der tragenden Zaehnezahl ermoeglicht wird. Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Taumelrad als Planrad ausgebildet und gegenueber dem Orthogonalrad derart angeordnet ist, dass sich der Mittelpunkt der Teilkreisebene der Planradverzahnung in dem Schnittpunkt befindet, der von der An- bzw. Abtriebswelle, dem homokinetischen Gelenk und der Waelzkegelspitze des Orthogonalrades gebildet wird. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Taumelradgetriebe, das für unterschiedliche Mechanismen bzw. Maschinen anwendbar ist, die zur Erzielung geringer Antriebskräfte hohe Übersetzungen im Getriebe benötigen. Vorzugsweise ist die Anwendung in manuell betätigten Hebezeugen vorgesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Nach der DE-OS 2249063 besteht ein derartiges Taumelra-dgetriebe aus zwei koaxial angeordneten Zahnrädern, die eine Umfangs- bzw. Zähnedifferenz aufweisen und von denen das kleinere Zahnra^d innerhalb der Getriebeanordnung feststehend angebracht ist. Das größere Zahnrad ist mit der Abtriebswelle über ein homokinetisches Gelenk verbunden und als schräg geführtes Taumelrad ausgebildet, dessen Antrieb über eine rückwärtig angreifende, zur Abtriebswelle gleichachsig gelagerte Andrückvorrichtung erfolgt.

In einer ersten Ausführungsform ist das Taumelrad als vor- und rückwärtig verzahntes Kegelrad ausgeführt, dessen gegenüberliegende Verzahnungen an zwei auf Abstand gehaltenen Orthogonalrädern derart angreifen, daß sich die Berührungslinien der Verzahnungen ständig gegenüberliegen. Die innere Geometrie dieses Getriebes ist derart aufgebaut, daß beide Wälzkegelspitzen der feststehenden, außenverzahnten Orthogonalräder mit der koaxialen Anordnung von An- und Abtriebswelle sowie dem Mittelpunkt des homokinetischen Gelenks einen gemeinsamen Schnittpunkt bilden. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die kinematisch exakte Funktionsfähigkeit dieser Getriebeanordnung nur dann gegeben ist, wenn das Taumelrad als sogenanntes Innenkegelrad die dementsprechend beidseitige Innenkegel-Verzahnung aufweist. Derartige Innenverzahnungen sind jedoch technologisch nur unter großen Schwierigkeiten herstellbar und erfordern Sondermaschinen bzw. -werkzeuge.

Eine weitere Ausführungsform dieses Getriebes nach der DE-OS 224906.8 umfaßt ein Taumelrad mit beidseitig am äußeren Rand angeordneten Stirnverzahnungen, mittels denen das Taumelrad an zueinander weisenden, auf Abstand gehaltenen Außenkegelverzahnungen zweier feststehender Ringe abwälzbar sein soll. Dabei sind als Antrieb des Taumelrades entgegen der ersten Ausführung zwei Kränze von Membranzylindern vorgesehen, die nacheinander in Umfangsrichtung druckbeaufschlagt werden und somit die Taumelbewegung erzwingen.

Neben der Kompliziertheit des Antriebssystems hat es sich hier als besonders nachteilig herausgestellt, daß bei diesem Getriebe eine kinematisch exakte Funktionsfähigkeit nicht erreicht wird. Die Schnittpunkte der Teilkreisebenen der Verzahnungen mit der Getriebeachse liegen beidseitig außerhalb des Taumelradmittelpunktes, woraus sich für das Taumelrad eine radiale Exzentrizität im Sinne eines für die Verzahnung theoretisch wirksamen Fehlerhebelarms er-....gibJL^_ßie__Fo.l3e_sind laufende Gleitreibungen entlang der Flankenlinien der Verzahnung, wodurch sich der Verschleiß erhöht und zwangsläufig ein verringerter Wirkungsgrad ergibt. Des weiteren stimmen das theoretische und tatsächliche Übersetzungsverhältnis in diesem Taumelradgetriebe nicht überein.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist ein Taumelradgetriebe, das infolge seiner Unkompliziertheit und Zuverlässigkeit in Aufbau und Wartung zu einer Erhöhung des Gebrauchswertes führt und gegenüber vergleichbaren Lösungen mit wesentlich verringertem Fertigungsaufwand hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelradgetriebe zu entwickeln, das vorzugsweise für Handhebezeuge und hohe Übersetzungsverhältnisse geeignet ist, bei dem durch Optimierung der inneren Getriebe- sowie Verzahnungsgeometrie Gleitreibungen nahezu ausgeschlossen sind und gleichzeitig eine Erhöhung der tragenden Zähnezahl ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Taumelrad als Planrad ausgebildet und gegenüber dem Orthogonalrad derart angeordnet bzw. gelagert ist, daß sich der Mittelpunkt der Teilkreisebene der Planradverzahnung in dem gemeinsamen Schnittpunkt befindet, der bei derartigen Getrieben in bekannter Weise von der An- bzw. Abtriebswelle, dem Mittelpunkt des homokinetischen Gelenkes des Taumelrades und der Wälzkegelspitze der Verzahnung des Orthogonalrades gebildet wird. Die rückwärtig am Taumelplanrad angreifende Andrückvorrichtung bildet im Betriebszustand für das Taumelplanrad eine Zwangsführung derart, daß in der Berührungszone der Verzahnungen ein Kippen um den tiefsten Eingriffspunkt zustande kommt und die erfindungsgemäße Anordnung aller Getriebeelemente in jeder Umfangsstellung des Taumelplanrades gewährleistet ist. Damit wird erreicht, daß an den sich berührenden Flankenlinien beider Verzahnungen kein Gleiten während des Bewegungsablaufs stattfindet, d.h. daß ein zahnradtypisches Abwälzen der Verzahnung des Taumelplanrades an der Verzahnung des Orthogonalrades gewährleistet ist.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

-A-

Fig. 1: einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes in sinnbildlicher Darstellung, Fig. 2: Ansicht X nach Fig. 1, Fig. 3: Ansicht Y nach Fig. 2

5

Entsprechend Fig. 1 nimmt innerhalb der Getriebeanordnung das feststehende'Orthogonalrad 1 die mittig hindurchgeführte Abtriebswelle 2 auf, an der formschlüssig über ein homokinetisches Gelenk 3 das Taumelrad 4 in drei Freiheitsgraden beweglich gelagert ist. Auf der rückwärtigen Verlängerung der Abtriebswelle 2 sind gleichzeitig die als Hebelsystem ausgebildeten Antriebe 5 mit den Andruckelementen 5 angeordnet, die von einem gleichachsig gelagerten Antriebsrad 7 in Bewegung versetzt werden. Ein Abtriebsrad 8 ist fest mit der Abtriebswelle 2 verbunden, die Formschlüssigkeit zwischen Taumelrad 4 sowie Abtriebswelle 2 wird durch Mitnehmer 9 gewährleistet, die sich innerhalb des Gelenkes 3 befinden.

Das Taumelrad 4 ist als Planrad ausgeführt, in dessen Teilkreisebene E der Verzahnung 10 der Schnittpunkt M liegt, der sich aus dem Mittelpunkt des Gelenkes 3, der Spitze des Wälzkegels 11 der Verzahnung 12 des Orthogonalrades 1 sowie der Abtriebswelle 2 zusammensetzt.

Durch Drehen des Antriebsrades 7 rotieren die Antriebe 5 auf der Abtriebswelle 2 und kippen über die Andruckelemente 5 das Taumelrad 4 um den tiefsten Eingriffspunkt 13 der Berührungszone zwischen Orthogonalrad 1 und Taumelrad 4, Infolge der Umfangsdifferenz beider Teile wälzt sich das Taumelrad 4 in der Berührungszone auf dem Orthogonalrad 1 ab und dreht sich mit einer der Antriebsdrehzahl nicht identischen Drehzahl weiter. Diese resultierende Drehzahl wird durch die Mitnehmer 9 auf die Abtriebswelle 2 und auf das auf ihr befestigte Abtriebsrad 3 übertragen.

Außer der Rotation um die Abtriebswelle 2 bewegt sich das

Taumelrad 4 in zwei Freiheitsgraden auf dem homokinetischen Gelenk 3 und ermöglicht dadurch ein Abwälzen des Taumelrades 4 an dem Orthogonalrad 1 ohne unzulässige Verschiebung in radialer und tagentialer Richtung. 5

Die Anordnung der Antriebe 5 mit den Andruckelementen 6 gegenüber der Berührungszone zwischen Taumelrad 4 und Orthogonalrad 1 wirkt als Rücklaufsperre, wenn in das Antriebsrad 7 kein Moment eingeleitet wird.

Die Drehzahl der Abtriebswelle 2 entspricht der Drehzahl des Taumelrades 4 und stellt die geringste Drehzahl im Getriebe dar.

Gegenüber bekannten Getriebeanordnungen ergibt sich durch das erfindu/igsgemäße Taumelradgetriebe eine bedeutende Herstellungseinsparung. Neben den bereits benannten Vorteilen gewährleistet die Lagerung des Taumelrades vor allem ein verzahnungstypisches Tragverhalten, und es sind erstmals bei derartigen Getrieben Abwälzvorgänge realisierbar, die einen verschleißarmen Betrieb gewährleisten.

Claims (2)

1. -S-

   Erfindungsanspruch :

   Taumelradgetriebe, vorzugsweise für Hebezeuge und hohe Übersetzungsverhältnisse, bestehend aus zwei eine Umfangsdifferenz aufweisenden Zahnrädern, von denen das rückwärtig angetriebene Taumelrad gegenüber dem Orthogonalrad abtriebsseitig über ein homokinetisches Gelenk gelagert ist, bei dem die Antriebs- und Abtriebswelle koaxial gelagert sind und mit der Wälzkegelspitze des Orthogonalrades einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß das Taumelrad (4) als Planrad ausgebildet und derart angeordnet ist, daß sich der Mittelpunkt der Teilkreisebene (E ) des Planrades im gemeinsamen Schnittpunkt (M) befindet.

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen