DE69220362T2

DE69220362T2 - Geschwindigkeitsumformgetriebe

Info

Publication number: DE69220362T2
Application number: DE69220362T
Authority: DE
Inventors: Frank Folino
Original assignee: SYNKINETICS Inc
Current assignee: SYNKINETICS Inc
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2012-03-14
Also published as: US5954615A; AU1779992A; ATE154418T1; AU656191B2; US5312306A; CA2106196C; JPH06508674A; DE69220362D1; CA2106196A1; EP0575561B1; ES2104921T3; EP0575561A1; WO1992016775A2; WO1992016775A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mechanische Kraftübertragungen und insbesondere auf Geschwindigkeitsreduzierer und dergleichen zur Verwendung zwischen einer Antriebs- und Abtriebswelle.
Die Geschwindigkeitsumformfähigkeit ist für die effiziente Ausnutzung der Drehantriebskraft sehr wichtig. Es gibt häufig einen Anlaß dafür, die Geschwindigkeit eines Antriebselements auf eine höhere oder niedrigere Geschwindigkeit an einem Abtriebselement zu erhöhen oder zu reduzieren. In Kraftfahrzeugen wird z.B. die Aufgabe, die hohe Drehgeschwindigkeit des Benzinmotors auf die niedrigeren Dreherfordernisse an der Abtriebswelle umzusetzen, durch eine hydraulische Transmission mit verschiedenen Kombinationen von Sammelgetrieben bewerkstelligt. Solche Transmissionen sind kennzeichnend recht kompliziert, indem zahlreiche Teile in ausgeklügelter Synkopierung funktionieren müssen, sowie in bezug auf Zusammenbau und Wartung ziemlich arbeitsintensiv sind.
Andere Anwendungsgebiete für die Geschwindigkeitsumformung umfassen Aufzüge, wo ein Elektromotor kennzeichnend zum Hochheben und Herablassen der Auf zugkabine eingesetzt wird, sowie die Handhabungstechnik, wo ein Elektromotor als ein Stellglied eingesetzt wird, um Bewegung zu induzieren. Diese Anwendungen setzen häufig eine Anordnung mit Nullspiel voraus, um in Betrieb ein gewünschtes Kontrollniveau in bezug auf die Position des Abtriebselements zu erzielen.
Ignatishchev, R.N., offenbart in 132 Soviet Engineering Research, 6(1986), S. 23-26, einen sinusförmigen Kugelantriebsmechanismus, in welchem die Antriebsnocken- und die Abtriebsnockenspuren konjugierte Sinuslinien sind. In der Internationalen Patentanmeldung Nr. W089/07214 wird eine Kugelantriebsübertragung mit einem sinusförmigen oder einer einzigen exzentrischen Antriebsnocke und sinusförmigen oder zykloiden Abtriebsnocken offenbart. In jedem Dokument werden die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 angegeben.
Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfindung, einen Geschwindigkeitsumformer von wesentlich vereinfachter Art zu bieten, der aber eine robuste Übertragungsfähigkeit aufweist.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein einstufiger Geschwindigkeitsumformer, der nur wenige arbeitende Teile benötigt.
Die vorliegende Erfindung hat noch einen weiteren Zweck, und zwar einen einstufigen Geschwindigkeitsumformer mit der Möglichkeit, eine Mehrzahl von einzelnen Stufen im Gleichlauf so zu koppeln, um einen mehrstufigen Geschwindigkeitsumformer zu bilden.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitsumformer, der durch automatisches Bremsen gekennzeichnet ist.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitsumformer mit Nullspiel.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitsumformer, der verhältnismäßig leicht zusammengebaut und gewartet werden kann.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitsumformer mit intermittierender Bewegung.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Entwurf eines Geschwindigkeitsumformers mit Anpassungsfähigkeit für verschiedene Anwendungsbereiche, einschließlich Kraftfahrzeugtransmissionen, Aufzugantrieben, selbsttätiger Stellglieder und anderer Anwendungsbereiche, wo präzise und effiziente Geschwindigkeitsumformung günstig ist.
Ein zusätzlicher Zweck der vorliegenden Erfindung ist ferner die optimierte Lastverteilung zwischen den Mehrfachelementen, die Drehantriebskraft in einem Geschwindigkeitsumformer übertragen.
Die vorliegende Erfindung hat noch einen anderen Zweck, und zwar die Anordnung multipler Abtriebswellen zu gewünschten Abtriebsgeschwindigkeiten mit einer Antriebswelle.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Zwecke werden durch die hiermit dargelegte, hocheffiziente, geschwindigkeitsumformende Übertragungsbaugruppe der vorliegenden Erfindung gut erfüllt.
Bei einem Aspekt wird die drehende Bewegung durch ein konjugiertes Paar Vorrichtungen, die um eine gemeinsame Achse drehbar sind, sowie mit einem Geschwindigkeitsumsetzungsmittel, das mit dem konjugierten Paar zusammenwirkt und um die gemeinsame Achse angeordnet ist, von einer ersten in eine zweite Winkelgeschwindigkeit umgesetzt.
In einem Ausführungsbeispiel weist eine Maschine (wie z. B. eine Präzisions-Positionierungsvorrichtung, ein selbsttätiges Stellglied oder ein Fahrzeug) eine Umsetzungsvorrichtung (wie ein Getriebe in einem Kraftfahrzeug) auf, um die Winkelgeschwindigkeit eines Drehantriebs in die Winkelgeschwindigkeit eines Drehabtriebs umzusetzen. Die Umsetzungsvorrichtung umfaßt ein konjugiertes Paar Vorrichtungen, die um eine gemeinsame Achse drehbar sind, sowie Umsetzungsmittel zur Übertragung einer Winkelgeschwindigkeit von einer ersten dieser Vorrichtungen zu einer Winkelgeschwindigkeit einer zweiten dieser Vorrichtungen. Die erste Vorrichtung ist mit einem Eingangsantrieb gekoppelt und dient der wechselweisen Zusammenwirkung mit einem Eingang der Umsetzungsmittel, und die zweite der Vorrichtungen ist mit einem Ausgangsabtrieb gekoppelt, um mit einem Ausgang der Umsetzungsmittel zu reagieren. Das Umsetzungsmittel umfaßt eine Halterung mit mindestens einem Schlitz, damit ein Wechselwirkungselement in dem Schlitz schwingen kann, wobei die Halterung zwischen dem konjugierten Paar um die gemeinsame Achse angeordnet ist, in welcher das Wechselwirkungselement die erste Vorrichtung mit der zweiten Vorrichtung koppelt. Infolgedessen wird die Winkelgeschwindigkeit der ersten Vorrichtung von dem Umsetzungsmittel effizient in die Winkelgeschwindigkeit der zweiten Vorrichtung umgesetzt.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das konjugierte Paar Vorrichtungen eine Antriebsplankurve und eine Abtriebsplankurve, die um eine gemeinsame Achse drehbar sind. Die Halterung weist zumindest einen Radialschlitz für die Schwingung eines Wechselwirkungselements in dem Schlitz auf (z.B. eine radial geschlitzte Reaktionsscheibe und eine in dem Schlitz laufende Kugel), wobei die Halterung zwischen dem konjugierten Paar um die gemeinsame Achse fest angeordnet ist. Das Umsetzungsmittel hat den Zweck, die Bewegung der Antriebsnocke zu einer ersten Winkelgeschwindigkeit in Bewegung der Abtriebsnocke zu einer zweiten Winkelgeschwindigkeit umzusetzen. Die Antriebsnocke wirkt wechselweise mit einem Eingang des Umsetzungsmittel zusammen (z.B. eine Seite der in dem Schlitz laufenden Kugel), und die Abtriebsnocke reagiert mit einem Ausgang des Umsetzungsmittels (z. B. die andere Seite der in dem Schlitz laufenden Kugel).
Die Erfindung ist für einen beschleunigenden oder verzögernden Eingang anwendbar; und die Eingangs- und Ausgangswinkelgeschwindigkeiten können gleich sein. Demzufolge wird der Ausgang bei jedwedem Winkelgeschwindigkeitseingang mit einer Winkelgeschwindigkeit zur umgesetzten Ausgangsgeschwindigkeit rotieren.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfassen die konjugierten Plankurven des Geschwindigkeitsumformers erstens eine Antriebsscheibe, die auf einer Antriebswelle montiert ist, in welcher die Kurve der Scheibe in senkrechter Richtung zur Welle radial verläuft. Diese Kurve weist eine genutete Nockenspur auf, die eine Plankurvenspur bildet. Diese Plankurvenspur ist als eine Antriebsnocke in einfachster Form gestaltet, wobei- ein Nockenvorsprung an einem Basiskreisradius anfängt und drehbar um den Mittelpunkt der Scheibe und Welle mit einem ständig zunehmenden Radius und mit einer konstanten Winkelumdrehung bis auf einen Höchstradius bei 180º fortschreitet, d.h. also in steigendem Modus, woraufhin er in abfallendem Modus mit einem abnehmenden Radius zur gleichen Rate und konstanten Winkelumdrehung wie im steigenden Modus zum ursprünglichen Basiskreisradius zurückläuft, um eine Umdrehung von 360º zu vollenden.
Nächstens umfaßt die Abtriebsnocke eine Abtriebswelle und -scheibe, die der Scheibe der Antriebsnocke mit einer Plankurvenspur ähnlich und entlang der Welle an einer Stelle gegenüber der Plankurvenspur der Antriebsnocke montiert ist. Die Abtriebsplankurve umfaßt eine Mehrzahl von abfallenden und steigenden Modi, die ausgewählt werden, um eine gewünschte Geschwindigkeitsumformung zu erzielen, die in diesem Fall im Verhältnis zu dem einzigen Vorsprung der Antriebsnocke steht.
Jeder steigende und abfallende Modus der Mehrzahl von Zyklen der Abtriebsnocke ist derart gestaltet, um zwecks gleichförmiger Umformung die gleiche radiale Verschiebung aufzuweisen. Andererseits kann diese radiale Verschiebung zwecks ungleichförmiger Umformung variiert werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Geschwindigkeitsumformer ein Antriebselement mit einer Antriebsnocke und ein Abtriebselement mit einer Abtriebsnocke, eine Mehrzahl von Übertragungselementen (wie Kugeln) und eine immobilisierte Reaktionsscheibe mit einer Mehrzahl von Schlitzen, um jeweils die Kugeln aufzunehmen - und zwar alles in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Erfindung erzeugt eine konstante Geschwindigkeit für 360 Grad Umdrehung am Ausgang, wobei das Drehmoment über jedes der Übertragungselemente für 360 Grad Umdrehung an dem Ausgang übertragen wird. Die Belastung ist kontinuierlich über alle Übertragungselemente verteilt, wodurch die Einheitsbelastung eines jeden Übertragungselements gesenkt wird. In einem Ausführungsbeispiel stellt sich das Spiel auf Null, da alle Übertragungselemente sich berühren und vorbelastet sind, wobei sich diese Montage durch automatisches Bremsen auszeichnet.
Ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Methode, um die Geschwindigkeit einer Antriebswelle, die mit einer ersten Geschwindigkeit betrieben wird, in die Geschwindigkeit einer Abtriebswelle mit einer zweiten Geschwindigkeit umzusetzen. Diese Methode umfaßt die Stufen, ein Antriebselement mit einer Antriebsnocke, ein Abtriebselement mit einer Abtriebsnocke und zumindest ein hinund hergehendes Übertragungselement anzuordnen, das zwischen den zwei Nocken in einer geschlitzten, feststehenden Halterung eine Wechselwirkung ausübt, damit die mit der ersten Geschwindigkeit betriebene Antriebsnocke die Abtriebsnocke zu der zweiten Geschwindigkeit antreiben kann.
Es werden vorzugsweise Mittel vorgesehen, um die Antriebsnocke axial vorzubelasten. Bei einem Ausführungsbeispiel mit besonders hohem Drehmoment sind auf der Antriebsnocke und auf der Abtriebsnocke Parallelspuren vorgesehen.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Halterung im Verhältnis zu dem konjugierten Paar fixiert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird es der Reaktionsscheibe ermöglicht, eine Winkelgeschwindigkeit mit einem geregelten und variablen Tempo zu erlangen, was dann eine Geschwindigkeitsumformung mit einem geregelten und variablen Tempo ermöglicht. Kurzum, eine variable Geschwindigkeitsübertragung wird durch Modulierung der Winkelgeschwindigkeit der Reaktionsscheibe erzielt. Infolgedessen kann die Eingangsspeisung (z. B. ein Benzin- oder Elektromotor) z.B. in einem Fahrzeug mit optimaler Geschwindigkeit erfolgen, und die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird dann geregelt, indem die Geschwindigkeit der Reaktionsscheibe moduliert wird. Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Reaktionsscheibe einen gezahnten Umkreis auf, um sie dadurch mit der gezahnten Abtriebswelle eines elektrischen Regelmotors zu koppeln. Der Bediener hat einfach die Geschwindigkeit des Regelmotors zu variieren, um die Geschwindigkeitsumformung von dem Eingang zu dem Ausgang des Umformers und auf diese Weise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu regeln.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das durch intermittierende Bewegung gekennzeichnet ist, ist der Kugelantrieb-Geschwindigkeitsreduzierer in Gestalt eines Antriebs mit intermittierender Bewegung ausgeführt, für welchen die Antriebsnocke, Reaktionsscheibe und Abtriebsnocke immer noch erforderlich sind, wenn auch mit unterschiedlicher Antriebskurvenkrümmung und Kugelgeometrie. Auf diese Weise wird ermöglicht, die Antriebsnocke mit intermittierender Bewegung mit der Antriebsnocke eines Kugelantrieb- Geschwindigkeitreduzierers auszutauschen, um von dem sanften, kontinuierlichen Ausgang des Kugelantriebs auf einen Schaltmodus eines sanften Antriebausgangs mit intermittierender Bewegung umzustellen. Um die intermittierende Bewegung zu erzielen, werden Verweilzeiten in der Antriebskurvenkrümmung vorgesehen. Im Idealfall ist die Steigung der Kurve jederzeit während der Verweilzeit gleich Null. Bei dieser Nullsteigung sind die in ihren Schlitzen befindlichen Kugeln radial fixiert, wobei die Kugeln nicht die erforderliche radiale Verschiebung erzeugen, um mit der Reaktionsscheibe und der Abtriebsnocke zusammenzuwirken. Unter dieser Bedingung rotiert die Antriebsnocke, während die Abtriebsnocke während der Verweilzeit stehen bleibt. Diese Bewegungspause wird zustande gebracht, indem die Kurvenkrümmung der Antriebsnocke als zo konstanter Radius der Bogenlänge ausgebildet wird, die der erforderlichen Verweilzeit entspricht. Auf diese Weise kann demzufolge eine Antriebsnocke entworfen werden, die sich intermittierend bewegen und gleichzeitig mit der Antriebsnocke des Kugelgeschwindigkeitsreduzierers der Erfindung ausgetauscht werden kann.
Eine Nocke für konstante Bewegung kann so gestaltet werden, daß sie mit einer Nocke für intermittierende Bewegung ausgetauscht werden kann, so daß ein Geschwindigkeitsregler als eine Mehrfachmodusvorrichtung ermöglicht wird, die entweder Nocken der kontinuierlichen Art oder der intermittierenden Art aufnimmt oder mit beiden ausgerüstet wird, und die Mittel aufweist, um aus einem Eingang mit kontinuierlicher Bewegung oder intermittierender Bewegung einen Ausgang mit kontinuierlicher Bewegung oder intermittierender Bewegung zu wählen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende, detaillierte Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung noch weiter verdeutlicht, in der dieselben Elemente jeweils die gleichen Kennziffern aufweisen, wie folgt:
ABBILDUNG 1 ist eine seitliche Schnittansicht entlang der Mittellinie eines einstufigen Geschwindigkeitsreduzierers, der einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht.
ABBILDUNG 2(a) ist eine Schnittansicht entlang der Mittellinie von ABBILDUNG 1, in der die obere Hälfte des Reduzierers abgebildet ist.
ABBILDUNG 2(b) ist eine Schnittansicht entlang der Mittellinie von ABBILDUNG 1, in der die obere Hälfte mit weiteren Details abgebildet ist.
ABBILDUNG 3 (a) ist eine Draufsicht einer Antriebselement- Plankurve mit einem Zyklus entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 3 (b) ist eine Draufsicht einer Abtriebselement Plankurve mit zwölf Zyklen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 4 ist eine konzeptuelle Überlagerung des Einzelzyklus-Antriebselements von ABBILDUNG 3(a) und des Zwölfzyklus-Abtriebselements von ABBILDUNG 3 (b).
ABBILDUNG 5(a) ist eine Draufsicht einer geschlitzten Reaktionsscheibe mit Kugeln, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel von ABBILDUNGEN 1 - 4 eingebaut sind.
ABBILDUNG 5(b) ist eine überlagerte Draufsicht einer Einzelzyklus-Antriebsnocke, einer Zwölfzyklus-Abtriebsnocke und der Kugeln und Schlitze der Reaktionsscheibe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 6(a) ist eine partielle, seitliche Schnittansicht eines mehrstufigen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 6(b) ist eine Seitenansicht des mehrstufigen Ausführungsbeispiels von ABBILDUNG 6(a).
ABBILDUNG 6(c) ist eine Seitenansicht des mehrstufigen Ausführungsbeispiels von ABBILDUNG 6(a), wobei ein Vorbelastungsmerkmal gezeigt wird.
ABBILDUNG 6(d) ist eine seitliche Querschnittsansicht eines konzentrischen, mehrstufigen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
ABBILDUNG 7(a-f) umfaßt graphische Darstellungen der Wechselwirkung zwischen dem einstufigen Antriebselement und dem zwölfstufigen Abtriebselement von ABBILDUNGEN 1-5.
ABBILDUNG 8(a) ist eine Überlagerung der Nockenspuren des Antriebselements und Abtriebselements entsprechend ABBILDUNG 7(a-f) und der diesbezüglichen Wechselwirkung einer Kugel bei abfallender Antriebsnocke.
ABBILDUNG 8(b) ist ein vergrößerter Einsatz des Kräftediagramms von Kugelposition B2 in ABBILDUNG 8 (a).
ABBILDUNG 8(c) ist ein Schnitt durch die Nocken, Reaktionsscheibe und Kugeln, um die Kraftberührebenen von ABBILDUNG 8(a) darzustellen.
ABBILDUNG 8(d) ist ein vergrößerter Einsatz des Kräftediagramms von Kugelkolben B9 in ABBILDUNG 8 (a).
ABBILDUNG 9(a) ist eine überlagerte Draufsicht einer Antriebsnocke mit zwei Vorsprüngen und einer 20-Zyklus- Abtriebsnocke entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 9(b) ist eine Draufsicht einer Reaktionsscheibe, in der die praktische Kugel- und Schlitzkonfiguration des Ausführungsbeispiels von ABBILDUNG 9 (a) dargestellt wird.
ABBILDUNG 9(c) ist eine Draufsicht einer Zweizyklus- Antriebsnocke entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 9(d) ist eine Draufsicht einer 20-Zyklus- Antriebsnocke entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 10(a) ist eine Draufsicht einer Antriebsnocke mit drei Vorsprüngen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 10(b) ist eine Draufsicht einer Antriebsnocke mit vier Vorsprüngen, überlagert von einer 180º Antriebsnocke mit einem Vorsprung, in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 11 ist eine Schnittansicht eines verbesserten Entwurfs eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
ABBILDUNG 12(a-d) ist eine seitliche Schnittansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Plankurven der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Zylinderkurven.
ABBILDUNG 13 ist eine Seitenansicht eines mehrstufigen Ausführungsbeispiels der Erfindung von ABBILDUNG 12.
ABBILDUNG 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei konzentrischen Nockensätzen, um die Menge von Kugeln zwecks größerer Lastverteilung und höherer Drehmomentleistung zu erhöhen.
ABBILDUNG 15 zeigt ein kraftfahrzeugtechnisches Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Winkelgeschwindigkeit der Haltescheibe durch eine Regelvorrichtung geregelt wird.
ABBILDUNG 16 zeigt eine Nocke eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit sich intermittierend bewegendem Antrieb.

Genaue Beschreibung eines bevorzuaten Ausführungsbeispiels

Ein einstufiges Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in ABBILDUNG 1, 2(a) und 2(b) dargestellt. Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppe 10 umfaßt ein Gehäuse 12 (L, R), eine Mehrzahl Kugeln 14, ein Antriebselement 16, das mit einer Antriebswelle 23 gekoppelt ist, ein Abtriebselement 18, das mit einer Abtriebswelle 25 gekoppelt ist, und eine Reaktionsscheibe 20, die mit Gehäuse 12 gekoppelt ist. Das Antriebselement ist durch ein Eingangslager oder Büchse 22 in Gehäuse 12 eingesetzt, und das Abtriebselement ist in Gehäuse 12 durch Ausgangslager oder Büchse 24 eingesetzt. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind vorzugsweise jeweils symmetrisch um die Antriebsachse A angeordnet.
Leerlauflager 35 dient als rotierende strukturelle Unterstützung der Antriebsnocken und ihrer Wellen. Durch diese Konfiguration werden die beiden Wellen zu einer kontinuierlichen Welle verbunden, trotz der Tatsache, daß sie mit verschiedenen Geschwindigkeiten rotieren. Eine derartige Anordnung, wie in ABBILDUNG 2(b), bewirkt, daß die Flucht und der Rundlauf der Wellen und damit die Präzisionsleistung des Reduzierers aufrechterhalten werden. Das Leerlauflager kann wie in ABBILDUNG 2(a) eliminiert werden, indem die Nocken- und Kugelbaugruppe äls ein Lager zur Aufrechterhaltung der Flucht und des Rundlaufs, sowie zur strukturellen Wellenkontinuität herangezogen werden. Durch diese Anordnung würde jedoch die Kugel- und Nockenspurbelastung erhöht, was bei der Leistungsbestimmung für einen solchen Entwurf zu berücksichtigen ist.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung soll die Nocken- und Kugelbaugruppe vorbelastet werden. In ABBILDUNG 2(b) wird eine solche Anordnung illustriert, ohne darauf beschränkt zu sein. Eine nachgiebige, mehrfingrige Blattfedereinheit 27 setzt die Antriebsnocke 38 unter eine axiale Belastung; dieser Antriebsnocke wird ermöglicht, auf der Keilnut entlang zu gleiten, um ihrerseits die Kugeln gegen die Abtriebsnocke 40 axial zu belasten. Eine axiale Bewegung der Abtriebsnocke ist ausgeschlossen, da sie an ihrer Stelle an dem Gehäuse 12 durch dessen blockiertes Lager fixiert ist. Diese oder andere Vorbelastungsmethoden werden zu engem und kontinuierlichem Kontakt zwischen den Nocken und Kugeln führen. Axialspiel zwischen den Nocken und Kugeln und demzufolge Spielraum werden durch diese Interventionsart im wesentlichen eliminiert. Die Vorbelastung bewirkt im wesentlichen, daß die Toleranzen für Präzisionsbaugruppen gelockert und die Auswirkung summierender Toleranzen auf einen zusammengebauten Stapel solcher Reduzierer eliminiert werden. Ein weiterer Vorteil der Vorbelastung ist die Anpassung an einen etwaigen Verschleiß der Elemente dieser Einheiten ohne Beeinflussung der Leistung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Geschwindigkeitsreduzier- und Kraftübertragungsfähigkeit von Montage 10 durch Verwendung zweckdienlich konstruierter Plankurven an jedens der Antriebs- und Abtriebselemente erzielt. Die Nocken stehen in Wechselwirkung mit den Kugeln. ABBILDUNGEN 3(a) und 3(b) sind Beispiele für zwei solcher Nocken, die zur Erläuterung dargestellt sind, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
Entsprechend ABBILDUNG 3(a) umfaßt Antriebselement 16 eine Kurve 30 mit einem einzigen Zyklus (einzigen Vorsprung), wobei die Kurve von R&sub1; bei 0 Grad zu R&sub2; bei 180 Grad steigt (wodurch die Steigungsseite 32 der Kurve definiert wird) und zurück nach R&sub1; bei 360 Grad abfällt (wodurch die Abfallseite 34 der Kurve definiert wird). Die Kurve ist um die senkrechte Mittellinie asymmetrisch und wird von R&sub1; bis R&sub2; mit einer im Verhältnis zum Mittelpunkt 50 festgelegten Krümmung erzeugt. Die Kurve nimmt die Gestalt einer Kugelspur 38 mit einem Zyklus an.
Entsprechend ABBILDUNG 3(b) befindet sich Abtriebselement 18 vorzugsweise konzentrisch zur Welle. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt Element 18 eine Kurve 36 mit 12 Zyklen (C1-C12) in Gestalt einer konzentrischen 12-Zyklus- Kugelspur 40. Jeder dieser 12 Zyklen ist der Steigung und dem Abfallen der Antriebsnocke mit einem Zyklus angepaßt, und mit jeder Anpassung wird das Abtriebselement bei diesem Ausführungsbeispiel um 1/12tel seiner vollen Umdrehung rotiert.
Die Kooperation der beiden Kurven dieses Ausführungsbeispiels wird anhand der Überlagerung in ABBILDUNG 4 im Profil dargestellt. Kurven 30 und 36, sowie spezifisch Kugelspuren 38, 40 sind konfiguriert, um zwischen ihnen Kugeln 14, ABBILDUNG 1, an Stellen B1 bis B11 aufzunehmen. Die Kugeln werden an diesen zugewiesenen Stellen durch Reaktionsscheibe festgehalten, wie es im einzelnen in ABBILDUNG 5(a) dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Reaktionsscheibe eine Mehrzahl von radialen Kugellaufschlitzen S1-S11 auf, wobei jeder Schlitz im gleichen Abstand, Winkel γ, von seinen nächsten Nachbarn und dem Mittelpunkt 50 der Halterung angeordnet ist.
Die Reaktionsscheibe von ABBILDUNG 5(a) hat mehrere Funktionen. Erstens soll den Drehantriebskräften, die über die Kugeln übertragen werden, eine Reaktion geboten werden. Diese Funktion wird später beschrieben. Die Reaktionsscheibe erfüllt auch während des Zusammenbauverfahrens des Geschwindigkeitreduzierers einen Zweck, indem die Kugeln von ihr in ihrer ordnungsgemäßen Orientierung angeordnet und gehalten und die Nocken ausgerichtet werden. Drittens wird an der extremen Strecke der Kugeln in Schlitzen S1-S11 ihr Übergang von dem steigenden zu dem abfallenden Modus und umgekehrt erleichtert.
In Betrieb wird die in eine gegebene Richtung erfolgende Umdrehung von Antriebswelle 23 und Antriebselement 16, ABBILDUNG 1, (z.B. im Uhrzeigersinn, aus Sicht der Antriebswelle) von den Kugeln 14 in eine niedrigere, gleichgerichtete Umdrehung von Abtriebselement 18 und Abtriebswelle 25 umgesetzt. Die Kugeln nehmen während der Rotation der Nocken eine radiale Umsetzung nach innen und außen vor. Eine Winkelrotation der Kugeln oder der Halterung (Reaktionsscheibe 20) tritt nicht ein, weil diese mit dem stationären Gehäuse 12, ABBILDUNG 2(a), strukturell gekoppelt sind, siehe Stift 33. Die Antriebs- und Abtriebsnocken sind die einzigen rotierenden Elemente in der gesamten Baugruppe.
Eine optimale Leistung des Reduzierers setzt voraus, daß etliche Regeln beachtet werden. Erstens richten sich die Anzahl und Stellen von Schlitzen und Kugeln nach der Anzahl von Antriebsnockenvorsprüngen und der Anzahl von Abtriebsnockenzyklen. Zweitens muß der die Kugelschlitze trennende Winkel y größer sein als der jedem der Zyklen gegenüberliegende Winkel Θ. (Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht Winkel Θ der 12-Zyklus-Nocke (C1-C12) 300 (360/12)). Drittens muß die Höchstzahl verwendeter Kugeln niedriger sein als die Zahl der Zyklen, um einer Nockenblockierung vorzubeugen (dieses Ausführungsbeispiel hat weniger als 12 Kugeln), da bei jedem Zyklus der Abtriebsnocke nur eine Kugel für einen gegebenen Zyklus der Antriebsnocke laufen kann. Das vierte Prinzip setzt voraus, daß die Schlitze entsprechend einer festen Position der zwei Nocken im Verhältnis zueinander zu orientieren sind. Das fünfte Prinzip bestimmt, daß die Länge der Schlitze in der Reaktionsscheibe das Steigen und Abfallen der Antriebsnocke, die mindestens R2-R1 entspricht, aufnehmen müssen. Sechstens müssen alle Kugeln für eine gegebene Winkelrotation der Antriebsnocke gleichzeitig die wesentlich gleiche Winkelrotation der Abtriebsnocke mit der angemessenen Geschwindigkeitsreduktion erzeugen, um die Lastverteilung und Übertragung der Drehbewegung zu optimieren.
In ABBILDUNG 5(b) kann die Kooperation der Nocken bei 0º, dem Teilungspunkt von Antriebsnocke 30, bei C12 für Abtriebsnocke 36 und bei Schlitz S11 der Reaktionsscheibe 20 entnommen werden. Diese Prinzipien werden durch Überlagerung der beiden Nockenspuren erfüllt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine 12-Zyklus-Kurve mit Kugelspur 40 über eine Antriebsnocke mit einem Vorsprung und mit Kugelspur 38 gelegt. Jeder der 12 Zyklen der Abtriebsnocken-Kugelspur 40 weist zwei Schnittpunkte (Z, Y) auf. Der diesen beiden Punkten gegenüberliegende Winkel ergibt einen Winkel ß unter, bzw. der andere, γ, über 30º. Durch Wahl des größeren können Schlitze S1-S11 entsprechend ABBILDUNG 5(a) im Abstand von y Graden angeordnet werden. Dementsprechend können in diesem Nockensatz bis zu 11 Kugeln verwendet werden. Wenn die Antriebsnocke zwei Vorsprünge hätte, würde sich die Höchstzahl der Kugeln auf 10 stellen.
Die Maximalzahl von Kugeln und Schlitzen entspricht der Anzahl von Abtriebsnockenzyklen, abzüglich der Anzahl von Antriebsnockenvorsprüngen. Demzufolge wird γ wie folgt errechnet:
γ = 360º/ Anzahl von Abtriebsnockenzyklen - Anzahl von Antriebsnockenvorsprüngen
In diesem Ausführungsbeispiel
γ = 360/12-1 = 32,7272º
Die Anzahl Kugeln für einen gegebenen Geschwindigkeitsreduzierer hängt von der Anzahl Zyklen der beiden Nocken und der resultierenden Anzahl Schlitze des Reaktionscheibenentwurfs ab. Im Idealfall wäre eine Kugel in jedem Schlitz am günstigsten, obgleich eine Baugruppe mit mindestens zwei Kugeln in den Schlitzen funktionieren wird, vorausgesetzt, daß zwischen ihnen ein diskreter Winkelabstand vorhanden ist. Es ist möglich, daß zwei Kugeln bei unsachdienlichen Winkeln nicht zur Übertragung der Drehantriebskraft durch den Reduzierer imstande sind, wenn sie sich an den Maximum- und Minimumpunkten befinden, wie z.B. bei B11 und B5 in ABBILDUNG 5(b). In diesem Falle wäre eine dritte Kugel erforderlich, um die sanfte und kontinuierliche Rotation der Ausgangsabtriebsnocke aufrechtzuerhalten. Die beiden Kugeln an diesen Punkten befinden sich in einem Übergangsstadium und sind in diesem Moment im wesentlichen nicht zur Übertragung eines effektiven Drehmoments fähig. Die beiden Kugeln werden sofort nach diesen Maximum-/Minimumpunkten zu effektiven Elementen, weshalb die dritte Kugel während dieser Periode aktiv sein wird. Es ist offensichtlich, daß eine volle Anzahl von Kugeln, bestimmt nach der Anzahl von Schlitzen, optimal ist und eine signifikante Wirkung auf die Leistung des Reduzierers ausübt, sowie die Aufrechterhaltung einer sanften, kontinuierlichen, konstanten Rotation mit einem Spiel von wesentlich Null bewirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel von ABBILDUNG 5(a) sind Kugeln B1-B5 in Schlitze S1-S5 eingefügt, und sie werden auf die Abfallseite 32 von Antriebsnocke 30 im Sinne einer Rechtsdrehung der Antriebsnocke reagieren. Kugeln B6-B10 werden in Schlitze S6-S10 eingesetzt und für die gleiche Umdrehung auf die Steigungsseite 34 der Antriebsnocke reagieren. Kugel Bil ist am Scheitel des 12. Zyklus C12 der Abtriebsnocke 36 eingesetzt und befindet am Maximalpunkt des Übergangs vom steigenden Modus zum abfallenden Modus. Am Minimumpunkt wird ein Übergang stattfinden, wenn der "0"-Punkt der Antriebsnocke auf irgendeinen der Zyklen der Abtriebsnocke reagiert, woraufhin die betroffene Kugel vom abfallenden Modus zum steigenden Modus übergehen wird. Diese Übergänge erfolgen am Minimumpunkt "0", und am Maximumpunkt 180º, was dem Beispiel in ABBILDUNG 5(a) entnommen werden kann. Die Überlagerung in ABBILDUNG 5(a) ist ein Schnappschuß eines Moments während der 360º Umdrehung der Antriebsnocke.
Die Kugelerläuterungen von Tabelle 1 sind ein Kompendium der Kugelaktion des Ausführungsbeispiels des 12:1 Geschwindigkeitreduzierers von ABBILDUNG 5(b) für eine Umdrehung von 180º (die anderen 180º der Umdrehung sind selbstverständlich) . Wie ersichtlich ist, befindet sich Kugel Bil vor Anfang der Umdrehung am Maximumpunkt des Übergangs. In dem Moment, an dem die Rechtsdrehung der Antriebsnocke beginnt, befinden sich Kugeln B1-B5 mit B11 in einem abfallenden Modus, während sich Kugeln B6-B10 in einem steigenden Modus befinden. Während Umdrehung der Antriebsnocke tritt bei 16,3636 Grad bzw. bei B5 ein Minimumübergangspunkt ein. Der abfallende Modus von B5 ist abgeschlossen, und B5 setzt jetzt einen steigenden Modus an. Alle anderen Kugeln setzen im gleichen Modus fort, bis der nächste Übergangspunkt eintritt. Es ist ersichtlich, daß die Ubergangspunkte mit Umdrehung der Antriebsnocke abwechseln, woraufhin die betroffenen Kugeln den Modus wechseln. An den Maximumpunkten des Übergangs wird die Kugel von einem steigenden Modus zu einem abfallenden Modus wechseln, während sie an den Minimumpunkten des Übergangs von einem abfallenden Modus zu einem steigenden Modus wechseln wird. In der Zwischenzeit laufen die Kugeln in den Schlitzen der fixierten Reaktionsscheibe radial nach innen oder außen.
Bei 180º Umdrehung der Antriebsnocke befindet sich Kugel B11, die bei 0º am Maximumpunkt des Übergangs war, jetzt wieder am Minimumpunkt des Übergangs. Kugeln B1-B5, die sich im abfallenden Modus befanden, setzen jetzt einen steigenden Modus an, während Kugeln B6-B10, die bei 0º einen steigenden Modus ansetzten, jetzt bereit sind, bei 180º einen abfallenden Modus anzufangen. Alle Kugeln befinden sich jetzt in einer Position, um ihre Wirkungsweise zur Aufnahme der Antriebsnockenumdrehung von 180º bis 360º umzukehren. Die abschließende Disposition der Kugelwirkungsweise bei 360º (0º) wird die ursprüngliche Kugelorientierung, bzw. den ursprünglichen Modus widerspiegeln. Während einer Rechtsdrehung (360º) der Antriebsnocke wird die Abtriebsnocke eine Umdrehung in Richtung des Uhrzeigersinns von 30º beschrieben haben (Geschwindigkeitsverhältnis von 12:1).
Die Steigungsseite 34 und die Abfallseite 32 rotieren mit der Antriebsnocke und bestimmen im Grunde die steigende und abfallende Aktion der Kugeln. Die vorstehend beschriebene Kugelgeschichte wird mit jeder Revolution der Antriebsnocke genau wiederholt. Diese Kugelerläuterungen werden bei einer Linksdrehung der Antriebsnocke umgekehrt. Tabelle 1 KUGELERLÄUTERUNGEN
Das Geschwindigkeitsverhältnis (SR) der Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppe 10 wird ermittelt, indem die Inverse der Anzahl von Zyklen (W) der Antriebsnocke 30 mit der Anzahl Zyklen (Z) der Abtriebsnocke wie folgt verglichen wird:
SR = 1/W/Z
Für die in ABBILDUNGEN 1-5 gezeigten Anordnungen stellt sich das Geschwindigkeitsverhältnis also auf 12:1.
Baugruppe 10 verhält sich im wesentlichen wie ein Lager. Sie hat eine extrem hohe Drehmomentleistung, da sich alle Kugeln die Lasten im wesentlichen gleichmäßig teilen; sie hat eine sehr sanfte Drehmomentübertragung, die durch die gesamten Grad der Ausgangsumdrehung konstant und frei von Geschwindigkeits- oder Winkelvariationen ist; und sie ist frei von Vibrationen, da die Kugelanordnung und alle Komponenten einem symmetrischen Entwurffolgen und dynamisch ausgewuchtet sind, indem sie sich konzentrisch um ihre gemeinsame Drehachse umdrehen. Im Idealfall wird eine perfekte Symmetrie erzielt, indem für die Nocken geradzahlige Zyklen verwendet werden. Die Massen in diesen Nocken sind für die kompletten 360º der Nocke im Abstand von 180º vollkommen abgestimmt. Bei dem 12:1 Reduzierer ist die Abtriebsnocke mit 12 Zyklen vollkommen ausgewuchtet, da jeglicher Bereich auf der Nockenfläche durch einen identischen Bereich in einer Entfernung von 180º ausgeglichen wird.
Die Einzyklus-Antriebskurve ist um die senkrechte Mittellinie asymmetrisch und deshalb nicht "vollkommen" ausgewuchtet. Die Unwucht ist in diesen Fällen von derartig unbedeutender Höhe, daß sie als eine zweite oder dritte Harmonische erscheinen und frequenzabhängig sein werden. Diese Kurven werden in vollkommen symmetrischen Scheiben mit Nockenspuren von konstanter Tiefe erzeugt, so daß sich die Massen im Abstand von 180º gleich sind. Die einzige Variation ist der Unterschied in der Anordnungstelle der Massenmittelpunkte im Abstand von 180º. Da beim maschinellen Bearbeiten der Spur nur ein äußerst geringer Prozentsatz von dem Querschnitt der Scheibe entfernt wird, wird sich die Stelle der Massenmittelpunkte nur sehr wenig ändern. Ferner können diese Nocken im wesentlichen durch sachdienliche Konstruktionsverfahren ausgewuchtet werden. Diese umfassen die Anordnung von Löchern oder Schlitzen und, sofern möglich, erforderlichenfalls einer ähnlichen Nockenspur auf der gegenüberliegenden Fläche mit einer Phasenverschiebung von 180º gegenüber der Arbeitsnockenspur. Das ist u.U. schließlich nur für den Antriebsnockeneingang erforderlich, da eine Unwucht bei hohen Geschwindigkeit am kritischsten ist. Da sich die Kugeln nicht umdrehen, üben ihre Massen keinen wesentlichen Einfluß auf das dynamische Gleichgewicht der rotierenden Elemente aus.
In ABBILDUNGEN 1-5 wird ein Geschwindigkeitsreduzierer dargestellt, der eine Ahtriebsnocke mit einem einzigen Vorsprung hat; die Erfindung ermöglicht jedoch auch eine größere Anzahl von Ahtriebsnockenvorsprüngen. Zum Beispiel würde eine Nocke mit vier Vorsprüngen, die mit der Abtriebsnocke 36 mit zwölf Vorsprüngen kombiniert wird, optimal 8 Kugeln (12 Zyklen minus 4 Zyklen) und ein Geschwindigkeitsverhältnis von 3:1 haben (4 Zyklen Antrieb/12 Zyklen Abtrieb). Es ist also ersichtlich, daß durch Variieren der Anzahl von Zyklen der beiden Nocken viele Kombinationen von Geschwindigkeitsverhältnissen möglich sind, sowie entsprechende Geschwindigkeitserhöhungen vorgenommen werden können.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden durch Einsatz verschiedener Anzahlen von Zwischennocken sehr hohe Geschwindigkeitsverhältnisse erzielt. Dies wird in der Illustration der Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppe 60 in der Seitenansicht von ABBILDUNG 6(a) und in dem Teuquerschnitt von ABBILDUNGEN 6(b) und 6(c) demonstriert. Baugruppe 60 ist im wesentlichen eine Kombination von zwei der einstufigen Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppen in ABBILDUNG 1. Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppe 60 umfaßt insbesondere Antriebselement 16, ein Zwischenelement 64 und Abtriebselement 18. Antriebselement 16 und Abtriebselement 18 können wie vorstehend beschrieben konfiguriert werden, sowie jeweils eine Antriebsnocke 30 mit Kugelspur 38, bzw. Abtriebsnocke 36 mit Kugelspur 40 umfassen. Eine erste Kurve von Zwischenelement 64 ist mit einer Abtriebsnocke 66 ausgerüstet, die wunschgemäß konfiguriert und vielleicht wie Nocke 36 konfiguriert ist. Eine zweite Kurve von Zwischenelement 64 ist mit einer Antriebsnocke 68 ausgerüstet, die wunschgemäß und vielleicht wie Nocke 30 konfiguriert ist. Hierdurch wird aus einem ersten, aus Antriebsnocke und Abtriebsnocke gepaarten Antrieb (erste Stufe) und aus einem zweiten, aus Antriebsnocke und Abtriebsnocke gepaarten Antrieb (zweite Stufe) eine zweistufige Kombination gebildet, wobei zwischen jeder Stufe Kugeln 14A bzw. 148 und Reaktionsscheibe 20A bzw. 20B angeordnet sind. Demzufolge erzielt jede Zwischennocke eine zusätzliche Reduktionsstufe.
Die Verhältniszahl der Geschwindigkeitsreduktion (SR) wird als die Inverse des Produkts des Verhältnisses der Anzahl Zyklen (W) auf der Antriebsnocke im Vergleich mit der Anzahl Zyklen (X) auf der ersten Kurve der Zwischennocke ermittelt, multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl Zyklen (Y) auf der zweiten Kurve der Zwischennocke im Vergleich mit der Anzahl Zyklen (Z) auf der Abtriebsnocke, nach folgender Formel:
SR = 1/W/X x Y/Z.
Wenn z. B. 12 Zyklen auf der ersten Zwischenplankurve und ein Zyklus auf der zweiten Zwischenplankurve in Kombination mit dem 1/12 Geschwindigkeitsreduzierer von ABBILDUNGEN 1 und 2 verwendet werden, ergibt sich die in ABBILDUNGEN 6(a,b,c) gezeigte Baugruppe mit einem Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis von
Ist es daher praktisch möglich, mit der vorliegenden Erfindung einen fast unbegrenzten Geschwindigkeitsreduktionsbereich zu erzielen. Mit zwei Zwischennocken mit Übersetzungsverhältnissen von 1:30 an jeder Grenzfläche ist z.B. folgende Geschwindigkeitsreduktion möglich:
Abbildung 6(c) zeigt ein axiales, mehrstufiges Ausführungsbeispiel der Erfindung, während Abbildung 6(d) einen konzentrischen, mehrstufigen Geschwindigkeitsumformer darstellt. Dementsprechend wird die Antriebswelle in Abbildung 6(d) als integral mit Scheibe 300 dargestellt, die Antriebsplankurvenspur 301 der ersten Stufe umfaßt. Wie abgebildet, hat die erste Zwischenscheibe 302 eine Abtriebsplankurvenspur 303, die die erste Stufe bildet, und eine Antriebsplankurvenspur 304 der zweiten Stufe auf einem größeren konzentrischen Plankurvendurchmesser auf der gleichen Kurve als die Abtriebsplankurve 303 der ersten Stufe. Die zweite Zwischenscheibe 305, konzentrisch zu Scheibe 300, umfaßt Abtriebsplankurvenspur 306 der zweiten Stufe und hat eine Antriebsplankurvenspur 307 der dritten Stufe auf einem größeren konzentrischen Durchmesser auf der gleichen Kurve als Abtriebsplankurvenspur 306 der zweiten Stufe. Die Ausgangsscheibe 308, integral mit der Abtriebswelle 316, hat eine Abtriebsplankurvenspur 309 der dritten Stufe. Kugeln 311 stehen in Wechselwirkung mit der ersten Stufe; Kugeln 312 stehen in Wechselwirkung mit der zweiten Stufe; und Kugeln 313 stehen in Wechselwirkung mit der dritten Stufe. Reaktionsscheibe 310 umfaßt alle Radialschlitze für die drei Kugelkomplemente 311, 312 und 313.
Die maschinelle Bearbeitung der Zwischenkurven ist nicht nur einfach (nur eine Bearbeitungseinrichtung, da beide Kurven in derselben Fläche), sondern gewährleistet für die beiden Kurven auch die höchstmögliche Konzentrizitätspräzision, da die Bearbeitung in einem Gang vorgenommen wird. Axiale Vorbelastung wird durch Federscheibe 314 und Feder 315, sowie durch die ordnungsgemäßen Federraten erzielt. Da die Anzahl von Teilen so minimal ist, ergibt sich eine entsprechende Senkung von Produktionskosten.
Der volumetrische Wirkungsgrad wird bei der vorliegenden Erfindung derart optimiert, daß eine beträchtliche Kostenwirksamkeit möglich ist. Das trifft angesichts der Lastverteilungsaspekte der Kugeln besonders zu.
Reduktionsgetriebe mit Zahnrädern übertragen das Drehmoment im wesentlichen Zahn für Zahn. Deshalb gibt es nur eine Möglichkeit, für Getriebe hohe Drehmomentbelastungen vorzusehen, und zwar durch Vergrößerung der Zahnproportionen, um die Pressungen innerhalb von zulässigen Grenzen in bezug auf Verschleiß und Zeitbruch zu halten. Der Geschwindigkeitsreduzierer dieser Erfindung nimmt eine Mehrzahl von Kugel zur Übertragung der Belastung in Anspruch. Der unmittelbare Vorteil ist, daß die Kräfte im wesentlichen gleichmäßig über 360º der Kurven verteilt und stark lokalisierte Kräfte sowie unausgeglichene Belastungen, wie sie in Räderuntersetzungen auftreten, signifikant reduziert werden. Der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsreduzierer erzielt für die gleiche Drehmomentgrößenordnung einer Räderuntersetzung mit einer Mehrzahl von Kugeln, über welche die Last verteilt wird, wesentlich reduzierte Pressungen und zeichnet sich durch geringeren Verschleiß und längere Lebensdauer aus. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, für die gleiche Drehmomentübertragung kleinere Komponenten in kleineren Gehäusen zu verwenden. Das Vorstehende gilt auch für Planetenantriebe mit exzentrischen Bewegungsvorrichtungen, wo die Last u.U. von zwei Vorsprüngen oder Zähnen geteilt wird. In solchen Fällen sind größere Komponenten erforderlich, um Pressungen zu vermeiden, die höher als zulässig sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der Vorgang, der während der Übertragung des Drehmoments eintritt. Bei diesem Vorgang handelt es sich im wesentlichen um einen Rollvorgang ähnlich wie bei einem Kugellager, wohingegen in Getrieben ein beträchtlicher Gleitvorgang und in Planeten-Reduktionsgetrieben ein kombinierter Gleit- und Rollvorgang abläuft. Das Gleiten ist von Natur her abschleifend und löst auf der Oberfläche Scherbeanspruchungen an, die den Verschleiß der betroffenen Komponenten beschleunigen können. Um zusammenzufassen: der Geschwindigkeitsreduzierer dieser Erfindung bietet eine kleinere Betriebseinheit mit extrem sanftem Lauf und geringerem Verschleiß zwecks längerer Lebensdauer und besserer Effizienz.
Die Mehrfachkugelfähigkeit dieser Erfindung wird durch die wechselweise, über die Kugeln ablaufende Wechselwirkung der beiden Nockenkonfigurationen ermöglicht, die zu einer präzisen, voraussagbaren Reaktion der Kugeln an ihren jeweiligen Standorten führt. Die Nocken müssen so entworfen werden, um die Kugelverschiebungen auf eine Art und Weise zu regeln, die an jedem Zeitpunkt auf die Winkelgeschwindigkeit der beiden Nocken abgestimmt ist. Ferner werden diese Kugelverschiebungen radialen Linien folgen, deren Länge mit der in ABBILDUNG 7(a) gezeigten Kurvenverschiebung "D" übereinstimmt und die im wesentlichen die Schlitzparameter in der Reaktionsscheibe beschreiben. Diese radialen Linien sind in der Tat die geometrischen Orte der Kugelmittelpunkte für den gesamten Eingriff der beiden Nocken, und zwar sowohl in steigendem Modus radial nach außen, als auch in abfallendem Modus radial nach innen.
Die Kugelreaktionen sind voneinander unabhängig, da jede Kugel selbständig in ihrem eigenen Schlitz zu den Geschwindigkeiten schwingen kann, die durch die konjugierte Aktion der Nocken an jedem Zeitpunkt bestimmt wird. Dieses ist das Merkmal, das den Entwurf vieler Kombinationen von Nocken ermöglicht, die aufgrund dieser Erfindung eine erfolgreiche Leistung erbringen können. Die Nockenkonfigurationen des vorstehenden Ausführungsbeispiels 12:1 bilden ein einzigartiges Paar, weil die Kugeln mit wesentlich gleicher konstanter, linearer Geschwindigkeit in ihren Schlitzen entlanglaufen werden. Andere konjugierte Nockenpaare haben zur Folge, daß die Kugeln sich in ihren Schlitzen mit variablen linearen Geschwindigkeiten verschieben, was akzeptabel ist, da die konjugierten Nockenkonfigurationen die variablen Geschwindigkeiten in jeder Kugelposition in jedem Moment aufnehmen können. Bei jedem der vorstehend erwähnten Nockenpaare tritt an jedem Kugelstandort der Abtriebsnocke eine gleiche Winkelverschiebung ein, die im Verhältnis zu der Geschwindigkeitsreduktion und dem Eingangswinkel der Antriebsnocke steht. Ferner bleibt die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebsnocke für die gesamte 360º Umdrehung der Antriebsnocke konstant. Diese Resultate werden nachstehend besprochen.
Die Wechselwirkung dieser Nocken und ihre resultierende Leistung wird als konjugierte Verbindung der zwei Nocken definiert, indem die Antriebs- und Abtriebsnocken während ihrer Zusammenarbeit und Reaktion mit den Kugeln eine spezifische Funktion ausüben, um ein voraussagbares Resultat zu erzielen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich diese spezifische Funktion auf die gleiche lineare Geschwindigkeit aller Kugeln für eine gegebene Winkelgeschwindigkeit der Antriebsnocke, während das voraussagbare Resultat einer gleichen Winkelverschiebung und -geschwindigkeit der Abtriebsnocke an jedem Kugelstandort im Verhältnis zur Geschwindigkeitsreduktion entspricht. Diese konjugierten Nocken sind austauschbar, sofern sich die Kugelgeschwindigkeitsfunktionen gleich sind. Die lineare Kugelgeschwindigkeit des Nockenpaars in ABBILDUNG 7(a) und 7(b) ist konstant und könnte z. B. durch eine Nocke mit zwei Vorsprüngen ersetzt werden, deren beide steigenden und abfallenden Zyklen wechselweise mit der Zwölf-Zyklus- Abtriebsnocke zusammenwirken und jede Kugel in eine um einen Faktor von 2 erhöhte, konstante lineare Geschwindigkeit versetzen werden. In diesem Fall steht die Antriebsnocke mit zwei Vorsprüngen in Konjugation mit der Zwölf-Zyklus- Abtriebsnocke, wodurch eine Geschwindigkeitsreduktion von 6:1 (12/2) erzeugt wird.
Das Resultat dieser konjugierten Nocken ist, daß die Beschleunigung, Verlangsamung und konstante Geschwindigkeit der mit der Antriebsnocke gekoppelten Eingangsantriebswelle durch die Abtriebsnocke, die ihrerseits mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, mit der angemessenen Geschwindigkeitsreduktion genau reproduziert wird.
ABBILDUNGEN 7(a) und 7(b) stellen die konjugierten Kurven des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels 12:1 dar, das in ABBILDUNG 3(a) und 3(b) gezeigt ist. ABBILDUNG 7(a) ist eine graphische Entwicklung der Antriebsnocke 38 mit einem einzigen Vorsprung, ABBILDUNG 3(a), und ABBILDUNG 7(b) ist eine graphische Entwicklung des 12. Zyklus der Abtriebsnocke 36, ABBILDUNG 3 (b). Zur Entwicklung dieser Kurven können trigonometrische Ausdrücke verwendet werden, aber die graphische Darstellung der konjugierten Aktion ist am genauesten und bietet zur gleichen Zeit eine bildliche Übersicht des Mechanismus.
In ABBILDUNG 7(a) ist der abfallende Zyklus 32 der Antriebsnocke für die Rechtsdrehung entwickelt worden und basiert auf der Steigungs-/Abfallverschiebung D und den Höchstund Mindestradien Ra bzw. Rp. Der Abfallwinkel von 180º ist in 12 gleiche Winkel von 150 geteilt, und die Steigungs/Abfallverschiebung D ist in 12 Radien von gleicher inkrementaler Steigung von Ra bis Rp geteilt. Der Schnittpunkt dieser Elemente, bezeichnet als die Punkte von a bis p, beschreibt die Mittellinie der Abfallseite von Antriebsnockenspur 32. Diese graphische Entwicklung hätte mit jedweder Anzahl von gleichen Elementen in bezug auf Radien und Winkel ausgeführt werden können, und die Kurve kann in der Tat zeichnerisch umso genauer dargestellt werden, je mehr Elemente erfaßt werden. Diese Abfallseite von Nockenspur 32 ist fähig, für eine gegebene Winkelumdrehung der Antriebsnocke 16 jedwede Anzahl ihrer Kugeln zu einem gleichen Inkrement radial nach innen in ihren Schlitzen zu verschieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel, einer 15º Umdrehung der Antriebsnocke 16 und einem Zwölftel des Abfallwinkels von 180º, wird jede der Kugeln in der Nockenspur und ihren Schlitzen um 1/12tel der Steigungs-/Abfallverschiebung D verschoben. Die Abfallseite 32 (von Nockenspur 16), die von dem Höchstradius Ra zum Mindestradius Rp von 0º bis 180º verläuft, wird also linear entwickelt und bildet zwangsläufig ein Segment einer linearen Funktion, nämlich eine lineare Spirale. Für die Steigungsseite 180º - 360º, 34, Abbildung 3(a), die in Abbildung 7(a) nicht dargestellt ist, ist die Kurve ein Spiegelbild von 32, Abbildung 7 (a), und jegliche Kugeln in ihrer Nockenspur und ihrem Schlitz werden für die gleiche 150 Umdrehung der Antriebsnocke 16 um 1/12tel von der Steigungs/Abfallverschiebung D radial nach außen verschoben. Dementsprechend werden alle Kugeln, die sich im Steigungs- oder Abfallzyklus auf der Nockenspur 38 und in ihren Schlitzen befinden, für eine gegebene Winkelumdrehung der Antriebsnocke 16 zu einem gleichen Inkrement der Steigungs/Abfallverschiebung D radial nach innen oder außen verschoben.
Abbildung 7(b) illustriert die graphische Entwicklung von Zyklus C12 der 12-Zyklus-Abtriebsnocke 18, ABBILDUNG 3(b). Im Falle einer 12-Zyklus-Nocke entspricht ein gegenüberliegender Winkel von 300 (360/12) jenem Winkel, den die Abtriebsnocke 18, ABBILDUNG 7(b), zurückgelegt hat. Zyklus C12 ist in zwei Sektoren von 15º geteilt, um den Steigungs- und Abfallzyklus der Antriebsnocke während ihrer Umdrehung von 360º aufzunehmen. Deshalb weist der für eine Rechtsdrehung gezeigte Zyklus C12 ein Steigungssegment 39R und ein Abfallsegment 39F auf, die als die Steigungsseite und Abfallseite, ABBILDUNG 7 (b), dargestellt sind. Die beiden 15º Winkel sind in 12 gleiche Winkel von je 1,25º geteilt. Die Schnittpunkte dieser Winkel mit den zwölf Radien Ra bis Rp sind als Punkte a bis P&sub2; auf der Abfallseite und a bis P&sub1; auf der Steigungsseite angegeben. Die Verbindungskurve 36 dieser Punkte bildet die Mittellinie der Nockenspur 36 für den Zyklus C12. Die übrigen 11 Zyklen der Abtriebsnocke 18 sind auf gleiche Weise entwickelt, so daß jeder der 12 Zyklen identische Abfall-/Steigungssegmente hat und das Abfallsegment eines Zyklus an das Steigungssegment seines Nachbarzyklus angrenzt, der seinerseits an das Abfallsegment seines eigenen Zyklus angrenzt. Diese zyklische Abfall-/Steigungskontinuität wird bei den übrigen Zyklen fortgesetzt, um die 12-Zyklus-Abtriebsnockenkonfiguration zu vervollständigen. Die Abtriebsnockenzyklen C1-C12 werden also durch Segmente linearer Funktionen, nämlich lineare Spiralfunktionen, definiert, die sich zwischen den Höchst- und Mindestradien Ra bzw. Rp erstrecken.
Jeder Abfall-/Steigungszyklus der Abtriebsnocke ist also fähig, auf eine vollständige Umdrehung der in ABBILDUNG 7 (a) dargestellten Antriebsnocke mit einem Vorsprung zu reagieren, da sie pro Umdrehung einen einzigen Abfall-/Steigungszyklus hat. Das resultiert in einer 30º Umdrehung der Abtriebsnocke für eine 360º Umdrehung der Antriebsnocke. Wenn die Antriebsnocke 16, ABBILDUNG 7(a), eine Konstruktion mit zwei Vorsprüngen wäre, dann würden die beiden Abfall/Steigungszyklen der Antriebsnocke pro Revolution der Antriebsnocke mit den 12 Abfall-/Steigungszyklen der Abtriebsnocke zusammenwirken und eine Abtriebsnockenrotation von zwei Zyklen, 60º, mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 6:1 veranlassen. Das Abfall-/Steigungsverhältnis der 12 Zyklen wird durch die Drehrichtung der Antriebsnocke bestimmt, wobei entsprechend ABBILDUNG 7 (b) eine Rechtsdrehung angenommen wird. Diese Beziehung wäre umgekehrt, wenn die Antriebsnocke eine Linksdrehung beschreiben würde.
ABBILDUNGEN 7(c) und 7(d) sind Überlagerungen der beiden in ABBILDUNGEN 7(a) und 7(b) entwickelten Nocken und erläutern die Juxtaposition von Kugel B11 in Schlitz S11 der Reaktionsscheibe in dem Moment der maximalen Transition des Zyklus C12 und Punkt "a" des Höchstradius Ra der Antriebsnocke, ABBILDUNG 7 (a) . Der steigende Modus der beiden Nocken ist abgeschlossen, und der abfallende Modus 39F von Zyklus 12 bzw. 32 von Antriebsnocke 38 steht unmittelbar vor dem Eingriff. ABBILDUNG 7(c) beschreibt die Umdrehung der Antriebsnocke von 0º bis zu 180º und die der Abtriebsnocke von 0º bis zu 15º. ABBILDUNG 7(d) ist die Fortsetzung von 180º bis zu 360º, bzw. von 15º bis zu 30º. Aus Deutlichkeitsgründen werden nur die Mittellinien der Nockenspur gezeigt Ferner werden in jeder Abbildung nur 180º der Baugruppe dargestellt.
In ABBILDUNG 7(c), d.h. eine Rechtsdrehung der Antriebsnocke 38, wird Kugel Bil, die in unmittelbarem Kontakt mit beiden Nocken ist, eine Kraft von der Antriebsnocke 32 auf die Abtriebsnocke 39F übertragen und die Abtriebsnocke noch in eine Rechtsdrehung versetzen. (Eine Kräfteanalyse befindet sich in ABBILDUNG 8). Durch die wechselweise Zusammenwirkung der konjugierten Nocken wird die Kugel radial nach innen verschoben werden, da sich beide Nocken jeweils in ihrem Abfallmodus befinden. Die radiale, nach innen gerichtete Strecke verläuft entlang der Linie a - p&sub1;&sub2;: von dem Transitionshöchstpunkt a zum Transitionsmindestpunkt p&sub1;&sub2;: Die Kugelumsetzung wird bei einer konstanten linearen Geschwindigkeit VB11 erfolgen. So wie die Antriebsnocke die 180º der Umdrehung fortsetzt, läuft auch die Kugel mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Erreichen von p&sub1;&sub2; weiter, dem Transitionsmindestpunkt, der auf Radius Rp in ABBILDUNG 7(a) als p eingetragen ist. Der Zyklus C12 hat eine Drehung von 15º beschrieben, die der punktierten Linie entspricht, während die Mittellinie von Kugel B11 mit p&sub1;&sub2; zusammenfällt. Der Steigungszyklus 39R von C1 und der Steigungszyklus 34 von Nocke 38 sind punktiert eingetragen und von der C1-Position (0º) gedreht. Kugeln B1 bis BS, ABBILDUNG 5(a), werden alle ihren Abfallmodus angefangen und entsprechend den Kugelerläuterungen reagiert haben. Bälle B6 bis B10 werden den Steigungsmodus angefangen und entsprechend den Kugelerläuterungen reagiert haben.
Die vorstehend für die 180º Umdrehung beschriebene Juxtaposition ist die Anfangsbedingung für die Umdrehung von 180º bis zu 360º, ABBILDUNG 7 (d) . Die am Transitionsmindestpunkt P12 befindliche Kugel B11 wird durch den Steigungszyklus 39R von Zyklus C1 radial nach außen verschoben. Auch hier wird die Kugel durch die Wechselwirkung der konjugierten Nocken wieder mit einer konstanten Geschwindigkeit Vbll radial entlang p&sub1;&sub2;-a zu Punkt a verschoben, bis die Antriebsnocke die Umdrehung von 180º bis zu 360º vervollständigt hat. Die endgültigen Positionen des C12-Zyklus und C1-Zyklus, sowie der Kugel B11 und Antriebsnocke 38 sind punktiert worden. Die Antriebsnocke 38 hat eine Drehbewegung abgeschlossen und befindet sich in ihrer ursprünglichen Stellung, Zyklus C12 hat sich um 30º (360/12) gedreht, und Zyklus C1 nimmt genau die Stelle von C12 an der 0º-Position ein. Die Elemente befinden sich alle in ihrer richtigen Juxtaposition, um die nächste Drehbewegung der Antriebsnocke auszulösen.
In dem Fall der Antriebsnocke mit zwei Vorsprüngen findet die vorstehend beschriebene Wechselwirkung pro Revolution der Antriebsnocke natürlich zweimal statt. Die Geschwindigkeit von Kugel B11 wird 2VB11 sein, da für eine Revolution zwei Zyklen erforderlich sind. Die 12-Zyklus-Abtriebsnocke wird sich um 60º gedreht haben. Die Kugelgeschwindigkeit entspricht 2VB11 an allen Stellen und wird in den Schlitzen über zwei Zyklen hin und her umgesetzt werden. Die konstante Geschwindigkeit der Abtriebsnocke ist in ABBILDUNGEN 7(e) und 7(f) graphisch dargestellt.
ABBILDUNG 7(e) ist eine vergrößerte Ansicht der Elemente in dem Moment, an dem sie am 0º-Index von ABBILDUNG 7(c) ausgerichtet sind. Die beiden Nocken sind überlagert und wie in ABBILDUNG 7(a) und 7(b) eingeteilt. Die Abfallseite von C12, dargestellt durch Punkte a&sub0; bis p'&sub0;, ist bereit, in die Abfallseite von Nocke 38 (00) einzugreifen, die teilweise als Punkte a, b, c auf Radien Ra, Rb und Rc und auch in ABBILDUNG 7(a) dargestellt ist. Der Schlitz S11 der Reaktionsscheibe hat seine radiale Mittellinie an dem 0º-Index und ist als geometrischer Ort a-p dargestellt. Da die Reaktionsscheibe nicht rotiert, ist der Schlitz in dieser Position fixiert.
Bei der Rechtsumdrehung der Antriebsnocke wird die in ABBILDUNG 7(a) entwickelte Nockenspur 38 die Kugel in Schlitz S11 mit einer konstanten Rate radial nach innen verschieben. Die Rate beträgt 1/12tel der Verschiebung D pro 15º. Die Kugel greift ihrerseits in die Abfailseite 39F von Zyklus C12 von a bis b&sub0; ein (siehe vergrößerten Einsatz, ABBILDUNG 7(e)) und erzeugt dabei eine gegenwirkende Kraft in der Antriebsnocke, die ein Moment um den Drehungsmittelpunkt erzeugt. Diese Kraft wird in ABBILDUNG 8 besprochen werden. Die Drehbewegung wird bis zu der Stelle fortgesetzt, an welcher die Antriebsnocke 38 die Kugel Bil auf Punkt entlang den geometrischen Stellen - verschoben hat, und Punkt b&sub0; von Zyklus C12 und Punkt b von Antriebsnocke 38 werden an diesem Zeitpunkt ebenfalls eingetroffen sein. Die Wechselwirkung der Kugel Bil und Abfaliseite 39F von Zyklus C12 findet entlang a&sub0;-b&sub0; statt (siehe Einsatz ABBILDUNG 7 (e)). Der Abschnitt - der geometrischen Orte - ist die Aktionsbahn, auf welcher die Mittellinien der beiden Nockenspuren und der Mittelpunkt der Kugel während ihrer Wechselwirkung zur 150 Rotation der Antriebsnocke zusammenfallen. Die Abtriebsnocke wird um 1,250 (15º/12) rotiert haben, was an Position a&sub1;-p'&sub1; punktiert dargestellt ist.
Die Winkelverschiebung ist konstant und wird im Einsatz von ABBILDUNG 7(e) weiter illustriert. Punkte a&sub0; und b&sub0; wurden in ABBILDUNG 7(b) entwickelt, und im Einsatz sind Zwischenpunkte i&sub1; bis i&sub5; auf gleiche Weise entwickelt worden.
Gleiche inkrementale Radiusänderungen sind mit einer gleichen Anzahl von inkrementalen Winkeln Θ&sub1; bis Θ&sub5; für den gegenüberliegenden Winkel von b&sub0;, 1,25º aufgetragen worden. Ihr Schnittpunkt liefert die inkrementalen Punkte i&sub1; bis i&sub5;, die in der Tat inkrementale Punkte zwischen a&sub0; - b&sub0; von C12 sind. Die Bogensegmente S&sub1; bis S&sub5; sind ebenfalls angegeben, dieses sind die Bogenlänge-Zwischenpunkte i&sub1; bis i&sub5; der Strecke für den inkrementalen Winkel e&sub1; bis e&sub5;. Deshalb würde jeder inkrementale Punkt i&sub1; bis i&sub5; für eine inkrementale Verschiebung von sage ai bis i&sub1; seine inkrementale Bogenlänge S1 bis SS zurücklegen, was der inkrementale Winkel Θ&sub1; ist und die neue rotierte Position ai (punktiert) angibt. Dieses Verhältnis bleibt für die übrigen inkrementalen Verschiebungen von ai&sub5; - i&sub5; bestehen; bis dahin wäre b&sub0; bei zusammen mit b von Radius Rb in Nockenspur 38 und der Mittellinie der Kugel angekommen. Es ist durch Summierung aller infinitesimalen Inkremente von a&sub0; bis b&sub0; und ihrer entsprechenden infinitesimalen inkrementalen Winkel in Θ ersichtlich, daß alle Eingriffe an den geometrischen Orten stattfinden und eine konstante Winkelumdrehung der Abtriebsnocke in Abhängigkeit von der Winkelumdrehung der Antriebsnocke widerspiegeln würden. Die fünf punktierten Positionen ai1 bis ai5 illustrieren die gleichen Winkelpositionen von C12.
So wie die Antriebsnocke ihre Rotation fortsetzt, setzt auch Kugel B11 ihren nach innen gerichteten, radialen Weg entlang den geometrischen Orten - und ihre Wechselwirkung mit dem Abfallzyklus 39F von Zyklus C12 fort. ABBILDUNG 7(e) gibt die Rotationssequenz von Zyklus C12 punktiert an, so wie die Kugel die zwölf geometrischen Ortspunkte bis erreicht. Die konstante Winkelverschiebung von 1,25º ist an den gleichen inkrementalen Verschiebungen zwischen den geometrischen Ortspunkten von bis ersichtlich. Für eine Antriebsnockenrotation von 180º sind alle Elemente bei ausgerichtet, und die Abtriebsnocke C12 wird wie abgebildet, C 12 (15º), entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis von 12:1 um 15º rotiert haben.
In ABBILDUNG 7(f) wird die Rotation von 180º bis 360º fortgesetzt. Hier befindet sich der Steigungsmodus 34 (180º) der Antriebsnocke 38 in Kontakt mit dem Steigungsmodus von Zyklus C1 (150), und die Kugel B11 (180º) ist in Schlitz S11 so weit wie möglich nach innen gelaufen. Diese Juxtaposition entspricht genau derselben Position der Elemente wie am Abschluß der 180º Rotation in ABBILDUNG 7(e). Indem die Antriebsnocke ihre Rechtsdrehung fortsetzt, wird der Steigungszyklus 34, ABBILDUNG 7(d), veranlaßt, die Kugel B11 radial nach außen entlang geometrischen Ortspunkten - in Schlitz S11 zu verschieben und wechselweise mit dem Steigungszyklus 39R von Zyklus C1 (15º) zusammenzuwirken. Die konjugierten Nockenspuren werden die gleiche Wechselwirkung wiederholen, die beim Abfallzyklus von ABBILDUNG 7(e) entwickelt wurde, sowie die Abtriebsnocke weiterhin mit konstanter Winkelumdrehung proportional (12:1) zur Antriebsnockenrotation im Uhrzeigersinn umdrehen. Die Rotationssequenz, punktiert von a&sub1;&sub2; bis a&sub2;&sub4;, zeigt die zu 1,250 konstante Rotation von C 12 von 150 bis 300. Wenn die Kugel B11 (360º) bei ankommt, würden die Antriebsnocke 38 (360º) eine Revolution vollendet und die Abtriebsnocke C12 (300) 300 zurückgelegt haben. Die Mittellinien der beiden Nockenspuren und Kugel B11 fallen an diesem Zeitpunkt alle bei zusammen, und die Juxtaposition der Elemente ist bereit, den nächsten Rotationszyklus zu wiederholen. Die Wechselwirkung von ABBILDUNGEN 7(e) und 7(f) wird also mit jeder Revolution der drehenden Antriebsnocke wiederholt.
Die für die Kugel B11 beschriebenen Abläufe spielen sich an jedem der elf Kugelpositionen synchronisiert ab. Der einzige Unterschied ist, daß sie die Kugeln bei der Höchst- und Mindesttransition entweder vor- oder nacheilen lassen ABBILDUNG 5(b) ist ein Schnappschuß der Kugeln, um sie an Punkten des Zyklus darzustellen. Kugeln B1 bis B5 eilen der Höchsttransitionskugel B11 nach, und Kugel B6 eilt Kugeln B7 bis B10 zum Mindesttransitionspunkt vor. ABBILDUNGEN 7(e) und 7(f) demonstrieren die konjugierten Nocken dieses Ausführungsbeispiels, bei welchem die Antriebsnocke alle Kugeln entlang ihren geometrischen Orten radial nach innen oder außen verschiebt, wobei ein gleicher Wert für einen gegebenen Rotationswinkel die gleiche lineare Geschwindigkeit der Kugeln erzeugt, sowie die Abtriebsnocke um einen gleichen Winkel an allen Kugelpositionen proportional zur Geschwindigkeitsreduktion rotiert. Im Falle anderer konjugierter Nockensätze werden die Kugeln durch die Aktion der Antriebsnocke ungleichmäßig verschoben, obgleich die konjugierte Aktion der beiden Nocken zur Folge haben wird, daß die Abtriebsnocke an jedem Kugelstandort um den gleichen Winkel rotiert wird.
ABBILDUNG 8(a) zeigt die Wechselwirkung und Kräfte, die durch die Kooperation der Nockenkugelspuren 38 und 40, der Kugeln und der Reaktionsscheibe während der Übertragung der Drehantriebskraft von Antriebsnocke 16 zur Abtriebsnocke 18 entstehen. Die elf Kugelpositionen dieses Ausführungsbeispiels (12:1) sind im Einsatz von ABBILDUNG 8(b) dargestellt und illustrieren die Aktion, die den Abfallseitenmodus 32 betrifft, während der Einsatz von ABBILDUNG 8 (d) die Aktion illustriert, die den Steigungsseitenmodus 34 der Antriebsnocke betrifft. Die Schnittansicht von ABBILDUNG 8(c) zeigt die Kugel, den Reaktionsscheibenschlitz S2 und die beiden Nocken 16 und 18. Ebenfalls dargestellt sind die Kontaktebenen D und E in jeder Nocke, mit Kugelkontaktpunkten A und B sowie C, der Kugelkontaktpunkt in einem der Schlitze der Reaktionsscheibe.
Für eine Rechtsdrehung der Antriebsnocke 16 ruft der Abfallzyklus 32 von Nockenspur 38 bei Kugelposition B2 eine Kraft F hervor, die als FB2 in bezug auf Größenordnung und Richtung dargestellt ist. Diese Kraft wird der Kugel an Kontaktpunkt A, ABBILDUNGEN 8(b, c), in Kontaktebene D auferlegt. Die Kraft FB2 wird ihrerseits von der Kugel an Punkt B auf die Abtriebsnocke 18 übertragen und als FWB&sub2; in bezug auf Größenordnung und Richtung darstellt, wobei sie im wesentlichen gleich FB&sub2; ist. In der Abtriebsnocke wird eine gleiche und entgegengesetztgerichtete Kraft FSB2 ausgelöst, die mit FB2 reagiert. Diese Kontaktpunkte veranlassen die rollende Aktion der Kugel. Mit rotierender Antriebsnocke wird der Kugel durch die konjugierte Aktion der beiden Nocken anfangen, entlang einer radialen geraden Linie nach innen zu rollen. Hier tritt jedoch eine Trennkraft FS auf, die der Tangentialkraft FTB2 gleich und entgegengesetzt ist, für die eine Anpassung erforderlich ist, damit die Kugel bei Punkt B mit Nockenspur 40 in Kontakt bleibt und die Tangentialkraft FTB2 überträgt. Die Größenordnung von FTB2 wird vektoriell durch die Normalkraft F'N bestimmt, die senkrecht zum Tangens TAN, ABBILDUNG 8(b), der Nockenspur 40 bei Punkt B verläuft. Der Vektor kann jetzt senkrecht zur Kraft F'B2 bis zum Schnittpunkt mit der Normale F'N gezeichnet werden. Die Trennkraft FS ist dieser Kraft FTB2 gleich und entgegengesetzt und wird von der Reaktionsscheibe 20 an Punkt C, ABBILDUNGEN 8(b,c), und an der X-Flanke von Schlitz S2 beeinflusst. In ABBILDUNG 8(c) wird der von seiner wahren Position gedrehte Schlitz dargestellt, einzig um die Aktion an Punkt C zu erläutern, da die Kraft FS senkrecht zur Ebene des Papiers verläuft. Die Kraft FS, ABBILDUNG 8(b,c), wird durch die interne Fk der Reaktionsscheibe 20 beeinflusst. Da die Reaktionsscheibe 20 mit einem Stift befestigt und deshalb an Gehäuse 20 fixiert ist, wird die Trennkraft FS beeinflusst, und die Kugel wird während der gesamten konjugierten Aktion der Nocken mit der Abtriebsnocke in Kontakt bleiben. Dementsprechend wird die Drehantriebskraft durch die Tangentialkraft FTB2 an Punkt B von Nockenspur 40 auf die Abtriebsnocke 18 übertragen. Die Kugel kann durch die konjugierte Aktion der beiden Nocken in einer geraden Linie radial nach innen rollen, die parallel zum dem radialen Schlitz der Reaktionsscheibe verläuft. Die Winkelverschiebung der Abtriebsnocke 18 wird entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis fortschreiten, das durch die konjugierten Nocken von 12:1 in diesem Ausführungsbeispiel bestimmt worden ist, wobei die Rechtsdrehung von Antriebsnocke 16 beibehalten wird.
Für die Rechtsdrehung der Antriebsnocke bestimmt der Steigungszyklus 34 von Kugelspur 38 an der Kugelposition B9, Einsatz von ABBILDUNG 8(d), eine Kraft F, die in bezug auf Größenordnung und Richtung an Punkt A als FB9 angegeben ist. Die Kugelspuren 38 und 40, sowie Kugel B9 kooperieren auf die gleiche Weise wie im Fall von B2, mit Ausnahme von Kraft F'B9, die radial nach außen gerichtet ist und die gegenüberliegende Flanke von Kugelspur 40 an Punkt B berührt. Die resultierende Tangentialkraft FTB9 wird, wie abgebildet, auf die gleiche Weise wie FTB2, hervorgerufen und die Drehantriebskraft an Punkt B auf die Abtriebsnocke übertragen. Diese Tangentialkraft FTB9 wird die Abtriebsnocke 40 im wesentlichen mit der gleichen Größenordnung wie die Tangentialkraft bei B2 in eine Rechtsdrehung versetzen. Die Größenordnung dieser Kräfte wird sich während dem steigenden oder abfallenden Modus nicht merklich ändern, da sich der Tangenswinkel für die normale Kraft nicht signifikant ändern wird. Das ist in ABBILDUNG 7 an den 10 Positionen deü Abtriebsnocke an den geometrischen Ortspunkten a-p&sub1;&sub0; ersichtlich. Der an jedem dieser Punkte gezogene Tangens erzeugt TAN-Winkel, die im wesentlichen gleich sind.
ABBILDUNG 8(a) illustriert die zehn Tangentialkräfte FTB1 bis FTB10, die an dem Drehmoment beteiligt sind, das von der Antriebsnocke 16 an die Abtriebsnocke 18 übertragen wird. Kugel B11, die sich an diesem Moment in Transition befindet, wird sich in Kürze an der Lastverteilung beteiligen, sobald es unter den Einfluß des abfallenden Modus 32 von Antriebsnockenspur 38 gerät.
Wenn die horizontalen und vertikalen Komponenten dieser Tangentialkräfte zusammengerechnet werden, werden die Resultate fast bei Null liegen, so daß sie den Stützlagern der Nocken also keine wesentliche Belastung auferlegen werden. Im Falle von Getrieben und Planeten-Reduktionsgetrieben mit exzentrischen Bewegungsvorrichtungen trifft dies nicht zu. Der Lastverteilungsaspekt dieser Erfindung eliminiert hoch konzentrierte Belastungen, die exzentrisch zur Rotationsachse wirken, sowie Trennkräfte, denen die Welle und ihre Stützlager entgegenwirken müssen.
Ein weiteres Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist, daß es irreversibel ist. Die Geschwindigkeitsreduzierer dieser Erfindung können so konstruiert werden, daß sie überhaupt nicht rückwärts gefahren werden können, d.h., die normalerweise abgetriebene Nocke wäre nicht in der Lage, die normalerweise treibende Nocke zu drehen. Das ist in dem Einsatz von ABBILDUNG 8(b) ersichtlich. Die Rotation der Abtriebsnocke würde voraussetzen, daß sich Kugel B2 radial in den Schlitz S1 nach innen oder außen bewegt. Das wäre nur möglich, wenn an der Kugel- und Nockenschnittstelle an Punkt B ausreichende Tangentialkräfte entwickelt würden. Da dieser Winkel beinahe 90º beträgt, würde die zur Umdrehung der Nocke erforderliche Tangentialkraft beinahe Null betragen, so daß wenig oder überhaupt keine Kraft zur Verfügung steht, um die Nockenkugelspur 38 und ihrerseits Antriebsnocke 16 zu drehen.
Durch dieses irreversible Merkmal entfällt jeglicher Bedarf an Bremsen, da der Geschwindigkeitsreduzierer dieses Ausführungsbeispiels selbsthemmend ist und die der Ausgangsabtriebswelle auferlegte Last automatisch in der Stopposition halten wird.
ABBILDUNG 9(a,b,c,d) liefert ein Beispiel für die Reaktionsweise einer Kombination, die eine Antriebsnocke 90 mit zwei Vorsprüngen, ABBILDUNG 9(c), und eine 20-Zyklus- Abtriebsnocke 96 (C1-C20), ABBILDUNG 9(d), umfaßt. (Das Geschwindigkeitsverhältnis = 1/2/20 = 10:1; die Anzahl von Kugeln = 20 - 2 = 18). Kugeln B9 und B18 befinden sich in Transition; Kugeln B1-B4 befinden sich im Steigungszyklus des ersten Vorsprungs 92 von Antriebsnocke 90; und Kugeln B14-B17 befinden sich im abfallenden Zyklus des ersten Vorsprungs 92. Kugeln B10-B13 befinden sich im Steigungszyklus des zweiten Vorsprungs 94 von Nocke 90; und Kugeln B5-B8 befinden sich im abfallendem Zyklus des zweiten Vorsprungs 94.
Für die Zwanzig-Vorsprung-Abtriebsnocke 96, ABBILDUNG 9(d), beträgt der gegenüberliegende Winkel r eines jeden Zyklus 180 (360/20). Der Kugelschlitzwinkel ß beträgt 200 (360º/20-2) ABBILDUNG 9(c) stellt eine Nockenspur 90 für zwei Vorsprünge dar, Vorsprung 1 ist 92, und Vorsprung 2 ist 94. Bei der in ABBILDUNG 9(a) gezeigten Konfiguration von Nockenspur 96 weisen Zyklen C6 und C16 keine Kugeln auf, die Nockenspur 90 der Antriebsnocke entgegenwirken könnten. Es gibt eine Kugel weniger als die Anzahl von Zyklen von Nocke 96 für jeden Vorsprung der Antriebsnocke 90 (9 Kugeln pro Vorsprung). Hierdurch wird die Voraussetzung von höchstens einer Kugel pro Zyklus erfüllt. Kugeln B9 und B18 befinden sich in Transition. In ABBILDUNG 9(b) sind Schlitze S1 bis S18 im Abstand um Winkel ß (20º) in Reaktionsscheibe 20 dargestellt.
Es ist aus ABBILDUNG 10(a,b) ersichtlich, daß das Steigen und Abfallen mit zunehmender Anzahl von Vorsprüngen an der Antriebsnocke, d.h. 3 Vorsprünge (ABBILDUNG 10(a)), und 4 Vorsprünge (ABBILDUNG 10(b)), größere TAN-Winkel widerspiegelt.
Das deutet an, daß mit manchen Kombinationen von Vorsprüngen und Nockendurchmessern erfindungsgemäße Baugruppen produziert werden können, die rückwärts gefahren werden können. Der TAN- Winkel muß ausreichend groß sein, um eine Tangentialkraft zu erzeugen, die groß genug ist, um die Reibung und Trägheit der Antriebsiast (z.B. des Motors) zu überwinden. In ABBILDUNG 10(b) ist die Nocke mit vier Vorsprüngen von einem 180º Abschnitt einer Nocke mit einem Vorsprung überlagert worden, um die signifikante Anderungsmöglichkeit eines Winkels zu erklären. Weitere Extrapolation des Steigungs- und Abfallwertes, der Anzahl von Vorsprüngen und des Nockendurchmessers wird die Kombinationen erzeugen, die eine Drehrichtungsumkehr oder Baugruppen dieser Erfindung ermöglichen, die als Übersetzer ins Schnelle eingesetzt werden können.
Eine weitere Evolution der Erfindung ist in ABBILDUNG 11 dargestellt, und zwar handelt es sich um eine weitere Vervollkommnung der Vorbelastungsfunktion und Wellenhalterung, die in bezug auf die Baugruppe in ABBILDUNG 2(b) beschrieben wurden. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel sind in der Reaktionsscheibe zwei Lager vorgesehen, die für eine effektivere Lagerung der beiden Wellen und zusätzliche Regelung bei der Anlegung der Vorlast sorgen.
Die Wellenstützlager 37 und 24 verfügen über eine Momentenleistung, die jeglicher Momentenbelastung entgegenwirken kann, die der Baugruppe durch die auskragende Abtriebswelle auferlegt wird. Hierdurch werden Duplexlager eliminiert und eine genauere Ausrichtung der beiden Wellen während des Betriebes erzielt. Die Antriebswelle wird durch Lager 22 und 35 genau ausgerichtet. Die Ausrichtung der beiden Wellen wird dadurch sichergestellt, indem die vier Lagerbohrungen, wenn das Gehäuse zusammengebaut ist, liniengebohrt werden. Die Reaktionsscheibe kann die auferlegten Belastungen ohne weiteres aufnehmen, da die interne Belastung auf Stift 33 übertragen wird, der ihr entgegenwirken wird.
Die Baugruppe wird durch Zwischenlage 21 mit Belastungsmutter 11 vorbelastet. Die Zwischenlage kann so geschliffen werden, daß sie die sachdienliche Dicke für die endgültige Vorbelastungsvoraus setzung aufweist. Die Zwischenlage kann jederzeit ersetzt werden, entweder um die Vorbelastung zu ändern oder um Verschleiß auszugleichen, der zu Spielraum geführt hat. Das gesamte Spiel kann durch dieses Vorbelastungsverfahren in Kombination mit der multiplen Anzahl von Kugeln zur Lastverteilung im wesentlichen auf einen Wert reduzieren, der nicht mehr meßbar wäre.
Es wird mit bezug auf ein konjugiertes Paar von Plankurvenspuren des vorstehend beschriebenen Geschwindigkeitumformers vorgezogen, daß alle Kugeln jederzeit in engem Kontakt mit den Plankurvenspuren des konjugierten Paars bleiben, wobei die Eingangsleistung zu der Antriebsnocke deshalb von allen Kugeln jeweils wesentlich gleichmäßig geteilt wird. Das bietet dann wieder die Möglichkeit, an der Abtriebsplankurve Kräfte von wesentlich gleicher Größenordnung anzulegen, und diese Kräfte führen zu tangentialen und radialen Teilkräften, die an jeder Kugelposition wesentlich gleiche Tangentialkräfte erzeugen, um die Abtriebsnocke und Abtriebswelle mit Drehantriebskraft zu versorgen, und die ein System von wesentlich gleichen, radial nach innen und radial nach außen gerichteten Kräften auferlegen. Das System kann derartig konstruiert werden, daß die radial nach innen gerichteten Kräfte auf eine gleiche Anzahl von radial nach außen gerichteten Gegenkräften treffen, was das Reinergebnis hat, daß den Stützlagern der Abtriebswelle der Abtriebsnocke eine Radialkraft von wesentlich Null auferlegt wird.
Die Konfiguration der Plankurvenspuren eines konjugierten Paars von Plankurven des Geschwindigkeitumformermechanismus kann so ausgewählt werden, um bei einer umgeformten Geschwindigkeit der Abtriebsnocke und Abtriebswelle mit jeglicher Eingangswinkelgeschwindigkeit der Antriebsnocke und Antriebswelle eine lineare, konstante Winkelgeschwindigkeit zu erzeugen, und das kann für jede Revolution wiederholt werden. Die Präzision und Wiederholbarkeit eines solchen konjugierten Paars von Plankurven ist derart, daß die Abtriebswelle und Abtriebsnocke auf jegliche Winkelposition indexiert werden können, was für einen gegebenen Rotationswinkel der Antriebswelle und Antriebsnocke extrem genau wiederholt werden kann. Die Konfiguration für ein solches Paar von Plankurvenspuren wird zuerst für die Plankurvenspur der Antriebsnocke definiert, wie folgt:
A-- Entwicklungspunkt der Kurvenkrümmung
C-- Krümmungsradius an einem gegebenen drehbaren Winkel
BCR- Grundkreisradius und Ausgangspunkt der Krümmungsentwicklung
Θ-- Rotationswinkel zur Erzeugung der Antriebsnockenkrummung
ß--Rotationswinkel zur Erzeugung der Abtriebsnockenkrümmung
D--radiale Verschiebung vom BCR
m--Zahl der Überschreitungen von D pro einer Rotation der Antriebsnocke
n--Geschwindigkeitsumformungsfaktor
Dementsprechend beginnt die Antriebsplankurvenkrümmung c an Entwicklungspunkt A auf einem gegebenen BCR bzw. einer gegebenen Verschiebung D und schreitet für jeglichen Winkel drehbar um den Mittelpunkt von BCR fort, wo
und
und die Krümmung C&sub1; & C&sub1;' bezeichnet nach Berechnung von Winkeln bis zu 360º die Antriebsplankurvenkrümmung für die gewünschte Anzahl von Vorsprüngen.
Die Abtriebsplankurvenkrümmung beginnt am gleichen Entwicklungspunkt des BCR wie an der Antriebsplankurve und schreitet für jedweden Winkel ß winkelförmig um den BCR- Mittelpunkt fort, wo:
n= Anzahl Vorsprünge (Zyklen) der Antriebsplankurve/ Anzahl Zyklen der Abtriebsplankurve
und
und
und wo ß = Θ x n, die Krümmung C&sub2; & C&sub2;', wenn für alle Winkel von Θ bis 360º berechnet, einen Zyklus der Abtriebsplankurve von Winkel ß bezeichnet, an welchem Punkt die Entwicklung des nächsten Zyklus ansetzt, und zwar bei A und Θ gleich 0º, bis die erforderliche Zahl von Zyklen vollständig ist.
Fur Antriebsplankurven mit mehreren Vorsprüngen (m größer als 2) ist zur Berechnung radialer Verschiebungen ein Iterationsverfahren für jeden Winkel e der Antriebsplankurve und ß der Abtriebsplankurve für kleiner werdende m-Werte erforderlich. Dies hat die Konfiguration von m/2 Vorsprüngen auf der Antriebsplankurve für Θ = 0º bis 360º und eine gleiche Anzahl von Zyklen auf der Abtriebsplankurve zur Folge. Für einen durch 360º drehbaren Winkel OH auf einer Antriebsplankurve mit vier Vorsprüngen und eine 12-Zyklus-Abtriebsplankurve werden z. B. vier Zyklen der Abtriebsplankurve auf der Abtriebsplankurve konfiguriert, wobei ß bei einer Geschwindigkeitsumformung von 12/4 = 3:1 120º beträgt.
Ferner kann die Präzision solcher konjugierten Paare von Plankurven auf Wunsch sichergestellt werden, indem jedwedes Spiel durch Anpassung der axialen Vorbelastung des Aufbaus des konjugierten Plankurvenpaars mit dazwischen angeordneten Kugeln eliminiert wird, wodurch alle Zwischenräume ausgemerzt und enger Kontakt zwischen den Elementen mit Nullspiel erzeugt wird. Dieses Nullspiel kann anhand einer Vorbelastungsvorrichtung, wie z.B. anhand einer Feder mit der ordnungsgemäßen Federrate, aufrechterhalten werden. Solche Mechanismen können die Abtriebswelle der Abtriebsplankurve äußerst genau auf jeden Winkel indexieren und diese Position für denselben Winkeleingang der Antriebswelle äußerst genau wiederholen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in ABBILDUNG 12 (a, b, c, d) dargestellt. Das Entwurfsprinzip dieser Baugruppe 190 beruht auf der Verwendung von Zylinderkurvenspuren, wobei die Kugelbetätigung in einer axialen Linie parallel zur Rotationsachse erfolgt, und zwar anstatt der senkrecht zur Rotationsachse erfolgenden radialen Kugelbetätigung des vorher präsentierten Ausführungsbeispiels Das Antriebselement 100 umfaßt eine Trommelkurve 102, ABBILDUNG 12(b), die maschinell in seinen Außendurchmesser eingearbeitet ist. Wie im Fall des Plankurven-Ausführungsbeispiels hat die Steigung der Kurve zur Folge, daß sich die Kugel bei einer Antriebselementrotation von 180º axial in einem Schlitz 130 von Reaktionszylinder 120 zu einer im Verhältnis zur 180º Rotation von Antriebselement 102 stehenden Geschwindigkeit bewegt. Durch diese Rotation wird jede Kugel in jedem der Schlitze 130 des Reaktionszylinders pro Rotationsgrad des Antriebselements 102 um das gleiche Maß verschoben. Das Mehrfachzyklus- Abtriebsnockenelement 110 weist eine interne Nockenspur 112, ABBILDUNG 12 (d), auf, deren Krümmung pro Zyklus so entwickelt ist, um während ihrer Wechselwirkung mit der Antriebszylinderkurve 100 und mit Kugeln 114 eine geradlinige Ortskurve von Punkten zu erzeugen. Diese geradlinige Ortskurve von Punkten verläuft axial und parallel zur Mittellinie der Welle. Kugeln 114 werden durch die Ladeöffnungen 160 eingesetzt. Die konjugierte Aktion dieser Nockenspuren erzeugt eine konstante Winkelrotation mit der Konstruktionsgeschwindigkeitsreduktion vom Antriebseingangselement 104 zum Abtriebsausgangselement 110.
Der Reaktionszylinder 120 übt die gleiche Funktion aus wie die Reaktionsscheibe der Plankurvenkonstruktion. In ABBILDUNG 12(c) wird der Reaktionszylinder mit den axialen Schlitzen 130 gezeigt, während er in ABBILDUNG 12(a) am Gehäuse 128 befestigt dargestellt ist. Zur Wellenkontinuität kann im Antriebselement 100 ein Lager auf ähnliche Weise eingebaut werden, wie es in der Baugruppe von ABBILDUNG 2(b) installiert ist. Um zusammenzufassen: dieses Ausführungsbeispiel leistet mit Zylinderkurven dasselbe, was durch die Plankurvenkonstruktion der früheren Erfindung geleistet wird.
Alle dort entwickelten und beschriebenen Grundsätze gelten auch für dieses Ausführungsbeispiel.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Zylinderkurvenkonstruktion werden dadurch höhere Geschwindigkeitsverhältnisse erzielt, indem verschiedene Anzahlen von Zwischenzylinderkurven verwendet werden, was in ABBILDUNG 13 als Baugruppe 200 gekennzeichnet ist. Baugruppe 200 ist im wesentlichen eine Kombination von zwei der einstufigen Reduzierer der Baugruppe 190, ABBILDUNG 12 (a). Die Geschwindigkeitsreduzier-Baugruppe 200 umfaßt insbesondere ein Antriebselement 202, ein Zwischenelement 210 und Abtriebselement 220. Antriebselement 202 und Abtriebselement 220 können wie vorstehend beschrieben konfiguriert werden, d.h. Elemente 100 und 110 von ABBILDUNGEN 12(b) und 12(d), unter Einschluß einer jeweiligen Antriebsnocke 102 bzw. Abtriebsnocke 112. Eine erste Innennocke von Zwischenelement 210 wird mit einer Abtriebsnocke 212 ausgestattet, die wunschgemäß und zwar vielleicht wie Zylinderkurve 112 konfiguriert ist. Eine zweite Nocke 211, die sich auf dem Zwischennockentrommel- Außendurchmesser 210 befindet, mit einer Antriebsnocke 214, die wunschgemäß und zwar vielleicht wie Nocke 102 konfiguriert ist. Hieraurch ergibt sich eine zweistufige Kombination einer gepaarten Antriebsnocke und Abtriebsnocke (erste Stufe) und einer zweiten gepaarten Antriebsnocke und Abtriebsnocke (zweite Stufe mit dazwischen angeordneten Kugeln 114, die in Schlitzen 232 der Reaktionszylinder 230 und 240 laufen. Die Kugeln werden durch Ladeöffnungen 160 eingebracht. Jede Zwischenzylindernocke bedeutet also eine weitere Reduktionsstufe. Das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis (SR) wird auf die gleiche Weise wie bei den mehrstufigen Reduzierern der vorstehend dargelegten Plankurvenerfindung bestimmt. Es ist also möglich, mit dieser Erfindung in Praxis einen fast unbegrenzten Geschwindigkeitsreduktionsbereich zu erzielen, indem Mehrfachstufen dieser gepaarten Kurven eingesetzt werden.
Die Abtriebswelle 222 von Abtriebselement 220 wird in Lagern 224 gestützt. Eine zweite Welle 228 wird in einer alternierenden Konstruktion konzentrisch mit Abtriebswelle 222 und abgestützt in Lagern 226 und 236 dargestellt. Die beiden konzentrischen Wellen 222 und 228, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen, können gleichzeitig oder unabhängig zur Übertragung von Drehantriebskräften eingesetzt werden. Mit jeder zusätzlichen Stufe steht eine weitere konzentrische Welle zur Verfügung, so daß dieses Ausführungsbeispiel mit mehreren konzentrischen Wellen, die sich jeweils mit sachdienlichen Geschwindigkeiten drehen, sowie mit der ordnungsgemäßen Kopplung an die Antriebswelle, die Basis einer neuen Kfz- Transmission bilden könnte.
Darüberhinaus kann die vorliegende Erfindung noch multiple konzentrische Plankurvenspuren für ein konjugiertes Paar Plankurven aufweisen, woraufhin mehr Kugeln an der Übertragungsfähigkeit eines gegebenen Paars von konjugierten Nocken beteiligt werden können, so daß für die zwei konjugierten konzentrischen Plankurvenspuren in den Antriebsund Abtriebsplankurven zweimal so viel Kugeln an der Lastverteilung beteiligt werden. Das konjugierte Paar kann ebenfalls mehr als zwei konzentrische Plankurven aufweisen. Solange alle Sätze von zusammenwirkenden konjugierten Plankurvenspuren den gleichen Geschwindigkeitsumformungsfaktor haben, kann die Radialverschiebung einer jeden Nockenspur für jedes zusammenpassendes Paar von konjugierten Plankurven entweder gleich oder verschieden sein. Eine mehrfache Spurenkonfiguration befindet sich in Abbildung 14, wo Kugeln B1-B11 wechselweise mit Spuren 38 und 40 zusammenwirken und Kugeln B12-B22 wechselweise mit Spuren 38' und 40' zusammenwirken.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Halterung relativ zum konjugierten Paar fixiert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Reaktionsscheibe eine Winkelgeschwindigkeit zu einer regelbaren und variablen Rate annehmen, woraufhin die Geschwindigkeit zu einer regelbaren und variablen Rate umgeformt wird. Eine variable Geschwindigkeitsübertragung wird durch Modulierung der Winkelgeschwindigkeit der Reaktionsscheibe erzielt. Infolgedessen kann die Eingangsleistung des Geschwindigkeitsumformers (z. B. ein Benzin- oder Elektromotor) mit optimaler Geschwindigkeit, wie in einem Fahrzeug, betrieben und die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs geregelt werden, indem die Winkelgeschwindigkeit der Reaktionsscheibe moduliert wird. Ein in Abbildung 15 gezeigtes Kraftfahrzeug 290 weist einen erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsumformer 291 auf, dessen Reaktionsscheibe 292 einen gezahnten Umkreis 293 hat, so wie ein Stirnrad gebildet werden könnte. Die Reaktionsscheibe wird durch Rad 293 mit der gezahnten Abtriebswelle 294, so wie ein kooperierendes Stirnrad gebildet werden könnte, eines Reglers 295, wie z.B. eines elektrischen Regelmotors, gekoppelt. Der Bediener variiert einfach die Geschwindigkeit des Reglers, um die Winkelgeschwindigkeit der Reaktionsscheibe zu regeln und um so die Geschwindigkeitsumformung von dem durch Motor 297 betriebenen Eingang 296 des Geschwindigkeitsumformers zu dessen Ausgang 298 zu regeln, der mit den Fahrzeugrädern 299 gekoppelt ist, um auf diese Weise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs regeln.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird der Ausgang bei fixierter Halterung und jeglichem konstanten Winkelgeschwindigkeitseingang mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu der umgeformten Ausgangsgeschwindigkeit rotieren oder moduliert werden, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Halterung moduliert wird.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung nimmt der Kugelantrieb-Geschwindigkeitsreduzierer die Gestalt eines intermittierenden Bewegungsantriebs an. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Antriebsnocke, Reaktionsscheibe und Abtriebsnocke beibehalten, obgleich die Nockenkrümmung der Antriebsnocke und die Kugelgeometrie variiert werden. Die Nocke des intermittierenden Bewegungsantriebs und die Antriebsnocke eines Kugelantrieb-Geschwindigkeitsreduzierers können ausgetauscht werden, um eine Umstellung von dem sanften, kontinuierlichen Ausgang des Kugelantriebs zu einem indexierenden Modus eines sanften, intermittierenden Bewegungsantriebsausgangs vorzunehmen.
Um die intermittierende Bewegung zu erzielen, werden Verweilzeiten für die Antriebskurvenkrümmung vorgesehen. Die Steigung der Kurve ist während der Verweilzeit jederzeit gleich Null. Bei dieser Nullsteigung sind die in ihren Schlitzen befindlichen Kugeln radial fixiert, wobei die Kugeln nicht die erforderliche radiale Verschiebung erzeugen, um mit der Reaktionsscheibe und der Abtriebsnocke zusammenzuwirken. Unter dieser Bedingung rotiert die Antriebsnocke, während die Abtriebsnocke stehen bleibt. Diese Bewegungspause wird zustande gebracht, indem die Kurvenkrümmung der Antriebsnocke als konstanter Radius der Bogenlänge ausgebildet wird, die der erforderlichen Verweilzeit entspricht.
Auf diese Weise kann jetzt eine Antriebsnocke konstruiert werden, die sich intermittierend bewegen kann und gleichzeitig mit der Antriebsnocke des Kugelgeschwindigkeitsreduzierers dieser Erfindung ausgetauscht werden kann. Der Entwurf einer solchen intermittierenden Bewegungsnocke umfaßt sowohl Steigungs- und Abfallzyklen als auch Verweilzyklen. Jedwede gewünschte intermittierende Bewegung wird durch Kombinieren von Steigungs-, Abfall- und Verweilzyklen ermöglicht. In Abbildung 16 wird eines der zahlreichen Beispiele anhand einer intermittierenden Bewegungsantriebsnocke mit einem Zyklus illustriert. Die Krümmung umfaßt zwei Steigungs-, zwei Abfall- und vier Verweilzyklen. Kugeln und ihre Radialschlitze befinden sich an 45, 135, 225 und 315. Es kann eine Zwölf-Zyklus- Abtriebsnocke verwendet werden, die der Abtriebsnocke des Kugelantriebs ähnlich ist, der vorstehend mit bezug auf Verschiebung D beschrieben wurde.
Die folgende intermittierende Bewegung ergibt sich bei einer Rechtsdrehung der Antriebsnocke von Abbildung 16, die in der 0º Position abgebildet ist. Von 0 bis 45º Nockenrotation befinden sich die Kugeln bei 45 und 135º in einem Steigungsmodus, während die Kugeln bei 225 und 315º einen Abfallmodus erfahren. Die Steigungen aller Kurvensegmente sind sich gleich, so daß die Kugeln radial verschoben und wechselweise mit der Reaktionsscheibe und Abtriebsnocke zusammenwirken werden. Die radiale Verschiebung pro 45º Rotation ist D/2 und veranlaßt eine Abtriebsnockenrotation um 7,5º. Die vier Verweilkrümmungen befinden sich jetzt in der Stellung, um ihre jeweiligen Kugeln einzurücken und die Kugeln für die nächsten 45º der Rotation in einer festen Position zu halten, um jegliche Radialbewegung der Kugeln auf diese Weise zu eliminieren. Da eine radiale Verschiebung der Kugeln ausbleibt, bleibt die Abtriebsnocke stehen und wird durch diesen Modus verweilen. Die Kugel bei 45º ist von RD/2 zu RDmax gestiegen und in Stellung, um in den Verweilradius bei Rmax einzurücken. Die Kugel bei 1350 ist auf ähnliche Weise von Rmin zu RD/2 gestiegen und in Stellung, um in den Verweilradius bei RD/2 einzurücken. Die Kugeln bei 225 und 315º machen Abfallzyklen durch, und zwar derart, daß die Kugel bei 225º von RD/2 nach RD/2 fallen und in Stellung sein wird, um in den Verweilzyklus bei RD/2 einzurücken, während die Kugel bei 315º von RDmax nach RD/2 fallen und jetzt in Stellung sein wird, um in den Verweilzyklus bei RD/2 einzurücken. Alle vier Kugeln vollziehen die 45º Verweilzeit gleichzeitig (Rotation von 45 nach 95º), ohne die Kontinuität der nächsten 45º Rotation der Antriebsnocke zu unterbrechen. Da während einer 45º Rotation der Antriebsnocke sowohl die Rotation als auch Verweilzeiten eintreten, wird für ihre Vollziehung jeweils die gleiche Zeit benötigt. Die Verweukrümmung kann gekürzt oder verlängert werden, um kürzere oder längere Zeitverzögerungen zu erzeugen. Die Verweilzeit der 45º Kugel befindet sich also für die Nockenrotation von 0 bis 45º am Verweilradius RDmax; die zweite Verweilzeit der 45º Kugel befindet sich für die Nockenrotation von 135 bis 180º am Verweilradius RD/2; die dritte Verweilzeit der 45º Kugel befindet sich für die Nockenrotation von 225 bis 270º am Verweilradius RDmin; und die vierte Verweilzeit der 45º Kugel befindet sich für die Nockenrotation von 315 bis 360º am Verweilradius RD/2.
Ahnliche Rotationen und Pausen treten auf ähnliche Weise mit jeder inkrementalen Rotation der Antriebsnocke von 45º alternierend auf, so daß die Abtriebsnocke (die Abtriebswelle des intermittierenden Bewegungsantriebs) pro 360º Rotation der Antriebsnocke um 7,5º rotieren und um eine Zeitlänge verweilen wird, die der 7,5º Rotation entspricht. Pro 360º Antriebsnockenrotation werden vier derartige Zyklen eintreten, die zu vier 7,5º Winkeirotationen führen, die sich mit vier Verweilzeiten abwechseln. Die Abtriebsnocke würde sich in einem intermittierenden Modus um 30º gedreht haben, verglichen mit 30º sanfter, kontinuierlicher Rotation des erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsreduzierers. Die Radialbewegung von dem Basiskreisradius bis zum Maximalradius ist die Radialverschiebung D.
Es ist daher ausführbar, einen erfindungsgemäßen Kugelgeschwindigkeitsreduzierer mit seiner sanften, kontinuierlichen Rotation in einen intermittierenden Bewegungsantrieb umzuwandeln, indem eine intermittierende Antriebsnocke, deren Verschiebung D der Antriebsnocke des Kugelgeschwindigkeitsreduzierers entspricht, mit einer sachdienlichen Anzahl von Kugeln auszutauschen. Selbstverständlich können auch dedizierte Baugruppen des intermittierenden Bewegungsantriebs angefertigt werden.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden kann der vorstehend besprochene Umformer für modulierte Geschwindigkeit auch für das intermittierende Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden, um die Zykluszeit variieren zu können.
Es wird jetzt gewürdigt werden, daß ein entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung angefertigter Gescnwindigkeitsumformer ein anderes als einheitliches Verhältnis von Antriebsnocke(n) zu Abtriebsnocke(n) haben wird (wenlger als für Reduktion, mehr als für Erhöhung). Diese Erfindung hat eine Vielfalt von Anwendungen, einschließlich: Kra:tfahrzeugtransmissionen, Handhabungstechnik, Aufzugantrieben und dergleichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Umsetzen von Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft eines Abtriebseingangs (23) in eine Ausgangswinkelgeschwindigkeit und eine Drehantriebskraft eines Abtriebsausgangs (25), wobei der Eingang und der Ausgang so angeordnet sind, wobei der Eingang und der Ausgang so angeordnet sind, daß sie durch wenigstens ein konjugiertes, wechselseitig mit einer Haltevorrichtung (20) zusammenwirkendes Paar Vorrichtungen aufweist, wobei die genannten Vorrichtungen auf einer gemeinsamen Achse montiert sind, wobei eine erste Vorrichtung des genannten konjugierten Paares eine erste Nockenbaugruppe (16) und eine zweite Vorrichtung des genannten Paares eine zweite Nockenbaugruppe (18) aufweist, wobei die genante Haltevorrichtung wenigstens einen Schlitz (S1-S11) aufweist, wobei der genannte Schlitz ein Wechselwirkungselement (14) in sich aufnimmt, wobei das genannte Wechselwirkungselement durch eine relative Winkeldrehbewegung zwischen den genannten konjugierten Paar Vorrichtungen in eine Schwingbewegung in dem genannten Schlitz gesetzt wird, wobei eine genannte Vorrichtung einen Antriebseingang und eine zweite Vorrichtung einen Antriebseingang umfaßt,

wobei die genannte erste Nockenbaugruppe mit der genanten Haltevorichtung und der genannten zweiten Nockenbaugruppe zusammenwirkt, um Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft des genannten Antriebseingangseingangs durch das genannte Zusammenwirkungselement auf den genannten Abtriebsausgang erhalten wird, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch

einen Flankenteil (32, 34) auf der genannten ersten Nockenbaugruppe mit einem Merkmal, das auf einem Radius basiert, der als lineare Funktion der Winkelrotation der genannten ersten Nockenbaugruppe definiert ist, und wobei ein Flankenteil (39F, 39R) auf der genannten zweiten Nockenbaugruppe ein Merkmal hat, das auf einem Radius basiert, der als lineare Funktion der Winkelrotation der genannten zweiten Nockenbaugruppe definiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die genannte erste lineare Funktion eine erste lineare Spiralfunktion und die genannte zweite lineare Funktion eine zweite lineare Spiralfunktion ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Haltevorrichtung (20) feststehend oder in bezug auf die gemeinsame Achse drehbar ist, und wobei eine erste der Vorrichtungen eine Antriebsplankurve (38) und eine zweite der Vorrichtungen eine Abtriebsplankurve (40) umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei der die Halterung (20) ferner eine Mehrzahl von Schlitzen (S1-S11) mit zugeordneten Wechselwirkungselementen (14) in jedem Schlitz aufweist, wobei jeder Schlitz eine Mittellinie definiert, die die Kontaktstelle der ersten und zweiten Nockenbaugruppe durch das zugeordnete Wechselwirkungselement ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Haltevorrichtungsschlitze radiale Schlitze sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Haltevorrichtung (20) eine Mehrzahl von axial und rotational fixierten, radial verlaufenden Schlitze (S1-S11) umfaßt und die Wechselwirkungselemente (14) Kugeln sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei der die genannte Vorrichtung eine Antriebswelle (23) und eine Abtriebswelle (25) aufweist, wobei die genannten Vorrichtungen eine erste Phase mit einem Eingang und einem Ausgang aufweisen, wobei die genannte Antriebswelle mit dem genannten Eingang der genannten erste Phase gekoppelt ist, und ferner eine zweite Phase mit einem Eingang und einem Ausgang umfaßt, wobei der genannte Ausgang der genannten ersten Phase mit dem genannten Eingang der genannten zweiten Phase und der genannte Ausgang der genannten zweiten Phase mit der genannten Abtriebswelle gekoppelt ist, wobei die genannte zweite Phase ein zweites konjugiertes Paar Vorrichtungen umfaßt und eine entsprechende Haltevorrichtung zum Übertragen von Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft von dem genannten zweitphasigen Eingang auf den genannten zweitphasigen Ausgang aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, bei der ein Geschwindigkeitsverhältnis (SR) für die genannte Vorrichtung, für die genannte erste Nockenbaugruppe als Antriebsnocke (38) mit (W) Zyklen und die genannte zweite Nockenbaugruppe als Abtriebsnocke (40) und mit (Z) Zyklen wie folgt ermittelt wird:

SR = 1 / W/Z.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die genannte Abtriebsnocke (40) mehrere Zyklen hat, wobei einer der genannten Zyklen einem Winkel e gegenuberliegt, wobei die genannten Schlitze durch einen Winkel Y getrennt sind und wobei der Winkel Y größer ist als der Winkel Θ.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die genannte Antriebsnockenbaugruppe wenigstens einen Antriebszyklus auf Spiralbasis umfaßt und wobei ein minimaler genannter Winkel Y wie folgt errechnet wird:

Y = 360º/(Anz. Zyk. in Abtriebsnocke-Anz. Zyk. in Antriebsnocke)

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, bei der die Antriebsnocke (38) wenigstens einen Zyklus und die Abtriebsnocke (40) eine Mehrzahl von Zyklen hat, und wobei der die Kugeischlitze trennende Winkel Y kleiner sein muß als der Winkel Θ, dem jeder der Antriebsnockenzyklen gegenüberliegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, bei der die genannte erste Nockenbaugruppe eine Plankurve mit einer Antriebsnockenspur (38) und die genannte zweite Nockenbaugruppe eine Plankurve mit einer Abtriebsnockenkurve (40) umfaßt, und ferner umfassend wenigstens eine Zwischennocke mit einer ersten und einer zweiten Kurve, wobei die genannte erste Kurve der genannten Zwischennocke wechselweise mit der genannten Plankurve der genannten Antriebsnockenbaugruppe zusammenwirkt, und die genannte zweite Kurve der genannten Zwischennocke wechselweise mit der genannten Plankurve der genannten Abtriebsnockenbaugruppe zusammenwirkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die genannte Antriebsnockenspur (W) Zyklen, die erste Kurve der genannten Zwischennocke (Y) Zyklen, die zweite Kurve der genannten Zwischennocke (X) Zyklen und die genannte Abtriebsnockenspur (Z) Zyklen umfaßt, wobei das genannte Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis (SR) für die genannte Vorrichtung gemäß der folgenden Formel bestimmt wird:

SR = 1/W/XxY/Z

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 13, bei der das konjugierte Paar Vorrichtungen eine Antriebsnockenvorrichtung (30) und eine Abtriebsnockenvorrichtung (36) umfaßt, wobei sich die genannte Haltevorrichtung (20) zwischen dem genannten konjugierten Paar um die genannte gemeinsame Achse befindet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1-14, bei der ein Flankenteil (34, Fig. 7c-d) auf der genannten ersten Nockenbaugruppe durch ein Segment einer ersten linearen Funktion und ein zweiter Flankenteil (32, Fig. 7c-d) auf der genannten ersten Nockenbaugruppe durch ein Segment einer zweiten linearen Funktion definiert wird, und ein Flankenteil (39R, Fig. 7b) auf der genannten zweiten Nockenbaugruppe durch ein Segment einer dritten linearen Funztion und ein zweiter Flankenteil (39F, Fig. 7b) auf der genannten zweiten Nockenbaugruppe durch ein Segment einer vierten linearen Funktion definiert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die genannte erste und die genannte zweite lineare Funktion als Paar linksgängige und rechtsgängige Versionen einer ersten linearen Spiralfunktion sind, und wobei die genannte dritte und vierte lineare Funktion als Paar linksgängige und rechtsgängige Versionen einer zweiten linearen Spiralfunktion sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der eine der genannten Nockenbaugruppen eine fortlaufende Nocke mit wenigstens einem Zyklus mit einer ansteigenden Seitenflanke und einer abfallenden Seitenflanke umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die genannte erste und die genannte zweite lineare Funktion als Paar linksgängige und rechtsgängige Versionen einer ersten linearen Spiralfunktion sind, und wobei die genannte dritte und vierte lineare Funktion als Paar linksgängige und rechtsgängige Versionen einer zweiten linearen Spiralfunktion sind, und wobei eine der genannten Nockenbaugruppen eine fortlaufende Nocke mit einer Mehrzahl von Zyklen umfaßt, wobei jeder der genannten Zyklen eine ansteigende Seitenflanke und eine abfallende Seitenflanke definiert, wobei eine der genannten Flanken durch eine genannte linksgängige Version von einem genannten Funktionspaar und die andere der genannten Flanken durch die rechtsgängige Version des genannten einen Funktionspaares definiert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die genannte erste Vorrichtung des genannten konjugierten Paares eine Eingangsantriebsvorrichtung für die Speisung von Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft zu einer zweiten Vorrichtung des genannten Paares ist, wobei die genannte zweite Vorrichtung eine Ausgangstreibervorrichtung für die Aufnahme der genannten Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft der genannten Eingangsantriebsvorrichtung ist, wobei die Vorrichtung ferner gekennzeichnet ist durch

eine Linearfunktions-Antriebsnockenbaugruppe, die definiert wird durch die genannte erste Vorrichtung des genannten konjugierten Paares für die Speisung von Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft zu der genannten zweiten Vorrichtung mit einer Linearfunktions- Abtriebsnockenbaugruppe für die Aufnahme der genannten Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft von der genannten Antriebsnockenbaugruppe, um die genannte Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft der genannten Ausgangsabtriebsvorrichtung zu erhalten.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die genannte Antriebsnockenbaugruppe mit dem genannten Umsetzungsmittel und der genannten Abtriebsnockenbaugruppe zusammenwirkt, um die genannte Winkelgeschwindigkeit und Drehantriebskraft der genannten Eingangsvorrichtung im wesentlichen gleichmäßig und gleichzeitig durch alle genannten schwingenden, in Bewegung wechselweise aufeinander einwirkenden Elemente zu übertragen.