DD232963A5

DD232963A5 - Mechanische reduktionsgetriebe

Info

Publication number: DD232963A5
Application number: DD85273695A
Authority: DD
Inventors: Roger Bajulaz
Original assignee: ��@�K@�Kk��
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1986-02-12
Also published as: SU1442085A3; JPH0573936B2; DE155497T1; DE3561116D1; CH655554B; EP0155497A1; US4699023A; JPS60188653A; BR8500884A; ES540896A0; EP0155497B1; HK14793A; US4841811A; ES8603045A1; ATE31206T1; KR850006590A; KR930007003B1; CA1225259A

Abstract

Reduktionsgetriebe aus einer Antriebswelle und einem angetriebenen Teil, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen, sowie aus zwei Untersetzungsgliedern, die jeweils eine Reihe von Antriebselementen aufweisen. Die Aufgabe besteht darin, das Getriebe so auszubilden, dass es eine genaue Winkeldefinition zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle hat, in einstufiger Bauart viele ganzzahlige Untersetzungsverhaeltnisse erreicht werden koennen und die Relativbewegungen ausfuehrenden Beruehrungspunkte eingeschraenkt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die zwei Untersetzungsglieder zueinander und zur Antriebswelle koaxial sind, mindestens ein Rad vorgesehen ist, das von der Antriebswelle angetrieben wird und mindestens drei Paare von Stellgliedern besitzt, wobei eines der Stellglieder jedes Pares mit den Antriebselementen eines der Untersetzungsglieder zusammenwirkt, waehrend das andere Stellglied jedes Paares mit den Antriebselementen des anderen Untersetzungsgliedes zusammenwirkt. Die relative Drehbewegung zwischen den beiden Untersetzungsgliedern wird durch eine kurzzeitige Drehung des Rades, das sich auf eines der Untersetzungsglieder stuetzt, um einen Punkt bewirkt, der in einer Linie liegt, die die Drehpunkte der Stellglieder des in die entsprechenden Antriebselemente eingreifenden und den Antrieb des anderen Untersetzungsgliedes bewirkenden Paares verbindet. Fig. 1

Description

Berlin, 15. Juli 1985 AP P 16 H/273 695 5 64 932 23

Mechanisches Reduktionsgetriebe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Reduktionsgetriebe, das eine Antriebswelle und ein angetriebenes Organ aufweist, die koaxial sind und sich mit verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten, je nach dem Untersetzungsverhältnis des Reduktionsgetriebes, drehen und ein erstes und ein zweites Untersetzungsglied einschließen, die koaxial und gegeneinander verdrehbar sind, die jeweils eine Reihe von Antriebselementen aufweisen, die um den Drehpunkt des entsprechenden Untersetzungsgliedes gleichmäßig verteilt sind·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt Reduktionsgetriebe vom Typ "GYCLO" oder "GLEITKEILGETRIEBE", die jedoch nicht bei allen Anwendungen voll zufriedenstellend sind, insbesondere, wenn es notwendig ist, spielfreie Reduktionsgetriebe herzustellen·

Tatsächlich wird beim Reduktionsgetriebe-Typ "CYCLO" die Reduktion durch eine Nockenscheibe erreicht, die von einem Exzenter angetrieben wird, wobei diese nockenscheibe an ihrer Peripherie eine Anzahl von Zykloidbögen aufweist, die um eins geringer ist als die Anzahl von in einer festen Außenhülse drehbaren Rollen, die in diese Peripherie eingreifen· Die Übertragung der Drehung der Hockenscheibe auf das angetriebene Organ erfolgt mittels von in einer Scheibe drehbar gelagerten Rollen, die mit Bohrungen größeren Durchmessers in der Nockenscheibe zusammenwirken, die um deren Drehpunkt gleichmäßig verteilt sind·

Ein solches Reduktionsgetriebe erfordert komplizierte maschinelle Bearbeitungen, insbesondere, um die Peripherie der Nockenscheibe auszuführen, und eine große Zahl von Berührungspunkten zwischen der Nockenscheibe und der festen Hülse· Mit diesem Reduktionsgetriebe-Typ ist es nicht möglich, viele verschiedene Untersetzungsverhältnisse zu erreichen, außerdem ist es in einer einzigen Stufe nicht möglich, hohe Untersetzungsverhältnisse zu erreichen, ohne daß ein Reduktionsgetriebe mit großen Abmessungen notwendig ist.

Beim Reduktionsgetriebe-Typ "Gleitkeilgetriebe" wird eine an ihrem Umfang gezahnte Scheibe durch einen Exzenter angetrieben, so daß ihre Verzahnung in die Zähne eines festen Zahnkranzes und eines beweglichen Zahnkranzes eingreift· Die Anzahl der Zähne dieser beiden Zahnkränze ist verschieden, so daß der Eingriff eines Zahnes der Scheibe in die benachbarten Zähne der zwei Zahnkränze eine relative. Drehung dieser Zahnkränze bewirkt.

Der Nachteil dieses Reduktionsgetriebe-Typs ist der relativ große Raumbedarf und vor allem die Gleitbewegung der Zähne der Scheibe an den Planken der Zahnkränze·

Schließlich gibt es noch Zahnradgetriebe, die selbst bei Benutzung eines Planetenrades einen großen Raumbedarf haben und mit denen keine ganzzahligen Untersetzungsverhältnisse erreicht werden können, was insbesondere in der Robotertechnik sehr wichtig ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Reduktionsgetriebe mit einem geringen Raumbedarf.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reduktionsgetriebe aus einer Antriebswelle und einen angetriebenen Teil sowie zwei gegeneinander winklig verschiebbaren Untersetzung sglie dem, die jeweils eine Reihe von gleichmäßig um den Drehpunkt der Untersetzungsglieder verteilten Antriebselementen aufweisen, so auszubilden, daß es eine genaue Winkeldefinition zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle hat, in einstufiger Bauart viele ganzzahlige Untersetzungsverhältnisse erreicht werden können, die Herstellung nur einfache maschinelle Bearbeitungen erfordert, die mit großer Genauigkeit ausführbar sind und die Relativbewegungen ausführenden Berührungspunkte eingeschränkt werden, um somit die Abnutzung und die Reibungsverluste zu begrenzen·

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Untersetzungsglieder zueinander und zur Antriebswelle des Motors koaxial sind, e3 mindestens ein von der Antriebswelle angetriebenes Rad hat, das mindestens drei um seinen Mittelpunkt gleichmäßig verteilte Paare von Stellgliedern besitzt, wobei eines der Stellglieder jedes Paares mit den Antriebselementen des einen Untersetzungsgliedes zusammenwirkt, während das andere Stellglied jedes Paares mit den Antriebselementen des anderen Untersetzungsgliedes zusammenwirkt, höchstens zwei Stellgliedpaare des Rades gleichzeitig in Wirkverbindung mit den entsprechenden Antriebselementen sind und die relative Drehbewegung zwischen den beiden Untersetzungsgliedern durch eine kurzzeitige Drehung des Rades, das sich mindestens auf eines der Untersetzungsglieder stützt, um einen Punkt bewirkt wird, der in einer Linie liegt, die die Drehpunkte der Stellglieder des in die entsprechenden Antriebselemente eingreifenden und den Antrieb des anderen

Untersetzungsgliedes bewirkenden Paares verbindet, wobei die Weite jedes Schrittes der relativen Drehung der Untersetzungsglieder einerseits vom Winkel der kurzzeitigen Drehung und andererseits vom Abstand zwischen den Berührungspunkten der Stellglieder des in die Untersetzungsglieder eingreifenden Paares abhängt·

In weiterer Ausgestaltung liegt die Reihe von Antriebselementen des stützenden Untersetzungsgliedes auf einem Kreis, dessen Durchmesser zu dem Kreis, auf dem die Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes liegen, unterschiedlich ist·

Die kurzzeitige Drehung des Rades erfolgt um den Mittelpunkt eines der Stellglieder des in die Untersetzungsglieder eingreifenden Paares·

Die kurzzeitige Drehung des Rades erfolgt um einen. Punkt, der auf einem Radius des Rades liegt, der die Drehpunkte der Stellglieder eines gleichen Paares verbindet.

Das Untersetzungsglied, das mit den Stellgliedern zusammenwirkt, die den aufeinanderfolgenden kurzzeitigen Drehbewegungen des Rades als Drehpunkt dienen, ist nicht verschiebbar, während das andere Untersetzungsglied mit dem angetriebenen Teil formschlüssig verbunden ist«

Die Zahl der Antriebselemente des als Stütze dienenden Untersetzungsgliedes ist gleich

»•in

v/orin

V und η ganze Zahlen gleich oder größer 1 sind,

X eine ganze Zahl gleich oder größer 0 ist,

I. die Anzahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes ist,

Np die Anzahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes ist,

Upin die Zahl-der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes ist, die sich zwischen zwei Stellgliedern befinden, die zu verschiedenen, in dieses Untersetzungsglied eingreifenden Paaren eines Rades gehören«

Das Minuszeichen wird verwendet, wenn sich der Exzenter in der gleichen Richtung wie das angetriebene Untersetzungsglied dreht, das Pluszeichen, wenn sie sich zueinander entgegengesetzt drehen.

Die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes ist gleich

Y · H₁ - η

- »in

v/orin zusätzlich

Y und η ganze Zahlen gleich oder größer 1 sind,

Z eine ganze Zahl gleich oder größer 0 ist.

Das Pluszeichen wird verwendet, wenn sich der Exzenter in

der gleichen Richtung dreht wie das angetriebene Untersetzungsglied, und das Minuszeichen, wenn sie sich zueinander entgegengesetzt drehen.

Das Untersetzungsverhältnis ist gleich

R =

In weiterer Ausgestaltung sind beide Untersetzungsglieder beweglich und miteinander durch eine vom Rad unabhängige kinematische Verbindung verbunden.

Vorteilhaft sind zwei Räder vorgesehen, wobei die Stellgliedpaare der Räder zwischengeschaltet und die Zahl der Antriebselemente von mindestens einem Untersetzungsglied verdoppelt ist*

Zwei benachbarte Stellgliedpaare eines Rades sind durch ein Federglied gegeneinander winklig verschiebbar.

Bs ist ein einziges Rad vorgesehen, und die Zahl der Antriebselemente von mindestens einem Untersetzungsglied ist ungerade.

Die Antriebselemente des stützenden und des angetriebenen Untersetzungsgliedes sind in einer zur Antriebswelle senkrechten Ebene auf der gleichen Seite wie das Rad angeordnet, wobei die Stellglieder des Rades senkrecht aus einer der Seitenflächen des Rades herausragen.

Die Antriebselemente des stützenden und des angetriebenen Untersetzungsgliedes sind in zur Antriebswelle senkrechten Ebenen angeordnet, die auf beiden Seiten des Rades liegen, wobei die Stellglieder jedes Paares des Rades auf den entgegengesetzten Seiten des Rades angeordnet sind·

H- in oder Hpin ist gleich oder größer zwei·

Das Rad ist durch die Antriebswelle über einen Exzenter antreibbar. Beide Räder sind von der Antriebswelle über ein- und denselben Exzenter oder über zwei konzentrische Exzenter antreibbar bzw· ist jedes Rad von der Antriebswelle über einen Exzenter antreibbar·

Die Exzenter stehen sich einander gegenüber·

In weiterer Ausbildung sind mehrere Räder vorgesehen, die jeweils von einem mit der Antriebswelle formschlüssig verbundenen Exzenter angetrieben sind, die um die Antriebswelle gleichmäßig verteilt sind.

Die Untersetzungsglieder sind durch zwei konzentrische zylinderförmige Teile gebildet, die das Rad oder die Räder umgeben, und die Antriebselemente dieser Untersetzungsglieder sind Bohrungen, die kreisförmig sind. Der Durchmesser der Bohrungen des inneren Untersetzungsgliedes ist größer als derjenige der Bohrungen des äußeren Untersetzungsgliedes.

Jedes Stellgliedpaar ist aus zwei koaxialen Zapfen gebildet, deren Durchmesser den Durchmessern der Bohrungen der entsprechenden Untersetzungsglieder entsprechen.

Der Umfang der Zapfen hat die Form einer .Kugelscheibe·

In weiterer Ausbildung des Reduktionsgetriebes sind die Räder in derselben Ebene angeordnet, und das angetriebene Untersetzungsglied weist eine Reihe von Antriebselementen auf, die mit den entsprechenden Stellgliedern eines Rades zusammenwirken, sowie eine zweite Reihe von Antriebselementen, die mit den entsprechenden Stellgliedern des anderen Rades zusammenwirken, während das als Stütze dienende Untersetzungsglied nur eine einzige Reihe von Antriebselementen aufweist, die mit den entsprechenden Stellgliedern beider Räder zusammenwirken·

Die Räder sind in parallelen Ebenen angeordnet, und die Stellglieder jedes Rades wirken mit den entsprechenden Antrieb selement en jedes Untersetzungsgliedes zusammen·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Pig. 1: einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform des Reduktionsgetriebes,

Pig· 2: die Seitenansicht A des in Pig· 1 dargestellten Reduktionsgetriebes, wobei das Gehäuse abgenommen wurde,

Pig· 3 bis 9: die sieben aufeinanderfolgenden Schritte, die notwendig sind, um die Drehung des inneren, angetriebenen Untersetzungsgliedes im Vergleich zu dem äußeren, als Stütze dienenden Untersetzungsglied um V11 Umdrehung zu bewirken,

Pig. 10 bis 20: die elf notwendigen Schritte, um die Drehung des äußeren angetriebenen Untersetzungsgliedes im Vergleich zu dem inneren, stützenden Untersetzungsglied um ¹/7 Umdrehung zu bewirken,

Pig· 21: die kurzzeitige Drehung des Rades des Reduktionsgetriebes in graphischer Darstellung,

Pig* 22: eine dritte Ausführungsform des Reduktionsgetriebes mit einem vierflügeligen Rad,

Pig· 23: eine Variante des in Pig· 22 abgebildeten Reduktionsgetriebes,

Pig· 24: einen Axialschnitt einer vierten AusfUhrungsform des Reduktionsgetriebes mit zwei Rädern,

Pig. 25: die Seitenansicht B des in Pig· 24 dargestellten Reduktionsgetriebes ohne Gehäuse,

Pig· 26: einen axialen Teilschnitt einer fünften Ausführungsform des Reduktionsgetriebes,

Pig· 27: einen Axialschnitt einer sechsten Ausführungsform des Reduktionsgetriebes,

Pig· 28: eine Seitenansicht des in Pig· 27 dargestellten Reduktionsgetriebes, bei dem die Seitenwand und der Kranz abgenommen wurden und die Untersetzungsglieder teilweise in der Mittelebene des ersten Rades und teilweise in der Mittelebene des zweiten Rades geschnitten wurden,

Pig· 29: ein Detail der Antriebselemente und der Stellglieder dieser letzten Ausführungsform in größerem Haßstab·

Die erste Ausführungsform des Reduktionsgetriebes, die in Pig· 1 bis 9 dargestellt ist, besteht aus einer Antriebswelle 1, die in zwei Lagern 2; 3 drehbar ist, von dem das eine in einem Gehäuse 4 des Reduktionsgetriebes und das andere in einer Habe angeordnet ist, in der sich eine Abtriebswelle 5 befindet. Die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 5 sind koaxial und drehen sich mit Winkelgeschwindigkeiten, die vom Untersetzungsverhältnis des mechanischen Reduktionsgetriebes abhängen«

Dieses mechanische Reduktionsgetriebe schließt außerdem ein stützendes Untersetzungsglied 6 und ein angetriebenes Untersetzungsglied 7 ein, die zueinander und zur Antriebswelle 1 koaxial sind·

In dem dargestellten Beispiel ist das stützende Untersetzungsglied 6 unbeweglich und mit dem Gehäuse 4 formschlüssig verbunden, während das angetriebene Untersetzungsglied 7 mit der Abtriebswelle 5 formschlüssig ist·

Jedes der Untersetzungsglieder 6; 7 enthält einen ringförmigen Kranz 8 bzw· 9, die konzentrisch sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen*

Jeder der Kränze 8; 9 weist eine Reihe von Antriebselementen auf, die hier aus Kerben 10 bzw· 11 bestehen und um den Drehpunkt des entsprechenden Untersetzungsgliedes 6; 7 gleichmäßig verteilt sind·

In dieser besonderen Ausführungsform weist das angetriebene Untersetzungsglied 7, cU h» der innen liegende Kranz 9, elf Kerben 11 auf, während das stützende Untersetzungsglied 6, d· h* der außen liegende Kranz 8, sieben Kerben 10 aufweist*

Das Reduktionsgetriebe schließt darüber hinaus ein exzen-_e trisch angeordnetes Rad 12 ein, das in seinen Bewegungen von einem Exzenter 13 angetrieben wird, der mit der Antriebswelle 1 formschlüssig verbunden ist· Dieses exzentrische Rad 12 hat drei Radialflügel 14, die zum Mittelpunkt des Rades 12 symmetrisch angeordnet sind und jeweils zwei Stifte 15; 16; 17; 18; 19; 20 tragen, die Paare von Stellgliedern bilden« Bei den Verlagerungen des Rades 12 wirken die Stifte 15; 17; 19 mit den Kerben 10 des stützenden Untersetzungsgliedes 6 zusammen, während die Stifte 16; 18; 20 mit den Kerben 11 des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7 zusammenarbeiten·

Bei den Bewegungen des Rades 12 wirken die Stellgliedpaare aus den Stiften 15; 16; 17; 18; 19; 20 nacheinander mit allen Kerben 10; 11 der Untersetzungsglieder 6; 7 zusammen; Jedoch sind höchstens zwei Stellgliedpaare gleichzeitig mit den Kerben 10; 11 in Singriff, während das dritte Stellgliedpaar frei bleibt·

In seiner in Pig. 3 dargestellten Position wird der Exzenter 13 in Richtung des Pfeiles f angetrieben; das Stellgliedpaar aus den Stiften 15; 16 greift soeben in eine Kerbe 10 bzw. 11 der Untersetzungsglieder 6; 7 ein, während das Stellgliedpaar aus den Stiften 19; 20 gerade eine Kerbe 10 bzw. 11 freigibt und das Stellgliedpaar aus den Stiften 17; 18 ganz frei ist.

Wenn das Rad 12 aus seiner in Pig· 3 dargestellten Position in die in Pig* 4 dargestellte Position übergeht, führt der Exzenter 13> von der Antriebswelle 1 angetrieben, eine kurzzeitige Drehung um den Stift 15 aus, der fest in der Kerbe

10 des stützenden Untersetzung3gliedes 6 sitzt, das somit unverschiebbar ist. Diese kurzzeitige Drehung bewirkt, daß die Kerbe 11 des angetriebenen und mit dem Stift 16 in Eingriff befindlichen Untersetzungsgliedes 7 in Richtung des Pfeiles g in eine Drehbewegung versetzt wird· Während dieser Bewegung des Rades 12 wurde das Stellgliedpaar aus den Stiften 19; 20 von den Kerben 10;' 11 freigegeben und am Ende der Bewegung oder des Schrittes des Rades 12 greift das Stellgliedpaar aus den Stiften 17; 18 in die Kerben 10 bzw· 11 ein, in dem Moment,'in dem die Stifte 15; 16 die Kerben 10; 11 freigeben, mit denen sie zusammengewirkt haben·

Während dieser spezifischen Bewegung oder dieses Schrittes des Rades 12 beträgt die Drehung des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7 in diesem Beispiel ¹/77 Umdrehung·

Zwei Umdrehungen der Antriebswelle 1 sind notwendig, damit einer der Radialflügel 14 des Rades 12 wieder in die in Pig* 3 dargestellte Position gelangt·

In sieben aufeinanderfolgenden Schritten hat das angetriebene üntersetzungsglied 7 ¹/11 Umdrehung ausgeführt, wie durch die" Stellung der-entsprechenden Kerben 10; 11 in Pig» 3 und 9 zu sehen ist·

Die Y/eite der Drehung bei jedem Schritt des Rades 12 des inneren Untersetzungsgliedes 7 hängt vom Abstand zwischen den Achsen der Stellglieder eines Paares und vom Winkel der kurzzeitigen Drehung des Rades 12 um das in die entsprechende Kerbe 10 eingreifende Stellglied ab·

Selbstverständlich ist es nicht möglich, die Anzahl der Ker-

ben 10; 11 sowie die Anzahl der Stellgliedpaare willkürlich zu wählen, da au ganz bestimmten Zeitpunkten Kerben 10; 11 so ausgerichtet sein müssen, daß ein Stellglied in diese eingreifen kann·

Die Zahl der Kerben 10; 11 der Untersetzungsglieder 6; 7 wird durch die folgende Formel gegeben:

- η

I.

+ b

H,

in

· in

- Anzahl der Kerben 10 des als Stütze dienenden Untersetzungsgliedes, in diesem Pall des äußeren Untersetzungsgliedes 6,

- ganze Zahl größer oder gleich 1,

- ganze Zahl größer oder gleich 0,

- Anzahl der Antriebselemente 11 des angetriebenen Untersetzungsgliedes, hier des inneren Untersetzung sglie des 7,

- Anzahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes, hier des Untersetzungsgliedes 7, die zwischen zwei Stiften 16; 18; 20 liegen, die zu verschiedenen Paaren gehören, die in dieses angetriebene Untersetzungsglied 7 eingreifen,

bedeuten*

In dem oben beschriebenen Fall ist zu sehen, daß, wenn Έ_ο = 11;

in = 3j a = 2; η = 1 und b = 0

14 2-11-1

=

und das Untersetzungsverhältnis

R = 2 · 11 = 22, wenn H₁ · in = 2,

was mit der dargestellten Ausführungsform gut übereinstimmt, in der das angetriebene Untersetzungsglied 7 elf Kerben und das stützende Untersetzungsglied 6 sieben Kerben 10 aufweist·

Man kann die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7 auch in Abhängigkeit von der Zahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes 6 ausdrucken, und zv/ar wie folgt:

c · H₁ + η la« H₂ = + d · H₁

H₁ in

worin c und d ganze Zahlen sind·

Im Pail der ersten beschriebenen Ausführungsform sind c a 1; η = 1; d = 1; H₁ = 7; H₁ in = 2,

so daß

7 + 1 ² 2

was mit der in Pig· 3 bis 9 dargestellten Ausführungsform gut übereinstimmt.

Es war zu sehen, daß bei dieser ersten Ausführungsform zwei volle Umdrehungen der Antriebswelle 1 notwendig waren, um eine Drehung des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7 um !/11 Umdrehung zu erreichen· Da das Untersetzungsglied 7 hier mit der Abtriebswelle 5 formschlüssig verbunden ist, ist das Untersetzungsverhältnis dieses Reduktionsgetriebes somit R = 22· Dieses Untersetzungsverhältnis kann allgemein durch die folgende Formel ausgedrückt werden

N₁ in · U₂

— —~———— , η

worin Ή^ in die Zahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes 6 ist, die zwischen zwei Stellgliedern liegen, die zu verschiedenen in dieses Untersetzungsglied, eingreifenden Paaren, in diesem Pail 2, gehören, E"₂ die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7, in diesem Pail 11, ist und η eine ganze Zahl, hier 1, ist·

In dem dargestellten Pail ist das Untersetzungsverhältnis gleich

2 · 11

R = = 22

Durch Veränderung der Zahl der Antriebselemente der Untersetzungsglieder 6; 7 sowie der Zahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes 6, die zwischen zwei Stellgliedpaaren des Rades 12 eingeschlossen sind, kann eine se.hr große Zahl von verschiedenen Jntersetzungsverhältnissen erreicht werden*

Dies gilt um so mehr, solange es noch möglich ist, die Zahl

η variieren zu lassen* So erhält man, wenn die folgenden Werte vorgegeben sind,

H₂ = 15; H₂ in = 4; H₁ in _s 5 a = 1; η = 3 und b = 1

1 · 15 - 3

♦ 15 = 18

und das Untersetzungsverhältnis ist

5 · 15

R = = 25.

Als nichtbegrenzendes Beispiel können die folgenden Werte angegeben werden, die alle den hier weiter oben gegebenen lOrmeln I und Ia entsprechen·

Tabelle	¹	1	H	²	H₁ in	ρ _—	H₂ - H₁ in	Η« · in	η
H	7	11			η
18	11	2		22	3	1
29	11	Ul		55	3	1
4	17	8		88	3	1
21	17	1		17	4	1
38	17	5		85	4	1
11	15	7		153	4	1
26	15	3		45	4	1
41	15	7		105	4	1
18	15	11		165	4	1
	Ul		25	4	3

Selbstverständlich, können nicht alle Kombinationen von willkürlichen Werten für die Paktoren a, b c, d und η baufähige lösungen ergeben. Des weiteren muß die Bedingung erfüllt sein, daß die Zahlen der Antriebselemente U₁; H₂ sowie die entsprechenden Zahlen H₁ * in und H₂ ♦ in ganze Zahlen sind. Jedoch sind, wie in der keineswegs vollständigen Tabelle I zu sehen ist, sehr viele Ausführungen mit einer Vielzahl von verschiedenen Untersetzungsverhältnissen möglich.

In dieser Ausführungsform, in der das stützende Untersetzungsglied 6 außerhalb des angetriebenen Untersetzungsgliedes 7 liegt, drehen sich die Antriebswelle 1 und das angetriebene Untersetzungsglied 7 in derselben Richtung. Das Rad 12 dreht sich in entgegengesetzter Richtung.

Die zweite Ausführungsform des in Fig· 10 bis 20 dargestellten mechanischen Reduktionsgetriebes umfaßt eine Antriebswelle 1, die ein Rad 12 antreibt, das mit dem Rad 12 der ersten Ausführungsform identisch ist und Stellgliedpaare in Form von Stiften 15; 16; 17; 18; 19; 20 aufweist, die wie in der ersten Ausführungsform mit Antriebselementen in Form von Kerben 10; 11 zusammenwirken, die jeweils von Untersetzungsgliedern 6; 7 getragen werden· Wie in der ersten Ausführungsform hat das äußere Untersetzungsglied 6 sieben Kerben 10, während das innere Untersetzungsglied 7 elf Kerben 11 hat.

Der einzige Unterschied dieser Ausführungsform im Vergleich zur ersten besteht darin, daß das nicht verschiebbare stützende Untersetzungsglied hier das innere Untersetzungsglied 7 und das angetriebene Untersetzungsglied das äußere Untersetzungsglied 6 ist* Außerdem drehen sich die Antriebswelle 1 und der Exzenter 13 in entgegengesetzter Richtung zum angetriebenen Untersetzungsglied 6. Das Rad 12 dreht sich in derselben Richtung wie das angetriebene Untersetzungsglied S_t

In diesem Fall, in dem die Drehrichtung zwischen dem Exzenter 13 und dem angetriebenen Untersetzungsglied 6 entgegengesetzt ist, lautet die Formel zur Bestimmung der Zahl der Antriebselemente der Untersetzungsglieder 6; 7

e · H₂ + η II* H₁ = + f · H₂

Hp · in

e eine ganze Zahl größer oder gleich 1, η eine ganze Zahl größer oder gleich 1, f eine ganze Zahl größer oder gleich 0

bedeuten und die Symbole die gleiche Bedeutung haben wie weiter oben«

Bei der zweiten Ausführungsform sind e = 1jn=1;f = 1j Hgin = 2 und Hg = 7» "und somit

1-7+1

+ 1 . 7 = 11

und das Untersetzungsverhältnis

R = H₁ · in · H₂ mit H₁ in = 3, d# tu

R = 3 · 7 = 21

Im vorhergenannten Pail ist zu sehen, daß, wenn f = 0, die Zahl der Antriebselemente H₁ des stützenden Untersetzungsgliedes 7 nur vier betragen würde·

7 + 1 2

In diesem Pail wäre H₁Xn gleich 1 und das Untersetzungsverhältnis wäre dann

R = 1 · 7 = 7 ·

Auch hier kann die Zahl, der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes 6 in Abhängigkeit von der Zahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes 7 ausgedrückt werden«

g · H₁ - η Ha. H₂ a J - + h

worin g und η ganze Zahlen größer oder gleich 1 sind und h eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist#

Bei der zweiten Ausführungsform sind

I₁ β 11; l^in = 3; S ^a 2; η = 1 und h = 0

2*11-1

was mit der in Pig« 10 bis 20 dargestellten Ausführungsform gut übereinstimmt·

Somit ist zu sehen, daß bei Reduktionsgetrieben, deren Rad mit der Zahl der Antriebselemente der Untersetzungsglieder identisch ist, Untersetzungsverhältnisse erreicht werden, die um eins verschieden sind, je nachdem, ob das stützende Untersetzungsglied das Außen- oder das Innenglied ist·

In dieser zweiten Ausführungsform sind elf aufeinanderfolgende Schritte notwendig, um einen Zyklus des Rades 12 zu erreichen und damit das angetriebene Untersetzungsglied 6 im Vergleich zu dem feststehenden stützenden Untersetzungsglied 7 ¹/7 Umdrehung ausführt· Wie in Pig· 10 bis 20 zu sehen ist, sind drei Umdrehungen der Antriebswelle 1 erforderlich, um die elf Schritte des Rades 12 zu erreichen.

Auch hier kann ein Beispiel gegeben werden, in dem η wie vorher um eins verschieden ist· So erhält man, wenn die

folgenden Werte gegeben sind

U₂ = 18; U₂ · in = 5; H₁ · in « 4; β = 3 und f =

und somit

. ₁₅

und das Untersetzungsverhältnis ist

18-4 R = = 24.

Auch wenn das stützende Untersetzungsglied das äußere Untersetzungsglied 6 ist, können sehr viele Untersetzungsverhältnisse erreicht werden, die wie im vorhergehenden Pail alle der Formel II oder Ha entsprechen·

22 Tabelle II

11	7
11	18
11	29
17	4
17	21
17	38
15	11
15	26
15	41
15	18

U₂ H₁In R = -Z :— H_rtin η

3 21 2 1

3 54 5 1

3 87 8 1

4 16 11 4 84 5 1 4 152 7 1 4 44 3 1 4 104 7 1 4 164 11 1 4 24 5 3

Es ist interessant festzustellen, daß das Untersetzungsverhältnis, unabhängig von der speziellen Ausführung des Reduktionsgetriebes, wenn eines der beiden Untersetzungsglieder nicht verschiebbar ist, immer eine ganze Zahl ist·

Pig# 21 stellt schematisch die kurzzeitige Drehung des Rades 12 dar, die den Antrieb des äußeren angetriebenen Untersetzungsgliedes 6 um einen Schritt bewirkt, das bedeutet im Rahmen der zweiten beschriebenen Ausführungsform den Übergang dar in Pig· 10 dargestellten Position in die in Pig. 11 dargestellte Position·

Das Rad 12 ist symbolisch als ein Dreieck dargestellt, dessen Spitzen die Stellgliedpaare aus den Stiften 15; 16; 17; 18; 19; 20 tragen.

In dem Moment, in dem der Stift 18 die Kerbe 11 des stützenden Untersetzungsgliedes 7 und der Stift 17 die Kerbe 10 des angetriebenen Untersetzungsgliedes 6 freigeben, greifen die Stifte 15; 16 in die Kerben 10 bzw· 11 der Untersetzungsglieder 6; 7 ein, die der vorhergehende Schritt des Rades 12 einander gegenüber gebracht hat·

Während des folgenden Schrittes des Rades 12 verschiebt sich dieser aus der mit einer vollen Linie dargestellten Position in die in punktierter Linie dargestellte Position, und zwar durch eine kurzzeitige Drehung um den Mittelpunkt des in die Kerbe 11 des stützenden Untersetzungsgliedes 7 eingreifenden Stiftes 16· Bei dieser Drehung greift nur das Stellgliedpaar aus den Stiften 15; 16 in die Untersetzungsglieder 6; 7 ein und der Stift 16 bleibt unbeweglich, wobei seine Achse dem Rad 12 als Drehachse dient, während der Stift 15, der in die Kerbe 10^f eingreift, diese bis in die mit einer punktierten Linie dargestellte Position 15' führt. In diesem Augenblick ist eine Kerbe 10 des angetriebenen Untersetzungsgliedes 6 in einer Stellung angelangt, in der sie sich gegenüber einer Kerbe 11 des Untersetzungsgliedes 7 befindet·

Somit wurde das angetriebene Untersetzungsglied 6 während dieser kurzzeitigen Drehung des Rades 12 um die Achse des Stiftes 16 um einen Winkel <X verschoben· In dem Moment, in dem das Stellglied 15 die Position 15' erreicht hat und die Kerbe 10" freigegeben wird, sind die Stifte 19; 20 in der Position 19'; 20^f angelangt und werden gleich in eine Kerbe

η' η' 10 ; 11 eingreifen· Ein neuer Schritt erfolgt dann durch eine kurzzeitige Drehung des Rades 12 um den Stift 20.

In den beiden beschriebenen Ausführungsformen ist eines der Untersetzungsglieder fest und dient während der kurzzeitigen

Drehung des Rades als Stütze, um das andere Untersetzungsglied anzutreiben· In diesen Fällen ist der Punkt, um den die kurzzeitige Drehung des Rades erfolgt, die Achse desjenigen Stellgliedes des Rades, das in diesem Moment in ein Antriebselement des stützenden Untersetzungsgliedes eingreift.

Die hauptsächlichen Vorteile der erfindungsgemäßen mechanischen Reduktionsgetriebe sind:

1. Eine verminderte Anzahl von Teilen, deren maschinelle Bearbeitung leicht ist und genau ausgeführt werden kann·

2* Erreichung von ganzzahligen Untersetzungsverhältnissen.

3· Die Möglichkeit, eine große Zahl von Untersetzungsverhältnissen zu erreichen.

4* Die Möglichkeit, bei einem geringen Raumbedarf ein hohes Untersetzungsverhältnis zu erreichen und dabei ein großes Kraftmoment zu übertragen.

5* Dadurch, daß die Bewegung in eine große Zahl von Einheitsschritten zerlegt wird, ist die Genauigkeit verbessert, dies um so mehr, da sich die Spiele, die sich durch Verschleiß bilden können, nicht vergrößern. Tatsächlich wird jeder Schritt für sich, positioniert und verriegelt, und zwar durch den Eingriff eines Stellgliedpaares in ein entsprechendes Paar von Antriebselementen·

Wenn man beispielsweise ein Reduktior.sgetriebe gemäß Zeile 5 der Tabelle II annimmt, sind für eine Umdrehung des angetriebenen Teiles 17 x 38 = 646 Schritte notwendig.

Die Genauigkeit jedes dieser Schritte wird durch, die Wechselwirkung eines Stellgliedpaares mit einem Paar von .Antriebselementen gegeben, ohne daß es dabei eine Vergrößerung der vorhandenen Spiele geben kann«

In nicht dargestellten Varianten kann vorgesehen werden, daß die beiden Untersetzungsglieder, das stützende und das angetriebene Untersetzungsglied, beide gegeneinander verdrehbar und durch eine andere kinematische Dauerverbindung als einem Rad verbunden sind. Diese kinematische Verbindung kann zum Beispiel aus einem am Gehäuse drehbar befestigten Ritzel bestehen, das in die Zähne eingreift, die sich an jedem der Untersetzungsglieder befinden« In einer solchen Ausführung verdrehen sich die Untersetzungsglieder während des Betriebes in entgegengesetzter Richtung· Durch diese Bewegung der beiden Untersetzungsglieder erfolgt die kurzzeitige Drehung des Rades, das sich auf das als Auflage dienende Untersetzungsglied stützt und das anzutreibende Untersetzungsglied antreibt, um einen Punkt, der in einer Linie liegt, die die Mittelpunkte der beiden Stellglieder des mit den Untersetzungsgliedern in Eingriff befindlichen Paares miteinander verbindet«

Somit ist ganz allgemein die Formel, mit der die Zahl der Antriebselemente des stützenden Untersetzungsgliedes bestimmt werden kann, folgende:

V · H_p + η III« U-

IT₂In

worin V und η ganze Zahlen größer oder gleich 1 sind und X eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist« Die Symbole haben die gleiche Bedeutung wie vorher und das Zeichen im Zähler

vom ersten Glied dieser Gleichung ist ein Minuszeichen, wenn sich der Exzenter in derselben Richtung dreht wie das angetriebene üntersetzungsglied, und ein Pluszeichen, wenn sie sich in entgegengesetzter Richtung drehen.

Ug kann auch in Abhängigkeit von ]L· ausgedrückt werden, was zu der folgenden Formel führt:

- Y * IL ± η HIa* ET₂ = ί + Z · H₁

worin Y und η ganze Zahlen größer oder gleich 1 sind, Z eine ganze Zahl größer oder gleich O ist und die Symbole dieselbe Bedeutung haben wie vorher und worin das Zeichen im Zähler vom ersten Glied dieser Gleichung ein Pluszeichen ist, wenn sich der Exzenter in derselben Richtung dreht wie das angetriebene Untersetzungsglied, und ein Minuszeichen ist, wenn sie sich in entgegengesetzter Richtung drehen«

Man wird bemerken, daß es in diesen Formeln I, II und III oder Ia, Ha und IHa, wenn ET₂ durch Hgin teilbar ist bzw. wenn H₁ durch H₁Xn teilbar ist, unmöglich ist, die Beziehung zu erfüllen, was besagt, daß es nicht möglich ist, ein Reduktionsgetriebe mit den gewählten Zahlen zu bauen. In der Tat müssen diese Zahlen unbedingt ganze Zahlen sein.

Die dritte, in Fig. 22 dargestellte Ausführungsform des Reduktionsgetriebes besteht aus einem äußeren Untersetzungsglied 21 mit fünf Antriebselementen 22 in Form von Kerben und einem inneren Untersetzungsglied 23 mit elf Antriebselementen 24 in Form von Kerben. Ein Rad 25, das durch einen

mit einer Antriebswelle 27 formschlüssig verbundenen Exzenter 26 angetrieben wird, hat vier Radialflügel, die jeweils ein Paar von Stellgliedern in Form von Stiften 28; 29; 30; 31» 32; 33; 34» 35 tragen, die nacheinander mit den Antriebselementen 22; 24 der Untersetzungsglieder 21; 23 zusammenarbeiten·

Bei dieser Ausführung ist zu sehen, daß die Zahl der Antriebselemente 22; 24 mit der allgemeinen Formel III gut übereinstimmt, wenn das äußere Untersetzungsglied 21 das stützende untersetzungsglied ist·

7 ♦ H« - η

U₂ · in

Das Minuszeichen wird verwendet, weil sich das angetriebene Untersetzungsglied in derselben Richtung dreht wie der Exzenter·

Wenn Vs 1; X=O und η = 1, erhält man

11 - 1

IT. β , das heißt

Das Untersetzungsverhältnis in diesem Fall ist R = U₁ ♦ U₂*in s 5 « 2 s 10 ♦

Wenn man annimmt, daß das innere Untersetzungsglied 23 das stützende Untersetzungsglied ist, erhält man

V · U₂ + η U₂* in

Das Pluszeichen wird verwendet, weil sich das angetriebene Untersetzungsglied in entgegengesetzter Richtung zum Exzenter dreht*

Und wenn

V β 1 j χ a 1 und η = 1, erhält man

und das Untersetzungsverhältnis ist dann

= 11*1=11.

Pig. 23 veranschaulicht eine Variante des in Pig· 22 dargestellten mechanischen Reduktionsgetriebes, bei welcher das von der Antriebswelle 27 und vom Exzenter 26 angetriebene Rad aus zwei Teilen in Form der Räder 36; 37 besteht, die miteinander verbunden sind und jeweils zwei Radialflügel haben, die die Stellglieder in Form der Stifte 28; 29; 32; bzw· 30; 31; 34; 35 tragen·

Diese beiden Räder 36; 37 können sich gegen die elastische Wirkung eines Federgliedes 38 gegeneinander winklig verschieben·

Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, denn es ist möglich, die Durchmesser der Stifte, die die Stellglieder des

Rades bilden, auf die Breite der Kerben, die die Antriebselemente der Untersetzungsglieder bilden, genau so einzustellen, daß der Antrieb spielfrei erfolgt· Durch diese Elastizität zwischen den aufeinanderfolgenden Stellgliedern erfolgt der Eingriff dieser in die entsprechenden Kerben wirklich stoßfrei, selbst dann, wenn die Toleranzen sehr ens sind·

Die vierte, in Pig· 24 und 25 dargestellte Ausführungsform stellt eine Variante mit zwei Rädern des in Pig· 1 bis 9 dargestellten Reduktionsgetriebes dar· Dieses mechanische Reduktionsgetriebe besteht aus einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 5» einem Gehäuse 4» zwei Untersetzungsgliedern 6; 7» einem Exzenter 13 und einem Rad 12 wie in der ersten Ausführungsform·

Auch ein zweites, dreiflügeliges Rad 40 ist an einer Ringfläche 41 des ersten Rades 12, konzentrisch zum Exzenter 13» drehbar· Die Radialflügel des zweiten Rades 40 liegen in Richtung der Winkelhalbierenden der Winkel, die die Radialflügel des ersten Rades 12 bilden· Die Radialflügel des zwei ten Rades 40 tragen ebenfalls Stellgliedpaare in Porm von Stiften 42; 43; 44; 45; 46; 47, die mit den Kerben 10; 11 der Untersetzungsglieder 6; 7 zusammenarbeiten·

Es ist jedoch zu bemerken, daß das stützende Untersetzungsglied 6, hier das Außenglied, sieben Kerben 10 aufweist, wie in der ersten Ausführungsform, daß aber aufgrund des zweiten Rades 40, das im Vergleich zum ersten Rad 12 winklig verschoben ist, die Zahl der Kerben 11 des angetriebenem Untersetzungsgliedes 7 verdoppelt ist, sie jedoch keinerlei Einfluß auf die Punktionsweise oder das Untersetzungsverhältnis des Reduktionsgetriebes hat· Die beiden Räder 12; 40 arbei-

ten jedes für sich, und dieser Umstand muß bei der Bemessung des Reduktionsgetriebes berücksichtigt werden*

Ein Vorteil einer solchen Ausführung besteht in der Vergrößerung des Kraftmomentes, das durch das Reduktionsgetriebe übertragen werden kann, und zwar dadurch, daß wieder zwei Stellgliedpaare, eines von jedem Rad, vorhanden sind, die sich mit den Untersetzungsgliedern in Eingriff befinden·

Fig. 26 stellt eine fünfte Ausführungsform des Reduktionsgetriebes dar, die aus einer Antriebswelle 50 besteht, die mit einem Exzenter 51 formschlüssig verbunden ist, der ein Rad 52 mit mindestens drei Stellgliedpaaren antreibt· Bei dieser Ausführung besteht jedes Stellgliedpaar aus zwei zylinderfönnigen Zapfen 53; 54, die mit einem wellenförmigen Körper 55 formschlüssig verbunden ist, in eine Bohrung des Rades 52 eingetrieben oder versplintet ist. Dadurch befinden sich die Zapfen 53; 54 auf den entgegengesetzten Seiten des Rades 52, und der Abstand zwischen ihren Achsen kann sehr gering sein, ohne für die Abmessungen und somit für die Stabilität jedes von ihnen von lacht eil zu sein·

Dieses Reduktionsgetriebe schließt außerdem ein nicht verschiebbares, als Stütze dienendes Untersetzungsglied 56 ein, das durch eine der Seitenwände eines Gehäuses 57 gebildet wird, und ein angetriebenes Untersetzungsglied 58, das auf der Antriebswelle 50 drehbar gelagert ist und eine Abtriebswelle 59 bildet« Die Antriebselemente der Untersetzungsglieder 56; 58 bestehen aus radialen Ausfrästingen 60 bzw· 61·

Dieses Reduktionsgetriebe funktioniert genauso wie die vorhergehenden Ausführungsformen, aber durch seinen Bau kann bei jedem Schritt ein sehr kleiner Vorschub des angetriebe-

nen Untersetzungsgliedes und demzufolge ein sehr großes Untersetzungsverhältnis erreicht werden, und zugleich ist die Übertragung großer Kraftmomente möglich·

Selbstverständlich ist es in den fünf weiter oben beschriebenen Ausführungsfοrmen des Reduktionsgetriebes möglich, eine oder mehrere Schwungmassen vorzusehen, die mit der An triebswelle und dem Exzenter formschlüssig sind, um seine sehne11drehenden Teile dynamisch auszugleichen*

Die sechste, in Pig· 27, 28 und 29 dargestellte Ausführungsform des Reduktionsgetriebes zeigt eine besonders stabile, raumsparende technische Ausführung von diesem, die aus einer begrenzten Anzahl von Teilen besteht, deren Herstellung durch ihre Konzeption und ihre Porm leicht ist, da sie nur einfache maschinelle Bearbeitungen wie Bohren oder Drehen erfordern«

Diese Ausführung entspricht einem Reduktionsgetriebe des in der zweiten Zeile der Tabelle II genannten Typs, d· h· ihre Hauptmerkmale sind folgende

H₁ = 18 ; !!,,in = 5 H₂ = 11 ; H₂in = 3 R = 55 ; η = 1 .

Bei dieser sechsten Ausführungsform besteht das Reduktionsgetriebe aus einer Antriebswelle 50, die einerseits in einer festen Seitenwand 77 und andererseits am Ende einer zur Antriebswelle 50 koaxialen Abtriebswelle 78 drehbar gelagert ist· Diese Abtriebswelle 78 ist in der Nabe 79 einer Glocke 80 drehbar gelagert, deren zylinderförmiger Mantel 81 das unverschiebbare Untersetzungsglied bildet· Dieser zylinderförmige Mantel 81 ist zur Antriebswelle 50 und zur Abtriebs-

welle 78 koaxial und weist' zwei Reihen von achtzehn kreisförmigen Bohrungen 82; 83 auf, die beide über den Umfang dieses Mantels 81 gleichmäßig verteilt sind, wobei jede Reihe in einer senkrechten Ebene zu der Antriebswelle 50 und der Abtriebswelle 78 angeordnet ist· Die Bohrungen 82; 83 bilden die Antriebselemente des nicht verschiebbaren Untersetzungsgliedes«

Dieses Reduktionsgetriebe umfaßt außerdem ein mit Hilfe von Bolzen 85 starr und dicht an der Seitenwand 77 befestigtes Gehäuse 84 und einen nach außen umgebogenen Rand, in dem sich das nicht verschiebbare Untersetzungsglied befindet·

Das Reduktionsgetriebe schließt darüber hinaus ein angetriebenes Untersetzungsglied ein, das aus einer Glocke besteht, die formschlüssig oder in Form der Verlängerung eines Fertigteils mit der Abtriebswelle 78 verbunden ist und deren zylindrischer Mantel 87 konzentrisch im Mantel 81 des festen oder als Stütze dienenden Untersetzungsgliedes liegt· Das freie Ende des Mantels 87 ist mit einem Ring 88 formschlüssig verbunden, der in einer Habe 63 in der festen Seitenwand 77 drehbar ist«

Dieser Mantel 87 des angetriebenen Untersetzungsgliedes 86 weist zwei Reihen von runden Bohrungen 64; 65 auf, die in den Ebenen der Bohrungen 82; 83 des Mantels 81 des stützenden Untersetzungsgliedes in einer Linie liegen und über den Umfang dieses' Mantels 87 gleichmäßig verteilt sind· Jede dieser Reihe besteht aus elf Bohrungen 64; 65, die jeweils die Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes bilden·

Der Durchmesser der Bohrungen 64; 65 ist größer als der der Bohrungen 82; 83.

Dieses Reduktionsgetriebe schließt weiterhin zwei mit der Antriebswelle 50 formschlüssig verbundene Exzenter 66; 67 ein, die um 180 ° verschoben sind, d# h· die sich gegenüberstehen und deren Mittelebenen durch die Mittelpunkte der Bohrungen 82; 64 bzw· 83; 65 führen.

Zwei Räder 68; 69 mit drei Flügeln A, B und C drehen sich lose auf den Exzentern 66 bzw» 67· Diese Räder 68; 69 sind somit gegeneinander axial verschoben, sind aber in bezug auf ihren Drehpunkt 70 bzw· 71 in gleichen Winkelpositionen angeordnet·

Jeder Flügel A, B, C jedes Rades 68; 69 trägt ein Stellgliedpaar in Form von koaxialen Zapfen 72; 73 bzw. 74; 75> deren Umfang eine Kugelscheibe ist. Der Durchmesser der Kugelscheiben, die die äußeren Zapfen 72; 74 bilden, die mit den Bohrungen 82; 83 des feststehenden Untersetzungsgliedes zusammenarbeiten, entspricht dem Durchmesser der Bohrungen 82; 83, Der maximale Durchmesser der Kugelscheiben, die die inneren Zapfen 73; 75 bilden, die mit den Bohrungen 64; 65 des beweglichen, angetriebenen Untersetzungsgliedes zusammenarbeiten, entspricht den Bohrungen 64; 65·

Die Differenz zwischen dem Durchmesser der Bohrungen 82; 83 und 64; 65 reicht aus, damit die Zapfen 72; 74 beim Betrieb des Reduktionsgetriebes durch die Bohrungen 64; 65 gleiten können, bevor sie mit den Bohrungen 82; 83 zusammenarbeiten·

Im Innenraum des Gehäuses 84 ist eine bestimmte Menge Öl eingeschlossen, um alle in einer Relativbewegung befindlichen Flächen, Lager und Stellglieder beim Betrieb des Reduktionsgetriebes zu schmieren.

Diese sechste Ausführungsform des Reduktionsgetriebes, arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen, jedoch weist sie folgende zusätzlichen Vorteile auf:

1· Die Schwungmassen werden ausgeglichen, wenn sich die Räder 68; 69 einander gegenüberstehen»

2. Die von den Flügeln der Räder 68; 69 getragenen Stellglieder unterliegen keinerlei Kraftmoment, da die an ihnen angelegten Kräfte durch ihre jeweiligen Achsen führen. Genauso verhält es sich mit den Antriebselementen der Untersetzungsglieder.

In Varianten dieser Ausführungsform können die Zapfen und die Löcher, mit denen sie zusammenarbeiten, verschiedene Pormen haben. Beispielsweise könnten die Zapfen durch Rollen und die Löcher durch rechteckige Schlitze entsprechender Größe ersetzt werden.

In anderen Varianten könnte das Reduktionsgetriebe mehrere Räder, drei, vier oder mehr, aufweisen, die sich jeweils lose auf einem der Antriebswelle formschlüssig verbundenen Exzenter drehen· Diese Exzenter sind gegeneinander winklig vorzugsweise so verschoben, daß sie um die Antriebswelle gleichmäßig verteilt sind-·

Im allgemeinen ist noch zu bemerken, daß dieses Reduktionsgetriebe reversibel ist, d# h· es ist möglich, die Punktionen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu vertauschen, um anstelle eines Untersetzungsgetriebes ein Vervielfälti- - gungsgetriebe zu erhalten. Allerdings könnte das Drehmoment des Motors für hohe Vervielfältigungsverhältnisse hinderlich sein.

Schließlich ist das Reduktionsgetriebe symmetrisch, d. h# die Antriebswelle kann entweder in die eine oder in die andere Richtung angetrieben werden, wodurch ebenfalls eine Umkehrung der Drehrichtung der Abtriebswelle bewirkt wird·

In Varianten könnten die Stellglieder durch Schlitze oder Ausfräsungen und die Antriebselemente durch Stifte, Zähne usw· gebildet werden· Damit das Reduktionsgetriebe gut funktioniert, müssen die Stellglieder und die Antriebselemente spielfrei ineinandergreifen, ganz gleich, welche Form sie haben·

Es ist noch zu bemerken, daß der Exzenter in einem erfindungsgemäßen Reduktionsgetriebe mit jedem Schritt eine relativ große Winkelverschiebung ausführt, so daß ein Spiel zwischen Exzenter und Antriebsachse oder zwischen Rad und Exzenter praktisch nicht auf die Abtriebswelle übertragen wird·

Schließlich muß festgestellt werden, daß entscheidende bauliche Vorteile, wie eine Verringerung des Volumens des Reduktionsgetriebes, eine Verringerung der Zahl der Teile und der maschinellen Bearbeitungen sowie eine größere Genauigkeit erreicht werden, wenn der Wert ILin und/oder Npin gleich oder größer zwei ist·

Diese Reduktionsgetriebe können in vielen Bereichen der Technik, wie z. B· in der Robotertechnik, in den Bereichen Landmaschinen, Werkzeugmaschinen, Uhrwerke, Analoganzeigen, Peinmechanik, Meßinstrumente und -gerate, Getriebe usw·, verwendet werden·

Claims

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Erfindungsanspruch

1# Mechanisches Reduktionsgetriebe, das aus einer Antriebswelle und einem angetriebenem Teil, die sich mit verschiedenen, vom Untersetzungsverhältnis des Reduktionsgetriebes abhängigen Winkelgeschwindigkeiten drehen, und aus zwei gegeneinander winklig verschiebbaren Untersetzungsgliedern besteht, die jeweils eine Reihe von gleichmäßig um den Drehpunkt des entsprechenden Untersetzungsgliedes verteilten Antriebselementen aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) zueinander und zur Antriebswelle (1; 27; 50; 78) des Motors koaxial sind, es mindestens ein von der Antriebswelle (1; 27; 50; 78) angetriebenes Rad hat (12; 25; 40; 52; 68; 69), das mindestens drei um seinen Mittelpunkt gleichmäßig verteilte Paare von Stellgliedern besitzt, wobei eines der Stellglieder jedes Paares mit den Antriebselementen des einen Untersetzungsgliedes (6; 21; 56; 86) zusammenwirkt, während das andere Stellglied jedes Paares mit den Antriebselementen des anderen Untersetzungsgliedes (7; 23; 58; 87) zusammenwirkt, höchstens zwei Stellgliedpaare des Rades (12; 25; 40; 52; 68; 69) gleichzeitig in Wirkverbindung mit den entsprechenden Antriebselementen sind und die relative Drehbewegung zwischen den beiden Untersetzungsgliedern (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) durch eine kurzzeitige Drehung des Rades (12; 25; 40; 52; 68; 69), das sich mindestens auf eines der Untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) stützt, um einen Punkt bewirkt wird, der in einer Linie w liegt, die die Drehpunkte der Stellglieder des in die entsprechenden Antriebselemente eingreifenden und den Antrieb des anderen Untersetzungsgliedes bewirkenden Paares verbindet, wobei die Weite jedes Schrittes der relativen

,-. -7 η c

Drehung der Untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) einerseits vom Winkel der kurzzeitigen Drehung und andererseits vom Abstand zwischen den Berührungspunkten der Stellglieder des in die untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) eingreifenden Paares abhängt.

2« Reduktionsgetriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eeihe von Antriebselementen des stützenden Untersetzungsgliedes (6; 21; 56; 86) auf einem Kreis liegt, - - dessen Durchmesser zu dem Kreis, auf dem die Antriebselemente des angetriebenen üntersetzungsgliedes (7; 23; 58; 87) liegen, unterschiedlich ist«

3# Reduktionsgetriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die kurzzeitige Drehung des Rades (12; 25; 40; 52; 68; 69) um den Mittelpunkt eines der Stellglieder des in die untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) eingreifenden Paares erfolgt.

4· Reduktionsgetriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die kurzzeitige Drehung des Rades (12; 25; 40; 52; 68; 69) um einen Punkt erfolgt, der auf einem Radius des Rades (12; 25; 40; 52; 68; 69) liegt, der die Drehpunkte der Stellglieder eines gleichen Paares verbindet·

5· Reduktionsgetriebe nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Untersetzungsglied, das mit den dem Rad als Drehpunkt dienenden Stellgliedern zusammenwirkt, nicht verschiebbar ist, während das andere Untersetzungsglied mit dem angetriebenen Teil formschlüssig verbunden ist·

6· Reduktionsgetriebe nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Zahl der Antriebselemente des als Stütze

38
dienenden Untersetzungsgliedes (6; 21 j 56; 86) gleich

V * E_n + η

+ Σ ♦

ist, worin

V und η ganze Zahlen gleich oder größer 1 sind, X eine ganze Zahl gleich oder größer 0 ist, H₁ die Anzahl der Antriebselemente des stützenden üntersetzungsgliedes ist,

N« die Anzahl der Antriebselemente des angetriebenen üntersetzungsgliedes ist,

H gin die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen üntersetzungsgliedes ist, die sich zwischen zwei Stellgliedern befinden, die zu verschiedenen, in dieses Untersetzungsglied eingreifenden Paaren eines Rades gehören*

Das Minuszeichen wird verwendet, wenn sich der Exzenter in der gleichen Richtung wie das angetriebene Untersetzungsglied dreht, und das Pluszeichen, wenn sie sich zueinander entgegengesetzt drehen·

Reduktionsgetriebe nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes (7; 23; 58; 87) gleich

I₁ ί η
^Ί + Z ·

«in

ist, worin

Y und η ganze Zahlen gleich oder größer 1 sind, Z eine ganze Zahl gleich oder größer 0 ist, IL· die Zahl der Antriebselemente des stützenden

Untersetzungsgliedes ist,
H₂ die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes ist,

Npia. die Zahl der Antriebselemente des angetriebenen Untersetzungsgliedes ist, die sich zwischen zwei Stellgliedern befinden, die zu verschiedenen, in dieses Untersetzungsglied eingreifenden Paaren eines Rades gehören*

Das Pluszeichen wird verwendet, wenn sich der Exzenter in der gleichen Richtung dreht wie das angetriebene Untersetzungsglied, und das Minuszeichen, wenn sie sich zueinander entgegengesetzt drehen*

8# Reduktionsgetriebe nach Punkt 6 oder 7» gekennzeichnet dadurch, daß das Untersetzungsverhältnis

N_n · !!«in
R = ¹ ^ά

ist*

9* Reduktionsgetriebe nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß beide Untersetzungsglieder (6; 7; 21; 23; 56; 58; 86; 87) beweglich .und miteinander durch eine vom Rad (12; 25; 40; 52; 68; 69) unabhängige kinematische Verbindung verbunden sind·

lO.Reduktionsgetriebe nach einem der Punkte 1 bis 3_t gekennzeichnet dadurch, daß zwei Räder (12; 40) vorgesehen sind,

wobei die Stellgliedpaare der Räder (12; 40) zwischengeschaltet und die Zahl der Antriebselemente von mindestens einem Untersetzungsglied (7) verdoppelt ist·

11· Reduktionsgetriebe nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß zwei benachbarte Stellgliedpaare eines Rades durch ein Federglied (38) gegeneinander winklig verschiebbar sind·

12· Reduktionsgetriebe nach einem der Punkte 1 bis 9» gekennzeichnet dadurch, daß ein einziges Rad (12; 25; 52) vorgesehen und die Zahl der Antriebselemente von mindestens einem Untersetzungsglied ungerade ist·

13· Reduktionsgetriebe nach Punkt 1 oder Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebselemente des stützen-' den und des angetriebenen Untersetzungsgliedes in einer zur Antriebswelle (50) senkrechten Ebene auf der gleichen Seite wie das Rad (68; 69) angeordnet sind, wobei die Stellglieder des Rades (68; 69) senkrecht aus einer der Seitenflächen des Rades (68; 69) herausragen·

14· Reduktionsgetriebe nach Punkt 1 oder Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebselemente des stützenden und des angetriebenen Untersetzungsgliedes in zur Antriebswelle (50) senkrechten Ebenen angeordnet sind, die auf beiden Seiten des Rades liegen, wobei die Stellglieder jedes Paares des Rades auf den entgegengesetzten Seiten dieses Rades angeordnet sind·

15· Reduktionsgetriebe nach Punkt 6 oder 7, gekennzeichnet dadurch, daß ELin oder HpiB· gleich oder größer zwei ist.

16· Eeduktionsgetriebe nacli einem der Punkte 1 bis 9 oder 12 bis 14» gekennzeichnet dadurch, daß das Rad (12; 25; 40; 52; 68; 69) durch die Antriebswelle (1; 27; 50; 78) über einen Exzenter (13; 26; 51; 66; 67) antreibbar ist.

17« Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Räder (12; 40 bzw# 68; 69) der Antriebswelle (1 bzw» 50) über ein- und denselben Exzenter (13 bzw» 26) oder über zwei konzentrische Exzenter (66; 67) antreibbar sind«

18* Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß 3edes Rad (68; 69) von der Antriebswelle (50) über einen Exzenter (66; 67) antreibbar ist·

19· Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Exzenter (66; 67) einander gegenüberstehen·

20. Reduktionsgetriebe gemäß einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Räder (12; 40 bzw· 36; 37 bzw· 68; 69) vorgesehen sind, die jeweils von einem mit der Antriebswelle (1 bzw· 27 bzw· 50) formschlüssig verbundenen Exzenter (13 bzw· 26 bzw· 66; 67) angetrieben werden und die Exzenter (66; 67) um die Antriebswelle (50) gleichmäßig verteilt sind·

21· Reduktionsgetriebe nach einem der Punkte 1 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Untersetzungsglieder durch zwei konzentrische zylinderfö'rmige (Teile gebildet sind, die das Rad oder die Räder (68; 69) umgeben, und die Antriebselemente dieser Untersetzungsglieder Bohrungen (64; 65; 82; 83) sind.

22* Reduktionsgetriebe nach Punkt 21» gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrungen (64; 65; 82; 83) kreisförmig sind und der Durchmesser der Bohrungen (64; 65) des inneren Untersetzungsgliedes größer ist als derjenige der Bohrungen (82; 83) des äußeren Untersetzungsgliedes·

23· Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 22, gekennzeichnet dadurch, daß jedes Stellgliedpaar aus zwei koaxialen Zapfen (72; 73» 74; 75)» deren Durchmesser den Durchmessern der Bohrungen (64; 65 bzw« 82; 83) der entsprechenden Untersetzungsglieder entsprechen, gebildet ist*

24· Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 23, gekennzeichnet dadurch, daß der Umfang der Zapfen (72; 73; 74; 75) die Form einer Kugelscheibe hat·

25· Reduktionsgetriebe gemäß Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß die Räder (12; 40) in derselben Ebene angeordnet sind und das angetriebene Untersetzungsglied (7) eine Reihe von Antriebselementen aufweist, die mit den entsprechenden Stellgliedern eines Rades (12 bzw· 4 ) zusammenwirken sowie eine zweite Reihe von Antriebselementen aufweist, die mit den entsprechenden Stellgliedern des anderen Rades (40 bzw· 12) zusammenwirken, während das als Stütze dienende Untersetzungsglied (6) nur eine einzige Reihe von Antriebselementen aufweist, die mit den entsprechenden Stellgliedern beider Räder (12; 40) zusammenwirken·

£S# Reduktionsgetriebe gemäß einem der Punkte 18, 19 oder 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Räder (68; 69) in parallelen Ebenen angeordnet sind und die Stellglieder jedes Rades (68; 69) mit den entsprechenden Antriebselementen jedes Untersetzungsgliedes zusammenwirken·

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen