<Desc/Clms Page number 1>
PLANETAIR DRIJFWERK.
De uitvinding heeft betrekking op een drijfwerk, waarbij de aan- drijfas excentrisch een tussentandwiel draagt, dat afrolt op een binnenver- tanding van de coaxiaal met de aandrijfas geplaatste aangedreven as, in welk tussentandwiel vast opgestelde organen grijpen, die haar wenteling be- perken en waarbij de excentriciteit kleiner is dan de straal van het tussen- tandwiel. gemeten aan de voet der tanden.
In de praktijk is gebleken,!) dat de uitvoering van een drijfwerk van dit type moeilijkheden meebrengt, in hoofdzaak voortvloeiend uit de re- latief hoge omwentelingssnelheid, die het excentrisch geplaatste, dus pla- netair bewegende tussentandwiel verkrijgt. Deze hoge snelheid leidt gemak- kelijk tot trillingen en lawaai, hetgeen het drijfwerk onbruikbaar maakt voor toepassing in die gevallen, waar met een snellopende electromotor een rustige aandrijving moet worden verkregen, zoals bij huishoudelijke machi- nes, met name wasmachines en dergelijke.
Volgens de uitvinding bestaat de ondersteuning van het de binnen- vertanding bevattende deel uit een ringlager buiten om deze binnenvertanding.
Gebleken is, dat slechts op deze wijzer en niet bij bevestiging van het de binnenvertanding bevattende deel op een gelagerde as, trillingvrijheid en geruisloosheid van het drijfwerk en bovendien en voldoende hoog overbrengings- rendement kan worden verkregen. Tevens wordt hierdoor de constructie aan- merkelijk korter, lichter en goedkopero Overwogen kan hierbij worden, dat de tanddruk bij deze drijfwerken een relatief zeer hoge kracht verwerkt, wel- ke kracht bovendien voortdurend van richting wisselt. rondlopend met het tussentandwiel.
Wanneer het de binnenvertanding bevattende deel vrijvlie- gend (overhanging) op ;een is bevestigd, verkrijgt deze as precederende slingeringen met hoge plaatselijke lagerbelastingen, die de bovengenoemde bezwaren te voorschijn zullen roepeno
<Desc/Clms Page number 2>
Hiermede zijn de bestaande bezwaren volledig overwonnen. Met name is hiermede het probleem van de aandrijving van huishoudelijke machi- nes met kleine, snellopende motoren van zo gering vermogen, dat deze op een normale lichtleiding kunnen worden aangesloten, opgelost, omdat het rendement van het drijfwerk volgens de uitvinding zo hoog is, ondanks de bereikbare grote overbrengingsverhouding, dat een groot gedeelte van het motorvermogen ter beschikking komt.
Een typische toepassing is de aandrij- ving van wasmachines en van wringers, die vrij veel energie vereisen, door een electromotor, welke tot dusverre slechts onbevredigend resp. in het geheel niet mogelijk was.
Aan de hand van de tekening zal de uitvinding nader worden toe- gelicht.
Fig. 1 is een axiale doorsnede van een drijwerk volgens de uit- vinding.
Fig. 2 en 3 zijn resp. een axiale doorsnede en een eindaanzicht van een andere, vereenvoudigde uitvoering daarvan.
Fig. 4 is een axiale doorsnede van een verdere uitvoeringsvorm.
Fig. 5 geeft in doorsnede een gedeelte van het drijfwerk met electromotor van een wasmachine weer.
Fig. 6 is een detail (starthefboom) van fig. 5.
In fig. 1 is 1 de aandrijvende, snellopende as, lopend in het kogellager 2, dat rust in het vaste huisdeel 3. Deze as 1 draagt, daarop vastgezet met de spié 4, een excentrische loopring 5, waarop het dubbele rondsel 6, dat namelijk van twee tandreeksen 7 en 8 is voorzien, draaibaar is. De tandreeks 7 is in ingrijping met de in het vaste huisdeel 3 aan- gebrachte, dus vaststaande binnenvertanding 9, die slechts iets groter is en dus slechts weinig tanden meer bevat dan de tandreeks 7. De tandreeks 8 is in ingrijping met de binnenvertanding 10, die ook slechts weinig tanden meer bevat dan de reeks 8.
De binnenvertanding 10 zit op een rondsel 11 dat draaibaar in het lager 13 in het gestel rust en één geheel vormt met de aangedreven as 12.
Wanneer de as 1 een omwenteling maakt rolt de vertanding 7 af op de vaste binnenvertanding 9 en daarbij wentelt het rondsel 6 iets meer dan een gehele omwenteling terug. Wanneer: de vertanding 8, a tanden heeft, de vertanding 7, b tanden, de vertanding 9, c tanden, en de vertanding 10, d tanden heeft, dan is de overbrengingsverhouding tussen de as 1 en de as 12 ge- lijk aan :
EMI2.1
1 : (i- 2.x a b x d
Teneinde een indruk te geven van de grote overbrenging die hierbij verkregen kan worden kunnen wij a = 100 tanden b = 102 tanden
<Desc/Clms Page number 3>
c = 104 tanden d = 102 tanden stellen. In dit geval wordt de overbrengingsverhouding circa 1 : 2600.
Steeds is een groot aantal tanden tegelijkertijd in ingrijping.
Dit maakt de constructie licht en klein bijvoorbeeld in vergelijking met een worm en wormwiel. De afrollende tandingrijping geeft een veel gerin- gere wrijving dan die welke bijvoorbeeld in een worm en wormwiel optreedt (de enigste overbrenging die ook dergelijke grote verhoudingen'mogelijk maakt) en dit geeft een hoog overbrengingsrendement.
De overbrenging is niet zelfremmend en dus ook omkeerbaar. Ook weer doordat een groot aantal tanden tegelijkertijd in ingrijping zijn werkt het systeem zeer geruisloos.
Bij de constructie volgens fig. 1 wordt het rondsel 6 niet ge- heel doch bijna geblokkeerd tegen draaiing door de afrolling ervan op de vaste binnenvertanding 9. Een vereenvoudigde constructie wordt verkregen wanneer men dit rondsel 6 geheel tegen draaiing zou blokkeren op andere wijze, zodat de tandreeksen 7 en 9 zouden kunnen vervallen. Een dergelijke uitvoering vindt men in de figuren 2, 3 en 4.
Bij de fig. 2 en 3 vindt men op de aandrijfas 1 weer de excen- triekring 5 vastgezet met de spie 4 en daarop het rondsel 6. Het rondsel 6 is voorzien van ruime gaten 15 waarin de pennen 16 reiken, die in het vaste huisdeel 3 zijn bevestigd. De pennen 16 hebben zoveel speling in de gaten 15, dat het mideelpunt van het rondsel 6 de draaiing van het mid- delpunt van het excentriek kan volgen maar overigens beletten deze pennen 16 toch de wenteling van het rondsel 6. Het rondsel 6 heeft dus nu alleen de tandreeks 8, die afrolt op de binnenvertanding 10 van het rondsel 11, dat één geheel vormt met de aangedreven as 12, doch toch van een eigen buitenlagering 13 is voorzien. De inrichting volgens fig. 4 werkt op de- zelfde wijze als die volgens fig. 2 en 3 doordat ook de draaiing van het rondsel 6 wordt belet.
Dit geschiedt echter doordat het rondsel 6 met een flexibele sok 17 (uit rubber of dergelijke stof) is verbonden met het vas- te huisdeel 3. Daardoor kanhet rondsel 6 ook weer wel de schommelbeweging van het excentriek 5 op de as 1 meemaken. Het rondsel 6 grijpt ook weer met de vertanding 8 in de binnenvertanding 10 van het rondsel 11 op de aangedreven as 12 ino riet rondsel 11 rust weer in het uitwendige ring- lager 13.
Het wasmachinemechanisme volgens fig. 5 bevat een kleine elec- tromotor met statorgedeelte 20 en rotor 21. Deze rotor rust in de kogella- gers 22 en 23. De verlengde as 1 van de rotor draagt hier het erop vast- gespiede excentriek 5 en draaibaar om dit excentriek 5 met behulp van de kogellagers 23 is het rondsel 6, dat voorzien is van de beide vertandingen 7 en 8, samenwerkend met de vaste binnenvertanding 9 en de draaibare bin- nenvertanding 10. Een en ander komt nauwkeurig overeen met de constructie volgens fig. 1.
De draaibare binnenvertanding 10 maakt deel uit van het rondsel 25 dat aan de omtrek draaibaar is ondersteund in het naald- of rollenlager 26. Het rondsel 25 draagt een krukpen 27 waarmede de drijfstang 28 wordt aangedreven welke aan de wasas 29 dé vereiste heen- en weerdraaiende bewe- ging geeft, doordat, deze drijfstang 28 als tandbeugel is uitgevoerd, die op de as 29 aangrijpt. In de wasas is nog een klauwkoppeling 30 opgenomen waardoor het aangedreven aseinde 31 losgekoppeld kan worden. De koppeling 30 wordt bediend door het handle 32.
Aangezien de electromotor een eenvoudinge synchroonmotor is , is een startinrichting voor deze motor aangebracht. Deze bestaat uit een
<Desc/Clms Page number 4>
hefboom 34 (zie fig. 6) die met een U-vormige holte in het vorkgedeelte 35 draaibaar is op een vaste naaf 36 welke coaxiaal met de as 31 is gelegen.
Deze hefboom 34 draagt een tandsegment 37 dat in ingrijping kan worden ge- bracht met het rondsel 38 op het einde van de as van de rotor 21 van de electromotor. Door een zwaaibeweging van de hefboom 34 kan de rotor 21 worden gestart. De tanden van het segment 37 en het rondsel 38 kunnen ge- makkelijk buiten ingrijping worden gebracht.
<Desc / Clms Page number 1>
PLANETARY DRIVING.
The invention relates to a gear in which the drive shaft eccentrically carries an intermediate gear wheel, which rolls on an internal toothing of the driven shaft arranged coaxially with the drive shaft, in which intermediate gear engage fixed means which limit its rotation and where the eccentricity is less than the radius of the idler gear. measured at the base of the teeth.
In practice it has been found that the design of a gear of this type entails difficulties, mainly due to the relatively high speed of revolution which the eccentrically arranged, i.e. planetary moving intermediate gear obtains. This high speed easily leads to vibrations and noise, which makes the gearbox useless for use in those cases where a quiet drive is to be obtained with a fast-running electric motor, such as in domestic machines, especially washing machines and the like.
According to the invention, the support of the part containing the inner gearing consists of a ring bearing outside around this inner gearing.
It has been found that only on this pointer and not when the part containing the internal gearing is secured to a bearing-mounted shaft, vibration freedom and noiselessness of the transmission and, moreover, a sufficiently high transmission efficiency can be obtained. This also makes the construction considerably shorter, lighter and cheaper. It can be considered here that the tooth pressure in these gears processes a relatively very high force, which force also constantly changes direction. running around with the idler gear.
When the part containing the internal gearing is fixed free-flying (overhang), this shaft obtains precedent swings with high local bearing loads, which will evoke the above drawbacks.
<Desc / Clms Page number 2>
The existing drawbacks have thus been completely overcome. In particular, this solves the problem of driving domestic machines with small, fast-running motors of such low power that they can be connected to a normal light line, because the efficiency of the gear according to the invention is so high, despite the achievable large gear ratio, which makes a large part of the engine power available.
A typical application is the drive of washing machines and wringers, which require quite a lot of energy, by an electric motor, which has hitherto been unsatisfactory resp. was not possible at all.
The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
FIG. 1 is an axial section of a gear according to the invention.
FIG. 2 and 3 are resp. an axial section and an end view of another simplified embodiment thereof.
FIG. 4 is an axial section of a further embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a portion of the electric motor gear of a washing machine.
FIG. 6 is a detail (start lever) of FIG. 5.
In Fig. 1, 1 is the driving, high-speed shaft, running in the ball bearing 2, which rests in the fixed housing part 3. This shaft 1 carries, fixed thereon with the spline 4, an eccentric race ring 5, on which the double pinion 6, which namely, is provided with two sets of teeth 7 and 8, is rotatable. The row of teeth 7 meshes with the, i.e. fixed inner toothing 9 arranged in the fixed housing part 3, which is only slightly larger and thus has only a few more teeth than the row of teeth 7. The row of teeth 8 meshes with the inner toothing 10, which also contains only few teeth more than the series 8.
The inner toothing 10 sits on a pinion 11 which rotatably rests in the bearing 13 in the frame and is integral with the driven shaft 12.
When the shaft 1 makes one revolution, the toothing 7 rolls off the fixed inner toothing 9 and the pinion 6 rolls back a little more than one full revolution. When: the toothing 8, a has teeth, the toothing 7, b teeth, the toothing 9, c teeth, and the toothing 10, d teeth, then the transmission ratio between the shaft 1 and the shaft 12 is equal to:
EMI2.1
1: (i- 2.x a b x d
In order to give an impression of the large transmission that can be obtained here, we can use a = 100 teeth b = 102 teeth
<Desc / Clms Page number 3>
c = 104 teeth d = 102 teeth set. In this case, the gear ratio becomes approximately 1: 2600.
A large number of teeth are always engaged simultaneously.
This makes the construction light and small compared to a worm and worm gear, for example. The rolling tooth engagement gives a much lower friction than that which occurs, for example, in a worm and worm gear (the only transmission that also allows such large ratios) and this gives a high transmission efficiency.
The transmission is not self-locking and therefore also reversible. Again, because a large number of teeth are engaged at the same time, the system works very quietly.
In the construction according to Fig. 1, the pinion 6 is not completely but almost blocked against rotation by its rolling on the fixed inner toothing 9. A simplified construction is obtained if this pinion 6 is completely blocked against rotation in another way, so that tooth sets 7 and 9 could be discontinued. Such an embodiment can be found in Figures 2, 3 and 4.
In Figs. 2 and 3, the eccentric ring 5 is again fixed on the drive shaft 1 with the key 4 and thereon the pinion 6. The pinion 6 is provided with large holes 15 into which the pins 16 extend, which extend into the fixed housing part. 3 are confirmed. The pins 16 have so much play in the holes 15 that the center of the pinion 6 can follow the rotation of the center of the eccentric, but these pins 16 nevertheless prevent the rotation of the pinion 6. The pinion 6 now has only the row of teeth 8, which rolls on the inner toothing 10 of the pinion 11, which is integral with the driven shaft 12, yet is provided with its own outer bearing 13. The device according to Fig. 4 functions in the same way as that according to Figs. 2 and 3 in that the rotation of the pinion 6 is also prevented.
However, this takes place in that the pinion 6 is connected to the fixed housing part 3 by means of a flexible socket 17 (made of rubber or similar material). As a result, the pinion 6 can also experience the rocking movement of the eccentric 5 on the shaft 1. The pinion 6 also engages again with the toothing 8 in the inner toothing 10 of the pinion 11 on the driven shaft 12 and the pinion 11 rests in the outer ring bearing 13 again.
The washing machine mechanism according to Fig. 5 comprises a small electric motor with stator part 20 and rotor 21. This rotor rests in the ball bearings 22 and 23. The extended shaft 1 of the rotor here carries the eccentric 5 pivoted thereon and rotatable around. this eccentric 5 by means of the ball bearings 23 is the pinion 6, which is provided with the two toothings 7 and 8, cooperating with the fixed internal toothing 9 and the rotatable internal toothing 10. All this corresponds exactly with the construction according to fig. 1.
The rotatable internal gearing 10 is part of the pinion 25 which is circumferentially rotatably supported in the needle or roller bearing 26. The pinion 25 carries a crank pin 27 which drives the connecting rod 28 which rotates back and forth on the wash shaft 29. movement is obtained in that this connecting rod 28 is designed as a gear rack which engages on the shaft 29. A claw coupling 30 is included in the washing shaft, so that the driven shaft end 31 can be uncoupled. The clutch 30 is operated by the handle 32.
Since the electric motor is a simple synchronous motor, a starting device is provided for this motor. This consists of one
<Desc / Clms Page number 4>
lever 34 (see Fig. 6) rotatable with a U-shaped cavity in fork portion 35 on a fixed hub 36 coaxial with shaft 31.
This lever 34 carries a cog segment 37 which can be engaged with the pinion 38 on the end of the shaft of the rotor 21 of the electric motor. The rotor 21 can be started by a swinging movement of the lever 34. The teeth of the segment 37 and pinion 38 can be easily disengaged.