DE3633656A1

DE3633656A1 - Kreisringschraubgetriebe

Info

Publication number: DE3633656A1
Application number: DE19863633656
Authority: DE
Inventors: Franz Martin Arndt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-14

Description

Es besteht die verpflichtende akute Aufgabe der Antriebs technik zur Verringerung schädlicher Umweltbelastungen ihren Anteil beizutragen, durch Engergieeinsparung, Mate rialersparnis und Geräuschminderung.

Energieeinsparung ist durch Wirkungsgradverbesserung von Drehmomentwandlern möglich.

Materialersparnis kann durch eine Steigerung der Raumlei stung erreicht werden.

Geräuschminderung bei Zahnradgetrieben als Folge von Ein griff- und Teilkreisstoß kämmender Zahnräder ist vornehm lich wie bekannt durch größere Fertigungsgenauigkeit zu erreichen, allgemein kann aber festgestellt werden, be sitzen reine Schraubgetriebe eine wesentlich verringerte Schallerzeugung aufgrund ihres gleitend-schraubenden Ein griffes der Getriebeelemente; haben aber den Nachteil der großen Reibverluste bei großen Übersetzungen durch Misch reibung und dadurch bedingten Reibverschleiß.

Bekanntlich gehören zum Stand der Antriebstechnik hoch übersetzte Schnecken- Kegel- und Stirnradgetriebe.

Als schraubende oder wälzschraubende Drehmomentwandler haben Schneckengetriebe bei großen Übersetzungen den zu vor erwähnten Nachteil.

Vielstufige Stirnradgetriebe besitzen bei ausreichendem flüssigen Reibgleitungsanteil zwischen den Getriebeflan ken der schnellaufenden Stufen einen guten Wirkungsgrad, der aber durch Mehtstufigkeit und durch unzureichende Schmierdruckbildung gerade in der längsarmdrehenden End stufe unter großem Antriebsmoment ebenfalls Mischreibung entstehen läßt, die, wenn auch nicht so gravierend wie bei einem Schneckentrieb, doch beachtliche Wirkungsgradverluste und Flankenverschleiß hervorruft. Das Letztere gilt auch für mehrstufige Kegelschraubgetriebe.

Der im folgenden beschriebene Drehmomentwandler verwirk licht die obigen Forderungen erfindungsgemäß durch konzen trische Kreisringschraubung zweier oder mehrerer Getriebe elemente. Diese wirken als Kreisringschraubgetriebe in ver schiedenen Ausführungsformen zusammen.

Durch die kreisringschraubende Schmierdruckbildung zwischen den Getriebeflanken analog der Gleitlagertheorie bilden sich schlanke, radial verlaufende flächengekrümmte Schmierdruck keile in der radial verlaufenden Berührungszone aus, so daß bei ausreichender Relativgeschwindigkeit und ausreichender Schmierfähigkeit des Schmiermittels zwischen den Getriebe flanken reine Flüssigkeitsreibung entsteht.

Bei kleinerer für die dynamische Schmierdruckbildung unzu reichender Relativgeschwindigkeit bietet sich die Möglich keit der wälzenden Schraubung mittels Wälzrolle im Kreis ringschraubgang oder auch eine bekannte gleitende hydro statische Drehmomentübertragung zwischen den Flanken an.

Die Druckölversorgung übernimmt eine externe, bekannte Druckölpumpe mit konstanter oder veränderlicher Förderung.

Die geometrische Grundlage eines Kreisringschraubgetriebes ist die Kreisringschraubkurve.

Diese Kreisringschraubkurve, als in sich geschlossene vielfach gewundene räumliche Schraubkurve auf der Ober fläche oder in der Innenfläche des bekannten geometrischen Kreisringes mit periodisch wechselnder Steigung zwischen Maxima und Minima pro Windung, entsteht durch die Rota tion ϕ eines Kreisringpunktes P mit Radius rm um Mittel punkt Mrm bei dessen gleichzeitiger Drehung γ mit Radius Rm um eine den Kreis um Mrm nicht berührende Gerade durch die Punke A 1-A 2, mit konstantem, abhängigen Drehverhältnis i der Rotation ϕ zur Drehung γ. Der Kreispunkt P ist Schnitt punkt zwischen dem Roationskreis mit dem Radius rm, dem zur Drehungsgeraden durch A 1-A 2 drehnormalem Radius Δ R , deren steigungserzeugende Umfangskomponente Vurm und Vu Δ R bzw. deren Resultierende VuR als Steigungstangente an die Kreisringschraubkurve. Diese bildet mit der Drehungs- und Rota tionsebene im Kreispunkt P den Steigungswinkel α. Demnach ist der Tangens von α:

Bild 0/0a/0b/0c/0d/

RM = Mittelkreisradius
rm = Rotationskreisradius
z = Gangzahl
i = Drehverhältnis von ϕ zu γ
ϕ = Rotationswinkel von P
γ = Drehwinkel von Rm bzw. Δ R

Die zur Kreisringschraube gehörige Kreisringschraubmutter unterliegt demselben geometrischen Verschraubungsgesetz, jedoch ist der Muttergewindegang auf ein Bogenstück mit kleinerem Zentriwinkel als 360° reduziert, bzw. ist der Zentriwinkel als Funktion der einhüllenden Kreisringschrau bung soweit zu verringern, bis eine Relativdrehung oder Rotation als Funktion der Vor- bzw. Nacheilung der Berüh rungszone stattfinden kann.

Wirkungsweise

Ein Kreisringschraubgetriebe besteht erfindungsgemäß aus dem bekannten Kreisring versehen mit Außen- oder Innenge winde möglicher verschiedenartiger Querschnittsformen und der mit dieser verschraubten Kreisringschraubmutter mit korrespondierenden Innengewinde oder Außengewinde reduziert auf die Form eines konkav- bzw. konvexgekrümmten Kreisring bogenzahnes.

Durch Rotation der Kreisringschraubmutter mit dem Rotations winkel ϕ erfährt deren Mittel als Funktion der Schraubstei gung einen bogenförmigen Vorschub auf dem zentrischen Kreis ringmittelkreis. Da diese Rotation in einer Ebene durch die Kreisringachse normal zur Mittelkreisebene stattfindet, schwenkt diese Ebene im Übersetzungsverhältnis i um den Schwenkwinkel ϕ/i aus der Ausgangslage um die Kreisringachse herum.

Die beidseitigen Flankenflächenkrümmungen des Kreisringbogen zahnes als Hüllflächenkurve der Kreisringschraubengewinde flanken bilden mit dieser in der jeweiligen radialverlaufen den Berührungszone einen schmierdruckbildenden Krümmungs differenzspalt, welcher an der engsten Stelle zwischen radial angenähert parallel verlaufenden Krümmungsflankenflächen als Funktion des Differenzwinkels, der Krümmungstangenten, der Zähigkeit des Schmiermittels, und ausreichender Relativge schwindigkeit durch flüssige dynamische Reibung unter Ver meidung mechanischer Flankenberührung lasttragenden Flächen- Schmiermitteldruck aufbaut.

Die Flanken der Kreisringschraubengewindeflanke besitzen eine veränderlich räumliche Schraubflächenkrümmung, die als Folge der sich bei jedem Umlauf periodisch ändernden Stei gungswinkel analog dem Gesetz der konzentrischen Kreisring schraubung durch vor- und nacheilende Einhüllung entsteht.

Die Erzeugung einer Kreisringschraube aus bekanntem härt barem Stahl bzw. geeignetem Werkstoff hat sinngemäß mit Hilfe eines mit Schneidkanten auf den Flankenflächen ver sehenen Kreisringschraubbogenzahnes zu erfolgen, der dem Kreisringschraubgesetz folgend durch konzentrische Relativ- Drehung in der im gegebenen Übersetzungsverhältnis i schwen kenden Achsmittelebene normal zur Kreisringschraubenmittel kreisebene in einem mit konstantem Vorschub auf dem Kreis schraubenmittelkreis bewegten Mittelpunkt geführt wird; siehe Bild 0.

Die Querschnittsform des Kreisringbogenzahnes ist beliebig, und kann beispielsweise trapezförmig sein. Mit Hilfe einer funktionsabhängig-ballig abgezogenen Schleifscheibe mit klei neren Krümmungsradien als dem kleinsten Hüllkurvenkrümmungs radius der Kreisbogenzahnflanke durch Normalstellung des wirkenden Schleifradius auf der Steigungsresultierenden im Berührungspunkt Δ rm wird Härteverzug spangebend korri giert. Die Flanken des Kreisbogenzahnes als Teilstück des Kreisringschraubmuttergewindes können mittels umgekehrtem Schleifverfahren, in dem die Schleifscheiben-Schleiflinie als Teilstück der Kreisringschraubgewindeflanke normal zur Steigungstangente im Berührungspunkt geführt wird, während die Schleifscheibe oder das Schleifwerkzeug ständig mit der Kreisringbogenzahnflanke in Berührung, durch funktionsabhän gigen Vorschub bzw. durch vor- oder nacheilende Einhüllung die Flankenform desselben verzugsfrei hergestellt werden.

Wenn die Form der räumlichen Flankenhüllkurve bekannt ist, kann diese auch mittels bekannter elektrischer Funkenerosion hergestellt werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl das Schneidwerkzeug als auch der Kreisringbogenzahn, als auch Kreisringbogenzahnsegmente erzeugen.

Die Kreisringschraube mit Außengewinde ist aus Montagegründen in Form einer losen, genau passenden, lösbaren Querschnitt scheibe zur Montage eines oder mehrerer Keilbogenzahnringe zu öffnen und diese nach erfolgter Einschraubung der Letzte ren form- und kraftschlüssig ohne Bildung von scharfen Kanten auf den Außengewindeflanken zu einer geschlossenen Kreis ringschraube mit bekannter Technik wieder kraft- und form schlüssig zusammenzufügen.

Eine Alternativlösung bilden geteilte Kreisringschraubbogen zahnringe bei ungeteilter Kreisringschraube. Diese werden mit bekannten Mitteln wie Formschluß, Schrauben oder Kleben kraftschlüssig verbunden.

Werden die Kreisringbogenzahnringe in einem Gehäuse drehbar gelagert, und mittels bekanntem Getriebe als Vorgelege wie Kegeltrieb, Schneckentrieb, Zahnradtrieb, Riemenkette u.s.w. gemeinsam oder einzeln durch einen oder mehrere Motore an getrieben und des weiteren die eingeleitete Relativbewegung durch Momentübersetzung mittels kraft- und formschlüssiger Zahnkupplung auf die Achse der Kreisringschraube als Abtrieb rad übertragen, so entsteht dadurch eine Vorgelege-Kreisring schraubgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis zwischen der Motoreingangsdrehzahl und der Kreisringschraubenabtriebs drehzahl, mit einer Drehmomentwandlung bei gesteigerter Raum leistung und verbessertem Gesamtwirkungsgrad als üblicher gleichhochübersetzter Schnecken- oder mehrstufiger Zahnradge triebe durch Verminderung von Reibverlusten infolge einer Leistungsübertragung zwischen den Schraubflanken mittels kreisringschraubenbedingter, durch radialen Krümmungsspalt optimierte Schmierdruckbildung und dadurch bedingter reiner Flüssigkeitsreibung ohne mechanische Flankenberührung.

Die zuvor beschriebene dynamische Schmierdruckbildung an den belasteten, gleitenden Flankenteilen der Kreisring schraubgewindeflanke kann im Falle einer ungenügenden Rela tivbewegung und dadurch bedingter ungenügender Schmierdruck bildung durch eine wälzende Formrolle, anstelle des Kreis bogenzahnes, die Außengewindeflanke entlangrollend, ersetzt werden. Voraussetzung ist die Herstellung der Kreisring schraubengewindegänge mit einem Fräser gleicher Form und Größe unter Beachtung der gegebenen kreisringschrauben funktionalen Zusammenhänge, wie Übersetzungsverhältnis i = Anzahl z der Gewindegangumläufe bezogen auf die Drehzahl des Werkzeuges auf 360° Kreisringschraube, und einer Relativ drehung des Fräswerkzeuges um den zentrischen Mittelkreis der Kreisringschraube mit Mittelpunktvorschub um den Dreh winkel 360°/i.

Infolge der Steigungsänderungen entsprechend der Kreisring schraubfunktion zwischen einem Maximum und einem Minimum ent steht eine modifizierte Flankenschraubkrümmung des Außenge windes, deren Berührungszone mit der rotierenden Formrolle durch eine radiale Gerade dargestellt wird.

Die an sich bekannte hydrostatische Abstützung des Lastmo mentes auf der Kreisringschraubenflanke ist eine weitere Möglichkeit mit verbessertem Wirkungsgrad bei niedriger Gleit geschwindigkeit oder beim Anfahren ohne Losbrechmoment me chanische Reibung zwischen den Flanken zu verhindern.

Durch die Menge des durchgepumpten Schmiermittels und dessen Zähigkeit ist es bekanntlich möglich, die Spaltweite zwischen den Flanken so einzustellen, daß der innere Reibwert oder Scherspannungswert im Schmiermittel bzw. der Mischreibungswert kleiner oder größer als der Tangens der Schraubensteigung ist, und damit eine Selbsthemmung zwischen den Getriebeschraub flanken auf- oder abzubauen.

Voraussetzung hierfür ist eine Schmiertaschenform mit Abström drosselflächen und Strömungsspalten zwischen den Kreisring schraubenflanken und der Hüllschraubfläche der Kreisbogenzähne.

Dies bedingt eine besondere Auswahl der Getriebeparameter, wie Rm, rm und i in der Weise, daß die periodischen Maxima und Minima der Steigungskurve sich möglichst wenig von dem mittleren Wert unterscheiden und die Reduzierung der Bogenlänge der korres pondierenden Flanken auf einen verringerten Zentriwinkel und dadurch bedingter geringen Krümmungsflächendifferenz.

Dadurch nähern sich die Schraubenflankenformflächen hinreichend einander an, so daß an den äußeren Zahnkantenflächen in Dreh richtung und radialer Richtung zur Druckbildung zwischen den Flanken ausreichender Strömungswiderstand entsteht.

Durch mehrgängige Kreisringverschraubung gelangen pro Kreis ringschraubmutter eine gleichzahlige Anzahl Kreisbogenzähne zum Eingriff in den Kreisringschraubengängen.

Anhand es numerisch und alphabetisch geordneten Sachwörter verzeichnisses und mit Hilfe der Bilder 0-15 werden der grundsätzliche Aufbau und die verschiedenen Ausführungsvari anten gekennzeichnet und dargestellt.

Der Hauptanspruch I nimmt bezug auf den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Kreisringschraubgetriebes.

Die Nebenansprüche nehmen bezug auf die verschiedenen Aus führungsformen hinsichtlich dynamischer oder hydrostatischer Schmierdruckbildung als auch der mittels Rolle wälzenden Kreisringschraubung.

Bildverzeichnis

1. Kreisringschraube, Außengewinde
2. Kreisringschraubbogenzahnring, innen a) mit Schneckenver zahnung zweigängig b) mit Stirnverzahnung
3. Kreisringschraubbogenzahnring, innen mit Kegelverzahnung viergängig
4. Kreisringschraube, Innengewinde bestehend aus 2 Hälften
5. Kreisringschraubbogenzahnring, außen viergängig
6. Kreisringschraubbogenzahnring, außen viergängig, geteilt
7. Kreisringschraubrad, Innengewinde bestehend aus einem Teil
8. Kreisringschraubbogenzahnring, außen, viergängig
9. Kreisringschraubrad, mit Innengewindegang als schmalem Schraubzahn, ein- oder mehrgängig
10. Kreisringschraubgetriebe, mit Schneckenvorgelege und Zwangs laufkupplung/dynamische Schmierung
11. Kreisringschraubgetriebe, mit sechs Stück Kreisringschraub modulen
12. 12a) 12b) Kreisringschraubgetriebe, mit Kegelvorgelege und hydrosta tischer Schmierung auf der belasteten Radzahnflanke und regelbarem, einstellbarem Reibwert, unter Verwendung von Antriebsmo dulen mit intermittierendem Schraubzahnein griff
13. Kreisringschraubgetriebe, mit geteiltem Rad nach Bild 7 aus mehreren Antriebsmodulen bestehend mit ge meinsamen Direktantrieb ohne Vorgelege
14. Kreisringschraubmodul mit Kegelradantriebvorgelege und nach geschalteten Kreisschraubmodule als Ein zelheit
15a) Druckölzufuhr mittels Verteilersegmente
15b) Variante - Druckölzufuhr
15c) Stirnansicht - Druckölversorgung
15d) getrennte Druckölversorgung durch je eine Regelpumpe
15e) Schema - Druckölverteilung
16. Kreisringschraube mit kaltgewalztem Stahlband
17. Gelenkantrieb von Kreisringschraubenbogenzahnringen
18. Vorrichtung zur Herstellung von Kreisringschrauben und Kreisringschraubenringen
19. verstellbarer Stichelkopf

Bildbeschreibung

Bild 0 Geometrie der Kreisringschraubkurve

Bild 0/a Querschnitt mit Kreisringparametern und Draufsicht auf die Kreisringschraubkurve

Bild 0/b zeigt eine Windung der Kreisringschraubkurve in bezug auf die Schwenkebenen 1 + 2 und Mittelschnittebene sowie Mittelkreis mit Radius Rm

Bild 0/c zeigt eine einhüllende konkav-konvexe Formgebung eines Kreisringschraubganges auf die korres pondierende Flanke eines Kreisbogenzahnes durch den periodischen Wechsel der Steigung zwischen Maxima und Minima

Bild 0/d zeigt die Funktionsparameter der Kreisringschraub kurvensteigung

Bild 1 zeigt einen Kreisring, in welchen ein zweigängiges Außengewinde eingeschnitten wurde. Die Querschnittsform des Gewinde ganges ist trapezförmig.

Bild 2 zeigt einen geschlossenen zweigängigen Kreisringschraubbogenzahnring (2) mit zwei inneren Kreisbogenzähnen (52) und einer äußeren Schneckenradverzahnung (54) sowie radial-axialem Lagersitz.

Bild 3 zeigt einen geschlossenen viergängigen Kreisringschraubbogenzahnring (2), mit 4 inneren Kreisbogenzähnen (52) beidseitiger Kegelverzahnung (48), einem radial-axialen Lagersitz (49), den Drucköltaschen (35), der Ventil- oder Drosselbohrung (47) und Boh rung (46) zur Druckölzufuhr in die Drucköl tasche (35).

Bild 4 zeigt eine Kreisringschraube mit Innen gewinde bestehend aus zwei Kreisring schraubradhälften (44), zusammengefügt auf einer zylindrischen Welle (15) zum Abtrieb rad (61) mit einer konzentrischen Ringöff nung (62), welche aus jeder Kreisringschraub windung ein gewisses Bogenstück heraus schneidet.

Bild 5 zeigt einen Kreisringschraubbogen zahnring (24), viergängig mit vier Kreisringaußenbogenzähnen (53), radi al-axialer Lagersitze (49) und Mit nahme-Innenverzahnung (64).

Bild 6 zeigt einen Kreisringschraubbogen zahnring (24) mit Außen-Bogenzähnen (53) viergängig geteilt in vier Kreis bogenzahnsegmente (70) mit stirnseiti gen Ringnuten (69), dem Passringseg ment (66) zusammengeschraubt mittels Zylinderschrauben (65) und angetrieben mit Hilfe der Innenverzahnung (64).

Bild 7 zeigt ein Kreisringschraubrad (67) mit Innengewinde (25) und konzen trischer Ringöffnung (62).

Bild 8 zeigt einen Kreisringschraubbogenzahn (24) mit Außenbogenzähnen (53) viergängig ungeteilt mit stirnseitiger Kegelverzahnung (48), axial-radi alem Lagersitz (49) und Innenverzahnung (64) zur Aufnahme einer außenverzahnten Antriebswelle (41).

Bild 9 zeigt ein Kreisringschraubrad (67) mit Innengewindegängen mit Kreisring schraubzähnen kleiner als 120° - Bogen - bezogen auf Kreisringmittelradius Rm, die Schraubzähneflanken versehen mit mehreren Drucköltaschen (35) und einge bohrten Druckkanälen (32), welche von einer Flanke auf die linke Radstirn seite zulaufen, und von deren anderen Flankenseite auf die rechte Radstirn seite, mehrerer Öffnungen (68) zur Durch führung von Druckölrohren (27), einer konzentrischen Bohrung zur Aufnahme der Abtriebswelle (15) mit einer Passfe dernute versehen.

Bild 10 zeigt ein vollständiges Kreisring schraubgetriebe mit Schneckengetriebe vorgelege, bestehend aus der Schnecken welle (11) in zwei Gehäusehälften (3) gela gert, angetrieben mittels Kupplung (12) von E-Motor (13). Die Schneckenwelle (11) treibt mittels Schneckenradverzahnung (54) den geteilten Kreisringschraubbogenzahn ring (2) ähnlich Bild 2 geteilt ebenfalls im Gehäuse (3) konzentrisch zur Kreisring schraube (1) gelagert. Letztere mittels kreisringförmigen Führungsflächen (6 + 8) im Gehäuse (3) konzentrisch zur Abtrieb welle (15) gelagert und mittels Kupplungs schieber (9) von Kurven (7) gesteuert mit dieser drehstarr verbundenen, während Kupplungsschieber (5) zwangsläufig durch die Drehbewegung relativ zum Gehäuse zurückgezogen wird, um ein Anstoßen am Gehäuse zu verhindern, Radscheiben (14) auf der Abtriebwelle (15) radial gelagert mittels Flansche (16) axial gelagert mit Nuten zur Aufnahme der Kupplungsschie ber (9 + 5) versehen, dadurch die Führung der Letzteren in den beidseitigen Zwangsführungen (7) ermöglichend, Letzere auf bekannte Weise mit den Flanschen (16) verschraubt und diese wiederum mit Ge häusedeckeln (17) orts- und drehfest ver schraubt.

Bild 11 zeigt ein Kreisringschraubgetriebe bestehend aus einer Kreisringschraube (1) und sechs Kreisring schraubmodulen (33), letztere wiederum bestehend aus: Kreisringschraubring (2) mit Innen-Kreis schraubbogenzähnen (52) angetrieben durch das Ke gelritzel (23) im Eingriff mit der Kegelradverzah nung (48) ortsfest gelagert im axialen-radialen Gleitlagersitz (49) angetrieben mittels Kupplung (12) durch E-Motor (13). Die Schraubmodule (33) stern förmig-radial um die Drehachse der Welle (15) auf den Gehäusedeckeln (17) gelagert; letztere mittels Füßen mit Führungsflächen (72) auf einem Fundament lagerbar, die Schraubmodule (33) außerdem durch die kreisringflächigen Führungsflächen (8) auf einen er forderlichen Teilungswinkel zur Kreisringschraube (1) gehalten; letztere wird durch mehrere Teile (8) kreis ringflächig drehbar um die Getriebeachse axial- und radial gelagert. Des weiteren bestehend aus der dreh starren Verbindung der Kreisringschraube (1) mit der Abtriebswelle (15) und durch die, mittels der zwangs geführten Kurven (7) und im Radkörper (58) gelager ten Kupplungsschiebern (5/9) das Abtriebsmoment über die hydraulisch schaltbare Lamellenkupplung (56) auf die Abtriebwelle (15) übertragen wird.

Bild 12 zeigt ein Kreisringschraubgetriebe mit vier Kegelradvorgelegen (63) bestehend aus je sechs Stück Kreisringbogenzahnringen mit den Gehäuseflanschen (34) verschraubt bzw. formschlüssig verbunden. Kreisring schraubbogenzahnringe (24) mit Kreisring bogenzähnen (53) analog Bild 8 und 14 und Kegelradverzahnung (48) versehen, bei wel chem die Kreisringschraubzähne der Kreis ringschraube mit Innengewinde (25) mit drei Drucköltaschen (35) und Ölkanälen (32) analog Bild 9 im Eingriff sind mit vier Stück Kreisbogenzähnen (53), welche mit Hilfe des Druckölverteilring (26) an drei Stück gemein sam angetriebene, aber separate Drucköl pumpen angeschlossen sind. Da eine Kreis ringschraubzahnflanke wie Bild 12 und 9 zeigt drei Drucköltaschen besitzen und Teil (24) mit vier Stück Kreisbogenzähnen (53) versehen ist, werden zur stetigen hydro statischen Lagerung der Momentkräfte zwölf Stück separate Druckölpumpen in der Sammel pumpe (29) verwendet, deren Druckölströme mittels Kanäle (32) und Steuerschieber (28) der hydrostatischen Lagerung zugeführt werden. Durch Rechts- bzw. Linkslauf des Pumpen E-Motores wird die Steuerung der Steuerschieber (28) hydraulisch mittels Förderstromrichtungswechsel einer Hilfs pumpe in (29) vorgenommen. Durch die Auftei lung der Gesamtfördermenge zur hydrostati schen Momentübertragung einerseits und durch den Zentriwinkel größer als 90° des Kreisbogenzahnes (53) andererseits ist eine kontinuierliche hydrostatische Momentüber tragung mit periodischer Belastung der Drucköltaschen unter geringen Durchfluß mengen von Drucköl gewährleistet. Durch Drehzahlregelung des Antriebsmotors der Druckölpumpe (29) kann die Druckölmenge bei einem gegebenem Lastmoment und gege bener Ölviskosität optimiert werden, bzw. ein gewünschtes Reibverhalten des Kreis ringschraubgewindes eingestellt werden (dazu siehe: Bilder 12a und 12b).

Bild 13 zeigt ein durch zwei Motoren (13) angetrie benes Kreisringschraubgetriebe ohne Vor gelege mit geteilten Radhälften (44) mit Innengewinde und mit der Abtriebswelle (15) zum Abtriebrad (61) zusammengebaut. Mit La ger (19) wird dieses im Gehäuseflansch (34) gelagert. Außen verschraubte Kreisring schraubbogenzahnringe (24) drehen sich in achszentrischen Drehebenen, welche um gleiche, zentrische Teilungswinkel normal zur Achse angeordnet, eine Kreisringver schraubung zwischen Außen-Kreisringbogen zähnen (53) und der Kreisringschraube mit dem Innengewinde des Abtriebsrades (61) er gibt. Das Antriebsmoment der Motoren (13) überträgt die Kupplung (12) und die Antriebs welle (41), sowie Innenverzahnung (60), Kegel verzahnung (48) auf mehrere Kreisringschraub bogenzahnringe (24), welche durch ortsge bundene axiale und radiale Lagerung in dem Schraubmodul (33) das Antriebsmoment übersetzen in das Abtriebsmoment des Ab triebsrades (61). Das Bodenflanschmodul (45) lagert die Reaktionsmomente auf das Fun dament. Durch die relative Drehung der Getriebeflanken entsteht unter Tauchschmie rung dynamische Schmierdruckbildung. Zur Vermeidung von Anfahrlosbrechmomenten unter Trockenreibung wird eine bekannte hydrostatische, drehzahlunabhängige Schmier druckbildung vorgeschlagen. Dazu ist es er forderlich das Abtriebrad (16) durch das Kreis ringschraubrad mit Innengewinde (67) analog Bild 9 und 12 zu ersetzen. Die Druckölzufuhr in die Drucköltaschen (35) der Innengewinde- Schraubzähne kann auf bekannte Weise durch kreisförmige, am Rand seitlich an liegende, sowie durch gleitende Spaltabdichtung druckölverteilende Segmente bekannter Bauweise er folgen.

Bild 14 zeigt ein drehachszentriertes Schraub modul gebildet durch z. B. vier Stück Schraubmodul (33), welche miteinander verschraubt, außen schraubende Kreis ringschraubbogenzahnringe ( 24), auf be kannte Weise hydrostatisch axial- und radiale gelagert, durch Kegelritzel (23) und Kegelrad (36) und durch Doppelkegel räder (37) mit gleicher Winkelgeschwin digkeit antreiben, mit einem oder meh rerer Kreisringbogenzähne (53) im Eingriff mit der Kreisringschraube mit Innenge winde (25) als Abtriebrad (61) eingeleitete Antriebsmomente übersetzt. Es wird vor geschlagen, eine Anzahl solcher Schraub module um das Abtriebsrad als vollstän dig geschlossenen Schraubmodulring zu sammenzubauen.

Bild 15a zeigt eine Druckölzufuhr mittels Druck ölverteilersegmente (73) auf den Stirnsei ten der Kreisringschraube (25) mit Innenge winde und Druckölkanälen (32) zu dessen Drucköltaschen (35). Teil (73) trägt auf der planen Stirnseite Vertiefungen als Nuten (76) gewisser Bogenlänge zur Druckölüberlei tung in die vorbeilaufenden Druckölkanä le (32). Ausgleichskanäle (78) leiten den im Spalt herrschenden Öldruck auf die Rück seite (80) von (73). Die hierdurch auf (80) wirkende Kraft im Verein mit den Feder kräften der Druckfedern (79) bewirken eine kraftschlüssige abdichtende Anlage von (73) vor der Stirnfläche von (25). Jede Druck öltasche von (25) wird von einer separaten Druckölpumpe mit Drucköl versorgt, so bald Druckölkanal (32) sich selbsttätig an eine Nute (76) bei der Drehung von (25) zu schaltet. Gleichzeitig schließt der ro tierende Kreisringbogenzahn (53) die Druck öltasche (35), so daß das Pumpenöl nur noch gegen die Lastmomentkomponente durch die seitliche Spalte unter Druck abströmen kann.

Bild 15b zeigt eine Variante dieser Druckölzufuhr. Der Verteilerring (82) an der Nabe von (25) befestigt, leitet das Pumpendrucköl mittels Druckölrohrleitungen (27) zu den Druckölkanälen.

Bild 15c zeigt eine Stirnansicht von (25) mit fünf Stück (73) zur Druckölversorgung einer kon tinuierlichen Kreisringverschraubung von fünf Stück Kreisringschraubbogenzahn ringen (24), welche so gesteuert nach ein ander zur Verschraubung ihrer Bogenzähne (53) gelangen, daß einerseits durch Druckölver teilersegmente (73) mit Drucköl versorgte Drucköltaschen (35) mit Hilfe des vorbei drehenden Bogenzahnes (53) verschlossen sind, solange diese an (73) angeschlossen sind, und andererseits durch Überdeckungsüberschnei dung eines weiteren, verdrehten Bogenzah nes (53) eine weitere Drucköltasche eines anderen Zahnes von (25) verschlossen wird, wenn die Erstere sich von dem ersten Seg ment abschaltend vom Bogenzahnende ge öffnet wird, um diese andere ohne Pumpen druckabfall in dieselbe Pumpe zuzuschalten, und so eine kontinuierliche, hydrostatische Kreisringschraubung unter der Voraussetzung, daß die Anzahl der eingängig schraubenden gegeneinander verdrehten Bogenzähne (53) meh rerer Kreisringschraubringe ist, 360°/Zen triwinkel + 1.

Bild 15d zeigt die getrennte Druckölversorgung durch je eine regelbare Pumpe zu jeder Nute (76) von (73). Hierdurch wird die Kontinuität der Kreis ringschraubung von den sich drehenenden Bogen zähnen gesteuert. Die exakte Steuerung der Druckölkanäle (32) relativ zu den Nuten (76) von (73) analog 15c entfällt, statt dessen wer den die Nuten (76) umgewandelt in Ringkanäle und das Segment (73) in einen vollständigen Ring.

Bild 15e zeigt den schematischen Aufbau eines Druck ölverteilersegment (73). Es ist gelagert im Segmentgehäuse (74). Dieses bildet mit der Rückseite (80) von (73) die Kammer (81). Drucköl kanäle (32) als Führungsrohr ausgebildet lei ten das Drucköl zur Nute (76) unter gleich zeitiger relativer Abdichtung der Kammer (81), Druckfedern (79) schieben (73) vor die Radstirn fläche und unterstützen die Flächenkraft auf (80) durch Leckdruckölstaudruck in (81), so daß eine gleitende Spaltabdichtung des hy drostatischen Druckes in der Ringnute (76) ge währleistet wird.

Bild 16 zeigt ein Teilstück einer Kreisringschraube (11) auf deren trapezförmige Schraubgangfläche mit hilfe der Formrolle (110) ein gehärtetes, kaltge walztes, wärmebeständiges Stahlband (109) aufge walzt wird, während gleichzeitig ein Verbindungs mittel z. B. Silberlot oder auch ein bekannter, wärmebeständiger Kunststoffkleber zwischen die Be rührungsflächen zugeführt wird. Das Silberlot wird mittels bekannter Erwärmung durch ein hochfrequen tes Wechselstromfeld, der Formrolle unmittelbar folgend als Hartlot geschmolzen. Der Kunststoff kleber verbindet das Stahlband (109) mit der Schraubgangfläche auf bekannte Weise durch Sauer stoffentfernung durch spaltlose Berührung.

Bild 17 zeigt einen Kreisringschraubbogenzahnantrieb bestehend aus mehreren miteinander drehstarr gekoppelten Gelenkwellenkreuzen (84/85), wel che um 90° verdreht im Lagerring (92) drehbar ortsfest gelagert sind. Der Kreisringbogen zahnring (24) wird mittels Verzahnung (64) von diesem Lagerring angetrieben. Alle Gelenk zapfen sind hydrostatisch gelagert zur Vermei dung von Reibverschleiß. Die Antriebswelle (41) kann eine Vielzahl von Teilen (24) auf diese Weise antreiben.

Bild 18 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kreisringschraube (1) als auch eines Kreis ringschraubbogenzahnringes (24) bestehend aus dem Schneckentrieb (11/54) zwecks relativer Dreh hung des Werkzeuges (101) zum Radkörper gebildet aus den Radhälften (44) mittels Zustelleinrich tung (100) zentrisch zugestellt mittels Paßfe dern (18) drehstarr mithilfe der Welle (104) koaxial mit dem Schneckenrad (54) verkuppelt. Der verstellbare Stichelkopf (101) ist mit einem oder mehreren radial zustellbaren Sticheln ausgerüstet, die der Anstellmotor (98) über die Verstellwelle (97) unabhängig von der Werkzeugdrehbewegung zu stellt. Die Zahnradvorgelege (95) übersetzt den Drehwinkel der Schnecke (11) drehstarr auf das Werkzeug (101) entsprechend der erforderlichen Getriebeübersetzung i.

Bild 19 zeigt einen verstellbaren Stichelkopf (101) mit vier Stück radial zustellbaren Stichelschlitten (107) zum Schneiden eines viergängigen Kreis schraubeninnengewinde.

Der Stichel (102) ist mithilfe der Schraube (106) auf den Stichelschlitten (107) ortsfest geschraubt. Der Stichelschlitten (107) ist im Führungsflansch (108) verschiebbar gelagert, und wird durch die Schraube (105), welche mit einem Kegelrad (36) drehfest verbunden ist, zugestellt. Letzteres ist im Eingriff mit dem Kegelritzel (23) dieses wiede rum mithilfe der Paßfeder (18) drehstarr mit der Verstellwelle (97) verbunden. Der Führungsflansch wird drehstarr über die Paßfedern (18) mit den Werkzeughohlwellen (96) verbunden. Der im Bild 19 dargestellte Stichelkopf (101) ist verwendbar für ein-, zwei- und viergängige Schraubgewinde.

numerisches Sachwörterverzeichnis   1 Kreisringschraube mit Außengewinde (z. B. zweigängig)
  2 Kreisringschraubbogenzahnring, innen verschraubt
  3 Gehäusehälfte
  4 Schaltzahnkupplung
  5 Kupplungsschieber, zurückgezogen
  6 Führungsfläche - kreisringflächig
  7 Kurve, Zwangsführung
  8 Führungsfläche - kreisringflächig
  9 Kupplungsschieber, gekuppelt
10 Schaulochdeckel
11 Schneckenwelle
12 Kupplung
13 E-Motor
14 Radscheibe
15 Abtriebwelle
16 Flansch
17 Gehäusedeckel
18 Paßfedern
19 Lager
20 Flanschgehäuse
21 Lagerflansch
22 Dichtungsdeckel
23 Kegelritzel
24 Kreisringschraubbogenzahnring, außen verschraubt
25 Kreisringschraube mit Innengewinde
26 Druckölverteilung
27 Druckölrohrleitung
28 Druckölschieber
29 Drucköl-Mehrfachpumpe
30 Niederdruckölverteiler
31 Niederdruckpumpe mit E-Motor
32 Druckölkanäle
33 Schraubmodul
34 Gehäuseflansch
35 Drucköltasche
36 Kegelrad
37 Doppelkegelrad
38 hydrostatisches Lager
39 hydrostatische Lagertaschen
40 hydrostatische Lagerbüchse
41 Antriebwelle
42 Verschlußdeckel
43 Antriebmodul
44 Kreisringschraubradhälfte mit Innengewinde
45 Bodenflanschmodul
46 Bohrung (Drossel)
47 Ventil- oder Drosselbohrung
48 Kegelverzahnung
49 Lagersitz, radial - axial
50 Rechtsdrehung
51 Linksdrehung
52 Kreisringbogenzahn, innen
53 Kreisringbogenzahn, außen
54 Schneckenradverzahnung
55
56 hydrostatische Lamellenkupplung
57 Druckölverteiler
58 Radkörper
59 Ringkolben
60 Innenverzahnung
61 Abtriebsrad
62 konzentrische Ringöffnung
63 Kegelradvorgelege
64 Innenverzahnung
65 Zylinderschraube
66 Paßringsegment
67 Kreisringschraubrad mit Innengewinde
68 Öffnung
69 Ringnute
70 Kreisbogenzahnsegmente
71 Öffnungssegment
72 Fuß mit Führungsfläche
73 Druckölverteilsegment
74 Segmentgehäuse
75 Verteilerring
76 Verteilernute
77 Ausgleichsnute
78 Ausgleichskanal
79 Druckfeder
80 Rückseite von 73
81 Kammer
82 Verteilerring
83 Gewindeloch
84 Kreuzgelenkkupplung
85 Gelenkkreuz
86 Zapfen
87 hydrostatische Drucktaschen
88 Drosseln
89 Gelenkbohrung
90 Bohrung
91 Kanäle
92 Gelenklagerring
93 Lagergehäuse
94 Kreisringschraubeninnenformdurchmesser
95 Zahnradvorgelege
96 Werkzeughohlwelle
97 Verstellwelle
98 Verstellmotor
99 zustellbares Stichelwerkzeug
100 Zustelleinrichtung
101 verstellbarer Stichelkopf
102 Stichel
103 Stichelkopfschwinge
104 Welle
105 Gewindespindel
106 Schraube
107 Stichelschlitten
108 Führungsflansch
109 Kaltstahlband
110 Formrolle

Alphabetisches Sachwörterverzeichnis A
Abtriebswelle 15
Antriebswelle 41
Antriebsmodul 43
Antriebsrad 61

B

1Bodenflanschmodul 45
Bohrung 90

C D

Doppelkegelrad 37
Druckölverteilring 26
Druckölrohrleitung 27
Druckölschieber 28
Druckölpumpe 29
Druckölkanäle 32
Drucköltasche 35
Dichtungsdeckel 22
Drucköltaschen 87
Drosseln 88

E

E-Motor 13

F

Führungsfläche 6
Führungsfläche 8
Flansch 16
Flanschgehäuse 20
Fuß mit Führungsfläche 72

G

Gehäusedeckel 17
Gehäusehälfte 3
Gehäuseflansch 34
Gelenkkreuz 85
Gelenkzapfen 86
Gelenkbohrung 89

H

Hydrostat. Lager 38
Hydrostat. Lagertaschen 39
Hydrostat. Lagerbüchse 40
Hydrostat. Gelenk

I

Innenkreisringschraube 60
Innenverzahnung 64

K

Kreisringschraubrad mit Innengewinde 44
Kegelverzahnung 48
Kreisringschraube 1
Kreisringschraubbogenzahnring, innen 2
Kupplungsschieber 5/9
Kurve 7
Kupplung 12
Kreisringschraubbogenzahnring, außen 24
Kreisringschraube mit Innengewinde 25
Kegelritzel 23
Kegelrad 36
Kreisringbogenzahn, innen 52
Konzentrische Ringöffnung 62
Kreisringschraubrad, innen 67
Kegelradvorgelege 63
Kreuzgelenkkupplung 84
Kanäle 91

L

Lager 19
Lagerflansch 21
Lagersitz, axial-radial 49
Linksdrehung 51
Lagersitz 55

M N

Niederdruckpumpe 31
Niederdruckölverteiler 30

O

Öffnungssegment 71
Öffnung 68

P

Paßringsegment 66

R

Radkörper 58
Radscheibe 14
Ringnute 67
Ringkolben 59

S

Schraubmodul 33
Schneckenwelle 11
Schaulochdeckel 10
Schneckenradverzahnung 54
Steuerölkanal 73

V

Verteilering 75
Verschlußdeckel 42
Ventil oder Drosselbohrung 47

Z

Zylinderschraube 65

Claims

Hauptanspruch IBilder: 0, 1 und 2Nebenanspruch 1Nebenanspruch 2Nebenanspruch 3 Bild 10Nebenanspruch 4 Bild 3Nebenanspruch 5Nebenanspruch 6 (siehe Bilder 12/12a/12b/9 und 14)Nebenanspruch 7 Bild 15a bis 15eNebenanspruch 8 Bild 16Nebenanspruch 9 Bild 13Nebenanspruch 10 Bild 17Nebenanspruch 11 Bild 18

Kreisringschraubgetriebe, bestehend aus mindestens einem Getriebeelementpaar, dieses wiederum bestehend aus einer Kreisringschraube mit räumlicher Kreisringschraubenkurve als Funktion, der die Kreisringschraubung definierenden Parameter wie Mittelkreisradius Rm, Drehverhältnis i der Getriebeele mente zueinander als Übersetzungsverhältnis zwischen einge leiteter und abgeleiteter normaler Drehung (ϕ/γ) des Kreis ring- bzw. Rotationskreisradius rm, der Gangzahl z, des rota tionsabhängigen Radius Δ R, der zwischen Maxima und Minima veränderlichen Steigungsrate tg α, letztere abgeleitet nach der Funktionsgleichung unter der Vorraussetzung, daß Rm < rm ist oder daß bei Rotation von rm, die Achse der angeleiteten Drehung weder berührt noch geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisringschraube als Außen- oder Innengewinde mit trapez-rechteckig nach DIN/ISO oder frei gestaltet - kurvenförmigem Querschnit konzentrisch mit einem oder mehreren Kreisbogenzähnen als konkav- oder kon vexer Teilbogenstücke der Kreisringmutter verschraubt ist, daß die Kreisringschraube eine in sich geschlossene, räumliche, vielfach geschraubte Kurve ist, deren Anfang und Ende zusammen fällt, daß die räumliche Kreisringschraubkurve mit dem Mittel kreisradius RM um eine Achse durch die konzentrische ortsfeste Drehung der Kreisringschraubmutter relativ zum Mittelkreis im Drehverhältnis i als Funktion der Steigungsrichtung eine Rechts- oder Linksdrehung um die Achse ausführt, daß die räum liche Kreisringschraubenkurve einen konzentrisch-relativ drehenden Kreisringschraubenbogenzahn einhüllend formt, daß die durch ein Einhüllung räumlich gekrümmte Kreisring schraubbogenzahnflanke als Funktion von Rm, rm und i einen schlanken sich verjüngenden Schmierdruckkeil in Drehrichtung von der radialen Berührungszone mit der Kreisringschrauben flankenkurve bildet und dieser mit Hilfe der Funktionspara meter, zum Zwecke der Schmierdruckbildung durch relative Glei tung zweier sich angleichender Krümmungsflächen, verändert bzw. optimiert werden kann, daß die kreisringschraubende, pe riodisch voraus- und nacheilende Berührungszone zwischen den relativ zueinander gleitenden Kreisringschraubgetriebe flanken rm-radial verläuft, daß diese radiale drehnormale keilartige, schraubflächig-gekrümmte Schmiegung die Schmier druckbildung günstiger optimiert, als dies bei bekannten Schraub-Wälz- bzw. reinen Schraubgetrieben mit gekreuzten Achsen, in und nahe der Mittelschnittebene wegen des für die Richtung der Berührungslinie vergleichsweise nachteiligen außerkonzentrischen Achsabstandes der Erzeugenden, erreicht werden kann, daß dadurch erfindungsgemäß beim Kreisring schraubgetriebe ein, wesentlich gesteigertes Lastmoment tra gender Schmierdruck, analog der bekannten Gleitlagertheorie erzeugt wird, daß die Ausdehnung des Kreisringschraubbogen zahnes hinsichtlich der Größe seines Zentriwinkels in bezug auf den Drehmittelpunkt größer ist, als der Zentriwinkel der Berührungszonenkrümmungsfläche innerhalb der die funktionale Vor- bzw. Nacheilung des engsten Kreisringschraubgewindegang spaltes als Funktion der periodischen Steigungsänderung re lativ zur Drehung stattfindet, daß die Ausdehnung des Kreis ringschraubbogenzahnes so groß zu bemessen ist, daß eine Kreisringschraubung als Funktion der Vor- und Nacheilung statt findet, daß die Erzeugung der Kreisringschraubengewindegänge durch kreisringschraubende, spanende, räumliche Eindringung in das Kreisringschraubenmaterial aus Stahl, Gußstahl oder Bronze oder anderen geeigneten bekanntem Werkstoff mittels mit Schneidkanten aus Hartmetall oder Schnellstahl ver sehenem Kreisringschraubbogenzahn als Schneidwerkzeug stattfindet, daß die geschnittene und gehärtete Kreisring schraubflanke mittels bekannter Schleifscheibe als Schleif werkzeug, welches mithilfe eines auf dem Radius rm-radial geführten bekannten Abrichtwerkzeuges ballig abgezogen wird und gleichzeitig auf den Endpunkt von rm als Mittelradius von Schraubgangaußen- und Innenradius normal zur wirkenden Steigungstangente gestellt, verzugsbeseiti gend nachfort, daß umgekehrt die Erzeugung einer Kreis ringschraubbogenzahnflanke mittels mit mehreren, radialen, spanenden Schneidkanten aus Hartmetall oder Schnellstahl, welche auf der Kreisringschraubenflanke als geometrischem Flächenort geführt, die Kreisringschraubbogenzahnflanke einhüllend spanend formt, des weiteren daß die Beseitigung des Härteverzuges sowohl der gehärteten Kreisringschrauben flanke als auch der gehärteten Hüllkurvenflanke des Kreis ringschraubbogenzahnes mit diamantbesetzten Kreisringschrau benflächen- bzw. Kreisringbogenzahnflächen als Werkzeuge genau derjenigen der fertiggestellten Getriebeelemente dar stellt, daß die Erzeugung dieser diamantenbesetzten Werk zeugformflanken mittels kreisringschraubender Relativbewe gung einer oder mehrerer Schneidkanten um Diamantenschicht stärke vertieft und anschließender bekannter gleichstarker Diamantenbeschichtung erfolgt, daß die Materialpaarung solchermaßen hergestellter Getriebeelemente sein kann:Kreisringschraube - Kreisringschraubbogenzahnring
a) gehärteter Stahl geschliffen - gehärteter Stahl geschliffen
b) Bronze - gehärteter Stahl geschliffen
c) Guß - gehärteter Stahl geschliffen
d) gehärteter Stahl geschliffen - Bronzedaß die Herstellung von Teil (1) und Teil (2) durch be kanntes Preßsintern von bekanntem Keramikpulver in be kannten, geteilten Formen, welche erfindungsgemäß auf die zuvor geschilderte Weise gefertigt werden, geschieht, daß beide Getriebeteile (1 und 2) als außen- oder innenschraubendes Getriebeelementpaar ohne eine weitere Nachformung verwendet werden und eine extrem belastbare Oberfläche, durch geringste Rauhtiefe, hohe Temperaturbeständigkeit und Festig keit gegen Druckkräfte aufweisen, daß hierdurch eine weitere extreme Raumleistungssteigerung erreicht wird.
Kreisringschraubgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekenn zeichnet, daß mittels Formfräser rm-radial auf der geome trischen Kreisringschraubmittelkurve geführt, zwei modifi zierte Kreisringschraubenflanken in den Kreisringschraub körper gefräst werden, die als Wälzführung für eine Kreis ringschraubinnengewindeformrolle gleicher Abmessung und Form dienend, eine Kreisringverschraubung unter rollender Reibung zwischen den Getriebeteilen ergibt.
Kreisringschraubgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kreisringschraubbogenzahn durch Druck taschen in dessen beiden Hüllflanken und mittels bekann ter hydrostatischer Druckölversorgung im Kreisringschrau bengang geführt, Drehmomente auch bei unzureichender Relativbewegung oder im Stillstand mit Flüssigkeitsreibung überträgt und der Ölscherspannungsreibwert mittels Ölmenge und Ölviskosität einerseits beim Anfahren unter Lastmoment zur Vermeidung eines Losbrechmomentes und andererseits zur Erzielung minimierter Reibungsverluste in Dauerbetrieb unterschiedlich optimiert werden kann.
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, daß diese aus folgenden Hauptteilen besteht:
Kreisringschraube (1) Kreisringschraubbogenzahnring (2) Getriebegehäuse aus Gehäusehälften mit Lagerung für Tei le (1) und (2) (3) Schaltzahnkupplung (4 ) aus mehreren Radial schiebern (5) und (9) zur Übertragung der Drehbewegung der Kreisringschraube (1) auf die Abtriebswelle (15) verschieden ge artete bekannte Vorgelege zum Antrieb des Teiles (2) z. B. als Kegeltrieb, oder als Stirnradtrieb, oder als Schneckengetrie be ausgebildet, des weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß ent weder die Kreisringschraube (1) eine Lücke besitzt, durch wel che nach Herausnahme eines Einschraubpaßstückes mehrere in sich geschlossene Kreisbogenzahnringe (2) im Gehäuse konzen trisch zur lückenlosen 360° Kreisringschraube gelagert werden, oder daß eine geschlossene Kreisringschraube (1) mit aus meh reren Segmenten bestehenden Kreisbogenzahnringen verschraubt wird, des weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse an geschraubte Kurven (7) den Kupplungszahn (5) im Bereich der Kreis ringschraubbogenzahnlagerung im Gehäuse radial zur Mitte zu rückschiebend ein Anstoßen am Gehäuse verhindern, während dessen eine genügende Anzahl anderer Kupplungszähne (9) mit der Kreischraube formschlüssig im Eingriff verbleiben, um das Abtriebsmoment drehstar auf die Abtriebswelle zu über tragen.
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch I und Neben ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei hydro statischer Leistungsübertragung die Druckölzufuhr durch die Hydrostatische Radial- und Axiallagerung der Kreisring schraubbogenzahnringe im Gehäuse zu den Flankentaschen mittels Ringkanal und Ölkanäle erfolgt.
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch I und Neben ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen gewinde der Kreisringschraube auf einen Bogenzahn oder eine Formrolle reduziert wird, welche in einer Kreisring schraubinnengewindemutter mit 360° Ausdehnung in der Mit telschnittebene um die Achsmitte durch den Kreisringschraub mittelpunkt Mr, sich relativ konzentrisch drehend Antriebs leistung auf die Abtriebswelle überträgt, daß die Kreisring schraubinnengewindemutter aus zwei Hälften gefertigt wird, daß diese beiden Hälften als Kreisringschraubinnengewinde flansche (44) mit der Antriebswelle (15) als Antriebsrad (61) mon tiert werden, des weiteren, daduch gekennzeichnet, daß am äußeren Durchmesser der Kreisringschraubeninnengewinde flansche (44) zwischen diesen durch eine konzentrische Ring öffnung die ortsfeste Lagerung der Kreisringschraubenbo genzähne und Vorgelege ermöglicht wird.
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch I und Neben anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Ring von mehreren Schraubmodulen (93), jedes von diesen aus mehreren außenschraubenden Kreisringschraubbogenzahnrin gen (24) mittels Kegelverzahnung (48 ) drehwinkelstarr mitein ander gekuppelt, mit einem mit Innengewindeschraubzähnen (25) mit Drucköltaschen (35) versehenem Kreisringschraubrad (67) so im periodischen Eingriff sind, daß durch die Kreisringver schraubung der Außen- und Innenschraubflanken parallel ge schaltete Druckölkammern verschlossen und geöffnet werden, die an eine gemeinsame Druckölpumpe über den Druckölverteiler ring (26) unveränderlich angeschlossen sind, daß die Anzahl der lasttragenden Druckölkammern (35) eine Funktion des Dreh verhältnisparameters i dividiert durch die Gangzahl z multi pliziert mit x (Anzahl (35)/Flanke) ist, daß der Zentriwin kel des Kreisringbogenzahnes (24) größer ist als der Quotient aus 360° geteilt durch z, daß bei Lastrichtungswechsel am Abtrieb die Druckölzufuhr von der belasteten zur unbelaste ten Flankenseite durch den Druckölschieber (28) gesteuert wird, daß die Umsteuerung durch einen Richtungswechsel des Steuerölstromes selbsttätig mit dem Drehrichtungswinkel er folgt, daß eine regelbare Hilfspumpe (31) alle Druckölpumpen mit vorgespanntem Zulauföl versorgt, daß der Zentriwinkel der Innengewindeschraubzähne (25) kleiner ist als der Zentri winkel der Kreisbogenzähne, daß bei Mehrgängigkeit die ma ximale Anzahl der Kreisringbohenzahnringe bestimmt wird durch den Parameter i (=eingängig) geteilt durch die Gangzahl z, daß bei eingängigem Innengewinde die maximale Anzahl der tragenden Druckölkammern bestimmt wird durch den Quotient von i ge teilt durch 360° multipliziert mit dem Zentriwinkel des Kreisringbogenzahnringes multipliziert mit x (Anzahl Druck öltaschen pro Flanke), daß bei Eingängigkeit die Kreisring bogenzähne (53) der einzelnen Kreisringbogenzahnringe (24) so gegeneinander zu verdrehen sind, daß die schraubenden Ein griffe kontinuierlich nacheinander mit geringer Überdeckung entsprechend der Drucköltaschenbreite erfolgen, daß die minimale Anzahl von Kreisringbogenzahnringen zur Erzielung eines kontinuierlich-schraubenden Eingriffs bestimmt wird durch die Gangzahl z und die Größe des Kreisringbogenzahn zentriwinkels, daß bei eingängiger Schraubung die kleinste Anzahl sich ergibt durch den Quotienten von 360° geteilt durch den Zentriwinkel.
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch I und Neben ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geringeren Anzahl von Kreisringbogenzahnringen (24) als der maximal möglichen, der Druckölverteilring (26) mit unver änderlichen Drucköltaschen- und Pumpenanschlüssen wahl weise entfallen kann, und daß an dessen Stelle dann glei tende Verteilersegmente (73) in der Rotationsebene der Kreisringbogenzahnringe (24) treten, daß diese Verteilerseg mente (73) Druckölpumpen (29) zur Druckölversorgung der Druck öltaschen (35) auf den Schraubflächen selbsttätig bei der Drehung des Kreisringschraubenrades (67) zu- und abschalten, daß diese Verteilersegmente sowohl vor der Stirnseite des Kreisringschraubrades, als auch vor einer an der Radnabe befestigten Verteilerscheibe (82) gleiten können, daß die Ölkanäle (32) dieser Verteilerscheibe auf bekannte Weise das Drucköl mittels Rohre (27) an die Drucköltaschen wei terleitend, jede vom Bogenzahn verschlossene Drucköltasche durch eine separate Druckölpumpe versorgt wird, oder daß mehrere parallelgeschaltete verschlossene Drucköltaschen, durch parallel geschaltete Verteilersegmente von einer Pumpe versorgt werden.
Kreisringschraubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der trapezförmige Gewindegangquer schnitt in den Stahlkreisring mittels Stichel oder Frä ser spanend eingearbeitet wird, daß danach mittels Formrolle (110) kaltgewalzte, gehärtete, wärmebeständi ge Stahlbänder (109) mit sehr geringer Rauhtiefe der Oberfläche und geringer Materialstärke mit der bearbei teten Gewindefläche durch ein geeignetes bekanntes Ver fahren z. B. Hartlöten oder Kunststoffkleber verbunden werden, daß Anfang und Ende des Stahlbandes keilartig ohne Kantenbildung ineinander übergehen, daß diese Stahlbänder sowohl für Außengewinde als auch Innenge winde verwendet werden, daß korrespondierende Kreis bogenzahnringe aus gehärteten Stahlsegmenten bestehend als einzelne Kreisringschraubbogenzähne durch bekanntes elektrisches Funkenerodieren hergestellt werden, daß die Funkenerodierschablone durch Kaltpressen im Gesenk her gestellt wird, daß die weitere Formgebung durch bekanntes Profilschleifen aus dem gehärteten Stahlrohling gefertigt wird.
Kreisringschraubgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekenn zeichnet, daß die erfindungsegemäße Kreisringschraubung zwischen treibenden, außenschraubenden Kreisringbogen zahnringen (24) und einem innenschraubenden, getriebenen Kreisringschraubrad (61), aus zwei Hälften (44) bestehend, stattfindet, daß die außenschraubenden Kreisringbogenzahn ringe (24) mittels Kegelverzahnung (48) miteinander drehstarr gekuppelt sind, daß einer dieser Kreisringbogenzahnringe vom Antriebsmotor (13) mittels Verbindungswelle (41) und Ver zahnung (60) angetrieben, die Antriebsleistung an die ande ren Kreisringbogenzahnringe durch seine spielfreie kuppeln de Kegelradverzahnung (48) weiterleitet, daß die minimale Anzahl der gekuppelten Kreisringbogenzahnringe (24) bestimmt wird von der Erfordernis der kontinuierlichen Schraubung und von deren Zentriwinkel, daß die Ausdehnung der kon zentrischen Öffnung (62) der Radhälften zwecks Durchlaß der Antriebselemente eine kontinuierliche 360° Schraubung eines einzelnen Kreisringbogenzahnringes verhindert, daß demnach mehrere Kreisbogenzahnringe (24) miteinander verdreht gekup pelt zur kontinuierlichen Schraubung erforderlich sind, daß die minimale Anzahl außenschraubender Kreisringbogen zahnringe bestimmt wird durch die Leistungsverteilung auf mindestens vier Stück kontinuierlich schraubender Bogenzähne mit einem Zentriwinkel kleiner als 45° während ein fünfter Bogenzahn sich durch die Ringöffnung mit einem Öffnungs winkel von ca. 52° frei bewegt, daß die Verdrehung bei 5 Stck. Kreisringbogenzahnringen 72° beträgt, daß bei einer mög lichen größeren Anzahl von fünf Kreisringbogenzahnringen der relative Verdrehwinkel sich ergibt aus 360°-zentri schem Öffnungswinkel geteilt durch die Anzahl Kreisring bogenzahnringe (24).
Kreisringschraubgetriebe nach Hauptanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß nicht wie im Nebenanspruch 9 der Gleich lauf der Kreisringbogenzahnringe mittels Kegelverzahnung (48) sondern mittels Kreuzgelenkkupplung (84) hergestellt wird, daß dadurch die eingeleitete Antriebsdrehung der Abtriebs welle (41) drehwinkelkonstant an mehrere nachgeschaltete Kreis ringschraubbogenzahnringe (24) bestehend aus zwei ungleichen Gelenkkreuzen (85) mit ungleichlangen um 90° verdrehten Ge lenkzapfen (86) weitergeleitet wird, daß die Gelenkzapfen (86) mittels hydrostatischer Drucköltaschen (87) und Drosseln (88) in der Gelenkbohrung (89) gelagert sind, daß die Druckölzu fuhr zu den hydrostatischen Gelenken mittels Bohrung (90) und Kanäle (91) erfolgt, des weiteren daß zwei Stücke Kreuz gelenkkupplungen (84) um 90° verdreht im Gelenklagerring (92) gelagert sind, daß der Gelenklagerring den Kreisringschraub bogenzahnring (24) zentriert und mittels Verzahnung (64) antreibt, daß dies Lagergehäuse (93) des Gelenklagerringes (92) mit seiner Kreisringaußenform im Kreisringschraubeninnenformdurchmes ser (94) des Kreisringschraubrades (67) mit geringem Spiel zen triert wird, daß die konzentrische Ringöffnung (62) mit axialen Ringflächen von Teil (67) als axiale Lagerung der Schraubmo dule (33) dient, daß die Schraubmodule (33) mit Antriebsmodul (43) und Bodenflanschmodul (45) auf bekannte Weise miteinander ver schraubt Reaktionsmomente auf dem Fundament lagert, daß durch diese innere Kreisringlagerung an den Kreisringschraubbogen zahnringen angreifende Reaktionskomponenten sich durch kraft schlüssigen Formschluß mit den auf Teil (67) wirkenden Dreh momentkomponenten ausgleichen und eine Verformung der ver schraubten Teile (33), (43), und (45) durch axiale Kräfte verhindert wird und diese nur das in der Drehebene wirkende Abtriebs reaktionsmoment aufzunehmen haben.
Kreisringschraubenelemente wie Kreisringschraube mit Innen gewinde (67) und Kreisringschraubbogenzahnring (24) mittels ge eigneter Vorrichtung gefertigt, diese, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringschraubende Relativdrehung zwischen Werk zeug (99) und Kreisringschraubradhälften (44) durch das Schnecken getriebe (11/54) und Vorgelege (95) aus Zahnrädern bestehend, der Werkzeugverstelleinrichtung (98/97) und der zentrischen axial gegensinnigen Zustellvorrichtung für Teile (44) auf der Wel le (15) drehwinkelkonstant erreicht wird, daß durch den Ersatz der Teile ( 44) durch eine axialfixierte Scheibe ein mit dieser fest verbundenes Bogenstück einer Kreisringschraube von ca. 5-15° mittels Stichel ein- oder mehrgängig hergestellt werden kann, daß umgekehrt der Kreisringbogenzahnring (24) durch Verwendung des Bogenstückes (101) als Werkzeug mit Schneidkanten versehen benutzt wird, um das vorgeschnittene Teil (24) fertig zu schnei den oder als Schleifwerkzeug diamantenbesetzt das gehärtete Teil (24) vorzugsfrei zu schleifen.