DE4017869A1

DE4017869A1 - Friction gear with intersecting axes - incorporates hollow bevel wheel set on driven output shaft

Info

Publication number: DE4017869A1
Application number: DE19904017869
Authority: DE
Inventors: Heinrich Jacobs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-02
Filing date: 1990-06-02
Publication date: 1991-12-05

Abstract

The friction gear has rotation bodies wherein the rotation body seated on the output shaft (14) is a hollow bevel wheel (3) and the bevel wheel (1) seated on the drive shaft rolls without an intermediate member on both hollow bevel wheel faces (7,8) of which one is formed on a hollow bevel wheel flange (9) attached rotationally secured on the driven shaft (14) and the other is formed on a hollow bevel wheel flange seated as a loose flange (18) on the driven shaft (14). This hollow bevel wheel flange serves as an input of a reduction gear (26) whose output wheel (28) is attached rotationally secured on the driven shaft (14). The axes of the bevel wheels intersect at right angles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibradgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a friction gear according to the preamble of claim 1.

Das erfindungsgemäße Getriebe gehört zu derjenigen Gruppe von Reibradgetrieben, die die Umfangskräfte von glatten Rädern durch Wälzreibung übertragen. Die Berührungsflächen der die Motorleistung über tragenden Rotationskörper sind kegel- bzw. kegel stumpfförmig.The transmission according to the invention belongs to that Group of friction gear drives, the peripheral forces transmitted by smooth wheels through rolling friction. The contact surfaces of the engine power over load-bearing bodies of revolution are conical or conical frustum-shaped.

Die bekannten Reibradgetriebe dieser Art sind gleichförmig übersetzende Reibungsgetriebe. Bei diesen Getrieben schneiden sich die Achsen der die Motorleistung übertragenden Kegelräder unter einem spitzen Winkel. Diese Eigenschaft ist für viele An wendungszwecke nachteilig. Häufig ist es nämlich aus unterschiedlichen Gründen erforderlich, den Winkel der Rotationskörperachsen weiter zu öffnen. In diesen Fällen lassen sich Kegelräder nicht mehr verwenden. Liegen die Rotationskörperachsen senk recht zueinander, muß ein zylindrisches Rad mit einer Scheibe zusammenwirken. Da die Wälzflächen solcher Räder bzw. Scheiben auch bei größeren Durchmessern verhältnismäßig klein sind und da an den Wälzflächen der glatten Räder Mikrogleit bewegungen auftreten, die einen Wälzschlupf zur Folge haben, ist der Wirkungsgrad solcher Getriebe unbefriedigend. Auch wenn Kegelräder verwendet wer den können, sind die damit erreichbaren Wirkungs grade nicht befriedigend.The known friction gear of this type are uniformly translating friction gears. At These gears intersect the axes of the Engine power transmitting bevel gears under one acute angle. This property is for many people uses disadvantageous. It is often required for different reasons Open the angle of the rotational body axes further. In these cases, bevel gears can no longer be used use. Are the rotational body axes lower? right to each other, a cylindrical wheel must have a disc work together. Because the rolling surfaces such wheels or disks even with larger ones Diameters are relatively small and there the rolling surfaces of the smooth micro-sliding wheels movements occur that cause a slip The consequence is the efficiency of such gears unsatisfactory. Even if bevel gears are used that can be, are the achievable effects just not satisfactory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibradgetriebe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches gegebene Leistungen besser über tragen kann und eine günstigere Stellung der Achsen der die Motorleistung übertragenen Rotationskörper zuläßt.The invention is based on the object Friction gear of the type described above create which given benefits better over can wear and a more favorable position of the axes the body of rotation transferred to the motor power allows.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem with the features of claim 1. Further features of the invention are the subject of the subclaims.

Dadurch, daß erfindungsgemäß der auf der Abtriebs welle sitzende Rotationskörper als Hohlkegelrad und der auf der Antriebswelle drehfest angebrachte Rotationskörper als Kegelrad ausgebildet ist, schließen die Achsen der die Motorleistung übertra genden Rotationskörper einen vergrößerten Winkel ein. Das ist z. B. für thermisch belastete Antriebe von erheblichem Vorteil, weil die gegen Hitzeein wirkung leicht zu schützende, z. B. mit Wasser zu kühlende Abtriebswelle im Strahlungsbereich der Wärmequelle angeordnet werden, aber der gegen Wärmebelastung empfindliche Motor seitlich davon abgerückt sein kann. Da außerdem erfindungsgemäß das Kegelrad sich auf beiden Kegelflächen des Hohl kegelrades abwälzt, vermindert sich der Wälzschlupf beträchtlich, wodurch erhebliche Leistungen bei ge gebenen Durchmessern der Rotationskörper übertragen werden können und der Wirkungsgrad des neuen Getriebes erheblich besser als bei bekannten Reibradgetrieben ist. Um dies zu ermöglichen, wer den die einander entgegengesetzten Drehrichtungen der beiden Hohlkegelradflansche mit dem Vorgelege berücksichtigt, das von dem Losflansch angetrieben wird und seinerseits auf die Abtriebswelle wirkt, weshalb der Losflansch des Hohlkegelrades auf der Antriebswelle entgegen ihrer Drehrichtung umläuft.The fact that according to the invention on the output shaft-sitting rotating body as a hollow bevel gear and the one attached to the drive shaft in a rotationally fixed manner Rotational body is designed as a bevel gear, close the axes that transfer the engine power rotating body an enlarged angle a. That is e.g. B. for thermally loaded drives of considerable advantage because the against heat effect easy to protect, e.g. B. with water cooling output shaft in the radiation area of the Heat source can be arranged, but the against Heat-sensitive engine on the side of it may have moved away. Since also according to the invention the bevel gear is on both conical surfaces of the hollow rolling the bevel gear, the rolling slip is reduced considerable, which gives significant benefits at ge given diameters of the rotating body can be and the efficiency of the new Gearbox much better than known ones Friction gear driven. To make this possible, who the opposite directions of rotation of the two hollow bevel gear flanges with the additional gear takes into account that driven by the loose flange and in turn acts on the output shaft, which is why the loose flange of the hollow bevel gear on the Drive shaft rotates counter to their direction of rotation.

Dieses Reibradgetriebe kann deshalb auch eine hohe Drehzahl, die z. B. von einem schnellaufenden Elek tromotor, etwa einem Drehstromasynchronmotor gelie fert wird, auf wirtschaftliche Weise in eine rela tiv hohe Abtriebsdrehzahl übersetzen. Das ist z. B. bei Entgasungsanlagen von Aluminiumschmelzen erfor derlich, weil solche Schmelzen mit einem ver gleichsweise schnellaufenden Impeller entgast wer den, der bei Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes auf der Abtriebswelle drehfest angeordnet werden kann und dann beispielsweise mit ca. 500 U/min umläuft. U. a. bei derartigen Anwendungsfällen ist die Eigenschaft des neuen Getriebes von Vor teil, daß sich der Schnittwinkel der Rotations achsen vergrößern läßt, wobei die Merkmale des An spruches 2 zweckmäßig Anwendung finden.This friction gear can therefore also be high Speed, the z. B. from a high-speed Elek tromotor, such as a three-phase asynchronous motor is produced in an economic way in a rela Actually translate high output speed. That is e.g. B. in degassing plants of molten aluminum especially because such melts with a ver equally degased impeller who the one using the invention Gearbox arranged on the output shaft in a rotationally fixed manner can be and then, for example, at about 500 rpm circulates. Among others in such applications is the property of the new transmission from before part that the intersection of the rotation can enlarge axes, the characteristics of the An Proposition 2 find appropriate application.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es der neuartige Aufbau des neuen Reibrad getriebes ermöglicht, es auf einfache Weise als stufenlos einstellbares Wälzgetriebe auszubilden. Die läßt sich sogar während des Betriebes ein- und verstellen. Das wird mit den Merkmalen des Anspru ches 3 erreicht, ohne daß ein Zwischenglied zwi schen Antriebs- und Abtriebskegelrad eingeschaltet zu werden braucht. Die Leistung des Kegelrades wird über beide Hohlkegelradflansche übertragen, so daß der Leistungsfluß über zwei Reibstellen läuft. Die Anpreßkraft wird durch Federkraft erzeugt, wodurch gleichzeitig ein Durchrutschen des Getriebes und damit eine Überlastsicherung ermöglicht wird. Die axiale Verstellbarkeit des Motors verändert die Bohrstellung des Kegelrades im Hohlrad und verän dert dadurch die Drehzahl. Je nach Drehrichtung des Kegelrades der Antriebswelle werden der Motor und die Antriebswelle zusätzlich ausgelenkt, was jedoch über geringe Wegstrecken erfolgt und lagerungstech nisch unbeachtlich ist, aber die axial verschie bungsfreie Lagerung des Losflansches gestattet, ohne daß der Leistungsfluß über diese Reibfläche verhindert wird.Another advantage of the invention is that it is the new construction of the new friction wheel gearbox enables it to be used in a simple manner infinitely adjustable rolling gear train. It can even be turned on and off during operation adjust. That is with the characteristics of the claim ches 3 reached without an intermediate link between drive and driven bevel gear switched on needs to be. The performance of the bevel gear is transmitted over both hollow bevel gear flanges, so that the power flow runs over two friction points. The Contact pressure is generated by spring force, whereby at the same time slipping through the gearbox and to enable overload protection. The axial adjustability of the motor changes the Drilling position of the bevel gear in the ring gear and change changes the speed. Depending on the direction of rotation of the The bevel gear of the drive shaft becomes the motor and the drive shaft is also deflected, but what over short distances and storage tech nich is irrelevant, but the axially different practice-free storage of the loose flange permitted, without the power flow over this friction surface is prevented.

Eine besonders einfache und wirksame Vorgelegeaus führung ist Gegenstand des Anspruches 4. Hierbei sorgt der Zahnriementrieb für eine exakte Einhal tung der vorgegebenen Drehzahl und ermöglicht außerdem wegen der Anordnung seines Zahnrades auf der Nabe des Losflansches für eine kompakte Gesamt anordnung.A particularly simple and effective countershaft leadership is the subject of claim 4. Here the toothed belt drive ensures exact halving tion of the specified speed and enables also because of the arrangement of his gear the hub of the loose flange for a compact overall arrangement.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vor teile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnungen; es zeigen:The details, other features and other advantages parts of the invention result from the following ing description of an embodiment based on the drawings; show it:

Fig. 1 unter Fortlassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzel heiten das erfindungsgemäße Reibradgetriebe in Draufsicht und teilweise im Schnitt, wo bei die Fortsetzung der Abtriebswelle und der Motor abgebrochen dargestellt sind, Fig. 1 with the omission of all individual not necessary for the understanding of the invention, friction gear units according to the invention in plan view and partly in section, are shown terminated at where the continuation of the output shaft and the motor,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 und Fig. 2 is a view in the direction of arrow II of FIGS. 1 and

Fig. 3 eine Draufsicht auf die mit dem Pfeil III der Fig. 1 bezeichneten Teile. Fig. 3 is a plan view of the parts designated by arrow III of Fig. 1.

Gemäß der Fig. 1 ist der Rotationskörper des An triebsrades ein Kegelrad (1), dessen Kegelfläche (2) im Inneren eines Abtriebsrades (3) angeordnet ist. Das Antriebskegelrad (1) sitzt auf der aus einem Motor (4) herausgeführten Antriebswelle (5) und ist über ein Kugellager (6) auf einer Motor konsole (4a) abgestützt. Das Antriebskegelrad (1) wälzt sich ohne Zwischenglied auf den beiden Kegel flächen (7, 8) des Rotationskörpers (3) ab, der als Hohlkegelrad ausgebildet ist. Die mit (8) bezeich nete Kegelfläche sitzt auf einem Hohlkegelrad flansch (9), der bei (10 und 11) auf einer Buchse (12) axial beweglich gelagert ist, welche mit der Abtriebswelle (14) verkeilt und daher drehfest mit dieser verbunden ist. Die Abtriebswelle (14) ist eine Hohlwelle, in die eine weiterführende Welle (15) eingesteckt und dadurch drehfest mit der Ab triebswelle (14) verbunden ist. Beispielsweise han delt es sich um die Welle eines Impellers, mit dem eine Aluminiumschmelze entgast wird.According to FIG. 1 of the rotation body is the drive wheel to a bevel gear (1), whose conical surface (2) is arranged in the interior of a driven wheel (3). The drive bevel gear ( 1 ) sits on the drive shaft ( 5 ) led out from a motor ( 4 ) and is supported by a ball bearing ( 6 ) on a motor bracket ( 4 a). The drive bevel gear ( 1 ) rolls without an intermediate member on the two cone surfaces ( 7 , 8 ) of the rotary body ( 3 ), which is designed as a hollow bevel gear. The ( 8 ) designated conical surface sits on a hollow bevel gear flange ( 9 ), which is axially movably supported at ( 10 and 11 ) on a bushing ( 12 ), which is keyed to the output shaft ( 14 ) and is therefore non-rotatably connected to it . The output shaft (14) is a hollow shaft in which a further shaft (15) inserted and thereby rotationally fixed to the drive shaft From (14) is connected. For example, the shaft of an impeller is used to degas an aluminum melt.

Die Buchse (12) hält mit ihrem Flansch (12a) die Teller (16) von Wendelfedern (17), die auf einem Teilkreis um die Abtriebswelle (14) in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind. Im allgemei nen werden zwölf Teller mit zugeordneten Federn eingesetzt, welche sich auf der Rückseite des dreh festen Hohlkegelradflansches (9) abstützen.The socket ( 12 ) holds with its flange ( 12 a) the plate ( 16 ) of coil springs ( 17 ) which are arranged on a pitch circle around the output shaft ( 14 ) at regular intervals from each other. In general, twelve plates with associated springs are used, which are supported on the back of the rotatable hollow bevel gear flange ( 9 ).

Die Wendelfedern (17) spannen den Hohlkegelrad flansch (9) in Richtung auf den anderen Hohlkegel radflansch (18) vor, auf dessen Innenseite die Kegelfläche (7) ausgebildet ist. Dieser Flansch dreht sich auf einem Nadellager (19) als Losflansch um die Abtriebswelle (14). Auf seiner Nabe (20) ist ein Zahnrad (22) drehfest angeordnet, welches über einen Zahnriemen (23) und ein Ritzel (24) die Ein gangswelle (25) eines Vorgeleges (26) antreibt. Auf der Eingangswelle (25) sitzt ein stirnverzahntes Rad (27), welches mit einem Stirnrad (28) kämmt, das drehfest auf der Abtriebswelle (14) angeordnet ist.The helical springs ( 17 ) tension the hollow bevel gear flange ( 9 ) in the direction of the other hollow bevel gear flange ( 18 ), on the inside of which the conical surface ( 7 ) is formed. This flange rotates on a needle bearing ( 19 ) as a loose flange around the output shaft ( 14 ). On its hub ( 20 ) a gear ( 22 ) is arranged in a rotationally fixed manner, which drives the input shaft ( 25 ) of a countershaft ( 26 ) via a toothed belt ( 23 ) and a pinion ( 24 ). A spur gear ( 27 ) sits on the input shaft ( 25 ), which meshes with a spur gear ( 28 ) which is arranged on the output shaft ( 14 ) in a rotationally fixed manner.

Bei dem beschriebenen Getriebe verläuft der Leistungsfluß über beide Hohlkegelradflansche (9 und 18) in die Abtriebswelle (14). Dabei sorgt das Vorgelege (26) für die erforderliche Richtungs umkehr, da sich die Hohlkegelradflansche (9 und 18) entgegengesetzt drehen. Das Vorgelege ist in einem kleinen Getriebegehäuse (29) untergebracht, welches hinter dem Losflansch (18) angeordnet ist, wobei der Zahnriementrieb (30) außerhalb des Getriebe gehäuses (29) angeordnet ist.In the transmission described, the power flow runs over both hollow bevel gear flanges ( 9 and 18 ) into the output shaft ( 14 ). The reduction gear ( 26 ) ensures the necessary reversal of direction, since the hollow bevel gear flanges ( 9 and 18 ) rotate in opposite directions. The countershaft is housed in a small gear housing ( 29 ), which is arranged behind the loose flange ( 18 ), the toothed belt drive ( 30 ) being arranged outside the gear housing ( 29 ).

Die Motorkonsole (4a) bzw. das Getriebegehäuse (29) sind mit einer Spindel (30) über ein Handrad (31) axial zur Antriebswelle (5) verstellbar, so daß die Bohrstellung des Antriebskegelrades (1) im Hohl kegelrad (3) verändert, d. h. eingestellt werden kann. Dadurch ergibt sich eine Drehzahländerung der Abtriebswelle (14), sobald die konsolenfeste Lauf mutter (32) auf dem Außengewinde (33) der spindel festen Gewindebuchse (34) bewegt wird.The motor console ( 4 a) or the gear housing ( 29 ) with a spindle ( 30 ) via a handwheel ( 31 ) axially adjustable to the drive shaft ( 5 ), so that the drilling position of the drive bevel gear ( 1 ) in the hollow bevel gear ( 3 ) changes , ie can be set. This results in a change in speed of the output shaft ( 14 ) as soon as the bracket-fixed running nut ( 32 ) on the external thread ( 33 ) of the spindle-fixed threaded bush ( 34 ) is moved.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel und der Fig. 3 bilden die Teile einen Getriebemotor (35), der über einen am Gehäuse (29) festen Montagearm (36) und eine Klemmvorrichtung (37) an einen stationären Träger (38) angelenkt ist.According to the exemplary embodiment and FIG. 3, the parts form a geared motor ( 35 ) which is articulated to a stationary support ( 38 ) via a mounting arm ( 36 ) fixed to the housing ( 29 ) and a clamping device ( 37 ).

Claims

1. Reibradgetriebe mit einander schneidenden Achsen ihrer die Motorleistung übertragenem Rotations körper, die als Kegelräder ausgebildet sind, da durch gekennzeichnet, daß der auf der Abtriebswelle (14) sitzende Rotationskörper ein Hohlkegelrad (3) ist und das auf der Antriebswelle sitzende Kegelrad (1) sich ohne Zwischenglied auf beiden Hohlkegel radflächen (7, 8) abwälzt, von denen die eine auf einem drehfest auf der Abtriebswelle (14) ange brachten Hohlkegelradflansch (9) und die andere auf einem als Losflansch (18) auf der Abtriebswelle (14) sitzenden Hohlkegelradflansch ausgebildet ist, der als Eingang eines Vorgeleges (26) dient, dessen Abtriebsrad (28) drehfest auf der Abtriebswelle (14) angebracht ist.1. friction gear with intersecting axes of the motor power transmitted rotary body, which are designed as bevel gears, characterized in that the rotating body sitting on the output shaft ( 14 ) is a hollow bevel gear ( 3 ) and the bevel gear ( 1 ) sitting on the drive shaft wheel surfaces without an intermediate link ( 7 , 8 ), one of which is mounted on a non-rotatable on the output shaft ( 14 ), a hollow bevel gear flange ( 9 ) and the other on a loose flange ( 18 ) on the output shaft ( 14 ) Hollow bevel gear flange is formed, which serves as the input of a countershaft ( 26 ), the driven gear ( 28 ) of which is attached to the driven shaft ( 14 ) in a rotationally fixed manner.

2. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Achsen der Kegelräder (9, 18) unter einem rechten Winkel schneiden.2. friction gear according to claim 1, characterized in that the axes of the bevel gears ( 9 , 18 ) intersect at a right angle.

3. Reibragetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehfeste Hohl kegelradflansch axial in Richtung auf den Los flansch (18) des Hohlkegelrades (3) vorgespannt ist und der Motor und die das Kegelrad (2) aufnehmende Antriebswelle (5) gemeinsam axial verstellbar sind. 3. Friction gear according to one of claims 1 or 2, characterized in that the non-rotatable hollow bevel gear flange is biased axially in the direction of the loose flange ( 18 ) of the hollow bevel gear ( 3 ) and the motor and the bevel gear ( 2 ) receiving drive shaft ( 5th ) are axially adjustable together.

4. Reibradgetriebe nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorgelege mit einem Zahnriementrieb (30) über eine Nabe (20) des Hohlkegelradflansches (18) angetrie ben ist und über ein außen liegendes Stirnrad (27) ein drehfest auf der Abtriebswelle (14) ange brachtes Stirnrad (28) antreibt.4. Friction gear according to claim 1 and one of claims 2 or 3, characterized in that the countershaft with a toothed belt drive ( 30 ) via a hub ( 20 ) of the hollow bevel gear flange ( 18 ) is driven and via an external spur gear ( 27 ) a rotatably on the output shaft ( 14 ) attached spur gear ( 28 ) drives.

5. Reibradgetriebe nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelrad (2) auf der Abtriebswelle (5) eines Motors (4) drehfest und auf dem Motorgehäuse (4a) gelagert ist.5. Friction gear according to claim 1 and one of claims 2 to 4, characterized in that the bevel gear ( 2 ) on the output shaft ( 5 ) of a motor ( 4 ) rotatably and on the motor housing ( 4 a) is mounted.

6. Reibradgetriebe nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verzahnten Stirnräder (27, 28) des Vorgeleges (26) in einem Getriebegehäuse (29) untergebracht sind, wobei der Hohlkegelradlosflansch (18) und der Riementrieb (30) außerhalb des Getriebegehäuses (29) angeordnet sind.6. friction gear according to claim 1 and one of claims 2 to 5, characterized in that the toothed spur gears ( 27 , 28 ) of the countershaft ( 26 ) are housed in a gear housing ( 29 ), the hollow bevel gear flange ( 18 ) and the belt drive ( 30 ) are arranged outside the gear housing ( 29 ).