专利名称：传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传动装置，所述传动装置包括用于与第一驱动元件联接的旋转轴，其上设有轮，所述轮在所述旋转轴上被偏心地支撑并且可自由旋转，用于与第二驱动元件联接，所述传动装置进一步包括环，其与所述旋转轴同心布置并且可相对于所述旋转轴旋转，所述环设有与所述轮的传动部配合的第一传动部和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部，从而旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转。
背景技术：
这样的传动装置可从WO 2006/123927得知。然而，已发现在使用了辅助环的变速器的各种实施方式中，传动装置可能不能正确发挥作用并且走走停停。
发明内容
本发明预期提供一种传动装置，其可以在两个驱动元件之间形成变速器，从而在维持优点的同时，消除前述缺点为此，本发明提供了一种传动装置，包括用于与第一驱动元件联接的旋转轴，其上设有轮，所述轮在所述旋转轴上被偏心地支撑并且可自由旋转，用于与第二驱动元件联接， 所述传动装置进一步包括环，其与所述旋转轴同心布置并且可相对于所述旋转轴旋转，所述环设有与所述轮的传动部配合的第一传动部和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部，从而旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转(回转) 运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转，其特征在于，所述轮进一步与相对于旋转轴同心布置的辅助环配合，并且所述轮与所述辅助环之间的传动比不同于所述轮与所述环之间的传动比。通过借助于辅助驱动元件驱动所述环，所述环的内传动部的周边可以在保留原样的基础上相对加大或减小，从而所述轮的旋转可以按照预期而设定。第一和第二传动部可以，例如，被分别设计为环的内齿部和外齿部，但也可以是具有不同直径的外齿部或内齿部。优选地，所述轮是齿轮，并且所述环是齿环，所述齿环的第一齿部与所述齿轮配合、第二齿部与辅助驱动元件的齿部配合。通过将传动部设计为齿部，精确的传动装置可以实现，其具有良好和高效的力传递性能。辅助驱动元件可以通过传动装置联接着旋转轴，例如以固定传动比。这种具有固定传动比的传动装置可以，例如，借助于齿环的外齿部与旋转轴之间的齿轮传动而实现。优选地，旋转轴转动一圈导致齿轮围绕其自身轴线反向转动一圈。通过将辅助驱动元件与伺服马达联接，例如通过将辅助驱动元件设计为被辅助电马达驱动的蜗轮，该蜗轮接合齿环的外齿部，结果是传动比可以自由选择。以这种方式，传动装置可以用作变速器。接下来，所述轮可以，例如，通过万向轴型传动装置而联接着第二驱动元件的输入轴，所述第二驱动元件的旋转轴与第一驱动元件的旋转轴相互平行地延伸。根据本发明，以与所述环不同的传动比，所述轮与附加的辅助环配合，所述附加辅助环靠近所述环安置并且与旋转轴同心。现已发现这样能够防止传动装置不正确发挥作用和走走停停，从而能够流畅地运转。例如，所述轮的齿部与辅助环的齿部配合，其作用线与轮和环之间的作用线到第一驱动元件的旋转轴的距离不同。可选地，不同的传动比还可以借助于，例如，与椭圆形齿轮配合的偏心齿轮实现。例如，所述轮的齿部可以这样与辅助环的齿部配合，即其作用线到第一驱动元件的旋转轴的距离不同于轮和环之间的作用线到第一驱动元件的旋转轴的距离。这样的辅助环可以被设计为末端辅助环，其支撑着附加旋转轴，所述附加旋转轴被布置成与旋转轴相互平行，以提供与第二驱动元件的联接。或者，所述环可以被设计为中间辅助环，其进一步设有偏心地布置并且可自由旋转的辅助轮，从而通过重复这种结构，可以形成多级变速器。例如，在这样的情况下，可以提供第二环，其与所述旋转轴同心布置并且可相对于所述旋转轴旋转，所述第二环设有与辅助轮的传动部配合的内螺纹，并且设有与第二辅助驱动元件的传动部配合的外传动部。如果需要的话，辅助轮还可以与形成末端辅助环的第二辅助环的内螺纹配合，或者与形成第二中间辅助环以产生第三级的辅助环的内螺纹配合，等等通过由一个或多个伺服马达驱动第一和第二辅助驱动元件，可以产生具有两个控制级的变速器。然而，辅助驱动元件还可以用于实现旋转速度彼此不同的分支或输入部。为实现由轴承承载旋转公转运动，优选设有一个或多个双列偏心轴承，所述偏心轴承分别由偏心地容纳于圆柱形第二轴承中的圆柱形第一轴承构成。在一种较佳的方式中，轴承不但设计成用于吸收径向力分量，而且还用于吸收轴向力分量，例如通过将轴承设计为径向止推滚珠轴承。通过密封安置着轴承的表面，轴承屏蔽体可以形成。这样的双列轴承和/或轴承屏蔽体可以以有利的方式用于所述轮或辅助轮的由轴承承载旋转公转运动，但如后文所解释，即使是其本身，也能以有利的方式用于不同的环境中，例如用于轴承安装型PC泵螺旋转子，这种PC泵螺旋转子在传统中由万向轴型传动装置、十字滑块联轴器或柔性联轴器驱动。在一种有益的实施方式中，传动装置联接着螺旋转子，从而PC泵或PC马达可以形成。在此，所述轮优选地联接着转子，所述转子设有至少一个围绕转子中心线延伸的螺旋绕组。通过使用上述传动装置，其中传动比被选择为使得旋转轴转动一圈导致所述轮围绕其自身轴线反向转动一圈，转子的公转和旋转可以被驱动，而定子不被施加径向力，此外，转子不再需要被定子表面作任何弓I导，而是可以执行独立的运动。通过容纳转子自由端于上述双列轴承中，其结果是，转子可以以精确的配合容纳于定子开口中，并且如果需要的话，没有接触。转子和定子均可以相对坚硬材料制成，特别是钢。此外，转子和定子之间的精确配合可以提供，从而PC泵可以用作压缩机，或者甚至是马达。在一种有益的方式中，定子具有薄壁设计。在此，定子可以在其外表面设有沿轴向方向延伸的肋，其可以用作冷却肋和/或加强肋。通过将转子设计为薄壁的，其结果是，可以将其构造为相对强壮和轻质，此外，还可以将转子容纳在冷却回路中。如果需要的话，通过在转子中包含内轮廓，例如螺旋盘绕的箱式轮廓，转子可以被进一步加强。通过使定子和转子的直径沿着中心线变化，多级泵或压缩机可以形成。以这种方式，沿着从空腔向转子/定子组合体的运动方向，一个或多个容量变化可以实现。在一种较佳的方式中，如果在出现这种变化的位置设有开通于容纳开口中的供应通道，则混合泵可以实现。如果旋转轴是输入轴，则转子可以是泵、压缩机或混合器的移动体。如果旋转轴是输出轴，则转子可以是马达例如液压马达或内燃机的移动体。在一种较佳的方式中，转子侧壁的在横截面中直线延伸的部分可以进一步设有位于表面下面的空腔，以实现弹性密封。这样的空腔可以，例如，被充填液体材料，从而可以在定子的低压侧产生密封突出部。这样的空腔可以，例如，通过在定子壁中设置安装槽而形成，安装槽中可以容纳中空的芯带(core strip)，所述芯带可选地充填有液体材料。如果需要的话，转子和定子的配合表面还可以设有衬层材料，例如耐化学材料、耐磨和/或降低摩擦材料。这种衬层材料的实施例包括，例如，PTFE或陶瓷材料。
下面将基于附图中所示的各实施方式来详细解释本发明的传动装置，在附图中图1示出了传动装置第一实施方式的示意性侧视图；图2示出了图1中的传动装置的示意性正视图；图3示出了图1中的传动装置联接到PC泵时的示意性俯视图；图4示出了 PC泵定子的示意性正视图，其中定子的位置以及位于它们上方的传动装置的相应位置显示于顺序步骤中；图5示出了设有冷却肋的薄壁定子的示意性纵向剖视图；图5A示出了沿着图5中的线A—A所作的剖视图；图6示出了具有变化直径的转子一定子组合结构的示意性纵向剖视图；图7示出了 PC泵螺旋转子的示意性纵向剖视图，其承载安装于偏心双列轴承；图8示出了一种具有自由传动比的传动装置的改型例的示意性正视图；图9示出了图8中的传动装置的示意性侧视图；图10示出了传动装置的多级式改型例的示意性侧视图；图11示出了带有一个偏心轮的输入轴的分解图；图12示出了带有四个偏心轮的输入轴的分解图13示出了带有四个偏心轮的输入轴的透视图；图14A示出了第二输入轴的透视图；图14B示出了第二输入轴的剖视图；图15A示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮的透视图；图15B示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮的剖视图；图16A示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮在旋转时的透视图；图16B示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮在旋转时的透视图，其中第二输入轴也旋转；图16C示出了组装的轮的侧视图；图16D示出了制作为单件的轮的透视图；图17A示出了传动装置的透视图；图17B示出了传动装置的剖视图；图18A示出了带有内螺纹的传动装置的正视图；图18B示出了带有内螺纹的传动装置的剖视图；图18C示出了的透视图带有内螺纹的传动装置；图18D示出了带有内螺纹的传动装置的透视图，其中输入轴彼此相反地旋转；图19A示出了带有内螺纹的传动装置的正视图，其中具有小偏心量；图19B示出了带有内螺纹的传动装置的剖视图，其中具有小偏心量；图19C示出了带有内螺纹的传动装置的侧视图，其中具有小偏心量；图20示出了偏心轮变化中心线的侧视图和正视图；图21示出了传动装置的侧视图，带有输出轴中的中心开口 ；图22示出了具有第二输出轴的传动装置；图23示出了根据本发明的传动装置，其中第二输入轴的伺服驱动器被更换；图M示出了传动装置，其中第二输出轴是转子；图25示出了传动装置，其位于完整的泵驱动器中；图沈示出了根据本发明提出的一方面齿轮与齿环之间、另一方面齿轮与辅助齿轮之间的不同传动比的示意性透视图；图26A示出了传动装置的另一实施方式，其中图沈中的具有不同传动比的传动装置被配备了镜像部分。
具体实施例方式应当指出，附图中示意性地表示了优选实施方式，它们是以非限定性的实施方式的方式给出的。在附图中，相同或相应的部件被赋予相同的附图标记。图1-4示出了一种传动装置1。传动装置1包括相对于中心线Hl可旋转地布置的旋转轴2。旋转轴被设计成用于与第一驱动元件3例如电马达(电机)联接。旋转轴2设有被以偏心量偏心地支撑在旋转轴2上的齿轮4。齿轮被支撑在旋转轴2上，从而可相对于其自身中心线H2自由旋转。齿轮4被设计成用于联接第二驱动元件5，第二驱动元件例如连接着PC泵7的转子6。传动装置1进一步包括齿环8，其同心布置并且可关于旋转轴2的中心线Hl自由旋转。齿环8设有第一齿部9，其与齿轮4的齿部10配合。齿环8进一步设有第二齿部11，其与辅助驱动元件13的齿部12配合。在该代表性实施方式中，辅助驱动元件为以固定传动比联接着旋转轴2的齿轮。 为此，旋转轴支撑着齿轮35，齿轮35被布置成关于中心线Hl旋转，所述齿轮35与齿轮36 配合，齿轮36则与辅助驱动元件13 —起旋转，该辅助驱动元件13被设计为围绕旋转轴线 H4的齿轮。在此，辅助驱动元件13和旋转轴2之间的传动比因此而为旋转轴2转动一圈导致齿轮4围绕其自身轴的中心线H2反向转动一圈。齿轮4被安装在旋转轴2的偏心突出部14上，该偏心突出部位于轴直径之内。当然，也可以提供相对于轴突出的曲柄，齿轮可被安装在曲柄上。PC泵的转子6设有一个围绕着转子中心线H3延伸的螺旋绕组15。转子中心线基本上平行于旋转轴2的中心线Hl延伸，带有偏心中间距离e，中心线Hl与定子16的中心线重合。转子6容纳于定子16的容纳开口 17中。容纳开口 17设有两个基本上以偏心距离 e平行于旋转轴2的中心线Hl延伸的螺旋空腔18，所述空腔通过定子16的中央区域19互连。定子的螺旋绕组18的节距为转子6的螺旋绕组15的节距的两倍。因此，定子16 的螺旋绕组18的数量大于转子6的螺旋绕组15的数量。转子6和定子16由钢或其它类似的相对坚硬材料制成。转子和定子的配合表面设有衬层，例如陶瓷涂层。如显示于图5，定子具有薄壁设计。在其外表面上，定子16设有沿轴向方向延伸的肋20’，它们用作组合的冷却和加强肋。如显示于图6，转子和定子设有从小直径Dl变化到大直径D2的剖面，从而泵包括两个级。在具有直径D2的较宽部分处，如果设有开通于定子容纳开口 17中的通道，则该通道可以用于将待混合物质供给到将被泵送的基材。图3示出了 PC泵7设有水泥浆料输入部20，水泥浆料借助于位移空间而从该输入部吸取，该位移空间作为转子6在定子容纳开口中移动的结果而移动，由此水泥浆料被推压至挤压输出部21。水泥浆料输入部20的一个侧壁由轴承屏蔽体30形成。在图7中，轴承屏蔽体30 被详细显示。轴承屏蔽体以承载的方式安装着旋转公转运动的转子6和与其联接的齿轮4。 轴承屏蔽体由偏心地容纳于第二圆柱形轴承32中的圆柱形第一轴承31形成。为了不但吸收径向力分量(分力)，而且还吸收浆料施加在转子上的轴向力分量(分力)，每个轴承31 被设计为双列径向止推滚珠轴承。为了防止浆料通过，将轴承安置于其中的表面被密封。在示于图7的实施方式中，双列轴承可以以有利的方式用于这样的渐进腔设备中，其中，通过借助于偏心双列轴承引导转子的被传动装置接合的一侧，螺旋转子以关于其自身纵向轴线旋转的方式围绕定子中心线公转，转子偏心地容纳在定子中。图4示出了定子在转动一整圈的过程中如何通过各顺序步骤。在此，定子16关于其自身中心线H3沿相反方向旋转一次。在图4中上侧的视图中，显示出齿环8被旋转，以维持齿轮4关于其中心线H2旋转局限在一整圈旋转。通过使用传动装置，转子可以几乎没有间隙地容纳于定子中，从而可以被用作压缩机或泥浆马达，或者甚至是内燃机。转子的自由端则优选地通过轴承被安装，例如借助于前面描述的双列偏心轴承。在一种较佳的方式中，辅助驱动元件13可以联接伺服马达。以这种方式，变速器可以被形成。这种情况示意性显示于图8，其中蜗杆23被辅助电马达(未示出)驱动，并且与位于齿环8外侧的相应的蜗轮齿部11配合。借助于这样的配置，辅助驱动元件和旋转轴之间的传动比可以自由选择，从而使得，每次齿轮作圆形公转运动，齿轮关于其自身轴线的相应旋转圈数可以自由设定。通过有益地提供齿轮4的轴向延续段24，该齿轮可以进一步被设计成与辅助齿环26的齿部25配合，辅助齿环沈与旋转轴2同心布置。在此，辅助齿环沈被设计为末端辅助环。在此，所述环沈支撑着附加旋转轴27，该附加旋转轴提供与第二驱动元件5的联接，并且与旋转轴相互平行地布置。通过这种方式，如示于图9，可以以一种较佳方式实现无级变速传动装置。根据本发明，齿轮4与辅助齿环沈的螺纹例如由齿部25形成的螺纹配合，传动比不同于齿轮4与齿环8配合的传动比。齿轮4可以例如为此包括轮部4a，其设有齿部10a。 这一点在图沈中显示出来。在这个例子中，轮部如的直径小于齿轮4，并且齿部IOa的齿数小于齿部10。已发现这样能够防止传动装置中发生走走停停，这种走走停停在传动比相同时有可能发生。通过提供如前所述不同的传动比，传动装置能够更平稳地运行。在这里参照图9-25描述的代表性实施方式中，可以理解，尽管描绘得具有相同传动比，但为了公开的目的，一方面齿轮和齿环之间的传动比、另一方面齿轮和辅助齿环的传动比可以认为彼此不同，即例如像图沈和26k中所示的那样。图26A示出了传动装置的进一步的实施方式，其中，图沈所示具有不同传动比的传动装置配备了镜像部分。这对于本发明的可变传动装置而言是一种特别有益的配置，以使得本发明的可变传动装置允许有限的滑移过渡，因此可称作VB4D。可变传动装置VB4D由两个驱动件提供动力-第一驱动件(Drive1，例如可变速的不可逆内燃机ICE)，和-第二驱动件(Drive2，例如变频器控制的电机MG2)。两个驱动件可以彼此独立地接通和断开，并且可以彼此独立地控制，但用于相同的目的，即在一定的转速(rpm)范围内驱动向外输出轴线27d，所述转速范围包括两个转动方向上的转速以及Orpm点。每个驱动件向自由的向外输出环形齿轮C传递可变的运动，并且环形齿轮C的运动为所产生的运动总和。第一驱动件利用齿轮B沿顺时针方向围绕齿轮A转动支架。这引起齿轮B沿顺时针方向旋转。齿轮B又驱动环形齿轮C使之沿逆时针方向旋转。齿轮A的第二驱动件也可以沿顺时针方向驱动齿轮A。这引起齿轮B逆时针方向旋转。齿轮B又驱动环形齿轮C使之沿顺时针方向旋转。齿轮Ba的轴向旋转是分别由第一驱动件和第二驱动件引起的两个旋转方向上的旋转运动的总和。在这种传动装置中，下面的公式可以用于计算。公式l)Ba被第一驱动件驱动的Rpm和旋转方向为(nDriveNzA) +zBa公式2) Ba被第二驱动件驱动的Rpm和旋转方向为((nDrive2^A) +zBa)*_l所产生的rpm及其旋转方向是公式1和2的总和并且表示为n Ba_Bc = ((ηDrivel*z A)+ζ Ba) + (((η Drive2*z Α)+ζ Ba)*_l)齿轮C的旋转是这两个驱动件的总和公式3)在“n Ba-Bc”的条件下Bc在齿轮C上的旋转((η Ba_Bc*z Be)+ζ C)*_l公式4)第一驱动件利用周转轮Ba将齿轮C牵拉进入轨道并且为n Drivel所产生的rpm η C和旋转方向为公式3和4的总和并且表示为n C = (((n Ba_ Bc*z Be)+ζ C)*-l)+n Drivel请注意，在图^A中，由于齿轮C和C2形成一个整体，所以η C等于η C2。齿轮Bc2的轴向旋转是分别由驱动件C2和第一驱动件引起的两个旋转的总和。公式5)Bc2 由 nC2 引起的旋转为((nC2^C2)+zBc2)*_1公式6)Bc2由第一驱动件经周转轮Ba引起的在C2上的旋转 (nDrivel*zC2) +zBc2所产生的rpm和驱动正负号为公式5和6的总和并且表示为n Bc2_Bd = (((nC2*zC2) zBc2)+ ((η Drivel*z C2)+ζ Bc2)齿轮D的旋转为两个驱动件的总和公式7)在"n Bc2_Bd” 的条件下 Bc2 传递到 D 的旋转((nBc2_Bd*zBd) +zD) *_1公式8)第一驱动件利用周转轮Bc2将齿轮Bd牵拉进入轨道并且为n Drivel所产生的rpm η C和及其正负号为公式7和8的总和并且表示为n D = (((η Bc2_Bd*z Bd) zD) *-l)+n Drivel下面的表1列出了本例中计算用的参数的示例值。表1
权利要求
1.一种传动装置，包括用于与第一驱动元件联接的旋转轴，其上设有轮，所述轮在所述旋转轴上被偏心地支撑并且可自由旋转，用于与第二驱动元件联接，所述传动装置进一步包括环，其与所述旋转轴同心布置并且可相对于所述旋转轴旋转，所述环设有与所述轮的传动部配合的第一传动部和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部，从而所述旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转，其特征在于，所述轮进一步与相对于旋转轴同心布置的辅助环配合，并且所述轮与所述辅助环之间的传动比不同于所述轮与所述环之间的传动比。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述环和辅助环以轴向相隔的方式布置。
3.根据权利要求1至2中任一所述的传动装置，其中，所述轮通过轴向延续段联接着第二驱动元件。
4.根据权利要求4所述的传动装置，其中，第二驱动元件的旋转轴与所述轮的旋转轴共轴。
5.根据权利要求1至4中任一所述的传动装置，其中，设有辅助环，其被设计为末端辅助环并且支撑着附加旋转轴，所述附加旋转轴被布置成与所述旋转轴相互平行，以提供与第二驱动元件的联接。
6.根据权利要求1至4中任一所述的传动装置，其中，所述辅助环被设计为中间辅助环，其设有偏心地布置并且可自由旋转的附加轮。
7.根据权利要求1至6中任一所述的传动装置，其中，所述轮是齿轮，并且所述环是齿环，所述齿环的第一齿部与所述齿轮配合、第二齿部与辅助驱动元件的齿部配合。
8.根据权利要求1至7中任一所述的传动装置，其中，辅助驱动元件通过一传动器联接着旋转轴。
9.根据权利要求1至7中任一所述的传动装置，其中，辅助驱动元件以固定传动比联接着旋转轴。
10.根据权利要求9所述的传动装置，其中，辅助驱动元件和旋转轴之间的传动比被设置成使得，旋转轴转动一圈导致所述轮围绕其自身轴线转动一圈。
11.根据权利要求1至10中任一所述的传动装置，其中，辅助驱动元件联接着伺服马达。
12.根据前述权利要求中任一所述的传动装置，其中，为实现由轴承承载旋转公转运动，设有一个或多个双列偏心轴承，所述偏心轴承分别由偏心地容纳于圆柱形第二轴承中的圆柱形第一轴承构成。
13.根据权利要求12所述的传动装置，其中，至少设有一个双列偏心轴承，其中安置着轴承的表面被密封而形成轴承屏蔽体。
全文摘要
一种传动装置包括旋转轴(14)，其用于与第一驱动元件联接且设有轮(24)，所述轮被偏心地支撑并且可自由旋转于轴上，用于与第二驱动元件联接，传动装置进一步包括环，其相对于旋转轴同心布置并且可旋转。环(8)设有与所述轮的传动部(10)配合的第一传动部(9)和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部(11)，从而旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转。所述轮进一步与辅助环(26)的传动部配合，所述辅助环与旋转轴同心布置并且所述轮与所述辅助环之间的传动比不同于所述轮与所述环之间的传动比。
文档编号F16H3/72GK102575752SQ201080032407
公开日2012年7月11日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者P·E·范贝克 申请人:M·曼特尔