DE10008175A1 - Vorschaltgetriebe an Motoren mit hoher Drehzahl für Hilfsantriebseinheiten - Google Patents

Abstract

Bei dem Vorschaltgetriebe ist auf der Antriebswelle eine Exzenterscheibe drehfest angeordnet, auf der ein als erstes Triebglied fungierendes Stirnzahnrad gelagert ist, daß mit seiner Außenverzahnung an einer Eingriffsstelle mit der Innenverzahnung eines undrehbar gehalterten, konzentrisch zur Antriebswelle angeordneten Innenzahnkranzes kämmt. Dabei ist die Zähnezahl des Stirnzahnrades um wenigstens einen Zahn kleiner als die Zähnezahl des Innenzahnkranzes und der Kopfkreisdurchmessers des Stirnzahnrades ist um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Innenzahnkranzes. Das Exzentermaß der Exzenterscheibe ist gegenüber dem Zentrum der Antriebswelle um die halbe Differenz vom Kopfkreisdurchmesser des Stirnzahnrades und Fußkreisdurchmessers des Zahnkranzes kleiner. Das Stirnzahnrad ist drehmomentübertragend mit einer konzentrisch zur Antriebsachse gelagerten, ein zweites Triebglied bildenden Abtriebsscheibe verbunden, wobei ein Triebglied zumindest einen axial abragenden Zapfen aufweist, der in eine Bohrung des anderen Triebgliedes eingreift und die Bohrung einen um die Exzentrizität der Exzenterscheibe größeren Durchmesser als der Zapfen des Triebgliedes aufweist. DOLLAR A Zur Schaffung eines platzsparenden, hochuntersetzenden motorisch antreibbaren Vorschaltgetriebes, bei dem durch Unwuchten entstehende Massenkräfte mit Mitteln ausgeglichen werden können, die mit den der Drehmomentübertragung dienenden Bauteile baugleich gestaltet sein können, schließt ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgetriebe an Motoren mit hoher Drehzahl für Hilfsantriebseinheiten, wobei mit der Antriebswelle des Motors eine Ex­ zenterscheibe drehfest verbunden ist, auf der ein als erstes Triebglied fungie­ rendes Stirnzahnrad gelagert ist, das mit seiner Außenverzahnung an einer Eingriffsstelle mit der Innenverzahnung eines undrehbar gehalterten, konzen­ trisch zur Antriebswelle angeordneten Innenzahnkranzes kämmt, wobei die Zähnezahl des Stirnzahnrades um wenigstens einen Zahn kleiner ist als die Zähnezahl des Innenzahnkranzes, und der Kopfkreisdurchmesser des Stirn­ zahnrades um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner ist als der Fußkreisdurchmes­ ser des Innenzahnkranzes, und das Exzentermaß der Exzenterscheibe gegen­ über dem Zentrum der Antriebswelle der halben Differenz von Kopfkreis­ durchmesser des Stirnzahnrades und Fußkreisdurchmesser des Zahnkranzes entspricht, während das Stirnzahnrad drehmomentübertragend mit einer kon­ zentrisch zur Antriebsachse gelagerten, ein zweites Triebglied bildenden Ab­ triebsscheibe verbunden ist, wobei ein Triebglied zumindest einen axial abra­ genden Zapfen aufweist, der in eine Bohrung des anderen Triebsgliedes ein­ greift, und die Bohrung einen um die Exzentrizität der Exzenterscheibe größe­ ren Durchmesser als der Zapfen des ersten Triebgliedes aufweist.

Hochuntersetzende Vorschaltgetriebe an Motoren lassen sich insbesondere bilden, indem Schneckengetriebe eingesetzt werden. Die Verwendung eines Schneckentriebes hat zwar in aller Regel auch den Vorteil der Selbsthem­ mung, ist jedoch nicht in jedem Fall geeignet, da sich ein Winkeltrieb ergibt, für den in manchen Fällen der Platzbedarf nicht zur Verfügung steht.

Als hochuntersetzende Getriebebaueinheit hat sich auch ein offener Planeten­ trieb bewährt, bei dem der Planet als Stirnzahnrad ausgebildet ist, das auf ei­ nem den Getriebesteg darstellenden Exzenter gelagert ist und an einer Ein­ griffsstelle mit einem Hohlrad kämmt. Ein derartiges hochuntersetzendes und auch selbsthemmendes Getriebe ist beispielsweise aus der US 3 673 891 be­ kannt, bei dem es sich darum handelt, die in eine Schwenkwelle mit einem drehfest damit verbundenen Exzenter eingeleitete Drehbewegung für die Ver­ schwenkung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes zu nutzen. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei einer Lösung vor, wie sie durch die US 3 667 804 bekanntgeworden ist. Denn auch dort ist mit einer manuell betätigbaren Antriebswelle eine Exzenterscheibe drehfest verbunden, auf der ein Stirn­ zahnrad gelagert ist, das mit seiner Außenverzahnung mit der Innenverzah­ nung eines undrehbar gehalterten Zahnkranzes kämmt, der bei dem beschrie­ benen Ausführungsbeispiel Bestandteil eines mit dem Sitzteil fest verbunde­ nen Beschlagteiles ist. Dabei weist das Stirnzahnrad auf einer Seite drei abra­ gende Zapfen auf, die in Löcher des mit der Rückenlehne verbundenen Be­ schlagteiles eingreifen, wobei diese Löcher einen um die Exzentrizität größe­ ren Innendurchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der Zapfen groß ist. Auch der Kopfkreisdurchmesser des Stirnzahnrades ist um wenigstens ei­ ne Zahnhöhe kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Innenzahnkranzes, wo­ bei auch die Zähnezahl des Stirnzahnrades kleiner ist als die Zähnezahl der Innenverzahnung des Innenzahnkranzes. Der mit der Rückenlehne verbindbare Beschlagteil schwenkt exakt um den Mittelpunkt der Schwenkwelle, weil die die Drehbewegung des Stirnzahnrades überlagernde Exzenterbewegung durch die Bohrungen im Beschlagteil und die darin eingreifenden durchmesserklei­ neren Zapfen vollständig ausgeglichen wird. Bei dieser vorbekannten, auch selbsthemmenden Ausführungsform wird zwar die Schwenkwelle manuell durch ein auf der Schwenkwelle drehfest angeordnetes Handrad angetrieben, jedoch ist es durchaus denkbar, die Schwenkwelle auch mit einem Elektro­ motor zu verbinden. Allerdings treten bei motorischem Antrieb mit hoher Drehzahl infolge der außermittigen Massenanordnung des Exzenters Flieh­ kräfte auf, die zu störenden Unwuchten führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein platzsparendes, hochuntersetzendes, moto­ risch antreibbares Vorschaltgetriebe zu schaffen, bei dem durch Unwuchten entstehende Massenkräfte mit Mitteln ausgeglichen werden können, die mit den der Drehmomentübertragung dienenden Bauteilen baugleich gestaltet sein können. Diese Aufgabe ist mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen ge­ löst. Durch die Anordnung einer zweiten Exzenterscheibe mit gegenüberlie­ gendem Exzenterhöchstpunkt tritt eine der Fliehkraft aus der ersten Exzenter­ scheibe entgegenwirkende zweite, entgegengesetzt gerichtete Fliehkraft auf, so daß sich die Massenkräfte gegeneinander aufheben, und selbst bei hoher Drehzahl an der Antriebswelle des Motors ein ruhiger Lauf der Antriebswelle zustandekommt. Dabei sind die Exzenterscheiben beide baugleich. Auch ein derartiges Vorschaltgetriebe ist selbsthemmend.

Zur Erzielung von Abstützvorteilen der Antriebswelle einerseits und weiter­ gehendem Massenausgleich andererseits ist auch auf der weiteren Exzenter­ scheibe ein in die Innenverzahnung des Innenzahnkranzes eingreifendes, ein Übertragungsglied zwischen den Triebgliedern bildendes Stirnzahnrad gela­ gert, das einerseits zumindest eine Bohrung zur Aufnahme des vom ersten Triebglied abragenden Zapfens und andererseits zumindest einen Zapfen zum Eingriff in eine Bohrung der das zweite Triebglied bildenden Abtriebsscheibe aufweist.

Obschon es denkbar ist, daß nur jeweils die Kombination eines einzigen Zap­ fens am Stirnzahnrad mit einer einzigen Bohrung in der Abtriebsscheibe zur Drehmomentübertragung möglich ist, so ist es doch nach einem Ausgestal­ tungsmerkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn vom das erste Trieblied bil­ denden Stirnzahnrad mehrere, gleichmäßig auf einem koaxial zur Lagerstelle verlaufenden Kreis angeordnete Zapfen in axialer Richtung abragen und in eine gleich große Anzahl von Bohrungen in der das zweite Triebglied bilden­ den Abtriebsscheibe eingreifen können, wobei die Bohrungen auf einem gleich großen Kreis wie die Zapfen angeordnet sind, der jedoch koaxial zum Lageransatz der im Getriebegehäuse koaxial zur Antriebsachse gelagerten Abtriebsscheibe angeordnet ist. Dies gilt auch bei der Verwendung eines Übertragungsgliedes, das zwischen den Triebgliedern als Stirnzahnrad ange­ ordnet ist. Auch in diesem Fall ragen vom das erste Triebglied bildenden Stirnzahnrad mehrere, gleichmäßig auf einem koaxial zur Lagerstelle verlau­ fenden Kreis angeordnete Zapfen in axialer Richtung ab und greifen in eine gleiche Anzahl von Bohrungen in dem das Übertragungsglied zwischen den Triebgliedern bildenden zweiten Stirnzahnrad ein, wobei von diesem Übertra­ gungsglied zwischen dessen Bohrungen mehrere Zapfen wiederum abragen, die in eine entsprechende Anzahl von Bohrungen der koaxial zur Antriebsach­ se gelagerten Abtriebsscheibe eingreifen. Dabei mag es zum Zwecke der Ver­ minderung von Reibung bzw. zur Erzielung eines geräuscharmen Lautes vor­ teilhaft sein, die Zapfen entweder mit Gleitlagerbuchsen zu umfassen oder aber mit Wälzlagern zu umgreifen, die am Innenumfang der um die Exzentri­ zität größeren Bohrungen als der Außendurchmesser von Gleitlagerbuchsen bzw. Wälzlagern abwälzen. Außerdem mag es zur Geräuschdämpfung und zwecks zwängungsfreien Umlaufes vorteilhaft sein, die Zapfen mit elastischen Zwischenringen zu umfassen, die ihrerseits die Gleitlagerbuchsen bzw. die Wälzlager aufnehmen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen 8 bis 26 in Verbindung mit dem die Fig. 6 bis 11 erläuternden Beschreibungstext.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des an einen Elektromotor an­ geflanschten Vorschaltgetriebes in vergrößertem Maßstab und in einem Längsschnitt nach der Linie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 die im Getriebegehäuse angeordnete Abtriebsscheibe in einem Schnittverlauf nach der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorschaltgetriebes, bei dem zwischen das erste Triebglied und das zweite Triebglied ein Übertragungslied in Form eines Stirnzahnrades geschaltet ist, wobei dieses Vorschaltgetriebe ebenfalls in einem Längsschnitt, jedoch nach der Linie III-III von Fig. 4 dargestellt ist,

Fig. 4 die im Gehäuse angeordnete Abtriebsscheibe des aus Fig. 3 er­ sichtlichen Ausführungsbeispieles in einer Schnittdarstellung nach der Linie IV-IV von Fig. 3,

Fig. 5 das Vorschaltgetriebe in einer Stirnansicht auf seine Ab­ triebsseite gesehen,

Fig. 6 einen der vom ersten Triebglied bzw. vom Übertragungsglied abragenden Zapfen in gegenüber den Fig. 1 bis 5 vergrößertem Maßstab, wobei der Zapfen von einem elastischen Zwi­ schenglied umfaßt ist, auf dem seinerseits eine Gleitlagerbuchse angeordnet ist,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform eines vom ersten Triebglied bzw. vom Übertragungsglied abragenden Zapfens, in einem Fig. 6 analogen Maßstab, wobei der Zapfen ebenfalls von einem elasti­ schem Zwischenglied umfaßt ist, auf dem jedoch ein Wälzlager abgestützt ist,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Vorschaltgetriebes, bei dem einem Triebglied ein umlaufendes Stützglied in Form eines Zahnrades nebengeordnet ist und die Exzenterscheiben Be­ standteile einer an die Antriebswelle des Motors angekuppelten, eine Gehäusescheibe durchdringenden Exzenterwelle sind,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Vorschaltgetriebes, bei dem auf der Exzenterwelle zwei Triebglieder nebeneinander ange­ ordnet sind, deren um die Exzentrizität gegeneinander versetzt angeordnete Mitnehmerbohrungen gemeinsam von jeweils einem Zapfen der Abtriebsscheibe durchdrungen sind, der einstückiger Bestandteil der Abtriebsscheibe ist,

Fig. 10 eine gegenüber Fig. 9 modifizierte Ausführungsform, deren die Triebglieder durchdringender Zapfen aus einem von der Ab­ triebsscheibe verschiedenen Werkstoff besteht und in die Ab­ triebsscheibe eingesetzt ist,

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform des Vorschaltgetriebes bei dem nur ein Stirnzahnrad als Triebglied fungiert, während das ne­ bengeordnete Stirnzahnrad ein Stützzahnrad bildet, das in Bezug auf die durchgehenden Zapfen kontaktfrei umläuft, wobei die Zapfen in einer in der Gehäusescheibe drehbar gelagerten Lager­ scheibe abgestützt sind.

Bei dem aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel eines Vor­ schaltgetriebes sind die drehmomentübertragenden Getriebebauteile in einem Gehäuse 20 abgekapselt, wobei dieses Gehäuse 20 topfartig ausgebildet ist und mit seiner Bodenscheibe 21 auf einem Kragen 12 des elektrisch betriebe­ nen Motors 10 einerseits abgestützt ist, und andererseits mittels Schrauben 40 mit dem Motor 10 undrehbar verbunden ist. Aus dem Kragen 12 des Motors 10 ragt eine Antriebswelle 11 aus, die einen zur Drehmitnahme geeigneten Querschnitt aufweisen kann, indem diese beispielsweise auf einer Längsseite angeflacht ist. Auf dieser Antriebswelle 11 ist eine Exzenterscheibe 13 dreh­ fest angeordnet, auf welcher unter Zwischenschaltung beispielsweise eines Wälzlagers 19, ein als erstes Triebglied 14 fungierendes Stirnzahnrad 15 drehbar gelagert ist. Die Außenverzahnung 16 des Stirnzahnrades 15 kämmt in einer Eingriffsstelle mit der Innenverzahnung 1 S eines Innenzahnkranzes 17, der Bestandteil des topfartigen Gehäuses 20 ist, indem die Innenverzah­ nung 18 am Innenumfang dieses topfartigen Gehäuses 20 angebracht ist. Von der dem Motor 10 gegenüberliegenden Stirnseite des Stirnzahnrades 15 ragen mehrere Zapfen 26 in axialer Richtung ab, wobei es sich bei dem dargestell­ ten Ausführungsbeispiel - wie aus Fig. 2 ersichtlich ist - um sechs gleichmä­ ßig am Umfang verteilt angeordnete Zapfen 26 handelt. Obschon es nicht un­ bedingt erforderlich ist, daß die Zapfen 26 von Buchsen umfaßt sind, weisen die aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Zapfen 26 Gleitlagerbuchsen 37 an ih­ rem Umfang auf, mit denen die Zapfen 26 in Bohrungen 29 einer als zweites Triebglied 27 fungierenden Abtriebsscheibe 28 eingreifen. Diese Abtriebs­ scheibe 28 weist in ihrem zentralen Bereich einen Lageransatz 30 auf, der sich in einem Wellenstumpf 32 fortsetzt, welcher aus dem Gehäuse 20 koaxial zur Antriebswelle 11 austritt. Der Lageransatz 30 der Abtriebsscheibe 28 ist von einem Wälzlager 33 umfaßt, das sich in einem Lagerdeckel 22 abstützt, der seinerseits im topfartigen Gehäuse 20 - dieses verschließend - gehaltert ist. Neben der Exzenterscheibe 13 ist auf der Antriebswelle 11 eine weitere Exzenterscheibe 34 drehfest derart angeordnet, daß der Exzenterhöchstpunkt der Exzenterscheibe 34 dem Exzenterhöchstpunkt der Exzenterscheibe 13 diametral gegenüberliegt. Diese in bezug auf die Antriebswelle 11 dem Mas­ senausgleich dienende Exzenterscheibe 34 greift in eine Ausnehmung 31 in der Abtriebsscheibe 28 und deren Lageransatz 30 derart ein, daß zwischen dem Innenumfang der Ausnehmung 31 und der Exzenterscheibe 34 Spiel vor­ handen ist.

Wie bereits eingangs erwähnt, sind die Bohrungen 29 in der Abtriebsscheibe 28 derart dimensioniert, daß sie um die Exzentrizität größer sind als der Außendurchmesser der auf den Zapfen 26 angeordneten Gleitlagerbuchsen 37. Außerdem ist noch zu erwähnen, daß der Lagerdeckel 22 mehrere Befesti­ gungsbohrungen 41 und 42 aufweist, mit denen das Vorschaltgetriebe und der damit fest verbundene Motor 10 an Rahmenteilen, beispielsweise von Fahr­ zeugen, befestigt werden kann.

Bei Drehung der Antriebswelle 11 werden auch die Exzenter 13 und 34 mit­ gedreht. Über den Exzenter 13 wird bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen Ausfüh­ rungsbeispiel auch das Stirnzahnrad derart exzentrisch bewegt, daß die Ein­ griffsstelle der Außenverzahnung 16 gegenüber der Innenverzahnung 18 des feststehenden Innenzahnkranzes 17 umläuft. Bei einer Zähnezahldifferenz von nur einem Zahn zwischen der Außenverzahnung 16 des Stirnzahnrades 15 und der Innenverzahnung 18 des Innenzahnkranzes 17 wird bei einer Umdrehung der Antriebswelle 11 das Stirnzahnrad 15 um nur eine Zahnteilung weiterge­ dreht, wobei diese Drehbewegung auch der Abtriebsscheibe 28 mitgeteilt wird, die sich damit um den gleichen Drehwinkel weiterdreht, wie auch das Stirnzahnrad 15. Je größer demzufolge die Zähnezahl der Innenverzahnung 18 ist, desto höher ist auch das Untersetzungsverhältnis.

Bei dem aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist zwischen dem auf der Exzenterscheibe 13 über das Wälzlager 19 abgestützten, das erste Triebglied 14 bildenden Stirnzahnrad 15 und der das zweite Triebglied 27 bildenden und im Lagerdeckel 22 über das Wälzlager 33 abgestützten Ab­ triebsscheibe 28 ein Übertragungsglied 35 in Form eines weiteren Stirnzahn­ rades 36 angeordnet. Dieses Stirnzahnrad 36 entspricht in seinen Abmessun­ gen und Zähnezahlen dem Stirnzahnrad 15. Seine Lagerung erfolgt jedoch auf der Exzenterscheibe 34, wobei zwischen die Lagerbohrung des Stirnzahnrades 36 und die Exzenterscheibe 34 ein weiteres Wälzlager 43 geschaltet sein mag. Dabei ist das Stirnzahnrad 36 derart angeordnet, daß es sich im Vergleich zur Zahneingriffsstelle des Stirnzahnrades 15 exakt diametral gegenüberliegend in der Innenverzahnung 15 des Innenzahnkranzes 17 abstützt und in dieser Lage durch die Exzenterscheibe 34 gehalten wird.

Im Unterschied zum Stirnzahnrad 15 weist das ein Übertragungsglied 35 bil­ dende Stirnzahnrad 36 auch Bohrungen 29 auf, in welche die von Gleitlager­ buchsen 37 umgriffenen Zapfen 26 eingreifen können. Dabei sind die Bohrun­ gen 29 und die Gleitlagerbuchsen 37 im vorgenannten Sinne dimensioniert. Auf der vom Motor 10 abragenden Seite treten aus der Stirnseite des als Übertragungsglied 35 fungierenden Stirnzahnrades 36 ebenfalls Zapfen 26 aus, die entweder von Gleitlagerbuchsen 37 umgriffen sein können oder aber, wie in Fig. 3 dargestellt, von Wälzlagern 39 umfaßt sind, die in Bohrungen 38 der das zweite Triebglied 27 bildenden Abtriebsscheibe 25 eingreifen. Es ver­ steht sich, daß die Lösung hinsichtlich der Anordnung von Wälzlagern 39 auf den Zapfen 26 nicht nur auf den Eingriff in die Abtriebsscheibe 25 beschränkt ist, sondern vielmehr könnten alle Zapfen 26 - auch die des Stirnzahnrades 15 - anstatt mit Gleitlagerbuchsen 37 mit Wälzlagern 39 versehen sein.

Im Gegensatz zu der aus Fig. 1 ersichtlichen Lösung, bei der das Vorschalt­ getriebe als Anflanschgetriebe an den Motor 10 mittels Schrauben 40 ange­ schlossen ist, kann die Verbindung zwischen dem Vorschaltgetriebe und dem Motor auch in Form eines Integrationsgetriebes ausgebildet sein. Zu diesem Zweck ist die Bodenscheibe 21 des topfartigen Gehäuses 20 mit einem Ringansatz 23 versehen, in dessen Ringnut 24 eine Ringrille 25 im Mantel des Motors 10 eingepreßt ist.

Die Funktionsweise des aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Ausführungsbei­ spieles des Vorschaltgetriebes ist analog der Funktionsweise des aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsbeispieles eines Vorschaltgetriebes anzuse­ hen.

Bei den aus den Fig. 6 und 7 ersichtlichen Ausführungsformen ist dargestellt, daß die Zapfen 26 von elastischen Zwischenringen 44 umfaßt sind, auf denen entweder - wie in Fig. 6 dargestellt - Gleitlagerbuchsen 37 abgestützt sind, oder aber - wie aus Fig. 7 ersichtlich ist - werden die elastischen Zwischen­ ringe an den Zapfen 26 von Wälzlagern 39 umgriffen. Diese Maßnahmen die­ nen sowohl der Geräuschdämpfung als auch dem Toleranzausgleich.

Das aus Fig. 8 zu entnehmende Vorschaltgetriebe umfaßt ein Gehäuse 20, das aus zwei miteinander verbundenen Dosenhälften 53 und 54 gebildet ist, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen können und miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann in üblicher Weise gestaltet sein, wobei es sich um eine Schraubverbindung, Klebeverbindung, Rastverbindung od. dgl. han­ deln kann. Die Dosenhälfte 54 weist in ihrem Bodenteil 58 eine Öffnung 59 auf, die auf einen Kragen 12 des Elektromotors 10 aufgesetzt werden kann und mit dem Motor über die Befestigungsschrauben 60 verbunden sein mag. Die in das Innere des Gehäuses 20 einragende Antriebswelle 11 des Motors 10 ist über eine Kupplung 45 mit einer Exzenterwelle 46 drehfest verbunden, die einerseits in einer das Gehäuse 20 durchquerenden Gehäusescheibe 47 und andererseits in der Abtriebsscheibe 28 gelagert ist, die mit ihrem aus dem Gehäuse 20 ausragenden Wellenstumpf im Dosenboden der Dosenhälfte 53 liegend gelagert ist. Die Abtriebsscheibe 28 weist zumindest einen in das In­ nere des Gehäuses 20 vorragenden Zapfen 26 auf, der in eine Bohrung 29 des auf der Exzenterscheibe 34 der Exzenterwelle 46 gelagerten Stirnzahnrades 25 eingreift. Diese Bohrung 29 ist wie oben dargelegt um die Exzentrizität grö­ ßer als der Durchmesser des Zapfens 26. Es versteht sich jedoch, daß in der oben genannten Weise mehr als nur ein Zapfen 26 aus der Abtriebsscheibe 28 vorragen kann und dann eine entsprechende Anzahl von Bohrungen 29 im Stirnzahnrad 15 angeordnet sind. Dieses Stirnzahnrad 15 greift mit seiner Au­ ßenverzahnung in die Innenverzahnung 18 des am inneren Gehäuseumfang angeordneten Innenzahnkranz 17 ein. Bei Drehung der Exzenterwelle 46 läuft die Zahneingriffsstelle in gleicher Weise wie die Exzenterscheibe 24 um, so daß entsprechend der Zahndifferenz zwischen der Verzahnung des Stirnzahn­ rades 15 und der Verzahnung des Innenzahnkranzes 17 über die Bohrung 29 und den Zapfen 26 die Abtriebsscheibe 28 weitergedreht wird. Dies bedeutet, daß bei einer Zahndifferenz von einem Zahn zwischen der Zähnezahl des Stirnzahnrades 15 und der Zähnezahl des Innenzahnkranzes 17 die Abtriebs­ scheibe 28 und damit auch deren Wellenstumpf 32 um eine Zahnteilung wei­ tergedreht wird, wenn die Exzenterwelle 46 eine Umdrehung ausführt.

Auf der der Exzenterscheibe 34 nebengeordneten Exzenterscheibe 13 ist ein weiteres in die Innenverzahnung 18 des Innenzahnkranzes 17 eingreifendes Stützzahnrad 48 gelagert, dessen Zahneingriffs stelle in gleicher Weise um­ läuft, wie bei dem Stirnzahnrad 15. Allerdings bleibt der Umlauf dieses Stützzahnrades 48 ohne Einfluss auf die Abtriebsscheibe 28, weil dieses Stützzahnrad 48 keine Verbindung mit dem Zapfen 26 hat, sondern vielmehr mit einer stirnseitigen Ringnut versehen ist, die eine ungehinderte Bewegung der Zapfen 26 ermöglicht. Dieses Stützzahnrad 48 dient einerseits der Abstüt­ zung der Exzenterwelle 46 und andererseits dem Massenausgleich. Bei diesem aus Fig. 8 ersichtlichen Vorschaltgetriebe sind aus Kostengründen sämtliche Lagerstellen als Gleitlagerung gestaltet, wobei keine Lagerbuchsen Verwen­ dung finden. Vielmehr sind außer den metallischen Bauteilen, der Exzenter­ welle 46 und der Abtriebsscheibe 28 alle übrigen Bauteile aus einem Gleitei­ genschaften aufweisenden Kunststoff gebildet.

Das aus Fig. 9 ersichtliche Ausführungsbeispiel eines Vorschaltgetriebes ist gegenüber dem aus Fig. 8 ersichtlichen Vorschaltgetriebe modifiziert. Bei dieser Modifikation sind zwei Stirnzahnräder 15 und 36 eingesetzt, die beide als Triebglieder fungieren und demzufolge auf äquidistanten Radialabständen vom jeweiligen Exzentermittelpunkt der Exzenterscheibe 13 bzw. 34 Bohrun­ gen 29 besitzen, die beide von einem gemeinsamen Zapfen 26 durchdrungen sind. Dabei versteht es sich, daß außer dem dargestellten einzigen Zapfen 26 auch mehrere gleichmäßig am Umfang der Abtriebsscheibe verteilt angeord­ nete Zapfen vorhanden sein können und eine dementsprechende Anzahl von Bohrungen 29 in jedem der beiden Stirnzahnräder 15, 36 vorhanden ist. Die Stirnzahnräder 15 und 36 sind analog der Fig. 3 über Wäzlager 19, 43 auf den Exzenterscheiben 13, 34 abgestützt. Die Exzenterwelle 46 selbst ist über La­ gerbuchsen zum einen in der Gehäusescheibe 47 und zum anderen in der Ab­ triebsscheibe 28 gelagert, die ihrerseits in Analogie zu Fig. 3 mit ihrem Wel­ lenstumpf 32 über ein Wälzlager 33 im Bodenteil der Dosenhälfte 53 des Ge­ häuses 20 gelagert ist. Dabei ist der vorzugsweise aus Metall bestehende, Wellenstumpf 32 in der vorteilhaft aus Kunststoff gefertigten Abtriebsscheibe 28 eingelagert, das beispielsweise durch Umspritzen des eingelagerten Schaftteiles des Wellenstumpfes 32 möglich ist. Bei der aus Fig. 9 ersichtli­ chen Ausführungsform mag außerdem der aus dieser Figur ersichtliche Zapfen 26 von Kunststoffbuchsen umfaßt sein, welche in die Bohrungen 29 der Stirn­ zahnräder 15 und 36 eingreifen. Bei der Verwendung mehrerer auf gleichem Teilkreis angeordnete Zapfen 26 können diese sämtlich auch von Buchsen umkleidet sein. Die an die Exzenterscheibe 13 anschließende Gehäusescheibe 47 weist eine den Stirnzahnrädern zugekehrte Ringnut auf, die so angeordnet ist, daß über das Stirnzahnrad 36 überstehende Zapfenenden mit Spiel in diese Ringnut eingreifen, so daß die Drehbewegung der Zapfen 26 nicht behindert wird. Die an den Elektromotor 10 angeflanschte Dosenhälfte 54 des Gehäuses 20 ist bei dem aus Fig. 9 ersichtlichen Ausführungsbeispiel durch Verprägen mit der Dosenhälfte 53 fest verbunden. Dabei wird die zumindest bereichs­ weise Verprägung auch genutzt, um die Gehäusescheibe 47 an der Dosenhälfte 53 festzulegen.

Das aus Fig. 10 ersichtliche Vorschaltgetriebe entspricht im wesentlichen dem zuvor beschriebenen in Fig. 9 dargestellten Vorschaltgetriebe. Im Unter­ schied dazu bestehen jedoch auch die Zapfen 26 aus einem metallischen Werkstoff und sind mit einem durchmessergrößeren Ansatz 49 ebenso wie der Wellenstumpf 32 in die aus Kunststoff gebildete Abtriebsscheibe 28 einge­ bettet. Auch bei dieser Lösung sind die beiden Stirnzahnräder 15 und 36 als drehmomentübertragende Triebglieder verwendet. In weiterer Unterscheidung dieses aus Fig. 10 ersichtlichen Ausführungsbeispieles gegenüber dem aus Fig. 9 ersichtlichen Ausführungsbeispiel sind die Dosenhälften 53 und 54 durch Rasten 55 und Gegenrasten 56 miteinander verbunden.

Das schließlich noch aus der Fig. 11 ersichtliche Ausführungsbeispiel eines Vorschaltgetriebes entspricht in seiner Funktionsweise dem aus Fig. 8 er­ sichtlichen Ausführungsbeispiel. Denn auch hier hat die Durchgangsbohrung, 50 im Stützzahnrad 48 an keiner Stelle Kontakt mit dem durch die Bohrung 29 und die Bohrung 50 hindurchgehenden Zapfen 26, der in Unterscheidung zu den vorgenannten Ausführungsformen mit seinem von der Abtriebsscheibe 28 abragenden Ende in Lagerbohrungen 52 einer Lagerscheibe 51 abgestützt ist. Diese Lagerscheibe 51 ist in einer passenden Kreisscheibenausnehmung der Gehäusescheibe 47 gelagert und stützt das freie Ende vom Zapfen 26 noch­ mals ab. Die übrigen aus Fig. 11 ersichtlichen Bauteile entsprechen im we­ sentlichen denjenigen, die auch aus den Fig. 9 und 10 zu entnehmen sind.

Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten und vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsformen den Erfindungsgegenstand nur beispielsweise wieder, der keines­ falls allein darauf beschränkt ist. Es sind vielmehr noch mancherlei Ausge­ staltungen und Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes denkbar. Darüber hinaus sind alle aus der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtli­ chen Merkmale erfindungswesentlich, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Bezugszeichenliste

10

Motor

11

Antriebswelle, von

10

12

Kragen, an

10

13

Exzenterscheibe

14

Triebglied, erstes

15

Stirnzahnrad

16

Außenverzahnung, an

15

17

Innenzahnkranz

18

Innenverzahnung

19

Wälzlager

20

Gehäuse, topfartig

21

Bodenscheibe, von

20

22

Lagerdeckel

23

Ringansatz, an

21

24

Ringnut

25

Ringrille

26

Zapfen

27

Triebglied, zweites

28

Abtriebsscheibe

29

Bohrung

30

Lageransatz, von

28

31

Ausnehmung, in

28

32

Wellenstumpf, von

28

33

Wälzlager

34

Exzenterscheibe

35

Übertragungsglied

36

Stirnzahnrad

37

Gleitlagerbuchse

38

Bohrung

39

Wälzlager

40

Schraube

41

Befestigungsbohrung

42

Befestigungsbohrung

43

Wälzlager

44

Zwischenring

45

Kupplung

46

Exzenterwelle

47

Gehäusescheibe

48

Stützzahnrad

49

Ansatz

50

Durchgangsbohrung

51

Lagerscheibe

52

Lagerbohrung

53

Dosenhälfte

54

Dosenhälfte

55

Raste

56

Gegenraste

57

Einpreßabschnitt

58

Bodenteil, von

54

59

Öffnung, von

58

60

Befestigungsschraube

Claims (26)

1. Vorschaltgetriebe an Motoren mit hoher Drehzahl für Hilfsantriebsein­ heiten, wobei mit der Antriebswelle eine Exzenterscheibe drehfest ver­ bunden ist, auf der ein als erstes Trieblied fungierendes Stirnzahnrad gelagert ist, das mit seiner Außenverzahnung an einer Eingriffsstelle mit der Innenverzahnung eines undrehbar gehalterten, konzentrisch zur Antriebswelle angeordneten Innenzahnkranzes kämmt, wobei die Zäh­ nezahl des Stirnzahnrades um wenigstens einen Zahn kleiner ist als die Zähnezahl des Innenzahnkranzes, und der Kopfkreisdurchmesser des Stirnzahnrades um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner ist als der Fuß­ kreisdurchmesser des Innenzahnkranzes, und das Exzentermaß der Ex­ zenterscheibe gegenüber dem Zentrum der Antriebswelle der halben Differenz von Kopfkreisdurchmesser des Stirnzahnrades und Fußkreis­ durchmesser des Zahnkranzes entspricht, während das Stirnzahnrad drehmomentübertragend mit einer konzentrisch zur Antriebsachse gela­ gerten, ein zweites Triebglied bildenden Abtriebsscheibe verbunden ist, wobei ein Triebglied zumindest einen axial abragenden Zapfen auf­ weist, der in eine Bohrung des anderen Triebgliedes eingreift und die Bohrung einen um die Exzentrizität der Exzenterscheibe größeren Durchmesser als der Zapfen des einen Triebgliedes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an die das Stirnzahnrad (15) lagernde Exzenterscheibe (13) wenig­ stens eine weitere, einen Massenausgleich bewirkende, baugleiche Ex­ zenterscheibe (34) in axialer Richtung anschließt, die derart mit der Antriebswelle (11) des Motors (10) drehfest verbunden ist, daß die Ex­ zenterhöchstpunkte der Exzenterscheibe (13, 34) einander diametral ge­ genüberliegen.

2. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf der weiteren Exzenterscheibe (34) ein in die Innenverzahnung (18) des Innenzahnkranzes (17) eingreifendes, ein Übertragungsglied (35) zwischen den Triebgliedern (14, 27) bildendes Stirnzahnrad (36) gela­ gert ist, das einerseits zumindest eine Bohrung (29) zur Aufnahme des vom ersten Triebglied (14) abragenden Zapfens (26) und andererseits zumindest einen Zapfen (26) zum Eingriff in eine Bohrung (38) der das zweite Triebglied (27) bildenden Abtriebsscheibe (28) aufweist.

3. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom das erste Triebglied (14) bildenden Stirnzahnrad (15) mehrere, gleich­ mäßig auf einem konzentrisch zu seiner Lagerstelle verlautenden kreis angeordnete Zapfen (26) in axialer Richtung abragen und in eine glei­ che Anzahl von Bohrungen (29) auf einem gleich großen Kreis wie die Zapfen (26) angeordnet sind, der jedoch konzentrisch zum Kragen (12) der im Getriebegehäuse (20) koaxial zur Antriebsachse (11) gelagerten Abtriebsscheibe (28) angeordnet ist.

4. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom das erste Triebglied (14) bildenden Stirnzahnrad (15) mehrere, gleich­ mäßig auf einem konzentrisch zur seiner Lagerstelle verlaufenden Kreis angeordnete Zapfen (26) in axialer Richtung abragen und in eine glei­ che Anzahl von Bohrungen (29) in dem das Übertragungsglied (35) zwi­ schen den Triebgliedern (14, 27) bildenden zweiten Stirnzahnrad (36) eingreifen können, wobei von diesem Übertragungsglied (35) zwischen dessen Bohrungen (29) mehrere Zapfen (26) abragen, die in eine ent­ sprechende Anzahl von Bohrungen (38) der koaxial zur Antriebsachse (11) gelagerten Abtriebsscheibe (28) eingreifen.

5. Vorschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (26) von Gleitlagerbuchsen (37) um­ griffen sind, die am Innenumfang der um die Exzentrizität größeren Bohrungen (29) als der Außendurchmesser der Gleitlagerbuchsen (37) abwälzen.

6. Vorschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zapfen (26) von Wälzlagern (39) umgriffen sind, die am Innenumfang der um die Exzentrizität größeren Bohrungen (38) als der Außendurchmesser der Wälzlager (39) abwälzen.

7. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (26) von elastischen Zwischenringen (44) umfaßt sind, die ihrerseits die Gleitlagerbuchsen (37) oder die Wälzlager (43) aufneh­ men.

8. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (11) des Motors (10) über eine Kupplung (45) mit einer die Exzenterscheiben (13, 34) aufweisenden Exzenterwelle (46) ver­ bunden ist, die einerseits in der Abtriebsscheibe (28) und andererseits in einer Gehäusescheibe (47) gelagert ist (Fig. 8).

9. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abtriebswelle (28) benachbarte Exzenterscheibe (34) das Stirnzahn­ rad (15) lagert, das um das Exzentermaß größere Bohrungen (29) als die aus der Abtriebsscheibe (28) vorstehenden und in die Bohrungen (29) eingreifende Zapfen (26) aufweist und auf der angrenzenden Exzenter­ scheibe (13) ein ebenfalls in den Innenzahnkranz (17) eingreifendes Stützzahnrad (48) gelagert ist, das in seiner Größe mit dem Stirnzahn­ rad (15) übereinstimmt, aber keine Verbindung mit dem Zapfen (26) hat (Fig. 8).

10. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen der Abtriebsscheibe (28) im Gehäuse (20), der Exzenter­ welle (46), in der Abtriebsscheibe (28) und in der Gehäusescheibe (47) sowie die Anlagestellen der Zapfen (26) in den Bohrungen (29) als Gleitlagerstellen ohne Lagerbuchsen ausgebildet sind (Fig. 8).

11. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Exzenterscheiben (13, 34) gleiche, in die Innenverzahnung (18) des Innenzahnkranzes (17) eingreifende Stirnzahnräder (15, 36) gela­ gert sind, die jeweils wenigstens eine im gleichen Abstand zur Mitte der zugehörigen Exzenterscheibe (13, 34) angeordnete Bohrung (29) aufweisen, welche beide von wenigstens einem an der Abtriebsscheibe (28) angeordneten Zapfen (26) gemeinsam durchgriffen sind (Fig. 9).

12. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (26) von einer Gleitlagerbuchse (37) umfaßt ist, deren Außen­ durchmesser um die Exzentrizität bzw. das doppelte Exzentermaß der Exzenterscheiben (13, 34) kleiner ist als der Außendurchmesser der Bohrung (29) in den Stirnzahnrädern (15, 36).

13. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsscheibe (28) einen in diese eingesetzten Wellenstumpf (32) aufweist, dessen Werkstoff von dem der Abtriebsscheibe (28) ver­ schieden ist, wobei im Wellenstumpf (32) die Exzenterwelle (46) gela­ gert ist (Fig. 9 bis 11).

14. Vorschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zapfen (26) der Abtriebsscheibe (28) in diese eingesetzt sind und aus einem von der Abtriebsscheibe (28) verschiede­ nen Werkstoff bestehen (Fig. 10).

15. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (26) am einen Ende einen gegenüber dem Zapfendurchmesser größeren Ansatz (49) aufweisen, der in den Werkstoff der Abtriebs­ scheibe (28) eingebettet ist (Fig. 10).

16. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Exzenterscheibe (13) gelagerte Stützzahnrad (48) Durchgangs­ bohrungen (50) für Zapfen (26) aufweist und die Durchgangsbohrungen (50) einen die Zapfen (26) jederzeit freigebenden Durchmesser aufwei­ sen, wobei die Zapfen (26) sowohl das ein Treibglied bildende Stirn­ zahnrad (15) als auch das Stützzahnrad (48) durchgreifen (Fig. 9 bis 11).

17. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das Stirnzahnrad (15) und das Stützzahnrad (48) durchquerenden Zap­ fen (26) der Abtriebsscheibe (28) über das Stützzahnrad (48) hinaus verlängert sind und in Lagerbohrungen (52) einer Lagerscheibe (51) ab­ gestützt sind, wobei die Lagerscheibe (51) koaxial zur Abtriebsscheibe (28) in der Gehäusescheibe (47) drehbar gelagert ist.

18. Vorschaltgetriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsebenen zwischen dem das erste Triebglied (14) bildenden Stirnzahnrad (15) und der zu­ gehörigen Innenverzahnung (18) des Innenzahnkranzes (17) einerseits und zwischen dem ein Übertragungsglied (35) bildenden zweiten Stirn­ zahnrad (36) und der zugehörigen Innenverzahnung (18) des Innenzahn­ kranzes (17) andererseits zur Laufgeräuschminderung unterschiedlich gestaltet sind.

19. Vorschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzahnkranz (17) Bestandteil eines topfar­ tigen Gehäuses (20) ist, das mit seiner Bodenscheibe (21) am Kragen (12) des Motors (10) abgestützt und mittels Schrauben (40) an den Motor (10) angeflanscht ist.

20. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzahnkranz (17) Bestandteil eines topfartigen Gehäuses (20) ist, dessen Bodenscheibe (21) am Kragen (12) des Motors (10) abgestützt ist und mit einem Ringansatz (23) in das Gehäuse des Motors (10) faßt, das mit eingepreßten Ringrillen (25) an einer Ringnut (24) des Ringan­ satzes (23) des topfartigen Gehäuses (20) festgelegt ist (Fig. 1 und 3).

21. Vorschaltgetriebe nach den Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die offene Seite des topfartigen Gehäuses (12) durch ei­ nen Lagerdeckel (22) verschließbar ist, in welchem die Abtriebsscheibe (28) mit ihrem aus dem Lagerdeckel (22) austretenden Wellenstumpf (32) koaxial zur Antriebswelle (11) des Motors (10) gelagert ist.

22. Vorschaltgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) aus zwei miteinander verbindbaren Dosenhälften (53, 54) von denen die eine Dosenhälfte (54) am Motor (10) angeschlossen ist und die andere Dosenhälfte (53) den Wellenstumpf (32) der Abtriebsscheibe (28) lagert (Fig. 8 bis 11).

23. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Dosenhälften (53, 54) mittels Rasten (55) und Gegenra­ sten (56) gebildet ist (Fig. 10).

24. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Dosenhälften (53, 54) durch wenigstens bereichweise am Umfang angeordnete, radiale Einpreßabschnitte (57) gebildet ist (Fig. 9).

25. Vorschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dosenhälfte (54) in ihrem Bodenteil (58) eine den Kragen (12) des Motors (10) umschließende Öffnung (59) aufweist und mittels Befestigungsschrauben (60) an den Motor (10) angeschlos­ sen ist.

26. Vorschaltgetriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmelöcher im Bodenteil (58) für die Befestigungsschrauben (60) bajonettverschlußartig gestaltet sind.