Aus
der
US 4,348,918 ist
ein zweistufiges Getriebe bekannt. Die erste Stufe besteht aus einem ersten
und einem zweiten Rad mit ineinander greifender Außenverzahnung,
wobei das zweite Rad mit einer Kurbelwelle unverdrehbar verbunden
ist. Die zweite Stufe besteht aus einem Trägerkörper mit Innenverzahnung, welche
mit der Außenverzahnung der
Räder der
ersten Stufe kämmt.
Die Räder
mit Außenverzahnung
sind mit Öffnungen
versehen, in denen sie auf den Kurbelteilen der Kurbelwelle drehbar gelagert
sind. Der Trägerkörper ist
auf miteinander fest verbundenen Ausgangskörpern drehbar gelagert, welche
mit Öffnungen
versehen sind, in denen die Enden der Kurbelwelle drehbar gelagert
sind. Die Kurbelwelle stellt im Hinblick auf die Funktion eine die Antriebsleistung übertragende
Komponente dar.
Ein
Nachteil des bekannten Getriebes besteht darin, dass die Kurbelwelle
auf vier Lagern in Öffnungen
von vier verschiedenen Komponenten drehbar gelagert ist. Eine solche
mehrfache Lagerung der Kurbelwelle ist unbestimmt, das heißt, dass die
Herstellungstoleranzen der Öffnungen,
in denen die Kurbelwelle gelagert ist voneinander abhängig sind
und genügend
klein gehalten werden müssen, was
die Getriebeherstellung sehr kompliziert macht. Infolge möglicher
unterschiedlicher Herstellungstoleranzen kann es zu einer unerwünschten
Erhöhung des
Laufgeräuschs,
zu Vibrationen und zu einer vorzeitigen Schädigung des Getriebes kommen.
Zur
Sicherung einer ausreichenden Leistungskapazität ist das Getriebe in der Regel
mit mehr als einer Kurbelwelle ausgerüstet. Wegen der hohen Anforderungen
bezüglich
der Herstellungstoleranzen und der Anzahl der Kurbelwellen in dem
Getriebe ist die Herstellung äußerst kostspielig. Ähnlich ist
wegen der erforderlichen gegenseitigen Abstimmung der Herstellungstoleranzen
der einzelnen Teile auch die Montage der Einrichtung kompliziert.
Die komplizierte Form der Kurbelwelle macht die Verwendung einer aus
der Massenproduktion von Lagern bekannten leistungsstarken Technologie
nicht möglich,
eine gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Kurbelwellen ist ebenfalls
nicht möglich.
Dieser Umstand begrenzt die Möglichkeiten
einer Kostensenkung bei der Herstellung derartiger Kurbelwellen.
Die
Oberfläche
der exzentrisch zueinander angeordneten Teile der Kurbelwelle ist
in Bezug auf Ermüdung
die meistbeanspruchte Fläche
des gesamten Getriebes. Eine Inaugenscheinnahme oder Inspektion
der Oberflächen
der exzentrisch zueinander angeordneten Teile der Kurbelwelle setzt
eine Demontage des gesamten Getriebes voraus. Das macht den Betrieb
und die Wartung derartiger Getriebe kompliziert und kostspielig.
Im Falle eines Schadens muss meist die Kurbelwelle ersetzt werden,
die in Bezug auf die Herstellungskosten besonders ins Gewicht fällt.
Die
drehbare Lagerung des Trägerkörpers auf
dem Ausgangskörperpaar
ist innen vorgesehen, was den Innenraum des Getriebes in radialer
Richtung einschränkt.
Folglich können
die im Inneren des Getriebes angeordneten Komponenten nur klein
und nicht genügend
robust dimensioniert werden, was wiederum die Leistungsdaten des
Getriebes, z. B. das maximale Drehmoment, die maximale Leistung, die
Torsionssteifigkeit usw. begrenzt.
Aus
FR 1.042.574 ist ein auch
als Hypozykloidgetriebe bezeichnetes Planetengetriebe bekannt. Auf
einer Eingangswelle mit einem exzentrischen Abschnitt ist ein Rad
mit Außenverzahnung
drehbar gelagert. Das Rad mit Außenverzahnung ist in einem fest
stehenden Trägerkörper mit
Innenverzahnung angeordnet. Das Rad mit Außenverzahnung weist gegenüber dem
Trägerkörper mit
Innenverzahnung einen um etwa die doppelte Exzentrizität des exzentrischen
Abschnitts der Eingangswelle kleineren Durchmesser auf. Beidseitig
des Rades mit Außenverzahnung
und innerhalb des Trägerkörpers mit
Innenverzahnung sind mit einer Ausgangswelle verbundene Ausgangskörper angeordnet.
Mittels einer Einrichtung wird die durch eine Drehung der Eingangswelle
entstehende, überlagerte
Dreh- und Exzenterbewegung des Rads mit Außenverzahnung in eine Drehbewegung
der Ausgangskörper
und damit der Ausgangswelle transformiert. Diese Einrichtung umfasst
an den Ausgangskörpern
angeordnete, sich in Achsrichtung der Eingangswelle erstreckende
zylindrische Körper,
welche durch Öffnungen
an dem Rad mit Außenverzahnung
hindurchführen
und die beiden Ausgangskörper
fest miteinander verbinden. In den Öffnungen am Rad mit Außenverzahnung
sind Organe in Form von Exzenterringhülsen angeordnet, welche sowohl
gegenüber
dem Rad mit Außenverzahnung,
als auch gegenüber
den zylindrischen Körpern
drehbar gelagert sind.
Die
in Bezug auf die Außenabmessungen spezifischen
Leistungsdaten eines derartigen Getriebes, wie etwa das maximal übertragbare
Drehmoment, die maximal übertragbare
Leistung, die Torsionssteifigkeit usw. sind im Wesentlichen von
drei Randbedingungen abhängig:
- – dem
Abstand der die überlagerte
Dreh- und Exzenterbewegung des Rads mit Außenverzahnung in eine Drehbewegung
des Ausgangskörpers transformierenden
Einrichtung von der Achse der Eingangswelle,
- – den
Durchmesser der zylindrischen Körper,
- – die
Wandstärken
der die zylindrischen Körper bzw.
die Organe aufnehmenden Öffnungen.
Aufgrund
des geringen Abstands der die überlagerte
Dreh- und Exzenterbewegung des Rads mit Außenverzahnung in eine Drehbewegung
des Ausgangskörpers
transformierenden Einrichtung von der Achse der Eingangswelle sind
diese spezifischen Leistungsdaten bei dem aus
FR 1.042.574 bekannten Getriebe für moderne
Anwendungen zu gering. Darüber
hinaus ist der Aufbau dieses Getriebes in Bezug auf seine Montier-
und Demontierbarkeit nicht optimal, da Wartungsarbeiten oder Inspektionen
der Getriebekomponenten eine vollständige Demontage des Getriebes
voraussetzt. So ist es beispielsweise nicht möglich, ohne eine vollständige Demontage des
gesamten Getriebes das Rad mit Außenverzahnung oder die Organe
der Transformationseinrichtung in Augenschein zu nehmen.
Aus
EP 101 349 A1 ist
ein Planetengetriebe bekannt, bei dem eine Eingangswelle zwei exzentrische
Abschnitte aufweist, auf denen jeweils ein Rad mit Außenverzahnung
drehbar gelagert ist. Die Räder
mit Außenverzahnung
kämmen
durch Drehen der Eingangswelle mit einem Trägerkörper mit Innenverzahnung. Die
dadurch entstehende kombinierte Dreh- und Exzentrebewegung wird
mittels einer Einrichtung in eine Drehbewegung eines Ausgangskörpers transformiert.
Diese Einrichtung umfasst an dem Ausgangskörper angeordnete, sich in Achsrichtung der
Eingangswelle erstreckende zylindrische Körper, welche durch an den Rädern mit
Innenverzahnung angeordnete Öffnungen
hindurchragen, sowie gegenüber
den zylindrischen Körpern
und gegenüber den
Rädern
mit Außenverzahnung
drehbar gelagerten Organen in Form von Hülsten mit zwei an seiner Außenseite
exzentrisch zueinander versetzten Abschnitten. Durch den geringen
Abstand der die überlagerte
Dreh- und Exzenterbewegung des Rads mit Außenverzahnung in eine Drehbewegung
des Ausgangskörpers
transformierenden Einrichtung von der Achse der Eingangswelle sind
die spezifischen Leistungsdaten eines derartigen Getriebes zu gering. Darüber hinaus
ist der Herstellungsaufwand eines derartigen Getriebes insbesondere
aufgrund der nur kompliziert herstellbaren, exzentrisch zueinander versetzte
Außenflächen aufweisenden
Organe der Transformationseinrichtung sehr hoch.
Zusätzlich ergeben
sich die bereits weiter oben beschriebenen Nachteile in Bezug auf
Wartung und Inspektion.
Aus
Körner,
Helmut „Umlaufgetriebe
verschiedenen Aufbaus";
Antriebtechnik 10 (1971) 3, S. 100–103 ist ein Planetengetriebe
bekannt, bei dem ein Planetenrad eine kombinierte Dreh- und Exzenterbewegung
ausführt,
welche mit einer einen oder mehrere fest mit einem Bolzen verbundene
Exzenter umfassenden Einrichtung in eine Rotationsbewegung eines
Ausgangskörpers
transformiert wird. Nachteilig hieran sind insbesondere der hohe
Herstellungsaufwand der einteiligen, mehrere Exzenter aufweisenden
Bolzen sowie die geringe Belastbarkeit und die hohen Reibungsverluste
der Transformationseinrichtung.
Aus
GB 927 684 A ist
ein Getriebe bekannt, bei dem eine Eingangswelle sternförmig um
die Eingangswelle verteilt angeordnete Planetenräder antreibt, welche wiederum
gemeinsam jeweils mittels eines Exzenters ein weiteres in einem
Innenzahnkranz umlaufendes Planetenrad antreiben. Eine einen mit
zwei Exzentern fest verbunden Bolzen umfassende Einrichtung transformiert
die kombinierte Dreh- und Exzentrebewegung des in dem Innenzahnkranz
umflaufenden Planetenrads in eine Rotationsbewegung eines Ausgangskörpers. Nachteilig hieran
sind wiederum der hohe Herstellungsaufwand der einteiligen, mehrere
Exzenter aufweisenden Bolzen sowie die geringe Belastbarkeit und
die hohen Reibungsverluste der Transformationseinrichtung.
Aus
EP 527 490 A2 ist
ein Planetengetriebe mit drei exzentrisch umlaufenden Planetenrädern bekannt,
bei dem die Einrichtung zur Transformation der kombinierten Dreh-
und Exzenterbewegung der Planetenräder in eine Rotationsbewegung
eines Ausgangskörpers
einen durch eine durch alle drei Planetenräder hindurchführende Öffnung führenden, mit
einem Ausgangskörper
verbundenen Bolzen umfasst. Dabei wird die Exzenterbewegung der
Planetenräder
durch Freiräume
zwischen den Öffnungen und
dem Bolzen kompensiert. Nachteilig hieran ist die hohe punktuelle
oder linienförmige
Belastung zwischen den Planetenrädern
und der Transformationseinrichtung, sowie die hohen Reibungsverluste zwischen
diesen Komponenten.
Aus
EP 300 108 A2 ist
ein Planetengetriebe mit einem Planetenrad, welches eine kombinierte Dreh-
und Exzenterbewegung ausführt
bekannt, bei dem die Einrichtung zur Transformation der kombinierten
Dreh- und Exzenterbewegung ein Kurbelwellenförmiges Zwischenglied mit zwei
exzentrisch zueinander vesetzt angeordneten Wellen umfasst, wobei
die eine Welle in das Planetenrad, und die andere Welle in einen
Ausgangskörper
ragt. Nachteilig hieran ist der hohe Platzbedarf aufgrund des zur
Aufnahme des Zwischenglieds notwendigen axialen Zwischenraums des
Ausgangskörpers
von dem Planetenrad. Darüber
hinaus ist der Aufwand zur Herstellung des Zwischenglieds hoch,
da die Zwischenglieder nur einzeln hergestellt werden können.
Aus
DE 1 904 039 A ist
ein der Planetengetriebe mit zwei exzentrisch umlaufenden Planetenrädern bekannt,
bei dem die Einrichtung zur Transformation der kombinierten Dreh-
und Exzenterbewegung der Planetenräder in eine Rotationsbewegung eines
Ausgangskörpers
einen durch eine durch alle drei Planetenräder hindurchführende Öffnung führenden,
mit einem Ausgangskörper
verbundenen Bolzen umfasst. Dabei wird die Exzenterbewegung der
Planetenräder
durch Freiräume
zwischen den Öffnungen
und dem Bolzen kompensiert. Nachteilig hieran ist die hohe punktuelle
oder linienförmige
Belastung zwischen den Planetenrädern
und der Transformationseinrichtung, sowie die hohen Reibungsverluste
zwischen diesen Komponenten.
Aus
DE 40 00 062 A1 ist
ein Planetengetriebe mit zwei exzentrisch umlaufenden Planetenrädern bekannt,
welche mittels einer oder mehrerer in einem Ausgangskörper drehbar
gelagerter Kurbelwellen in eine Exzenterbewegung innerhalb eines
fest stehenden Innenzahnkranzes gezwungen werden. Die Kurbelwellen
werden von einer Eingangswelle über
ein Ritzel angetrieben. Aufgrund des Zwangs des stehenden Innenzahnkranzes
wird der Ausgangskörper durch
die Lagerung der Kurbelwellen in diesem in eine Rotationsbewegung
versetzt. Nachteilig an diesem Getriebe ist der sehr hohe Aufwand
zur Herstellung der in einem Getriebe verbauten Kurbelwellen, sowie
der hohe Aufwand bei der Montage eines derartigen Getriebes, bei
dem mehrere die beiden Planetenräder
verbindenden Kurbelwellen zwischen diesen angeordnet werden müssen.
Ausgehend
vom obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
hier Abhilfe zu schaffen.
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Wesentlich
ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe,
dass sich zwischen dem Rad mit Außenverzahnung und dem Ausgangskörper eine
Einrichtung befindet, die die Planetenbewegung der Räder mit
Außenverzahnung
in eine Rotationsbewegung des Ausgangskörpers umsetzt. Das erfindungsgemäße Getriebe
zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung mindestens aus einem
zylinderförmigen Körper gebildet
ist, der in Richtung Achse des Rads mit Innenverzahnung orientiert
ist, wobei der zylinderförmige
Körper
funktionsgemäß mit dem
Rad mit Außenverzahnung
bzw. mit dem Ausgangsköper
verbunden ist. Der zylinderförmige
Körper
ist in der Regel als Zapfen mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet
und mit dem Rad mit Außenverzahnung
verbunden.
Das
Rad mit Außenverzahnung
ist hierbei auf dem Exzenter drehbar gelagert. Es weist hierzu eine
zentrale Öffnung
auf, in die der Exzenter hinein geschoben werden kann.
Das
auf dem rotierenden Exzenter angeordnete, außenverzahnte Rad läuft in dem
Innenzahnkranz des innenverzahnten Rads um und führt dabei eine überlagerte
Dreh- und Exzenterbewegung aus.
Der
Kern der Erfindung ist dabei, dass diese überlagerte Bewegung mittels
des Organs, das Teil der Transformationseinrichtung ist, direkt
in eine Drehbewegung des Ausgangskörpers und damit der Ausgangswelle
umgesetzt werden kann.
Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes
besteht darin, dass die die Planetenbewegung des Rads transformierende
Einrichtung aus Komponenten unkomplizierter Form hergestellt werden kann,
die mittels hochproduktiven, bei der Lagerfertigung verwendeten
Technologien hergestellt werden können, wodurch eine wesentliche
Senkung der Herstellungskosten gegenüber dem Stand der Technik erreicht
werden kann.
So
ist der zylinderförmige
Körper
vorzugsweise durch einen im Querschnitt kreisförmigen Zapfen gebildet, der
aus einem Stangenhalbzeug hergestellt werden kann und auf hochproduktiven
spitzenlosen Rundschleifmaschinen geschliffen werden kann. Ebenso
besteht das Organ vorzugsweise aus einem Exzenterring, dessen Innenflächenachse
entgegen der Außenflächenachse
um einen Abstand, der der Exzentrizität entspricht, versetzt ist.
Seine Außenfläche kann
durch hochproduktives spitzenloses Schleifen und die Stirnflächen durch
hochproduktives, beim Schleifen der Lagerringstirnflächen verwendetes
Schleifen bearbeitet werden.
Beim
Drehen und Schleifen der Exzenterring-Innenfläche kann ein mehrfacher Fertigungsprozess
angewendet werden, bei dem mehrere Exzenterringe gleichzeitig gedreht
und geschliffen werden. Ein Vorteil des gleichzeitigen Schleifens
von Innenflächen
mehrerer Exzenterringe besteht darin, dass jeder Ring mit der gleichen
Exzentrizität
bearbeitet wird, was die Voraussetzung für einen gleichmäßigen und
ruhigen Getriebelauf ist.
Eine
besondere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Getriebes ist, dass im
Fall einer Beschädigung
oder einer erforderlichen Inaugenscheinnahme der die Planetenbewegung
des Rads transformierenden Einrichtung diese ohne Notwendigkeit
einer Demontage des gesamten Getriebes ausgebaut werden kann.
Ein
zusätzlicher
Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes
besteht darin, dass die Leistung über zwei voneinander unabhängige Übertragungswege übertragen
werden kann, von denen jeder aus einem Rad mit Außenverzahnung,
einer Transformationseinrichtung und einem Ausgangskörper besteht. Das
macht einen Betrieb des Getriebes auch ohne eine gegenseitige, feste
Verbindung der Ausgangskörper
möglich.
Außerdem
entfallen Schwierigkeiten, die aus der gegenseitigen Beeinflussung
der Toleranzen der Lagerung der Transformationseinrichtung folgen
und die bereits im Stand der Technik diskutiert worden sind.
Dabei
ist zwischen den wahlweise miteinander verbundenen Ausgangskörpern mindestens
ein Rad mit Außenverzahnung
gelagert. Eine Verbindung der Ausgangskörper kann beispielsweise mittels
mindestens eines Querelements verwirklicht werden, das mit einem
Spiel durch eine axiale Öffnung
des Rads mit Außenverzahnung
so geführt wird,
dass die beiden Ausgangskörper
ein gegenseitig unverdrehbares Paar bilden. Das Querelement bildet
entweder einen integralen Bestandteil mindestens eines Ausgangskörpers, oder
ist als eine selbständige,
mindestens mit einem Ausgangskörper
fest verbundene Komponente ausgeführt. An der Stirnseite des
Querelements kann eine Gewindebohrung und eine Bohrung für eine Schraube
und einen Stift vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Ausgangskörper fest
verbunden sind.
Die
wahlweise fest miteinander verbundenen Ausgangskörper sind dabei vorzugsweise
in oder an dem Rad mit Innenverzahnung drehbar gelagert. Das Rad
mit Innenverzahnung kämmt
mit dem Rad mit Außenverzahnung.
Die Innenverzahnung kann durch im Querschnitt kreisförmige Zapfen
gebildet sein, die in Nuten mit einem halbkreisförmigem Querschnitt eingelegt
sind. Die Achse des Rades mit Außenverzahnung ist gegenüber der
Achse des Rades mit Innenverzahnung um einen der Exzentrizität entsprechenden
Abstand versetzt. Vorzugsweise sind die Teile der Einrichtung formschlüssig miteinander
verbindbar.
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der zapfenförmige und
mit Abstand zur Längsachse
der Eingangswelle angeordnete Körper
in die Öffnung
am Ausgangskörper
oder am Rad hineinragt.
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Organ
hohlzylinderförmig ausgebildet
ist. Dabei ist die Außen-
und Innenumhüllung
des Organs zylindrisch ausgeführt,
wobei vorzugsweise die Achse der Öffnung mit der Achse der Außenfläche des
Organs zusammenfällt
und der Abstand der Achse der Außenfläche des Organs von der Achse
der zylindrischen Innenumhüllung
der Exzentrizität
entspricht.
Das
Organ weist dabei vorzugsweise die Form eines Rings mit einer Innen-
und einer Außenfläche auf,
wobei die Achse seiner Innenfläche
entgegen der Achse seiner Außenfläche um einen
Abstand, der der Exzentrizität
entspricht, versetzt ist. Eine derartige Form wird auch als Exzenterring
bezeichnet. Das Organ kann so den exzentrischen Bewegungsanteil
der kombinierten Dreh- und Exzenterbewegung des Rades mit Außenverzahnung,
den auch der in dem Organ gelagerte und fest mit dem Rad mit Außenverzahnung
verbundene zylindrische Körper
ausführt,
ausgleichen. Das Organ ist dabei sowohl gegenüber dem zylinderförmigen Körper, als auch
gegenüber
der Öffnung
drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung des Organs in der außermittigen Öffnung des
Ausgangskörpers
ist entweder eine Wälz-
oder eine Gleitlagerung, die drehbare Lagerung des zylinderförmigen Körpers im
Organ ist ebenfalls eine Wälz-
oder eine Gleitlagerung.
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Organ
die Form einer Hülse aufweist,
die den Raum zwischen dem Körper
und der Öffnung
spielfrei ausfüllt.
Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mehrere, vorzugsweise zwei, drei, vier, fünf oder sechs Körper vorgesehen sind,
die um die Längsachse
der Eingangswelle verteilt sind und mit einer entsprechenden Anzahl
von Organen in betrieblicher Verbindung stehen. Durch die Verwendung
mehrerer Körper
und Organe zur Transformation der kombinierten Dreh- und Exzenterbewegung
des außenverzahnten
Rades in eine Drehbewegung des Ausgangskörpers können die Belastungen der einzelnen
Teile des Getriebes, insbesondere m Hinblick auf Lochleibung und
Lagerbelastung verringert werden.
Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die axiale Länge
der Körper sowie
die axiale Länge
der Organe so gewählt
ist, dass sie in etwa der Dicke des Ausgangskörpers entspricht.
Eine
zusätzliche
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindung
zwischen den Körpern
und den zugeordneten Organen durch Steckverbindungen in axialer
Richtung herstellbar ist.
Eine
zusätzliche
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens
zwischen den planparallelen Stirnseiten des Ausgangskörpers und
des Rades mindestens ein Axialwälzlager
angeordnet ist, über
das der Ausgangskörper
und das Rad gegenseitig abgestützt
sind. Darüber
hinaus lässt sich
so eine besonders kompakte und robuste Ausführung des Getriebes erzielen.
Eine
zusätzliche
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Organ
die Form einer exzenterringförmigen
Hülse aufweist
und in dem Raum zwischen dem Körper
und der Öffnung
angeordnet ist, wobei zwischen dem Körper und dem Organ und/oder
zwischen dem Organ und der Öffnung jeweils
ein Wälzlager
angeordnet ist.
Eine
andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, dass der exzentrische Abschnitt der Eingangswelle mindestens
aus einem um die Exzentrizität
gegenüber
der Längsachse der
Eingangswelle parallel versetzten zylinderförmigen Kurbelzapfen besteht,
dessen Durchmesser mindestens dem Durchmesser der Antriebswelle
zuzüglich
dem doppelten Wert der Exzentrizität entspricht. Der Kurbelzapfen
bildet dabei die Laufbahn für
zwischen dem Kurbelzapfen und dem Rad mit Außenverzahnung angeordnete Wälzkörper. Durch
die Ausführung
des Kurbelzapfens mit einem mindestens dem Durchmesser der Eingangswelle
zuzüglich der
doppelten Exzentrizität
entsprechenden Durchmesser kann die Eingangswelle und der Kurbelzapfen
aus einem Stück
hergestellt werden. Bei der Montage und Demontage kann die Antriebswelle
an einem Stück
in das Getriebe hinein- und aus dem Getriebe herausgezogen werden.
Sind zwei oder mehr Kurbelzapfen vorgesehen, so sind diese gleichmäßig über den
Umfang der Eingangswelle versetzt zueinander angeordnet.
Das
Wesen des erfindungsgemäßen Getriebes
besteht dabei darin, dass die Eingangswelle mindestens mit einem
exzentrischen Teil, vorzugsweise einem Kurbelzapfen versehen ist.
Im Falle zweier exzentrischer Teile sind diese gegenseitig um 180° oder annähernd 180° gegeneinander
verdreht. Die Kurbelzapfenachse ist entgegen der Eingangswellenachse
um einen Abstand, der der Exzentrizität des Kurbelzapfens entspricht
versetzt.
Wesentlich
ist dabei, dass anstelle der aufwändigen Herstellung einer Kurbelwelle,
bei der die zueinander versetzten Kurbelabschnitte durch Schmieden
hergestellt und miteinander verbunden werden, der Kurbelzapfen zusammen
mit der Eingangswelle als ein Drehteil relativ einfach hergestellt werden
kann. Die Eingangswelle und der Kurbelzapfen weisen eine gemeinsame
Mantelfläche
auf, wobei die Eingangswelle den Kurbelzapfen exzentrisch durchdringt.
Demgegenüber
weisen bei einer Kurbelwelle die Eingangswelle und der Kurbelabschnitt
keine gemeinsame Mantelfläche
auf und die Eingangswelle verläuft
mindestens teilweise außerhalb
des Kurbelabschnitts.
Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
der Ausgangskörper stirnseitig
an dem Rad mit Innenverzahnung drehbar gelagert ist.
Das
Rad mit Innenverzahnung weist dabei an den an die Ausgangskörper anliegenden
Seiten zylinderförmige
radiale Innenflächen
und gleichzeitig mindestens an einer Stirn-Außenseite eine axiale Kreisringfläche auf,
die normal zur Achse des Rades mit Innenverzahnung ausgerichtet
ist. Der Querabstand der axialen Kreisringflächen am Rad mit Innenverzahnung
bestimmt dessen Dicke.
Ein
Vorteil der Anordnung der axialen Kreisringflächen des Rads mit Innenverzahnung
an dessen Außen-Stirnseite
ist, dass diese Anordnung dessen Innenraum in radialer Richtung
bei unveränderten
Außenabmessungen
vergrößert. Der
größere Innenraum
macht eine robustere Konstruktion der Getriebekomponenten möglich, wodurch
die Funktionsparameter des Getriebes, wie z.B. die Momentkapazität, Leistungsdichte,
Torsionssteifigkeit u.a. höhere Werte
entgegen dem technischen Stand erreichen.
Im
Raum zwischen den einander zugewandten Axialflächen des Ausgangskörpers und
des Rades mit Innenverzahnung befinden sich dabei vorzugsweise zylinderförmige Wälzelemente,
deren Achsen quer zur Achse des Rades mit Innenverzahnung ausgerichtet
sind. Die Axialfläche
des Ausgangskörpers
und die Axialfläche
des Rads mit Innenverzahnung können
entsprechend gewölbt
sein, um Kantenspannungen an den Enden der Wälzelemente, die sich zwischen
diesen Flächen
befinden, zu beseitigen. Ebenso ist denkbar, Kugeln zu verwenden.
An den gegeneinander anliegenden Axialflächen des Ausgangskörpers und
dem Rad mit Innenverzahnung können
Lagerlaufbahnen zur Lagerung der kugelförmigen bzw. tonnenförmigen Wälzelemente
ausgebildet sein.
Die
Wälzelemente
zwischen den anliegenden Axialflächen
des Ausgangskörpers
und des Rades mit Innenverzahnung sind dabei vorzugsweise in hierfür vorgesehenen
Aussparungen des Lagerkäfigs gelagert.
Der Lagerkäfig
weist dabei mindestens eine Stirnfläche und eine Innenfläche auf,
mit der er auf der Radialfläche
des Ausgangskörpers
aufliegt. Der Lagerkäfig
ist dabei auf der Radialfläche
des Ausgangskörpers
drehbar gelagert. Die Aussparungen des Lagerkäfigs sind derart ausgebildet,
dass ein radiales Herausfallen der Wälzelemente aus dem Lagerkäfig verhindert
wird.
Der
Durchmesser des Teilkreises der an den Außen-Axialflächen angebrachten Wälzelemente
ist dabei im Vergleich zur Anordnung der Wälzelemente an der inneren Axialfläche ebenfalls
größer. Folglich steigt
bei gleichen Außenabmessungen
des Getriebes der Wert der Kippsteifigkeit und der Momentkapazität entgegen
dem bisherigen Stand der Technik wesentlich an.
Ferner
gehört
zum Vorteil der Drehlagerung der Ausgangskörper gemäß der Erfindung, dass der Unterschied
der Umfangsgeschwindigkeit des Käfigs mit
den Wälzelementen
auf den Wälzflächen des Ausgangskörpers minimal
ist, was aus der Sicht der Reibung und des Abriebs des Lagerkäfigs von
Vorteil ist.
Die
Anordnung der Wälzlaufbahnen
an den Stirnseiten des Rads mit Innenverzahnung weist einige bedeutende
Vorteile auf:
- 1. Das Schleifen der an den Stirnseiten
des Rads mit Innenverzahnung angeordneten Laufbahnen kann auf hochproduktiven,
bei der Lagerherstellung verwendeten Schleifmaschinen vorgenommen
werden, was die Herstellungskosten stark verringert.
- 2. Die an den Stirnseiten des Rads mit Innenverzahnung angeordneten
Laufbahnen dienen gleichfalls als Spannflächen für das Schleifen der Innenverzahnung,
somit entfällt
die Notwendigkeit einer zusätzlichen
technischen Spannfläche,
was ebenfalls die Herstellungskosten verringert.
- 3. Vereinfacht wird auch die Messung des Abstands der an den
Stirnseiten des Rads mit Innenverzahnung angebrachten Laufbahnen
zwecks Einstellung einer günstigen
Axialvorspannung der Wälzlagerung
der Ausgangskörper.
Zwischen
der Radialfläche
des Ausgangskörpers
und der Radialfläche
des Rads mit Innenverzahnung können
ebenso Wälzelemente
zylindrischer Form, deren Achsen zu der Achse des Rades mit Innenverzahnung
parallel verlaufen, angeordnet werden. Vorzugsweise ist auch hier
eine Führung
der Wälzelemente
durch einen Lagerkäfig
vorgesehen.
Die
Radialfläche
des Ausgangskörpers
und die Radialflächen
des Rads mit Innenverzahnung können
zwecks Beseitigung der Kantenspannung an den Enden der Wälzelemente,
die sich zwischen diesen Flächen
befinden, entsprechend gewölbt
sein.
Auch
hier ist die Verwendung von Kugeln denkbar.
Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mindestens an den einander zugewandten Axialflächen des Ausgangskörpers und
des Rads mit Innenverzahnung Lagerlaufbahnen für ein Wälzlager oder ein Kugellager
vorgesehen sind.