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Die Erfindung betrifft ein Taumelgetriebe für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Taumel- oder Exzentergetriebe werden wegen ihrer selbsthemmenden Eigenschaften für stufenlose Verstelleinrichtungen in Fahrzeugen verwendet, da sie eine Drehmomentübertragung nur von der Antriebsseite zur Abtriebsseite zulassen, ein abtriebsseitiges Drehmoment aber blockieren, so dass eine antriebsseitige Verstellung eines Bauteils eines Fahrzeugsitzes nicht durch eine am Fahrzeugsitz angreifenden Kraft verändert wird.
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Um trotz der selbsthemmenden Eigenschaften eines Taumel- oder Exzentergetriebes aufgrund von ruckartig angreifenden Kräften, die im Gegensatz zu kontinuierlich wirkenden Kräften das Bauteil verstellen könnten, eine unerwünschte Verstellungen zu verhindern, ist aus der
EP 0 450 324 B1 ein Taumelgetriebe für einen verstellbaren Fahrzeugsitz mit einem Getriebegehäuse bekannt, in dem sich ein Innenzahnkranz und ein mit diesem in Eingriff stehendes Stirnrad befindet, das innerhalb des Innenzahnkranzes angeordnet ist und einen Kopfkreisdurchmesser hat, der mindestens um die Zahnhöhe kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des Innenzahnkranzes, der mit einer ersten in dem Getriebegehäuse gelagerten Welle verbunden ist. Das Stirnrad weist eine ringförmige Exzenterfläche auf, die einen Exzenter lagert, der mit einer zweiten, gleichachsigen Welle drehfest verbunden ist und eine der Differenz von Fuß- und Kopfkreisdurchmesser angepasste Exzentrizität aufweist. Die Abstützung des Stirnrades zur Übertragung eines Drehmomentes auf dem Innenzahnkranz erfolgt mittels eines Kulissenteils, das einerseits im Getriebegehäuse in einer ersten radialen Richtung durch eine erste Längsführung geführt ist und andererseits mit dem Stirnrad über eine zweite Längsführung in Eingriff steht, die in einer zweiten radialen Richtung verläuft, die rechtwinklig zur ersten radialen Richtung angeordnet ist.
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Nachteilig bei dem bekannten Taumelgetriebe ist, dass bei einer Verwendung des Taumelgetriebes als Untersetzungsgetriebe für einen Elektromotor zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Eingangswelle des Taumelgetriebes ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe zwischengeschaltet werden muss, so dass die gesamte Getriebeeinheit einen erheblichen Platzbedarf hat. Weiterhin treten durch die Kulissenführung erhebliche Reibungsverluste auf und die Kulissenführung ist einer starken Abnutzung mit der Folge eines verstärkten Spiels ausgesetzt, durch das bei einem Kraftrückfluss Rüttelbewegungen und unerwünschte Verstellungen sowie Geräusche auftreten.
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Wird bei einem Taumelgetriebe das zu verstellende Bauteil, beispielsweise die Sitzlehne eines Kraftfahrzeugsitzes, mit dem taumelnden Hohlrad verbunden, so bewegt sich das betreffende Bauteil beim Verstellen nicht exakt um einen Drehpunkt, sondern führt eine Taumelbewegung um ein feststehendes Zahnrad des Taumelgetriebes aus, so dass es neben einer Drehung des zu verstellenden Bauteils zu einer Taumel- bzw. Auf- und Abwärtsbewegung kommt.
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Ein weiteres Problem bei der Anwendung von Taumelgetrieben besteht darin, dass fertigungsbedingte Toleranzen der Bauteile zu einem Spiel am Abtrieb und damit bei gesperrtem Taumelgetriebe zu Geräuschen und unerwünschten Bewegungen im Fahrbetrieb führen können, die nicht ohne weiteres durch eine Verringerung der Toleranzen zu beseitigen sind, da zur Betätigung des Taumelgetriebes ein minimales Zahnflankenspiel erforderlich ist, um eine gleichmäßige Einstellung zu erhalten.
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Zur Beseitigung dieses Problems ist aus der
DE 100 18 108 C2 ein Getriebebeschlag für einen Fahrzeugsitzeinsteller mit wenigstens zwei axial angeordneten, relativ zueinander verdrehbaren Hohlrädern als Zentralräder und einem umlaufenden Planetenrad bekannt, das axial zwischen den Hohlrädern angeordnet ist und mit beiden Hohlrädern in Eingriff steht. Zur Beseitigung des radialen Spiels im gesperrten Zustand des Getriebebeschlages ist zwischen dem Planetenrad und einem der beiden Hohlräder eine Keilschiebeeinrichtung angeordnet.
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Bei diesem Getriebebeschlag wird somit ein inneres Taumelrad durch einen Exzenter in einem festen Hohlrad bewegt und konzentrisch dazu das zweite Hohlrad als Abtrieb mit einer kleineren Zähnezahldifferenz zum ersten Hohlrad durch das Abwälzen des rückdrehenden Taumelrades angetrieben. Da sich die ineinander greifenden Verzahnungen in zwei Ebenen befinden, wird ein Kräftepaar erzeugt, das zu einem Verkippen des Abtriebszahnrades sowie zu einem Verkanten und einem Verzahnungsablauf auf den Außenkanten der Verzahnungen führt, so dass der Ablauf der Verzahnungen trotz der Beseitigung des radialen Spiels verschlechtert und durch den verschlechterten Verzahnungsablauf starke Geräusche und ein erhöhter Verschleiß hervorgerufen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Taumelgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einer Verstellung keine abtriebsseitigen Taumelbewegungen ausführt, kein Kippmoment im Taumelrad erzeugt, bei kompakten Abmessungen eine möglichst große Übersetzung mit leicht einzustellendem Übersetzungsverhältnis ermöglicht, geringe Reibungsverluste und damit einen hohen Wirkungsgrad, geringe Abnutzungen sowie gute und geräuscharme Laufeigenschaften bei geringem Material- und Herstellungsaufwand gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Taumelgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Taumelgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass keine abtriebsseitigen Taumelbewegungen sowie keine Kippmomente im Taumelrad auftreten, so dass ein exakter Verzahnungseingriff, das heißt, eine gleichmäßige Zahnflankenbelastung und damit gute und geräuscharme Laufeigenschaften bei geringen Reibungsverlusten und Abnutzungen und somit bei hohem Wirkungsgrad gewährleistet sind.
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Die Funktion des erfindungsgemäßen Taumelgetriebes beruht auf der Kopplung des Taumelrades mit zwei Exzentern, von denen mindestens ein Exzenter über ein mit dem Antriebsrad in Eingriff stehendes Exzenter-Zahnrad angetrieben wird.
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Da das Taumelrad an zwei Exzentern abgestützt ist, wird es an einer Rückdrehung gehindert, so dass es keine Drehungen um seine eigene Achse ausführt, sondern im Abtriebsholrad taumelt, wodurch eine einseitige Belastung der in Eingriff stehenden Zähne vermieden und stattdessen eine konzentrische Drehung des Abtriebshohlrades mit nur einer Taumelverzahnung bei exaktem Zahneingriff der Stirnverzahnung des Taumelrades in die Innenverzahnung des Abtriebshohlrades ohne Kantenlauf und damit gute Laufeigenschaften mit minimalen Geräuschen bewirkt werden.
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Bei dieser Konstruktion eines Taumelgetriebes taumeln die Exzenter um ortfest gelagerte oder abgestützte Drehachsen, wobei die Drehachsen als Achsen von Exzenter-Zahnrädern ausgebildet sind, deren Stirnverzahnungen mit der Stirnverzahnung des Antriebsrades in Eingriff stehen. Die Drehachsen der Exzenter-Zahnräder und die Antriebsachse und dem entsprechend das Antriebsrad und die Exzenter-Zahnräder sind ortsfest gelagert, wobei die Drehachsen der Exzenter-Zahnräder zu beiden Seiten der Antriebsachse und mit dieser auf einer Geraden angeordnet sind. Da das Abtriebsholrad eine konzentrische Drehung um die Antriebsachse ausführt, ist gewährleistet, dass weder der Antrieb noch der Abtrieb Taumelbewegungen ausführen.
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Dagegen greifen die mit dem Taumelrad gekoppelten Exzenter in konzentrisch zu den Exzentern angeordnete Exzenterbohrungen ein, so dass die Exzenter und das Taumelrad Taumelbewegungen ausführen.
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Durch die Verbindung der Exzenter mit Exzenter-Zahnrädern bzw. durch die Ausbildung der Exzenter als Exzenter-Zahnräder, deren Stirnverzahnungen mit der Stirnverzahnung des Antriebsrades in Eingriff stehen, wirkt ein manueller oder motorischer Antrieb auf das mittlere Antriebsrad, wodurch die Übersetzung des Taumelgetriebes und damit der konstruktionsbedingt hohe Wirkungsgrad weiter vergrößert wird, da nur ein Teil der den Wirkungsgrad verschlechternden Übersetzung im Taumelgetriebe selbst angeordnet ist. Zusätzlich kann die Übersetzung durch die Dimensionierung des Antriebsrades und der Exzenter-Zahnräder bestimmt und dadurch leicht an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden.
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Das erfindungsgemäße Taumelgetriebe kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Eine erste Variante des Taumelgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass das Taumelrad mit beiden vom Antriebsrad angetriebenen Exzentern gekoppelt ist, wobei zwischen dem Antriebsrad und den Exzenter-Zahnrädern einerseits und dem Taumelrad andererseits ein Teil des Taumelgetriebegehäuses angeordnet ist, in dem die Antriebsachse und die Drehachse gelagert sind. In dieser Ausführungsform können die Exzenter bzw. Exzenter-Zahnräder und das Antriebsrad innerhalb des Umfangs des Taumelrades angeordnet werden.
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Diese Variante zeichnet sich durch eine sehr kompakte, Platz sparende Bauweise aus, wobei die Zahnräder im Wesentlichen zur Synchronisation der Exzenter und nicht zur Übersetzung des antriebsseitigen Drehmoments dienen.
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Weitere Varianten der erfindungsgemäßen Lösung sind dadurch gekennzeichnet, dass das Taumelrad mit einer Taumelplatte verbunden ist, an der die Exzenter abgestützt sind, wobei mindestens ein Exzenter oder ein eine Exzenterwirkung entfaltendes Bauteil außerhalb des Umfangs des Abtriebshohlrades angeordnet ist.
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Diese Varianten des erfindungsgemäßen Taumelgetriebes zeichnen sich bei einem etwas größeren Platzbedarf durch einen hohen Wirkungsgrad aus, da nur ein Teil der den Wirkungsgrad verschlechternden Untersetzung im Taumel selbst erfolgt, während eine in weiten Grenzen frei wählbare Untersetzung durch den Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebsrad und den Exzenter-Zahnrädern bestimmt wird, so dass durch entsprechende Auswahl der Zahnraddurchmesser des Antriebsrades und der Exzenter-Zahnräder eine leicht veränderbare Untersetzung eingestellt werden kann und die Selbsthemmung des Taumelgetriebes mit erhöhter Untersetzung verstärkt wird.
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In einer ersten Ausführungsform dieser Variante sind beide Exzenter außerhalb des Umfangs des Abtriebshohlrades angeordnet und ermöglichen eine beidseitige Lagerung des Taumelgetriebes in dem Taumelgehäuse. Weiterhin zeichnet sich diese Lösung durch ein minimales Zahnspiel und durch eine erhöhte Tragfähigkeit zur Aufnahme von Crash-Kräften aus.
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In dieser Ausführungsform sind entweder an den Enden der Taumelplatte Exzenterbohrungen angeordnet, in die die mit den Exzenter-Zahnrädern verbundenen Exzenter eingreifen, oder ein innerer Exzenter ist innerhalb und ein äußerer Exzenter oder ein dessen Funktion erfüllendes Bauteil außerhalb des Umfangs des Abtriebshohlrades angeordnet.
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Auch diese Ausführungsformen zeichnen sich durch ein geringes Zahnspiel und durch die Fähigkeit aus, große Crash-Kräfte aufzunehmen.
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In dieser Ausführungsform kann der äußere Exzenter ebenfalls mit einem Exzenter-Zahnrad verbunden sein, dessen Stirnverzahnung mit dem Antriebsrad in Eingriff steht, oder aus einer Drehschiebeführung und einer ortsfest abgestützten Drehachse gebildet werden, wobei insbesondere die Drehschiebeführung aus einem in der Taumelplatte vorgesehenen Langloch und einem mit der Drehachse verbundenen Gleitstein besteht, so dass kein mit dem Antriebsrad in Eingriff stehendes Exzenter-Zahnrad des äußeren Exzenters vorgesehen ist, sondern die mit dem inneren Exzenter gekoppelte Taumelplatte im Bereich des äußeren Exzenters eine oszillierende Bewegung entlang der ortsfest abgestützten Drehachse bzw. des mit der ortsfest abgestützten Drehachse verbundenen Gleitsteins ausführt.
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In dieser Variante kann entweder die Drehachse in einer Bohrung des Gleitsteins drehbar gelagert und ortsfest am Gehäuse abgestützt werden oder die Drehachse wird drehfest mit dem Gleitstein verbunden und in einem ortsfesten Lager des Gehäuses drehbar abgestützt.
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Bei beiden Varianten ist gewährleistet, dass die Drehachse eine geringfügige Drehbewegung bei der oszillierenden Bewegung der Taumelplatte entweder in dem ortsfest angeordneten Lager oder im Gleitstein ausführt.
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In einer bevorzugten Anwendung wird das erfindungsgemäße Taumelgetriebe in einem Gelenkbeschlag eines Fahrzeugsitzes zur Verstellung der Neigung der Sitzlehne oder des Sitzuntergestells des Fahrzeugsitzes eingesetzt, wobei der mit der Sitzlehne oder dem Sitzuntergestell gekoppelte Gelenkarm des Gelenkbeschlages mit dem Abtriebshohlrad verbunden ist.
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Perspektivische Darstellungen und Draufsichten verschiedener Ausführungsbeispiele zeigen zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Taumelgetriebes in den
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1 bis 4 ein kompaktes Taumelgetriebe mit zwei innerhalb des Taumelradumfangs angeordneten Exzentern und einem dazwischen liegenden Antriebsrad;
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5 bis 8 ein Taumelgetriebe mit außerhalb des Taumelradumfangs angeordneten Exzentern und einem dazwischen liegenden Antriebsrad, das mit Exzenter-Zahnrädern ein Übersetzungsgetriebe bildet und
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9 bis 11 ein Taumelgetriebe mit einem innerhalb des Taumelradumfangs angeordneten Exzenter und einer außerhalb des Taumelgetriebes angeordneten Drehschiebeführung.
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Das in den 1 bis 4 dargestellte, kompakte Taumelgetriebe weist ein schematisch als U-förmige Platte dargestelltes Gehäuse 1 und eine Antriebsachse 2 auf, die mit einem manuellen Antrieb, beispielsweise einem Handrad, oder mit einem elektromotorischen Antrieb verbunden ist. Die Antriebsachse 2 ist mit einem als Antriebsritzel ausgebildeten Antriebsrad 3 mit einer Stirnverzahnung verbunden, die mit den Stirnverzahnungen zweier Exzenter-Zahnräder 60, 70 in Eingriff steht, die mit zwei Exzentern 6, 7 verbunden bzw. als Teil der Exzenter 6, 7 ausgebildet sind.
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Die Antriebsachse 2 und die Drehachsen 61, 71 der Exzenter-Zahnräder 60, 70 sind ortsfest im Gehäuse 1 des Taumelgetriebes gelagert, so dass sich sowohl das Antriebsrad 2 als auch die Exzenter-Zahnräder 60, 70 ortsfest drehen, das heißt keine Taumelbewegung ausführen. Weiterhin sind die Drehachsen 61, 71 der Exzenter-Zahnräder 60, 70 zu beiden Seiten der Antriebsachse 2 angeordnet und befinden sich vorzugsweise auf einer Geraden mit der Antriebsachse 2.
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Die Exzenter 6, 7 greifen in konzentrisch zu den Exzentern 6, 7 angeordnete Exzenterbohrungen 52, 53 eines Taumelrades 5 ein, wodurch die Taumelbewegungen der Exzenter 6, 7 bei einer Drehung des Antriebsrades 3 und der mit dem Antriebsrad 3 in Eingriff stehenden Exzenter-Zahnräder 60, 70 auf das Taumelrad 5 übertragen werden. Um die Antriebsachse 2 durch das Taumelrad 5 führen zu können, weist das Taumelrad 5 eine Ausnehmung 51 auf, die so bemessen ist, dass das Taumelrad 5 Taumelbewegungen um die Antriebsachse 2 ausführen kann.
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Das Taumelrad 5 weist eine Stirnverzahnung 50 auf, die abschnittsweise mit einer Innenverzahnung 40 eines Abtriebshohlrades 4 in Eingriff steht. Die Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 und die Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades 4 sind ineinander liegend angeordnet, weisen jedoch eine unterschiedliche Zähnezahl auf, so dass die Zähne der Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 teilweise mit den Zähnen der Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades 4 fluchten und teilweise außer Phase zu der Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades 4 sind.
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Eine durch den manuellen oder elektromotorischen Antrieb bewirkte Drehung der Antriebsachse 2 wird auf das Antriebsrad 3 übertragen, dessen Stirnverzahnung mit den Stirnverzahnungen der Exzenter-Zahnräder 60, 70 kämmt, wobei durch die unterschiedlichen Zahnraddurchmesser des Antriebsrades 3 und der Exzenter-Zahnräder 60, 70 die Drehzahl des Antriebsrades 3 in einem festgelegten Verhältnis untersetzt auf die Exzenter 6, 7 übertragen wird.
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Die auf die Exzenter 6, 7 übertragene Drehung des Antriebsrades 3 bewirkt über die in die Exzenterbohrungen 52, 53 des Taumelrades 5 eingreifenden Exzenter 6, 7 eine Taumelbewegung des Taumelrades 5, bei der die Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 abschnittsweise auf der Innenverzahnrades 40 des Abtriebshohlrades 4 abwälzt und das Taumelrad 5 einen Kreisbogen um die Antriebsachse 2 beschreibt.
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Durch die Abstützung des Taumelrades 5 an den beiden Exzentern 6, 7 wird aber eine vollständige Drehung des Taumelrades 5 um die Antriebsachse 2 verhindert. Stattdessen bewegt sich das Taumelrad 5 gemäß 4 mit der Exzentrizität e gegenüber der Antriebsachse 2 bzw. den beiden Drehachsen 61, 71 der Exzenter-Zahnräder 60, 70 auf einer Kreisbahn mit dem Radius e um die Antriebsachse 2, ohne sich jedoch um die eigene Achse zu drehen, so dass das Taumelrad 5 eine zyklische Bewegung um die Mittellage der Antriebsachse 2 herum ausführt.
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Da sich die Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 an der Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades abstützt, führt die Taumelbewegung des Taumelrades 5 zu einer in der Drehzahl untersetzten Drehung des Abtriebshohlrades 4, die auf eine mit dem Abtriebshohlrad 4 verbundene Abtriebswelle übertragen wird und zu einer Verstellung eines Bauteils eines Fahrzeugsitzes, beispielsweise zu einer stufenlosen Verstellung einer Sitz- oder Rückenlehnenneigung führt.
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Somit bewirkt eine Drehung der Antriebsachse 2 eine durch die unterschiedlichen Zahnraddurchmesser des Antriebsrades 3 und der Exzenter-Zahnräder 60, 70 sowie die unterschiedliche Zähnezahl der Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 und der Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades 4 bewirkte untersetzte, zur Antriebsachse 2 konzentrische Drehung des Abtriebshohlrades 4.
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Wirkt eine äußere Kraft oder ein äußeres Drehmoment auf die mit dem Abtriebshohlrad 4 verbundene, nicht näher dargestellte Abtriebswelle, so wird die äußere Kraft bzw. das äußere Drehmoment infolge der Eigenschaften des Taumelgetriebes blockiert, d. h., das Taumelgetriebe weist Selbsthemmung aufgrund der Eingriffsverhältnisse bzw. der starken Untersetzung zwischen dem Taumelrad 5 und dem Abtriebshohlrad 4 auf. Da das Taumelrad 5 und das Abtriebshohlrad 4 die Selbsthemmung des Taumelgetriebes bewirken, sind sie zur Aufnahme großer Kräfte aus Metall hergestellt, während die nicht der Selbsthemmung des Taumelgetriebes dienenden Getriebeelemente Antriebsrad 3 und Exzenter-Zahnräder 60, 70 ebenso aus Kunststoff bestehen können wie das Gehäuse 1 des Taumelgetriebes.
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Zur Veränderung des Untersetzungsverhältnisses ist eine veränderte Abstufung zwischen der Verzahnung des Antriebsrades 3 und den Verzahnungen der Exzenter Zahnräder 60, 70 in den Grenzen des Umfangs des Taumelrades 5 möglich. Da diese Teile aus Kunststoff bestehen, ist ein einfacher Austausch bzw. eine einfache Fertigung gewährleistet. Darüber hinaus ist ein ruhiger, geräuscharmer Lauf mit geringer Reibung sichergestellt.
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Da bei diesem kompakten Aufbau des Taumelgetriebes die Größe der Exzenter-Zahnräder 60, 70 durch den Durchmesser des Taumelrades 5 beschränkt ist, ist der Aufbau dieser Variante des Taumelgetriebes zwar Platz sparend, die Zahnräder dienen jedoch im Wesentlichen nur der Synchronisation der Exzenter-Zahnräder 60, 70 und leisten keinen wesentlichen Beitrag zu einer Untersetzung, so dass die Untersetzung im Wesentlichen auf den Verzahnungseingriff der Stirnverzahnung 50 des Taumelrades 5 in die Innenverzahnung 40 des Abtriebshohlrades 4 beschränkt ist.
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Diese Beschränkung entfällt bei der in den 5 bis 8 dargestellten Variante der erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Exzenterachsen außerhalb des Abtriebshohlrades 4 angeordnet sind und eine beidseitige Lagerung im Getriebegehäuse 1 ermöglichen.
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Analog zu der Ausführungsform eines Taumelgetriebes gemäß den 1 bis 4 ist die Antriebsachse 2 mit einem als Antriebsritzel ausgebildeten Antriebsrad 3 mit einer Stirnverzahnung verbunden, die mit den Stirnverzahnungen zweier Exzenter-Zahnräder 60, 70 in Eingriff steht, die mit zwei Exzentern 6, 7 verbunden bzw. als Teil der Exzenter 6, 7 ausgebildet sind.
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Die Drehachsen 61, 71 der Exzenter-Zahnräder 60, 70 sind gemäß 5 zu beiden Seiten der Antriebsachse 2 angeordnet und wie die Antriebsachse 2 in dem Gehäuse 1 des Taumelgetriebes gelagert, so dass sich das Antriebsrad 3 und die Exzenter-Zahnräder 60, 70 ortsfest im Gehäuse 1 drehen.
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Eine mit dem Taumelrad 5 fest verbundene Taumelplatte 8 weist an ihren über das Abtriebsholrad 4 hinausragenden Enden konzentrisch um die Exzenter 6, 7 angeordnete Exzenterbohrungen 81, 82 auf, durch die die Exzenter 6, 7 gesteckt sind. Bei einer Drehung des Antriebsrades 3 werden die Exzenter-Zahnräder 60, 70 mit einer der unterschiedlichen Zähnezahl des Antriebsrades 3 und der Exzenter-Zahnräder 60, 70 entsprechenden Untersetzung gedreht, so dass die Exzenter 6, 7 eine Taumelbewegung mit der untersetzen Drehzahl um die Drehachsen 61, 71 ausführen, die über die Exzenterbohrungen 81, 82 der Taumelplatte 8 auf das Taumelrad 5 übertragen wird.
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Durch die Abstützung des Taumelrades 5 an den beiden Exzentern 6, 7 wird das Taumelrad 5 aber an einer vollständigen Drehung um die eigene Achse gehindert und führt stattdessen eine zyklische Bewegung um eine Mittellage aus. In Folge der zyklischen Bewegung des Taumelrades 5 wird das Abtriebshohlrad 4 mit der vorstehend beschriebenen Untersetzung um die Antriebsachse 2 gedreht.
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Das in den 5 bis 8 dargestellte Ausführungsbeispiel weist bei einem gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 ausgebildeten Taumelgetriebe einen größeren Platzbedarf auf, zeichnet sich demgegenüber aber durch einen hohen Wirkungsgrad aus, da nur ein Teil der den Wirkungsgrad verschlechternden Untersetzung im Taumel selbst erfolgt, während eine in weiten Grenzen frei wählbare Untersetzung durch den Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebsrad 3 und den Exzenter-Zahnrädern 60, 70 bestimmt wird, so dass durch entsprechende Auswahl der Zahnraddurchmesser des Antriebsrades 3 und der Exzenter-Zahnräder 60, 70 eine wählbare Untersetzung eingestellt werden kann.
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In einer gegenüber dem in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel abgewandelten Form können die Exzenter-Zahnräder 60, 70 mit als Exzenterbohrungen anstelle von als Exzenterzapfen ausgebildeten Exzentern 6, 7 verbunden sein, die mit an den Enden der Taumelplatte 8 angeordneten Exzenterzapfen zusammenwirken.
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Bei der in den 9 bis 11 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Taumelgetriebes befindet sich ein erster, innerer Exzenter 6 in der Drehachse des mit einer Innenverzahnung 40 versehenen Abtriebshohlrades 4, während ein zweiter, äußerer Exzenter 7 außerhalb der Drehachse des innenverzahnten Abtriebshohlrades 4 angeordnet ist und durch eine Drehschiebführung 10 und eine gehäusefest gelagerte Drehachse 71 ersetzt wird.
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In dieser Ausführungsform ist nur der innere Exzenter 6 mit einem Exzenter-Zahnrad 60 verbunden, wobei die Untersetzung des Taumelgetriebes durch die unterschiedlichen Durchmesser des Antriebsrades 3 und des Exzenter-Zahnrades 60 bei gleicher Zahngröße und Zahnform bestimmt wird. Der innere Exzenter 6 greift in eine konzentrisch um den inneren Exzenter 6 greifende Bohrung einer Taumelplatte 9 ein und taumelt um eine Drehachse 61 des Exzenter-Zahnrades 60, die gehäusefest gelagert ist, so dass sich das Exzenter-Zahnrad 60 ortsfest dreht, während der Exzenter 6 und über die Exzenterbohrung 91 die Taumelplatte 9 taumelt.
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Der äußere Exzenter 7 wird durch eine Drehschiebeführung 10 in der Taumelplatte 9 und eine gehäusefest gelagerte Drehachse 71 ersetzt und bewirkt wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 8 eine Taumelbewegung der Taumelplatte 9 und damit des fest mit der Taumelplatte 9 verbundenen Taumelrades 5 um die Antriebsachse 2 bzw. die Drehachse 61.
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Die Drehschiebeführung 10 setzt sich aus einem in der Taumelplatte 9 angeordneten Langloch 101 und einem darin eingesetzten Gleitstein 102 zusammen, der entweder fest mit der Drehachse 71 verbunden ist oder eine Bohrung aufweist, in der sich die Drehachse 71 drehen kann.
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Eine Drehung der Antriebsachse 2 und damit des Antriebsrades 3 wird untersetzt auf das innere Exzenter-Zahnrad 60 übertragen, das sich ortsfest um die Drehachse 61 dreht und dessen Drehung über den inneren Exzenter 6 und die Exzenterbohrung 91 auf die Taumelplatte 9 und damit auf das Taumelrad 5 übertragen wird, das wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Folge der beiden Exzenter 6, 7 an einer vollständigen Drehung um die eigene Achse gehindert ist und statt dessen eine zyklische Bewegung um eine Mittellage ausführt.
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Die Taumelbewegung der Taumelplatte 9 führt an dem den äußeren Exzenter 7 bildenden bzw. ersetzenden Drehschiebeführung 101 zu einer zyklisch oszillierenden Bewegung der Taumelplatte 9 entlang dem ortsfest über die Drehachse 71 abgestützten Gleitstein 102. Dabei kann entweder die Drehachse 71 in einem Lager des Gehäuses 1 des Taumelgetriebes drehbar aber ortsfest abgestützt oder fest mit dem Gehäuse 1 des Taumelgetriebes verbunden, aber drehbar in einer Bohrung des Gleitsteines 103 gelagert sein.
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Alternativ kann anstelle der Drehschiebeführung 101 auch ein äußerer Exzenter 7 wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 8 vorgesehen und mit einem Exzenter-Zahnrad verbunden werden, dessen Stirnverzahnung zusammen mit der Stirnverzahnung des mit dem Exzenter 6 verbundenen Exzenter-Zahnrades 60 mit dem Antriebsrad 3 in Eingriff steht. In dieser nicht näher dargestellten Ausführungsform sind die Drehachsen der Exzenter-Zahnräder ebenfalls zu beiden Seiten der Antriebsachse 2 angeordnet und wie die Antriebsachse 2 in dem Gehäuse 1 des Taumelgetriebes gelagert, so dass sich das Antriebsrad 3 und die Exzenter-Zahnräder ortsfest im Gehäuse 1 drehen.
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Durch die Abstützung des Taumelrades 5 an den beiden Exzentern 6, 7 wird das Taumelrad 5 an einer vollständigen Drehung um die eigene Achse gehindert und führt stattdessen eine zyklische Bewegung um eine Mittellage aus. In Folge der zyklischen Bewegung des Taumelrades 5 wird das Abtriebshohlrad 4 mit der vorstehend beschriebenen Untersetzung um die Antriebsachse 2 gedreht.
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Das vorstehend an Hand der in den 1 bis 11 beschriebene Taumelgetriebe zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, je nach Bedarf eine von mehreren Varianten auszuwählen, denen eine untersetzte, konzentrische Drehung des Abtriebshohlrades mit nur einer Taumelverzahnung zwischen der Innenverzahnung des Abtriebshohlrades und der Stirnverzahnung des Taumelrades gemeinsam ist, so dass keine abtriebsseitigen Taumelbewegungen und keine Kippmomente im Taumelrad auftreten und dementsprechend ein exakter Verzahnungseingriff und damit eine gleichmäßige Zahnflankenbelastung und gute und geräuscharme Laufeigenschaften bei geringen Reibungsverlusten und Abnutzungen bei hohem Wirkungsgrad gewährleistet sind.
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Bei ausreichendem Platzangebot ist zudem eine in weiten Grenzen frei wählbare Untersetzung durch den Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebsrad und den Exzenter-Zahnrädern einstellbar, die eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades ermöglicht, da nur ein Teil einer den Wirkungsgrad verschlechternden Übersetzung im Taumel selbst erfolgt. Die in weiten Grenzen frei wählbare Untersetzung durch den Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebsrad und den Exzenter-Zahnrädern ermöglicht zudem durch eine frei wählbare Auswahl der Zahnraddurchmesser des Antriebsrades und der Exzenter-Zahnräder eine leicht veränderbare Einstellung der Untersetzung vom Antrieb zum Abtrieb und eine Verstärkung der Selbsthemmung des Taumelgetriebes.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Antriebsachse
- 3
- Antriebsrad
- 4
- Abtriebshohlrad
- 5
- Taumelrad
- 6, 7
- Exzenter
- 8, 9
- Taumelplatte
- 10
- Drehschiebeführung
- 40
- Innenverzahnung des Abtriebshohlrades
- 50
- Stirnverzahnung des Taumelrades
- 51
- Ausnehmung
- 52, 53
- Exzenterbohrungen
- 60, 70
- Exzenter-Zahnräder
- 61, 71
- Drehachsen
- 81, 82, 91
- Exzenter-Bohrungen
- 101
- Langloch
- 102
- Gleitstein
- 103
- Bohrung im Gleitstein
