DE102008008951B4 - Untersetzungsgetriebe - Google Patents

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    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H1/321Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating

Abstract

Untersetzungsgetriebe mit einem Drehkörper (1c, 1e), der relativ zu einem Lagerkörper (5c, 5e) um eine Achse (10c, 10e) drehbar ist, und mit einer Einrichtung, die den Drehkörper (1c, 1e) und den Lagerkörper (5c, 5e) fortlaufend in einem sich um die Achse (10c, 10e) herum bewegenden Abrollbereich (19c, 19e) zusammenhält, wobei der Drehkörper (1c) oder ein Teil des Drehkörpers (1e) auf dem Lagerkörper (5c, 5e) unter Drehung um die Achse (10c, 10e) eine Taumelbewegung ausführt und die Einrichtung, die den Drehkörper (1c, 1e) und den Lagerkörper (5c, 5e) fortlaufend in einem um die Achse (10c, 10e) herum bewegbaren Abrollbereich (19c, 19e) zusammenhält, den Drehkörper (1c, 1e) ferner mit wenigstens einem mit einer Getriebeausgangswelle (27) verbundenen, um die Achse (10c, 10e) drehbaren Drehelement (25, 25e) in einem solchen Abrollbereich (19c', 35) zusammenhält, wobei ggf. der Drehkörper (1c) auf einer Getriebeeingangswelle (9c) um eine zu der Achse (10c) geneigte Achse (8c) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (1c) den Lagerkörper (5c) und das Drehelement (25) in dem betreffenden Abrollbereich (19c, 19c') mit einem zu der geneigten Achse (8c) koaxialen Ringvorsprung (24, 26) berührt und die Verhältnisse R/r und R'/r' aus dem Radiusabstand R bzw. R' des betreffenden Abrollbereichs (19c, 19c') zu der Achse (10c) und dem Radiusabstand r bzw. r' des betreffenden Abrollbereichs (19c, 19c') zu der geneigten Achse (8c) unterschiedlich sind, oder dass der Drehkörper (1e) elastisch verformbar ist und die Einrichtung, die den Drehkörper (1e) und den Lagerkörper (5e) fortlaufend in einem um die Achse (10e) herum bewegbaren Abrollbereich (19e, 19e') zusammenhält, den Drehkörper (1e) mit dem Lagerkörper (5e) in wenigstens zwei Abrollbereichen (19e, 19e') auf einer Seite des Drehkörpers (1e) und den Drehkörper (1e) auf dessen dieser Seite abgewandten Seite in wenigstens zwei Abrollbereichen (35) mit dem scheibenförmigen Drehelement (25e) zusammenhält.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe mit einem Drehkörper, der relativ zu einem Lagerkörper um eine Achse drehbar ist, und mit einer Einrichtung, die den Drehkörper und den Lagerkörper fortlaufend in einem sich um die Achse herum bewegenden Abrollbereich zusammenhält, wobei der Drehkörper oder ein Teil des Drehkörpers auf dem Lagerkörper unter Drehung um die Achse eine Taumelbewegung ausführt und die Einrichtung, die den Drehkörper und den Lagerkörper fortlaufend in einem um die Achse herum bewegbaren Abrollbereich zusammenhält den Drehkörper ferner mit wenigstens einem mit einer Getriebeausgangswelle verbundenen, um die Achse drehbarem Drehelement in einem solchem Abrollbereich zusammenhält, wobei ggf. der Drehkörper auf einer Getriebeeingangswelle um eine zu der Achse geneigte Achse drehbar gelagert ist.
  • Untersetzungsgetriebe, durch das sich außerordentlich starke Drehzahlreduzierungen erreichen lassen, und die einen Drehkörper aufweisen, der relativ zu einem Lagerkörper um eine Achse drehbar ist, wobei eine Einrichtung den Drehkörper und den Lagerkörper fortlaufend in einem sich um die Achse herum bewegenden Abrollbereich zusammenhält, sind aus der DE 21 43 662 A , der DE 22 49 068 A und der DE 16 25 135 C bekannt.
  • Ein Untersetzungsgetriebe, in welchem der Drehkörper nicht nur auf dem Lagerkörper, sondern zusätzlich auf einem mit einer Ausgangswelle verbundenen Drehelement taumelnd abrollt, geht aus CH 440895 A hervor. Das Drehelement ist auf einem zur Wellenachse geneigten Endabschnitt der Eingangswelle drehbar gelagert und weist auf einer Seite eine umlaufende Zahnung auf, die in eine solche Zahnung auf einem zu der Getriebeeingangswelle koaxialen Lagerkörper taumelnd eingreift. Auf der dieser Seite abgewandten Seite greift eine umlaufende Zahnung in eine solche Zahnung auf dem mit der Ausgangswelle verbundenen Drehelement taumelnd ein. Die ineinandergreifenden Zahnungen haben geringfügig unterschiedliche Zähnezahlen, sodass sich in Verbindung mit der Taumelbewegung des Drehkörpers ein hoher Untersetzungsgrad für die Drehung der Ausgangswelle ergibt.
  • Gegenüber diesem Stand der Technik wird durch die vorliegende Erfindung ein neues Untersetzungsgetriebe der eingangs erwähnten Art geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Drehkörper den Lagerkörper und das Drehelement in dem betreffenden Abrollbereich mit einem zu der geneigten Achse koaxialen Ringvorsprung berührt und die Verhältnisse R/r und R'/r' aus dem Radiusabstand R bzw. R' der betreffenden Abrollbereiche zu der Achse und dem Radiusabstand r bzw. r' der betreffenden Abrollbereiche zu der geneigten Achse unterschiedlich sind.
  • Alternativ ist der Drehkörper nicht drehbar um eine zu der Achse geneigte Achse angeordnet, sondern elastisch verformbar und die genannte Einrichtung hält den Drehkörper mit dem Lagerkörper in wenigstens zwei Abrollbereichen auf einer Seite des Drehkörpers und den Drehkörper auf der dieser Seite abgewandten Seite in wenigstens zwei Abrollbereichen mit einem scheibenförmig ausgebildeten Drehelement zusammen.
  • Während in der erstgenannten Ausführung der Erfindung ein sehr hohes Untersetzungsverhältnis erreichbar ist, erlaubt die alternative Ausführung einen stabilen Aufbau des Getriebes, bei dem insbesondere eine gleichmäßig symmetrische Belastung des Drehkörpers erreicht wird.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die genannte Einrichtung ein sich entsprechend dem Abrollbereich um die Achse bewegendes Roll- oder/und Gleitelement, wobei das Roll- oder/und Gleitelement mit demjenigen Drehelement verbunden ist, dessen Drehwinkel durch das Untersetzungsgetriebe reduziert werden soll.
  • Während das Untersetzungsgetriebe in bestimmten Anwendungsfällen einen Wirkungsgrad kleiner als 1 aufweisen kann, rollen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Drehkörper und der Lagerkörper in dem Abrollbereich schlupffrei gegeneinander ab.
  • Insbesondere kann auf der Scheibenfläche und der Lagerfläche jeweils ein Zahnkranz gebildet sein, wobei die Zahnkränze unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen und in dem Abrollbereich ineinander greifen. Der Unterschied zwischen den Zähnezahlen bzw. Periodenlängen muss so beschaffen sein, dass die Zahnkränze ungestört in dem genannten Bereich aufeinander abrollen können. Bei geeigneter Gestaltung der Zahnkränze kann ein absolut schlupffreies Abrollen gewährleistet sein.
  • Andererseits kann durch die bei gleicher Umfangslänge und der Zahnkränze unterschiedlichen Zähnezahlen gegenüber dem reinen Abrollvorgang ein gewisser Schlupf erzwungen werden. Indem die Zahnflanken aufeinander gleiten, lässt sich der Drehkörper relativ zu dem Lagerkörper um die genannte Achse abweichend von der Drehung durch die reine Abrollbewegung zusätzlich verdrehen.
  • Bei der zu reduzierenden Drehbewegung kann es sich um die Bewegung eines umlaufenden magnetischen Drehfeldes handeln, d. h. die genannte Einrichtung kann z. B. durch Elektromagnete gebildet sein, die um den Umfang von Dreh- und Lagerelement herum angeordnet und entsprechend der genannten Umlaufgeschwindigkeit fortlaufend einschaltbar sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Teile eines Getriebes in einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 eine Seitenansicht des Getriebes von 1,
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Getriebe in einer Seitenansicht,
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein Getriebe in Richtung einer Getriebedrehachse gesehen,
  • 57 die Funktionsweise des Getriebes von 1 und 2 erläuternde Darstellungen,
  • 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für Getriebe in einer Seitenansicht,
  • 9 verschiedene Betriebsstellungen des Getriebes von 8, und
  • 10 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Getriebe nach der Erfindung in einer Seitenansicht,
  • 11 eine Teildarstellung eines dem Ausführungsbeispiels von 10 ähnlichen Beispiels,
  • 12 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Getriebe nach der Erfindung, und
  • 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Getriebe.
  • Ein in den 1 und 2 gezeigtes Untersetzungsgetriebe weist einen Drehkörper 1 auf, der eine kreisrunde Scheibe 2 und eine koaxial zu der Scheibe 2 angeordnete, mit der Scheibe 2 verbundene Welle 3 umfasst. Auf ihrer der Welle 3 zugewandten Seite weist die Scheibe 2 einen am Scheibenrand umlaufenden Zahnkranz 4 auf, dessen Zähne von der Scheibe 2 in axialer Richtung vorstehen.
  • Dem Zahnkranz 4 gegenüberliegend ist ein Lagerkörper 5 angeordnet, der einen Ring 6 umfasst, auf dessen dem Zahnkranz 4 zugewandten Ringseite ein Zahnkranz 7 gebildet ist.
  • Die jeweils etwa hundert Zähne aufweisenden Zahnkränze 4 und 7 unterscheiden sich geringfügig in der Zähnezahl. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Zahnkranz 7 einen Zahn mehr als der Zahnkranz 4 auf.
  • Koaxial zur Drehachse 8 der Welle 3 ist ein in 2 schematisch dargestelltes Drehelement 9 mit einer Drehachse 10 angeordnet. Das Drehelement 9 kann z. B. unmittelbar mit einem Antriebsmotor, dessen Drehzahl durch das Untersetzungsgetriebe reduziert werden soll, verbunden sein.
  • Das Drehelement 9 ist mit einem exzentrisch zu der Drehachse 10 angeordneten Rollelement 11 verbunden, welches auf der dem Zahnkranz 4 abgewandten Seite der Scheibe 2 gegen die Scheibe 2 an deren Scheibenrand anliegt. Das in den 1 und 2 schematisch dargestellte, um eine Achse 12 drehbare Rolleelement 11 läuft auf der Scheibe 2 mit der betreffenden Drehgeschwindigkeit des Drehelements 9, also entsprechend der Drehzahl des genannten Antriebsmotors, auf der Scheibe 2 um. Dabei drückt das Rollelement 11 jeweils einen peripheren Bereich der Scheibe 2 unter elastischer Verbiegung der Welle 3 fortlaufend gegen den den Lagerkörper 5 bildenden Ring 6, so dass die Scheibe 2 auf dem feststehenden Lagerkörper 5 bzw. Ring 6 eine Taumelbewegung ausführt. Entsprechend dem umlaufenden Rollelement 11 bewegen sich mit der gleichen Drehgeschwindigkeit ineinander greifende Abschnitte 13 und 14 der Zahnkränze 4 und 7 um die Zahnkränze 4 und 7 herum.
  • Während eines Umlaufs des Rollelements 11 kommt es zu einer vergleichsweise geringfügigen Verdrehung der Welle 3 um ihre Achse 8. Wie nachfolgend anhand der 5 bis 7 erläutert wird, lässt sich eine außerordentlich starke Reduzierung der Drehzahl des Drehelements 9 bzw. Antriebsmotors erreichen.
  • In den 5 und 6 sind die Scheibe 2 des Drehkörpers 1 und der Lagerkörper 5 schematisiert als Geraden dargestellt. Die Scheibe 2 ist (entsprechend der biegsamen Welle 3) gegen die Drehachse 8 des Drehkörpers 1 verschwenkbar. Die Drehachse 8, die mit der nicht abgebogenen Längsachse der biegsamen Welle 3 zusammenfällt, steht senkrecht auf einer durch den Lagerkörper 5 gebildeten Lagerfläche 16, welche einer zu der Lagerfläche 16 im Winkel α geneigten Scheibenfläche 17 der Scheibe 2 gegenüberliegt.
  • Das in 5 und 6 als Kugel dargestellte Rollelement 11 läuft auf einer Kreisbahn 18 um, wobei es die Scheibe in einem (den Abschnitten 13 und 14 entsprechenden) mit dem Rollelement 11 umlaufenden Abrollbereich 19 (gegen die Rückstellkraft der biegsamen Welle 3) zusammenhält und für eine Taumelbewegung der Scheibe 2 auf der Lagerfläche 16 des Lagerkörpers 5 sorgt.
  • 7 zeigt in der Abwicklung die (kreisförmige) Bahn 18 des Abrollbereichs 19 auf der Lagerfläche 16 sowie die jeweilige Abrolllinie 20 des Abrollbereichs 19 an der Peripherie der Scheibe 2. Wie zu erkennen ist, bildet die Scheibe 2 einen Abrollradius 21, dessen Größe vom Neigungswinkel α abhängt und der mit abnehmendem Neigungswinkel α gegen unendlich geht. Bei einem Umlauf des Rollelements 11 um die Achse 8 kommt es entsprechend dem großen Abrollradius 21 zu einem Drehwinkel des Drehkörpers 1 um die Achse 8, der wesentlich kleiner als 360° ist. So wird die Drehgeschwindigkeit des umlaufenden Rollelements 11 stark untersetzt.
  • Bei den folgenden Ausführungsbeispielen sind gleiche oder gleichwirkende Teile jeweils mit der selben Bezugszahl wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a, b usw. beigefügt ist.
  • Das Ausführungsbeispiel von 3 unterscheidet sich von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Drehkörper 1a nicht nur eine Taumelbewegung relativ zu einem einzigen Lagerkörper 5a sondern auch zu einem weiteren, axial im Abstand zu dem Lagerkörper 5a angeordneten Lagerkörper 5a' ausführt.
  • Ein Zahnkranz 4a des Drehkörpers 1a greift mit einem Abschnitt 13a in einen Abschnitt 14a eines Zahnkranzes 7a in dem Lagerkörper 5a ein. Ein zweiter, Zahnkranz 4a' auf der dem Zahnkranz 4a abgewandten Seite des Drehkörpers 1a greift mit einem Abschnitt 13a' in einen Abschnitt 14a' eines Zahnkranzes 7a' des weiteren Lagerkörpers 5a' ein, wobei die Abschnitte 13a' und 14a' den Eingriffsabschnitten 13a und 14a in jeder Phase der Taumelbewegung des Drehkörpers 1a diametral gegenüberliegen.
  • Für die Taumelbewegung sorgt ein Rollelement 11a, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar an einer mit dem Drehelement 1a verbundenen biegsamen Welle 3a angreift. Ein Roll- oder Gleitelement könnte auch an der Peripherie oder im Abstand davon z. B. unter elastischer Verformung des Drehkörpers 1a angreifen. Vorteilhaft werden bei dem Ausführungsbeispiel von 3 den Drehkörper 1a einseitig belastende Scherkräfte vermieden.
  • Bei einem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel für ein Untersetzungsgetriebe mit einem Drehkörper 1b und einem Lagerkörper 5b sind über den Umfang der beiden Körper verteilt Elektromagnete 15 angeordnet. Die Elektromagnete 15 lassen sich fortlaufend unter Erzeugung eines mit der zu reduzierenden Drehgeschwindigkeit umlaufenden Magnetfeldes einschalten, so dass der Drehkörper 1b und der Lagerkörper 5b in der vorangehend beschriebenen Weise in Peripheriebereichen fortlaufend unter Eingriff von Zahnungen zusammengezogen werden.
  • Bei einem in 8 gezeigten Getriebe greifen an einer Scheibe 2b eines Drehkörpers 1b zwei mit einem Drehelement 9b verbundene Rollenelemente 11b und 11b' an, wobei die Scheibe 2b unter Bildung zweier Abrollbereiche 19b und 19b' verformt wird. Abweichend von dem gezeigten Beispiel könnte noch wenigstens ein weiterer Abrollbereich gebildet sein, so dass z. B. drei Abrollbereiche im Winkelabstand von 120° zueinander angeordnet sind.
  • Doppelpfeile 20 und 20' deuten Einrichtungen zur axialen Verschiebung eines scheibenförmigen Lagerkörpers 5b an. Durch axiale Verschiebung des Lagerkörpers 5b lässt sich die Neigung α der Scheibe 2b an den Abrollbereichen 19, 19' gegen den Lagerkörper 5b und damit das Untersetzungsverhältnis variieren. 9 zeigt einen Zustand mit gegenüber 8 verringertem Neigungswinkel.
  • Ein Doppelpfeil 21 symbolisiert eine Einrichtung zur Abkopplung des Drehelements 9b von der Scheibe 2b des Drehkörpers 1b. Durch diese Abkopplung erfolgt gleichzeitig eine Abkopplung der Scheibe 2b vom Lagerkörper 5b. Entsprechend bildet die Einrichtung 21 zusammen mit den Rollelementen 11b, 11b' und der Scheibe 2b eine Kupplung. 9a zeigt den abgekoppelten Zustand.
  • 10 zeigt ein Untersetzungsgetriebe mit einem durch eine Scheibe 2c gebildeten Drehkörper 1c. Die Scheibe 2c ist geneigt zu einem Scheibenring 6c ausgebildet, welcher einen Lagerkörper 5c bildet, den der Drehkörper 1c in einem Abrollbereich 19c berührt.
  • Ein um eine Achse 10c mit der zu untersetzenden Drehgeschwindigkeit drehbares Drehelement 9c, das den Scheibenring 6c durchsetzt, weist eine zur Drehachse 10c geneigte Stirnfläche 22 auf, gegen welche die Scheibe 2c anliegt. Von der Stirnfläche 22 steht ein die Scheibe 2c durchsetzender Achszapfen 23 vor, auf dem die Scheibe 2c um eine zur Drehachse 10c geneigte Drehachse 8c relativ zu dem Drehelement 9c drehbar ist.
  • Wie 10 erkennen lässt, berührt der Drehkörper 1c den Lagerkörper 5c in dem Abrollbereich 19c mit einem Ringvorsprung 24. Auf der dem Lagerkörper 5c abgewandten Seite des Drehkörpers 1c ist eine Scheibe 25 angeordnet, die der Drehkörper 1c in einem Abrollbereich 19c' mit einem Ringvorsprung 26 berührt.
  • Die Scheibe 25 ist verbunden mit einer koaxialen Welle 27, die eine Ausgangswelle für das Getriebe bildet und um eine Achse 28 drehbar ist, die mit der Achse 10c zusammenfällt.
  • Das Drehelement 9c bildet eine Eingangswelle, deren Drehgeschwindigkeit das Getriebe untersetzt.
  • Die Drehung des Drehelements 9c um die Wellenachse 10c versetzt den Drehkörper 1c in eine Taumelbewegung, bei welcher der Abrollbereich 9c mit der Drehgeschwindigkeit des Drehelements 9c umlauft. Wird der Lagerkörper 5c festgehalten, so ergibt sich durch den Abrollvorgang eine Drehung der Scheibe 2c relativ zu dem Drehkörper 1c um die Achse 8c, wobei die Scheibe 2c auf der Stirnfläche 22 gleitet.
  • Indem die Verhältnisse der Radien R/r und R'/r' für die Ringvorsprünge 24 und 26 unterschiedlich sind, führt die Taumelbewegung des Drehkörpers 1c, der die Scheibe 25 in dem Abrollbereich 19c' berührt, zu einer Drehung der Scheibe 25 und damit einer Drehung der Ausgangswelle 27.
  • Maßgebend für diese Drehung ist die Differenz der Untersetzungsverhältnisse, die dem Zusammenwirken des Drehkörpers 1c mit dem Lagerkörper 5c einerseits und dem Zusammenwirken des Drehkörpers 1c mit der Scheibe 25 andererseits entsprechen. Maßgebend für das Gesamtuntersetzungsverhältnis des Getriebes, also der Quotient aus den Drehzahlen der Ausgangswelle 27 und des Drehelements 9c, ist die Differenz zwischen den Verhältnissen R/r und R'/r'.
  • Wird anstelle des Lagerkörpers 5c die Scheibe 25 festgehalten und der Lagerkörper 5c mit einer Ausgangswelle verbunden, so lässt sich eine Drehung mit entsprechend geändertem Gesamtuntersetzungsverhältnis übertragen.
  • Statt die Scheibe 25 (oder den Lagerkörper 5c) festzuhalten, könnte auch die Drehung mit einer festen Drehzahl erfolgen.
  • Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte die Erzeugung der Taumelbewegung der Scheibe statt durch das zentral angreifende Drehelement 9c mit dem Achszapfen 23 auch durch eine peripher an der betreffenden Scheibe angreifende Rohrwelle erzeugt werden, in der eine umlaufende Wandrille gebildet ist, deren Umlaufebene zur Rohrachse geneigt ist.
  • Der Lagerkörper 5c und eine der Scheibe 25 entsprechende Scheibe könnten auch koaxial ineinander geschachtelt und in Ringvorsprüngen 24 und 26 entsprechende Vorsprünge nicht auf beiden Scheibenseiten sondern nur auf einer Scheibenseite vorgesehen sein.
  • 11 zeigt ein dem Drehelement 9c entsprechendes Drehelement 9d, das sich mit der zu untersetzenden Drehgeschwindigkeit um eine Achse 10d dreht. Ein durch einen Scheibenring 2d gebildeter Drehkörper 1d ist in einer in dem Drehelement 9d umlaufenden Nut 29 um eine zu der Achse 10d geneigte Achse 8d drehbar. Zur Lagerung des Drehkörpers 1d in der Nut 29 sind zwischen dem Drehkörper 1d und dem Drehelement 9d unmittelbar in Rillen in dem Drehkörper 1d und dem Drehelement 9d laufende Kugeln 30 und 31 vorgesehen.
  • Im Folgenden wird auf 12 Bezug genommen, wo ein ringförmiges Drehelement 9e gezeigt ist, das sich mit der zu untersetzenden Drehgeschwindigkeit um eine Achse 10e dreht. Von dem ringförmigen Drehelement 9e stehen nach innen vier, jeweils paarweise diametral einander gegenüberliegende Rollen vor, von denen in 12 die Rollen 32, 33 und 34 sichtbar sind. Die Rollenachsen der Rollenpaare stehen zueinander senkrecht.
  • Durch die vier Rollen wird eine Ringscheibe 2e, die einen Drehkörper 1e bildet, elastisch verformt, so dass sie auf einer Scheibenseite in einander diametral gegenüberliegenden Abrollbereichen 19e und 19e' gegen einen scheibenförmigen Lagerkörper 5e und auf der anderen Scheibenseiten in einander diametral gegenüberliegenden Abrollbereichen, von denen in 12 nur der Abrollbereich 34 sichtbar ist, gegen eine drehbare Scheibe 25e anliegt. Die Scheibe 25e lässt sich um eine mit der Achse 10e zusammenfallende Achse 28e drehen.
  • In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bildet die Scheibe 25e den Getriebeausgang, d. h. die Scheibe 25e dreht sich mit der untersetzten Drehgeschwindigkeit um die Achse 28e.
  • Maßgebend für das Untersetzungsverhältnis des Getriebes ist wie bei dem Ausführungsbeispiel von 10 die Differenz der Untersetzungsverhältnisse, die sich aus dem Zusammenwirken des Drehkörpers 1e mit dem Lagerkörper 5e einerseits und dem Zusammenwirken des Drehkörpers 1e mit der Scheibe 25e andererseits ergeben. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich solche unterschiedlichen Teilübersetzungsverhältnisse z. B. dadurch bewirken, dass durch die paarweise einander diametral gegenüberliegenden Rollen unterschiedliche Krümmungen der Ringscheibe 2e erzeugt werden ggf. durch unterschiedliche Rollenradien. In einer alternativen Ausführungsform können sowohl an der Ringscheibe 2e beidseitig als auch an den Scheiben 5e und 25e axiale Zahnungen vorgesehen sein, wobei unterschiedliche Teiluntersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Zähnezahlen bewirkt werden.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Ringscheibe 2e in insgesamt vier Abrollbereichen gegen die Scheibe 5e bzw. 25e an. Die Zahl der Abrollbereiche könnte weiter erhöht werden, indem z. B. von dem Ring nach innen mehr als vier Rollen, z. B. sechs oder acht Rollen, vorstehen.
  • Die Achsen der Rollenpaare brauchen nicht wie im gezeigten Beispiel in ein und derselben Ebene zu liegen sondern sie können in Richtung der Drehachse 10e zueinander versetzt sein.
  • Ein ringförmiges, um eine Achse 10f drehbares Drehelement 9f, wie es in 13 dargestellt ist, weist radial nach innen vorstehende Rollen auf, wobei einander diametral gegenüberliegende Rollenpaare 35 und 36 gebildet sind. Zwischen den Rollen der Rollenpaare 35 und 36 ist eine Scheibe 37 angeordnet, die um eine mit der Achse 10f zusammenfallende Achse drehbar ist. Durch die Rollenpaare 35, 36 werden ein erster scheibenförmiger Drehkörper 1f und ein zweiter scheibenförmiger Drehkörper 1f' elastisch verformt und jeweils in einander diametral gegenüberliegenden Abrollbereichen 19f und 19f' bzw. 38 und 38' gegen die Scheibe 37 gedrückt.
  • An den Scheiben 1f, 1f' und beidseitig an der Scheibe 37 können in den jeweiligen Abrollbereichen ineinander greifende Zahnungen gebildet sein.
  • Das ringförmige Drehelement 9f dreht sich mit der zu untersetzenden Drehgeschwindigkeit. Den Getriebeausgang bildet eine mit dem Drehelement 1f' verbundene Welle 39 mit einer Drehachse 40, die mit der Achse 10f zusammenfällt. Maßgebend für das Untersetzungsverhältnis des Getriebes ist die Differenz zwischen den Teiluntersetzungsverhältnissen, die sich im Zusammenwirken der beiden Drehkörper 1f und 1f' mit der Scheibe 37 ergeben. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können unterschiedliche Teilübersetzungsverhältnisse dadurch erreicht werden, dass die Drehkörper 1f und 1f' in unterschiedlicher Weise gekrümmt werden oder/und die genannten Zahnungen unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
  • Wie das in 10 gezeigte Untersetzungstriebe könnte auch das Getriebe gemäß 12 als „Überlagerungsgetriebe” eingesetzt werden, bei dem zusätzlich zu dem Drehelement 9e die Scheibe 5e oder die Scheibe 25e gedreht wird. Die am Getriebeausgang, d. h. der Scheibe 25e oder der Scheibe 5e auftretende Drehzahl hängt dann von der Differenz der Drehzahlen des Drehelements 9e und der Drehzahl der betreffenden mitgedrehten Scheibe ab. Bei dem Ausführungsbeispiel von 13 ließe sich zusätzlich zu dem Drehelement 9f der Drehkörper 1f drehen. Die Drehzahl am Getriebeausgang hängt von der Differenz der Drehzahl des Drehelements 9f und des Drehkörpers 1f ab.

Claims (7)

  1. Untersetzungsgetriebe mit einem Drehkörper (1c, 1e), der relativ zu einem Lagerkörper (5c, 5e) um eine Achse (10c, 10e) drehbar ist, und mit einer Einrichtung, die den Drehkörper (1c, 1e) und den Lagerkörper (5c, 5e) fortlaufend in einem sich um die Achse (10c, 10e) herum bewegenden Abrollbereich (19c, 19e) zusammenhält, wobei der Drehkörper (1c) oder ein Teil des Drehkörpers (1e) auf dem Lagerkörper (5c, 5e) unter Drehung um die Achse (10c, 10e) eine Taumelbewegung ausführt und die Einrichtung, die den Drehkörper (1c, 1e) und den Lagerkörper (5c, 5e) fortlaufend in einem um die Achse (10c, 10e) herum bewegbaren Abrollbereich (19c, 19e) zusammenhält, den Drehkörper (1c, 1e) ferner mit wenigstens einem mit einer Getriebeausgangswelle (27) verbundenen, um die Achse (10c, 10e) drehbaren Drehelement (25, 25e) in einem solchen Abrollbereich (19c', 35) zusammenhält, wobei ggf. der Drehkörper (1c) auf einer Getriebeeingangswelle (9c) um eine zu der Achse (10c) geneigte Achse (8c) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (1c) den Lagerkörper (5c) und das Drehelement (25) in dem betreffenden Abrollbereich (19c, 19c') mit einem zu der geneigten Achse (8c) koaxialen Ringvorsprung (24, 26) berührt und die Verhältnisse R/r und R'/r' aus dem Radiusabstand R bzw. R' des betreffenden Abrollbereichs (19c, 19c') zu der Achse (10c) und dem Radiusabstand r bzw. r' des betreffenden Abrollbereichs (19c, 19c') zu der geneigten Achse (8c) unterschiedlich sind, oder dass der Drehkörper (1e) elastisch verformbar ist und die Einrichtung, die den Drehkörper (1e) und den Lagerkörper (5e) fortlaufend in einem um die Achse (10e) herum bewegbaren Abrollbereich (19e, 19e') zusammenhält, den Drehkörper (1e) mit dem Lagerkörper (5e) in wenigstens zwei Abrollbereichen (19e, 19e') auf einer Seite des Drehkörpers (1e) und den Drehkörper (1e) auf dessen dieser Seite abgewandten Seite in wenigstens zwei Abrollbereichen (35) mit dem scheibenförmigen Drehelement (25e) zusammenhält.
  2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (1e) eine Ringscheibe (2e) umfasst.
  3. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung ein entsprechend dem Abrollbereich (19e, 19e', 35) um die Achse (8e) bewegbares Roll- oder/und Gleitelement (3234) umfasst, wobei das Roll- oder/und Gleitelement (3234) mit dem Drehelement (9e) verbunden ist, dessen Drehwinkel durch das Untersetzungsgetriebe reduziert werden soll.
  4. Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung wenigstens vier, den Drehkörper (1e) gegen den Lagerkörper (5e) bzw. das Drehelement (25e) drückende Rollen (3234) umfasst.
  5. Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (1c, 1e) und der Lagerkörper (5c, 5e) in dem Abrollbereich (19e, 19e') schlupffrei gegeneinander abrollen.
  6. Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (1e) und der Lagerkörper (5e) jeweils einen Zahnkranz aufweisen, wobei die Zahnkränze unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen und in dem Abrollbereich (19e, 19e', 35) ineinander greifen.
  7. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Zahnkränze mit ihren Flanken aufeinander gleiten.
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