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Die
Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9.
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Getriebe
der eingangs genannten Art sind z. B. in der
WO 95/22017 A1 und in der
WO 97/13989 A1 beschrieben.
Ein solches Getriebe weist einen mit einer Innenverzahnung versehenen
sowie eine Drehachse aufweisenden hohlzylinderartigen Grundkörper
auf. In dem Grundkörper sind ein angetriebenes Eingangsorgan
und ein Ausgangsorgan um die Drehachse drehbar gelagert. Das Ausgangsorgan
umfasst zwei mit Abstand zueinander angeordnete Drehkörper
mit einem quer zur Drehachse kreisrunden Querschnitt. Die Drehachse
steht senkrecht auf den beiden Drehkörpern. Die Drehkörper
sind fest miteinander verbindbar bzw. verbunden. Zwischen den Drehkörpern
sind mindestens ein das Innenzahnrad kämmendes Zahnrad
sowie auch als transformierende Mittel bzw. Transformationsmittel
bezeichnete Mittel zur Umwandlung von Planetenbewegungen des Zahnrades
in Rotationsbewegungen des Ausgangsorgans angeordnet. Diese Transformationsmittel
weisen eine zentrale Öffnung auf, durch die das Eingangsorgan
hindurchgeführt ist. Das Eingangsorgan ist in den Drehkörpern
des Ausgangsorgans beidseitig gelagert. Dieses ist wiederum in dem hohlzylinderartigen
Grundkörper beidseitig gelagert.
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Die
zwei mit Abstand zueinander angeordneten Drehkörper des
Ausgangsorgans sind durch außermittige Öffnungen
des Zahnrads sowie in Abhängigkeit der Ausgestaltung der
Transformationsmittel gegebenenfalls auch durch entsprechende außermittige Öffnungen
der Transformationsmittel hindurch führende Distanzkörper
miteinander verbunden. Diese Distanzkörper sind dabei derart
ausgeführt, dass an beiden Drehkörpern des Ausgangsorgans
jeweils Distanzkörperstümpfe, vorzugsweise integral
ausgeführt, angeordnet sind. Die eigentliche Verbindung der
Drehkörper erfolgt dann mittels Gewindebolzen. Diese sind
durch Öffnungen in den Distanzkörperstümpfen
des einen Drehkörpers hindurchgeführt und in den
Distanzkörperstümpfen des anderen Drehkörpers
angeordneten Gewindeaufnahmen eingeschraubt.
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Nachteilig
hieran ist, dass die Distanzkörper bzw. die die Distanzkörperstümpfe
miteinander verbindenden Gewindebolzen hohen mechanischen Belastungen
ausgesetzt sind.
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Ein
Transformationsmittel eines eingangs beschriebenen Getriebes kann
beispielsweise in Form von vier um die zentrale Öffnung
kreuzförmig gleichmäßig verteilt angeordneter,
paarweise gegenüberliegender Arme ausgebildet sein. Auch
andere Ausführungsformen für die Transformationsmittel sind
denkbar.
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Am
Zahnrad sowie am Ausgangsorgan sind Führungsmittel angeordnet,
durch welche die Transformationsmittel einerseits unverdrehbar gegenüber dem
Zahnrad und dem Ausgangsorgan angeordnet bzw. anordbar sind, und
welche andererseits Translationsbewegungen der Transformationsmittel
sowohl gegenüber dem Zahnrad als auch gegenüber dem
Ausgangsorgan in einer Ebene normal zur Drehachse zulassen. Hierzu
umfassen die Führungsmittel Linearführungen am
Zahnrad, an den Drehkörpern und an den Transformationsmitteln,
welche z. B. auch als Slots be zeichnete Führungsbahnen
umfassen. Die Slots bzw. Führungsbahnen werden durch beispielsweise
an zu einer Achse parallelen Flächen von Vorsprüngen
oder von korrespondierenden Ausnehmungen angeordnete Laufflächen
gebildet. Zwischen den Laufflächen eines durch einen Vorsprung gebildeten
Slots und den Laufflächen eines durch eine korrespondierende
Ausnehmung gebildeten Slots können beispielsweise Wälzelemente
angeordnet sein, die dann zwischen den Laufflächen der Slots
abwälzen.
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Dabei
befinden sich auf jedem der zwei Drehkörper des Ausgangsorgans
eigene Slots, welche auf jedem der Drehkörper einzeln hergestellt werden
müssen. Diese Slots sind Bestandteile der den Ausgangskörpern
zugeordneten Linearführungen zwischen den Ausgangskörpern
und den Transformationsmitteln.
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Im
Betrieb eines solchen Getriebes wird das Ausgangsdrehmoment von
dem Zahnrad über ein Transformationsmittel und die einem
ersten Drehkörper zugeordneten Linearführungen
direkt auf die Slots des ersten Drehkörpers des Ausgangsorgans übertragen.
Mittels eines weiteren Transformationsmittels und die einem zweiten
Drehkörper zugeordneten Linearführungen wird das
Drehmoment auf die Slots des zweiten Drehkörpers des Ausgangskörpers übertragen
und weiter über die Distanzkörper beider Teile
des Ausgangskörpers. Die Übertragung des Drehmoments
wird durch die Festigkeit bzw. Steifigkeit der Verbindung der beiden
Drehkörper des Ausgangskörpers beschränkt.
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In
Bezug auf die Linearführungen, insbesondere auf die den
Ausgangskörpern zugeordneten Linearführungen zwischen
den Ausgangskörpern und den Transformationsmitteln, ergibt
sich bei den bekannten Getrieben daher der Nachteil, dass es für eine
gewünschte Getriebefunktion erforderlich ist, die zwei
Drehkörper des Ausgangsorgans derart genau miteinander
zu verbinden, dass die Achsen der Slots beider Drehkörper
des Ausgangsorgans möglichst genau zueinander ausgerichtet
sind. Im Falle von Leistungsgetrieben ist es daher zum einen erforderlich,
dass die Slots beider Teile des Ausgangskörpers im Herstellungsprozess
die Qualität einer Lageroberfläche erreichen.
Zum anderen ist es erforderlich, dass die beiden Drehkörper des
Ausgangsorgans in Bezug auf ihre Drehlage sehr genau zueinander
ausgerichtet sind.
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Jedoch
ist es aus technologischer Sicht sehr anspruchsvoll, eine derart
genaue mechanische Verbindung dieser zwei Drehkörper sicherzustellen,
bei denen die Achsen der Slots genau zueinander ausgerichtet sind.
In der Realität entsteht dort immer eine kleinere oder
größere unerwünschte gegenseitige Verdrehung
der auf den beiden Drehkörpern angeordneten Achsen der
Slots. Je kleiner das Getriebe ist, umso mehr reagiert es auf einen
Ausrichtungsfehler der Achsen der Slots. Dabei vermindert sich die Genauigkeit
der Verbindung der zwei Drehkörper des Ausgangskörpers
eines kleinen Getriebes im Gegensatz zu einer größeren
Getriebe-Ausführung nicht wesentlich.
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Darüber
hinaus wird durch die Slots, die auf beiden Drehkörpern
des Ausgangskörpers des Getriebes angeordnet sind, auch
der Zusammenbau des Getriebes deutlich anspruchsvoller.
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Ausgehend
von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
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Die
gestellte Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
1 bzw. durch die Merkmale des Anspruchs 9.
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Ein
erster Gegenstand der Erfindung umfasst demnach ein Getriebe, insbesondere
ein Planetengetriebe oder ein Zykloidgetriebe, mit einem vorzugsweise
eine Innenverzahnung sowie eine Drehachse aufweisenden hohlzylinderartigen
Grundkörper. In diesem sind ein angetriebenes Eingangsorgan sowie
ein Ausgangsorgan drehbar gelagert. Das Ausgangsorgan umfasst zwei
mit Distanzkörpern betrieblich miteinander unverdrehbar
verbindbare bzw. verbundene, vorzugsweise jeweils einen quer zur Drehachse
kreisrunden Querschnitt aufweisende Drehkörper, zwischen
denen vorzugsweise mindestens ein Zahnrad sowie mindestens ein Transformationsmittel
zur Umwandlung von Planetenbewegungen des Zahnrades in Rotationsbewegungen
des Ausgangsorgans angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist
dabei vorgesehen, dass die Distanzkörper jeweils einstückig
ausgebildet sind, so dass sich jeder Distanzkörper einstückig
zumindest über die ganze freie innere Länge zwischen den
beiden Drehkörpern erstreckt.
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Vorteile
der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich
unter anderem dadurch, dass beim erfindungsgemäßen
Getriebe geringere Belastungen an den zur Verbindung der beiden
Drehkörper zu dem Ausgangsorgan verwendeten Gewindebolzen
auftreten. Dadurch können im Vergleich zu einem Getriebe
nach dem Stand der Technik höhere Leistungsdaten erzielt
werden.
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Die
Distanzkörper können alle integraler Bestandteil
eines Drehkörpers sein, sie können aber auch diagonal
gegenüberliegend abwechselnd oder benachbart paarweise
integrale Bestandteile des einen bzw. des anderen Drehkörpers
sein.
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Denkbar
ist auch, dass die Distanzkörper über die ganze
freie innere Länge oder über einen Teil der freien
inneren Länge ineinander greifen.
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Ebenfalls
ist denkbar, dass die Distanzkörper unabhängige
Einzelteile von den Drehkörpern sind, die dann mit beiden
Drehkörpern jeweils mit Gewindebolzen oder dergleichen
verbunden bzw. verbindbar sind.
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Vorzugsweise
sind an den Stellen eines Drehkörpers, an denen ein Distanzkörper
mit diesem lösbar verbunden bzw. verbindbar ist, Ausnehmungen
zur Aufnahme der Distanzkörper ausgebildet. Diese Ausnehmungen
können mit der Querschnittsform der Distanzkörper
korrespondieren, so dass eine einbausichere Lage der Distanzkörper
gewährleistet ist.
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Ein
zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem
eine Innenverzahnung sowie eine Drehachse aufweisenden hohlzylinderartigen Grundkörper,
in dem ein angetriebenes Eingangsorgan sowie ein Ausgangsorgan drehbar
gelagert sind. Das Ausgangsorgan umfasst zwei mit Distanzkörpern
unverdrehbar miteinander verbindbare bzw. verbundene, jeweils einen
quer zur Drehachse kreisrunden Querschnitt aufweisende Drehkörper.
Zwischen den Drehkörpern sind mindestens ein Zahnrad sowie mindestens
ein Transformationsmittel zur Umwandlung von Planetenbewegungen
des Zahnrades in Rotationsbewegungen des Ausgangsorgans angeordnet.
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Erfindungsgemäß weisen
die Distanzkörper gleichzeitig Laufflächen der
auch als Slots bezeichneten, dem Ausgangsorgan zugeordneten Führungsbahnen
der Linearführungen zwischen Ausgangsorgan und Transformationsmittel
auf bzw. bilden diese. Die dem Zahnrad bzw. dem Transformationsmittel zugeordneten
Slots bzw. Führungsbahnen mit Laufflächen der
Linearführungen zwischen Zahnrad und Transformationsmittel
werden durch andere geeignete Mittel gebildet.
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Dadurch,
dass zumindest die Führungsbahnen mit Laufflächen
der dem Ausgangsorgan zugeordneten Linearführungen zwischen
Ausgangsorgan und Transformationsmittel durch die Distanzkörper gebildet
werden, wird eine erhebliche Verringerung des Herstellungsaufwands
für die Slots des Ausgangsorgans erreicht. Darüber
hinaus wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Achsen der
den beiden Drehkörpern des Ausgangsorgans zugeordneten
Slots der Linearführungen zwischen Ausgangsorgan und Transformationsmittel
genau zueinander ausgerichtet sind.
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Ein
weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ergibt
sich dadurch, dass die Anzahl von Zahnrädern und Transformationsmitteln
nicht mehr auf die Anzahl der Drehkörper des Ausgangsorgans beschränkt
ist. Da die Slots durch die Distanzkörper gebildet werden,
welche vorzugsweise einstückig die gesamte freie innere
Länge zwischen den beiden Drehkörpern des Ausgangsorgans überbrücken, können
beliebig viele Zahnräder und Transformationsmittel zwischen
den Drehkörpern angeordnet werden. Hierdurch lassen sich
die Leistungsdaten eines Getriebes weiter erhöhen.
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Vorteile
der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich
unter anderem dadurch, dass die Slots des Ausgangsorgans, da sie
durch die vorzugsweise jeweils einstückig sich zumindest über die
freie Länge zwischen den beiden Drehkörpern des
Ausgangsorgans erstreckende Distanzkörper gebildet werden,
in Bezug auf ihre Drehlage zuverlässig sehr genau zueinander
ausgerichtet sind. Dadurch wird die Lebensdauer des Getriebes erhöht, und
gleichzeitig wird der Verschleiß verringert. Weiterhin
erreicht ein erfindungsgemäßes Getriebe dadurch
bessere, d. h. bei gleichen Abmessungen und bei gleichem Gewicht
höhere Leistungsdaten als ein vergleichbares Getriebe nach
dem Stand der Technik.
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Weitere
Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Slots bzw. die Laufflächen
der Slots des Ausgangsorgans einfach herstellbar sind. Die Distanzkörper
können einfach gehandhabt und beispielsweise einzeln bearbeitet
werden. Darüber hinaus können so sämtliche
Slots des Ausgangsorgans auf einmal hergestellt werden. Es müssen
nicht mehr wie beim Stand der Technik beide Drehkörper
mit eigenen Slots versehen werden.
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Ferner
müssen nur die auf den Distanzkörpern angeordneten
bzw. durch diese gebildeten Laufflächen der Slots die Qualität
einer Lageroberfläche aufweisen, wodurch nur jeweils dieser
durch die Laufflächen gebildete Teil der Distanzkörper
geeignet behandelt und/oder aus einem geeigneten Lagerwerkstoff
hergestellt werden muss. Es wird dadurch erreicht, dass nur noch
die auf den Distanzkörpern angeordneten bzw. durch diese
gebildeten Laufflächen der Slots entsprechend hergestellt
bzw. bearbeitet werden müssen. Dadurch können
beispielsweise andere Flächen einfacher ausgestaltet und
bearbeitet werden. Ebenso ergibt sich die Möglichkeit, andere
Elemente des Ausgangsorgans, z. B. die Drehkörper, aus
leichteren und weniger schwer zu bearbeitenden Werkstoffen herzustellen.
So können beispielsweise die Drehkörper zur Gewichtsverringerung
aus einem Aluminiumwerkstoff bzw. einer geeigneten Legierung hergestellt
werden.
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Um
die Drehkörper des Ausgangsorgans z. B. aus Aluminium oder
aus einem nicht zur Herstellung einer gehärteten Lageroberfläche
geeigneten Werkstoff herstellen zu können, ohne dass die
Leistungsdaten, insbesondere die Standfestigkeit eines erfindungsgemäßen
Getriebes verringert wird, können beispielsweise zwischen
den Drehkörpern des Ausgangsorgans und den Transformationsmitteln Plättchen
aus gehärtetem Werkstoff angeordnet werden. Diese bilden
Gleitflächen zwischen den Transformationsmitteln und den
Drehkörpern des Ausgangsorgans. Die Plättchen
können beispielsweise mit den Drehkörpern des
Ausgangsorgans verbunden werden.
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Um
zusätzlich die Vorteile des ersten Gegenstandes der Erfindung
nutzen zu können, sind die Distanzkörper vorzugsweise
wie beim ersten Gegenstand der Erfindung ausgeführt.
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Vorzugsweise
ist mindestens ein Transformationsmittel vorgesehen, welches kreuzförmig
mit vier gleichmäßig um eine zentrale Öffnung
herum angeordneten Armen ausgebildet ist. Zwei der auf einer gemeinsamen
Achse liegenden Arme greifen in durch an den Distanzkörpern
angeordnete Laufflächen gebildete, dem Ausgangsorgan zugeordnete und
einander gegenüberliegende Slots der Linearführung
zwischen Ausgangsorgan und Transformationsmittel.
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Weitere
zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
hervor.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Getriebes in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine
schematische Darstellung des Getriebes aus 1 in zusammengebautem
Zustand in einer Ansicht von dessen Antriebsseite her,
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3 eine
schematische Darstellung des Getriebes aus 1 in zusammengebautem
Zustand in einem Schnitt entlang der Linie I-I nach 2,
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4 eine
schematische Darstellung des Getriebes aus 1 in zusammengebautem
Zustand in einem Schnitt entlang der Linie II-II nach 3,
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5 eine
schematische Darstellung des Getriebes aus 1 in zusammengebautem
Zustand in einem Schnitt entlang der Linie III-III nach 3,
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6 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Getriebes in zusammengebautem
Zustand in einem Längsschnitt,
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7 eine
schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels
eines Ausgangsorgans des erfindungsgemäßen Getriebes
in einer Explosionsdarstellung,
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8 eine
schematische Darstellung des Ausgangsorgans aus 7 in
einem Längsschnitt,
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9 eine
schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels
eines Ausgangsorgans des erfindungsgemäßen Getriebes
in einem Längsschnitt,
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10 eine
schematische Darstellung des Ausgangsorgans aus 9 in
einer Explosionsdarstellung,
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11 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
eines Ausgangsorgans des erfindungsgemäßen Getriebes
in einer Explosionsdarstellung in einer ersten Ansicht,
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12 eine
schematische Darstellung des Ausgangsorgans aus 11 in
einer Explosionsdarstellung in einer gegenüber 11 um
180° gedrehten zweiten Ansicht,
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13 eine schematische Darstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels eines Ausgangsorgans des erfindungsgemäßen
Getriebes in einer Explosionsdarstellung und
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14 eine schematische Darstellung eines fünften
Ausführungsbeispiels eines Ausgangsorgans des erfindungsgemäßen
Getriebes in einer Explosionsdarstellung.
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Die
in den 1 bis 6 vollständig oder teilweise
dargestellten Getriebe bestehen alle aus einem eine Innenverzahnung 41 sowie
eine Drehachse 40a aufweisenden hohlzylinderartigen Grundkörper 40,
in dem ein angetriebenes Eingangsorgan 10 sowie ein Ausgangsorgan
drehbar gelagert sind. Das Ausgangsorgan umfasst zwei Drehkörper 50, 50'. Die
Drehkörper 50, 50' sind im Wesentlichen
scheibenförmig ausgebildet. Die scheibenförmigen
Partien der Drehkörper 50, 50' sind mit
Distanzkörpern 52 mit Abstand zueinander angeordnet.
Die Drehkörper 50, 50' sind fest miteinander
verbindbar bzw. verbunden. Die Drehkörper 50, 50' weisen
quer zur Drehachse 40a einen kreisrunden Querschnitt auf.
Zwischen den Drehkörpern 50, 50' sind
im Fall des in den 1 bis 5 dargestellten
Getriebes zwei, im Fall des in 6 dargestellten
Getriebes vier Zahnräder 30 angeordnet. Die Zahnräder 30 kämmen
mit ihren Außenverzahnungen 33 mit der Innenverzahnung 41 des
Grundkörpers 40. Zwischen den Drehkörpern 50, 50' sind
außerdem in Form von Transformationselementen 70 ausgebildete
Mittel zur Umwandlung von Planetenbewegungen der Zahnräder 30 in
Rotationsbewegungen des Ausgangsorgans angeordnet. Darüber
hinaus kann ein mit einer Stirnseite des Grundkörpers fest
verbindbarer, nicht dargestellter, ringartiger Haltekörper
vorgesehen sein. Das durch die Drehkörper 50, 50' gebildete
Ausgangsorgan stützt sich über Wälzelemente
bzw. über mindestens ein z. B. als Wälzlager,
vorzugsweise als sowohl radiale als auch axiale Kräfte
aufnehmendes Wälzlager, ausgeführtes Lager 43 sowohl
in axialer, als auch in radialer Richtung unmittelbar am Grundkörper 40 ab,
bzw. bei einer Ausführung mit Haltekörper an dem
an der Stirnseite angeordneten Haltekörper.
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Der
funktionale Aufbau der zwischen den Drehkörpern 50, 50' in
dem Grundkörper 40 angeordneten beweglichen Teile
ist dabei in allen in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispielen identisch. Ein Eingangsorgan 10 in
Form einer Eingangswelle weist im Fall des in den 1 bis 5 dargestellten
Getriebes zwei exzentrische Abschnitte 17 auf, die um 180° gegeneinander
versetzt angeordnet sind. Im Fall des in 6 dargestellten
Getriebes weist die Eingangswelle vier exzentrische Abschnitte 17 auf,
die beispielsweise um 90° oder um 180° gegeneinander
versetzt angeordnet sind. Die exzentrischen Abschnitte 17 sind
um eine Exzentrizität e gegenüber der Drehachse 40a versetzt.
Auf jedem der exzentrischen Abschnitte 17 ist ein Zahnrad 30 drehbar
gelagert. Die Exzentrizität e entspricht somit dem Abstand
zwischen der Achse 30a eines Zahnrades 30 und
der Drehachse 40a des Grundkörpers 40. Zwischen
den exzentrischen Abschnitten 17 und den Zahnrädern 30 sind
zur Verringerung der Reibungsverluste Wälzelemente 12 angeordnet,
welche jeweils am Außenumfang der exzentrischen Abschnitte 17 abrollen.
Hierzu sind am Umfang der exzentrischen Abschnitte 17 Laufbahnen
für die Wälzelemente 12 ausgebildet,
die als Lagerkörper für die Zahnräder 30 dienen.
Die Zahnräder 30 weisen Außenverzahnungen 33 und
zentrale Öffnungen mit inneren Laufflächen 31 für
die Wälzkörper 12 auf.
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Die
Zahnräder 30 haben jeweils mehrere, in radialer
Richtung zu der die innere Lauffläche 31 aufweisenden
zentralen Öffnung versetzt angeordnete, durchgehende axiale Öffnungen 32.
Diese sind jeweils gleichmäßig um die Achsen 30a der
Zahnräder 30 verteilt. Die Achsen 30a der
Zahnräder 30 verlaufen parallel zur Drehachse 40a des
Eingangsorgans 10 und des durch die zwei Drehkörper 50, 50' gebildeten
Ausgangsorgans. Die Drehachse 40a ist gleichzeitig die
Symmetrieachse des Grundkörpers 40. Das Eingangsorgan 10 kann
z. B. mittels einer Feder mit der Motorwelle eines Antriebsmotors
verbunden werden. Der Antriebsmotor kann mit dem als Hohlrad ausgebildeten
Grundkörper 40 mit Innenverzahnung 41 z.
B. mittels eines nicht dargestellten Deckels und durch Schrauben
verbunden werden. Der Antriebsmotor kann z. B. auf der dem im Grundkörper 40 gelagerten
Drehkörper 50 abgewandten Seite des Getriebes
angeordnet sein bzw. werden. Diese Seite bildet dann die Antriebsseite,
wohingegen der im Grundkörper 40 gelagerte Drehkörper 50 die
Abtriebseite des Getriebes bildet.
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Die
Zahnräder 30 sind zwischen den zwei mit kreisrunder
Außenkontur bzw. mit einem quer zur Drehachse 40a kreisrunden
Querschnitt ausgebildeten Drehkörpern 50, 50' angeordnet.
Sie sind durch Verbindungselemente 60 lösbar betrieblich
miteinander verbunden und bilden gemeinsam das Ausgangsorgan des
Getriebes. Am Drehkörper 50 sind die Distanzkörper 52 angeordnet,
welche Öffnungen und Gewindeaufnahmen zur Aufnahme der
Verbindungselemente 60 aufweisen. Die Distanzkörper 52 durchqueren
berührungsfrei die Öffnungen 32 der Zahnräder 30,
so dass die Drehkörper 50, 50' durch die
Zahnräder 30 hindurch fest miteinander verbindbar
sind. Das durch die beiden miteinander verbundenen Drehkörper 50, 50' gebildete
Ausgangsorgan ist in Bezug auf den Grundkörper 40 mit
Innenverzahnung 41 um die Drehachse 40a drehbar
gelagert.
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Die
Innenverzahnung 41 des Grundkörpers 40 kämmt
mit der Außenverzahnung der Zahnräder 30.
Die Achsen der Zahnräder 30 sind parallel zur Drehachse 40a des
Grundkörpers 40 angeordnet, jedoch um die Exzentrizität
e versetzt.
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Die
Drehkörper 50, 50' sind mit Laufflächen 54a, 54b versehen,
die Slots einer eine Linearführung 50b definieren.
Die Linearführung 50b ist quer zur Drehachse 40a der
Drehkörper 50, 50' orientiert. Jedes
Zahnrad 30 ist mit Führungsbahnen 34a, 34b versehen,
die eine Linearführung 30b definieren. Dabei ist
diese Linearführung 30b quer zur Achse 30a des
Zahnrades 30 orientiert. An beiden Seiten des Getriebes
ist zwischen dem Drehkörper 50 bzw. 50' und
dem Zahnrad 30 ein als Ring ausgebildetes Transformationselement 70 angeordnet.
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Das
Transformationselement 70 umfasst eine ringförmige,
zentrale Partie 73 sowie vier an der ringförmigen,
zentralen Partie 73 angeordnete Arme 74. In der
ringförmi gen, zentralen Partie 73 ist eine Öffnung 71 angeordnet,
durch die das Eingangsorgan berührungsfrei hindurchgeführt
ist. Das eine Paar gegenüberliegender Arme 75 weist
Führungsbahnen 75a, 75b auf, durch die
das Transformationselement 70 in der Linearführung 50b des
Ausgangsorgans verschiebbar angeordnet ist. Das zweite Paar gegenüberliegender
Arme 74 weist ebenfalls parallele Führungsbahnen 74a, 74b auf,
durch welche das Transformationselement 70 in der Linearführung 30b des
Zahnrades 30 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen den
Führungsbahnen 54a und 54b der Linearführung 50b des
Ausgangsorgans und den Führungsbahnen 75a, 75b des
Transformationselements 70, durch welche das Transformationselement 70 in der
Linearführung 50b verschiebbar angeordnet ist, sind
zylindrische Wälzelemente 80 angeordnet. Zwischen
den Führungsbahnen 34a und 34b der Linearführung 30b am
Zahnrad 30 und den Führungsbahnen 74a, 74b des
Transformationselements 70, durch welche das Transformationselement 70 in
der Linearführung 30b verschiebbar angeordnet
ist, sind ebenfalls zylindrische Wälzelemente 90 angeordnet. In
beiden Fällen ist eine Führung des Transformationselements 70 mittels
Wälzelementen 80, 90 gewährleistet,
wenn es gegenüber dem Zahnrad 30 sowie gegenüber
dem Ausgangsorgan und der Drehachse 40a Oszillationsbewegungen
ausübt. An den Armen 74, 75 des Transformationselements 70 sind zur
Begrenzung der Führungsbahnen 74a, 74b, 75a, 75b Grenzflächen 76, 76' ausgebildet,
die die Bewegung der Wälzelemente 80, 90 begrenzen.
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In
den 4 und 5 ist hierzu im Detail dargestellt,
wie die Wälzelemente 80, 90 zwischen den
an den Armen 74 bzw. 75 ausgebildeten Führungsbahnen 74a, 74b bzw. 75a, 75b in
montiertem Zustand angeordnet sind. Die Grenzflächen 76, 76' begrenzen
die effektive Länge der Führungsbahnen 74a, 74b bzw. 75a, 75b an
den Armen 74, 75, entlang denen sich die Wälzelemente 80, 90 bewegen
können.
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Das
Transformationselement 70 besitzt in zwei orthogonal zueinander
angeordneten Richtungen Führungs- bzw. Laufflächen 74a, 74b bzw. 75a, 75b,
die mit den Linearführungen 50b und 30b des Ausgangsorgans
bzw. des Zahnrads 30 derart korrespondieren, dass das Transformationselement 70 gegenüber
dem Ausgangsorgan einerseits und gegenüber dem Zahnrad 30 andererseits
in zwei senkrecht zueinan der verlaufenden Richtungen verschiebbar
angeordnet ist bzw. Translationsbewegungen in einer senkrecht zur
Drehachse 40a verlaufenden Ebene ausführen kann.
Die eine Linearführung 50b ist am Ausgangsorgan
ausgebildet, während das Transformationselement 70 in
der anderen Richtung in der Linearführung 30b am
Zahnrad 30 verschiebbar angeordnet ist.
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Die
Laufflächen 54a und 54b der Slots des durch
die mittels der Distanzkörper 52 verbundenen Drehkörper 50, 50' gebildeten
Ausgangsorgans der Linearführung 50b zwischen
Ausgangsorgan und Transformationselement 70 sind an den
Distanzkörpern 52 angeordnet. Die Laufflächen 54a und 54b sind
direkt an den die Drehkörper 50, 50' miteinander verbindenden
Distanzkörpern 52 ausgebildet.
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Beide
Drehkörper 50, 50' sowie die Transformationselemente 70 besitzen
zentrale Öffnungen 51, 51' bzw. 71.
Das Eingangsorgan 10 ist an seinen beiden Enden in den
zentralen Öffnungen 51, 51' der Drehkörper 50, 50' gelagert.
Die zentralen Öffnungen 51, 51' können
an ihren Innenflächen als Laufbahnen für Lagerkörper
ausgebildet sein. Ebenfalls können in den zentralen Öffnungen 51, 51' Lager 3,
beispielsweise Wälzlager 3, angeordnet sein. Mittels
der Lager 3 sind die Enden des Eingangsorgans 10 in
den zentralen Öffnungen 51, 51' der Drehkörper 50, 50' gelagert.
Das Eingangsorgan 10 durchquert kontaktfrei die zentrale Öffnung 71 des
Transformationselements 70. Der Innendurchmesser der zentralen Öffnung 71 ist
hierbei um mindestens 2e größer als der Außendurchmesser
desjenigen Abschnitts des Eingangsorgans 10, welcher die
zentrale Öffnung 71 durchquert.
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Die
Laufflächen 34a, 34b der Slots der Linearführung 30b zwischen
Zahnrad 30 und Transformationselement 70, mit
denen jedes Zahnrad 30 versehen ist, sind an einander gegenüberliegenden
Seiten der Vorsprünge 35 ausgebildet. Sie sind
durch mittig gegenüberliegende Paare gebildet, die an der Stirnseite
des Zahnrades 30 ausgebildet sind. Die axialen Öffnungen 32 des
Zahnrades 30 sind auf einem Kreisbogen gleichmäßig
verteilt zwischen den Vorsprüngen 35 angeordnet.
Die Führungsbahnen 34a, 34b sind direkt
an den Vorsprüngen 35 des Zahnrades 30 ausge bildet.
Sie können jedoch auch als flache Leisten ausgeführt
sein, die fest an den gegenüberliegenden Seiten der Vorsprünge 35a, 35b ausgebildet
sind.
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Die
Innenverzahnung 41 des Grundkörpers 40 kann
beispielsweise aus nadelförmigen Wälzkörpern
bestehen, die in Axialnuten am Innenumfang des Grundkörpers 40 gelagert
sind. Die Axialnuten sind am Innenumfang des Grundkörpers 40 gleichmäßig
verteilt. Die Zähne der Innenverzahnung 41 bestehen
somit vorzugsweise aus liegenden Zylindern. Die Außenverzahnung 33 der
Zahnräder 30 ist dann entsprechend wellenförmig
ausgebildet.
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Am
Drehkörper 50 sind die Distanzkörper 52 einstückig
ausgebildet. Diese Distanzkörper 52 durchqueren
mit Spiel die axialen Öffnungen 32 der Zahnräder 30.
Die Distanzkörper 52 sind mit axialen Gewindeaufnahmen 59 versehen.
Sie sind zur Aufnahme der Verbindungselemente 60 vorgesehen. Die
Verbindungselemente 60 können z. B. als Stifte oder
als Schrauben 60 ausgebildet sein. Durch Anziehen der als
Schrauben 60 ausgeführten Verbindungselemente 60 definieren
die Stirnseiten der Distanzkörper 52 die Lage
der beiden Drehkörper 50, 50'.
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Im
Gegensatz zum Drehkörper 50 weist der Drehkörper 50' keine
einstückig mit dem Drehkörper 50 ausgebildeten,
sich einstückig zumindest über die gesamte freie
Länge zwischen den Drehkörpern 50, 50' erstreckende
Distanzkörper 52 auf. Stattdessen kann der Drehkörper 50' axiale
Aufnahmen 53 für die Distanzkörper 52 aufweisen.
Ein Sicherungsdeckel 100 mit einer zentralen Öffnung 101 dient
dazu, die Verbindungselemente 60, mit denen der Drehkörper 50' an
den einstückig mit dem Drehkörper 50 ausgebildeten
Distanzkörpern 52 verbunden ist, gegen ein Herausfallen
bzw. -drehen zu sichern. Die zentrale Öffnung 101 weist
eine Hintergreifung auf, welche das auf der Seite des Drehkörpers 50' angeordnete Lager,
mit der das Eingangsorgan im Ausgangsorgan gelagert ist, am Herausfallen
hindert. Die zentrale Öffnung 51 des Drehkörpers 50 ist
ebenso mit einer derartigen Hintergreifung versehen. Durch Aufsetzen des
Sicherungsdeckels 100 wird somit die Montage eines erfindungsgemäßen
Getriebes abgeschlossen und sämtliche im Getriebe angeordneten
Teile an einem Herausfallen aus ihrer betriebsgemäßen
Position gehindert. Zur Befestigung des Sicherungsdeckels 100 sind
Verbindungselemente 100, beispielsweise Gewindeschrauben 100 oder
-bolzen 100 vorgesehen. Diese können selbstsichernd
ausgeführt sein.
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Die
Wälzlagerung zwischen Grundkörper 40 und
dem durch die Drehkörper 50, 50' gebildeten Ausgangsorgan
kann durch zylinderförmige Wälzelemente gebildet
sein. Diese rollen auf an dem Grundkörper 40 und
dem Drehkörper 50 ausgebildeten, um die Drehachse 40a geschlossen
umlaufenden Laufflächen ab. Alternativ kann auch, wie in
den 1 bis 6 dargestellt, jeweils ein Lager 43 zwischen Grundkörper 40 und
den Drehkörpern 50, 50' angeordnet sein.
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Zur
Gewichtsverringerung weist das Eingangsorgan 10 vorzugsweise
eine koaxial zur Drehachse 40a verlaufende, durchgehende Öffnung 4 auf. Diese Öffnung 4 kann
gleichzeitig zur Aufnahme der Antriebswelle eines Antriebsmotors
dienen und/oder zur Verbindung mit dieser Antriebswelle.
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Umlaufende
Dichtungen können vorgesehen sein, um das Eindringen von
Verunreinigungen in das Getriebe zu unterbinden.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass bei dem erfindungsgemäßen
Getriebe grundsätzlich nach Belieben das Eingangsorgan,
das Ausgangsorgan oder der Grundkörper Antriebsseite, Abtriebsseite
oder feststehendes Element sein können, ohne dass die prinzipielle
Funktion des Getriebes beeinträchtigt wird. Lediglich das Übersetzungsverhältnis
verändert sich hierdurch. Bei den Getrieben in den dargestellten
Ausführungsbeispielen ist jeweils das Eingangsorgan 10 zum
Antrieb durch einen Antriebsmotor vorgesehen. Die Antriebsseite
wird dabei z. B. durch diejenige Seite des Grundkörpers 40 gebildet,
auf der der Drehkörper 50 angeordnet ist.
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In
den 7 bis 14 sind verschiedene
Ausführungsbeispiele von Ausgangsorganen dargestellt, die
durch betrieblich mittels der Distanzkörper 52 verbundene
bzw. verbindbare Drehkörper 50, 50' gebildet
sind.
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Allen
Ausführungsbeispielen ist dabei gemein, dass die Distanzkörper 52 einstückig
ausgebildet sind. Die Distanzkörper 52 erstrecken
sich so einstückig mindestens über die gesamte
freie Länge zwischen den beiden Drehkörpern 50, 50'.
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Ferner
ist allen Ausführungsbeispielen gemein, dass die Laufflächen 54a, 54b an
den Distanzkörpern 52 angeordnet sind, so dass
die Slots der dem Ausgangsorgan zugeordneten Linearführungen 50b zwischen
Transformationskörper 70 und Ausgangsorgan durch
die Distanzkörper 52 gebildet werden.
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Bei
den in den 7 und 8 sowie 9 und 10 dargestellten
Ausführungsbeispielen von Ausgangsorganen erfindungsgemäßer
Getriebe sind die Distanzkörper 52 integraler
Bestandteil eines Drehkörpers 50, 50',
vorzugsweise des Drehkörpers 50. Am Drehkörper 50' können
zusätzliche Ausnehmungen 55 zur Aufnahme der Köpfe 61 der
Verbindungselemente 60 vorgesehen sein.
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Bei
dem Ausgangsorgan in den 7 und 8 bestehen
beide Drehkörper 50, 50' und auch die
als integrale Bestandteile des Drehkörpers 50 ausgebildeten
Distanzkörper 52 aus gehärtetem Werkstoff.
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Bei
dem Ausgangsorgan in den 9 und 10 bestehen
beide Drehkörper 50, 50' und auch die
als integrale Bestandteile des Drehkörpers 50 ausgebildeten
Distanzkörper 52 aus ungehärtetem Werkstoff.
Lediglich die Oberflächen der Distanzkörper 52,
die die an den Distanzkörpern 52 ausgebildeten
bzw. angeordneten Laufflächen 54a, 54b bilden, sind
gehärtete Oberflächen. Zwischen den Drehkörpern 52 des
Ausgangsorgans sind Teile 56 mit gehärteten Oberflächen,
beispielsweise Plättchen 56 aus gehärtetem
Werkstoff, angeordnet. Diese bilden senkrecht zur Drehachse 40a angeordnete
Gleitflächen 57 zwischen den Transformationsmitteln 70 und den
Drehkörpern 50, 50' des Ausgangsorgans.
Die Plättchen 56 können beispielsweise
mit den Drehkörpern 50, 50' des Ausgangsorgans
verbunden werden.
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Bei
einem in den 11 und 12 dargestellten
Ausgangsorgan sind benachbarte Distanzkörper 52 paarweise
integrale Bestandteile des einen bzw. des anderen Drehkörpers 50, 50'.
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Bei
einem in 13 dargestellten Ausgangsorgan
sind einander diagonal gegenüberliegende Distanzkörper 52 integrale
Bestandteile des einen bzw. des anderen Drehkörpers 50, 50'.
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Bei
einem in 14 dargestellten Ausgangsorgan
sind die Distanzkörper 52 von den Drehkörpern 50, 50 unabhängige
Einzelteile, die mit beiden Drehkörpern 50, 50' betriebsgemäß verbunden bzw.
verbindbar sind.
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Generell
kann an den Stellen eines Drehkörpers 50, 50',
an denen ein Distanzkörper 52 mit diesem betriebsgemäß verbunden
bzw. verbindbar ist, jeweils eine Ausnehmung 53, z. B.
in Form einer Aufnahme 53, zur Aufnahme des Distanzkörpers 52 ausgebildet
sein. Die Ausnehmung 53 bzw. Aufnahme 53 kann
vorzugsweise mit der Querschnittsform des Distanzkörpers 52 korrespondieren.
Dies ist beispielhaft in 14 dargestellt.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass die beschriebenen Ausgestaltungen der Laufflächen 54a, 54b und
Gleitflächen 57, wie in den Ausführungsbeispielen
der 7 bis 10 dargestellt, auch bei allen
anderen Ausführungsbeispielen der in den 1 bis 6 und 11 bis 14 dargestellten Ausgangsorgane angewandt
werden können.
-
Die
Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Planeten-
oder Zykloidgetrieben gewerblich anwendbar, beispielsweise für
den Einsatz in Industrierobotern, für elektrische Parkbremsen
in Kraftfahrzeugen oder ganz allgemein für Anwendungen,
welche in einem möglichst kompakten Bauraum ein leichtgewichtiges.
Getriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis und
hohen Leistungsdaten erfordern.
-
- 3
- Lager
- 4
- durchgehende Öffnung
am Eingangsorgan
- 10
- Eingangsorgan
- 12
- Wälzelement
- 17
- exzentrischer
Abschnitt
- 30
- Zahnrad
- 30a
- Achse
des Zahnrads
- 30b
- Linearführung
am Zahnrad
- 31
- innere
Lauffläche
- 32
- Öffnung
- 33
- Außenverzahnung
- 34a,
34b
- Führungsbahnen
der Linearführung am Zahnrad
- 35
- Vorsprünge
am Zahnrad
- 40
- Grundkörper
- 40a
- Drehachse
- 41
- Innenverzahnung
am Grundkörper
- 43
- Lager
- 50,
50'
- Drehkörper
- 50b
- Linearführung
- 51,
51'
- zentrale Öffnung
- 52
- Distanzkörper
- 53
- axiale
Aufnahmen in Distanzkörpern
- 54a,
54b
- Laufflächen
der Slots der Linearführung des Ausgangsorgans
- 55
- Ausnehmungen
- 56
- Plättchen
- 57
- Gleitfläche
- 59
- Gewindeaufnahmen
- 60
- Verbindungselement
- 61
- Kopf
eines Verbindungselements
- 70
- Transformationselement
- 71
- zentrale Öffnung
im Transformationselement
- 73
- ringförmige
zentrale Partie des Transformationselements
- 74
- Arm
des Transformationselements
- 74a,
74b
- Laufflächen
der Slots des Transformationselements der Linearführung
zwischen Zahnrad und Transformationselement
- 75
- Arm
des Transformationselements
- 75a,
75b
- Laufflächen
der Slots des Transformationselements der Linearführung
zwischen Ausgangsorgan und Transformationselement
- 76,
76'
- Grenzflächen
der Laufflächen der Slots des Transformationselements
- 80
- Wälzelemente
- 90
- Wälzelemente
- 100
- Sicherungsdeckel
- 101
- Öffnung
- 110
- Verbindungselement
- e
- Exzentrizität
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 95/22017
A1 [0002]
- - WO 97/13989 A1 [0002]