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Die Erfindung betrifft ein Zykloiden Untersetzungsgetriebe welches im Baukastensystem verschiedene Leistungsgrößen mit einem, zwei, drei oder mehreren Einbausätzen, bestehend aus Planetenzahnrädern, gepaart mit je einem Mitnehmerflansch zusammengebaut werden können.
- -eine Antriebswelle oder Antriebshohlwelle mit einem oder entsprechend mehreren Exzentern, wobei die Antriebswelle in den beiden Seitenflanschen drehbar gelagert ist, und der eine Seitenflansch vier Mitnehmerstege aufweist, welche mit ihm fest verbunden sind,
- -einem oder mehreren Einbausätzen bestehend aus je einem Planetenzahnrad und dem Mitnehmerftansch, wobei die Planetenzahnräder in der Innenverzahnung des Außengehäuses abwälzen, und die Planetenzahnräder Mitnehmer aufweisen, welche in Drehrichtung spielfrei in den Durchbrüchen der Mitnehmerflansche eingelassen sind, radial sich jedoch verschiebbar lassen,
- - einem Außengehäuse mit Innenverzahnung, in welcher ein Abtriebsflansch und ein Stützflansch drehbar gelagert sind, wobei die vier Mitnehmerstege mit dem Stützflansch verbunden sind, und somit eine Einheit, den Rotor bilden,
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zykloiden Untersetzungsgetriebe zu stellen, welches bei einem einfachen Aufbau, ein großes Übersetzungsverhältnis, bei hoher Genauigkeit, großem übertragenem Drehmoment, und hoher Steifigkeit erreicht. Das Getriebe soll so aufgebaut werden, dass mittels weniger Teile im Baukastensystem verschiedene Leistungsstufen des Zykloidengetriebes zusammengebaut werden können.
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Kurze Beschreibung der Erfindung.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zykloidgetriebe der eingangs genannten Art die dadurch gezeichnet ist,
- - dass je ein Einbaueinsatz bestehend aus einem Planetenzahnrad und einem Mitnehmerflansch, welche in Drehrichtung spielfrei miteinander verbunden sind, jedoch in radialer Richtung verschiebbar bleiben, und der Einbausatz auf den vier Mitnehmerstegen des Rotors so zu liegen kommt, dass der Mitnehmerflansch auf den vier Mitnehmerstegen in Drehrichtung spielfrei verbunden, jedoch in radialer Richtung verschiebbar ist, so dass das Planetenzahnrad welches vier größere Bohrungen aufweist, in allen radialen Richtungen verschiebbar, in Drehrichtung jedoch spielfrei gelagert ist.
- - dass der Abtriebsflansch vier Mitnehmerstege aufweist, welche mit ihm fest verbunden sind, und parallel zueinander, und zu der Symetrieachse des Abtriebflansches liegen, wobei der Stützflansch an den Enden der Mitnehmerstegen fest verschraubt ist, so dass die beide Teile zusammen, eine starre Einheit, den Rotor bilden.
- - dass der Rotor auf der Seite des Abtriebflansches mittels eines spielfreien Kreuzrollenlagers, und auf der gegenüber liegenden Seite auf dem Stützflansch, mittels einem Rollenlager in dem Außengehäuse mit Innenverzahnung drehbar gelagert ist,
- - dass die Antriebswelle oder Antriebshohlwelle Exzenter aufweist, auf welchen die Planetenzahnräder auf Rollenlager drehbar gelagert sind und die Abtriebswelle mittels Kegelrollenlager im Abtriebsflansch und im Stützflansch drehbar gelagert ist, so dass die Zähne des Planetenzahnrades in die Zähne des Innenzahnrades des Außengehäuses eingreifen,
- - dass die Innenverzahnung des Außengehäuses im Bereich der Mitnehmerflansche durch Nuten unterbrochen ist, so dass die Mitnehmerflansche im Durchmesser größer sein können, während nur im Bereich der Ptanetenzahnräder sich Innenverzahnungen befinden.
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Grundidee der Erfindung ist es, mit wenigen Teilen ein spielfreies, steifes Getriebe zu schaffen, welches ein hohes Drehmoment mit großem Unterersetzungsverhältniss übertragen kann.
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Das vorgeschlagene Zykloidgetriebe weist als Antriebsachse eine Hohlwelle mit einem oder mehreren Exzentern auf, wobei für jede Zykloiden Baugruppe bestehend aus einem Planetenzahnrad und einem Abtriebsflansch, je ein Exzenter vorgesehen ist, und das jeweilige Planetenzahnrad, mittels Rollenlager auf dem jeweiligen zugewiesenen Exzenter drehbar gelagert ist.
Für ein Zykloidengetriebe mit einem Einbausatz wird ein Exzenter vorgesehen.
Bei einem Zykloidengetriebe mit zwei Einbausätzen werden zwei Exzenter welche um 180° gegeneinander versetzt liegen, und bei einem Zykloidengetriebe mit drei Einbausätzen werden drei Exzenter, welche auf 120° gegeneinander angeordnet sind vorgesehen.
Die Exzenterhohlwelle ist mittels zweier Kegelrollenlager welche spiegelbildlich gegeneinander montiert werden, im Abtriebsflansch und im Stützflansch spielfrei gelagert. Der Abtriebsflansch beinhaltet vier Mitnehmerstege, wobei je zwei paarweise auf 180 ° gegenüberliegend zur Achse, parallel zueinander und zur Symmetrieachse des Abtriebflansches angeordnet, und mit ihm fest verbunden sind.
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Zwischen je zwei Mitnehmerstegen der einen Seite befinden sich bearbeitete Flächen, welche parallel zueinander, und in einer geraden Linie zu den beiden parallelen Flächen der gegenüberliegenden Mitnehmerstege liegen, wobei alle Flächen eine geschliffene und gehonte Oberfläche aufweisen.
Die Planetenzahnräder der Einbausätze sind mit je zwei Mitnehmern versehen, welche um 180° rechts und links zur Symmetrieachse liegen, wobei die beiden parallelen Flächen des einen Mitnehmers in einer Linie zu den parallelen Flächen des gegenüberliegenden Mitnehmers liegen, und beide Mitnehmer mittig zur Achse des Planetenzahnrades angeordnet sind.
Jedes Planetenzahnrad wird mit einer Mitnehmerscheibe gepaart, wobei die Mitnehmer der Planetenzahnräder in entsprechende viereckige Durchbrüche mit parallelen Seiten der Mitnehmerscheibe spielfrei eingelassen sind, und die Durchbrüche länger als die Mitnehmer sind.
Mittels der Mitnehmer sind die Mitnehmerscheibe und das Planetenzahnrad in Drehrichtung spielfrei, jedoch in radialer Richtung verschiebbar miteinander verbunden.
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Die Mitnehmerscheiben wie auch die Planetenzahnräder besitzen vier weitere Bohrungen, wobei die Bohrungen der Mitnehmerscheibe Flächen aufweisen, die genau in die parallelen Flächen der Mitnehmerstege des Abtriebscheibe einpassen, in Drehrichtung spielfrei, und in radialer Richtung verschiebbar gelagert sind, da sie in radialer Richtung größer als die Durchmesser der Mitnehmerstäbe sind. Alle vier Bohrungen des Planetenzahnrades sindgrößer als die Durchmesser der Mitnehmerstege, so dass die Planetenzahnräder in jede radiale Richtung verschiebbar sind.
Die parallelen Flächen der Mitnehmerstege, der Mitnehmerscheiben und der Planetenzahnräder sind gehärtet und beschichtet, so dass sie reibungsarm aufeinander gleiten.
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Um eine absolute Spielfreiheit zu erlangen, werden in einer zweiten Ausführung alle parallelen Flächen des Planetenzahnrades und der Abtriebsscheibe gehärtet und geschliffen, und zwischen den Flächen Rollen so eingesetzt, dass sie in leicht vorgespanntem Zustand abrollen, und somit eine absolute Spielfreiheit in Drehrichtung gewährleisten.
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Der Abtriebsflansch und der Stützflansch, durch die vier Mitnehmerstege miteinander verbunden, bilden somit eine starre, drehfeste Einheit, den Rotor, welcher im Außengehäuse drehbar gelagert ist, wobei im Bereich des Abtriebsflansches ein spielfreies Kreuzrollenlager oder Vierpunktlager (Festlager) eine robuste Lagerung gewährleistet, während im Bereich des Stützflansches ein Rollenlager (Loslager) vorgesehen ist.
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Auf die vier Mitnehmerstege werden die Einbausätze bestehend aus einem Planetenzahnrades und einem Abtriebsflansch so aufgereiht, dass abwechselnd ein Mitnehmerflansch und ein Planetenzahnrad, erneut ein Mitnehmerflansch und ein Planetenzahnrad liegen, wobei die Mitnehmerflansche sich nur in einer Richtung radial verschieben lassen, während die Planetenzahnräder sich auf den Mitnehmerflanschen in entgegengesetzter radialen Richtung bewegen lassen, sodass die Planetenzahnräder radial in alle Richtungen bewegbar sind, in Drehrichtung jedoch spielfrei das Drehmoment übertragen.
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Die Planetenzahnräder besitzen weniger Zähnen als das innenverzahnte Außengehäuse.
Da die Planetenzahnräder auf je einem Exzenter der Antriebsachse gelagert sind, greifen nur eine bestimmte Anzahl der Zähne in die Verzahnung der Innenverzahnung ein.
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Die Verzahnung der Planetenzahnräder und das innenverzahnte Außengehäuse weisen kegelförmige Zähne mit abgeschnittenen Zähnen auf, deren Eingriffswinkel 60° beträgt. Durch den kleinen Eingriffswinkel entsteht ein relativ kleiner radialer Druck, auf die Lagerung und die Exzenter der Antriebswelle.
Die Innenverzahnung des Außengehäuses ist im Bereich der Mitnehmerflansche durch Nuten unterbrochen, so dass die Mitnehmerflansche im Durchmesser größer sein können.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- 1a Eine Ausführung des Rotors, umfassend den Abtriebflansch mit vier Mitnehmerstegen und dem Stützflansch im Außengehäuse auf Lagern gelagert.
- 1b Einen Querschnitt durch den Rotor mit Außengehäuse 1a
- 2a Ein Einbaueinsatz bestehend aus dem Planetenzahnrad und der Mitnehmerscheibe.
- 2b Einen Querschnitt durch den Einbaueinsatz 2a
- 3a Einen Einbausatz bestehend aus dem Planetenzahnrad und der Mitnehmerscheibe, wobei sich Rollen zwischen den Mitnahmeflächen befinden.
- 3 b Ein Querschnitt durch den Einbausatz mit Rollen 3a
- 4 Eine Gesamtansicht des Zykloidengetriebes umfassend den Rotor 1a 1b drei Einbaueinsätzen 2a 2b dem Außengehäuse mit Innenverzahnung und der Antriebswelle
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Die 1a, 1b illustrieren eine Ausführung des Rotors 1, bestehend aus dem Abtriebflansch 2, und dem Stützflansch 3, welcher mit vier Schrauben 4,5,6,7, an die Mitnehmerstege 8,9,10,11, angeschraubt sind, und somit zusammen eine Einheit, den Rotor 1, bilden, wobei die vier Mitnehmerstege 8,9,10,11, auf ihrer Innenseite genau bearbeitete Mitnahmeflächen 12,13,14,15, aufweisen, welche alle parallel zueinander, und in einem genauen Abstandsmaß liegen.
Im Zentrum des Abtriebflansches 2, und des Stützflansches 3, befinden sich die Bohrungen 16,17, welche zentrisch zueinander zur Aufnahme der Kegelrollenlager dienen.
Der Rotor 1, ist im Außengehäuse 18, mit den unterbrochenen Innenverzahnungen 19,20,21 und Ringnuten 22,23,24, mittels dem Kreuzrollenlage (Festlager) 25, und auf dem Außendurchmesser des Stützflansches mittels eines Rollenlagers (Loslager) 26, drehbar gelagert.
Auf der Stirnseite des Außengehäuses 18 und des Abtriebflansch 2, befinden sich je sechs Gewindebohrungen 27, und 28, mittels welchen das Getriebe befestigt wird.
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Eine zweite Ausführung 1 besteht darin, dass die parallelen Flächen auf der Außenseite der Mitnehmerstege 10,11,12,13, liegen.
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Die 2a, 2b, zeigen einen Einbaueinsatz welcher aus einem Planetenzahnrad 30, und einer Mitnehmerseheibe 31, besteht.
Das Planetenzahnrad 30, ist auf seinem Umfang mit Zähnen 32, verzahnt, wobei die Zähne einem Eingriffswinkel von 60° haben, deren Zahnspitzen abgeflacht und am Zahngrund Radien aufweisen.
Auf 180° und im genauen Abstand zur Achse, weist das Planetenzahnrad 30, zwei Mitnehmer mit gleicher Breite 33,34, auf, wobei alle Flächen 35,36,37,38, parallel zueinander liegen.
Im Zentrum des Planetenzahnrades 30, befindet sich eine Bohrung 39, zur Aufnahme eines Zylinderrollenlagers.
Im Planetenzahnrad 30, befinden sich weitere vier Bohrungen 40,41,42,43, durch welche die Mitnehmerstege 8,9,10,11, (1a, 1b) durchgeführt werden. Die Bohrungen sind so groß, dass das Planetenzahnrad die Mitnehmerstege 8,9,10,11, während des Betriebes nicht berühren. In der Mitnehmerscheibe 31 befinden sich zwei viereckige Durchbrüche 44,45, welche länger als die Mitnehmer 33,34, sind und in welche die zwei Mitnehmer 33,34, des Planetenzahnrades 30 im Drehsinn spielfrei eingepasst sind, radial jedoch auf und ab gleiten können. Der Mitnehmerflansch 31, besitzt weiterhin vier Durchbrüche 46,47,48,49, welche parallele Flächen 50,51,52,53, aufweisen, in welchen die Mitnehmerstege 8,9,10,11, ( 1a,1b) in Drehrichtung spielfrei, radial jedoch auf den Mitnehmerstegen auf und ab gleiten können. Im Zentrum besitzt der Mitnehmerflansch eine Bohrung 54, durch welche die Exzenterwelle ohne sie zu berühren führt.
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Eine zweite Ausführung der Mitnehmerflansche 31, besteht darin, dass die parallelen Flächen 50,51,52,53, sich auf der entgegengesetzten Seite der Mitnehmerstäbe 8,9,10,11, befinden, so dass sie in die zweite Ausführung 1a, 1b des Abtriebsflansches eingebaut werden können.
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In 3 wird ein Einbausatz gezeigt, bei welchem zwischen den Flächen 35,36,37,38, der Mitnehmer des Planetenzahnrades 30 und den Flächen 50,51,51,53, der Durchbrüche 44,45 in der Mitnehmerscheibe 31, welche entsprechend größer sind, Rollen 55, eingesetzt werden, womit eine absolute Spielfreiheit zwischen dem Planetenzahnrad 30, der Mitnehmerscheibe 31, und den Mitnehmerstegen 8,9,10,11, (1a, 1b) gewährleistet wird.
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4 illustriert eine Gesamtansicht des Zykloidengetriebes bestehend aus einem Außgehäuse 18, mit Innenverzahnungen 19,20,21, in welchem der Rotor 1, welcher aus dem Abtriebsflansch 2, mit den Mitnehmerstegen 8,9,10,11, und dem Stützflansch 3, besteht, welcher mittels dem Kreuzrollenlager 25, (Festlager) und dem Rollenlager 26 drehbar gelagert ist. Auf den Mitnehmerstegen 8,9,10,11, des Abtriebsflansches 2, sind drei Einbausätze 2a montiert, wobei die Planetenzahnräder der Einbausätze mittels Rollenlager 56,57,58, auf den Exzenter 59,60,61, drehbar gelagert sind, so dass die Verzahnung der Planetenzahnräder in die Innenverzahnungen abwälzen. Die Exzenter liegen um 120° versetzt auf der Antriebsholwelle 64, welche mittels der Kegelrollenlager 62,63, im Rotor 1, drehbar gelagert ist.
Zum befestigen des Zykloidengetriebes befinden sich an der Stirnseite des Außengehäuses und am Abtriebsflansch je sechs Gewindebohrungen 27, und 28.
