DE2835973B2 - Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Getriebe, das als Planetengetriebe aufgefaßt werden kann, aber auch als Exzenter- bzw. als Zykloidengetriebe bezeichnet vrJ/d, ist beispielsweise in der DE-OS 24 33 675 beschrieben. Gewöhnlich bildet die schnell laufende Welle, auf de« Jer Doppelexzenter sitzt, die Antriebswelle, der Außenrollenkranz das Reaktionsglied des Getriebes und der Innenrollenkranz den Antrieb. Es ist aber ebenso gut möglich, Antrieb und Abtrieb zu vertauschen, wenn das Getriebe zur Erzeugung hoher Drehzahlen verwendet werden soll.

Der wesentliche Vorteil dieser Getriebe liegt darin, daß sich hohe Obersetzungen, nämlich bis zu I : 85, in einer Stufe verwirklichen lassen. Darüber hinaus laufen diese Getriebe geräuscharm und vibrationsfrei und arbeiten durch die rein abwälzenden Bewegungsvorgänge mit einem hohen Wirkungsgrad.

Wegen des vergleichbar kleinen Durchmessers der schnell laufenden Teile ist das Trägheitsmoment dieser Getriebe äußerst klein, so daß sie sich insbesondere für Antriebe eignen, die außerordentlich schnell anfahren 'Ό und schnell wieder zum Stillstand gebracht werden müssen, bei denen also hohe Beschleunigungen realisiert werden müssen. Dies ist beispielsweise bei Antrieben für Industrieroboter erforderlich, bei denen sehr massearme Scheibenläufermotoren verwendet werden. Die Bewegungsvorgänge in den einzelnen Achsen werden elektronisch geregelt, so daß das Getriebe spielfrei, zumindest aber spielarm sein muß, damit die einzelnen Positioniervorgänge exakt ablaufen und ein Überschwingen vermieden wird. Bei den Getrieben der w eingangs genannten Art entsteht ein Spiel zwischen den Außenrollen und den Kurvenscheiben, zwischen den Kurvenscheiben und den inneren Rollen, die auch Milnehmerrollen genannt werden, und am Doppelexzenter. Das bis heute unvermeidbare Spiel ist jedoch für *>■> die vorstehend genannten Antriebe zu groß und führt zu Schwingungen der elektrischen Regelung.

In bestimmten Anwendungsfällen dieser Getriebe ist

es erwünscht, daß die treibende und die getriebene Welle des Getriebes mindestens in einer Größenordnung gegeneinander verdrehbar sind, wie sie bekannte, zusätzlich elastische Kupplungen gestatten. Hierzu ist gemäß der DE-PS 8 59 552 vorgesehen, daß die Exzenterwelle und die Bolzen der Außenrolle und/oder Mitnehmerrollen nachgiebig sind. Es ist offensichtlich, daß eine derartige Ausbildung des Getriebes im Sinne einer Vergrößerung des Spiels wirkt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch '"esentlich geringeres Spiel auszeichnet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäS mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst

Durch die relative Versetzung der Bohrungen der Kurvenscheiben wird deren gegenseitige Verspannung in Umfangsrichtung erzielt, die das SpieJ in allen vorstehend genannten drei Bereichen reduziert, ohne daß an irgendeiner Stelle übermäßige Beanspruchungen von Getriebeteilen auftreten. Die unvermeidbaren Toleranzen bei der Fertigung der Getriebeteile werden durch die elastischen Zwischenlagen aufgefangen, während das Verspannen der Kurvenscheiben ausschließlich in Umfangsrichtung sicherstellt, daß keine erhöhten Kräfte auf den Exzenter ausgeübt werden, die die Lebensdauer des Getriebes beträchtlich reduzieren würden. Es wird zwar eingeräumt, daß das gegenseitige Verspannen der beiden Kurvenscheiben in Umfangsrichtung die Wirkung hat, daß in jeder Drehrichtung des Getriebes jeweils nur eine Kurvenscheibe bei der Kraftübertragung wirksam wird, und die andere Scheibe praktisch wirkungslos mitläuft, während ohne das Verspannen beide Kurvenscheiben in beiden Drehrichtungen jeweils die Hälfte der Last übernehmen, und daß die Getriebeverluste insgesamt etwas höher zu veranschlagen sind; diese Nachteile fallen bei Antrieben für Industrieroboter jedoch kaum ins Gewicht und werden durch den Vorteil des spielarmcn bzw. spiellosen Betriebs aufgewogen. Ein erfindungsgemäß aufgebautes Getriebe zeigte an der Abtriebswelle bei 10 Nm Belastung ein vernachlässigbar kleines Verdrehspiel. Dies macht die besondere Eignung des erfindungsgemäßen Getriebes für solche Antriebe deutlich, bei denen es auf Spielfreiheit ankommt

Vorteilhaft sind die Rollen des Innenrollenkranzes geteilt, was fertigungstechnisch einfacher als eine Teilung der Rollen des Außenrollenkranzes ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes,

F i g. 2 einen Querschnitt des Getriebes gemäß F i g. I entlang der Linie H-Il,

Fig.3 eine Schnittdarstellung eines Mitnehmerbolzens mit zwei Mitnehmerrollen, die jeweils eine elastische Zwischenlage aufweisen, in vergrößertem Maßstab und

Fig.4 einen Ausschnitt der Darstellung gemäß F i g. 2 in vergrößertem Maßstab.

Auf einer Antriebswelle 1, die durch Kugellager 2,3 in einem zweiteiligen Gehäuse 4, 5 bzw. einer Abtriebswelle 6 zentral gelagert ist, ist ein Doppelexzenter aus zwei Exzenterlaufbahnen 7 und 8 angeordnet, die jeweils eine gleich große Exzentrizität e = OAf bzw. e = OM' aufweisen und um 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Über Wälzkörper 9 und IO

sind auf den Exzenterlaufbahnen 7 und 8 mit je einem geschlossenen Zykloidenzug 11 und 12 versehene Kurvenscheiben 13 und 14 gelagert Jede der beiden Kurvenscheiben 13 und 14 greift mit ihrem geschlossenen Zykloidenzug 11 bzw. 12 wälzend in einen Kranz aus Außenrollen 15 ein, die auf Außenbolzen 16 drehbar gelagert sind, die ihrerseits konzentrisch um die Zentralachse O-O des Gehäuses 4,5 angeordnet und im Gehäuse befestigt sind. In den Kurvenscheiben 13 und 14 sind konzentrisch zur Drehachse M-M bzw. M'-M' Bohrungen 17 bzw. 18 angeordnet In diese Bohrungen greifen MitnehmerroHen 20 ein, die auf Mitnehmerbolzen 19 gelagert sind. Die Mitnehmerbolzen 19 sitzen in einem Flansch 21 der Abtriebswelle 6 konzentrisch um deren Drehachse O-O. Die Abtriebs welle 6 ist über is Kugellager 22 und 23 in dem Gehäuseteil 5 gelagert Das aus den Teilen 4 und 5 bestehende Gehäuse ist durch Decket 24 und 25 abgeschlossen und durch DichtungselemcrUe 26 und 27 nach außen abgedichtet. Die Schrauben 28 können der Festlegung der beiden Gehäüseteüe 4 und 5 dienen. Die Bohrungen 29 können der Festlegung des Getriebes dienen.

Je nachdem, welcher Zweck mit dem Getriebe erreicht werden soll, kann man eines oder zwei der Teile 1; 6; 4,5 antreiben. Normalerweise wird das Gehäuse 4, 5 festgelegt die Welle 1 angetrieben und die Welle 6 als Abtriebswelle verwendet

Der bis hierher beschriebene Getriebeaufbau ist bekannt so daß die Funktion des Getriebes im einzelnen nicht erläutert werden muß. Beim bekannten Getriebe- » aufbau sind die beiden Kurvenscheiben 13 und 14 identisch gestaltet und um 180° zueinander verdreht montiert Im Unterschied hierzu sind beim erfindungsgemäßen Getriebeaufbau die beiden Kurvenscheiben 13 und 14 in Umfangsrichtung verspannt, wobei diese Verspannung Ober jeweils mindestens ein elastisches Glied erfolgt

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist sind die Mitnehmerrallen 20 geteilt ausgebildet und bestehen somit aus einer Gruppe von Rollen 20_t und einer Gruppe von Rollen 2O₂. Im Gegensatz zu den Rollen 2O₁, die massiv ausgebildet ist, weisen die Rollen 2O₂ eine zylindrische elastische Zwischenlage 30 auf, die beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff besteht

Gemäß F i g. 3 sind ebenfalls die Mitnehmerrollen 20 geteilt Die dabei entstehenden Rollen 2O₃ und 2Oj₀- sind im Unterschied zur ersten Ausführung gem. F i g. 1 alle als elastische Rollen mit der zylindrischen Zwischenlage 30 ausgebildet

Die elastische Verspannung der beiden Kurvenscheiben 13 und 14 ergibt sich in beiden Fällen dadurch, daö die Bohrungen 17 bzw. 18 der Kurvr !scheibe 13 bzw. 14 gegenüber den Bohrungen 18 bzw. 17 d--:r Kurvenscheibe 14 bzw. 13 in Umfangsrichtung geringfügig versetzt angeordnet sind, während die Kurvenscheiben 13 und 14 im übrigen identisch ausgebildet sind. Fig.4 läßt deutlich eine geringfügige Vorverdrehung im Uhrzeigersinn der Kurvenscheibe 13 gegenüber der Kurvenscheibe 14 erkennen, d. h. die Kurvenscheiben sind nicht mehr exakt um 180° versetzt angeordnet.

Anstelle der Mitnehmerrollen 20 biw. zusätzlich zu diesen können die Außenrollen 15 geteilt und elastisch ausgebildet sein, ohne daß sich an dem durch die Versetzung der Bohrungen 17 bzw. 18 erzielten Effekt grundsätzlich etwas ändert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Getriebe mit zwei auf einem Doppelexzenter umlaufenden Kurvenscheiben, deren Außenrand jeweils die Form eines geschlossenen Zykloidenzugs aufweist, die sich um etwa 180° versetzt in einem Außenrollenkranz in formschlüssigem Eingriff abwälzen und die über entsprechende Bohrungen mit einem Innenrollenkranz in Eingriff stehen, dadarch gekennzeichnet, daß die Rollen (15; 20) mindestens eines der beiden Rollenkränze in einer b'bene zwischen den beiden Kurvenscheiben (13,14) geteilt sind, die Rollen mindestens einer der beiden Rollengruppen (2O₃, 2Oy) eine elastische zylindrische Zwischenlage (30) aufweisen und die für den Innenrollenkranz (20) vorgesehenen Bohrungen (17) der einen Kurvenscheibe (13) bei sonst übereinstimmender Ausbildung beider Kurvenscheiben (13, 14) relativ zu den Bohrungen (18) der anderen Kurvenscheibe (14) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20) des Innenrollenkranzes geteilt sind.

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