DE3206992C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zykloidengetriebe mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Zykloidengetriebe der vorstehend beschriebenen Art sind bekannt (DE-PS 8 56 086). Ihre Exzenterwelle trägt auf dem Umfang gleichmäßig zueinander versetzte Exzenter, auf denen - normalerweise über Wälzkörper - die Zykloidenscheiben gelagert sind. Die Zykloiden­ scheiben besitzen eine Randkontur in Form einer Trochoiden- oder Zykloidenkurve, deren Erhebungen mit den Bolzen oder Rollen des Rollenkranzes in Ein­ griff stehen und während des Umlaufes nacheinander an diesen zur tragenden Anlage kommen. Die Mitnehmer­ bolzen zweier Mitnehmerscheiben, die zu gegenüber­ liegenden Seiten der Zykloidenscheiben angeordnet sind, ragen durch Bohrungen der Zykloidenscheiben hin­ durch und stehen mit diesen in kraftübertragendem Kontakt. Die Mitnehmerscheiben sind mit einer Welle verbunden oder zu einer solchen gestaltet und weisen an ihrem Außenumfang Lagerstellen für Wälzlager auf, über die sie in einem zugleich ein Gehäuse bildenden Rollenkranz gelagert sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zykloiden­ getriebe dieser Art so auszubilden, daß es bei gleicher Belastbarkeit kleiner und leichter gebaut werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Erfindungsgemäß ist die Exzenterwelle schwimmend in den Zykloidenscheiben gelagert. Eine derartige schwimmende Lagerung, bei der die Exzenterwelle nur durch die von den Zykloidenscheiben her übertragenen Reaktionskräfte im Gleichgewicht gehalten wird, erfordert lediglich an ihrem auf dem Getriebegehäuse herausragenden Ende eine Lagerung, beispielsweise in einer Zahnkupplung. Vorzugsweise ist daher die Exzenterwelle als hohler Exzenterkörper ausgebildet, der an seinem Innenumfang eine Innenzahnkupplung aufweist, in welche eine Welle mit einer entsprechenden Außenzahnkupplung in drehmoment­ übertragender Verbindung steht.

Eine besonders günstige Lagerabstützung durch die von den Zykloidenscheiben her übertragenen Reaktionskräfte erfährt die schwimmend gelagerte Exzenterwelle dann, wenn die Kurven der Zykloidenscheiben nach der Vor­ schrift der DE-PS 24 33 675 ausgeführt sind. Denn diese Ausbildung liefert einen kraftübertragenden Ein­ griff mit den Bolzen oder Rollen des Rollenkranzes über einen verhältnismäßig großen Bogenbereich (z. B. von 100°). In dem Fall einer derartigen Kraftüber­ tragung über einen verhältnismäßig großen Bogen, d. h. über eine größere Anzahl der Rollen des Rollen­ kranzes, gleichen sich die Resultierenden der von den Zykloidenerhebungen zum Zentrum hin wirkenden Einzel­ kräfte im Sinn eines Lager-Gleichgewichtes an der Exzenterwelle aus.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rollen des Rollen­ kranzes als Bolzen ausgebildet sind, die in radial nach innen offenen Axialnuten des Rollenkranzes dreh­ bar gelagert sind. Der Rollenkranz bildet in diesem Fall zweckmäßigerweise das die übrigen Komponenten des Zykloidengetriebes außen umschließende Gehäuse. Die Axialnuten des Rollenkranzes können entweder so geräumt sein, daß sie die Umfangsfläche der Bolzen um etwas mehr als 180° mit ihren Flanken umgreifen, so daß hierdurch die Bolzen an einem Herausfallen in radialer Richtung gehindert sind, nach einer vorteil­ hafteren Ausführungsform, die herstellungstechnisch einfacher ist, ist jedoch vorgesehen, daß die Axial­ nuten die Bolzen um weniger als 180° von deren Umfangs­ fläche umgreifen und daß die Bolzen durch an ihrer Umfangsfläche anliegende Ringe gehalten sind. Die Ringe können entweder zwischen den Zykloidenscheiben angeordnet sein und mit ihrem Außenumfang an den Umfangs­ flächen der Bolzen anliegen (wobei bei zwei Zykloiden­ scheiben ein Ring und bei drei Zykloidenscheiben zwei Ringe vorgesehen sind), oder mit ihrem Außenumfang im Rollenkranz abgestützt sein und die Bolzen von der Stirnseite her mit axialen Vorsprüngen an ihrem Innen­ rand untergreifen (wobei in jedem Fall zwei stirn­ seitig an den Bolzen angeordnete Ringe vorzusehen sind).

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zykloiden­ getriebes werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungs­ form eines Zykloidengetriebes nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform eines Zykloiden­ getriebes nach der Erfindung und

Fig. 4 ein Detail einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zykloidengetriebes mit drei Zykloidenscheiben, aus dem eine modifizierte Ab­ stützung der Bolzen des Rollenkranzes hervorgeht.

Das Zykloidengetriebe gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Rollenkranz 1, der zugleich das die übrigen Getriebekomponenten von außen umschließende Gehäuse bildet, einem Mitnehmersystem, das aus zwei Mitnehmer­ scheiben 2 und einer Anzahl, z. B. acht von diesen gehaltener Mitnehmerbolzen 21 besteht, weiterhin aus zwei Zykloidenscheiben 3, 4 und aus einer Exzenterwelle 5 mit zwei darauf vorgesehenen, um 180° auf dem Umfang gegeneinander versetzten Exzenterbahnen 51 und 52. Die Exzenterwelle 5 ist hohl und weist auf ihrem Innenum­ fang eine Innenzahnkupplung 53 auf, mit der eine Außen- Verzahnung eines Wellenknüppels 54 im Eingriff steht. Der Wellenknüppel 54 kann an seinem anderen, nicht gezeigten Ende über eine weitere Verzahnung mit einer Zahnkupplung einer Motorwelle oder dgl. in Eingriff stehen.

Die in Fig. 1 rechte Stirnseite des Rollenkranzes 1 ist zu einem Flansch 11 gestaltet, der über längs seinem Rand vorgesehene Löcher 12 mit einem anzutreibenden Element, beispielsweise mit der Radnabe eines direkt angetriebenen Fahrzeugrades verflanscht werden kann. Die in Fig. 1 linke Stirnseite des Rollenkranzes 1 ist durch einen Deckel 13 abgedichtet verschlossen, dessen zentraler Bereich auf der Innenseite als axiale Führung 14 für die linke Stirnseite der Exzenterwelle 5 ausge­ bildet ist.

Mit 7 ist ein gestellfester Teil, d. h. ein gegenüber den bewegten Teilen des Zykloidengetriebes ruhender Teil beispielsweise eines Fahrzeugrahmens bezeichnet, an welchem die Mitnehmerscheiben 2 festgelegt sind. Die Befestigung erfolgt über Schrauben 22, die in die Mit­ nehmerbolzen 21 eingeschraubt sind. Die Mitnehmerbolzen 21 sitzen mit Preßsitz fest in der in Fig. 1 linken Mitnehmerscheibe 2.

Am Außenumfang der beiden Mitnehmerscheiben 2 sind Lager­ stellen 23 für je ein Radial-Kegelrollenlager 24 vorge­ sehen, durch die der Rollenkranz 1 drehbar auf den Mit­ nehmerscheiben 2 gelagert ist.

Der Rollenkranz 1 weist eine Vielzahl (im gezeigten Aus­ führungsbeispiel 26) von Axialnuten 15 auf, die zur drehbaren Lagerung von Bolzen 16 dienen und in ihrem teilzylindrischen Querschnitt an diese angepaßt sind. Die Bolzen 16 werden durch einen zwischen den Zykloiden­ scheiben 3 und 4 eingesetzten Ring 17, der die radial innen liegenden Umfangsflächen der Bolzen 16 tangiert, an Ort und Stelle gehalten. Die Außenringe der Radial- Kegelrollenlager 24 sind über die Bolzen 16 durch Teller­ federn 18 gegeneinander verspannt. Zur Fixierung des Innenringes des in Fig. 1 linken Radial-Kegelrollen­ lagers 24 weist die entsprechende Mitnehmerscheibe 2 einen umlaufenden Bund 25 auf. Auf den Mitnehmer­ bolzen 21 sind Hülsen 26 drehbar gelagert.

Die Zykloidenscheiben 3, 4 weisen eine der Anzahl der Mitnehmerbolzen 21 entsprechende Anzahl von durch­ gehenden Bohrungen 31 auf, durch welche sich die Mitnehmerbolzen 21 bzw. die darauf gelagerten Hülsen 26 hindurch erstrecken. Ihre Außenkontur ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, durch eine geschlossene Zykloiden­ kurve gebildet, die mit den Bolzen 16 in bekannter Weise zusammenwirken. Über zentrale Bohrungen 32 und dazwischen angeordnete Lagerrollen 33, die in den Exzenterbahnen 51, 52 laufen, sind die Zykloidenscheiben 3, 4 auf der Exzenterwelle 5 gelagert. Die in Fig. 1 rechte Mitnehmerscheibe 2 weist einen axialen Vorsprung 27 auf, der als Axialführung für die Exzenterwelle 5 dient und in Verbindung mit der Axialführung 14 die axiale Lage der Exzenterwelle 5 bestimmt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist im wesentlichen gleichartig aufgebaut wie das Getriebe gemäß den Fig. 1 und 2. Unterschiedlich hierzu ist jedoch, daß der Rollenkranz 101 hierbei der gestellfeste Teil des Getriebes ist, während die Mitnehmerscheiben 102 über Schrauben 122 mit dem Flansch 107 einer Abtriebs­ welle 108 verbunden sind. Eine Antriebswelle 154 ist durch eine zentrale Bohrung des Deckels 113 abge­ dichtet hindurchgeführt und steht in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 mit der Exzenterwelle 105 in Eingriff. Die axiale Lage der Exzenterwelle 105 ist durch zu ihren beiden Stirn­ seiten angeordnete Führungsbüchsen 114 bzw. 127 bestimmt, die mit dem Deckel 113 verschraubt bzw. in einer stirn­ seitigen Ringnut der Abtriebswelle 108 gelagert sind. Die Abtriebswelle 108 ist über die beiden Mitnehmer­ scheiben 102 im Rollenkranz 101 gelagert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die Bolzen 216 in dem Rollenkranz 201 in axialen Nuten 215 gelagert, die in gleicher Weise wie bei der Aus­ führungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 ausgebildet sind. Jedoch sind die Bolzen 216 hier durch an ihren Stirn­ seiten anliegende dünne Ringscheiben 217 gehalten, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rollenkranzes 201 entspricht, so daß sie sich darauf abstützen, und deren Innenumfang eine in Richtung auf die Bolzen 216 vorspringende Abwinkelung oder Einbördelung 219 besitzt, welche die zugeordnete Stirnkante der Bolzen 216 untergreift. Diese Aus­ führungsform eignet sich für Zykloidengetriebe nach der Erfindung, bei denen drei und mehr Zykloiden­ scheiben vorgesehen sind, da in jedem Fall nur zwei Ringscheiben 217 vorgesehen werden müssen, die eine verhältnismäßig geringe Dicke aufweisen und daher in axialer Richtung kurz bauen.

Claims (7)

1. Zykloidengetriebe mit einer Exzenterwelle, auf deren zwei oder mehreren Exzentern eine entsprechende Anzahl von Zykloidenscheiben gelagert sind, die mit durch eine geschlossene Zykloidenkurve gebildeten Zykloiden­ erhebungen in einen Rollenkranz eingreifen, mit zu beiden Seiten der Zykloidenscheiben angeordneten Mit­ nehmerscheiben, in denen Bohrungen der Zykloiden­ scheiben durchsetzende Mitnehmerbolzen beidendig abge­ stützt sind, und mit an dem Außenumfang der Mitnehmer­ scheiben ausgebildeten Lagerstellen für den Rollen­ kranz, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle schwimmend in den Zykloidenscheiben gelagert ist.

2. Zykloidengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Exzenterwelle (5, 105) als Hohlwelle mit einer Innenzahnkupplung (53) ausgebildet ist und mit einem in die Innenzahnkupplung (53) eingreifenden Knüppel (54, 154) in drehmomentübertragender Verbindung steht.

3. Zykloidengetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Mitnehmerscheiben (2) gestellfest angeordnet ist und der als Gehäuse ausgebildete Rollenkranz (1) den An- oder Abtrieb bildet.

4. Zykloidengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen des Rollen­ kranzes (1, 101, 201) als Bolzen (16, 116, 216) aus­ gebildet sind, die in radial nach innen offenen Axialnuten (15, 115, 215) des Rollenkranzes dreh­ bar gelagert sind.

5. Zykloidengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Axialnuten (15, 115, 215) die Bolzen (16, 116, 216) um weniger als 180° von deren Umfangsfläche umgreifen und daß die Bolzen (16, 116) durch an ihrer Umfangsfläche anliegende Ringe (17, 217) gehalten sind.

6. Zykloidengetriebe nach Anspruch 5 , dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ringe (17) zwischen den Zykloiden­ scheiben (3, 4) angeordnet sind und mit ihrem Außen­ umfang an den Umfangsflächen der Bolzen (16) anliegen.

7. Zykloidengetriebe nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß je ein Ring (217) an den Stirnenden der Bolzen (216) angeordnet ist, sich mit seinem Außenumfang im Rollen­ kranz (201) abstützt und mit seinem in Richtung auf die Bolzen (216) vorspringenden Innenrand (219) die Stirn­ kanten der Bolzen untergreift.