EP4493840A1 - Antrieb, aufweisend ein von einem elektromotor angetriebenes getriebe - Google Patents

Antrieb, aufweisend ein von einem elektromotor angetriebenes getriebe

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Publication number
EP4493840A1
EP4493840A1 EP23707325.9A EP23707325A EP4493840A1 EP 4493840 A1 EP4493840 A1 EP 4493840A1 EP 23707325 A EP23707325 A EP 23707325A EP 4493840 A1 EP4493840 A1 EP 4493840A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
eccentric
driving shaft
cage
rollers
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23707325.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Lutz
Ingo SCHÜTTERLE
Torsten Koker
Markus Wöppermann
Sascha HALLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4493840A1 publication Critical patent/EP4493840A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
    • F16H2057/02043—Gearboxes for particular applications for vehicle transmissions

Definitions

  • the invention relates to a drive having a transmission driven by an electric motor.
  • a control system for a vehicle is known from WO 2019/186 330 A1.
  • the invention is therefore based on the object of designing a transmission with a high ratio, high transmitted torque and high torsional rigidity in a compact and stable manner.
  • the object is achieved in the drive according to the features specified in claim 1, 2 or 3.
  • the drive has a gear driven by an electric motor, a driving shaft, in particular a hollow shaft, of the gear having several eccentric regions of different widths in the axial direction, the high points of which are offset from one another in the circumferential direction, wherein the respective eccentric region is radially surrounded by a respective cam disk region, in particular a housing part of the transmission, with respective rollers being accommodated in respective recesses of a cage and arranged with a radial degree of freedom, in particular being able to move back and forth radially, in particular wherein the respective recesses are radially continuous are formed by the cage and are evenly spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular wherein the cage is connected in a rotationally fixed manner to the driving shaft, wherein the cage is connected in a rotationally fixed manner to the driving shaft of the transmission, in particular in one piece, in particular in one piece, wherein the driving The shaft together with the cage is rotatably mounted both relative to the cam disk areas and relative to
  • rollers are axially limited by the spacing ring, which can be made from a softer material than the material of the cage. This enables quieter operation because metal-to-metal contact of the metallic rollers on the metallic cage in the axial direction is avoided.
  • a high torque and a high gear ratio can be transmitted in a compact spatial area, with the drive being able to be designed to be stable and torsionally rigid.
  • the cage can be made in one piece, in particular in one piece, with the driving shaft.
  • the cage can also be equipped with a second row of rollers, i.e. second rollers.
  • a particularly stable transmission can be achieved, i.e. smooth running when transmitting torque.
  • rollers of different widths can be used and a symmetrical arrangement can therefore be achieved. For example, an axially wider row of rollers is surrounded by two axially narrower rows of rollers.
  • At least three eccentric regions are advantageously provided, at least two of which have an axial width that differs from one another. This enables rotation to be as uniform as possible and high transverse forces can be absorbed.
  • a statically and dynamically balanced design can be achieved when the sum of the products of the width and cosine or sine of the eccentric high point circumferential angle position disappears or at least becomes as small as possible in terms of magnitude.
  • the drive has a gear driven by an electric motor, a driving shaft, in particular a hollow shaft, of the gear having several eccentric regions of different widths in the axial direction, the high points of which are offset from one another in the circumferential direction, wherein the respective eccentric region is radially surrounded by a respective cam disk region, in particular a housing part of the transmission, with rollers of different widths in the axial direction being accommodated in respective recesses of a cage in accordance with the different widths of the respective eccentric regions and with a radial degree of freedom, in particular radially back and forth movable, are arranged, in particular wherein the respective recesses are formed radially continuously through the cage, the cage being connected in a rotationally fixed manner to the driving shaft of the transmission, in particular being formed in one piece, in particular in one piece, wherein the driving shaft together with the cage is rotatably mounted relative to the cam disk areas as well as relative to the driving shaft, the particular first recesses of the cage being
  • the widths C_i of the rollers forced to roll by the respective eccentric region which has the width C_i
  • the circumferential angle positions a_i of the high points associated with the respective eccentric region are designed such that the sum of all products C_i * cos (a_i) disappears and that the sum of all products C_i * sin( a_i ) disappears, where i numbers the eccentric areas, in particular has values from 1 to N and N is the number of eccentric areas, with the rollers and/or eccentric areas of different widths being arranged one behind the other in the axial direction in such a way that the dynamic unbalance is minimized and/or disappears, in particular where the cage is connected to the driving shaft in a rotationally fixed manner.
  • rollers of different widths can be used and a symmetrical arrangement can therefore be achieved. For example, an axially wider row of rollers is surrounded by two axially narrower rows of rollers.
  • At least three eccentric regions are advantageously provided, at least two of which have an axial width that differs from one another. This enables rotation to be as uniform as possible and high transverse forces can be absorbed.
  • a statically and dynamically balanced design can be achieved when the sum of the products of the width and cosine or sine of the eccentric high point circumferential angle position disappears or at least becomes as small as possible in terms of magnitude.
  • the drive has a gear driven by an electric motor, wherein a driving shaft, in particular hollow shaft, of the gear has a first eccentric region, the first eccentric region being formed by a first cam disk region, in particular a housing part of the gear , is surrounded radially, wherein first rollers are accommodated in first recesses of a cage and are arranged with a radial degree of freedom, in particular radially reciprocating, in particular wherein the first recesses are formed radially continuously through the cage, the driving shaft, in particular hollow shaft, of the Gear has a second eccentric region, wherein the second eccentric region is radially surrounded by a second cam region, in particular of the housing part of the gear, with second rollers being accommodated in second recesses of the cage and arranged with a radial degree of freedom, in particular radially reciprocating, in particular wherein the second recesses are formed radially continuously through the cage, the driving shaft, in particular hollow shaft, of the transmission has a third eccentric
  • the respective axial end region of the slot-shaped recess is rounded and / or designed as a semicircle, with radially projecting knobs protruding into the recesses on a first spacing ring and axially delimiting the first rollers received in the first recesses in particular, in particular wherein a respective one of the knobs of the first spacing ring projects into a first recess and delimits a first roller accommodated in this first recess axially, in particular in the axial direction,
  • a nub of the first spacing ring that is closest to this respective first nub of the first spacing ring projects into a respective second recess of the cage and delimits the second roller accommodated in this second recess axially, in particular against the axial direction, in particular wherein the second recess is axially spaced is to the first recess, wherein during operation, in particular when the driving shaft rotates, the respective rollers are forced by the respective eccentric region to roll and/or slide on the respective cam disk region, in particular wherein the first rollers are forced to roll and/or slide by the first eccentric region first cam area and wherein the second rollers are forced by the second eccentric area to roll and / or slide on the second cam area and where the third rollers are forced by the third eccentric area to roll and / or slide on the third cam area.
  • rollers are axially limited by the spacing ring, which can be made from a softer material than the material of the cage. This enables quieter operation because metal-to-metal contact of the metallic rollers on the metallic cage in the axial direction is avoided.
  • a high torque and a high gear ratio can be transmitted in a compact spatial area, with the drive being able to be designed to be stable and torsionally rigid.
  • the cage can be made in one piece, in particular in one piece, with the driving shaft.
  • the cage can also be equipped with a second row of rollers, i.e. second rollers. This means that a particularly stable transmission can be achieved, i.e. smooth running when transmitting torque.
  • rollers of different widths can be used and a symmetrical arrangement can therefore be achieved. For example, an axially wider row of rollers is surrounded by two axially narrower rows of rollers.
  • At least three eccentric regions are advantageously provided, at least two of which have an axial width that differs from one another. This enables rotation to be as uniform as possible and high transverse forces can be absorbed.
  • the sum of the axial width of the second eccentric region and the third eccentric region equals the axial width of the first eccentric region.
  • the first housing part has a second
  • the driven shaft together with the cage is rotatably mounted both relative to the cam disk areas and relative to the driving shaft, in that the driven shaft has a wedge-shaped and/or V-shaped groove which runs uninterruptedly and/or completely circumferentially in the circumferential direction, in particular a groove which is opened radially outwards, has, in which rolling bodies, in particular cylindrical, barrel-shaped rolling bodies or spherical rolling bodies, are accommodated, wherein a V-shaped recess, in particular a V-shaped recess which is opened radially inwards, is provided and/or formed, which extends in the axial direction from the first housing part and is delimited counter to the axial direction by the second housing part, in particular wherein a first rolling area of the rolling body is arranged on a flank of the wedge-shaped or V-shaped groove and a second rolling area of the rolling body is arranged on the first housing part or on the second housing part, in particular the V-shaped Recess is arranged radially outside the V-
  • a stiffening ring is formed on the cage, in particular on the side facing away from the axial bores of the driving shaft, in particular, wherein the stiffening ring is aligned coaxially to the tubular cage and coaxially to the driving shaft, in particular wherein the radial wall thickness of the cage in the area covered by the stiffening ring in the axial direction is greater than the wall thickness of the cage outside this area.
  • the advantage here is that a high torque can be introduced from the rollers into the cage and the cage can be sufficiently stiffened by the stiffening ring.
  • the stiffening ring is preferably arranged on the side of the cage that is axially remote from the flange block interface, i.e. the axial bores, of the driving shaft, so that the torque can be introduced axially between the stiffening ring and the driving shaft.
  • the particular first recesses of the cage are rectangular in shape, with relief notches protruding in the axial direction in the corner regions of the rectangular recesses, the distance between two relief notches measured in the circumferential direction being monotonous in the axial direction and/or with increasing distance from the rectangle. especially strictly monotonous, decreasing.
  • the advantage here is that the first recesses do not have any sharp corners of the rectangular basic shape and thus the force stress curves in the cage can be optimized. Due to the relief notches getting closer and closer in the circumferential direction as the axial distance increases, a particularly favorable tension force curve in the cage can be achieved.
  • the respective dovetail-like axial end region is made with enough material to ensure the axial limitation of the rollers, in particular with the greatest possible extent of the limiting material in the circumferential direction.
  • the particular first recesses of the cage are designed in the shape of a rectangular slot, in particular wherein the respective axial end region of the slot-shaped recess is rounded and/or is designed as a semicircle, wherein on a first spacing ring, radially projecting knobs protrude into the recesses and axially delimit the particular first rollers accommodated in the particular first recesses, in particular
  • the spacing rings can be made from a material that is softer than the material of the cage, so that low-noise operation of the transmission can be achieved.
  • the spacing rings are made of plastic.
  • the inner radius of the first cam area in particular the radial distance of the cam area relative to the axis of rotation of the driving shaft, depends periodically on the circumferential angle, in particular on the circumferential angle relative to the axis of rotation of the shaft, in particular is not constant, in particular where the first Cam disk area in the axial direction includes the area covered by the respective first roller in the axial direction.
  • the advantage here is that the cam area can be manufactured easily and the gear ratio can be specified by the periodicity.
  • the outer radius of the driving shaft depends on the circumferential angle in the respective eccentric region, in particular it is not constant, in particular, the dependence of the outer radius having only a single maximum and a single minimum as a function of the circumferential angle.
  • the advantage here is that simple production is possible.
  • an eccentric area can be formed on the driving shaft and the subsequent fine machining can be carried out cost-effectively.
  • the gear ratio can be varied or achieved by means of the eccentricity, the periodicity and the number of rollers or the diameter of the rollers.
  • the axial region covered by the respective eccentric region at least overlaps with the axial region covered by the cam region, with the cam region touching the same roller as the respective eccentric region.
  • rollers can be arranged radially between the two areas and in the same axial area.
  • the driving shaft is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft of the electric motor or is driven by the rotor shaft of the electric motor via one or more gear stages, in particular wherein a first toothed part is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft and a second toothed part is connected in a rotationally fixed manner to the driving shaft is.
  • the cam disk areas are formed on the inside of the first housing part of the transmission, the first housing part being connected to a second housing part, with rolling elements of a bearing of the driving shaft being delimited by the first housing part, by the second housing part and by the driving shaft, in particular, the driving shaft having a running surface for the rolling bodies and the second housing part having a running surface for the rolling bodies, in particular, the driving shaft has a V-shaped, circumferentially completely encircling, in particular uninterrupted, annular groove in which the rolling elements are accommodated, in particular wherein a further V-shaped, circumferentially completely encircling, in particular uninterrupted, recess in which the rolling elements are accommodated and which has an orientation opposite to the V-shaped annular groove, is formed by the first and second housing parts and / or is bordered.
  • the advantage here is that a compact design is possible.
  • the advantage here is that a compact design is possible. Because there is no need for a separate outer ring and inner ring for storage.
  • a bearing in particular an eccentric bearing, is attached to the first eccentric region, on which, in particular on its outer ring, the first rollers roll and / or slide directly or on which a ring is attached, on which the first rollers roll and / or slide, in particular where the bearing is designed as a cylindrical roller bearing or as a barrel bearing.
  • the inner radius of the respective cam area in particular the radial distance of the respective cam area with respect to the axis of rotation of the shaft, depends on the circumferential angle, in particular on the circumferential angle related to the axis of rotation of the shaft, is periodic, in particular not constant.
  • the outer radius of the shaft depends on the circumferential angle in the respective eccentric region, in particular it is not constant, in particular where the Dependence of the outer radius only has a single maximum and a single minimum as a function of the circumferential angle.
  • the axial region covered by the respective eccentric region at least overlaps with the axial region covered by the respective associated cam region.
  • a respective bearing in particular a ball bearing, is attached to the respective eccentric region, on which, in particular on its outer ring, the first rollers roll and / or slide directly or on which a respective ring is attached, on which the first rollers roll and/or slide.
  • the cam areas are integrated into one or the first housing part, which is connected to one or the second housing part, in which the bearing is accommodated, which rotatably supports the driving shaft, in particular with the respective inner ring of this bearing on the driving shaft Shaft is accommodated and the respective outer ring of this bearing is accommodated in the second housing part.
  • the advantage here is that the transmission is designed to be as compact as possible.
  • a shaft sealing ring in particular an inner shaft sealing ring, is accommodated in the driving shaft, which seals towards the driving shaft, in particular whose sealing lip runs on the driving shaft, with a further shaft sealing ring, in particular an outer shaft sealing ring, being accommodated in the second housing part, which seals towards the driving shaft, in particular whose sealing lip runs on the driving shaft or runs on a ring part attached to the driving shaft.
  • a third housing part in particular an adapter housing, is connected to the first housing part, in particular by means of connecting screws which are evenly spaced in the circumferential direction, the third housing part being connected to the housing of the electric motor, which drives a first gear wheel which is in engagement with one second gear, which is non-rotatably connected to the driving shaft, the third housing part at least partially surrounding the first and second gears to form a housing.
  • the recesses of the cage are rectangular in shape, with relief notches being arranged in the corner regions of the rectangular recesses, the distance between two relief notches decreasing monotonically, in particular strictly monotonically, as the distance from the respective rectangle increases.
  • the recesses of the cage are designed in the shape of a rectangular slot, in particular with the respective end region of the slot-shaped recess being rounded, with recesses projecting radially on a first spacing ring and delimiting the rollers axially, in particular
  • each of the knobs protruding into a first recess and delimiting a first role, wherein a knob closest to this respective first knob projects into a second recess and axially delimits the second roller accommodated in this second recess, in particular wherein the second recess is axially spaced from the first recess.
  • the advantage here is that highly resilient recesses can be used in the cage, which do not have any notches. A long service life for the gearbox can be achieved.
  • the axial spacing of the rollers is dampened by the respective spacing ring made of plastic.
  • the driving shaft is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft of the electric motor or is driven by the rotor shaft of the electric motor via one or more gear stages, in particular wherein a first toothed part is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft and a second toothed part is connected in a rotationally fixed manner to the driving shaft is.
  • the advantage here is that it is possible to drive the driving shaft directly or to drive the driving shaft indirectly via a gear stage. It is important that the gear stage can generate a higher torque or breakaway torque, i.e. when driven directly by the electric motor.
  • the driving shaft is rotatably mounted relative to the cage with the driving shaft by means of a bearing, in particular a rolling bearing, in particular a ball bearing, in particular wherein the outer ring of the bearing is received by the driving shaft, in particular is positioned against a step of the driving shaft, and the inner ring of the bearing is attached to the driving shaft, in particular is positioned against a step of the driving shaft.
  • a bearing in particular a rolling bearing, in particular a ball bearing
  • the relative speed of the bearing is lower than when the driving shaft is mounted towards the housing. This means lower losses can be achieved.
  • an improvement in stability can be achieved because the Relative alignment of the driving shaft towards the cage can be achieved with high precision using simple means.
  • a bearing in particular cylindrical roller bearings, barrel bearings or ball bearings, is attached to the respective first eccentric area, with the first rollers rolling and/or sliding directly on the first eccentric area or on which a ring is attached, on which the first rollers roll and/or slide.
  • the driving shaft, in particular hollow shaft, of the transmission has a second eccentric region, which has an offset angle in the circumferential direction to the first eccentric region, in particular an offset angle of 180 ° or an offset angle of 3607P, where P is the number of eccentric regions of the driving shaft , wherein the second eccentric region is radially surrounded by a second cam disk region, with second rollers also being accommodated in the cage with a radial degree of freedom, in particular radially reciprocating, wherein during operation, in particular when the driving shaft is rotating, the second Rolling from the second eccentric area is forced to roll and / or slide on the second cam area.
  • P is the number of eccentric regions of the driving shaft
  • the second eccentric region is radially surrounded by a second cam disk region
  • second rollers also being accommodated in the cage with a radial degree of freedom, in particular radially reciprocating, wherein during operation, in particular when the driving shaft is rotating, the second Rolling from the second eccentric area is forced to roll and / or slide on the second cam area
  • the inner radius of the second cam area in particular the radial distance of the second cam area relative to the axis of rotation of the driving shaft, depends on the circumferential angle, in particular that related to the axis of rotation of the driving shaft Circumferential angle, periodically, in particular and is not constant.
  • the advantage here is that the number of periods of the first cam area is equal to the number of periods of the first cam area and the transmission can therefore be operated, in particular with a reduction in the unbalance.
  • An advantageous radial distribution of the eccentrics reduces the unbalance.
  • the numbers of periods of the curve areas are equal to one another, so that the transmission is ready for operation.
  • the imbalance can be reduced by advantageously offsetting the eccentric areas in the circumferential direction.
  • an offset angle in the circumferential direction of 360° divided by the number of eccentric regions is advantageous.
  • the eccentrics can be distributed in such a way that the unbalance is minimized
  • the cam areas can be made congruent in the circumferential direction, so that the cam areas of all rows of rollers can be designed as a single long cam area in a cam component, within which the Rows of rollers are arranged axially offset from one another.
  • the cam disk areas of all rows of rollers can therefore be represented in a single, in particular common, component, which enables economical manufacturability and simple assembly.
  • the outer radius of the driving shaft in the second eccentric region depends on the circumferential angle, in particular and is therefore not constant, in particular where the dependence of the outer radius only has a single maximum and a single minimum as a function of the circumferential angle.
  • the axial region covered by the second eccentric region overlaps at least with the axial region covered by the second cam region.
  • the rollers can be arranged radially between the two areas and in the same axial area.
  • a bearing in particular a ball bearing, is attached to the first eccentric region, on which, in particular on its outer ring, the first rollers roll and/or slide directly or on which a ring is attached, on which the first rollers roll and/or or slide.
  • the advantage here is that a reduction in friction losses can be achieved.
  • a first and second cam region are integrated into a first housing part, which is connected to a second housing part, in which bearings are accommodated which rotatably support the driven shaft, in particular wherein the respective inner ring of these bearings is accommodated on the driven shaft is and the respective outer ring of these bearings are accommodated in the second housing part.
  • these two cam areas can be implemented by a single cam area, which in the axial direction includes the axial area covered by the first and the second cam area, which enables particularly simple and cost-effective production, especially since only a single part can be used for all cam areas is.
  • cam disk area in particular a sufficiently long one, can then be used for all rows of rollers, which increases the economic efficiency of production.
  • a shaft sealing ring in particular an inner shaft sealing ring, is accommodated in the driving shaft, which seals towards the driving shaft, in particular whose sealing lip runs on the driving shaft, with a further shaft sealing ring being accommodated in the second housing part, which is towards the driving shaft seals, in particular whose sealing lip runs on the driving shaft or on a ring part attached to the driving shaft running.
  • a third housing part in particular an adapter housing, is connected to the first and second housing parts, in particular by means of connecting screws which are evenly spaced in the circumferential direction, the third housing part being connected to the housing of the electric motor, the third housing part having at least the first and second gears partially surrounding it, forming a housing.
  • the advantage here is that the housing parts are pressed towards each other by the connecting screws, thus creating a stable enclosure.
  • the cage for receiving the first rollers has first recesses which are regularly, in particular uniformly, spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular wherein the first recesses on the cage are arranged at the same radial and axial position.
  • first recesses which are regularly, in particular uniformly, spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular wherein the first recesses on the cage are arranged at the same radial and axial position.
  • the cage for receiving the second rollers has second recesses which are regularly, in particular uniformly, spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular wherein the second recesses on the cage are arranged at the same radial and axial position.
  • the first recesses have an offset in the circumferential direction relative to the second recesses, where the number N of the first recesses is the same as the number of the second recesses, in particular where the offset is 360 ° / N, where N is the number of the first recesses.
  • FIG. 2 shows an associated partially cutaway representation of the drive.
  • Figure 3 shows a corresponding, partially cut but differently cut representation of the drive.
  • first rollers 3 and second rollers 4 are accommodated and roll and/or slide on the first housing part 2.
  • 5 shows a cross section through the first housing part 2, with only the row formed by the first rollers 3 being visible.
  • 6 shows a further cross section through the first housing part 2, with the row formed by the first rollers 3 and the row formed by the second rollers 4 being visible.
  • FIG. 12 A sectional view of the drive is shown in FIG. 12.
  • FIG. 13 shows a head retraction and foot retraction in the contour of a cam of the drive.
  • the driving shaft 10 of the exemplary embodiment according to FIG. 8 is shown in FIG. 14.
  • 15 shows a top view of an area of the cage.
  • a recess in the cage is shown enlarged in FIG. 16.
  • FIG. 17 Another recess in the cage is shown enlarged in FIG. 17.
  • FIG. 18 shows a sectional view of the bearing of the driving shaft 10 in more detail, with a ball 180 being used as a rolling element instead of a cylinder or a barrel.
  • An alternative cage 10 is shown in FIG.
  • a third spacing ring 190 is shown in an oblique view.
  • FIG. 22 shows a first spacing ring 190 in an oblique view.
  • a first gear 12 is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft of an electric motor 11 and drives a second gear 13, which is in engagement with the first gear.
  • the second gear 13 is connected in a rotationally fixed manner to the hollow shaft 1, which has a first eccentric region 8 and a second eccentric region 9 spaced axially therefrom.
  • the outer radius is not constant as a function of the circumferential angle, but depends on the circumferential angle.
  • the function has a single maximum and a single minimum.
  • the hollow shaft 1 functions as a driving shaft and can also be referred to as a driving shaft.
  • the circumferential angle associated with the maximum of the first eccentric region 8 is spaced in the circumferential direction from the circumferential angle associated with the maximum of the second eccentric region 9.
  • the outer circumference of the respective eccentric region (8, 9) is circular cylindrical, in particular circular.
  • a first bearing 5 can therefore be placed on the first eccentric region 8 and a second bearing 7 can be placed on the second eccentric region 9.
  • the first bearing 5 can be designed as a ball bearing and the second bearing 7 can also be designed as a ball bearing.
  • First rollers are provided on the outer circumference of the first bearing 5, which either roll and/or slide directly on the outer ring of the first bearing 5 or on a ring pushed onto the outer ring of the first bearing 5.
  • first rollers 3 are held in a cage 4 and are therefore spaced apart from one another in the circumferential direction. Because the cage 4 has a recess for each first roller 3 in which it is accommodated.
  • the recesses are preferably shaped like one another, in particular identically, and/or arranged at the same radial distance and/or cover the same axial area.
  • the second rollers 6 are held axially spaced from the first rollers 3 in a cage 4 and are therefore spaced apart from one another in the circumferential direction. Because the cage 4 has a second recess for every second roller 6, in which this second roller 6 is accommodated.
  • the second recesses are preferably shaped like one another, in particular identically, and/or arranged at the same radial distance and/or cover the same axial region.
  • each of the first and second rollers touches the respective eccentric area.
  • the first rollers touch a first cam disk area formed on the inside of a first housing part 2 and roll on it.
  • This first cam area has an inner radius that periodically depends on the circumferential angle, in particular a sinusoidal shape.
  • the cam area is formed in one piece with the housing part 2, i.e. in one piece.
  • the cam area has a discrete rotational symmetry, in particular the number of which is equal to the number of complete periods formed in the circumferential direction.
  • the associated axis of symmetry of the rotational symmetry is identical to the axis of rotation of the hollow shaft 1.
  • the second rollers 6 touch a second cam disk area formed on the inside of the first housing part 2 and roll on it.
  • This second cam area has an inner radius that periodically depends on the circumferential angle, in particular a sinusoidal shape.
  • the second cam area is formed in one piece with the housing part 2, i.e. in one piece.
  • the second cam region has a discrete rotational symmetry, in particular the number of which is equal to the number of complete periods of the second cam region formed in the circumferential direction.
  • the associated axis of symmetry of the rotational symmetry of the second cam area is identical to the axis of rotation of the hollow shaft 1.
  • the second cam area is arranged axially next to the first cam area.
  • the second cam area is designed in the same way as the first cam area, so it has no offset in the circumferential direction.
  • the sinusoidal dependence of the inner radius of the second cam area on the circumferential angle is therefore identical to the sinusoidal dependence of the inner radius of the first cam area on the circumferential angle.
  • the second cam region is offset in the circumferential direction by half a period length to the first cam region.
  • the offset is 180° / M, where M is the number of periods of the cam area in the circumferential direction.
  • an offset of 180° can also be carried out, in particular in which case the offset is then the
  • Eccentric areas in relation to each other may, but do not have to, be omitted.
  • further rows of rollers are provided axially spaced from the first and second, which then also roll or slide on the cam area, the associated eccentric areas having an offset of 360 ° / N, where N is the number of rows of rollers.
  • the second cam area is designed in the same way as the first cam area and the entire cam area can therefore be produced easily and cost-effectively.
  • the number of periods and also the eccentricity enable a high gear ratio with high torque.
  • the cage 4 surrounds the shaft 1.
  • the smallest radial distance of the cage 4 is greater than the largest radial distance of the shaft 1 in the axial area covered by the cage 4.
  • the radial spacing region covered by the cage 4 is radially spaced from the radial spacing region covered by the shaft 1 and/or is arranged radially spaced and/or further outward.
  • the axial direction is aligned parallel to the axis of rotation of the shaft 1.
  • the radial distances mentioned here are always related to the axial axis.
  • the circumferential direction and the circumferential angles are related to this axial direction.
  • the cage 4 is made in one piece with the driving shaft 10, i.e. in one piece.
  • the cage 4 is formed and, on the output side, axially adjacent to the cage 4, the driven shaft 10 is formed, which has axial bores on its axial end face, which are designed as threaded bores.
  • a device to be driven with its rotatably mounted element can be screw-connected to the shaft 1.
  • the driving wave 10 can also be referred to as a driving wave.
  • the driving shaft 10 is mounted towards the shaft 1 by means of a further bearing 16 and is rotatably mounted towards the housing, in particular towards a second housing part 17 connected to the first housing part 2, by means of two bearings (14), which are preferably designed as angular contact bearings. In this way, the cage 4 together with the driving shaft 10 is forced to rotate as smoothly as possible.
  • first and second eccentric regions 8 and 9 are designed to be similar but offset from one another by 180° in the circumferential direction. If additional eccentric areas and correspondingly assigned rows of rollers are used, an offset of 360° / N in the circumferential direction between two next adjacent rows of rollers is possible, whereby the number of rows of rollers is equal to the number of eccentric regions.
  • a shaft sealing ring 15 is provided towards the shaft 1, in particular radially inwards, and a further shaft sealing ring 18 is provided towards the housing, in particular radially outwards towards the housing.
  • the shaft seal 15 is received by the driving shaft 10 and its sealing lip runs on a finely machined area of the shaft 1.
  • the shaft sealing ring 18 is accommodated in the second housing part 17 and its sealing lip runs on the driving shaft 10 or on a ring plugged onto the driving shaft 10.
  • the bearings of the bearing 14, which are preferably designed as angular contact bearings, are accommodated with their outer ring in the second housing part 17 and are plugged onto the driving shaft 10 with their inner ring.
  • the inner ring of the further bearing 16 in particular rolling bearings, in particular ball bearings, is plugged onto the shaft 1.
  • the outer ring of the further bearing 16 is accommodated in the driving shaft 10.
  • the inner ring of the first bearing 5 is attached to the first eccentric region 8.
  • the inner ring of the second bearing 7 is attached to the second eccentric region 9.
  • the outer ring of the first bearing 5 or a ring part attached to this outer ring acts as a rolling surface for the first rollers 3.
  • the outer ring of the second bearing 7 or a ring part attached to this outer ring acts as a rolling surface for the second rollers 6.
  • a third housing part 19 at least partially surrounds the spur gear stage formed from the first and second gears (12, 13).
  • the third housing part 19 is connected to the housing of the electric motor driving the first gear 12.
  • the first housing part 2 and the second housing part 10 are arranged on the side of the third housing part 19 facing away from the electric motor 11.
  • the first housing part 2 is arranged between the second housing part 10 and the third housing part 19.
  • the first, second and third housing parts (19, 2, 10) are connected by means of connecting screws 20 passing through these three housing parts (19, 2, 10).
  • the first rollers 3 and also the recesses of the cage 4 accommodating the first rollers 3 form a first row in the circumferential direction.
  • the second rollers 6 and also the recesses in the cage 4 accommodating the second rollers 6 form a second row in the circumferential direction.
  • the first rollers 3 are evenly, in particular regularly, spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • the second rollers 6 are spaced apart from one another evenly, in particular regularly, in the circumferential direction.
  • rollers (3, 6) of each row of rollers are all on a circle or the axes of the rollers (3, 6) are on an imaginary cylinder.
  • the center of this circle lies on the axis of the associated eccentric area or the axis of this respective cylinder is concentric with the associated eccentric area.
  • the cylinder axes are arranged parallel but radially offset from one another.
  • the first rollers 3 rest on the first eccentric region 8 and the second rollers 6 rest on the second eccentric region 9.
  • the two rows are therefore not aligned coaxially with one another.
  • the cylinder which contains the axes of rotational symmetry of the first rollers 3 is axial spaced from that cylinder which contains the axes of rotational symmetry of the second rollers 6.
  • the first row is offset from the second row by half a period length of the first rollers 3 within the first row.
  • Every second roller 6 therefore has an offset angle of 180 ° / N to a respective first roller 3, where N is the number of first rollers 3 arranged in the first row.
  • FIG. 8 another drive is shown in FIG. 8, in which three rows of rollers are provided.
  • the driving hollow shaft 1 has a first eccentric region 80, which is arranged axially between a second and a third eccentric region (81, 82).
  • the high point of the first eccentric region 80 is offset by 180° in the circumferential direction to the high points of the second and third eccentric regions (81, 82), which are each arranged at the same circumferential position.
  • the first eccentric region 80 is wider than the second eccentric region 81.
  • the first eccentric region 80 is wider than the third eccentric region 82.
  • the sum of the axial widths of the second and third eccentric regions (81, 82) is equal to the axial width of the first eccentric region 80.
  • eccentric bearings A rolling bearing is pushed onto each of the eccentric regions (80, 81, 82), which are referred to below as eccentric bearings.
  • a first eccentric bearing is pushed onto the first eccentric region, the rolling elements 16 of which are designed as cylindrical rollers or barrels.
  • the rolling elements (83, 87) of the second and third eccentric bearings are also designed as cylindrical rollers or barrels.
  • the output shaft 10 has a flange block interface on the output side, i.e. an interface that is advantageous for robot applications.
  • the driving shaft 10 has, at its end region axially remote from the flange block interface, a tube region which is designed as a cage and radially surrounds the eccentric bearings (80, 81, 82).
  • the respective rollers (16, 88, 89) are accommodated in recesses (141, 142, 143) of the cage and are arranged to be movable in the radial direction relative to the cage.
  • the range of motion of the rollers (16, 88, 89) is limited radially inwards by the respective outer ring of the respective eccentric bearing and radially outwards by a respective cam contour which is formed on the inside of the first housing part 2.
  • the first of the cam contours is in turn 180° offset in the circumferential direction from the other two cam contours, which are similar to each other, i.e. without an offset.
  • the first rollers 16 therefore roll on the first cam contour and the second rollers 88 roll on the second cam contour.
  • the third rollers 89 roll on the third cam contour.
  • the first cam contour is arranged between the second and the third cam contour.
  • a second housing part 17 is connected to the first housing part 2 and surrounds it
  • Output shaft flange support interface 10 The second and third rollers (88, 89), which have different widths than the first roller 16, are arranged in such a way that the dynamic unbalance is minimized or disappears.
  • cylindrical or barrel-shaped rolling bodies 14 are provided, the cylinder axis of which intersects with the axis of rotation of the driving shaft 10, in particular where it has an angle between 10 ° and 80 ° to the axis of rotation of the driving shaft 10.
  • the running surface of the rolling element 14 is formed on the one hand on the second housing part 17 and on the other hand on the driving shaft 10.
  • the driving shaft 10 forms an inner ring and the second housing part forms the outer ring of the bearing of the driving shaft 10.
  • the first housing part 2 delimits the rolling body 14, in particular in the direction of the cylinder axis of the rolling body 14.
  • the rolling body 14 is delimited by the first housing part 2, the second housing part 17 and the driving shaft 10.
  • the driving shaft 10 has a V-shaped annular groove, in particular the ring axis of which is aligned coaxially with the axis of rotation of the driving shaft 10.
  • the bearing of the output shaft is designed accordingly to a cross roller or four-point bearing. Both radial forces and axial forces are absorbed by the bearing. In particular, the bearing also absorbs moments directed in this way.
  • a rolling body 180 designed as a ball can be used instead of the cylindrical or barrel-shaped rolling body 14.
  • the foot regions are the area of the target course 130 that is arranged furthest radially from the axis of rotation of the driving shaft 10.
  • the driving shaft 1 is aligned coaxially with the driving shaft 10 .
  • the driving shaft 10, in particular its cage, has a stiffening ring 90 which runs continuously in the circumferential direction at its axial end region, in particular at its axial end region facing away from the flange block interface.
  • the stiffening ring 90 preferably projects radially outwards on the cage.
  • the thin-walled cage is stiffened and achieves greater resilience and load-bearing capacity.
  • the radial wall thickness of the cage is smaller than the radial wall thickness in the remaining area of the driving shaft 10, in particular in that axial area which is covered by the rolling elements 14.
  • the cage has three rows of recesses (141, 142, 143).
  • the recesses (141, 142, 143) of the respective row are evenly spaced from one another and in the same axial position.
  • the first row of recesses 141 is arranged axially between the second row of recesses 142 and the third row of recesses 143.
  • the row of second recesses 142 has an offset in the circumferential direction from the row of first recesses 141.
  • the row of second recesses 142 has no offset in the circumferential direction from the row of third recesses 141.
  • the recesses (141, 142, 143) have relief notches in their four corner regions in particular.
  • the edges of the first recesses 141, which are arranged axially on both sides, are therefore dovetail-shaped.
  • Two of the relief notches are curved.
  • the relief notches of a respective such pair are curved in such a way that they are directed toward one another.
  • Each first recess 141 has a rectangular area, the corner areas of which are adjoined by relief notches which, on the one hand, i.e. on a first side of the rectangular area, protrude in the axial direction, the distance between the two relief notches on the first side increasing as the axial position increases. in particular in the axial direction, decreases more and more monotonically, in particular strictly monotonically, and on the other hand, i.e. on the other side of the rectangular area, protrudes against the axial direction, the distance between the two relief notches on this other side decreasing as the axial position, in particular, counter to the axial direction, decreases more and more, monotonically, in particular strictly monotonically.
  • the curved shape is preferably composed of radii R.
  • the first rollers 3 are delimited in the axial direction by the respective first and the respective other sides of the rectangular area.
  • the second recesses 142 In contrast to the first recesses 141, in the second recesses 142 only a single pair of relief notches is directed towards one another.
  • the other respective pair which on the side of the second recesses 142 facing away from the first recesses, has relief notches that are aligned substantially parallel to one another.
  • the cage can also be designed with rounded rectangular slot-shaped recesses.
  • the axial limitation of the first rollers 3 is achieved by a first spacing ring 191, the radially projecting knobs of which are in respective first curves of the rectangular slot-shaped
  • Recesses protrude and thereby limit the respective roller 3 axially, with another spacing ring protruding with its knobs into the other rounding.
  • the nub of the spacing ring that is closest to a nub of the first spacing ring protruding into the rounding of the first recess projects into the rounding of a respective third recess to limit a respective third roller 89.
  • the nub of the further spacing ring that is closest to a nub of the further spacing ring which protrudes into the second rounding of the first recess projects into the rounding of a respective second recess to limit a respective second roller 88.
  • a second spacing ring 190 projects with its radially protruding knobs into a rounding of the second recess and axially delimits the respective second roller 88.
  • a third spacing ring 190 projects with its radially protruding knobs into a rounding of the third recess in the cage and axially delimits the respective third roller 89.
  • the knobs are flat on their side that axially delimits the respective roller and are rounded off in accordance with the rounding on the side facing away from the roller that is axially limited by the knob. In this way, the end face of the respective cylindrical or barrel-shaped roller touches the flat area of the respective knob.
  • the rollers (16, 88, 89) are of different widths in the axial direction and are arranged one behind the other in such a way that the dynamic unbalance is reduced or disappears.
  • the widths C_i of the rollers are selected such that the sum of the products from the respective width C_i and the cosine value of the circumferential position of the high point assigned to the respective eccentric region disappears and also the sum of the products from the respective width C_i and the sine value of the circumferential position of the high point assigned to the respective eccentric area.
  • rollers of rows of rollers whose assigned eccentric region have the same circumferential angular position of their high point have in total the same axial width as the sum of the axial width of other rollers of other rows of rollers whose assigned eccentric region have a different circumferential angular position of their high point.
  • the high points of the eccentric regions are arranged in such a way that the radial forces resulting from the rolling contacts of the rollers during operation cancel each other out.
  • the high points of the eccentric areas are arranged in such a way that the moments of the radial forces resulting from the rolling contacts of the rollers during operation cancel each other out.
  • the rollers of the different rows of rollers are of unequal width in the axial direction, in particular of different widths.
  • the axial width of the first, i.e. middle, roller is equal to the sum of the axial widths of the rollers of the other two rows of rollers.
  • the high points of the axially outer eccentric regions are arranged at the same circumferential angular position.
  • first bearing in particular rolling bearings, in particular ball bearings
  • 16 further bearings, in particular rolling bearings, in particular ball bearings

Landscapes

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Abstract

Antrieb, aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe, wobei eine antreibende Welle des Getriebes mehrere, in axialer Richtung unterschiedlich breite Exzenterbereiche aufweist, deren Hochpunkte in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen, wobei der jeweilige Exzenterbereich von einem jeweiligen Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei jeweilige Rollen in jeweiligen Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad angeordnet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei im Betrieb die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen sind oder werden, wobei die Exzenterbereiche in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet sind, dass die dynamische Unwucht minimiert ist und/oder verschwindet.

Description

Antrieb, aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Antrieb, aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe.
Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Umlaufgetriebe Planetenräder mit einem Sonnenrad und einem Hohlrad im Eingriff sind.
Aus der DE 39 06 053 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ist ein Getriebe nach Art eines Spannungswellengetriebes bekannt.
Aus der US 2017 / 0 063 193 A1 ist ein Reduktionslager mit Elektromotor bekannt.
Aus der WO 2019 / 186 330 A1 ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug bekannt.
Aus der DE 10 2013 011 799 A1 ist ein Getriebe bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit hoher Übersetzung bei hohem übertragenem Drehmoment und hoher Verdrehsteifigkeit kompakt und stabil auszubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1, 2 oder 3 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb sind, dass der Antrieb ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe aufweist, wobei eine antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes mehrere, in axialer Richtung unterschiedlich breite Exzenterbereiche aufweist, deren Hochpunkte in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen, wobei der jeweilige Exzenterbereich von einem jeweiligen Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei jeweilige Rollen in jeweiligen Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die jeweiligen Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandet sind, insbesondere wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle drehfest verbunden ist, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei die Ausdehnung der rechteckschlitzförmigen Ausnehmung in axialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung. insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt, - wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung, wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen sind oder werden, insbesondere wobei die Breiten B_i der Exzenterbereiche und die Umfangswinkelpositionen a_i der zum jeweiligen Exzenterbereich zugehörigen Hochpunkte derart ausgebildet sind, dass die Summe aller Produkte B_i * cos( a_i ) verschwindet und dass die Summe aller Produkte B_i * sin( a_i ) verschwindet, wobei i die Exzenterbereiche nummeriert, insbesondere also Werte von 1 bis N aufweist und N die Anzahl der Exzenterbereiche ist, wobei die Exzenterbereiche in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet sind, dass die dynamische Unwucht minimiert ist und/oder verschwindet.
Von Vorteil ist dabei, dass die Rollen axial begrenzt sind von dem Beabstandungsring, der aus einem weicheren Material herstellbar ist als das Material des Käfigs. Somit ist ein geräuscharmerer Betrieb ermöglicht, da eine Metall-auf-Metall-Berührung der metallischen Rollen am metallischen Käfig in axialer Richtung vermieden ist.
Außerdem ist ein hohes Drehmoment und eine hohe Übersetzungszahl in einem kompakten Raumbereich übertragbar sind, wobei der Antrieb stabil und verdrehsteif ausführbar ist. Denn der Käfig ist mit der abtreibenden Welle einstückig, insbesondere einteilig, ausführbar. Außerdem ist der Käfig mit einer zweiten Reihe von Rollen, also zweiten Rollen, ausstattbar. Somit ist eine besonders stabile Übertragung erreichbar, also Laufruhe bei der Drehmomentübertragung. Durch die Verwendung mehrere Rollenreihen sind die Radialkräfte bei ausgewuchteter antreibender Welle verringerbar. Außerdem sind unterschiedlich breite Rollen verwendbar und somit eine symmetrische Anordnung realisierbar. Dabei ist beispielsweise eine axial breitere Rollenreihe von zwei axial schmäleren Rollenreihen umgeben.
Von Vorteil sind mindestens drei Exzenterbereiche vorgesehen, von denen mindestens zwei eine zueinander unterschiedliche axiale Breite aufweisen. Somit ist ein möglichst gleichmäßiger Drehbetrieb ermöglicht und es sind hohe Querkräfte aufnehmbar.
Eine statisch und dynamisch ausgewuchtete Ausführung ist dann erreichbar, wenn die Summe der Produkte aus Breite und Kosinus beziehungsweise Sinus der Exzenterhochpunktumfangswinkelposition verschwindet oder betragsmäßig zumindest möglichst klein wird.
Wichtige Merkmale bei dem Antrieb nach Anspruch 2 sind, dass der Antrieb ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe aufweist, wobei eine antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes mehrere, in axialer Richtung unterschiedlich breite Exzenterbereiche aufweist, deren Hochpunkte in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen, wobei der jeweilige Exzenterbereich von einem jeweiligen Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei der unterschiedlichen Breite der jeweiligen Exzenterbereiche entsprechend, in axialer Richtung unterschiedlich breite Rollen in jeweiligen Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die jeweiligen Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei die Ausdehnung der rechteckschlitzförmigen Ausnehmung in axialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung. insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung, wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen
Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen sind oder werden, insbesondere wobei die Breiten C_i der vom jeweiligen Exzenterbereich, der die Breite C_i aufweist, zum Abrollen gezwungenen Rollen und die Umfangswinkelpositionen a_i der zum jeweiligen Exzenterbereich zugehörigen Hochpunkte derart ausgebildet sind, dass die Summe aller Produkte C_i * cos( a_i ) verschwindet und dass die Summe aller Produkte C_i * sin( a_i ) verschwindet, wobei i die Exzenterbereiche nummeriert, insbesondere also Werte von 1 bis N aufweist und N die Anzahl der Exzenterbereiche ist, wobei die unterschiedlich breiten Rollen und/oder Exzenterbereiche in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet sind, dass die dynamische Unwucht minimiert ist und/oder verschwindet., insbesondere wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle drehfest verbunden ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Rollen axial begrenzt sind von dem Beabstandungsring, der aus einem weicheren Material herstellbar ist als das Material des Käfigs. Somit ist ein geräuschärmerer Betrieb ermöglicht, da eine Metall-auf-Metall-Berührung der metallischen Rollen am metallischen Käfig in axialer Richtung vermieden ist.
Außerdem ist ein hohes Drehmoment und eine hohe Übersetzungszahl in einem kompakten Raumbereich übertragbar sind, wobei der Antrieb stabil und verdrehsteif ausführbar ist. Denn der Käfig ist mit der abtreibenden Welle einstückig, insbesondere einteilig, ausführbar. Außerdem ist der Käfig mit einer zweiten Reihe von Rollen, also zweiten Rollen, ausstattbar. Somit ist eine besonders stabile Übertragung erreichbar, also Laufruhe bei der Drehmomentübertragung.
Durch die Verwendung mehrere Rollenreihen sind die Radialkräfte bei ausgewuchteter antreibender Welle verringerbar. Außerdem sind unterschiedlich breite Rollen verwendbar und somit eine symmetrische Anordnung realisierbar. Dabei ist beispielsweise eine axial breitere Rollenreihe von zwei axial schmäleren Rollenreihen umgeben.
Von Vorteil sind mindestens drei Exzenterbereiche vorgesehen, von denen mindestens zwei eine zueinander unterschiedliche axiale Breite aufweisen. Somit ist ein möglichst gleichmäßiger Drehbetrieb ermöglicht und hohe Querkräfte aufnehmbar. Eine statisch und dynamisch ausgewuchtete Ausführung ist dann erreichbar, wenn die Summe der Produkte aus Breite und Kosinus beziehungsweise Sinus der Exzenterhochpunktumfangswinkelposition verschwindet oder betragsmäßig zumindest möglichst klein wird.
Wichtige Merkmale bei dem Antrieb nach Anspruch 3 sind, dass der Antrieb ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe aufweist, wobei eine antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen ersten Exzenterbereich aufweist, wobei der erste Exzenterbereich von einem ersten Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei erste Rollen in ersten Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die ersten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen zweiten Exzenterbereich aufweist, wobei der zweite Exzenterbereich von einem zweiten Kurvenscheibenbereich, insbesondere des Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei zweite Rollen in zweiten Ausnehmungen des Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die zweiten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen dritten Exzenterbereich aufweist, wobei der dritte Exzenterbereich von einem dritten Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei dritte Rollen in dritten Ausnehmungen des Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die dritten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei der erste Exzenterbereich in axialer Richtung zwischen dem zweiten und dem dritten Exzenterbereich angeordnet ist, insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der antreibenden Welle gerichtet ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei die Ausdehnung der rechteckschlitzförmigen Ausnehmung in axialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung. insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, ins besondere wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung, wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen werden, insbesondere wobei die ersten Rollen vom ersten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am ersten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden und wobei die zweiten Rollen vom zweiten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am zweiten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden und wobei die dritten Rollen vom dritten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am dritten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden.
Von Vorteil ist dabei, dass die Rollen axial begrenzt sind von dem Beabstandungsring, der aus einem weicheren Material herstellbar ist als das Material des Käfigs. Somit ist ein geräuscharmerer Betrieb ermöglicht, da eine Metall-auf-Metall-Berührung der metallischen Rollen am metallischen Käfig in axialer Richtung vermieden ist.
Außerdem ist ein hohes Drehmoment und eine hohe Übersetzungszahl in einem kompakten Raumbereich übertragbar sind, wobei der Antrieb stabil und verdrehsteif ausführbar ist. Denn der Käfig ist mit der abtreibenden Welle einstückig, insbesondere einteilig, ausführbar. Außerdem ist der Käfig mit einer zweiten Reihe von Rollen, also zweiten Rollen, ausstattbar. Somit ist eine besonders stabile Übertragung erreichbar, also Laufruhe bei der Drehmomentübertragung.
Durch die direkte Lagerung des Wälzkörpers nach Art eines Tonnenlagers oder Kreuzrollenlagers werden Axialkräfte und Radialkräfte minimierbar. Daher sind hohe Drehmomente an die abtreibende Welle übertagbar. Denn die abtreibende Welle ist stabil gelagert. Das Einleiten des Drehmoments erfolgt von den Rollen an den Käfig, der dann das Drehmoment an die hohle abtreibende Welle weiterleitet, von welcher das Drehmoment über die an der abtreibenden Welle ausgebildete Flanschblockschnittstelle zur vom Getriebe anzutreibenden Vorrichtung weiterleitet.
Durch die Verwendung dreier Rollenreihen sind die Radialkräfte bei ausgewuchteter antreibender Welle verringerbar. Außerdem sind unterschiedlich breite Rollen verwendbar und somit eine symmetrische Anordnung realisierbar. Dabei ist beispielsweise eine axial breitere Rollenreihe von zwei axial schmäleren Rollenreihen umgeben.
Von Vorteil sind mindestens drei Exzenterbereiche vorgesehen, von denen mindestens zwei eine zueinander unterschiedliche axiale Breite aufweisen. Somit ist ein möglichst gleichmäßiger Drehbetrieb ermöglicht und hohe Querkräfte aufnehmbar.
Eine statisch und dynamisch ausgewuchtete Ausführung ist dann erreichbar, wenn die Summe der Produkte aus Breite und Kosinus beziehungsweise Sinus der Exzenterhochpunktumfangswinkelposition verschwindet oder betragsmäßig zumindest möglichst klein wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht die Summe der axialen Breite des zweiten Exzenterbereichs und des dritten Exzenterbereichs der axialen Breite des ersten Exzenterbereichs. Von Vorteil ist dabei, dass die resultierende Radialkraft minimiert wird und das Getriebe statisch und dynamisch ausgewuchtet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Gehäuseteil mit einem zweiten
Gehäuseteil verbunden, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, indem die abtreibende Welle eine in Umfangsrichtung ununterbrochen und/oder vollständig umlaufende keilförmige und/oder V-förmige Nut, insbesondere nach radial außen geöffnete Nut, aufweist, in welcher Wälzkörper, insbesondere zylinderförmige, tonnenförmige Wälzkörper oder kugelförmige Wälzkörper, aufgenommen sind, wobei eine V-förmige Vertiefung, insbesondere eine nach radial innen geöffnete V- förmige Vertiefung, vorgesehen und/oder ausgebildet ist, die in axialer Richtung vom ersten Gehäuseteil und entgegen der axialen Richtung vom zweiten Gehäuseteil begrenzt ist, insbesondere wobei ein erster Abrollbereich des Wälzkörpers an einer Flanke der keilförmigen oder V-förmigen Nut angeordnet ist und ein zweiter Abrollbereich des Wälzkörpers am ersten Gehäuseteil oder am zweiten Gehäuseteil, insbesondere wobei die V-förmige Vertiefung radial außerhalb der V-förmigen Nut angeordnet ist, insbesondere wobei das zweite Gehäuseteil Axialbohrungen aufweist zur Verbindung einer vom Getriebe des Antriebs anzutreibenden Vorrichtung, insbesondere wobei die abtreibende Welle an ihrem vom Käfig abgewandten axialen Endbereich Axialbohrungen aufweist, insbesondere zur Verbindung mit einem drehbar gelagerten Teil der anzutreibenden Vorrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Lagerung nach Art eines Tonnenlagers oder Kreuzrollenlagers ermöglicht ist und somit Radialkräfte und Axialkräfte ableitbar sind. Somit ist eine Übertragung hoher Drehmomente erlaubt, ohne dass Radialkräfte oder Axialkräfte die Lagerung schädigen können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist, insbesondere auf der von den Axialbohrungen der abtreibenden Welle abgewandten Seite, am Käfig ein Versteifungsring ausgebildet ist, insbesondere ausgeformt ist, insbesondere wobei der Versteifungsring koaxial zum rohrförmig ausgeformten Käfig und koaxial zur abtreibenden Welle ausgerichtet ist, insbesondere wobei die radiale Wandstärke des Käfigs im vom Versteifungsring in axialer Richtung überdeckten Bereich größer ist als die Wandstärke des Käfigs außerhalb dieses Bereichs. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Drehmoment von den Rollen in den Käfig einleitbar ist und der Käfig durch den Versteifungsring genügend versteifbar ist. Vorzugsweise ist der Versteifungsring auf der von der Flanschblockschnittstelle, also den Axialbohrungen, der abtreibenden Welle axial abgewandten Seite des Käfigs angeordnet, so dass das Drehmoment axial zwischen dem Versteifungsring und der abtreibenden Welle einleitbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckförmig ausgebildet, wobei in den Eckbereichen der rechteckförmigen Ausnehmungen Entlastungskerben in axialer Richtung hervorragen, wobei der in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen zwei Entlastungskerben in axialer Richtung und/oder mit zunehmender Entfernung von dem Rechteck monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die ersten Ausnehmungen keine scharfen Ecken der rechteckförmigen Grundform aufweisen und somit die Kraftspannungsverläufe im Käfig optimierbar sind. Durch die mit zunehmender axialer Entfernung in Umfangsrichtung immer näher sich kommenden Entlastungskerben ist ein besonders günstiger Spannungskraftverlauf im Käfig erreichbar. Außerdem ist der jeweilige schwalbenschwanzartige axiale Endbereich mit genügend Material ausgeführt, um die axiale Begrenzung der Rollen zu gewährleisten, insbesondere bei möglichst großer Ausdehnung des begrenzenden Materials in Umfangsrichtung.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung. Von Vorteil ist dabei, dass die Beabstandungsringe aus einem Material ausführbar sind, welches weicher als das Material des Käfigs ist, so dass ein geräuscharmer Betrieb des Getriebes erreichbar ist. Insbesondere sind die Beabstandungsringe aus Kunststoff ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt der Innenradius des ersten Kurvenscheibenbereichs, insbesondere also der Radialabstand des Kurvenscheibenbereichs bezogen auf die Drehachse der antreibenden Welle, vom Umfangswinkel, insbesondere vom auf die Drehachse der Welle bezogenen Umfangswinkel, periodisch ab, insbesondere nicht konstant ist, insbesondere wobei der erste Kurvenscheibenbereich in axialer Richtung den von der jeweiligen ersten Rolle in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung des Kurvenscheibenbereichs ausführbar ist und durch die Periodizität die Übersetzungszahl vorgebbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt im jeweiligen Exzenterbereich der Außenradius der antreibenden Welle vom Umfangswinkel ab, insbesondere also nicht konstant ist, insbesondere wobei die Abhängigkeit des Außenradius nur ein einziges Maximum und ein einziges Minimum als Funktion des Umfangswinkels aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist. Außerdem ist an der eintreibenden Welle ein exzentrischer Bereich ausformbar und die nachfolgende Feinbearbeitung kostengünstig ausführbar. Mittels der Exzentrizität, der Periodizität und der Anzahl der Rollen beziehungsweise des Durchmessers der Rollen ist die Übersetzungszahl variierbar oder erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom jeweiligen Exzenterbereich überdeckte axiale Bereich mit dem vom Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich zumindest, wobei der Kurvenscheibenbereich dieselbe Rolle berührt wie der jeweilige Exzenterbereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Rolle möglichst hohe Kräfte überträgt, da sie über ihre gesamte axiale Länge Berührung zum Exzenterbereich und zur antreibenden Welle aufweist.
Außerdem sind die Rollen radial zwischen den beiden Bereichen anordenbar und im selben axialen Bereich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die antreibende Welle mit der Rotorwelle des Elektromotors drehfest verbunden oder wird über eine oder mehrere Getriebestufen von der Rotorwelle des Elektromotors angetrieben, insbesondere wobei ein erstes Verzahnungsteil mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist und ein zweites Verzahnungsteil mit der antreibenden Welle drehfest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein höheres Drehmoment übertragbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kurvenscheibenbereiche an der Innenseite des ersten Gehäuseteils des Getriebes ausgebildet, wobei das erste Gehäuseteil mit einem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, wobei Wälzkörper einer Lagerung der abtreibenden Welle vom ersten Gehäuseteil, vom zweiten Gehäuseteil und von der abtreibenden Welle begrenzt sind, insbesondere wobei die abtreibende Welle eine Lauffläche für die Wälzkörper aufweist und das zweite Gehäuseteil eine Lauffläche für die Wälzkörper aufweist, insbesondere wobei die abtreibende Welle eine V-förmige, in Umfangsrichtung vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ringnut aufweist, in welcher die Wälzkörper aufgenommen sind, insbesondere wobei eine weitere V-förmige, in Umfangsrichtung vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ausnehmung, in welcher die Wälzkörper aufgenommen sind und welche eine zur V-förmigen Ringnut umgekehrte Ausrichtung aufweist, vom ersten und zweiten Gehäuseteil gebildet ist und/oder berandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Ausführung ermöglicht ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Ausführung ermöglicht ist. Denn es ist kein separater Außenring und Innenring für die Lagerung notwendig.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf den ersten Exzenterbereich ein Lager, insbesondere Exzenterlager, aufgesteckt, auf welchem, insbesondere auf dessen Außenring, die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten, insbesondere wobei das Lager als Zylinderrollenlager oder als Tonnenlager ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist und kein zusätzliches Teil notwendig ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt der Innenradius des jeweiligen Kurvenscheibenbereichs, insbesondere also der Radialabstand des jeweiligen Kurvenscheibenbereichs bezogen auf die Drehachse der Welle, vom Umfangswinkel, insbesondere vom auf die Drehachse der Welle bezogenen Umfangswinkel, periodisch, insbesondere nicht konstant ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt im jeweiligen Exzenterbereich der Außenradius der Welle vom Umfangswinkel ab, insbesondere ist also nicht konstant, insbesondere wobei die Abhängigkeit des Außenradius nur ein einziges Maximum und ein einziges Minimum als Funktion des Umfangswinkels aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom jeweiligen Exzenterbereich überdeckte axiale Bereich mit dem vom jeweiligen zugehörigen Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich zumindest. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst breite axiale Berührung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf den jeweiligen Exzenterbereich ein jeweiliges Lager, insbesondere Kugellager, aufgesteckt, auf welchem, insbesondere auf dessen Außenring, die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein jeweiliger Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten. Von Vorteil ist dabei, dass möglichst geringe Reibverluste auftreten. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kurvenscheibenbereiche in einem oder dem ersten Gehäuseteil integriert ausgebildet, das mit einem oder dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, in welchem die Lagerung aufgenommen ist, welche die abtreibende Welle drehbar lagert, insbesondere wobei der jeweilige Innenring dieser Lagerung auf der abtreibenden Welle aufgenommen ist und der jeweilige Außenring dieser Lagerung in dem zweiten Gehäuseteil aufgenommen sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe möglichst kompakt ausgeführt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wellendichtring, insbesondere ein innerer Wellendichtring, in der abtreibenden Welle aufgenommen, der zur antreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der antreibenden Welle läuft, wobei ein weiterer Wellendichtring, insbesondere äußere Wellendichtring, im zweiten Gehäuseteil aufgenommen ist, der zur abtreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der abtreibenden Welle läuft oder auf einem auf die abtreibende Welle aufgesteckten Ringteil läuft. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Schutzart erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein drittes Gehäuseteil, insbesondere Adaptergehäuse, mit dem ersten Gehäuseteil verbunden, insbesondere mittels in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Verbindungsschrauben, wobei das dritte Gehäuseteil mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist, welcher ein erstes Zahnrad antreibt, das im Eingriff ist mit einem zweiten Zahnrad, welches drehfest mit der antreibenden Welle verbunden ist, wobei das dritte Gehäuseteil das erste und zweite Zahnrad zumindest teilweise gehäusebildend umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen des Käfigs rechteckförmig ausgebildet, wobei in den Eckbereichen der rechteckförmigen Ausnehmungen Entlastungskerben angeordnet sind, wobei der Abstand von jeweils zwei Entlastungskerben mit zunehmender Entfernung von dem jeweiligen Rechteck monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Standzeit erreichbar ist und ein hohes Drehmoment übertragbar ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei der jeweilige Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist, wobei radial an einem ersten Beabstandungsring hervorragende Noppen Ausnehmungen hineinragen und die Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei ein jeweilige der Noppen in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine erste Rolle begrenzt, wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe nächstbenachbarte Noppe in eine zweite Ausnehmung hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung.
Von Vorteil ist dabei, dass hoch belastbare Ausnehmungen im Käfig verwendbar sind, welche keine Kerben aufweisen. Dabei ist eine hohe Standzeit für das Getriebe erreichbar. Die axialen Beabstandung der Rollen ist durch den aus Kunststoff ausgeführten jeweiligen Beabstandungsring gedämpft ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die antreibende Welle mit der Rotorwelle des Elektromotors drehfest verbunden oder wird über eine oder mehrere Getriebestufen von der Rotorwelle des Elektromotors angetrieben, insbesondere wobei ein erstes Verzahnungsteil mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist und ein zweites Verzahnungsteil mit der antreibenden Welle drehfest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein direktes Antreiben der eintreibenden Welle oder ein über eine Getriebestufe indirekt ausgeführtes Antreiben der antreibenden Welle ermöglicht ist. Wichtig ist dabei, dass von der Getriebestufe ein höheres Drehmoment oder auch Losbrechmoment aufbringbar ist also bei direktem Antreiben durch den Elektromotor.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die eintreibende Welle mittels eines Lagers, insbesondere Wälzlagers, insbesondere Kugellagers, relativ zum Käfig mit abtreibender Welle drehbar gelagert, insbesondere wobei der Außenring des Lagers von der abtreibenden Welle aufgenommen ist, insbesondere gegen eine Stufe der abtreibenden Welle angestellt ist, und der Innenring des Lagers auf die eintreibende Welle aufgesteckt ist, insbesondere gegen eine Stufe der eintreibenden Welle angestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die relative Drehzahl des Lagers geringer ist als bei einer Lagerung der eintreibenden Welle zum Gehäuse hin. Somit sind geringere Verluste bewirkbar. Außerdem ist eine Verbesserung der Stabilität erreichbar, da die relative Ausrichtung der eintreibenden Welle zum Käfig hin mit einfachen Mitteln hochpräzise erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf den jeweiligen ersten Exzenterbereich ein Lager, insbesondere Zylinderrollenlager, Tonnenlager oder Kugellager, aufgesteckt, wobei auf dem ersten Exzenterbereich die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verringerung der Reibungsverluste erreichbar ist und auch eine verbesserte Laufruhe.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen zweiten Exzenterbereich auf, welcher in Umfangsrichtung zum ersten Exzenterbereich einen Versatzwinkel, insbesondere einen Versatzwinkel von 180° oder einen Versatzwinkel von 3607P, wobei P die Anzahl der Exzenterbereiche der eintreibenden Welle ist, aufweist, wobei der zweite Exzenterbereich von einem zweiten Kurvenscheibenbereich radial umgeben ist, wobei zweite Rollen in dem Käfig ebenfalls mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, aufgenommen sind, wobei im Betrieb, insbesondere also bei drehender, eintreibender Welle, die zweiten Rollen vom zweiten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am zweiten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden. Von Vorteil ist dabei, dass höhere Stabilität und Laufruhe erreichbar sind, indem die Unwucht verringerbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt der Innenradius des zweiten Kurvenscheibenbereichs, insbesondere also der Radialabstand des zweiten Kurvenscheibenbereichs bezogen auf die Drehachse der eintreibenden Welle, vom Umfangswinkel, insbesondere vom auf die Drehachse der eintreibenden Welle bezogenen Umfangswinkel, periodisch ab, insbesondere und ist nicht konstant. Von Vorteil ist dabei, dass die Anzahl der Perioden des ersten Kurvenscheibenbereichs der Anzahl der Perioden des ersten Kurvenscheibenbereichs gleicht und somit das Getriebe betreibbar ist, insbesondere mit einer Reduzierung der Unwucht. Denn durch eine vorteilhafte radiale Verteilung der Exzenter wird eine Reduzierung der Unwucht bewirkt.
Vorteiligerweise sind die Anzahlen der Perioden der Kurvenbereiche zueinander gleich, so dass das Getriebe betriebsbereit ist. Eine Reduzierung der Unwucht wird durch einen vorteilhaften Versatz der Exzenterbereiche in Umfangsrichtung bewirkbar. Insbesondere ist ein Versatzwinkel in Umfangsrichtung von 360°geteilt durch die Anzahl der Exzenterbereiche vorteilig.
Bei vorteilhafter Wahl der Periodenanzahl sind zum einen die Exzenter so verteilbar, dass die Unwucht minimiert wird, zum anderen können die Kurvenscheibenbereiche in Umfangsrichtung deckungsgleich ausgeführt werden, so dass die Kurvenscheibenbereiche aller Rollenreihen als ein einziger langer Kurvenscheibenbereich in einem Kurvenscheibenbauteil ausführbar sind, innerhalb welchem die Rollenreihen zueinander axial versetzt angeordnet sind. Somit sind die Kurvenscheibenbereiche aller Rollenreihen in einem einzigen, insbesondere gemeinsamen, Bauteil darstellbar, was eine wirtschaftliche Herstellbarkeit und einfache Montage ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt im zweiten Exzenterbereich der Außenradius der eintreibenden Welle vom Umfangswinkel ab, insbesondere und ist also nicht konstant, insbesondere wobei die Abhängigkeit des Außenradius nur ein einziges Maximum und ein einziges Minimum als Funktion des Umfangswinkels aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht ist und trotzdem ein hohes Drehmoment übertragbar und eine hohe Übersetzungszahl erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom zweiten Exzenterbereich überdeckte axiale Bereich zumindest mit dem vom zweiten Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Rollen radial zwischen den beiden Bereichen anordenbar sind und im selben axialen Bereich. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf den ersten Exzenterbereich ein Lager, insbesondere Kugellager, aufgesteckt, auf welchem, insbesondere auf dessen Außenring, die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verringerung der Reibungsverluste ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind ein erster und zweiter Kurvenscheibenbereich in einem ersten Gehäuseteil integriert ausgebildet, das mit einem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, in welchem Lager aufgenommen sind, welche die abtreibende Welle drehbar lagern, insbesondere wobei der jeweilige Innenring dieser Lager auf der abtreibenden Welle aufgenommen ist und der jeweilige Außenring dieser Lager in dem zweiten Gehäuseteil aufgenommen sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und robuste Herstellung ermöglicht ist. Bei gleicher Anzahl von Perioden im ersten und im zweiten
Kurvenscheibenbereich sind diese beiden Kurvenscheibenbereiche durch einen einzigen Kurvenscheibenbereich ausführbar, der in axialer Richtung den von dem ersten und dem von dem zweiten Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich umfasst, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht ist, insbesondere da nur ein einziges Teil für alle Kurvenscheibenbereiche verwendbar ist.
Gegebenenfalls sind auch mehr als zwei Kurvenscheibenbereiche in einem Gehäuseteil integrierbar. Bei vorteilhafter Wahl der Periodenanzahl kann dann ein, insbesondere ausreichend langer, Kurvenscheibenbereich für alle Rollenreihen genutzt werden, was die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung erhöht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wellendichtring, insbesondere ein innerer Wellendichtring, in der abtreibenden Welle aufgenommen, der zur eintreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der eintreibenden Welle läuft, wobei ein weiterer Wellendichtring im zweiten Gehäuseteil aufgenommen ist, der zur abtreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der auf der abtreibenden Welle läuft oder auf einem auf die abtreibende Welle aufgesteckten Ringteil läuft. Von Vorteil ist dabei, dass nach radial innen und nach radial außen eine Abdichtung gegen Öl ausführbar ist. Somit ist Öl im Innenraum des Getriebes vorsehbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein drittes Gehäuseteil, insbesondere Adaptergehäuse, mit dem ersten und zweiten Gehäuseteil verbunden, insbesondere mittels in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Verbindungsschrauben, wobei das dritte Gehäuseteil mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist, wobei das dritte Gehäuseteil das erste und zweite Zahnrad zumindest teilweise gehäusebildend umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass die Gehäuseteile von den Verbindungsschrauben aufeinander zu gedrückt werden und somit eine stabile Einhausung entsteht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Käfig zur Aufnahme der ersten Rollen erste Ausnehmungen auf, welche in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig, insbesondere gleichmäßig beabstandet sind, insbesondere wobei die ersten Ausnehmungen am Käfig auf derselben radialen und axialen Position angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die vorzugsweise rechteckförmigen Ausnehmungen mit an den Ecken des Rechtecks eingebrachten Entlastungskerben eine möglichst große Laufruhe bewirken, insbesondere bei hoher Anzahl von Rollen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Käfig zur Aufnahme der zweiten Rollen zweite Ausnehmungen aufweist, welche in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig, insbesondere gleichmäßig beabstandet sind, insbesondere wobei die zweiten Ausnehmungen am Käfig auf derselben radialen und axialen Position angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Laufruhe und eine höhere Drehmomentübertragung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die ersten Ausnehmungen zu den zweiten Ausnehmungen einen Versatz in Umfangsrichtung auf, wobei die Anzahl N der ersten Ausnehmungen gleich groß ist wie die Anzahl der zweiten Ausnehmungen, insbesondere wobei der Versatz 360° / N beträgt, wobei N die Anzahl der ersten Ausnehmungen ist. Von Vorteil ist dabei, dass mit zunehmender Anzahl eine verbesserte Laufruhe erreichbar ist. Außerdem verteilt sich dann auch das Drehmoment auf eine größere Anzahl vor Rollen, so dass insgesamt ein höheres Drehmoment übertragbar ist.
In der vorliegenden Schrift wird stets unter „eintreibend“ auch „antreibend“ subsummiert.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein Antrieb angeschnitten in Schrägansicht dargestellt.
IN der Figur 2 ist eine zugehörige teilweise angeschnittene Darstellung des Antriebs gezeigt.
In der Figur 3 ist ein wiederum zugehörige, teilweise angeschnittene aber anders angeschnittene Darstellung des Antriebs dargestellt.
In der Figur 4 ist ein Käfig 4 in Schrägansicht dargestellt, in welchem erste Rollen 3 und zweite Rollen 4 aufgenommen sind und am ersten Gehäuseteil 2 abrollen und/oder gleiten.
In der Figur 5 ist ein Querschnitt durch das erste Gehäuseteil 2 dargestellt, wobei nur die von den ersten Rollen 3 gebildete Reihe sichtbar ist. In der Figur 6 ist ein weiterer Querschnitt durch das erste Gehäuseteil 2 dargestellt, wobei die von den ersten Rollen 3 gebildete Reihe und die von den zweiten Rollen 4 gebildete Reihe sichtbar ist.
In der Figur 7 ist der Käfig 4 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 8 ist ein weiterer erfindungsgemäßer Antrieb angeschnitten in Schrägansicht dargestellt, wobei drei Rollenreihen vorgesehen sind, welche teilweise entfernt sind.
In der Figur 9 ist eine Schrägansicht mit vorhandenen Wälzkörpern der Exzenterlager gezeigt.
In der Figur 10 sind die Rollen 3 des Antriebs dargestellt, wobei der mit der abtreibenden Welle 10 verbundene Käfig entfernt ist.
In der Figur 11 ist der Käfig im Unterschied zur Figur 10 sichtbar.
In der Figur 12 ist eine Schnittansicht des Antriebs dargestellt.
In der Figur 13 ist eine Kopfrücknahme und Fußrücknahme bei der Kontur einer Kurvenscheibe des Antriebs dargestellt.
In der Figur 14 ist die abtreibende Welle 10 des Ausführungsbeispiels nach Figur 8 dargestellt.
In der Figur 15 ist eine Draufsicht auf einen Bereich des Käfigs dargestellte.
In der Figur 16 ist eine Ausnehmung des Käfigs vergrößert dargestellt.
In der Figur 17 ist eine andere Ausnehmung des Käfigs vergrößert dargestellt.
In der Figur 18 ist eine Schnittansicht der Lagerung der abtreibenden Welle 10 näher dargestellt, wobei anstatt eines Zylinders oder einer Tonne eine Kugel 180 als Wälzkörper eingesetzt ist. In der Figur 19 ist ein alternativer Käfig 10 dargestellt, wobei die Ausnehmungen ohne kerben ausgeführt sind Beabstandungsringe (190, 191) sich mit ihren nach radial außen hervorstehenden Noppen in die Ausnehmungen des Käfigs 10 einklemmen.
In der Figur 20 ist im Unterschied zur Figur 19 der Käfig 10 ausgeblendet.
In der Figur 21 ist ein dritter Beabstandungsring 190 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 22 ist ein erster Beabstandungsring 190 in Schrägansicht dargestellt.
Wie in den Figuren 1 bis 6 dargestellt, ist ein erstes Zahnrad 12 drehfest mit der Rotorwelle eines Elektromotors 11 verbunden und treibt ein zweites Zahnrad 13 an, das mit dem ersten Zahnrad im Eingriff ist.
Das zweite Zahnrad 13 ist drehfest verbunden mit der Hohlwelle 1 , welche einen ersten Exzenterbereich 8 und einen axial davon beabstandeten zweiten Exzenterbereich 9 aufweist.
Im jeweiligen Exzenterbereich (8, 9) ist der Außenradius als Funktion des Umfangswinkels nicht konstant, sondern vom Umfangswinkel abhängig. Insbesondere weist die Funktion ein einziges Maximum auf und ein einziges Minimum.
Die Hohlwelle 1 fungiert als eintreibende Welle und ist auch als antreibende Welle bezeichenbar.
Der zum Maximum des ersten Exzenterbereichs 8 gehörige Umfangswinkel ist in Umfangsrichtung beabstandet vom zum Maximum des zweiten Exzenterbereichs 9 gehörigen Umfangswinkel.
Der Außenumfang des jeweiligen Exzenterbereichs (8, 9) ist kreiszylindrisch, insbesondere also kreisförmig. Somit ist auf den ersten Exzenterbereich 8 ein erstes Lager 5 und auf den zweiten Exzenterbereich 9 ein zweites Lager 7 aufsetzbar.
Das erste Lager 5 ist als Kugellager ausführbar und das zweite Lager 7 ebenfalls als ein Kugellager. Auf dem Außenumfang des ersten Lagers 5 sind erste Rollen vorgesehen, die entweder direkt auf dem Außenring des ersten Lagers 5 abrollen und/oder gleiten oder auf einem auf den Außenring des ersten Lagers 5 aufgeschobenem Ring.
Diese ersten Rollen 3 sind in einem Käfig 4 gehalten und dadurch in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Denn der Käfig 4 weist für jede erste Rolle 3 eine Ausnehmung auf, in welcher diese aufgenommen ist. Die Ausnehmungen sind vorzugswiese zueinander gleichartig, insbesondere identisch, ausgeformt und/oder auf dem selben Radialabstand angeordnet und/oder überdecken den selben axialen Bereich.
Ebenso sind von den ersten Rollen 3 axial beabstandet die zweiten Rollen 6 in einem Käfig 4 gehalten und dadurch in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Denn der Käfig 4 weist für jede zweite Rolle 6 eine zweite Ausnehmung auf, in welcher diese zweite Rolle 6 aufgenommen ist. Die zweiten Ausnehmungen sind vorzugswiese zueinander gleichartig, insbesondere identisch, ausgeformt und/oder auf dem selben Radialabstand angeordnet und/oder überdecken den selben axialen Bereich.
Nach radial innen berührt also jede der ersten und zweiten Rollen den jeweiligen Exzenterbereich.
Nach radial außen berühren die ersten Rollen einen ersten, an der Innenseite eines ersten Gehäuseteils 2 ausgebildeten Kurvenscheibenbereich und rollen an diesem ab.
Dieser erste Kurvenscheibenbereich weist einen vom Umfangswinkel periodisch abhängenden, insbesondere sinusförmig abhängenden, Innenradius auf. Der Kurvenscheibenbereich ist mit dem Gehäuseteil 2 einstückig, also einteilig, ausgebildet.
Der Kurvenscheibenbereich weist eine diskrete Drehsymmetrie auf, insbesondere deren Zähligkeit der Anzahl der in Umfangsrichtung ausgebildeten, vollständigen Perioden gleicht.
Die zugehörige Symmetrieachse der Drehsymmetrie ist identisch mit der Drehachse der Hohlwelle 1. Nach radial außen berühren die zweiten Rollen 6 einen zweiten, an der Innenseite des ersten Gehäuseteils 2 ausgebildeten Kurvenscheibenbereich und rollen an diesem ab.
Dieser zweite Kurvenscheibenbereich weist einen vom Umfangswinkel periodisch abhängenden, insbesondere sinusförmig abhängenden, Innenradius auf. Der zweite Kurvenscheibenbereich ist mit dem Gehäuseteil 2 einstückig, also einteilig, ausgebildet.
Der zweite Kurvenscheibenbereich weist eine diskrete Drehsymmetrie auf, insbesondere deren Zähligkeit der Anzahl der in Umfangsrichtung ausgebildeten, vollständigen Perioden des zweiten Kurvenscheibenbereichs gleicht.
Die zugehörige Symmetrieachse der Drehsymmetrie des zweiten Kurvenscheibenbereichs ist identisch mit der Drehachse der Hohlwelle 1.
Der zweite Kurvenscheibenbereich ist axial neben dem ersten Kurvenscheibenbereich angeordnet.
Wie in den Figuren 1 bis 6 dargestellt, ist der zweite Kurvenscheibenbereich gleichartig zum ersten Kurvenscheibenbereich ausgeführt, weist also keinen Versatz in Umfangsrichtung auf. Die sinusförmige Abhängigkeit des Innenradius des zweiten Kurvenscheibenbereichs vom Umfangswinkel ist also identisch zur sinusförmige Abhängigkeit des Innenradius des ersten Kurvenscheibenbereichs vom Umfangswinkels.
Bei weiteren erfingungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist allerdings ein Versatz des zweiten Kurvenscheibenbereichs in Umfangsrichtung um eine halbe Periodenlänge zum ersten Kurvenscheibenbereich ausgeführt. Insbesondere beträgt der Versatz also 180° / M, wobei M die Anzahl der Perioden des Kurvenscheibenbereichs in Umfangsrichtung ist. Alternativ ist auch ein Versatz um 180° ausführbar, insbesondere wobei dann der Versatz der
Exzenterbereiche zueinander entfallen darf aber nicht muss. Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind weitere Rollenreihen axial beabstandet von der ersten und zweiten vorgesehen, die dann ebenfalls am Kurvenscheibenbereich abrollen oder gleiten, wobei die zugehörigen Exzenterbereiche einen Versatz von 360° / N aufweisen, wobei N die Anzahl der Rollenreihen ist. Wie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt, ist der zweite Kurvenscheibenbereich zum ersten Kurvenscheibenbereich gleichartig ausgeführt und somit der gesamte Kurvenscheibenbereich einfach und kostengünstig herstellbar.
Die Periodenanzahl und auch die die Exzentrizität ermöglichen eine hohe Übersetzungszahl bei hohem Drehmoment.
Wie in den Figuren 1 bis 6 gezeigt, umgibt der Käfig 4 die Welle 1. Hierzu ist also an jeder axialen Position der kleinste Radialabstand des Käfigs 4 größer als der größte Radialabstand der Welle 1 in dem vom Käfig 4 überdeckten axialen Bereich.
An jeder axialen Position ist der vom Käfig 4 überdeckte Radialabstandsbereich radial beabstandet von dem von der Welle 1 überdeckten Radialabstandsbereich und/oder radial beabstandet und/oder weiter außen angeordnet.
Die axiale Richtung ist parallel zur Drehachse der Welle 1 ausgerichtet. Die genannten Radialabstände sind hier also stets auf die axiale Achse bezogen. Ebenso sind die Umfangsrichtung und die Umfangswinkel auf diese axiale Richtung bezogen.
Der Käfig 4 ist mit der abtreibenden Welle 10 einstückig, also einteilig, ausgeführt.
Somit ist in einem ersten axialen Bereich dieses Teils der Käfig 4 und abtriebsseitig axial angrenzend an den Käfig 4 die abtreibende Welle 10 ausgeformt, die an ihrer axialen Stirnseite Axialbohrungen, die als Gewindebohrungen ausgeführt sind, aufweist. Somit ist eine anzutreibende Vorrichtung mit ihrem drehbar gelagerten Element schraubverbindbar mit der Welle 1.
Die abtreibende Welle 10 ist auch als austreibende Welle bezeichenbar.
Die abtreibende Welle 10 ist zur Welle 1 hin mittels eines weiteren Lagers 16 gelagert und zum Gehäuse hin, insbesondere zu einem mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbundenen zweiten Gehäuseteil 17, mittels zweier Lager (14), die vorzugsweise als Schräglager ausgeführt sind, drehbar gelagert. Auf diese Weise ist der Käfig 4 samt abtreibender Welle 10 zu einem möglichst ruhigen Drehbetrieb gezwungen.
Zur Unwuchtminderung und weiteren Verbesserung der Laufruhe sind der erste und zweite Exzenterbereich 8 und 9 gleichartig aber um 180° in Umfangsrichtung zueinander versetzt ausgeführt. Bei etwaiger Verwendung von weiteren Exzenterbereichen und entsprechend zugeordneten Rollenreihen ist ein in Umfangsrichtung vorgesehener Versatz von 360° / N zwischen jeweils zwei nächstbenachbarten Rollenreihe ermöglicht, wobei die Anzahl der Rollenreihen der Anzahl der Exzenterbereiche gleicht.
Des Weiteren ist sowohl zur Welle 1 hin, insbesondere also nach radial innen, ein Wellendichtring 15 vorgesehen und andererseits zum Gehäuse hin, insbesondere also nach radial außen zum Gehäuse hin ein weiterer Wellendichtring 18 vorgesehen.
Der Wellendichtring 15 ist von der abtreibenden Welle 10 aufgenommen und seine Dichtlippe läuft auf einem fein bearbeiteten Bereich der Welle 1.
Der Wellendichtring 18 ist im zweiten Gehäuseteil 17 aufgenommen und seine Dichtlippe läuft auf der abtreibenden Welle 10 oder auf einem auf die abtreibende Welle 10 aufgesteckten Ring.
Die vorzugsweise als Schräglager ausgeführten Lager der Lagerung 14 sind mit ihrem Außenring im zweiten Gehäuseteil 17 aufgenommen und mit ihrem Innenring auf die abtreibende Welle 10 aufgesteckt.
Der Innenring des Weiteren Lagers 16, insbesondere Wälzlagers, insbesondere Kugellagers, ist auf die Welle 1 aufgesteckt. Der Außenring des Weiteren Lagers 16 ist in der abtreibenden Welle 10 aufgenommen.
Der Innenring des ersten Lagers 5 ist auf den ersten Exzenterbereich 8 aufgesteckt. Der Innenring des zweiten Lagers 7 ist auf den zweiten Exzenterbereich 9 aufgesteckt.
Der Außenring des ersten Lagers 5 oder ein auf diesen Außenring aufgestecktes Ringteil fungiert als Rollfläche für die ersten Rollen 3. Der Außenring des zweiten Lagers 7 oder ein auf diesen Außenring aufgestecktes Ringteil fungiert als Rollfläche für die zweiten Rollen 6.
Ein drittes Gehäuseteil 19 umgibt zumindest teilweise die aus dem ersten und zweiten Zahnrad (12, 13) gebildete Stirnradstufe. Das dritte Gehäuseteil 19 wird mit dem Gehäuse des das erste Zahnrad 12 antreibenden Elektromotors verbunden.
Auf der von dem Elektromotor 11 abgewandten Seite des dritten Gehäuseteils 19 ist das erste Gehäuseteil 2 und das zweite Gehäuseteil 10 angeordnet. Das erste Gehäuseteil 2 ist zwischen dem zweiten Gehäuseteil 10 und dem dritten Gehäuseteil 19 angeordnet. Das erste, zweite und dritte Gehäuseteil (19, 2, 10) ist mittels durch diese drei Gehäuseteile (19, 2, 10) durchgehenden Verbindungsschrauben 20 verbunden.
Wie in den Figuren 1 bis 7, insbesondere in den Figuren 4 und 7, ersichtlich, bilden die ersten Rollen 3 und auch die die ersten Rollen 3 aufnehmenden Ausnehmungen des Käfigs 4 in Umfangsrichtung eine erste Reihe.
Ebenso bilden die zweiten Rollen 6 und auch die die zweiten Rollen 6 aufnehmenden Ausnehmungen des Käfigs 4 in Umfangsrichtung eine zweite Reihe.
Die ersten Rollen 3 sind in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig, insbesondere regelmäßig, beabstandet. Ebenso sind die zweiten Rollen 6 in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig, insbesondere regelmäßig, beabstandet.
Die Rollen (3, 6) jeder Rollenreihe befinden sich alle auf einem Kreis bzw. die Achsen der Rollen (3, 6) befinden sich auf einem gedachten Zylinder. Der Mittelpunkt dieses Kreises liegt jeweils auf der Achse des zugehörigen Exzenterbereichs bzw. die Achse dieses jeweiligen Zylinders ist konzentrisch mit dem zugehörigen Exzenterbereich. Dementsprechend sind die Zylinderachsen parallel, aber radial versetzt zueinander angeordnet. Die ersten Rolle 3 liegen am ersten Exzenterbereich 8 an und die zweiten Rollen 6 liegen am zweiten Exzenterbereich 9 an. Die beiden Reihen sind also nicht zueinander koaxial ausgerichtet. Darüber hinaus ist also derjenige Zylinder, welcher die Drehsymmetrieachsen der ersten Rollen 3 enthält, axial beabstandet zu demjenigen Zylinder, welcher die Drehsymmetrieachsen der zweiten Rollen 6 enthält.
In Umfangsrichtung ist die erste Reihe zur zweiten Reihe aber versetzt um eine halbe Periodenlänge der ersten Rollen 3 innerhalb der ersten Reihe.
Jede zweite Rolle 6 weist also einen Versatzwinkel von 180° / N zu einer jeweiligen ersten Rolle 3 lauf, wobei N die Anzahl der in der ersten Reihe angeordneten, ersten Rollen 3 ist.
Auf diese Weise wird eine geringere Drehmomentwelligkeit erreicht.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind weitere Reihen mit weiteren Rollen und zugehörigen Kurvenscheibenanordnungen vorgesehen.
Beispielhaft ist hierzu in der Figur 8 ein weiterer Antrieb, dargestellt, bei dem drei Rollenreihen vorgesehen sind.
Wie in Figur 8 dargestellt, weist die eintreibende Hohlwelle 1 einen ersten Exzenterbereich 80 auf, der axial zwischen einem zweiten und einem dritten Exzenterbereich (81 , 82) angeordnet ist.
Der Hochpunkt des ersten Exzenterbereichs 80 ist um 180° in Umfangsrichtung versetzt zu den Hochpunkten des zweiten und dritten Exzenterbereichs (81 , 82), welche jeweils an der gleichen Umfangsposition angeordnet sind.
In axialer Richtung ist der erste Exzenterbereich 80 breiter als der zweite Exzenterbereich 81.
In axialer Richtung ist der erste Exzenterbereich 80 breiter als der dritte Exzenterbereich 82.
Vorzugsweise ist die Summe der axialen Breiten des zweiten und dritten Exzenterbereichs (81 , 82) gleich der axialen Breite des ersten Exzenterbereichs 80.
Somit ist eine besonders gut ausgewuchtete Lösung erreicht. Auf jeden der Exzenterbereiche (80, 81 , 82) ist jeweils ein Wälzlager aufgeschoben, die im Folgenden als Exzenterlager bezeichnet werden.
Auf den ersten Exzenterbereich ist ein erstes Exzenterlager aufgeschoben, dessen Wälzkörper 16 als Zylinderrolle oder Tonne ausgeführt sind. Ebenso sind die Wälzkörper (83, 87) des zweiten und dritten Exzenterlagers als Zylinderrolle oder Tonne ausgeführt.
Die abtreibende Welle 10 weist abtriebsseitig eine Flanschblockschnittstelle auf, also eine für Roboteranwendungen vorteilhafte Schnittstelle. Dabei stehen an der abtreibenden Welle 10 in Umfangsichtung voneinander beabstandete Axialbohrungen, die als Gewindebohrungen ausgeführt sind, zur Verfügung.
Die abtreibende Welle 10 weist an ihrem von der Flanschblockschnittstelle axial abgewandten Endbereich einen Rohrbereich auf, der als Käfig ausgeführt ist und die Exzenterlager (80, 81 , 82) radial umgibt.
In Ausnehmungen (141, 142, 143) des Käfigs sind die jeweiligen Rollen (16, 88, 89) aufgenommen und in radialer Richtung relativ zum Käfig bewegbar angeordnet. Somit ist der Bewegungsrum der Rollen (16, 88, 89) nach radial innen vom jeweiligen Außenring des jeweiligen Exzenterlagers begrenzt und nach radial außen durch eine jeweilige Kurvenscheibenkontur, die an der Innenseite des ersten Gehäuseteils 2 ausgebildet ist. Die erste der Kurvenscheibenkonturen ist wiederum 180° in Umfangsrichtung versetzt zu den beiden anderen Kurvenscheibenkonturen, die zueinander gleichartig verlaufen, also ohne Versatz.
An der ersten Kurvenscheibenkontur rollen somit die ersten Rollen 16 ab und an der zweiten Kurvenscheibenkontur die zweiten Rollen 88. An der dritten Kurvenscheibenkontur rollen die dritten Rollen 89 ab.
In axialer Richtung ist die erste Kurvenscheibenkontur zwischen der zweiten und der dritten Kurvenscheibenkontur angeordnet.
Ein zweites Gehäuseteil 17 ist mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbunden und umgibt die
Flanschbockschnittstelle der abtreibenden Welle 10. Die zur Breite der ersten Rolle 16 unterschiedlich breiten, zweiten und dritten Rollen (88, 89) sind also derart angeordnet, dass die dynamische Unwucht minimiert ist oder verschwindet. Zur Lagerung der abtreibenden Welle 10 mitsamt dem Käfig sind zylinderförmige oder tonnenförmige Wälzkörper 14 vorgesehen, deren Zylinderachse sich mit der Drehachse der abtreibenden Welle 10 schneidet, insbesondere wobei sie einen Winkel zwischen 10° und 80° zur Drehachse der abtreibenden Welle 10 aufweist.
Die Lauffläche des Wälzkörpers 14 ist einerseits am zweiten Gehäuseteil 17 ausgebildet und andererseits an der abtreibenden Welle 10.
Insbesondere bildet also die abtreibende Welle 10 einen Innenring und das zweite Gehäuseteil den Außenring der Lagerung der abtreibenden Welle 10.
Außerdem begrenzt das erste Gehäuseteil 2 den Wälzkörper 14, insbesondere in Richtung der Zylinderachse des Wälzkörpers 14.
Somit ist also der Wälzkörper 14 vom ersten Gehäuseteil 2, dem zweiten Gehäuseteil 17 und der abtreibenden Welle 10 begrenzt.
Zur Aufnahme des Wälzkörpers 14 weist die abtreibende Welle 10 einen V-förmige Ringnut auf, insbesondere deren Ringachse koaxial zur Drehachse der abtreibenden Welle 10 ausgerichtet ist.
Mittels des Wälzkörpers 14, der V-förmigen Ringnut der abtreibenden Welle 10 und der V- förmigen Vertiefung, deren Wände durch das erste Gehäuseteil 2 und das zweite Gehäuseteil 17 ist die Lagerung der Abtriebswelle einer Kreuzrollen- oder Vierpunktlagerung entsprechend ausgebildet. Sowohl Radialkräfte als auch Axialkräfte werden von der Lagerung aufgenommen. Insbesondere nimmt die Lagerung auch derart gerichtete Momente auf.
Wie in Figur 18 gezeigt, ist statt des zylinderförmigen oder tonnenförmigen Wälzkörpers 14 ein als Kugel ausgeführter Wälzkörper 180 verwendbar.
Wie in Figur 13 gezeigt, ist an der jeweiligen Kurvenscheibenkontur eine Kopfrücknahme 131 an den nach radial innenhervorragenden Kopfbereichen eines Sollverlaufs 130, insbesondere einer Sollkontur, der Kurvenscheibe ausgeführt und an den Fußbereichen dieses Sollverlaufs 130 eine Fußrücknahme 132. Dabei sind die Fußbereiche die radial am weitesten von der Drehachse der abtreibenden Welle 10 entfernt angeordneten Bereich des Sollverlaufs 130. Die eintreibenden Welle 1 ist koaxial zur abtreibenden Welle 10 ausgerichtet.
Die abtreibende Welle 10, insbesondere deren Käfig, weist an ihrem, insbesondere seinem, von der Flanschblockschnittstelle abgewandten axialen Endbereich einen in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden Versteifungsring 90 auf. Vorzugsweise ragt der Versteifungsring 90 am Käfig nach radial außen hervor.
Auf diese Weise ist der dünnwandig ausgeführte Käfig versteift und erreicht eine höhere Belastbarkeit und Tragkraft. Die radiale Wandstärke des Käfigs ist kleiner als die radiale Wandstärke im restlichen Bereich der abtreibenden Welle 10, insbesondere in demjenigen axialen Bereich, welcher von den Wälzkörpern 14 überdeckt ist.
Entsprechend der Rollenreihen weist der Käfig drei Reihen von Ausnehmungen (141 , 142, 143) auf.
In Umfangsrichtung sind die Ausnehmungen (141, 142, 143) der jeweiligen Reihe gleichmäßig voneinander beabstandet und auf der jeweils selben axialen Position.
Die erste Reihe von Ausnehmungen 141 ist axial zwischen der zweiten Reihe von Ausnehmungen 142 und der dritten Reihe von Ausnehmungen 143 angeordnet. Insbesondere weist die Reihe der zweiten Ausnehmungen 142 einen Versatz in Umfangsrichtung zur Reihe der ersten Ausnehmungen 141 auf. Die Reihe der zweiten Ausnehmungen 142 weist keinen Versatz in Umfangsrichtung zur Reihe der dritten Ausnehmungen 141 auf.
Wie in den Figuren 15 bis 17 dargestellt, weisen die Ausnehmungen (141 , 142, 143) an ihren insbesondere vier Eckbereichen Entlastungskerben auf. Die axial beidseitig angeordneten Berandungen der ersten Ausnehmungen 141 sind daher schwalbenschwanzförmig ausgebildet. Jeweils zwei der Entlastungskerben sind gekrümmt ausgeführt. Insbesondere sind die Entlastungskerben eines jeweiligen solchen Paars derart gekrümmt ausgebildet, dass sie aufeinander hingerichtet sind.
Jede erste Ausnehmung 141 weist einen rechteckförmigen Bereich auf, an dessen Eckbereichen Entlastungskerben sich anschließen, die einerseits, also auf einer ersten Seite des rechteckförmigen Bereichs, in axialer Richtung hervorragen, wobei der Abstand zwischen den beiden Entlastungskerben auf der ersten Seite mit zunehmender axialen Position, insbesondere also in axialer Richtung immer mehr, monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt, und andererseits, also auf der anderen Seite des rechteckförmigen Bereichs, entgegen der axialen Richtung hervorragen, wobei der Abstand zwischen den beiden Entlastungskerben auf dieser anderen Seite mit abnehmender axialen Position, insbesondere also entgegen der axialen Richtung immer mehr, monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt.
Die gekrümmte Form ist vorzugsweise aus Radien R zusammengesetzt.
Die ersten Rollen 3 sind in axialer Richtung von der jeweiligen ersten und der jeweiligen anderen Seite des rechteckförmigen Bereichs begrenzt.
Im Unterschied zu den ersten Ausnehmungen 141 ist bei den zweiten Ausnehmungen 142 nur ein einziges Paar von Entlastungskerben aufeinander zu gerichtet. Das andere jeweilige Paar, welches auf der von den ersten Ausnehmungen abgewandten Seite der zweiten Ausnehmungen 142 weist im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Entlastungskerben auf.
Wie in den Figuren 19 bis 22 dargestellt, ist der Käfig auch mit ausgerundeten rechteckschlitzförmigen Ausnehmungen ausführbar. Dabei wird die axiale Begrenzung der ersten Rollen 3 durch einen ersten Beabstandungsring 191 erreicht, dessen radial hervorragende Noppen in jeweilige erste Ausrundungen der rechteckschlitzförmigen
Ausnehmungen hineinragen und dadurch die jeweilige Rolle 3 axial begrenzen, wobei ein weiterer Beabstandungsring mit seinen Noppen in die jeweils andere Ausrundung hineinragt. Die jeweils zu einer in die Ausrundung der ersten Ausnehmung hineinragenden Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des Beabstandungsrings ragt in die Ausrundung einer jeweiligen dritten Ausnehmung zur Begrenzung einer jeweiligen dritten Rolle 89.
Die jeweils zu einer in die zweite Ausrundung der ersten Ausnehmung hineinragenden Noppe des weiteren Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des weiteren Beabstandungsrings ragt in die Ausrundung einer jeweiligen zweiten Ausnehmung zur Begrenzung einer jeweiligen zweiten Rolle 88.
Ein zweiter Beabstandungsring 190 ragt mit seinen radial hervorstehenden Noppen jeweils in eine Ausrundung der jeweils zweiten Ausnehmung hinein und begrenzt die jeweilige zweite Rolle 88 axial.
Ein dritter Beabstandungsring 190 ragt mit seinen radial hervorstehenden Noppen jeweils in eine Ausrundung der jeweils dritten Ausnehmung des Käfigs hinein und begrenzt die jeweilige dritte Rolle 89 axial.
Wie in den Figuren 19 bis 22 erkennbar, sind also bei drei Rollenreihen vier Beabstandungsringe notwendig, die vorzugsweise jeweils als Kunststoffspritzgussteil gefertigt sind. Die Noppen des jeweiligen Beabstandungsrings (190, 191) sind in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet.
Die Noppen sind an ihrer die jeweilige Rolle axial begrenzenden Seite plan ausgeführt und an der von der jeweils axial von der Noppe begrenzten Rolle abgewandten Seite entsprechend der Ausrundung ausgerundet. Auf diese Weise berührt die Stirnseite der jeweiligen zylinderförmigen oder tonnenförmigen Rolle den planen Bereich der jeweiligen Noppe.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Rollen (16, 88, 89) in axialer Richtung unterschiedlich breit und derart hintereinander angeordnet, dass die dynamische Unwucht vermindert ist oder verschwindet.
Bei der Verwendung von N Rollenreihen sind die Breiten C_i der Rollen derart gewählt, dass die Summe der Produkte aus der jeweiligen Breite C_i und dem Cosinuswert der Umfangsposition des zum jeweiligen Exzenterbereich zugeordneten Hochpunkts verschwindet und ebenso die Summe der Produkte aus der jeweiligen Breite C_i und dem Sinuswert der Umfangsposition des zum jeweiligen Exzenterbereich zugeordneten Hochpunkts.
Dabei ist es erlaubt, dass beispielsweise zwei der Rollenreihen zueinander gleiche Breite aufweisen und die bei den zu den beiden Rollenreihen zugeordneten Exzenterbereiche die identische Umfangswinkelposition ihrer Hochpunkte aufweisen. Eine hierzu unterschiedliche Position darf dann ein Hochpunkt eines weiteren Exzenterbereichs aufweisen, der einer dritten Rollenreihe zugeordnet ist.
Die Rollen von Rollenreihen, deren zugeordneter Exzenterbereich dieselbe Umfangswinkelposition ihres Hochpunkts aufweisen, weisen in Summe die gleiche axiale Breite auf, wie die Summe der axialen Breite von anderen Rollen anderer Rollenreihen, deren zugeordneter Exzenterbereich eine andere Umfangswinkelposition ihres Hochpunkts gemeinsam aufweisen.
In Umfangsrichtung sind die Hochpunkte der Exzenterbereiche derart angeordnet, dass sich die im Betrieb aus den Wälzkontakten der Rollen ergebenden Radialkräfte gegenseitig aufheben.
In axialer Richtung sind die hochpunkte der Exzenterbereiche derart angeordnet, dass sich die im Betrieb aus den Wälzkontakten der Rollen ergebenden Momente der Radialkräfte gegenseitig aufheben.
Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführung sind die Rollen der unterschiedlichen Rollenreihen in axialer Richtung ungleich breit, insbesondere also unterschiedlich breit. Die axiale breite der erste, also mittleren Rolle gleicht der Summe der axialen Breiten der Rollen der anderen beiden Rollenreihen.
Die Hochpunkte der axial äußeren Exzenterbereiche sind an derselben Umfangswinkelposition angeordnet. Bezugszeichenliste
1 Hohlwelle mit Exzenterbereichen
2 erstes Gehäuseteil
3 erste Rolle
4 Käfig für erste Rollen 1 und zweite Rollen 6
5 erstes Lager, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager
6 zweite Rolle
7 zweites Lager, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager
8 erster Exzenterbereich der Hohlwelle 1
9 zweiter Exzenterbereich der Hohlwelle 1
10 abtreibende Welle
11 Elektromotor
12 erstes Zahnrad
13 zweites Zahnrad
14 Lagerung, insbesondere tonnenförmiger Wälzkörper
15 innerer Wellendichtring
16 weiteres Lager, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager
17 zweites Gehäuseteil
18 äußerer Wellendichtring
19 drittes Gehäuseteil
20 Verbindungsschrauben
80 erster Exzenterbereich
81 zweiter Exzenterbereich
82 dritter Exzenterbereich
83 dritte Rolle
84 Lagerring des dritten Exzenterlagers
85 Lagerring des zweiten Exzenterlagers
86 Lagerring, insbesondere Innenring, des ersten Exzenterlagers
87 Wälzkörper des zweiten Exzenterlagers
88 zweite Rolle 89 dritte Rolle
90 Versteifungsring
130 Sollverlauf der Kurvenscheibe
131 Kopfrücknahme 132 Fußrücknahme
141 Ausnehmung zur Aufnahme der ersten Rolle 6
142 Ausnehmung zur Aufnahme der zweiten Rolle 88
143 Ausnehmung zur Aufnahme der dritten Rolle 89
144 Lauffläche für Wälzkörper 87 des zweiten Exzenterlagers 145 Kerbe, insbesondere ausgeformtes Taschenende
180 Kugel als Wälzkörper des zweiten Exzenterlagers
190 dritter Beabstandungsring mit Noppen
191 erster Beabstandungsring mit Noppen
192 zweiter Beabstandungsring mit Noppen

Claims

Patentansprüche:
1. Antrieb, aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass eine antreibende Welle des Getriebes Exzenterbereiche aufweist, insbesondere wobei die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes zwei, drei oder mehrere, in axialer Richtung unterschiedlich breite Exzenterbereiche aufweist, deren Hochpunkte in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen, wobei der jeweilige Exzenterbereich von einem jeweiligen Kurvenscheibenbereich eines ersten Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei jeweilige Rollen in jeweiligen Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die jeweiligen Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung, insbesondere wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen sind oder werden, insbesondere wobei die Breiten B_i der Exzenterbereiche und die Umfangswinkelpositionen a_i der zum jeweiligen Exzenterbereich zugehörigen Hochpunkte derart ausgebildet sind, dass die Summe aller Produkte B_i * cos( a_i ) verschwindet und dass die Summe aller Produkte B_i * sin( a_i ) verschwindet, wobei i die Exzenterbereiche nummeriert, insbesondere also Werte von 1 bis N aufweist und N die Anzahl der Exzenterbereiche ist, insbesondere wobei die Exzenterbereiche in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet sind, dass die dynamische Unwucht minimiert ist und/oder verschwindet.
2. Antrieb, insbesondere nach Anspruch 1 , aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass eine antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes mehrere, in axialer Richtung unterschiedlich breite Exzenterbereiche aufweist, deren Hochpunkte in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen, wobei der jeweilige Exzenterbereich von einem jeweiligen Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei der unterschiedlichen Breite der jeweiligen Exzenterbereiche entsprechend, in axialer Richtung unterschiedlich breite Rollen in jeweiligen Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die jeweiligen Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen sind oder werden, insbesondere wobei die Breiten C_i der vom jeweiligen Exzenterbereich, der die Breite C_i aufweist, zum Abrollen gezwungenen Rollen und die Umfangswinkelpositionen a_i der zum jeweiligen Exzenterbereich zugehörigen Hochpunkte derart ausgebildet sind, dass die Summe aller Produkte C_i * cos( a_i ) verschwindet und dass die Summe aller Produkte C_i * sin( a_i ) verschwindet, wobei i die Exzenterbereiche nummeriert, insbesondere also Werte von 1 bis N aufweist und N die Anzahl der Exzenterbereiche ist, wobei die unterschiedlich breiten Rollen und/oder Exzenterbereiche in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet sind, dass die dynamische Unwucht minimiert ist und/oder verschwindet, insbesondere wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle drehfest verbunden ist, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung.
3. Antrieb, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass eine antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen ersten Exzenterbereich aufweist, wobei der erste Exzenterbereich von einem ersten Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei erste Rollen in ersten Ausnehmungen eines Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die ersten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen zweiten Exzenterbereich aufweist, wobei der zweite Exzenterbereich von einem zweiten Kurvenscheibenbereich, insbesondere des Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei zweite Rollen in zweiten Ausnehmungen des Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die zweiten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, die antreibende Welle, insbesondere Hohlwelle, des Getriebes einen dritten
Exzenterbereich aufweist, wobei der dritte Exzenterbereich von einem dritten Kurvenscheibenbereich, insbesondere eines Gehäuseteils des Getriebes, radial umgeben ist, wobei dritte Rollen in dritten Ausnehmungen des Käfigs aufgenommen und mit radialem Freiheitsgrad, insbesondere radial hin- und herbewegbar, angeordnet sind, insbesondere wobei die dritten Ausnehmungen radial durchgehend durch den Käfig ausgebildet sind, wobei der Käfig mit der abtreibenden Welle des Getriebes drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist, wobei der erste Exzenterbereich in axialer Richtung zwischen dem zweiten und dem dritten Exzenterbereich angeordnet ist, insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der antreibenden Welle gerichtet ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, wobei im Betrieb, insbesondere also bei Drehbewegung der antreibenden Welle, die jeweiligen Rollen vom jeweiligen Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am jeweiligen Kurvenscheibenbereich gezwungen werden, wobei die insbesondere ersten Ausnehmungen des Käfigs rechteckschlitzförmig ausgebildet sind, insbesondere wobei die Ausdehnung der rechteckschlitzförmigen Ausnehmung in axialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung. insbesondere wobei der jeweilige axiale Endbereich der schlitzförmigen Ausnehmung ausgerundet ist und/oder als Halbkreis ausgeführt ist, wobei an einem ersten Beabstandungsring radial hervorragende Noppen in die Ausnehmungen hineinragen und die in den insbesondere ersten Ausnehmungen aufgenommenen insbesondere ersten Rollen axial begrenzen, insbesondere
- wobei eine jeweilige der Noppen des ersten Beabstandungsrings in eine erste Ausnehmung hineinragt und eine in dieser ersten Ausnehmung aufgenommene erste Rolle axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt,
- wobei eine zu dieser jeweiligen ersten Noppe des ersten Beabstandungsrings nächstbenachbarte Noppe des ersten Beabstandungsrings in eine jeweilige zweite Ausnehmung des Käfigs hineinragt und die in dieser zweiten Ausnehmung aufgenommene zweite Rolle axial, insbesondere entgegen der axialen Richtung, begrenzt, insbesondere wobei die zweite Ausnehmung axial beabstandet ist zur ersten Ausnehmung, insbesondere wobei die ersten Rollen vom ersten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am ersten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden und wobei die zweiten Rollen vom zweiten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am zweiten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden und wobei die dritten Rollen vom dritten Exzenterbereich zum Abrollen und/oder gleiten am dritten Kurvenscheibenbereich gezwungen werden.
4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der axialen Breite des zweiten Exzenterbereichs und des dritten Exzenterbereichs der axialen Breite des ersten Exzenterbereichs gleicht.
5. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, das erste Gehäuseteil mit einem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, wobei die abtreibende Welle mitsamt Käfig sowohl relativ zu den Kurvenscheibenbereichen als auch relativ zur antreibenden Welle drehbar gelagert ist, indem die abtreibende Welle eine in Umfangsrichtung ununterbrochen und/oder vollständig umlaufende keilförmige und/oder V-förmige Nut, insbesondere nach radial außen geöffnete Nut, aufweist, in welcher Wälzkörper, insbesondere zylinderförmige, tonnenförmige Wälzkörper oder kugelförmige Wälzkörper, aufgenommen sind, wobei eine V-förmige Vertiefung, insbesondere eine nach radial innen geöffnete V- förmige Vertiefung, vorgesehen und/oder ausgebildet ist, die in axialer Richtung vom ersten Gehäuseteil und entgegen der axialen Richtung vom zweiten Gehäuseteil begrenzt ist, insbesondere wobei ein erster Abrollbereich des Wälzkörpers an einer Flanke der keilförmigen oder V-förmigen Nut angeordnet ist und ein zweiter Abrollbereich des Wälzkörpers am ersten Gehäuseteil oder am zweiten Gehäuseteil, insbesondere wobei die V-förmige Vertiefung radial außerhalb der V-förmigen Nut angeordnet ist, insbesondere wobei das zweite Gehäuseteil Axialbohrungen aufweist zur Verbindung einer vom Getriebe des Antriebs anzutreibenden Vorrichtung, insbesondere wobei die abtreibende Welle an ihrem vom Käfig abgewandten axialen Endbereich Axialbohrungen aufweist, insbesondere zur Verbindung mit einem drehbar gelagerten Teil der anzutreibenden Vorrichtung.
6. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere auf der von den Axialbohrungen der abtreibenden Welle abgewandten Seite, am Käfig ein Versteifungsring ausgebildet ist, insbesondere ausgeformt ist, insbesondere wobei der Versteifungsring koaxial zum rohrförmig ausgeformten Käfig und koaxial zur abtreibenden Welle ausgerichtet ist, insbesondere wobei die radiale Wandstärke des Käfigs im vom Versteifungsring in axialer Richtung überdeckten Bereich größer ist als die Wandstärke des Käfigs außerhalb dieses Bereichs.
7. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenradius des ersten Kurvenscheibenbereichs, insbesondere also der Radialabstand des Kurvenscheibenbereichs bezogen auf die Drehachse der antreibenden Welle, vom Umfangswinkel, insbesondere vom auf die Drehachse der Welle bezogenen Umfangswinkel, periodisch abhängt, insbesondere nicht konstant ist, insbesondere wobei der erste Kurvenscheibenbereich in axialer Richtung den von der jeweiligen ersten Rolle in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst, und/oder dass im jeweiligen Exzenterbereich der Außenradius der antreibenden Welle vom Umfangswinkel abhängt, insbesondere also nicht konstant ist, insbesondere wobei die Abhängigkeit des Außenradius nur ein einziges Maximum und ein einziges Minimum als Funktion des Umfangswinkels aufweist.
8. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom jeweiligen Exzenterbereich überdeckte axiale Bereich mit dem vom Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich zumindest überlappt, wobei der Kurvenscheibenbereich dieselbe Rolle berührt wie der jeweilige Exzenterbereich.
9. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antreibende Welle mit der Rotorwelle des Elektromotors drehtest verbunden ist oder über eine oder mehrere Getriebestufen von der Rotorwelle des Elektromotors angetrieben wird, insbesondere wobei ein erstes Verzahnungsteil mit der Rotorwelle drehtest verbunden ist und ein zweites Verzahnungsteil mit der antreibenden Welle drehfest verbunden ist.
10. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibenbereiche an der Innenseite des ersten Gehäuseteils des Getriebes ausgebildet sind, wobei das erste Gehäuseteil mit einem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, wobei Wälzkörper (14) einer Lagerung der abtreibenden Welle vom ersten Gehäuseteil, vom zweiten Gehäuseteil und von der abtreibenden Welle begrenzt sind, insbesondere wobei die abtreibende Welle eine Lauffläche für die Wälzkörper (14) aufweist und das zweite Gehäuseteil eine Lauffläche für die Wälzkörper (14) aufweist, insbesondere wobei die abtreibende Welle eine V-förmige, in Umfangsrichtung vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ringnut aufweist, in welcher die Wälzkörper aufgenommen sind, insbesondere wobei eine weitere V-förmige, in Umfangsrichtung vollständig umlaufende, insbesondere ununterbrochene, Ausnehmung, in welcher die Wälzkörper aufgenommen sind und welche eine zur V-förmigen Ringnut umgekehrte Ausrichtung aufweist, vom ersten und zweiten Gehäuseteil gebildet ist und/oder berandet ist.
11. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den ersten Exzenterbereich ein Lager, insbesondere Exzenterlager, aufgesteckt ist, auf welchem, insbesondere auf dessen Außenring, die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten, insbesondere wobei das Lager als Zylinderrollenlager oder als Tonnenlager ausgeführt ist.
12. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenradius des jeweiligen Kurvenscheibenbereichs, insbesondere also der Radialabstand des jeweiligen Kurvenscheibenbereichs bezogen auf die Drehachse der Welle, vom Umfangswinkel, insbesondere vom auf die Drehachse der Welle bezogenen Umfangswinkel, periodisch abhängt, insbesondere nicht konstant ist, und/oder dass im jeweiligen Exzenterbereich der Außenradius der Welle vom Umfangswinkel abhängt, insbesondere also nicht konstant ist, insbesondere wobei die Abhängigkeit des Außenradius nur ein einziges Maximum und ein einziges Minimum als Funktion des Umfangswinkels aufweist, und/oder dass der vom jeweiligen Exzenterbereich überdeckte axiale Bereich mit dem vom jeweiligen zugehörigen Kurvenscheibenbereich überdeckten axialen Bereich zumindest überlappt, und/oder dass auf den jeweiligen Exzenterbereich ein jeweiliges Lager, insbesondere Kugellager, aufgesteckt ist, auf welchem, insbesondere auf dessen Außenring, die ersten Rollen direkt abrollen und/oder gleiten oder auf welchem ein jeweiliger Ring aufgesteckt ist, auf welchem die ersten Rollen abrollen und/oder gleiten.
13. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibenbereiche in einem oder dem ersten Gehäuseteil integriert ausgebildet sind, das mit einem oder dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist, in welchem die Lagerung aufgenommen ist, welche die abtreibende Welle drehbar lagert, insbesondere wobei der jeweilige Innenring dieser Lagerung auf der abtreibenden Welle aufgenommen ist und der jeweilige Außenring dieser Lagerung in dem zweiten Gehäuseteil aufgenommen sind.
14. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellendichtring, insbesondere ein innerer Wellendichtring, in der abtreibenden Welle aufgenommen ist, der zur antreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der antreibenden Welle läuft, wobei ein weiterer Wellendichtring, insbesondere äußere Wellendichtring, im zweiten Gehäuseteil aufgenommen ist, der zur abtreibenden Welle hin abdichtet, insbesondere dessen Dichtlippe auf der abtreibenden Welle läuft oder auf einem auf die abtreibende Welle aufgesteckten Ringteil läuft.
15. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Gehäuseteil, insbesondere Adaptergehäuse, mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter
Verbindungsschrauben, wobei das dritte Gehäuseteil mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist, welcher ein erstes Zahnrad antreibt, das im Eingriff ist mit einem zweiten Zahnrad, welches drehfest mit der antreibenden Welle verbunden ist, wobei das dritte Gehäuseteil das erste und zweite Zahnrad zumindest teilweise gehäusebildend umgibt.
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