WO2008119551A2 - Getriebe - Google Patents

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WO2008119551A2
WO2008119551A2 PCT/EP2008/002587 EP2008002587W WO2008119551A2 WO 2008119551 A2 WO2008119551 A2 WO 2008119551A2 EP 2008002587 W EP2008002587 W EP 2008002587W WO 2008119551 A2 WO2008119551 A2 WO 2008119551A2
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toothed
segments
tooth
drive
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PCT/EP2008/002587
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Inventor
Michael Schmidt
Thomas Bayer
Original Assignee
Wittenstein Ag
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Classifications

    • 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
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
    • F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members

Definitions

  • the present invention relates to a transmission, in particular coaxial or hollow shaft gear for industrial drive technology with high power density, with a drive element, an element and an output element, wherein a translation and a transmission of a drive torque between the drive element and output element via a plurality of radial movable tooth segments.
  • BESTATIGUNGSKOPIE arranged sun gear for transmitting a torque on a planet carrier or output element are provided.
  • Harmony Drive gearboxes are known, which are indeed executable as a hollow shaft gear, wherein between a usually oval shaped drive element and an internally toothed ring gear a so-called flexspline is arranged, which is soft and yielding and transmits the corresponding moment between the drive and ring gear and a Translation permits.
  • the so-called Flexspline is subject to permanent loads and often fails at high moments.
  • the Flexspline is not overloadable and often breaks off quickly at too high a moment.
  • the Harmony Drive transmission also has a poor efficiency and low torsional stiffness.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a coaxial transmission of the type mentioned, which the mentioned disadvantages of the hitherto known coaxial transmission, planetary gear,
  • the toothed segments are moved by means of a drive element, which has an outer profiling and an outer contour, for producing a rotational translation and movement by a corresponding rotary drive movement in the toothing of the ring gear.
  • a drive element which has an outer profiling and an outer contour, for producing a rotational translation and movement by a corresponding rotary drive movement in the toothing of the ring gear.
  • the toothed segments in an element, in particular designed as an output element, linearly guided.
  • Figure 1 shows a cross section through a coaxial transmission according to the invention
  • Figure 2b is a perspective view of another embodiment of a coaxial transmission in the range of tooth segments and drive element
  • FIG. 3 shows an enlarged partial cross section of a further exemplary embodiment of a coaxial transmission according to FIG. 1;
  • Figure 5 is a perspective view of a portion of another embodiment of a coaxial transmission with toothed segments and support elements
  • Figure 6 is a plan view of a portion of the coaxial transmission according to Figure 5 in the region of the tooth segments and support elements;
  • Figure 7 is a perspective bottom view of an embodiment of a support element for transmitting the thrust movement of the tooth segments.
  • a coaxial gear Ri has a ring gear 1 which has an internal toothing 2 with a plurality of tooth spaces 2 ' .
  • Output element used in an annular manner, wherein in the annular element 3 a plurality of toothed segments 5 are inserted radially next to one another and guided into corresponding guides 4.
  • the toothed segments 5 are mounted radially displaceable back and forth within the guide 4 and have one tooth flanks 6 on.
  • a drive element 7, designed as a shaft or as a hollow shaft, which has an outer profiling 8, which may be polygonal or cam-shaped, for example, with a contour 9 as an elevation.
  • bearing element 10 can needle bearing od.
  • the present invention relates to a further development of the above-mentioned coaxial transmission.
  • a width B between two guides 4 for receiving the toothed segments 5 is substantially increased, which ensures a greater stability and a better grip of the element 3, in particular designed as an output element a greater torsional stiffness, connecting stiffness for receiving single or multiple toothed segments 5 axially one behind the other guaranteed.
  • very high torque moments can be transmitted torsionally.
  • a gearbox R 2 is shown in which spacers 16 are provided between the support elements 11 and the drive element 7, in particular its contour 9 between individual adjacent bearing elements 10, in particular needle bearings.
  • the spacers 16 each engage the end faces of the bearing elements 10, preferably on both sides, and space them in a chain-like or limb-like manner. It can engage corresponding projections 13 in recesses 14 or recesses, on the one hand to define a gap 26 between two adjacent support members 11 and at the same time produce a circumferential overlap of the adjacent support members 11 with respect to projection 13 and recess 14, at the same time an axial bearing and an axial support to ensure the individual support elements 11.
  • At least one toothed segment 5 engages radially in each fourth tooth gap 2 ', a width B between two guides, in particular between two radially adjacent toothed segments 5, being substantially increased and thus of different sizes Output torques as well
  • the foot region 22 may be of a thickness D F which is equal to or smaller than a thickness D z of the tooth flank 6 of the toothed segment 5.
  • every second, third toothed segment or a multiple of the toothed segments 5 engage in the respective tooth spaces 2 'of the ring gear 1.
  • foot portions 22 of the toothed segments 5 are supported in the support element 11, which in turn are supported directly or indirectly in the bearing elements 10 relative to the drive element 7, in particular its profiling 8.
  • the toothed segment 5 can, for example, be supported in an articulated manner via a joint 12 in a recess 17 in the support element 11 and be supported within the guide 4.
  • a foot region 22 can also engage directly in a corresponding recess 17 of the support element 11 by means of a corresponding profiling 18.
  • a plurality of support elements 11 are arranged radially and next to each other on an outer contour 9 of the drive element 7.
  • the bearing elements 10 are embedded in a bearing groove 23 outside in the contour 9 or profiling 8, so that they can not escape axially either in one direction or the other.
  • bearing elements 10 On the bearing elements 10, a plurality of juxtaposed bearing element 11 are placed, which also have corresponding bearing grooves 24 on its underside, so that frontally corresponding flanges 25, as shown in Figure 7, overlap the bearing elements 10, so that the support member 11 axially secured on the bearing elements 10, in particular the needle rollers, is held and radially allows optimal storage.
  • toothed segments 5 arranged axially next to one another or even a plurality of them, that is, in a common support element 11, are arranged. h., Three, four, etc., are arranged and in the respectively adjacent support element 11 and in the element 3 then radially and axially offset to each only one toothed segment 5 or a correspondingly reduced number of toothed segments 5 is inserted.

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Abstract

Bei einem Getriebe, insbesondere Koaxialgetriebe oder Hohlwellengetriebe für die industrielle Antriebstechnik mit hoher Leistungsdichte, mit einem Antriebselement (7), einem Element (3) und einem Abtriebselement, wobei eine Übersetzung sowie eine Übertragung eines Antriebsmomentes zwischen Antriebselement (7) und Abtriebselement über eine Mehrzahl von radialen bewegbaren Zahnsegmenten (5) erfolgt, sollen in einer Axialrichtung einzelne oder eine Mehrzahl von Zahnsegmenten (5) nebeneinander angeordnet und/oder in Radialrichtung einzelne Zahnsegmente (5) axial zueinander versetzt angeordnet sein.

Description

Getriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Koaxialgetriebe oder Hohlwellengetriebe für die industrielle Antriebstechnik mit hoher Leistungsdichte, mit einem Antriebselement, einem Element und einem Abtriebselement, wobei eine Übersetzung sowie eine Übertragung eines Antriebsmomentes zwischen Antriebselement und Abtriebselement über eine Mehrzahl von radialen bewegbaren Zahnsegmenten erfolgt.
Stand der Technik
Herkömmliche Getriebe sind in jeglicher Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und erhältlich. Im wesentlichen werden drei unterschiedliche Technologien von Getrieben im Markt verwendet. Zum Einen sind im Markt Planetengetriebe bekannt, bei welchen bspw. innerhalb eines Hohlrades koaxial ein oder mehrere Planetenräder mittels eines meist zentral
BESTATIGUNGSKOPIE angeordneten Sonnenrades zur Übertragung eines Momentes auf einem Planetenradträger bzw. Abtriebselement vorgesehen sind.
Bei derartigen Umlauf- oder Planetengetriebe können keine hohen Übertragungsgeschwindigkeiten gefahren sowie keine hohen Momente bei generell nur sehr kleinen möglichen Hohlwellendurchmessern übertragen werden. Zudem unterliegen derartige Getriebe einer geringen Steifigkeit und geringen Robustheit und besitzen eine geringe Überlastfähigkeit. Ferner ist nachteilig, dass insbesondere bei hohen antriebsseitigen Drehzahlen eine Übersetzung bzw. ein Übersetzungsverhältnis beschränkt ist.
Ferner sind Exzentergetriebe bekannt, bei welchen meist ein Planetenrad innerhalb eines innen verzahnten Hohlrades zur Übertragung der Drehmomente wie zur Herstellung von Übersetzungen vorgesehen ist. Bei Exzentergetrieben ist von Nachteil, dass diese grosse Trennkräfte und sehr grosse Lagerelemente, insbesondere bei Hohlwellenausführungen, erfordern und nur für Hohlwellenausführungen mit kleineren Durchmessern geeignet sind. Auch hier weisen diese Exzentergetriebe geringe Überlastfähigkeiten und geringe Robustheiten auf.
Zudem sind die Übersetzungsbereiche beschränkt auf etwa i=30 bis i=100 und dies nur bei geringen Antriebsdrehzahlen. Bei höheren Antriebsdrehzahlen unterliegen derartige Exzentergetriebe einem hohen Verschleiss und weisen daher eine geringe Standzeit auf, was unerwünscht ist.
Zudem weisen derartige Exzentergetriebe hohe Reibungsverluste und daher geringe Wirkungsgrade auf, da Kupplungen od.dgl. an Exzentergetriebe anschliessen, um die exzentrische Abtriebsbewegung auf eine zentrische Bewegung zu verlagern. Daher ist der Wirkungsgrad des Exzentergetriebes sehr niedrig. Insbesondere bei hohen Drehzahlen treten hohe Schwingungsproblematiken auf, die ebenfalls unerwünscht sind. Ferner sind Harmonie Drive Getriebe bekannt, die zwar auch als Hohlwellengetriebe ausführbar sind, wobei zwischen einem meist oval ausgebildeten Antriebselement und einem innen verzahnten Hohlrad ein sogenannter Flexspline angeordnet ist, der weich und nachgiebig ausgebildet ist und das entsprechende Moment zwischen Antrieb und Hohlrad überträgt sowie eine Übersetzung zulässt.
Der sogenannte Flexspline unterliegt dauerhaften Belastungen und versagt häufig bei hohen Momenten. Zudem ist der Flexspline nicht überlastfähig und reisst häufig bei zu hohen Momenten schnell ab. Das Harmonie Drive Getriebe hat ferner einen schlechten Wirkungsgrad und eine geringe Verdrehsteifigkeit.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Koaxialgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die genannten Nachteile der bis jetzt bekannten Koaxialgetriebe, Planetengetriebe,
Exzentergetriebe sowie Harmonie Drive Getriebe beseitigt, wobei eine
Kraftübertragung zwischen Antriebselement und Zahnsegment deutlich zum
Übertragen von sehr hohen Kräften verbessert werden soll. Ferner soll die Lebensdauer des Koaxialgetriebes bei optimierter Belastbarkeit zur gleichzeitigen Anpassbarkeit auf entsprechende Abtriebs- und/oder
Antriebsmomente optimierbar sein.
Lösung der Aufgabe Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass in einer Axialrichtung einzelne oder eine Mehrzahl von Zahnsegmenten nebeneinander angeordnet und/oder in Radialrichtung einzelne Zahnsegmente axial zueinander versetzt angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ein Koaxialgetriebe zu schaffen, bei welchem eine Mehrzahl von Zahnsegmenten innerhalb eines Elementes linear und radial nach aussen hin und her bewegbar geführt sind. Die einzelnen Zahnsegmente weisen Zahnflanken auf, die in die entsprechende Verzahnung eines äusseren Hohlrades eingreifen.
Die Zahnsegmente werden mittels eines Antriebselementes, welches eine äussere Profilierung und eine äussere Kontur besitzt, zur Herstellung einer rotativen Übersetzung und Bewegung durch eine entsprechende rotative Antriebsbewegung in die Verzahnung des Hohlrades bewegt. Dabei sind die Zahnsegmente in einem Element, insbesondere ausgebildet als Abtriebselement, linear geführt.
Die Zahnsegmente können querschnittlich rund, mehreckig, rechteckartig oder oval ausgebildet sein und werden innerhalb des Elementes linear geführt und gehalten.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Element, insbesondere das Abtriebselement, zu verstärken, indem nur jedes zweite, dritte, vierte Zahnsegment oder ein Vielfaches hiervon im Element eingesetzt sind und mit der inneren Verzahnung des Hohlrades in Eingriff gelangen.
Zudem kann ein Fussbereich des Zahnsegmentes verjüngt ausgebildet sein, um das Element, insbesondere das Abtriebselement stärker auszubilden, um höhere Kräfte der einzelnen Zahnsegmente aufzunehmen, eine Torsion, Biegung zu verringern und gleichzeitig ein hohes Abtriebs- oder Antriebsmoment aufzunehmen.
Dabei können auch mehrere Zahnsegmente in Axialrichtung nebeneinander beabstandet in das Element, insbesondere in das Abtriebselement, eingesetzt sein, um die Kräfte auf das Hohlrad bzw. auf unterschiedliche Bereiche der Verzahnung zu verteilen. Ferner soll daran gedacht sein, dass die Zahnsegmente über entsprechende Auflageelemente abgestützt sind, die wiederum über entsprechende Lagerelemente des Antriebselementes rollen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine äussere Kontur, insbesondere Profilierung des Antriebselementes mit einer entsprechenden umlaufenden Nut für die Lagerelemente, insbesondere Nadellager, vorzusehen, in welcher die Lagerelemente abwälzen. Diese können axial stirnseitig nicht aus der Lagernut austreten.
Von aussen übergreifen seitliche Flansche der Auflageelemente die Lagerelemente, sodass eine axiale Fixierung sicher gestellt ist. Die als segmentierter Lageraussenring ausgebildeten Auflageelemente übertragen eine lineare Bewegung des Zahnsegmentes auf die Verzahnung des Hohlrades.
Das Auflageelement vergrössert eine Fläche zur Kraftübertragung auf das Zahnsegment. Dabei können die einzelnen Auflageelemente stirnseitig durch entsprechende vorgesehene Vorsprünge und Ausnehmungen von jeweils benachbarten Auflageelementen ineinandergreifen. Diese greifen kettenartig oder formschlüssig ineinander und lassen somit eine Bewegung in Radialrichtung zu.
Bei der vorliegenden Erfindung kann durch die entsprechende Wahl und Anordnung der Zahnsegmente und der Anzahl der Zahnsegmente im Element, insbesondere im Abtriebselement, sowie durch die entsprechende radiale Beabstandung benachbarter Zahnsegmente Einfluss genommen werden auf die Steifigkeit der Führung der Zahnsegmente sowie auf die Grosse des zu übertragenden Momentes. Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Figur 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Koaxialgetriebe;
Figur 2a einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus dem Querschnitt des Koaxialgetriebes gemäss Figur 1 ;
Figur 2b eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Koaxialgetriebes im Bereich von Zahnsegmenten und Antriebselement;
Figur 3 einen vergrössert dargestellten Teilquerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Koaxialgetriebes gemäss Figur 1 ;
Figur 4 einen Teilquerschnitt eines weiteren Koaxialgetriebes gemäss Figur 1 ;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Koaxialgetriebes mit Zahnsegmenten und Auflageelementen;
Figur 6 eine Draufsicht auf einen Teil des Koaxialgetriebes gemäss Figur 5 im Bereich der Zahnsegmente und Auflageelemente;
Figur 7 eine perspektivische Unteransicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Auflageelements zur Übertragung der Schubbewegung der Zahnsegmente.
Gemäss Figur 1 weist ein Koaxialgetriebe Ri ein Hohlrad 1 auf, welches eine innenliegende Verzahnung 2 mit einer Mehrzahl von Zahnlücken 2' besitzt.
Innerhalb des Hohlrades 1 ist ein Element 3, bevorzugt ausgebildet als
Abtriebselement, kreisringartig eingesetzt, wobei im kreisringartigen Element 3 eine Mehrzahl von Zahnsegmenten 5 radial nebeneinander und in entsprechende Führungen 4 geführt eingesetzt sind. Die Zahnsegmente 5 sind innerhalb der Führung 4 radial hin und her verschiebbar gelagert und weisen einends Zahnflanken 6 auf.
Innerhalb des Elementes 3 mit aufgenommenen Zahnsegmenten 5 ist ein Antriebselement 7, ausgebildet als Welle oder als Hohlwelle, vorgesehen, das eine äussere Profilierung 8 aufweist, die bspw. mit einer Kontur 9 als Erhöhung polygon- oder nockenartig ausgebildet sein kann.
Ebenfalls ist zwischen der äusseren Kontur 9, der Profilierung 8 des Antriebselementes 7 und dem Element 3, insbesondere dem Abtriebselement, bzw. einends der Zahnsegmente 5 ein Lagerelement 10 vorgesehen, wie es insbesondere in den Figuren 2 bis 5 angedeutet ist.
Als Lagerelement 10 können Nadellager od. dgl. Elemente eingesetzt sein, die die äussere Kontur 9 der Profilierung 8 des Antriebselementes 7 umfangen.
Betreffend die Funktionsweise des vorliegenden Koaxialgetriebes wird auf die Deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 042 786 verwiesen. Dort ist die Funktionsweise des Koaxialgetriebes genau beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des o. g. Koaxialgetriebes. Als besonders vorteilhaft hat sich bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, wie es bspw. aus Figur 2a hervorgeht. Dort ist dargestellt, dass nicht jedes Zahnsegment 5 in eine entsprechende passende Zahnlücke 2' des Hohlrades 1 eingreift, sondern dass nur in jede zweite, jede dritte oder jede vierte oder jede „n"-te Zahnlücke 2' zumindest ein Zahnsegment 5 eingreift bzw. dort in Eingriff gelangt. Auf diese Weise ist eine Breite B zwischen zwei Führungen 4 zur Aufnahme der Zahnsegmente 5 wesentlich vergrössert, was eine grossere Stabilität und einen besseren Halt des Elementes 3, insbesondere ausgebildet als Abtriebselement, gewährleistet. Zudem wird auch eine grossere Torsionssteifigkeit, Verbindungssteifigkeit zur Aufnahme einzelner oder mehrerer Zahnsegmente 5 axial hintereinander gewährleistet. Hierdurch lassen sich sehr hohe Momente torsionssteif übertragen.
Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 2b ist ein Getriebe R2 aufgezeigt, bei welchem zwischen den Auflageelementen 11 und dem Antriebselement 7, insbesondere dessen Kontur 9 zwischen einzelnen benachbarten Lagerelemente 10, insbesondere Nadellager, Abstandshalter 16 vorgesehen sind. Die Abstandhalter 16 greifen jeweils stirnseitig an die Lagerelemente 10 vorzugsweise beidseitig an und beabstanden diese zueinander ketten- bzw. gliederartig. Es können entsprechende Vorsprünge 13 in Ausnehmungen 14 oder Rücksprünge eingreifen, um einerseits einen Spalt 26 zwischen zwei benachbarten Auflageelementen 11 zu definieren und gleichzeitig eine umfangsseitige Überlappung der benachbarten Auflageelemente 11 hinsichtlich Vorsprung 13 und Ausnehmung 14 herzustellen, um gleichzeitig eine axiale Lagerung und einen axialen Halt der einzelnen Auflageelemente 11 zu gewährleisten. Diese sind axial nach aussen umfangsseitig gesichert, insbesondere durch den Vorsprung 13, der in eine passende Ausnehmung 14 eingreift, wobei auch daran gedacht sein kann, dass der Vorsprung 13 und die Ausnehmung 14 jeweils nur als schräg ausgebildete Stirnseite ausgeformt sein können. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Wie in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 3 aufgezeigt ist, greift in jede vierte Zahnlücke 2' zumindest ein Zahnsegment 5 radial ein, wobei eine Breite B zwischen zwei Führungen, insbesondere zwischen zwei radial benachbarten Zahnsegmenten 5, wesentlich vergrössert ist und hierdurch unterschiedlich grosse Abtriebsmomente sowie
Führungskräfte der Zahnsegmente 5 in der Führung 4 aufgenommen werden können. Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 4 ist dargestellt, wie in jede Zahnlücke 2' des Hohlrades 1 ein Zahnsegment 5 in entsprechende Führungen 4 des Elementes 3, insbesondere des Abtriebselementes, eingreift, wobei zur Stärkung, insbesondere Verstärkung, des Elementes 3 zur Vergrösserung einer Breite B des Elementes 3 ein Fussbereich 22 des Zahnsegmentes 5 querschnittlich verjüngt ausgebildet ist.
Der Fussbereich 22 kann von einer Dicke DF sein, die gleich oder kleiner ist als eine Dicke Dz der Zahnflanke 6 des Zahnsegmentes 5.
Auch hier ist denkbar, dass jedes zweite, dritte Zahnsegment oder ein Vielfaches der Zahnsegmente 5 in die jeweiligen Zahnlücken 2' des Hohlrades 1 eingreifen. Dabei sind Fussbereiche 22 der Zahnsegmente 5 in dem Auflageelement 11 abgestützt, die wiederum direkt oder indirekt in den Lagerelementen 10 gegenüber dem Antriebselement 7, insbesondere dessen Profilierung 8, abgestützt sind.
Wie ferner aus Figur 3 ersichtlich ist, kann das Zahnsegment 5 bspw. indirekt über ein Gelenk 12 in einer Ausnehmung 17 in dem Auflageelement 11 gelenkartig abgestützt und innerhalb der Führung 4 gelagert sein.
Wie es in Figur 4 oder 1 dargestellt ist, kann auch direkt ein Fussbereich 22 durch eine entsprechende Profilierung 18 in eine entsprechende Ausnehmung 17 des Auflageelements 11 eingreifen.
Ferner hat sich als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, wie insbesondere aus dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 ersichtlich ist, dass eine Mehrzahl von Auflageelementen 11 radial und nebeneinander beabstandet auf einer äusseren Kontur 9 des Antriebselementes 7 angeordnet sind. Dabei sind die Lagerelemente 10 in einer Lagernut 23 aussen in der Kontur 9 bzw. Profilierung 8 eingelassen, so dass diese axial weder in die eine noch in die andere Richtung austreten können.
Auf die Lagerelemente 10 sind eine Mehrzahl von nebeneinander angeordnete Auflageelement 11 aufgelegt, die ebenfalls an ihrer Unterseite entsprechende Lagernuten 24 besitzen, so dass stirnseitig entsprechende Flansche 25, wie in Figur 7 dargestellt, die Lagerelemente 10 übergreifen, so dass das Auflageelement 11 axial gesichert auf den Lagerelementen 10, insbesondere den Nadelrollen, gehalten ist und radial eine optimale Lagerung zulässt.
Seitlich besitzt das Auflageelement 11 einen Vorsprung 13, der vorzugsweise dreieckartig und als stumpfes Dreieck ausgeformt ist und der in eine entsprechende passende Ausnehmung 14 eines benachbarten Auflageelements 11 eingreift. Die Auflageelemente besitzen einerseits einen entsprechenden Vorsprung 13 und anderseits eine entsprechende Ausnehmung 14, die dem Eingreifen des Vorsprunges 13 in benachbarte Auflageelemente 11 dient.
Ferner ist die entsprechende Ausnehmung 17 vorzugsweise durchgehend ausgebildet, so dass dort zumindest ein Zahnsegment 5 in seinem Fussbereich 22 eingreifen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, eine Mehrzahl von einzelnen Auflageelementen 11 mit Lagerelementen 10 segmentartig auszubilden, die als segmentartige Lageraussenringe das eigentliche Antriebselement 7, insbesondere dessen Profilierung 8, umfangen. Gleichzeitig dient das Auflageelement 11 der Verteilung der Kräfte auf die Zahnsegmente 5, wobei die Zahnsegmente 5 innerhalb der Auflageelemente 11 separat gelagert bzw. abgestützt sind. Ein derartig segmentierter Lageraussenring, gebildet aus einer Mehrzahl von segmentartigen Auflageelementen 11 , ist sehr steif und kann sehr hohe Kräfte bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten auf die einzelnen Zahnsegmente übertragen. Es hat sich als vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, in Axialrichtung eine Mehrzahl, vorzugsweise zwei, nebeneinander angeordnete zylindrisch ausgebildete Zahnsegmente 5 in das Element 3, insbesondere in das Abtriebselement, in entsprechende passende zylindrische Führung 4 einzusetzen, die dann gemeinsam in einem Auflageelement 11 abgestützt sind.
Ferner ist denkbar, wie es insbesondere im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 dargestellt ist, dass in einem gemeinsamen Auflageelement 11 axial nebeneinander angeordnete Zahnsegmente 5 oder sogar auch eine Mehrzahl davon, d. h., drei, vier etc., angeordnet sind und in dem jeweils benachbarten Auflageelement 11 bzw. im Element 3 dann radial und axial versetzt dazu jeweils nur ein Zahnsegment 5 oder eine entsprechend reduzierte Anzahl von Zahnsegmenten 5 eingesetzt ist.
Durch den entsprechenden axialen Versatz der Zahnsegmente 5 von Auflageelement zu Auflageelement im Element 3 wird eine optimale Kraftverteilung gewährleistet, das Element 3 kann in entsprechenden Bereichen in denen kein Zahnsegment 5 eingesetzt ist, stabiler ausgebildet werden und die Zahnsegmente 5 greifen in unterschiedliche Bereiche, insbesondere Eingriffsbereiche, der Verzahnung 2 ein, was den Verschleiss ebenfalls minimiert und die Standzeit deutlich erhöht. Dann kann auch in jede Zahnlücke 2' des Hohlrades mindestens ein Zahnsegment 5 eingreifen.
Bezugszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Getriebe, insbesondere Koaxialgetriebe oder Hohlwellengetriebe für die industrielle Antriebstechnik mit hoher Leistungsdichte, mit einem Antriebselement (7), einem Element (3) und einem Abtriebselement, wobei eine Übersetzung sowie eine Übertragung eines Antriebsmomentes zwischen Antriebselement (7) und Abtriebselement über eine Mehrzahl von radialen bewegbaren Zahnsegmenten (5) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer Axialrichtung einzelne oder eine Mehrzahl von Zahnsegmenten (5) nebeneinander angeordnet und/oder in Radialrichtung einzelne Zahnsegmente (5) axial zueinander versetzt angeordnet sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede, jede zweite, jede „n"-te Zahnlücke (2') einer Verzahnung (2) des Hohlrades (1) mit einem Zahnsegment (5) radial direkt oder indirekt mittels des
Antriebselementes (7) zur Übertragung eines Momentes und zur Herstellung einer Übersetzung in Eingriff steht.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnsegment (5) innerhalb des Elementes (3) radial gegen die
Verzahnung (2) verschiebbar gelagert ist.
4. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verjüngung eines Fussbereiches (22) des Zahnsegmentes (5) gegenüber der Zahnflanke (6) oder durch axialen
Versatz einzelner Zahnsegmente (5) eine Breite (B) des Elementes (3), insbesondere des Abtriebselementes zwischen zwei benachbarten Zahnflanken (6) verstärkt, insbesondere vergrössert ist.
5. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fussbereich (22) der Zahnsegmente (5) querschnittlich mehreckig, rechteckartig mit oder ohne Rundung, oval oder rund ausgebildet ist.
6. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stärkung und Vergrösserung des Elementes
(3), insbesondere des Abtriebselementes, jede zweite, dritte oder vielfache Zahnlücke (2') mit zumindest einem Zahnsegment (5) radial beweglich im Element (3), insbesondere Abtriebselement, in Kontakt steht.
7. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fussbereich (22) des Zahnsegmentes (5) in ein Auflageelement (11) eingreift und dort abgestützt ist.
8. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (11) sich direkt oder indirekt über entsprechende Lagerelemente (10) gegenüber einem Antriebselement (7), insbesondere dessen äusseren Kontur (9) einer Profilierung (8), abstützt.
9. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass axial nebeneinander zwei oder mehrere Zahnsegmente (5) radial bewegbar im Element (3) in einer eigenen oder in einer gemeinsamen Führung (4) oder Bohrung angeordnet sind.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Zahnsegmenten (5) axial zueinander beabstandet in separate eigene oder gemeinsame Ausnehmungen (17) beweglich eingesetzt sind.
11. Getriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere nebeneinander axial angeordnete Zahnsegmente (5) radial in eigenen Ausnehmungen (17) geführt sind und im Fussbereich (22) in ein gemeinsames Auflageelement (11) eingreifen.
12. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (11) in Umfangsrichtung überlappend einen oder mehrere Vorsprünge (13) aufweist, welche in entsprechende passgenaue Ausnehmungen (14) des benachbarten Auflageelementes in Umfangsrichtung eingreifen.
13. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass axial im Element (3), insbesondere im Abtriebselement, mehrere nebeneinander angeordnete Zahnsegmente (5) angeordnet sind, die in ein gemeinsames Auflageelement (11) im Fussbereich (22) eingreifen, wobei das jeweils radiale in Umfangsrichtung benachbarte zumindest eine Zahnsegment (5) axial dazu versetzt im Element (3), insbesondere im Abtriebselement, angeordnet und im jeweils benachbarten Auflageelement (11) abgestützt ist.
14. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Element (3), insbesondere im Abtriebselement, in Axialrichtung betrachtet eine Mehrzahl von Zahnsegmenten (5) angeordnet und radial gelagert sind und jeweils radial daneben in Umfangsrichtung axial versetzt eine entsprechende Anzahl von Zahnsegmenten (5), reduziert um eines, im jeweils benachbarten Teil des Elementes (3), insbesondere des Abtriebselementes, angeordnet ist.
15. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fussbereich (22) des Zahnsegmentes (5) im Bereich des Elementes (3), insbesondere des Abtriebselementes, querschnittlich kleiner ausgebildet ist, als die daran anschliessende
Zahnflanke (6).
16. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Führung der Auflageelemente (11) über die als Nadelrollen ausgebildete Lagerelemente (10) erfolgt.
17. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen benachbarten Auflageelementen (11) ein definierter und veränderlicher Spalt (26) gebildet ist, um die unterschiedlichen Radien der Profilierung (8) des
Antriebselementes (7) auszugleichen.
18. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (13) und die Ausnehmung (14) zweier benachbarter Auflageelemente (11) als profilierte oder schräg geneigte Stirnseiten ausgebildet sind, die zueinander passen und über den Spalt (26) eine veränderbare Beabstandung herstellen.
PCT/EP2008/002587 2007-04-02 2008-04-01 Getriebe WO2008119551A2 (de)

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DE200710016189 DE102007016189B4 (de) 2007-04-02 2007-04-02 Getriebe
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