WO2020202021A1

WO2020202021A1 - Spielfreies getriebe

Info

Publication number: WO2020202021A1
Application number: PCT/IB2020/053086
Authority: WO
Inventors: Robert Merk; René Hedrich
Original assignee: Roschiwal + Partner Ingenieur Gmbh Augsburg
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2020-10-08
Also published as: DE102019108480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zum Übertragen einer Rotationsbewegung um eine Hauptrotationsachse, umfassend: - ein mehrstufiges Getriebe mit -- einem um die Hauptrotationsachse drehbar angeordneten Antriebsrad, -- einem konzentrisch zum Antriebsrad um die Hauptrotationsachse drehbar angeordnetes Abtriebsrad, und -- mindestens einem um eine Nebenrotationsachse drehbar angeordneten Zwischenrad, welches angetrieben vom Antriebsrad eingerichtet ist, das Abtriebsrad anzutreiben, und- ein Gehäuse mit einer um die Gehäuserotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Aufnahmeöffnung, in der das mehrstufige Getriebe mit seiner Hauptrotationsachse konzentrisch zur Gehäuserotationsachse gehalten ist, gekennzeichnet durch- eine die Aufnahmeöffnung radial begrenzende Innenwand im Gehäuse, - einen zwischen der radialen Innenwand und dem mehrstufigen Getriebe ausgebildeten Zwischenraum, und- eine im Zwischenraum angeordnete Druckquelle, welche eingerichtet ist, an verschiedenen um die Hauptrotationsachse angeordneten Punkten veränderliche Drücke zu erzeugen, um das mehrstufige Getriebe einstellbar von der Innenwand weg gegen die Hauptrotationsachse radial zu stauchen.

Description

spielfreies Getriebe Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem

mehrstufigen Getriebe gemäß dem Oberbegriff des geltenden

Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung mit einem mehrstufigen Getriebe gemäß dem

Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2012 009 473 Al bekannt, welches spielfrei ist.

Aufgabe der Erfindung ist, die bekannte Vorrichtung mit dem

mehrstufigen Getriebe zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum

Übertragen einer Rotationsbewegung um eine Hauptrotationsachse, ein mehrstufiges Getriebe mit einem um die Hauptrotationsachse drehbar angeordneten Antriebsrad, einem konzentrisch zum Antriebsrad um die Hauptrotationsachse drehbar angeordneten Abtriebsrad, und mindestens einem um eine Nebenrotationsachse drehbar angeordneten Zwischenrad, welches angetrieben vom Antriebsrad eingerichtet ist, das Abtriebsrad anzutreiben, und ein Gehäuse mit einer um die Gehäuserotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Aufnahmeöffnung, in der das mehrstufige Getriebe mit seiner Hauptrotationsachse konzentrisch zur Gehäuserotationsachse gehalten ist. Die Vorrichtung umfasst

erfindungsgemäß eine die Aufnahmeöffnung radial begrenzende

Innenwand im Gehäuse, einen zwischen der radialen Innenwand und dem mehrstufigen Getriebe ausgebildeten Zwischenraum, und eine im Zwischenraum angeordnete Druckquelle, welche eingerichtet ist, an verschiedenen um die Hauptrotationsachse angeordneten Punkten veränderliche Drücke zu erzeugen, um das mehrstufige Getriebe einstellbar von der Innenwand weg gegen die Hauptrotationsachse radial zu stauchen.

Mit der angegebenen Vorrichtung lässt sich die gleiche Spielfreiheit erreichen, wie mit der eingangs genannten Vorrichtung. Die eingangs genannte Vorrichtung erreicht die Spielfreiheit allerdings durch eine elastische Ausbildung der kraftübertragenden Elemente und damit der Antriebs- und Abtriebsräder. Auf diese Weise entstehen bei der

Kraftübertragung Reibungsverluste, deren Höhe vom Quadrat der

Geschwindigkeit abhängt, mit dem das mehrstufige Getriebe betrieben wird. Da in der angegebenen Vorrichtung mit dem mehrstufigen Getriebe die Druckquelle radial von außen angreift, kann diese beliebig

zugeschaltet und abgeschaltet werden. Auf diese Weise lassen sich die Vorteile eines spielfreien mehrstufigen Getriebes nutzen und trotzdem geringe Reibungsverluste erreichen.

Das mehrstufige Getriebe kann ein Planetenradgetriebe zum Übertragen der Rotationsbewegung um die Hauptrotationsachse mit einem

drehbaren Hohlrad, einem konzentrisch im Hohlrad angeordneten und um die Hauptrotationsachse drehbaren Sonnenrad, und mindestens einem Planetenrad sein, welches in einem Radialspalt zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad drehbar um die Nebenrotationsachse parallel zur Hauptrotationsachse derart angeordnet ist, dass es das sowohl das Hohlrad als auch das Sonnenrad radial berührt und ein

Gehäuse mit einer um die Hauptrotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Aufnahmeöffnung, in der das Hohlrad konzentrisch gehalten ist. In einer Weiterbildung des angegebenen Planetenradgetriebes ist das Planetenrad auf einem Planetenträger radial beweglich gelagert. Auf diese Weise werden mechanische Spannungen beim Aufbringen der Drücke vermieden und die Lebensdauer des Planetenradgetriebes gesteigert.

In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen

Planetenradgetriebes umfasst der Planetenträger eine Radialführung für das Planetenrad. Auf diese Weise wird die Richtung, mit der das

Planetenrad auf das Sonnenrad gedrückt wird, definiert, so dass eine unkontrollierte Lage des Planetenrades im Planetenradgetriebe

vermieden wird.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen

Planetenradgetriebes ist die Radialführung ein Wälzlager, welches die Reibungsverluste beim radialen Bewegen des Planetenrades reduziert.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das angegebene

Planetenradgetriebe wenigstens zwei Planetenräder, die

drehsymmetrisch um die Hauptrotationsachse angeordnet sind. In gleicher Weise können alternativ oder zusätzlich die Drücke der

Druckquelle um die Hauptrotationsachse drehsymmetrisch und/oder rotationssymmetrisch um die Hauptrotationsachse angeordnet sein.

In einer anderen Weiterbildung umfasst das angegebene

Planetenradgetriebe eine den Zwischenraum auf einer der Innenwand gegenüberliegenden Seite zum Hohlrad hin verschließende Druckwand, die radial beweglich ist, wobei die Druckquelle eingerichtet ist, die radial bewegliche Druckwand mit den Drücken gegen das Hohlrad zu bewegen. Auf diese Weise lässt sich eine konstante Reibfläche zwischen dem

Hohlrad und der Druckwand realisieren, die sich zur weiteren Reduktion beispielsweise mit einem geeigneten Kontaktmedium wie einem

Schmiermittel beschichten lässt.

In einer weiteren Weiterbildung des angegebenen Planetenradgetriebes ist die Druckwand als Hülse ausgebildet, die in eine Axialnut im Gehäuse eingesetzt ist. Auf diese Weise lässt sich das angegebene Planetenradgetriebe in einfacher Weise fertigen und zusammensetzen.

In einer noch weiteren Weiterbildung umfasst das angegebene

Planetenradgetriebe einen das Gehäuse auf der Axialnut axial

gegenüberliegenden Seite axial verschließenden Deckel, wobei der Deckel einen axialen Führungskragen zum axialen Führen des Flohlrades umfasst. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass das Flohlrad beim Aufbringen der Drücke aus der Druckquelle in axialer Richtung eine Undefinierte Lage einnimmt.

In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen

Planetenradgetriebes ist das Hohlrad aus einer Vielzahl von in

Umfangsrichtung aneinandergereihten Kettengliedern gebildet. Auf diese Weise wird ein ausreichendes Spiel in Umfangsrichtung des Hohlrades eingebracht, so dass sich das Hohlrad in Umfangsrichtung beim

Aufbringen der Drücke aus der Druckquelle stauchen und damit gegen die Hauptrotationsachse drücken lässt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines der angegebenen Planetenradgetriebes die Schritte:

Einschalten der Druckquelle, Starten der Rotationsbewegung und

Abschalten der Druckquelle, wenn eine Drehzahl der Rotationsbewegung eine vorbestimmte Mindestdrehzahl überschreitet.

Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass sich ein Spiel eines Planetenradgetriebes nur bei geringen Drehzahlen technisch auswirkt. Bei hohen Drehzahlen wirken auf die Planetenräder Fliehkräfte, bei denen das Spiel keine Wirkung entfalten kann. Allerdings steigen bei hohen Drehzahlen die Reibungsverluste potentiell, weil die Geschwindigkeit mit dem Quadrat in die Reibungsverluste eingeht. Aus diesem Grund wird mit dem angegebenen Verfahren vorgeschlagen, die Reibungsverluste durch Abschalten der Druckquelle zu reduzieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, um eines der angegebenen Verfahren durchzuführen. In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die

angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein

Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte des

angegebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem elektronischen Gerät oder einer der angegebenen

Vorrichtungen ausgeführt wird .

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein

Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das angegebene

Verfahren durchführt.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Planetenradgetriebes mit abschaltbarer Druckquelle,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführung des

Planetenradgetriebes nach Fig. 1 in einem Teilschnitt,

Fig. 3 einen Teil des Planetenradgetriebes der Fig. 2 im Schnitt,

Fig. 4 einen Teil einer ersten Ausführung eines Planetenträgers des Planetenradgetriebes der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 5 den vollständigen Planetenträgers der Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 6 eine zweite Ausführung des Planetenträgers des

Planetenradgetriebes der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 7 eine dritte Ausführung des Planetenträgers des

Planetenradgetriebes der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 8 eine vierte Ausführung des Planetenträgers des

Planetenradgetriebes der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht, und

Fig. 9 eine Strukturansicht eines Teils einer zweiten Ausführung des Planetenradgetriebes nach Fig. 1.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen

Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen

geometrischen Verhältnisse wieder.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung mit einem mehrstufigen Getriebe in Form eines

Planetenradgetriebes 2 zum Übertragen einer Rotationsbewegung 4 um eine Flauptrotationsachse 6 mit abschaltbarer Druckquelle 8 zeigt.

Das Planetenradgetriebe 2 umfasst ein um die Flauptrotationsachse 6 drehbares Flohlrad 10, welches als Antriebsrad nutzbar ist, ein

konzentrisch im Flohlrad 10 angeordnetes und um die

Flauptrotationsachse 6 drehbares Sonnenrad 12, welches als Abtriebsrad nutzbar ist, drei als Zwischenräder nutzbare Planetenräder 14, welche in einem Radialspalt 16 zwischen dem Flohlrad 10 und dem Sonnenrad 12 drehbar um je eine Nebenrotationsachse 18 parallel zur

Flauptrotationsachse 6 derart angeordnet sind, dass sie das sowohl das Flohlrad 10 als auch das Sonnenrad 12 radial berühren. Die Anzahl der Planetenräder 14 und damit der Nebenrotationsachsen 18 von drei im Radialspalt 16 stellt im Ausführungsbeispiel nur eine Möglichkeit dar, das Planetenradgetriebe 2 aufzubauen und kann ab einem Planetenrad beliebig gewählt sein. Die Aufteilung der Nutzung des Hohlrades als Antriebsrad, des Sonnenrades als Abtriebsrad und der Planetenräder als Zwischenräder ist rein willkürlich. Je nach Anwendungszweck können die zu übertragenden Drehmomente in dem Fachmann bekannter Weise auch anders durch das Planetenradgetriebe geleitet werden.

Das Planetenradgetriebe 2 umfasst ferner ein Gehäuse 20 mit einer um die Hauptrotationsachse 6 rotationssymmetrisch ausgebildeten

Aufnahmeöffnung 22, in der das Hohlrad 10 konzentrisch gehalten ist. Erfindungsgemäß umfasst das Planetenradgetriebe 2 in dem Gehäuse 20 eine radial vom Hohlrad 10 beabstandete Innenwand 24. Zwischen der radialen Innenwand 24 und dem Hohlrad ist so ein Zwischenraum 26 ausgebildet, in dem die Druckquelle 8 angeordnet ist. Die Druckquelle 8 ist eingerichtet, an verschiedenen um die Hauptrotationsachse 6 angeordneten Punkten oder Stellen 28 Drücke 30 zu erzeugen, welche das Hohlrad 10 von der Innenwand 24 weg gegen die

Hauptrotationsachse 6 drücken.

Die einzelnen Drücke 30 stauchen das Hohlrad 10 zusammen, so dass das Hohlrad 10 radial auf die Planetenräder 14 drückt. Dies bewirkt, dass auf die Nebenrotationsachse 18 jedes Planetenrades 14 eine

Radialkraft 32 ausgeübt wird, die das entsprechende Planetenrad 14 gegen das Sonnenrad 12 drückt, so dass das Planetenradgetriebe 2 absolut spielfrei ist. Das Hohlrad 10 lässt sich aufgrund seiner

natürlichen Elastizität um einen bestimmten, vom Material abhängigen Betrag stauchen. Wenn diese Elastizität zu gering ist und höhere

Stauchungen notwendig sind, kann das Hohlrad 10 aus einzelnen

Kettengliedern 34 gebildet sein, die in Umfangsrichtung und damit in der Richtung der Rotationsbewegung zusammengesetzt sind . Von den

Kettengliedern 34 sind in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nur einige mit einem eigenen Bezugszeichen versehen. Die Verbindung der

Kettenglieder 34 kann beliebig gewählt sein. In Fig. 1 sind die einzelnen Kettenglieder 34 einstückig miteinander verbunden. Die Druckquelle 8 kann beliebig ausgebildet sein und ist in Fig. 1 nur schematisch angedeutet. An die Druckquelle 8 ist eine

Steuervorrichtung 36 angeschlossen, die einen Druck in der

Druckquelle 8 über mindestens eine Steuerleitung steuert. In Fig. 1 sind rein zur Veranschaulichung mehrere Steuerleitungen 38 aus der

Steuervorrichtung 36 zu den einzelnen Stellen 28 angedeutet, an denen die Druckquelle 8 die Drücke 30 erzeugt.

Nachstehend werden nun konkrete Ausführungsbeispiele erläutert, wie die Druckquelle 8 ausgebildet sein kann.

Flierzu wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine perspektivische Ansicht einer ersten konkreten Ausführung des Planetenradgetriebes nach Fig. 1 in einem Teilschnitt zeigt.

Das Gehäuse 20 ist in Fig. 2 mehrteilig ausgeführt und umfasst einen Gehäusetopf 40, durch dessen Topfbodenseite 41 eine Abtriebswelle 42 des Planetenradgetriebes 2 geführt ist. In einem nicht weiter

referenzierten Innenraum des Gehäusetopfes 40 erstreckt sich von der Bodenseite 41 weg ein erster Kragen 43, der parallel zu einer

Topfwand 44 des Gehäusetopfes 40 verläuft. Auf einer dem

Topfboden 41 gegenüberliegenden Seite verschließt ein Deckel 45 den Innenraum des Gehäusetopfes 40, wobei der Deckel 45 am

Gehäusetopf 40 mit Schrauben 46 gehalten ist. Am Deckel 45 auf der radialen Höhe des ersten Kragens 43 ist ein zweiter Kragen 47

ausgebildet, der zum ersten Kragen 43 axial gerichtet ist, wobei axial zwischen den beiden Kragen 43, 47 ein axialer Führungsspalt 48 ausgebildet ist, in dem das Hohlrad 10 geführt ist. Die beiden Kragen 43, 47 begrenzen ferner gemeinsam mit der Topfwand 44 einen radialen Zwischenraum 49, in dem eine radial bewegliche Druckwand 50 mittels Fixierschrauben 51 gehalten ist. Auf diese Druckwand 50 wird an späterer Stelle näher eingegangen.

Der Deckel 45 bildet in seinem auf den Gehäusetopf 40 aufgesetzten Zustand einen nicht weiter referenzierten Flansch durch den

Befestigungsbohrungen 52 geführt sind. Über diese Befestigungsbohrungen 52 kann das Planetenradgetriebe 2 in einer Endapplikation, wie beispielsweise einem Fahrzeug befestigt werden. Durch den Deckel 45 ist eine Antriebswelle 53 über ein im Deckel 45 gehaltenes Drehlager 54 und eine im Deckel 45 gehaltene

Labyrinthdichtung 55 geführt. Die Antriebswelle 53 ist in der

vorliegenden Ausführung an einem Planetenträger 56 befestigt, an dem die Planetenräder 14 getragen sind, so dass die Planetenräder 14 in der Bewegungsrichtung 4 angetrieben werden. Diese Antriebsbewegung wird richtungsgleich mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis auf das Sonnenrad 12 übertragen, welches wiederum die Abtriebswelle 42 in der Bewegungsrichtung 4 antreibt.

Die Druckwand 50 ist in der vorliegenden Ausführung als Hülse

ausgeführt und gegenüber der Topfwand 44 an zwei axial beabstandeten Stellen mit Dichtungsringen 57 abgedichtet, so dass axial zwischen den beiden Dichtungsringen 57 ein Druckraum 58 ausgebildet ist, in den sich zum Aufbau der Drücke 30 ein Druckmedium, wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit einführen lässt. Der Druckraum 58 wird nachstehend anhand Fig . 3 näher erläutert, die einen Teil des Planetenradgetriebes der Fig. 2 im Schnitt zeigt.

In den Druckraum 58 führt ein Kanal, über den sich der Druckraum 58 mit dem Druckmedium befüllen lässt. Mit dem Druckmedium wird wiederum der Druck und damit die Radialkraft 32 gesteuert, mit der die Druckwand 50 auf das Planetenrad 14 drückt. Der Kanal entspricht damit einem Teil der Steuerleitung 38, wobei die Steuervorrichtung 36 als hydraulische Steuervorrichtung 36 ausgebildet ist.

Die sich um die Nebenrotationsachsen 18 drehenden Planetenräder 14 sind über entsprechende Planetenwellen 59 am Planetenträger 56 gehalten. Ist beim Anlegen der Radialkraft 32 der Radialhub, den die Planetenräder 14 beim überführen in den spielfreien Zustand des

Planetenradgetriebes 2 zurücklegen vergleichsweise klein, kann der Radialhub allein über die Elastizität der Planetenwellen 59 sichergestellt werden. Um allerdings größere Radialhüben zu überwinden, sind die io

Planetenräder 14 in der vorliegenden Ausführung in linearen

Wälzlagern 60 radialgeführt.

Zur Erläuterung der Wälzlager wird neben Fig. 3 zusätzlich auf Fig. 4 Bezug genommen, die den Planetenträgers 56 des

Planetenradgetriebes 2 der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht zeigt.

Jedes Wälzlager 60 umfasst eine Wälzbahn 61, welche in den

Planetenträger 56 eingelegt ist. Die Wälzbahnen 61 sind mit einer hohen Ebenheit gefertigt. Auf diese Weise muss nicht der gesamte

Planetenträger 56 mit den hierzu notwendigen niedrigen Toleranzen gefertigt werden. Auf den Wälzbahnen 61 sind Käfige 62 gelagert, in denen Wälzelemente 63 hier in Form von Zylinderrollen gehalten sind. Auf der den Wälzbahnen 61 gegenüberliegenden Seite der Käfige 62 liegen dann über die Wälzelemente 63 radial verschiebliche

Kulissensteine 64 an, in denen wiederum die Planetenwellen 59 gehalten sind. Auf diese Weise sind die Planetenwellen 59 und damit die

Planetenräder 14 radial beweglich.

Die Käfige 62 an jedem Kulissenstein 64 können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Ein Beispiel für eine mehrteilige Ausführung der

Käfige 62 ist in Fig. 4 zu sehen. Die einzelnen Teile des dargestellten mehrteiligen Käfigs 62 sind nicht mit einem eigenen Bezugszeichen versehen.

Der gesamte Planetenträger 56 ist in Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.

Auf der der Antriebswelle 53 gegenüberliegenden Seite ist eine

Durchführöffnung 65 für die Abtriebswelle 42 ausgebildet, um die

Abtriebswelle 42 zum Sonnenrad 12 zu führen. Um die

Durchführöffnung 65 herum ist am Planetenträger 56 mittels

Schrauben 66 eine radiale Führungslagerhülse 67 mit einer Radialnut 68 befestigt, um den Planetenträger 56 axial im oben genannten

Gehäuse 20 zu führen. In Fig . 6 ist eine zweite Ausführung des Planetenträgers 56 des

Planetenradgetriebes 2 der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.

In Fig . 6 sind nicht die Schrauben 66, mit denen die

Führungslagerhülse 67 am Planetenträger 56 befestigt ist, sondern nur die dafür vorgesehenen Einschrauböffnungen 66' dargestellt.

In der zweiten Ausführung des Planetenträgers 2 sind die

Planetenwellen 59 an Federarmen 69 gehalten, die zu einer gedachten Achse in Richtung der Radialkraft 32, die auf das jeweilige

Planetenrad 14 aufzubringen ist, achsensymmetrisch angeordnet sind. In Fig. 6 sind dabei der Übersichtlichkeit halber nicht alle Federarme 69 mit einem eigenen Bezugszeichen versehen.

Die Größe der Federarme 69 in Umfangsrichtung ist nach dem

notwendigen Radialhub der jeweiligen Planetenräder zu wählen. Je größer die Federarme 60 sind, desto größer ist der mögliche Radialhub. Allerdings müssen die Federarme 69 dann entsprechend dicker

ausgewählt werden, um eine ausreichende Festigkeit zu erlangen. Dies versteift allerdings die Federarme 69 und wirkt der gewünschten

Radialbewegung entgegen.

Eine Möglichkeit dieser Versteifung entgegenzuwirken ist in Fig. 7 gezeigt, in der eine dritte Ausführung des Planetenträgers 56 des

Planetenradgetriebes 2 der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist.

Nach dem gleichen Schema wie in der zweiten Ausführung des

Planetenträgers 56 nach Fig. 6 sind die Planetenwellen 59 an

Federarmen 69 gehalten, die zu einer gedachten Achse in Richtung der Radialkraft 32, die auf das jeweilige Planetenrad 14 aufzubringen ist, achsensymmetrisch angeordnet sind.

Allerdings sind in der dritten Ausführung mehrere Federarme 69 radial übereinander gehalten, wodurch die einzelnen Federarme 69 dünner mit einer entsprechend geringen Steifigkeit gewählt werden können und dennoch eine hohe Festigkeit gewährleistet ist. In Fig. 7 sind der

Übersichtlichkeit halber nicht alle Federarme mit einem eigenen

Bezugszeichen versehen.

In den Figs. 6 und 7 waren die Federarme einstückig mit dem Rest des Planetenträgers 56 ausgeführt. Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführung des Planetenträgers 56 des Planetenradgetriebes 2 der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht, in der die Federarme auf entsprechenden Federarmringen 70 ausgebildet sind. Diese Federarmringe 70 besitzen Durchgangsöffnungen 71, um die Federarmringe 70 am restlichen

Planetenträger 56 zu befestigen. Auf diese Weise lassen sich die

Werkstoffeigenschaften und damit die Anforderungen an die Elastizität der Federarmringe vom restlichen Planetenträger entkoppeln. So können die Federarmringe 70 beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff mit radial gerichteter Nachgiebigkeit gefertigt werden, während als restlicher Werkstoff für den Planetenträger 56 Stahl verwendet werden kann.

In Fig . 9 ist eine Strukturansicht eines Teils einer zweiten konkreten Ausführung des Planetenradgetriebes 2 nach Fig. 1 dargestellt. Die Darstellung ist stark vereinfacht und um Teile, wie die Planetenräder 14 und das Sonnenrad 12 gekürzt. Die entsprechenden Elemente können sich unter Berücksichtigung von Fig. 1 entsprechend hinzugedacht werden.

In der zweiten Ausführung des Planetenradgetriebes 2 werden die einzelnen Drücke 30 mit Piezoelementen 72 aufgebracht. Die

Ansteuerung dieser Piezoelemente 72 erfolgt dann nicht hydraulisch sondern elektrisch.

Mechanisch kann die zweite Ausführung des Planetenradgetriebes 2 in der selben Weise variiert werden, wie die erste Ausführung des

Planetenradgetriebes 2.

Es wird auf Fig. 11 Bezug genommen, die eine Vorrichtung mit einem mehrstufigen Getriebe in Form eines Zykloidengetriebes 74 zum Übertragen der bereits in den Fig. 1 bis 10 genannten

Rotationsbewegung 4 um die Hauptrotationsachse 6 mit abschaltbarer Druckquelle 8 zeigt.

Das Zykloidengetriebe 74 besitzt zur Aufnahme der Rotationsbewegung 4 eine Antriebswelle 75, auf auf der zwei in der Drehrichtung der

Rotationsbewegung 4 gegeneinander um 180° versetzt angeordnete Exzenter 76 als Antriebsriebsräder ausgebildet ist. Auf jedem

Exzenter 76 ist je über ein nicht weiter referenziertes Wälzlager ein Zwischenrad in Form einer Kurvenscheibe 77 abgestützt. Jede

Kurvenscheibe 77 besitzt an ihrem Umfang radial nach außen gerichtet Nocken 78 in für Zykloidengetriebe an sich bekannter Weise, die äquidistant angeordnet sind. Jede Kurvenscheibe 77 durchdringen radial zwischen dem Exzenter 76 und den Nocken 78 auf radial auf gleicher Höhe äquidistant angeordnete Durchgriffslöcher 79, in die Rollen 80 eingesetzt sind, welche wiederum an ein Abtriebsrad realisierenden Rollenscheiben 81 gehalten sind.

Der gesamte Aufbau ist in einer Aufnahmeöffnung 82 eines Gehäuses 83 gehalten, an dessen radialer Innenseite Bolzen 84 im Umfangsrichtung um die Hauptrotationsachse 6 äquidistanter gehalten sind . Die Anzahl der Bolzen 80 unterscheidet sich dabei von der Anzahl der Nocken 78.

Weitere Details zum Aufbau eines Zykloidengetriebes können dem einschlägigen Stand der Technik, wie beispielsweise EP 0 573 019 Al entnommen werden.

Im Betrieb treiben die Exzenter 76 die Kurvenscheibe 77 mit den

Nocken 78 an, die sich wiederum im fest stehenden Bolzenring mit den Bolzen 84 abwälzt. Dabei drückt die Kurvenscheibe 77 die Rollen 80 an den Durchgriffslöchern 79 umfänglich um die Hauptrotationsachse 6 und dreht so Rollenscheiben 81. An einer der Rollenscheiben 81 sind

Befestigungsbohrungen 82 ausgebildet, an der beispielsweise eine

Abtriebswelle befestigt werden kann. Von diesen Befestigungsbohrungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen

Bezugszeichen versehen. In das gezeigte Zykloidengetriebe 74 ist die Idee zum Verspannen der Antriebs-, Zwischen- und Abtriebsräder aus den Figs. 2 und 3 in analoger Weise implementiert, wobei in Fig. 11 der Einfachheit halber auf die Darstellung von Dichtungen verzichtet wurde.

Die Druckquelle 8 bringt beispielsweise als Elektromotor einen Druck in die mit Hyd raulikflüssigkeit gefüllte Druckkammer 38 ein, die wiederum die Druckplatte 50, an der die Bolzen 84 befestigt sind, radial gegen die Flauptrotationsachse 4 drückt. Auf diese Weise wird das Spiel zwischen den Rollenscheiben 81, den Kurvenscheiben 77 und den Exzentern 76 reduziert und die gleiche Spielfreiheit, wie im oben beschriebenen

Planetenradgetriebe erreicht.

In dem Schaubild der Fig. 1 kann das Planetenradgetriebe 2 daher durch das Zykloidengetriebe 74 der Fig. 11 ersetzt und der gleiche Vorteil erreicht werden.

Die Idee der Erfindung kann in jedem mehrstufigen Getriebe

implementiert werden, in dem die Antriebsachse und die Abtriebsachse auf einer gemeinsamen Flauptrotationsachse angeordnet sind. Ein weiteres Beispiel für ein solches mehrstufiges Getriebe ist ein aus der Druckschrift DE 10 2004 041 630 Al bekanntes Wellengetriebe, welches in Fachkreisen auch unter der markenrechtlich geschützten Bezeichnung Flarmonic Drive bekannt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Übertragen einer Rotationsbewegung um eine

Hauptrotationsachse, umfassend :

ein mehrstufiges Getriebe mit

einem um die Hauptrotationsachse drehbar angeordneten Antriebsrad,

einem konzentrisch zum Antriebsrad um die

Hauptrotationsachse drehbar angeordnetes Abtriebsrad, und

mindestens einem um eine Nebenrotationsachse drehbar angeordneten Zwischenrad, welches angetrieben vom Antriebsrad eingerichtet ist, das Abtriebsrad anzutreiben, und

ein Gehäuse mit einer um die Gehäuserotationsachse

rotationssymmetrisch ausgebildeten Aufnahmeöffnung, in der das mehrstufige Getriebe mit seiner Hauptrotationsachse konzentrisch zur Gehäuserotationsachse gehalten ist,

gekennzeichnet durch

eine die Aufnahmeöffnung radial begrenzende Innenwand im

Gehäuse,

einen zwischen der radialen Innenwand und dem mehrstufigen Getriebe ausgebildeten Zwischenraum, und

eine im Zwischenraum angeordnete Druckquelle, welche

eingerichtet ist, an verschiedenen um die Hauptrotationsachse

angeordneten Punkten veränderliche Drücke zu erzeugen, um das mehrstufige Getriebe einstellbar von der Innenwand weg gegen die Hauptrotationsachse radial zu stauchen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine den Zwischenraum auf einer der Innenwand gegenüberliegenden Seite zum mehrstufigen

Getriebe hin verschließende Druckwand, die radial beweglich ist, wobei die Druckquelle eingerichtet ist, die radial bewegliche Druckwand mit den Drücken gegen das mehrstufige Getriebe zu bewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Druckwand als Hülse ausgebildet ist, die in eine Axialnut im Gehäuse eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, umfassend einen das Gehäuse auf der Axialnut axial gegenüberliegenden Seite axial verschließenden Deckel, wobei der Deckel einen axialen Führungskragen zum axialen Führen eines der Räder des mehrstufigen Getriebes umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mehrstufige Getriebe ein Planetengetriebe, ein Zykloidgetriebe oder ein Wellgetriebe ist 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die

Druckquelle eingerichtet ist, die veränderlichen Drücke hydraulisch oder piezoelektrisch zu erzeugen.

7. Verfahren zum Steuern eines Planetenradgetriebes nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend :

Einschalten der Druckquelle,

Starten der Rotationsbewegung, und

Abschalten der Druckquelle, wenn eine Drehzahl der

Rotationsbewegung eine vorbestimmte Mindestdrehzahl überschreitet.

8. Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach Anspruch 7 auszuführen.