DE10024905C2 - Untersetzungsgetriebe - Google Patents
UntersetzungsgetriebeInfo
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- DE10024905C2 DE10024905C2 DE2000124905 DE10024905A DE10024905C2 DE 10024905 C2 DE10024905 C2 DE 10024905C2 DE 2000124905 DE2000124905 DE 2000124905 DE 10024905 A DE10024905 A DE 10024905A DE 10024905 C2 DE10024905 C2 DE 10024905C2
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- 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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Untersetzungsgetriebe ist aus der
DE 197 08 310 A1 bekannt. Bei diesem auch als "Harmonic-Dri
ve-Getriebe" bezeichneten Untersetzungsgetriebe befindet
sich innerhalb eines starren Stützringes, der eine zylindri
sche, innenverzahnte Stützfläche aufweist, eine außenver
zahnte, radialflexible Abrollbuchse, die durch eine geeigne
te Antriebseinrichtung, die unter anderem aus einer innerhalb
der Abrollbuchse angeordneten Planetenradeinheit
gebildet wird, elliptisch verformt wird. Die Planetenradein
heit weist ein auf einer Antriebswelle angeordnetes und von
dieser angetriebenes Sonnenrad auf, in dessen Außenverzah
nung an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen die
Verzahnungen zweier Planetenräder eingreift. Die Innen- und
Außenverzahnung der Stützfläche und der radialflexiblen
Abrollbuchse weist eine unterschiedliche Zähnezahl auf und
der Zahnkranz der radialflexiblen Abrollbuchse wird durch
den elliptisch geformten Innenkern der Antriebseinrichtung
in die zylindrische, innenverzahnte Stützfläche des starren
Stützringes gedrückt.
Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahl von Stützfläche
und Abrollbuchse wird ein permanentes, fortlaufendes Verset
zen der ineinandergreifenden Umfangsabschnitte bewirkt, so
dass eine ganze Umdrehung der Antriebswelle nur eine Weiter
bewegung der Abrollbuchse um die vorgesehene Differenz der
Zähnezahl von Stützring und Abrollbuchse bewirkt. Dadurch
kann mit einem derartigen Harmonic-Drive-Getriebe eine sehr
hohe Untersetzung erreicht werden.
Der Antriebskern kann entsprechend den in dieser Druck
schrift angegebenen Ausführungsbeispielen unterschiedlich
ausgebildet sein. In einer Ausführungsform besteht der An
triebskern aus einem Planetengetriebe mit zwei oder drei
Planetenrädern, die diametral zueinander oder an den Ecken
eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind und die
Aussenverzahnung der Abrollbuchse in Eingriff mit den Innen
verzahnungen des gehäusefesten Hohlrades und des Abtriebs
hohlrades bringen. In einer weiteren Ausführungsform ist
ein elliptischer Antriebskern vorgesehen und zwischen der
Innenfläche des radialflexiblen Rings bzw. der Abrollbuchse
und der Außenseite des elliptischen Antriebskerns ist ein
Wälzlager mit einer Vielzahl von Kugeln angeordnet.
Nachteilig bei diesen Ausgestaltungen des Antriebskerns ist
zum einen die geringe Zahl in Eingriff befindlicher Zähne
zwischen der Außenverzahnung der Abrollbuchse und den Innen
verzahnungen des gehäusefesten Hohlrades und des Abtriebs
hohlrades bei der Ausgestaltung des Antriebskerns als
Planetengetriebe sowie die große Walkleistung bei der
Ausgestaltung des Antriebskerns als elliptischer Antriebs
kern, da bei dieser Ausgestaltung die gesamte Oberfläche
des Antriebskerns in Eingriff mit der Innenmantelfläche des
radialflexiblen Rings bzw. der Abrollbuchse ist.
Ausserdem sind sämtliche Ausführungsformen des aus der
DE 197 08 310 A1 bekannten Antriebskerns verhältnismäßig
voluminös, weisen ein erhebliches Gewicht auf und sind auf
wendig konstruiert und daher teuer in der Herstellung.
Die DE 296 22 185 U1 betrifft ebenfalls ein derartiges Un
tersetzungsgetriebe. Ein Antriebskern dieses Getriebes
besteht aus einem rotierenden Stegelement, das Abwälzsegmen
te aufweist.
Die DE 195 42 253 A1 offenbart ein Untersetzungsgetriebe.
Dieses Getriebe weist einen rotierenden als elliptisches
Innenteil ausgebildeten Antriebskern auf, an dessen Außen
mantelfläche Abwälzelemente angeordnete sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebs
kern für ein Untersetzungsgetriebe der eingangs genannten
Art zu schaffen, der bei geringem Gewicht und minimalen
Abmessungen einerseits eine minimale Walkleistung und
minimale Reibungswiderstände bzw. -verluste und anderer
seits den Eingriff einer größtmöglichen Zähnezahl zwischen
der Außenverzahnung des radialflexiblen Rings und den
Innenverzahnungen des gehäusefesten Hohlrades und des Ab
triebshohlrades und damit minimale Flächenpressungen zur
Übertragung hoher Drehmomente gewährleistet sowie einfach
und kostengünstig aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung schafft einen Antriebskern für
ein Untersetzungsgetriebe, das ein geringes Gewicht und mi
nimalen Abmessungen aufweist. Weiterhin zeichnet sich das
erfindungsgemässe Untersetzungsgetriebe durch eine minimale
Walkleistung und minimale Reibungswiderstände bzw. -verlu
ste aus und gewährleistet den Eingriff einer größtmöglichen
Zähnezahl zwischen der Außenverzahnung des radialflexiblen
Rings und den Innenverzahnungen des gehäusefesten Hohlrades
und des Abtriebshohlrades und damit minimale Flächen
pressungen zur Übertragung hoher Drehmomente.
Um insbesondere die Reibung zwischen dem rotierenden Stege
lement und dem elliptisch verformten radialflexiblen Ring
zu minimieren, sind in den Abwälzsegmenten Wälzkörper
angeordnet, die im Bereich der großen Ellipsenachsen zwi
schen dem rotierenden Stegelement und dem radialflexiblen
Ring abrollen.
Die als Kugeln, Tonnen, Walzen, Nadeln oder Kegel ausgebil
deten Wälzkörper sind dabei über mindestens einen Umlenkka
nal an den Anfang der Roll- oder Eingriffsbahn zwischen den
Abwälzsegmenten des rotierenden Stegelementes und dem
radialflexiblen Ring zurückführbar. Auf diese Weise wird
gleichzeitig die Voraussetzung dafür geschaffen, auf einen
speziellen Wälzkörperkäfig zu verzichten und damit einen
einfachen Aufbau des Antriebskerns zu ermöglichen. Zusätz
lich zu diesen Vorteilen ist das erfindungsgemässe Unterset
zungsgetriebeeinfach und kostengünstig aufgebaut.
Insbesondere ermöglicht das rotierende Stegelement den
Ersatz eines teuren Spezialkugellagers und gewährleistet
ohne eigene Verformung bei der Rotation eine Verformung des
radialflexiblen Rings in der Weise, daß im Bereich der
großen Ellipsenachsen ein definierter Eingriff zwischen den
Verzahnungen des radialflexiblen Rings und des gehäusefe
sten Hohlrades bzw. des Abtriebshohlrades mit einer maxima
len, in Eingriff befindlichen Zähnezahl und damit geringen
Flächenpressungen der Getriebezähne gewährleistet ist.
Dabei verlagert sich mit dem Drehen des rotierenden Stegele
ments die große Ellipsenachse und damit der Zahneingriffsbe
reich zwischen der Außenverzahnung des radialflexiblen
Rings und den Innenverzahnungen des gehäusefesten Hohlrades
und des Abtriebshohlrades.
Zur Sicherung eines Eingriffs einer größtmöglichen Zähne
zahl weist die am radialflexiblen Ring anliegende Fläche
des Abwälzsegments die Querschnittskontur eines Ellipsenab
schnitts im Bereich der großen Ellipsenachsen auf, wobei
die kleinen Ellipsenachsen der Ellipse, deren große Ellip
senachsen die Querschnittskontur des Abwälzsegments bilden,
geringfügig kleiner als der Radius des radialflexiblen
Rings sind.
Das rotierende Stegelement weist vorzugsweise an beiden
Enden eines mit der Antriebswelle verbundenen Steges Abwälz
segmente auf. Es kann alternativ aber auch speichenförmig
ausgebildet sein und mehrere von der Abtriebswelle ausgehen
de Speichen aufweisen, an deren Enden jeweils Abwälzsegmen
te angeordnet sind.
Vorzugsweise hält das rotierende Stegelement die Außenver
zahnung des radialflexiblen Rings ohne Eigenverformung
umlaufend mit den Innenverzahnungen des gehäusefesten
Hohlrades und des Abtriebshohlrades in Eingriff.
Um die Reibung zwischen dem rotierenden Stegelement und dem
elliptisch verformten radialflexiblen Ring zu minimieren,
sind in der Außenfläche der Abwälzsegmente Wälzkörper
angeordnet, die im Bereich der großen Ellipsenachsen zwi
schen dem rotierenden Stegelement und dem radialflexiblen
Ring abrollen.
Die als Kugeln, Tonnen, Walzen, Nadeln oder Kegel ausgebil
deten Wälzkörper sind vorzugsweise über mindestens einen
Umlenkkanal an den Anfang der Roll- oder Eingriffsbahn
zwischen den Abwälzsegmenten des rotierenden Stegelementes
und dem radialflexiblen Ring zurückführbar. Damit wird
sichergestellt, daß nur die an der Außenfläche der Abwälz
segmente befindlichen Wälzkörper im Eingriff mit der Innen
mantelfläche des radialflexiblen Rings stehen, während die
im Umlenk- oder Rückführkanal befindlichen Wälzkörper keine
tragende Funktion ausüben. Auf diese Weise wird gleichzei
tig die Voraussetzung dafür geschaffen, auf einen speziel
len Wälzkörperkäfig zu verzichten und damit einen einfachen
Aufbau des Antriebskerns zu ermöglichen.
Zur Rückführung der Wälzkörper kann der Umlenkkanal über
die Innenfläche der Abwälzsegmente oder durch die Segment
körper geführt werden oder die Wälzkörper sind über minde
stens einen neben einem tragenden Kanal angeordneten Rück
führkanal an den Anfang der Roll- oder Eingriffsbahn zwi
schen den Abwälzsegmenten des rotierenden Stegelements und
dem radialflexiblen Ring zurückführbar.
In einer besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Lösung bilden jeweils ein tragender Kanal und ein Rückführ
kanal einen Wälzkörperkanal und auf der Außenfläche der Ab
wälzsegmente des rotierenden Stegelements sind zwei Wälzkör
perkanäle nebeneinander angeordnet, wobei die tragenden
Kanäle an den in axialer Richtung äußeren Seiten der Ab
wälzsegmente angeordnet sind.
Das rotierende Stegelement kann wahlweise direkt die An
triebswelle verkörpern oder eine nachgeschaltete Getriebe
welle sein. Es ist auch möglich, das rotierende Stegelement
direkt als Anker eines Elektromotors oder als einstückigen
Bestandteil des Ankers eines Elektromotors auszubilden bzw.
zweistückig mit dem Anker eines Elektromotors zu verbinden.
Für einen leichten Einbau des rotierenden Stegelements in
das Untersetzungsgetriebe und damit für eine leichte Monta
ge durch leichtes Einsetzen des rotierenden Stegelements in
das Untersetzungsgetriebe, zum Toleranzausgleich bei Abnut
zung der Eingriffsbereiche, sowie zur Gewährleistung eines
definierten Zahneingriffs zwischen der Außenverzahnung des
radialflexiblen Rings und den Innenverzahnungen des gehäuse
festen Hohlrades und des Abtriebshohlrades besteht das
rotierende Stegelement aus zwei Abwälzsegmenten und einer
Hülse, in deren Enden von den Innenflächen der Abwälzsegmen
te abstehende Stege eingesetzt sind.
Um einen sicheren Zahneingriff zwischen den Verzahnungen
des radialflexiblen Rings und des Abtriebshohlrades bzw.
des gehäusefesten Hohlrades durch Begrenzung des radialen
Verschiebespiels zwischen der Hülse und den Anschlagschul
tern der Stege der Abwälzsegmente zu gewährleisten, ist die
Summe der Abstände zwischen den Enden der Hülse und den An
schlagschultern der Stege kleiner als die vorgegebene Ein
griffstiefe zwischen der Außenverzahnung des radialflexi
blen Rings und den Innenverzahnungen des gehäusefesten
Hohlrades bzw. des Abtriebshohlrades.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spielen soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke
näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Unterstetzungsge
triebe mit einem rotierenden Stegelement und
zwei an den Enden eines Steges angeordneten
Abwälzsegmenten;
Fig. 2 eine schematisch-perspektivische Ansicht des
rotierenden Stegelements gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematisch-perspektivische Ansicht
eines rotierenden Stegelements mit nebeneinan
der angeordneten Kanälen und darin umlaufenden
Wälzkörperkugeln und
Fig. 4 einen Schnitt durch ein Untersetzungsge
triebe mit einem rotierenden Stegelement,
dessen Abwälzsegmente federbelastet gegen die
Innenmantelfläche des radialflexiblen Rings
drücken.
Der in Fig. 1 dargestellte Schnitt durch ein Untersetzungs
getriebe zeigt zwei in Zeichenebene hintereinander angeord
nete Hohlräder, nämlich das in Betrachtungsrichtung vordere
gehäusefeste Hohlrad 4 mit einer Innenverzahnung 40 und das
dahinter befindliche Abtriebshohlrad 10 mit seiner Innenver
zahnung 100. Mit den Innenverzahnungen 40, 100 des gehäuse
festen Hohlrades 4 und des Abtriebshohlrades 10 kämmt die
Außenverzahnung 61 eines radialflexiblen Rings 6, dessen
Kern mehrere über den Umfang des radialflexiblen Rings 6
verteilt angeordnete Deformationshohlkammern 63 aufweist.
Die Innenmantelfläche 62 des radialflexiblen Rings 6 steht
partiell im Eingriff mit den Eingriffsflächen eines rotie
renden Stegelementes 8. Diese Eingriffsflächen werden durch
die Außenmantelflächen zweier Abwälzsegmente 81, 82 gebil
det, die eine ellipsenförmige Kontur aufweisen und so an
der Innenmantelfläche 62 des radialflexiblen Rings 6 angrei
fen, daß die Außenverzahnung 61 des radialflexiblen Rings 6
mit den Innenverzahnungen 40, 100 des gehäusefesten Hohlra
des 4 und des Abtriebshohlrades 10 im Bereich der großen
Ellipsenachsen umlaufend in Eingriff gehalten wird.
Zu diesem Zweck weisen die an der Innenmantelfläche 62 des
radialflexiblen Rings 6 anliegenden Außenflächen der Abwälz
segmente 81, 82 die Querschnittskontur eines Ellipsenab
schnitts im Bereich der großen Ellipsenachsen auf. Zur
Erzielung einer möglichst großen Eingriffsfläche sind die
kleinen Ellipsenachsen dieser Ellipse geringfügig kleiner
als der Radius der Innenmantelfläche 62 des radialflexiblen
Rings 6.
Die beiden Abwälzsegmente 81, 82 sind über einen Steg 80
diametral miteinander und mit einer Antriebswelle 9 verbun
den. Die Antriebswelle 9 kann unmittelbar die Achse eines
Elektromotors sein, so daß die Abwälzsegmente 81, 82 den
Anker eines Elektromotors bilden, einstückiger Bestandteil
eines Ankers eines Elektromotors oder zweistückig mit dem
Anker des Elektromotors verbunden sein.
Zur Minimierung der Reibung zwischen den Außenflächen der
Abwälzsegmente 81, 82 und der Innenmantelfläche 62 des
radialflexiblen Rings 6 sind Wälzkörper 11 vorgesehen, die
in Kanälen 12, 13 der Abwälzsegmente 81, 82 geführt sind.
In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei
spiel bestehen die Wälzkörper aus Walzen oder Nadeln,
können aber auch kugelförmig (Fig. 3), tonnenförmig oder
kegelförmig ausgebildet sein.
Die Kanäle 12, 13 bilden tragende Kanäle 12, wobei die in
den tragenden Kanälen 12 befindlichen Wälzkörper 11 in
Eingriff mit der Innenmantelfläche 62 des radialflexiblen
Rings 6 stehen sowie Rückführkanäle 13, in denen die entla
steten Wälzkörper an den Anfang der Roll- oder Eingriffs
bahn bzw. des tragenden Kanals 12 zurückgeführt werden. Die
in den Kanälen 12, 13 angeordneten Wälzkörper 11 können
wahlweise in einen Wälzkörperkäfig eingebunden sein oder
ohne Wälzkörperkäfig in die Kanäle 12, 13 eingesetzt wer
den.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung und Ausgestal
tung des Antriebskerns als rotierendes Stegelement 8 ent
steht Walkleistung des Untersetzungsgetriebes nur noch in
dem radialflexiblen Ring 6, während die zwischen dem rotie
renden Stegelement 8 und dem radialflexiblen Ring 6 auftre
tende, unvermeidliche Reibung durch die Anordnung der Wälz
körper 11 in den Abwälzsegmenten 81, 82 minimiert wird.
Fig. 3 zeigt in schematisch-perspektivischer Darstellung
ein rotierendes Stegelement 8, in dessen Abwälzsegmente 81,
82 Wälzkörper 11 in nebeneinander in der Außenfläche der Ab
wälzsegmente 81, 82 angeordneten Kanälen 14, 15, 16, 17
eingesetzt sind. Dabei bilden die außenliegenden Kanäle 14,
16 die tragenden Kanäle, während die innenliegenden Kanäle
15, 17 die Rückführkanäle bilden, so daß die Abwälzsegmente
81, 82 an ihren Außenkanten an der Innenmantelfläche 62 des
radialflexiblen Rings 6 anliegen.
Auch in dieser Ausführungsform ist die Kontur der Abwälzseg
mente 81, 82 so ausgebildet, daß sie den Abschnitt einer
Ellipse im Bereich der großen Ellipsenachse bilden, um zu
gewährleisten, daß die Außenverzahnung des radialflexiblen
Rings 6 mit den Innenverzahnungen des gehäusefesten Hohlra
des und des Abtriebshohlrades über einen möglichst großen
Bereich, nämlich den der großen Ellipsenachsen umlaufend in
Eingriff gehalten wird.
Der in Fig. 4 dargestellte Schnitt durch ein Untersetzungs
getriebe zeigt analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Unter
setzungsgetriebe ein gehäusefestes Hohlrad 4 mit einer In
nenverzahnung 40 sowie ein in der Zeichenebene dahinterlie
gendes Abtriebshohlrad 10 mit einer Innenverzahnung 100 und
einem radialflexiblen Ring 6, dessen Außenverzahnung 61 im
Bereich der großen Ellipsenachsen in Eingriff mit den Innen
verzahnungen 40, 100 des gehäusefesten Hohlrades 4 und des
Abtriebshohlrades 10 steht. Als Antriebskern ist ein rotie
rendes Stegelement 8 vorgesehen, dessen Abwälzsegmente 81,
82 mit ihrer Außenkontur an der Innenmantelfläche 62 des
radialflexiblen Rings 6 anliegen und damit bewirken, daß
die Außenverzahnung 61 des radialflexiblen Rings 6 in
definierter Weise in Eingriff mit den Innenverzahnungen 40,
100 des gehäusefesten Hohlrades 4 und des Abtriebshohlrades
10 steht.
Im Unterschied zu dem rotierenden Stegelement 8 gemäß Fig.
1 weist das in Fig. 4 dargestellte rotierende Stegelement
8 eine mit einr Antriebswelle verbundene Hülse 85 auf, in
deren Enden die von den radial innenliegenden Flächen der
Abwälzsegmente 81, 82 abstehenden Stege 83, 84 eingesetzt
sind. Über zusätzliche Langlochführungen 87, 88 sind die
Abwälzsegmente 21, 82 axial und radial abgestützt. Eine
zwischen den Enden der Stege 83, 84 angeordnete Feder 89
bewirkt eine radiale Federbelastung der Abwälzsegmente 81,
82, die mit definierter Vorspannkraft gegen die Innenmantel
fläche 62 des radialflexiblen Rings 6 drücken und damit die
Verzahnungen des radialflexiblen Rings 6, des Abtriebshohl
rades 10 und des gehäusefesten Hohlrades 4 in Eingriff
halten.
Durch einen Abstand a1 bzw. a2 zwischen den Enden der Hülse
85 und Anschlagschultern der Stege 83, 84 bzw. der radial
innenliegenden Flächen der Abwälzsegmente 81, 82 wird die
Möglichkeit geschaffen, das rotierende Stegelement 8 durch
radiales Zusammendrücken der Abwälzelemente 81, 82 und
damit Vermindern des Abstandes der Außenflächen des rotie
renden Stegelements 8 leicht in die Innenmantelfläche 62
des radial flexiblen Rings einzusetzen und damit eine
leichte Montage des Untersetzungsgetriebes zu gewährlei
sten.
Weiterhin sorgt die radiale Federbelastung der diametral ge
genüberstehenden Abwälzsegmente 81, 82 für einen Toleranz
ausgleich bei einer Abnutzung der Bauteile. Andererseits
sind die Abstände a1 und a2 so bemessen, daß die Summe
beider Abstände zwischen den Enden der Hülse 85 und den
Anschlagschultern der Stege 83, 84 kleiner ist als die
vorgegebene Eingriffstiefe zwischen der Außenverzahnung 61
des radialflexiblen Rings 6 und den Innenverzahnungen 40,
100 des gehäusefesten Hohlrades 4 und des Abtriebshohlrades
10. Damit ist gewährleistet, daß auch bei unmittelbar an
den Enden der Hülse 85 anliegenden Anschlagschultern der
Stege 83, 84 die vorgegebene Zahneingriffstiefe gewährlei
stet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung läßt verschiedene Abwandlungen
und Ausgestaltungen zu, die nicht in den Ausführungsbeispie
len der Fig. 1 bis 4 dargestellt sind. So kann die
Deformation des radialflexiblen Rings abweichend von den
Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 nicht nur
über den Innendurchmesser des radialflexiblen Rings, son
dern auch über den Außendurchmesser des radialflexiblen
Rings erfolgen, d. h. das Untersetzungsgetriebe kann mit
Innenläufermotoren, Außenläufermotoren und Glockenläufermo
toren usw. kombiniert werden.
Weiterhin eignet sich das erfindungsgemäße Untersetzungsge
triebe sowohl für mechanisch als auch für elektronisch kom
mutierte Motoren, wobei insbesondere die direkte Verbindung
des als rotierendes Stegelement ausgebildeten Antriebskerns
mit dem motorischen Antrieb Vorteile bei der Schaffung
eines integrierten Systems bildet, bei dem durch Mehrfach
funktion einzelner Bauteile sowohl als motorischer als auch
als getriebeseitiger Bestandteil schafft.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie
le, sondern es ist eine Anzahl von Varianten denkbar,
welche von der in der Zeichnung und Beschreibung dargestell
ten Lösung auch bei grundsätzlich andersgearteten Ausführun
gen Gebrauch macht.
Claims (20)
1. Untersetzungsgetriebe mit einem gehäusefesten Hohlrad
(4), das eine zylindrische Innenverzahnung (40) mit
einer ersten Zähnezahl aufweist, einem Abtriebshohlrad
(10), das eine zylindrische Innenverzahnung (100) mit
einer zweiten Zähnezahl aufweist, einem radialflexi
blen Ring (6) mit einer Innenmantelfläche (62) und
einer Außenverzahnung (61), die mit den Innenverzahnun
gen (40, 100) des gehäusefesten Hohlrades (4) und des
Abtriebshohlrades (10) in Eingriff steht, und einem An
triebskern (8), der einen oder mehrere Umfangsabschnit
te der Außenverzahnung (60) des radialflexiblen Rings
(6) mit der Innenverzahnung (40, 100) des gehäusefe
sten Hohlrades (4) und des Abtriebshohlrades (10)
umlaufend in Eingriff hält, wobei der Antriebskern aus
mindestens einem rotierenden Stegelement (8) mit
mindestens einem Abwälzsegment (81, 82) besteht, das
mit einer ellipsen- oder kreisabschnittförmigen Kontur
die Außenverzahnung (61) des radialflexiblen Rings (6)
mit den Innenverzahnungen (40, 100) des gehäusefesten
Hohlrades (4) und des Abtriebshohlrades (10) im Be
reich der großen Ellipsenachsen umlaufend in Eingriff
hält,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem mindestens einen Abwälzsegment (81, 82)
Wälzkörper (11) angeordnet sind, die im Bereich der
großen Ellipsenachsen zwischen dem rotierenden Stegele
ment (8) und dem radialflexiblen Ring (6) abrollen und
die über mindestens einen Umlenkkanal (13) an den
Anfang der Roll- oder Eingriffsbahn zwischen dem
mindestens einen Abwälzsegment (81, 82) und dem radial
flexiblen Ring (6) zurückführbar sind.
2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die am radialflexiblen Ring (6) anlie
gende Fläche des Abwälzsegments (81, 82) die Quer
schnittskontur eines Ellipsenabschnitts im Bereich der
großen Ellipsenachsen aufweist.
3. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die kleinen Ellipsenachsen der Ellipse,
deren große Ellipsenachsen die Querschnittskontur des
Abwälzsegments (81, 82) bilden, geringfügig kleiner
als der Radius der Innenmantelfläche (62) des radial
flexiblen Rings (6) sind.
4. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das rotierende Stegelement (8) an beiden Enden eines
mit der Antriebswelle verbundenen Steges (80) Abwälz
segmente (81, 82) aufweist.
5. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das rotierende Stegelement (8) mehrere von der
Antriebswelle (9) ausgehende Speichen aufweist, an
deren Enden Abwälzsegmente angeordnet sind.
6. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
rotierende Stegelement (8) die Außenverzahnung (61)
des radialflexiblen Rings (6) ohne Eigenverformung
umlaufend mit den Innenverzahnungen (40, 100) des
gehäusefesten Hohlrades (4) und des Abtriebshohlra
des (10) in Eingriff hält.
7. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wälzkörper (11) in der Außenfläche der Abwälzsegmente
(81, 82) angeordnet sind.
8. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Umlenkkanal (13) über die Innenflä
che der Abwälzsegmente (81, 82) oder durch die Ab
wälzsegmente (81, 82) geführt ist.
9. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Wälzkörper (11) über mindestens
einen neben einem tragenden Kanal (14, 16) angeordne
ten Rückführkanal (15, 17) an den Anfang der Roll-
oder Eingriffsbahn zwischen den Abwälzsegmenten (81,
82) des rotierenden Stegelements (8) und dem radialfle
xiblen Ring (6) zurückführbar sind.
10. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass jeweils ein tragender Kanal (14, 16)
und ein Rückführkanal (15, 17) einen Wälzkörperkanal
bilden, und dass auf der Außenfläche der Abwälzsegmen
te (81, 82) des rotierenden Stegelements (8) zwei Wälz
körperkanäle (14, 15; 16, 17) nebeneinander angeordnet
sind.
11. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass die tragenden Kanäle (14, 16) an den in
axialer Richtung äußeren Seiten der Abwälzsegmente
(81, 82) angeordnet sind.
12. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wälzkörper (11) in einem Wälzkörperkäfig angeordnet
sind.
13. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der vor
anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das rotierende Stegelement (8) unmittelbar mit der An
triebswelle (9) verbunden ist.
14. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das rotierende Stegelement (8) mit einer der An
triebswelle (9) nachgeschalteten Getriebewelle verbun
den ist.
15. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das rotierende Stegelement (8) direkt der Anker
eines Elektromotors ist.
16. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der voran
stehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das rotierende Stegelement (8) als einstückiger
Bestandteil des Ankers eines Elektromotors ausgebildet
ist.
17. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der vor
anstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, dass das rotierende Stegelement (8) zweistückig
mit dem Anker eines Elektromotors verbunden ist.
18. Untersetzungsgetriebe nach mindestens einem der vor
anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das rotierende Stegelement (8) aus zwei Abwälzsegmen
ten (81, 82) und einer Hülse (85) besteht, in deren
Enden von den Innenflächen der Abwälzsegmente (81, 82)
abstehende Stege (83, 84) eingesetzt sind.
19. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Stege (83, 84) derart federbelastet
sind, dass die Abwälzsegmente (81, 82) mit einer
radialen Kraftkomponente gegen die Innenmantelflä
che (62) des radialflexiblen Rings (6) drücken.
20. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 18 oder 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Summe der Abstände (a1,
a2) zwischen den Enden der Hülse (85) und den Anschlag
schultern der Stege (83, 84) kleiner ist als die
vorgegebene Eingriffstiefe zwischen der Außenverzah
nung (61) des radialflexiblen Rings (6) und den Innen
verzahnungen (40, 100) des gehäusefesten Hohlrades (4)
bzw. des Abtriebshohlrades (10).
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