DE102021104534A1

DE102021104534A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE102021104534A1
Application number: DE102021104534.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kümmeth; Thomas Bayer; Michael Schmidt
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-08-25

Abstract

Getriebe (1), insbesondere Koaxialgetriebe, umfassend eine erste Übersetzungsstufe mit: einer ersten Verzahnung (11), einem ersten Zahnträger (13), ersten Zähnen (17), welche in ersten Führungen (15) des ersten Zahnträgers (13) zum Eingriff mit der ersten Verzahnung (11) aufgenommen sind und verschieblich in den ersten Führungen (15) gelagert sind, und einer rotierbaren ersten Kurvenscheibe (21) zum Antrieb der ersten Zähne (17); und eine zweite Übersetzungsstufe, welche mit der ersten Übersetzungsstufe gekoppelt ist, mit: einer zweiten Verzahnung (31), einem zweiten Zahnträger (33), zweiten Zähnen (37), welche in zweiten Führungen (35) des zweiten Zahnträgers (33) zum Eingriff mit der zweiten Verzahnung (31) aufgenommen sind und verschieblich in den zweiten Führungen (35) gelagert sind, und einer rotierbaren zweiten Kurvenscheibe (41) zum Antrieb der zweiten Zähne (37); wobei genau eine Komponente aus der Gruppe der ersten Verzahnung (11), des ersten Zahnträgers (13), der zweiten Verzahnung (31) und des zweiten Zahnträgers (33) drehfest mit einem Gehäuse des Getriebes (1) verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Getriebe bekannt, welche Zähne umfassen, die in einem Zahnträger radial verschieblich gelagert sind. Zum Antrieb der Zähne in einer radialen Richtung wird ein Antriebselement mit einer Profilierung, wie beispielsweise eine Kurvenscheibe, verwendet. Die Zähne werden in radialer Richtung bewegt und greifen in eine Verzahnung ein, so dass es zu einer Relativbewegung zwischen dem Zahnträger mit den Zähnen und der Verzahnung kommt. Die Relativbewegung zwischen Verzahnung und Zähnen ist dabei geringer, beispielsweise um eine Größenordnung geringer, als die Bewegung des Antriebselements mit der Profilierung.
Allerdings weisen bisher bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik Restriktionen auf, insbesondere in Bezug auf die Breite des Übersetzungsbereichs, in Bezug auf die Kompaktheit der Bauweise, in Bezug auf die Steifigkeit oder in Bezug auf die Tragfähigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe, insbesondere ein Koaxialgetriebe, anzugeben, welches gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Getrieben verbessert ist, wobei insbesondere eine größere Breite des Übersetzungsbereichs, eine kompaktere Bauweise, eine höhere Tragfähigkeit oder eine höhere Steifigkeit erreicht werden soll.
Die Aufgabe wird mit einem Getriebe, insbesondere einem Koaxialgetriebe, nach dem Anspruch 1 gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Koaxialgetriebe, umfassend eine erste Übersetzungsstufe mit einer ersten Verzahnung, einem ersten Zahnträger, ersten Zähnen, welche in ersten Führungen des ersten Zahnträgers zum Eingriff mit der ersten Verzahnung aufgenommen sind und verschieblich in den ersten Führungen gelagert sind, und einer rotierbaren ersten Kurvenscheibe zum Antrieb der ersten Zähne. Das Getriebe umfasst eine zweite Übersetzungsstufe, welche mit der ersten Übersetzungsstufe gekoppelt ist, mit einer zweiten Verzahnung, einem zweiten Zahnträger, zweiten Zähnen, welche in zweiten Führungen des zweiten Zahnträgers zum Eingriff mit der zweiten Verzahnung aufgenommen sind und verschieblich in den zweiten Führungen gelagert sind, und einer rotierbaren zweiten Kurvenscheibe zum Antrieb der zweiten Zähne. Genau eine Komponente aus der Gruppe der ersten Verzahnung, des ersten Zahnträgers, der zweiten Verzahnung und des zweiten Zahnträgers ist drehfest mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Antrieb, umfassend ein Getriebe nach einem der hierin beschriebenen Ausführungsformen, und einen mit dem Getriebe gekoppelten Motor.
Typische Getriebe umfassen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle. Typischerweise stellen die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe gemeinsam eine Gesamtübersetzung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bereit. Eine Übersetzungsstufe kann insbesondere auch als Getriebestufe bezeichnet werden. Typischerweise sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle drehbar relativ zu dem Gehäuse des Getriebes gelagert. Bei typischen Ausführungsformen, insbesondere bei Koaxialgetrieben, sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial ausgeführt, insbesondere koaxial bezüglich einer Drehachse des Getriebes oder der Antriebswelle. Typischerweise sind hierin Ausdrücke wie „axial“, „radial“ oder „Umfangsrichtung“ bezüglich der Drehachse des Getriebes zu verstehen, beispielsweise bezüglich der Drehachse der Antriebswelle des Getriebes. Bei typischen Ausführungsformen sind die Antriebswelle oder die Abtriebswelle, insbesondere die Antriebswelle und die Abtriebswelle, als Hohlwelle ausgebildet.
Typische Getriebe umfassen mindestens zwei miteinander gekoppelte Übersetzungsstufen, insbesondere genau zwei Übersetzungsstufen. Die Übersetzungsstufen umfassen die erste Übersetzungsstufe des Getriebes und die zweite Übersetzungsstufe des Getriebes.
Typischerweise umfasst jede Übersetzungsstufe aus der Gruppe der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe eine Verzahnung. Die Verzahnung ist typischerweise ringförmig um die Drehachse ausgeführt. Die Übersetzungsstufe umfasst typischerweise einen Zahnträger. Der Zahnträger ist typischerweise ringförmig um die Drehachse ausgeführt. Typischerweise ist der Zahnträger drehbar relativ zu der Verzahnung gelagert. Der Zahnträger umfasst typischerweise Führungen, in welchen die Zähne der Übersetzungsstufe verschieblich gelagert sind. Die Zähne sind typischerweise stiftförmig ausgeführt. Typischerweise umfassen die Zähne jeweils einen zum Eingriff mit der Verzahnung eingerichteten Zahnkopf. Die Zähne umfassen typischerweise jeweils einen zur Lagerung in einem Lagersegment eingerichteten Zahnfuß.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Übersetzungsstufe eine Kurvenscheibe mit einer den Zähnen zugewandten Profilierung. Die Profilierung weist typischerweise mindestens eine Erhebung auf, insbesondere mindestens zwei Erhebungen. Beispielsweise kann die Profilierung genau eine, genau zwei, genau drei oder genau vier oder genau fünf Erhebungen aufweisen. Bei typischen Ausführungsformen weist die Profilierung beispielsweise genau zwei Erhebungen auf.
Typischerweise ist die Kurvenscheibe drehbar relativ zu dem Zahnträger und drehbar relativ zu der Verzahnung ausgeführt. Typischerweise ist die Kurvenscheibe als Antriebselement der Übersetzungsstufe eingerichtet. Typischerweise umfasst die Übersetzungsstufe eine segmentierte Lagerung mit einer Mehrzahl von Lagersegmenten. Die segmentierte Lagerung ist insbesondere zur Lagerung der Zähne, insbesondere der Zahnfüße der Zähne, auf der Profilierung der Kurvenscheibe eingerichtet. Bei einer Rotation der Kurvenscheibe, insbesondere der Profilierung, treibt die mindestens eine Erhebung der Profilierung je nach Winkellage der Profilierung die verschieblich gelagerten Zähne in dem Zahnträger an. Insbesondere verschiebt die Erhebung die Zähne in Richtung der Verzahnung zum Eingriff mit der Verzahnung. Bei Ausführungsformen bewirkt der Eingriff der in dem Zahnträger gelagerten Zähne mit der Verzahnung eine Relativbewegung zwischen der Verzahnung und dem Zahnträger. Typischerweise ist eines aus der Gruppe der Verzahnung und des Zahnträgers als Abtriebselement der Übersetzungsstufe ausgebildet. Bei typischen Ausführungsformen können die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe jeweils die für eine Übersetzungsstufe erwähnten Merkmale umfassen. Beispielsweise umfasst typischerweise die erste Übersetzungsstufe eine erste segmentierte Lagerung zur Lagerung der ersten Zähne an einer ersten Profilierung der ersten Kurvenscheibe. Insbesondere umfasst die zweite Übersetzungsstufe eine zweite segmentierte Lagerung zur Lagerung der zweiten Zähne an einer zweiten Profilierung der zweiten Kurvenscheibe.
Typischerweise weist die erste Übersetzungsstufe des Getriebes eine erste Übersetzung und die zweite Übersetzungsstufe des Getriebes eine zweite Übersetzung auf. In Ausführungsformen sind die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung unterschiedlich. Insbesondere können die theoretischen Zahnträgerzähnezahlen des ersten Zahnträgers und des zweiten Zahnträgers unterschiedlich sein oder die Zähnezahlen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung können unterschiedlich sein. In weiteren Ausführungsformen sind die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung identisch.
Bei typischen Ausführungsformen ist die erste Übersetzung oder die zweite Übersetzung größer als 3 oder kleiner als 200. Insbesondere sind die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung jeweils größer als 3 oder kleiner als 200. Werte für die erste Übersetzung, die zweite Übersetzung oder für die Gesamtübersetzung sind hierin insbesondere als Beträge der Übersetzungsverhältnisse einer Übersetzungsstufe oder eines Getriebes zu verstehen.
Typischerweise ist eine Gesamtübersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe, insbesondere die Gesamtübersetzung des Getriebes, ungleich dem Produkt der ersten Übersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzung der zweiten Übersetzungsstufe.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Gesamtübersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe, insbesondere die Gesamtübersetzung des Getriebes, ungleich der ersten Übersetzung oder ungleich der zweiten Übersetzung, insbesondere ungleich der ersten Übersetzung und ungleich der zweiten Übersetzung. Getriebe gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen können Übersetzungen in einem besonders breiten Übersetzungsbereich bereitstellen. Beispielsweise können typische Getriebe große Gesamtübersetzungen bereitstellen. Weitere Ausführungsformen können insbesondere eine Gesamtübersetzung bereitstellen, welche kleiner ist als die erste Übersetzung oder die zweite Übersetzung.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Gesamtübersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe, insbesondere die Gesamtübersetzung des Getriebes, kleiner als 10, insbesondere kleiner als 8 oder kleiner als 6, oder größer als 2. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Gesamtübersetzung größer als 100, insbesondere größer als 150 oder größer als 200, oder kleiner als 1500, insbesondere kleiner als 1200 oder kleiner als 1000. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann die Gesamtübersetzung größer als 2 oder kleiner als 1000 sein. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann eine Gesamtübersetzung größer als 2, insbesondere größer als 80 oder größer als 1000 sein. Bei typischen Ausführungsformen kann die Gesamtübersetzung positiv sein. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann die Gesamtübersetzung negativ sein.
Bei typischen Ausführungsformen kann eine Gesamtübersetzung des Getriebes aus den Standübersetzungen (bei festgehaltenem Zahnträger) der Übersetzungsstufen bestimmt werden. Eine erste Standübersetzung i₀₁ der ersten Übersetzungsstufe errechnet sich insbesondere aus minus der theoretischen Zahnträgerzähnezahl des ersten Zahnträgers geteilt durch die Zähnezahl der ersten Verzahnung. Eine zweite Standübersetzung i₀₂ der zweiten Übersetzungsstufe errechnet sich insbesondere aus minus der theoretischen Zahnträgerzähnezahl des zweiten Zahnträgers geteilt durch die Zähnezahl der zweiten Verzahnung. Typischerweise ist die zur Berechnung einer Standübersetzung verwendete Zähnezahl der Verzahnung definitionsgemäß negativ. Typischerweise ist die theoretische Zahnträgerzähnezahl eines Zahnträgers einer Übersetzungsstufe mindestens oder genau um die Anzahl der Erhebungen der Kurvenscheibe der Übersetzungsstufe größer oder kleiner als der Betrag der Zähnezahl der Verzahnung der Übersetzungsstufe.
Bei typischen Ausführungsformen sind die Beträge der Zähnezahlen der ersten Verzahnung oder der zweiten Verzahnung jeweils mindestens 10, insbesondere mindestens 12, insbesondere mindestens 20 oder höchstens 350, insbesondere höchstens 300 oder insbesondere höchstens 150.
Bei typischen Ausführungsformen ist genau eine Komponente aus der Gruppe der ersten Verzahnung, des ersten Zahnträgers, der zweiten Verzahnung und des zweiten Zahnträgers drehfest mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden. „Genau eine“ ist hierin insbesondere als „lediglich eine“ zu verstehen. Die übrigen Komponenten aus der Gruppe der ersten Verzahnung, des ersten Zahnträgers, der zweiten Verzahnung und des zweiten Zahnträgers sind typischerweise drehbar relativ zu dem Gehäuse gelagert. Typischerweise sind die erste Kurvenscheibe und zweite Kurvenscheibe drehbar relativ zu dem Gehäuse gelagert. Die Kopplung der ersten Übersetzungsstufe mit der zweiten Übersetzungsstufe gemäß Ausführungsformen entspricht insbesondere nicht einer einfachen Reihenschaltung zweier Übersetzungsstufen. Beispielsweise ist üblicherweise bei einer einfachen Reihenschaltung je Übersetzungsstufe mindestens eine Komponente drehfest mit dem Gehäuse der in Reihe geschalteten Übersetzungsstufen verbunden.
Bei typischen Ausführungsformen sind genau zwei andere Komponenten aus der Gruppe der ersten Verzahnung, des ersten Zahnträgers, der zweiten Verzahnung und des zweiten Zahnträgers drehfest miteinander verbunden, insbesondere um die erste Übersetzungsstufe mit der zweiten Übersetzungsstufe zu koppeln. Insbesondere sind die genau zwei anderen Komponenten andere Komponenten als die genau eine drehfest mit dem Gehäuse verbundene Komponente. Bei Ausführungsformen sind insbesondere entweder die erste Verzahnung oder der erste Zahnträger einerseits und entweder die zweite Verzahnung oder der zweite Zahnträger andererseits drehfest miteinander verbunden. Hierin ist eine Verbindung insbesondere als „drehfest“ zu verstehen, wenn die drehfeste Verbindung zumindest im Wesentlichen keine relative Rotation der drehfest miteinander verbundenen Komponenten erlaubt.
Bei Ausführungsformen kann eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Komponenten des Getriebes, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung der zwei Komponenten, ausgebildet sein. Bei Ausführungsformen kann beispielsweise die Antriebswelle einstückig mit der ersten Kurvenscheibe ausgebildet sein oder einstückig mit der ersten Kurvenscheibe und der zweiten Kurvenscheibe ausgebildet sein. Bei typischen Ausführungsformen kann der erste Zahnträger einstückig mit dem zweiten Zahnträger ausgebildet sein. Bei Ausführungsformen kann entweder die erste Verzahnung oder die zweite Verzahnung einstückig mit dem Gehäuse oder einem Teil des Gehäuses ausgebildet sein. Eine einstückig ausgebildete drehfeste Verbindung zwischen zwei Komponenten kann insbesondere eine hohe Steifigkeit, insbesondere Torsionssteifigkeit, des Getriebes bereitstellen. Typischerweise sind insbesondere keine aus der Gruppe der ersten Kurvenscheibe, des ersten Zahnträgers und der ersten Verzahnung drehfest miteinander verbunden. Typischerweise sind insbesondere keine aus der Gruppe der zweiten Kurvenscheibe, des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung drehfest miteinander verbunden.
In weiteren typischen Ausführungsformen kann eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Komponenten des Getriebes durch mehrteilige Montage hergestellt werden oder über eine Kupplung hergestellt werden.
Typischerweise umfasst das Getriebe ein Gehäuse. Typischerweise umschließt das Gehäuse zumindest teilweise die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe. Das Gehäuse ist typischerweise zur drehfesten Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung eingerichtet, beispielsweise zur drehfesten Verbindung mit einem Gehäuse eines Motors. Bei Ausführungsformen kann das Getriebe eingerichtet sein zur drehfesten Verbindung mit einer Abtriebsvorrichtung, welche beispielsweise mit Hilfe des Getriebes angetrieben werden kann.
Bei typischen Ausführungsformen ist die zweite Kurvenscheibe drehfest mit genau einem aus der Gruppe der ersten Kurvenscheibe, dem ersten Zahnträger und der ersten Verzahnung verbunden. Insbesondere kann die zweite Kurvenscheibe drehfest mit dem ersten Zahnträger verbunden sein, falls der erste Zahnträger nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist. Die zweite Kurvenscheibe kann insbesondere drehfest mit der ersten Verzahnung verbunden sein, falls die erste Verzahnung nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Bei typischen Ausführungsformen umfassen die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe jeweils ein Antriebselement. Typischerweise ist die erste Kurvenscheibe als erstes Antriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet. Typischerweise ist die zweite Kurvenschreibe als zweites Antriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet. Bei Ausführungsformen umfassen die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe jeweils ein Abtriebselement. Typischerweise ist entweder der erste Zahnträger oder die erste Verzahnung als erstes Abtriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet. Typischerweise ist entweder der zweite Zahnträger oder die zweite Verzahnung als zweites Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet. Bei typischen Ausführungsformen sind entweder das erste Antriebselement und das zweite Antriebselement drehfest miteinander verbunden oder das erste Abtriebselement und das zweite Abtriebselement drehfest miteinander verbunden. Insbesondere ermöglichen Ausführungsformen eine Kopplung von Übersetzungsstufen, welche nicht einer üblichen Reihenschaltung entspricht. Ausführungsformen können beispielsweise einen besonders breiten Übersetzungsbereich für die Gesamtübersetzung des Getriebes bereitstellen.
Bei typischen Getrieben sind die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe insbesondere dadurch bestimmt, dass die erste Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Antriebswelle des Getriebes verbunden ist und die zweite Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. Bei Ausführungsformen können beispielsweise die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden sein, wobei lediglich die zweite Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Abtriebswelle verbunden ist. Bei weiteren Ausführungsformen kann beispielsweise lediglich die erste Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden sein, wobei die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe unmittelbar mit der Abtriebswelle verbunden sind. Unter einer unmittelbaren Verbindung ist insbesondere zu verstehen, dass die Verbindung zwischen einer Übersetzungsstufe und einer Antriebswelle oder einer Abtriebswelle direkt und insbesondere nicht nur mittelbar über eine andere Übersetzungsstufe ausgebildet ist.
Bei typischen Ausführungsformen ist die erste Kurvenscheibe drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe verbunden. Typischerweise ist entweder der erste Zahnträger oder die erste Verzahnung drehfest mit genau einem aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung verbunden. Bei Ausführungsformen ist die Antriebswelle des Getriebes drehfest mit der ersten Kurvenscheibe und drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe verbunden. Typischerweise ist die Abtriebswelle des Getriebes drehfest mit dem anderen aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung verbunden. Typischerweise ist genau eine Komponente aus der Gruppe des ersten Zahnträgers und der ersten Verzahnung drehfest mit dem Gehäuse verbunden, insbesondere die Komponente, welche nicht drehfest mit einem aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung verbunden ist. Bei typischen Ausführungsformen weisen die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung unterschiedliche Zähnezahlen auf. Ausführungsformen ermöglichen beispielsweise eine Vereinfachung der Konstruktion, die Verwendung einer als Hohlwelle mit großem Durchmesser ausgeführten Abtriebswelle, eine hohe Leistungsdichte oder eine antriebsseitige Drehmomentverteilung von der Antriebswelle auf die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe.
Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist genau eines aus der Gruppe des ersten Zahnträgers und der ersten Verzahnung als erstes Abtriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet. Typischerweise ist entweder der zweite Zahnträger oder die zweite Verzahnung als zweites Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet. Typischerweise ist das erste Abtriebselement drehfest mit dem zweiten Abtriebselement verbunden. Die zweite Kurvenscheibe ist typischerweise drehfest mit dem anderen aus der Gruppe des ersten Zahnträgers und der ersten Verzahnung verbunden. Typischerweise ist die Antriebswelle des Getriebes drehfest mit der ersten Kurvenscheibe verbunden. Die Abtriebswelle des Getriebes ist typischerweise drehfest mit dem ersten Abtriebselement und drehfest mit dem zweiten Abtriebselement verbunden. Typischerweise ist genau eine Komponente aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung drehfest mit dem Gehäuse verbunden, insbesondere die Komponente, welche nicht als zweites Abtriebselement eingerichtet ist. Bei typischen Ausführungsformen können die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung identisch sein. Insbesondere können die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe identisch ausgeführt sein, beispielsweise identisch hinsichtlich des Durchmessers, hinsichtlich der jeweiligen Anzahl der mindestens einen Erhebung oder hinsichtlich des Hubs der jeweils mindestens einen Erhebung. Insbesondere können die Zähnezahlen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung gleich sein. Bei weiteren Ausführungsformen können die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung unterschiedlich sein. Insbesondere können die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise unterschiedlich hinsichtlich des Durchmessers, hinsichtlich der jeweiligen Anzahl der mindestens einen Erhebung oder hinsichtlich des Hubs der jeweils mindestens einen Erhebung. Die Zähnezahlen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung können unterschiedlich sein. Typische Ausführungsformen ermöglichen insbesondere eine abtriebsseitige Lastverteilung auf die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe oder einen besonders breiten Übersetzungsbereich.
Bei typischen Ausführungsformen, hierin auch als radiale Ausführungsformen bezeichnet, ist die erste Verzahnung als Verzahnung eines ersten Hohlrads ausgebildet. Typischerweise sind die ersten Zähne radial bezüglich der Drehachse des Getriebes verschieblich in den ersten Führungen gelagert. Typischerweise ist die erste Kurvenscheibe zum radialen Antrieb der ersten Zähne eingerichtet. Die erste Kurvenscheibe kann insbesondere eine erste Profilierung in radialer Richtung aufweisen mit mindestens einer Erhebung in radialer Richtung. Die ersten Zähne sind typischerweise durch eine erste segmentierte Lagerung an der ersten Profilierung gelagert. Typischerweise ist die zweite Verzahnung als Verzahnung eines zweiten Hohlrads ausgebildet. Typischerweise sind die zweiten Zähne radial bezüglich der Drehachse des Getriebes verschieblich in den zweiten Führungen gelagert. Die zweite Kurvenscheibe ist typischerweise zum radialen Antrieb der zweiten Zähne eingerichtet. Die zweite Kurvenscheibe kann insbesondere eine zweite Profilierung in radialer Richtung aufweisen mit mindestens einer Erhebung in radialer Richtung. Die zweiten Zähne sind typischerweise durch eine zweite segmentierte Lagerung an der zweiten Profilierung gelagert. Bei radialen Ausführungsformen können drehfeste Verbindungen, beispielsweise des ersten Zahnträgers oder der ersten Verzahnung mit dem Gehäuse, gut ausgeführt werden. Radiale Ausführungsformen können eine geringe, insbesondere geringe axiale, Baulänge aufweisen. Radiale Ausführungsformen können, beispielsweise bei Kopplung an eine elektrische Maschine, einen hohen Wirkungsgrad im generatorischen Betrieb aufweisen.
Bei weiteren typischen Ausführungsformen, hierin auch als axiale Ausführungsformen bezeichnet, ist die erste Verzahnung als Verzahnung eines ersten Planrads ausgebildet. Typischerweise sind die ersten Zähne axial bezüglich der Drehachse des Getriebes verschieblich in den ersten Führungen gelagert. Die erste Kurvenscheibe ist typischerweise zum axialen Antrieb der ersten Zähne eingerichtet. Die erste Kurvenscheibe kann insbesondere eine erste Profilierung in axialer Richtung aufweisen mit mindestens einer Erhebung in axialer Richtung. Die ersten Zähne sind typischerweise durch eine erste segmentierte Lagerung an der ersten Profilierung gelagert. Typischerweise ist die zweite Verzahnung als Verzahnung eines zweiten Planrads ausgebildet. Die zweiten Zähne sind typischerweise axial bezüglich der Drehachse des Getriebes verschieblich in den zweiten Führungen gelagert. Typischerweise ist die zweite Kurvenscheibe zum axialen Antrieb der zweiten Zähne eingerichtet. Die zweite Kurvenscheibe kann insbesondere eine zweite Profilierung in axialer Richtung aufweisen mit mindestens einer Erhebung in axialer Richtung. Die zweiten Zähne sind typischerweise durch eine zweite segmentierte Lagerung an der zweiten Profilierung gelagert. Bei axialen Ausführungsformen können beispielsweise die Antriebswelle oder insbesondere die Antriebswelle und die Abtriebswelle jeweils als Hohlwelle mit großem Durchmesser konstruktiv gut umsetzbar sein. Insbesondere kann die Durchführung von elektrischen oder fluidischen Leitungen erleichtert oder begünstigt sein. Bei axialen Ausführungsformen kann insbesondere eine drehfeste Verbindung des zweiten Zahnträgers mit dem Gehäuse gut umsetzbar sein. Ein weiterer Vorteil kann bei axialen Ausführungsformen sein, dass eine drehfeste Verbindung der ersten Verzahnung mit der zweiten Verzahnung gut umsetzbar sein kann.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die erste segmentierte Lagerung in Umfangsrichtung angeordnete erste Schwenksegmente. Die ersten Schwenksegmente können durch eine Schwenksegmentlagerung der ersten segmentierten Lagerung an der ersten Kurvenscheibe gelagert sein. Typischerweise umfasst die zweite segmentierte Lagerung in Umfangsrichtung angeordnete zweite Schwenksegmente. Die zweiten Schwenksegmente können durch eine Schwenksegmentlagerung der zweiten segmentierten Lagerung an der zweiten Kurvenscheibe gelagert sein. Die Schwenksegmente der ersten segmentierten Lagerung oder der zweiten segmentierten Lagerung sind insbesondere jeweils zur schwenkbaren Lagerung eines Zahnfußes eines Zahns eingerichtet. Die Schwenksegmentlagerung der ersten segmentierten Lagerung an der ersten Kurvenscheibe oder der zweiten segmentierten Lagerung an der zweiten Kurvenscheibe kann beispielsweise als Nadelrollenlager ausgebildet sein, insbesondere bei radialen Ausführungsformen, oder als Gleitlager ausgebildet sein, insbesondere bei axialen Ausführungsformen. Typischerweise sind die ersten Schwenksegmente in Umfangsrichtung entlang der ersten Profilierung angeordnet. Die ersten Schwenksegmente können gelenkig miteinander verbunden sein. Typischerweise sind die zweiten Schwenksegmente in Umfangsrichtung entlang der zweiten Profilierung angeordnet. Die zweiten Schwenksegmente können gelenkig miteinander verbunden sein.
Bei typischen Ausführungsformen umfassen die Zähne des Getriebes, insbesondere die ersten Zähne oder die zweiten Zähne, jeweils mindestens zwei Zahnflanken. Beispielsweise können die Zähne jeweils genau zwei Zahnflanken umfassen. Insbesondere können die Zähne jeweils als Einzelzahn ausgebildet sein, wobei ein Zahnkopf des Einzelzahns als Einzelzahnkopf mit genau zwei Zahnflanken ausgebildet ist. Bei weiteren Ausführungsformen können die Zähne jeweils mehr als zwei Zahnflanken umfassen. Insbesondere können die Zähne jeweils einen Zahnkopf aufweisen, wobei der Zahnkopf als Mehrfachzahnkopf mit mindestens vier Zahnflanken ausgebildet ist. Typischerweise sind die Zahnflanken der ersten Zähne zu einem flächigen Eingriff mit Verzahnungsflanken der ersten Verzahnung eingerichtet. Die Zahnflanken der zweiten Zähne sind typischerweise zu einem flächigen Eingriff mit Verzahnungsflanken der zweiten Verzahnung eingerichtet. Beispielsweise können Zahnflanken oder Verzahnungsflanken bei radialen Ausführungsformen zum Eingriff miteinander eingerichtete Zahnprofile aufweisen, welche jeweils einer logarithmischen Spirale folgen. Bei axialen Ausführungsformen können Zahnflanken oder Verzahnungsflanken zum Eingriff miteinander eingerichtete Zahnprofile aufweisen, welche beispielsweise jeweils einer Schraubenlinie um die Drehachse folgen. Ein Flächenkontakt zwischen Zähnen und Verzahnung bei einem flächigen Eingriff kann insbesondere eine Lastaufteilung auf die Zähne, eine hohe Leistungsdichte, eine hohe Steifigkeit oder eine hohe Tragfähigkeit des Getriebes bereitstellen.
Typischerweise ist bei hierin beschriebenen Ausführungsformen die schneller laufende Welle antriebsseitig als Antriebswelle eingerichtet und die langsamer laufende Welle abtriebsseitig als Abtriebswelle eingerichtet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen können Antriebsseite und Abtriebsseite des Getriebes vertauscht sein. Insbesondere kann ein Antrieb des Getriebes über die langsamer laufende Welle als Antriebskomponente des Getriebes erfolgen und ein Abtrieb über die schneller laufende Welle als Abtriebskomponente des Getriebes. Insbesondere können die entsprechenden Drehmomentübertragungen umgekehrt sein. Beispielsweise kann mindestens eines aus der Gruppe der ersten Verzahnung, des ersten Zahnträgers, der zweiten Verzahnung und des zweiten Zahnträgers als erstes oder zweites Antriebselement der jeweiligen Übersetzungsstufe eingerichtet sein. Typischerweise ist die erste Kurvenscheibe als erstes Abtriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet. Die zweite Kurvenscheibe kann bei Ausführungsformen als ein zweites Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet sein.
Bei Antrieben gemäß typischen Ausführungsformen ist ein Motor des Antriebs, insbesondere ein Elektromotor, mit einem Getriebe gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen gekoppelt. Typischerweise ist eine Motorwelle des Motors drehfest mit der Antriebswelle des Getriebes verbunden. Typischerweise ist ein Rotor des Motors drehfest mit der Motorwelle verbunden. Ein Motorgehäuse des Motors oder ein Stator des Motors kann drehfest mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden sein.
In Ausführungsformen ist ein Generator mit einem Getriebe gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen gekoppelt. Beispielsweise kann der Elektromotor des Antriebs als Generator betrieben werden. Insbesondere kann das Getriebe im Schubbetrieb eingesetzt werden. Typischerweise kann die Übertragung vom Langsamen ins Schnelle erfolgen. Typischerweise fungiert die als Abtriebswelle beschriebene Welle des Getriebes als Antriebskomponente des Getriebes und die Antriebswelle des Getriebes fungiert als Abtriebskomponente des Getriebes. Eine Generatorwelle des Generators kann drehfest mit der als Abtriebskomponente fungierenden Antriebswelle des Getriebes verbunden sein.
Typische Ausführungsformen können gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil bieten, dass ein Getriebe mit einer Gesamtübersetzung aus einem großen Übersetzungsbereich bereitgestellt werden kann. Beispielsweise können besonders niedrige oder besonders hohe Gesamtübersetzungen bereitgestellt werden. Ausführungsformen können eine kompakte Bauweise ermöglichen. Insbesondere können hohe Gesamtübersetzungen mit geringen Übersetzungen der einzelnen Übersetzungsstufen erreicht werden. Beispielsweise können hohe Übersetzungen unter Verwendung weniger Einzelteile erreicht werden. Ausführungsformen können mit geringerem Durchmesser des Getriebes oder unter Aufwendung geringerer Herstellkosten bereitgestellt werden. Typische Getriebe können eine verbesserte Lastaufteilung auf Komponenten des Getriebes aufweisen. Insbesondere können höhere Drehmomente übertragen werden oder eine Tragfähigkeit des Getriebes verbessert sein. Bei Ausführungsformen kann beispielsweise eine Abtriebswelle vorteilhaft als große Hohlwelle ausgeführt werden. Typische Ausführungsformen erlauben eine Kopplung von Übersetzungsstufen mit Flächeneingriff zwischen ineinandergreifenden verzahnten Komponenten. Beispielsweise kann eine Torsion von Getriebekomponenten kompensiert werden. Ausführungsformen können eine erhöhte Leistungsdichte, einen erhöhten Wirkungsgrad, ein verbessertes Regelungsverhalten oder ein verbessertes Dämpfungsverhalten aufweisen. Ausführungsformen können eine erhöhte Steifigkeit oder verbesserte Spielfreiheit aufweisen.
Figurenliste
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Figuren zeigen:

1A-B zeigen schematische Darstellungen typischer Ausführungsformen des Getriebes;
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer typischen Ausführungsform eines Getriebes gemäß 1A;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Antriebs mit einem Getriebe gemäß einer typischen Ausführungsform; und
4A-9B zeigen schematische Darstellungen weiterer typischer Ausführungsformen des Getriebes.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachfolgend werden typische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Bei der Beschreibung der Ausführungsformen werden unter Umständen in verschiedenen Figuren und für verschiedene Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet. Teilweise werden Merkmale, welche bereits im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben wurden, der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals beschrieben. Zur Übersichtlichkeit sind teilweise nicht alle jeweiligen Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen, beispielsweise die ersten Nadelrollen (Bezugszeichen 23 in 2).
Die 1A-B und 4A-9B zeigen schematische Darstellungen typischer Getriebe 1 mit einer ersten Übersetzungsstufe und einer zweiten Übersetzungsstufe. Figuren „A“ (1A, 4A, 5A usw.) zeigen jeweils eine radiale Ausführungsform, Figuren „B“ (1 B, 4B, 5B usw.) jeweils eine axiale Ausführungsform. Insbesondere zeigen die jeweiligen Figuren „A“ und „B“ Ausführungsformen, bei welchen entsprechende Komponenten drehfest miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind in 1A und 1B jeweils die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 drehfest miteinander verbunden.
Die in 1A-9B dargestellten Getriebe 1 umfassen jeweils eine erste Übersetzungsstufe, eine zweite Übersetzungsstufe, eine Antriebswelle 5, eine Abtriebswelle 7 und ein Gehäuse 9. In 1A-9B dient die Antriebswelle 5 jeweils als Antriebskomponente des Getriebes 1 und die Abtriebswelle 7 als Abtriebskomponente des Getriebes 1. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann die Antriebswelle 5 als Abtriebskomponente des Getriebes 1 dienen und die Abtriebswelle 7 als Antriebskomponente dienen.
Die erste Übersetzungsstufe umfasst eine erste Verzahnung 11, einen ersten Zahnträger 13, in dem ersten Zahnträger 13 verschieblich gelagerte erste Zähne 17 und eine erste Kurvenscheibe 21 zum Antrieb der ersten Zähne 17. In den Ausführungsformen der 1A-9B ist zumindest die erste Kurvenscheibe 21 drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Die zweite Übersetzungsstufe umfasst eine zweite Verzahnung 31, einen zweiten Zahnträger 33, in dem zweiten Zahnträger 33 verschieblich gelagerte zweite Zähne 37 und eine zweite Kurvenscheibe 41 zum Antrieb der zweiten Zähne 37. In den Ausführungsformen der 1A-9B ist zumindest eine als Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe ausgeführte Komponente aus der Gruppe der zweiten Verzahnung 31 und des zweiten Zahnträgers 33 drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Genau eine Komponente aus der Gruppe der ersten Verzahnung 11, des ersten Zahnträgers 13, der zweiten Verzahnung 31 und des zweiten Zahnträgers 33 ist drehfest mit dem Gehäuse 9 des Getriebes 1 verbunden.
Beispielsweise ist in 1A-B die erste Verzahnung 11 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden. Die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 sind jeweils drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Der erste Zahnträger 13 und der zweite Zahnträger 33 sind drehfest miteinander verbunden. Der erste Zahnträger 13 und der zweite Zahnträger 33 sind insbesondere drehbar relativ zu der Antriebswelle 5 ausgebildet. Die zweite Verzahnung 31 ist drehfest mit der Abtriebswelle 7 des Getriebes 1 verbunden. Insbesondere kann für manche Anwendungen ein Abtrieb an der zweiten Verzahnung 31 vorteilhaft sein, beispielsweise für Anwendungen, bei denen der Abtrieb und zumindest ein Teil einer mit dem Getriebe 1 gekoppelten Vorrichtung oder Applikation um das Getriebe 1 herum, insbesondere radial um das Getriebe 1 herum, angeordnet ist. Ausführungsformen können insbesondere einen geringen axialen Bauraum ermöglichen.
Für die in den 1A-B dargestellten Getriebe 1 kann die Gesamtübersetzung i_I,II der Getriebe 1 aus der ersten Standübersetzung i₀₁ und aus der zweiten Standübersetzung i₀₂ gemäß folgender Formel errechnet werden: $i_{I,II} = (i_{01} / i_{02}) / ((i_{01} / i_{02}) - 1)$
Die 2 zeigt eine Schnittansicht eines Getriebes 1 gemäß der schematischen Darstellung der 1A. Das Getriebe 1 umfasst ein Gehäuse 9, welches drehfest miteinander verbundene Gehäuseteile umfasst, insbesondere ein erstes Gehäuseteil 51, ein zweites Gehäuseteil 53 und ein drittes Gehäuseteil 55. Das Getriebe 1 umfasst eine Antriebswelle 5 und eine Abtriebswelle 7, welche jeweils als Hohlwelle ausgeführt sind. Das Getriebe 1 ist als Koaxialgetriebe ausgebildet. Insbesondere sind die Antriebswelle 5 und die Abtriebswelle 7 koaxial bezüglich der Drehachse 3 des Getriebes 1 angeordnet. Die Abtriebswelle 7 ist über ein Abtriebslager 63 drehbar relativ zu dem Gehäuse 9 gelagert. Die Antriebswelle 5 ist über ein erstes Antriebslager 57 drehbar relativ zu dem Gehäuse 9 und über ein zweites Antriebslager 59 drehbar relativ zu der Abtriebswelle 7 gelagert. Ein Ölraum des Getriebes 1 ist durch Wellendichtringe 65 des Getriebes 1 abgedichtet. Eine Gesamtübersetzung zwischen der Antriebswelle 5 und der Abtriebswelle 7 wird durch eine Kopplung einer ersten Übersetzungsstufe mit einer zweiten Übersetzungsstufe bereitgestellt.
Die erste Übersetzungsstufe des Getriebes 1 umfasst insbesondere eine erste Kurvenscheibe 21, einen ersten Zahnträger 13, erste Zähne 17 und eine erste Verzahnung 11. Die erste Kurvenscheibe 21 ist einstückig mit der Antriebswelle 5 ausgebildet. Die erste Kurvenscheibe 21 weist eine erste Profilierung in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 3 auf. Die ersten Zähne 17 sind durch eine erste segmentierte Lagerung 19 auf der ersten Profilierung gelagert. Die erste segmentierte Lagerung 19 umfasst erste Schwenksegmente 25, auf welchen jeweils ein erster Zahn 17 schwenkbar gelagert ist. Insbesondere kann ein erstes Schwenksegment 25 bei Rotation der ersten Kurvenscheibe 21 relativ zu einem auf dem ersten Schwenksegment 25 gelagerten ersten Zahn 17 verschwenken. Die ersten Schwenksegmente 25 sind durch erste Nadelrollen 23 der ersten segmentierten Lagerung 19 an der ersten Profilierung gelagert. Die ersten Nadelrollen 19 werden durch Borde der ersten Kurvenscheibe 21 auf einer Bahn entlang der ersten Profilierung gehalten. Die ersten Zähne 17 sind radial verschieblich in ersten Führungen 15 des ersten Zahnträgers 13 gelagert. Der erste Zahnträger 13 ist über ein Zahnträgerlager 61 drehbar relativ zu dem Gehäuse 9 gelagert. Die ersten Zähne 17 können durch radiale Erhebungen der ersten Profilierung radial nach außen angetrieben werden, wobei Zahnflanken der ersten Zähne 17 in Eingriff mit der ersten Verzahnung 11 gebracht werden. Die erste Verzahnung 11 ist als Verzahnung eines Hohlrads ausgebildet und einstückig mit dem zweiten Gehäuseteil 53 ausgebildet. Insbesondere ist die erste Verzahnung 11 drehfest bezüglich des Gehäuses 9 ausgebildet.
Die zweite Übersetzungsstufe umfasst eine zweite Kurvenscheibe 41 mit einer zweiten Profilierung, einen zweiten Zahnträger 33, zweite Zähne 37, welche radial verschieblich in zweiten Führungen 35 des zweiten Zahnträgers 33 gelagert sind, und eine zweite Verzahnung 31. Die zweiten Zähne 37 sind über eine zweite segmentierte Lagerung 39 mit zweiten Schwenksegmenten 45 und zweiten Nadelrollen 43 an der zweiten Kurvenscheibe 41 gelagert. Die zweite Kurvenscheibe 41 ist einstückig mit der Antriebswelle 5 und der ersten Kurvenscheibe 21 ausgebildet. In dem Getriebe 1 der 2 werden insbesondere erste Zähne 17 und zweite Zähne 37 gleicher Form verwendet. In der Schnittzeichnung der 2 erscheint der gezeigte zweite Zahn 37 anders als der gezeigte erste Zahn 17, da der gezeigte zweite Zahn 37 und die gezeigte zweite Führung 35 nicht parallel zu der Schnittebene der 2 stehen und daher nicht voll geschnitten sind.
In der 2 ist der zweite Zahnträger 33 einstückig und insbesondere drehfest mit dem ersten Zahnträger 13 ausgebildet. Die ersten Zähne 17 und die zweiten Zähne 37 laufen mit derselben Umlaufgeschwindigkeit um die Drehachse 3 des Getriebes 1. Die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe unterscheiden sich in den theoretischen Zahnträgerzähnezahlen und in den Zähnezahlen der ersten Verzahnung 11 und der zweiten Verzahnung 31. Die zweite Verzahnung 31 ist als Verzahnung eines Hohlrads ausgeführt und einstückig mit der Abtriebswelle 7 ausgebildet. Beispielsweise weist die Ausführungsform der 2 für die erste Übersetzungsstufe eine theoretische Zahnträgerzähnezahl von 58, eine Zähnezahl der ersten Verzahnung von -56 und eine erste Standübersetzung i₀₁ = 1,036 (gerundet) auf. Die zweite Übersetzungsstufe weist eine theoretische Zahnträgerzähnezahl von 46, eine Zähnezahl der zweiten Verzahnung von -44 und eine zweite Standübersetzung i₀₂ = 1,045 (gerundet) auf. Aus der für die 1AB angegebenen Formel (Einsetzen der exakten Ergebnisse für i₀₁ und i₀₂) errechnet sich die Gesamtübersetzung des Getriebes 1 zu i_I,II = -106,33.
Die 3 zeigt eine Schnittansicht eines Antriebs 71. Der Antrieb 71 umfasst einen Motor 73, insbesondere einen Elektromotor, und ein Getriebe 1 gemäß Ausführungsformen. Der Motor 73 ist mit dem Getriebe 1 gekoppelt. Insbesondere ist das Getriebe 1 gemäß den 1A und 2 ausgeführt, wobei das dritte Gehäuseteil 55 des Gehäuses 9 des Getriebes 1 zur drehfesten Verbindung mit einem Stator 79 des Motors 73 eingerichtet ist. Der Motor 73 umfasst den Stator 79, eine Motorwelle 75 und einen drehfest mit der Motorwelle 75 verbundenen Rotor 77. Die als Hohlwelle ausgeführte Motorwelle 75 ist drehfest mit der ebenfalls als Hohlwelle ausgeführten Antriebswelle 5 des Getriebes 1 verbunden. Der Antrieb 71 kann beispielsweise in kompakter Bauweise eine hohe Gesamtübersetzung und ein hohes Drehmoment an der Abtriebswelle 7 bereitstellen.
Die 4A-B zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Getriebes 1. Der erste Zahnträger 13 ist drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden. Die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 sind jeweils drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Die erste Verzahnung 11 ist drehfest mit dem zweiten Zahnträger 33 verbunden. Die zweite Verzahnung 31 ist drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Insbesondere kann für manche Anwendungen ein Abtrieb an der zweiten Verzahnung 31 vorteilhaft sein oder konstruktiv besonders gut umsetzbar sein, beispielsweise für Anwendungen, bei welchen eine Applikation zumindest teilweise um das Getriebe 1 herum angeordnet ist und insbesondere nicht axial versetzt zum Getriebe 1.
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 4A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel aus der ersten Standübersetzung i₀₁ und der zweiten Standübersetzung i₀₂: $i_{I,II} = ((1 / i_{01}) * (1 / i_{02})) / (((1 / i_{01}) * (1 / i_{02})) - 1)$
Bei den Getrieben 1 der 5A-B ist der erste Zahnträger 13 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden. Die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 sind jeweils drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Die erste Verzahnung 11 ist drehfest mit der zweiten Verzahnung 31 verbunden. Der zweite Zahnträger 33 ist drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Insbesondere kann für einige Anwendungen ein Abtrieb an dem zweiten Zahnträger 33 vorteilhaft sein, beispielsweise für Anwendungen, bei welchen eine Applikation zum Abtrieb (oder Antrieb) an der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) axial versetzt zum Getriebe 1 angeordnet ist. Der zweite Zahnträger 33 kann zum Bereitstellen des Abtriebs gut zugänglich sein. Insbesondere kann eine Last konstruktiv einfach mit der Welle 7 verbunden werden.
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 5A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel: $i_{I,II} = (i_{02} / i_{01}) / ((i_{02} / i_{01}) - 1)$
In den 6A-B sind weitere Ausführungsformen dargestellt, wobei die erste Verzahnung 11 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden ist. Die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 sind jeweils drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Der erste Zahnträger 13 ist drehfest mit der zweiten Verzahnung 31 verbunden. Der zweite Zahnträger 33 ist drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Insbesondere kann für einige Anwendungen ein Abtrieb an dem zweiten Zahnträger 33 vorteilhaft sein, beispielsweise für Anwendungen, bei welchen eine Applikation zum Abtrieb (oder Antrieb) an der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) axial versetzt zum Getriebe 1 angeordnet ist.
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 6A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel: $i_{I,II} = (i_{01} {*i}_{02}) / ((i_{01} {*i}_{02}) - 1)$
Bei den in 1A-6B dargestellten Getrieben 1 kann insbesondere ein Vorteil sein, dass sich das Drehmoment der Antriebswelle 5 auf die erste Kurvenscheibe 21 und die zweite Kurvenscheibe 41 verteilen kann. Eine drehfeste Verbindung einer Komponente der ersten Übersetzungsstufe, insbesondere entweder des ersten Zahnträgers 13 oder der ersten Verzahnung 11, mit dem Gehäuse 9 kann bei einigen Anwendungen vorteilhaft sein, beispielsweise bei Anwendungen, bei denen das Gehäuse 9 drehfest mit einem Applikationsgehäuse einer Applikation verbunden ist und die Applikation axial versetzt zum Getriebe 1 angeordnet ist.
Bei den Getrieben der 7A-B ist die zweite Verzahnung 31 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden. Die erste Kurvenscheibe 11 ist drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Die erste Verzahnung 11 ist drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe 41 verbunden. Der erste Zahnträger 13 ist als erstes Abtriebselement der ersten Übersetzungsstufe drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Der zweite Zahnträger 33 ist als zweites Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Insbesondere kann ein Abtrieb über die Zahnträger, insbesondere über den ersten Zahnträger 13 und über den zweiten Zahnträger 33, für manche Anwendungen vorteilhaft sein. Ein solcher Aufbau kann für Anwendungen, bei denen die Lastaufteilung an der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) aufgrund hoher Belastungen vorteilhaft sein, oder für Anwendungen bei denen das Gehäuse 9 über den Großteil seiner Länge, insbesondere mehr als 60% der Länge des Gehäuses 9, drehfest und starr mit einer Applikation verbunden ist, wobei die Applikation insbesondere einen Antrieb oder Abtrieb der langsamer laufenden Welle bereitstellt..
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 7A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel: $i_{I,II} = 1 - ((1 / (1 -_{i 01})) / (1 / (1 - i_{02})))$
Zum Beispiel können die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe jeweils eine theoretische Zahnträgerzähnezahl von 18 und eine Zähnezahl der jeweiligen Verzahnung von -20 aufweisen. Die erste Standübersetzung i₀₁ = 0,9 und die zweite Standübersetzung i₀₂ = 0,9 sind in diesem Beispiel gleich. Aus der für 7A-B angegebenen Formel errechnet sich die Gesamtübersetzung des Getriebes 1 zu i_I,II = -99.
Die 8A-B zeigen weitere Ausführungsformen eines Getriebes 1, wobei die zweite Verzahnung 31 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden ist. Die erste Kurvenscheibe 11 ist drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Der erste Zahnträger 13 ist drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe 41 verbunden. Die erste Verzahnung 11 ist als erstes Abtriebselement drehfest mit dem zweiten Zahnträger 33 als zweitem Abtriebselement und drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Beispielsweise kann der Abtrieb oder die Kopplung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe konstruktiv besonders gut umsetzbar sein. Ein Abtrieb, welcher unter anderem über den zweiten Zahnträger 33 erfolgt, kann für manche Anwendungen vorteilhaft sein, beispielsweise bei Anwendungen, bei denen eine Lastaufteilung an der langsamer laufenden Welle aufgrund hoher Belastungen vorteilhaft ist oder bei denen das Gehäuse 9 über den Großteil seiner Länge in der Applikation angeordnet ist und auf der Seite der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) drehfest mit der Applikation verbunden ist wobei die Applikation insbesondere einen Antrieb oder Abtrieb der langsamer laufenden Welle bereitstellt. Insbesondere können Ausführungsformen in Verbindung mit einer großen Hohlwelle vorteilhaft sein.
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 8A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel: $i_{I,II} = 1 - ((i_{01} / i_{02} - 1)) * (1 / (1 - i_{02})))$
Bei den Getrieben 1 der 9A-B ist der zweite Zahnträger 33 drehfest mit dem Gehäuse 9 verbunden. Die erste Kurvenscheibe 11 ist drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Der erste Zahnträger 13 ist drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe 41 verbunden. Die erste Verzahnung 11 ist als erstes Abtriebselement drehfest mit der zweiten Verzahnung 31 als zweitem Abtriebselement und drehfest mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Ausführungsformen können beispielsweise den Vorteil haben, besonders gut konstruktiv umsetzbar zu sein, insbesondere axiale Ausführungsformen mit einstückig ausgeführten Verzahnungen. Ausführungsformen können insbesondere bei Anwendungen vorteilhaft sein, bei denen eine Lastaufteilung an der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) aufgrund hoher Belastungen vorteilhaft ist oder bei denen das Gehäuse 9 über den Großteil seiner Länge in der Applikation angeordnet ist und auf der Seite der schneller laufenden Welle (Antriebswelle 5) drehfest mit der Applikation verbunden ist. Insbesondere können Ausführungsformen in Verbindung mit einer großen Hohlwelle vorteilhaft sein oder wenn eine sehr geringe Baulänge benötigt wird. Ausführungsformen können bei Anwendungen vorteilhaft sein, bei denen eine starre Verbindung zwischen dem Gehäuse 9 und der Applikation an der Seite der langsamer laufenden Welle (Abtriebswelle 7) erfolgen soll oder eine Komponente der Applikation zum Antrieb oder Abtrieb des Getriebes 1 um das Getriebe 1 herum angeordnet ist.
Die Gesamtübersetzung i_I,II der in den 9A-B dargestellten Getriebe 1 errechnet sich gemäß folgender Formel: $i_{I,II} = 1 - ((1 / (i_{01} - 1)) / (1 / (i_{02} - 1)))$
Bei den in 7A-9B dargestellten Getrieben 1 kann insbesondere ein Vorteil sein, dass sich die Last der Abtriebswelle auf das erste Abtriebselement und das zweite Abtriebselement verteilen kann. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass Ausführungsformen mit Gesamtübersetzungen aus besonders breiten Übersetzungsbereichen bereitgestellt werden können.

Claims

Getriebe (1), insbesondere Koaxialgetriebe, umfassend eine erste Übersetzungsstufe mit: einer ersten Verzahnung (11), einem ersten Zahnträger (13), ersten Zähnen (17), welche in ersten Führungen (15) des ersten Zahnträgers (13) zum Eingriff mit der ersten Verzahnung (11) aufgenommen sind und verschieblich in den ersten Führungen (15) gelagert sind, und einer rotierbaren ersten Kurvenscheibe (21) zum Antrieb der ersten Zähne (17); und eine zweite Übersetzungsstufe, welche mit der ersten Übersetzungsstufe gekoppelt ist, mit: einer zweiten Verzahnung (31), einem zweiten Zahnträger (33), zweiten Zähnen (37), welche in zweiten Führungen (35) des zweiten Zahnträgers (33) zum Eingriff mit der zweiten Verzahnung (31) aufgenommen sind und verschieblich in den zweiten Führungen (35) gelagert sind, und einer rotierbaren zweiten Kurvenscheibe (41) zum Antrieb der zweiten Zähne (37); wobei genau eine Komponente aus der Gruppe der ersten Verzahnung (11), des ersten Zahnträgers (13), der zweiten Verzahnung (31) und des zweiten Zahnträgers (33) drehfest mit einem Gehäuse des Getriebes (1) verbunden ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, wobei genau zwei andere Komponenten aus der Gruppe der ersten Verzahnung (11), des ersten Zahnträgers (13), der zweiten Verzahnung (31) und des zweiten Zahnträgers (33) drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Gesamtübersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe ungleich dem Produkt einer ersten Übersetzung der ersten Übersetzungsstufe und einer zweiten Übersetzung der zweiten Übersetzungsstufe ist.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Gesamtübersetzung der ersten Übersetzungsstufe und der zweiten Übersetzungsstufe ungleich einer ersten Übersetzung der ersten Übersetzungsstufe und/oder ungleich einer zweiten Übersetzung der zweiten Übersetzungsstufe ist.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Übersetzung der ersten Übersetzungsstufe und eine zweite Übersetzung der zweiten Übersetzungsstufe jeweils größer als 3 und/oder kleiner als 200 sind.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Kurvenscheibe (41) drehfest mit genau einem aus der Gruppe der ersten Kurvenscheibe (21), dem ersten Zahnträger (13) und der ersten Verzahnung (11) verbunden ist.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kurvenscheibe (21) drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe (41) verbunden ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 7, wobei entweder der erste Zahnträger (13) oder die erste Verzahnung (11) drehfest mit genau einem aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers (33) und der zweiten Verzahnung (31) verbunden ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 8, wobei eine Antriebswelle (5) des Getriebes (1) drehfest mit der ersten Kurvenscheibe (21) und drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe (41) verbunden ist, und wobei eine Abtriebswelle (7) des Getriebes (1) drehfest mit dem anderen aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers (33) und der zweiten Verzahnung (31) verbunden ist; oder wobei eine Abtriebswelle des Getriebes drehfest mit der ersten Kurvenscheibe und drehfest mit der zweiten Kurvenscheibe verbunden ist, und wobei eine Antriebswelle des Getriebes drehfest mit dem anderen aus der Gruppe des zweiten Zahnträgers und der zweiten Verzahnung verbunden ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei genau eines aus der Gruppe des ersten Zahnträgers (13) und der ersten Verzahnung (11) als erstes Abtriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet ist; wobei entweder der zweite Zahnträger (33) oder die zweite Verzahnung (31) als zweites Abtriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet ist; und wobei das erste Abtriebselement drehfest mit dem zweiten Abtriebselement verbunden ist; oder wobei genau eines aus der Gruppe des ersten Zahnträgers und der ersten Verzahnung als erstes Antriebselement der ersten Übersetzungsstufe eingerichtet ist; wobei entweder der zweite Zahnträger oder die zweite Verzahnung als zweites Antriebselement der zweiten Übersetzungsstufe eingerichtet ist; und wobei das erste Antriebselement drehfest mit dem zweiten Antriebselement verbunden ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 10, wobei die zweite Kurvenscheibe (41) drehfest mit dem anderen aus der Gruppe des ersten Zahnträgers (13) und der ersten Verzahnung (11) verbunden ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei eine Antriebswelle (5) des Getriebes (1) drehfest mit der ersten Kurvenscheibe (21) verbunden ist und wobei eine Abtriebswelle (7) des Getriebes (1) drehfest mit dem ersten Abtriebselement und drehfest mit dem zweiten Abtriebselement verbunden ist; oder wobei eine Abtriebswelle des Getriebes drehfest mit der ersten Kurvenscheibe verbunden ist und wobei eine Antriebswelle des Getriebes drehfest mit dem ersten Antriebselement und drehfest mit dem zweiten Antriebselement verbunden ist.
Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verzahnung (11) als Verzahnung eines ersten Hohlrads ausgebildet ist, wobei die ersten Zähne (17) radial bezüglich der Drehachse (3) des Getriebes (1) verschieblich in den ersten Führungen (15) gelagert sind und wobei die erste Kurvenscheibe (21) zum radialen Antrieb der ersten Zähne (17) eingerichtet ist; und wobei die zweite Verzahnung (31) als Verzahnung eines zweiten Hohlrads ausgebildet ist, wobei die zweiten Zähne (37) radial bezüglich der Drehachse (3) des Getriebes (1) verschieblich in den zweiten Führungen (35) gelagert sind und wobei die zweite Kurvenscheibe (41) zum radialen Antrieb der zweiten Zähne (37) eingerichtet ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Verzahnung (11) als Verzahnung eines ersten Planrads ausgebildet ist, wobei die ersten Zähne (17) axial bezüglich der Drehachse (3) des Getriebes (1) verschieblich in den ersten Führungen (15) gelagert sind und wobei die erste Kurvenscheibe (21) zum axialen Antrieb der ersten Zähne (17) eingerichtet ist; und wobei die zweite Verzahnung (31) als Verzahnung eines zweiten Planrads ausgebildet ist, wobei die zweiten Zähne (37) axial bezüglich der Drehachse (3) des Getriebes (1) verschieblich in den zweiten Führungen (35) gelagert sind und wobei die zweite Kurvenscheibe (41) zum axialen Antrieb der zweiten Zähne (37) eingerichtet ist.
Antrieb (71), umfassend ein Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen mit dem Getriebe (1) gekoppelten Motor (73).