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Die
Erfindung betrifft einen Räderträger gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und einen damit ausgestatteten Getriebe-Bausatz.
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Ein
derartiger Räderträger ist
aus der
DE 101 49
255 A1 der Anmelderin, auf deren Inhalt hinsichtlich der
Funktion und des Antriebes des Wellgetriebes in Ergänzung vorliegender
Erfindungsbeschreibung voll-inhaltlich Bezug genommen wird, als
mit einem Paar von Räderwellen
ausgestatteter Planetensteg für
ein Eingangsgetriebe vor dem Wellgetriebe bekannt. Die Räderwellen
tragen dort nicht nur die vom Sonnenrad angetriebenen Planetenräder, sondern
auch mit diesen umlaufende Rollen. Diese dienen als Wellgenerator,
um ein, innerhalb koaxial nebeneinander gelegener Stütz- und
Abtriebsringe geringfügig
unterschiedlichen Durchmessers sich abwälzendes, Flexband lokal umlaufend
radial zu verformen.
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Radial
innerhalb der Flexmanschette eines Wellgetriebes ist auf achsparallelen
Bolzen eine nur einseitige Lagerung von nach der
DE 101 22 660 C2 als Wellgenerator
wirkenden Planetenrollen bzw. von nach der
DE 40 30 220 C2 (insoweit
auch nach der
DE 100
21 237 A1 ) als Wellgenerator wirkenden Planetenzahnrädern vorgesehen,
die vor einem motorisch angetriebenen scheibenförmigen Planetenträger gehaltert
sind.
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Die
DE 100 24 908 A1 beschreibt
als Wellgenerator außer
innerhalb des Flexbandes sich abwälzende glattwandige Rollen
auch solche mit Außenverzahnung,
die in eine Innenverzahnung des Flexbandes eingreifen und dadurch
zusätzlich
für das Übersetzungsverhältnis bestimmend
sind. Für
einen gesicherten Verzahnungseingriff wird es als zweckmäßig dargestellt,
orthogonal zu zwei, bezüglich
der Drehachse des Getriebes einander diametral gegenüber gelegenen,
Eingriffsbereichen noch zwei ballige, elastisch nach außen drückende Stützflächen von
dagegen geringerer Außenabmessung
mit dem Wellgenerator umlaufen zu lassen und dadurch einen gestrafften,
etwa ovalen Verlauf des Flexbandes zwischen den beiden Eingriffsbereichen
zu erzwingen.
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Der
Antrieb eines Wellgenerators erfolgt üblicherweise über einen
koaxial direkt angeflanschten hochtourigen Kleinspannungs-Gleichstrommotor. Dessen
schnelle Rotation wird vom sehr stark untersetzenden Wellgetriebe
in eine sehr viel langsamere Drehbewegung entsprechend größeren Drehmomentes
untersetzt. Zum Übergang
vom kleinen Drehmoment am Ausgang des Antriebsmotors zum großen Drehmoment
an der Ausgangswelle des Wellgetriebes ist aber ein diesem vorgeschaltetes
Eingangsgetriebe geringer Untersetzung zur Verringerung der Drehzahl
des Wellgenerators zweckmäßig. Durch
die konstruktiv in weiten Grenzen vorgebbare Eingangsuntersetzung
insbesondere in Form eines Planetenradgetriebes wird es beherrschbar,
daß die große Untersetzung
eines Wellgetriebes systembedingt an sich keine beliebig kleinen
Abstufungen zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen zuläßt.
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Aus
der
DE 197 08 310
A1 ist diesbezüglich eine
Getriebekombination mit einem Wellgenerator in Form von exzentrisch
zur Antriebswelle umlaufenden Kreisscheiben bekannt, die längs der
Innenmantelfläche
des Flexbandes abrollen. Diese Scheiben können verdrehbar an einer drehstarr
mit der Antriebswelle rotierenden Platte gelagert sein. Wenn jedoch eine
Eingangsuntersetzung vor dem eigentlichen Wellgetriebe gefordert
wird, handelt es sich bei den Scheiben um Planeten-Zahnräder, die
auf einem drehstarr mit der Antriebswelle gekoppelten Sonnenrad
kämmend
umlaufen. Andere Kombinationen aus Wellgetriebe und vorgeschaltetem
Planetenradgetriebe sind aus der
DE 199 14 555 A1 oder, damit fast baugleich,
aus der
DE 199 14
556 A1 bekannt. Dort kämmen
die Planetenräder
außer
mit dem Sonnenrad auch mit einer Innenverzahnung im Getriebegehäuse.
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Die
Kombination der starken Drehmomentenübersetzung hinter einem schwachen
Antriebsmotor, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Planetengetriebes,
eröffnet
vielfältige
Anwendungen etwa als Stellelemente für das automatisierte Motor- und
Klimamanagement und für
andere insbesondere manuelle Eingriffe ersetzende Funktionen in
einem Kraftfahrzeug. Zur Variation des resultierenden Übersetzungsverhältnisses
bei derartigen Getriebekombinationen kann insbesondere eingangsseitig
die Paarung der Planetenräder mit
dem Sonnenrad ausgetauscht werden, aber auch ausgangsseitig die
Verzahnung zwischen Wellgenerator-Zahnrädern und einem innen verzahnten
Flexband. So kann nach dem Baukastenprinzip aus unterschiedlich
bereitgehaltenen Verzahnungen ein entsprechend breites Spektrum
von resultierenden Übersetzungen
insbesondere im mittleren Drehzahlbereich gestaltet werden. Allerdings
sind dafür
hinsichtlich ihrer Zahnraddurchmesser und dementsprechender Wellenabstände entsprechend
vielfältig
gestaltete Räderträger vorrätig zu halten,
was diese konstruktiven Möglichkeiten
wirtschaftlich beeinträchtigt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die technische Problemstellung
zugrunde, im Interesse eines preisgünstig verfügbaren Getriebe-Bausatzes für den Einsatz
unterschiedlich bemessener Planeten- oder Wellgenerator-Räder mit
weniger Bauteilen auszukommen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die
Kombination der im Patentanspruch 1 enthaltenen wesentlichen Merkmale
gelöst.
Danach weist der Räderträger eine
im Kunststoff-Spritzguß erstellte Trägerscheibe
auf, die vorzugsweise außer
einem Paar von einander bezüglich
der Scheiben-Drehachse diametral gegenüberstehenden achsparallelen Pfeilern
als Wellenstümpfen
für die
beiden Rollen (des Planetengetriebes oder des Wellgenerators) ein weiteres
Pfeiler-Paar trägt,
das einen anderen gegenseitigen Achsabstand aufweist, als das erstgenannte.
Dadurch kann der gleiche Räderträger auf dem
jeweiligen Pfeiler-Paar unter Berücksichtigung der unterschiedlichen
Achsabstände
mit Zahnräder-Paarungen
unterschiedlicher Durchmesser bestückt werden, um das Übersetzungsverhältnis zum Sonnenrad
bzw. zum Flexband in weiten Bereichen zu variieren. Auch kann eine
gleichzeitige Bestückung
mit zwei solchen Rollen-Paaren vorgesehen sein, die sich über unterschiedliche
Außenabmessungen
erstrecken; wovon im Falle des Wellgenerators die größere dann
dem Eingriff in das Flexband des Wellgetriebes dient, und die kleinere
Außenabmessung
dem Abspannen des Flexbandes in seinem Verlauf zwischen den beiden
einander diametral gegenüberliegenden
Eingriffsbereichen des Wellgenerators.
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Im
Interesse einer funktionstüchtigen
Baueinheit erstrecken die Wellen sich vorzugsweise zwischen zwei
einander parallel gegenüber
gelegenen solchen Trägerscheiben,
die somit als beiderseitige axiale Einfassungen der auf ihren Wellen
verdrehbaren Räder
bzw. Rollen dienen. Um dafür
nicht unterschiedliche Teile vorrätig halten zu müssen, sind
beide derart bestückte
Trägerscheiben
gleich ausgebildet, nämlich
jeweils mit Pfeilern der halben Wellenlänge bestückt, die sich somit jeweils über gut
die Hälfte
der axialen Dicke der Rollen erstrecken. Für feste Positionierungsvorgaben
beim Zusammenfügen
des Käfigs
aus den beiden Trägerscheiben
kann aber auch vorgesehen sein, eines der Pfeiler-Paare mit unterschiedlichen
Längen
auszustatten, die sich dann – bei
gegeneinander um 180 Grad verschwenkten Trägerscheiben – gerade
wieder zur Wellenlänge entsprechend
dem lichten Abstand zwischen den Trägerplatten ergänzen.
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Zweckmäßigerweise
ist wenigstens einer der Pfeiler auf der Trägerscheibe an seinem Stirnende mit
einer achsparallelen Profilierung versehen, die einem paßgenauen
Positionieren und gegebenenfalls Verrasten mit dem gleich aber um
180 Grad verdreht profilierten Pfeilerende der Gegenscheibe und
zugleich als Verdrehsicherung der Scheiben gegeneinander dient.
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So
schafft die Erfindung einen einfach und variabel bestückbaren
Bausatz für
die Abstimmung der Übersetzung
eines Wellgetriebes mit im gezahnten Flexband umlaufendem gezahnten
Rollen-Paar als Wellgenerator oder der Übersetzung eines dem Wellgetriebe
vorgeschalteten Planetengetriebes zum Herabsetzen der Eingangsdrehzahl
des Wellgenerators, indem der Räderträger eine
Trägerscheibe
aufweist, die ihrerseits wenigsten ein Pfeiler-Paar zur austauschbaren
Aufnahme eines Rollen-Paares aufweist, das durch Aufsetzen einer
identisch ausgestatteten Trägerscheibe
zur axialen Sicherung in einen Käfig
eingefaßt
wird. Der so bestückte
Käfig ist
als angetriebener Wellgenerator mit Umlaufrollen oder als Planetenrädersatz
etwa bei einem Getriebe-Bausatz gemäß unserem Patent
DE 101 05 814 C1 oder dessen
Zusatz
DE 101 51 878
C2 vorteilhaft einsetzbar. Denn ohne zusätzliche
Eingriffserfordernisse läßt sich
nach Öffnen
des Käfigs
die wirksame Übersetzung
eines damit ausgestatteten Getriebes durch bloßen Austausch von Rollen-Paaren,
gegebenenfalls unter Bestückung
von auf der Trägerscheibe vorhandenen
Pfeiler-Paaren mit abweichenden Achsabständen, in weiten Bereichen verändern.
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Hinsichtlich
weiterer Vorteile sowie besonderer Ausbildungen und Weiterbildungen
und deren Vorteilen wird außer
auf die weiteren Ansprüche
auch auf die nachstehende Zeichnungsbeschreibung eines bevorzugten
Realisierungsbeispieles zur erfindungsgemäßen Lösung Bezug genommen. Die Zeichnung
zeigt unter Beschränkung
auf das konstruktiv Wesentliche nicht maßstabsgerecht
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1 in Draufsicht den Räderträger in Form des
Käfigs
aus einem Paar von mit zwei Rollen-Paaren bestückten Trägerscheiben und
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2 gemäß der abgewinkelt verlaufenden Schnittlinie
II–II
in 1 im Axial-Längsschnitt
den hier axial noch nicht ganz zusammengefügten Käfig gemäß 1, der mit unterschiedlichen Rollen-Paaren
zum Einsatz als Planetenträger
im Planetengetriebe oder als Wellgenerator im Wellgetriebe bestückbar ist.
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Der
gemäß Schnittangabe
II–II
aus 1 in 2 der Zeichnung im Axial-Längsschnitt
skizzierte, komplett im Kunststoff-Spritzguß gefertigte, erfindungsgemäß aus zwei übereinstimmenden
runden, ovalen oder wie skizziert länglich-rechteckigen Trägerscheiben 11 zu
einem Käfig 12 zusammenzufügende Räderträger 10 dient
der Lagerung und axialen Führung
von wenigstens einem z.B. auf der jeweiligen Mantelfläche mit
einer Verzahnung 13 versehenen Paar von Rollen 14–14.
Die ruhen jeweils verdrehbar auf einer aus zwei einander konzentrisch
gegenüberstehenden
Pfeilern 15 + 16 zusammengefügten, also quer geteilten Welle 17.
Der lichte Abstand zwischen den zum Käfig 12 zusammengefügten Trägerscheiben 11–11 ist
somit etwas größer, als die
axiale Länge
der darin geführten
Rollen 14. Die Pfeiler 15, 16 und auch 21 (siehe
unten) können
aus einem Material mit besonders guten Gleiteigenschaften gesondert
gefertigt und auf die Trägerscheibe 11 montiert
sein, vorzugsweise sind sie aber einstückig mit der Trägerscheibe 11 im
Spritzguß hergestellt. Entgegen
der vereinfachten Darstellung in der Zeichnung sind die Pfeiler 15, 16, 21 in
der Praxis gewöhnlich
Hohlzylinder, um an Materialbedarf einzusparen und spritzgußtechnisch
kritische Materialansammlungen möglichst
zu vermeiden.
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Damit
man für
die Fertigung des zweiteiligen Käfigs 12 mit
einer einzigen Spritzgußform
auskommt, haben die Pfeiler 15, 16, 21 prinzipiell
gleiche Länge,
nämlich
die halbe Länge
der Wellen 17 bzw. die halbe axiale Länge der von ihnen verdrehbar
getragenen Rollen 14, 22. Wie sich aus der Zeichnung ergibt,
können
aber die beiden Pfeiler 15, 16 eines diametralen
Paares derart ungleich lang sein, daß sie sich paarweise wieder
zur Wellenlänge
ergänzen, wenn
die beiden gleich ausgestatteten Trägerscheiben derart gegensinnig,
also um 180 Grad verschwenkt aufeinandergesetzt werden, so daß dann jeweils
ein längerer
Pfeiler 16 dem kürzeren
Pfeiler 15 gleichen Durchmessers auf der gegenüberliegenden
Trägerscheibe 11 axial
fluchtend gegenüber steht.
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Zur
exakten Fluchtung der Pfeiler 15–16 und als Verdrehsicherung
der beiden Trägerscheiben 11–11 gegeneinander
sind die Stirnenden 18 der Pfeiler 15, 16, 21 nicht
alle stumpf, sondern bei wenigstens einem der Pfeiler 15, 16, 21 mit
achsparallelen, wie skizziert insbe sondere stufenförmigen Profilierungen 19 ausgestattet,
die sich zum kompletten Querschnitt der Welle 17 ergänzen, wenn
die Stirnenden 18–18 unter
der erwähnten
gegenseitigen Verschwenkung von 180 Grad der Trägerscheiben 11 zusammengefügt werden.
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Zur
Beeinflussung einer Übersetzung
unter Verwendung der Rollen 14, 22 im Käfig 12 lassen sich
nach axialem Trennen der beiden Trägerscheiben 11–11 die
Rollen 14, 22 unter Beibehaltung des Achsabstandes 20,
also der zu bestückenden
Wellen 17, gegen solche mit abweichendem Durchmesser oder
abweichender Verzahnung 13 austauschen. Um diesbezüglich wesentlich
flexibler zu sein, sind die Trägerscheiben 11 aber
wie skizziert mit wenigstens einem weiteren Paar von Pfeilern 21 ausgestattet,
die einen anderen Achsabstand aufweisen, der geneigt und vorzugsweise
orthogonal zum ersterwähnten Achsabstand 20 orientieret
ist. Auch diese Pfeiler 21 von jeweils der halben Wellenlänge können wie
skizziert wieder mit insbesondere der gegenseitigen Ausrichtung
dienenden stirnseitigen Profilierungen 19 ausgestattet
sein. Wenigstens ein Paar solcher ineinandergreifender Profilierungen 19 ist
zweckmäßigerweise
mit einer (zeichnerisch nicht näher
ausgeführten)
Rastfunktion für
einfaches Zusammenfügen
und Demontieren des Käfigs 12 ausgestattet.
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Wenn
der Käfig 12 wie
skizziert als um die Achse 26 durch eine Zentralbohrung 24 in
den beiden Trägerscheiben 11 rotierender
Wellgenerator mit zwei zueinander orthogonalen Paaren von Rollen 14–14 und 22–22 von
unterschiedlichen über
alles gesehenen Außenabmessungen 23 bestückt ist, dann
dienen die Verzahnungen 13 der größeren Außenabmessung 23 dem
lokalen Ausbeulen eines Flexbandes in die dieses umgebenden Ringe
hinein und die Verzahnungen 25 der dagegen kleineren Außenabmessung 27 (1) als Innenstütze für das sonst
zwischen den beiden, einander bezüglich der Drehachse durch die
Zentralbohrungen 24 diametral gegenüber liegenden, Wellgenerator-Eingriffen
frei durchhängende
Flexband, wie eingangs schon unter Bezugnahme auf eine Vorveröffentlichung
anderer Bauart geschildert.