DE4013451A1 - Taumelgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Taumelgetriebe mit verzahnten Taumelscheiben, wobei zwei im Eingriff stehende Zahnräder eine Zähnedifferenz aufweisen.

Ein derartiges Taumelgetriebe ist aus der DE-OS 22 49 068 bekannt. Das Taumelscheibengetriebe besteht aus zwei Zahnrädern, die eine Zähnedifferenz aufweisen. Das Zahnrad mit der größeren Zähnezahl ist mit der Abtriebswelle über ein homokinetisches Gelenk verbunden und als Taumelrad ausgebildet, dessen Antrieb über eine rückwärtig angreifende, zur Abtriebswelle gleichachsig gelagerte Andrückvorrichtung erfolgt.

Das bekannte Taumelgetriebe ist jedoch nicht für hohe Übersetzungen geeignet. Ferner gibt es Anwendungsfälle, bei denen das Getriebe spielarm und auch geräuscharm ausgebildet sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelgetriebe verfügbar zu machen, das hohe Übersetzungen mit möglichst wenigen Bauteilen zuläßt und spielarm sowie geräuscharm ausgebildet werden kann, insbesondere auch bei der Übertragung großer Drehmomente.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf einer Welle mit Abstand zueinander zwei Begrenzungsringe frei drehend angeordnet sind und auf den sich gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Zahnkranz aufweisen, daß zwischen den Begrenzungsringen eine oder mehrere auf der Welle frei drehende, auf beiden Seiten mit Zahnkränzen versehene Taumelscheiben derart angeordnet sind, daß je zwei gegenüberliegende Zahnkränze der Taumelscheiben und der Begrenzungsringe an einem Wälzpunkt in Eingriff stehen und daß zwischen den Taumelscheiben ringförmige Distanzelemente, deren beide Achsflächen einen Winkel α1<90° zur Mittelachse der Welle einschließen, und zwischen jedem der Begrenzungsringe und der angrenzenden Taumelscheiben ein ringförmiges Distanzelement, dessen dem Begrenzungsring zugewandte Achsfläche gegenüber der Mittelachse einen Winkel α 2 von etwa 90^o und dessen andere Achsfläche einen Winkel von α1 < 90^o einschließt, auf der Welle verdrehsicher und zu den Taumelscheiben sowie den Begrenzungsringen gleitend gelagert sind, so daß beim Antrieb des Getriebes die Wälzpunkte umlaufen.

Da die Anzahl der in Eingriff stehenden Taumelscheiben praktisch nicht begrenzt ist, lassen sich mit dem Taumelgetriebe beliebig hohe und niedrige Übersetzungen realisieren. Das Getriebe läßt sich auch äußerst geräuscharm ausbilden. Gegenüber den bekannten Getrieben sind große Drehmomente und hohe Übersetzungen bei geringen Bauvolumen möglich.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Wesen der Erfindung soll anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform des Taumelgetriebes mit mehreren Taumelscheiben und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform mit nur einer Taumelscheibe und einer Kegelradverzahnung.

Bei dem Taumelgetriebe nach Fig. 1 sind sämtliche Elemente des Getriebes zylinderförmig ausgebildet und konzentrisch zu der Welle 2 gelagert. In vertikaler Richtung wird die Bauhöhe des Getriebes durch einen oberen Begrenzungsring 3 und einen unteren Begrenzungsring 3′ festgelegt. Die Begrenzungsringe 3, 3′ weisen auf der Innenseite des Getriebes jeweils in ihrem Randbereich einen Zahnkranz 4, 4′ auf. Zwischen den Begrenzungsringen sind in dem Ausführungsbeispiel vier Taumelscheiben 5, 5′, 5′′ und 5′′′, angeordnet. Die Begrenzungsringe 3, 3′ und die Taumelscheiben 5, 5′, 5′′, 5′′′ sind freidrehend auf der Welle 2 gelagert. Die Taumelscheiben weisen auf beiden Seiten ihres Randbereiches jeweils einen Zahnkranz 6 und 6′ auf. Zwischen den Taumelscheiben sind ringförmige Distanzelemente 7, 7′, 7′′ vorgesehen, die verdrehsicher mit der Welle 2 verbunden sind und gleitend an die Taumelscheiben angrenzen. Die Achsflächen der Distanzelemente weisen gegenüber der Mittelachse der Welle einen Winkel von α 1<90° auf und bewirken eine Fixierung der räumlichen Lage der Taumelscheiben.

Ferner sind ringförmige Distanzelemente 8 und 8′ vorgesehen, die zwischen jedem der Begrenzungsringe und der an den jeweiligen Begrenzungsring angrenzenden Taumelscheibe angeordnet sind, und zwar ebenfalls verdrehsicher auf der Welle 2. Bei dem so ausgebildeten Taumelgetriebe stehen je zwei sich gegenüberliegende Zahnkränze an einem Wälzpunkt im Eingriff, und zwar werden diese Wälzpunkte sowohl zwischen den Taumelscheiben als auch der oberen und unteren Taumelscheibe mit dem angrenzenden Begrenzungsring gebildet.

Das Taumelgetriebe weist drei Betriebsanschlüsse auf, nämlich die Welle 2, den oberen Begrenzungsring 3 und den unteren Begrenzungsring 3′, von denen jeder als Eingang oder als Ausgang des Getriebes fungieren kann. Der übliche Betriebsfall liegt dann vor, wenn der untere Begrenzungsring 3′ ortsfest gehalten wird, beispielsweise durch eine feste Verbindung mit dem Getriebegehäuse, und an der Welle 2 ein Drehmoment eingeleitet wird. Mit der Drehung der Welle drehen sich auch die auf ihr verdrehsicher angeordneten, ringförmigen Distanzelemente, wodurch eine Taumelbewegung der Taumelscheiben derart in Gang gesetzt wird, daß die Wälzpunkte auf den Zahnkränzen des Getriebes umlaufen und das Drehmoment auf den oberen Begrenzungsring 3 übertragen wird, der als Abtrieb wirkt. Die Übersetzung ergibt sich aus der Zähnezahldifferenz zwischen zwei gegenüberliegenden und in Eingriff stehenden Zahnkränzen. Ferner läßt sich die Übersetzung noch dadurch verändern, daß die Anzahl der Taumelscheiben zwischen den Begrenzungsringen erhöht wird.

Eine andere Betriebsweise des Taumelgetriebes kann darin bestehen, daß sowohl in die Welle 2 wie auch unteren Begrenzungsring 3′ eine Drehbewegung eingeleitet wird. Dann ergibt sich auf der Abtriebsseite an dem oberen Begrenzungsring 3 die Überlagerung der entsprechenden Drehzahlen. Wie bereits erwähnt, läßt sich jedes der drei Betriebselemente als Eingang oder Ausgang des Betriebes verwenden, wodurch eine Vielzahl von Betriebsvarianten ermöglicht wird.

Um das Getriebespiel möglichst klein zu halten, werden die Zahnelemente des Taumelgetriebes durch einen Federdruck axial vorgespannt. Um die Gleitverluste möglichst gering zu halten, können ferner zwischen den aneinander gleitenden Flächen in bekannter Weise Nadellager vorgesehen werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Taumelgetriebes, das für die Übertragung hoher Drehmomente ausgelegt ist. Auf der Welle 11 sind zwei Begrenzungsringe 12 und 12′ ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 freidrehend gelagert. Die Begrenzungsringe weisen kreisringförmige Ansätze 13 und 13′ auf, auf deren Stirnflächen jeweils zwei kegelradförmige Zahnkränze vorgesehen sind. Diese Zahnkränze 14 und 14′ sind als konvexe Kegelräder ausgebildet. Die Taumelscheibe 15 weist in ihren Randbereichen ebenfalls auf beiden Seiten ihres Randbereiches einen kegelförmigen Zahnkranz 16, 16′ auf, der als konkaves Kegelrad ausgebildet ist. Die konkaven und konvexen Kegelräder sind relativ zueinander so angeordnet, daß die Verlängerung der Flankenlinien der Zähne durch den Symmetriepunkt 18 gehen. Unter dieser Bedingung läßt sich das Verzahnungsgesetz erfüllen. Zwischen den Begrenzungsringen 12 und 12′ sind ringförmige Distanzelemente 17 und 17′ vorgesehen, die verdrehsicher auf der Welle gelagert sind und eine Gleitbewegung gegenüber der Taumelscheibe sowie den Begrenzungsringen ausführen kann.

Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stellen die Welle 11, der untere Begrenzungsring 12 und der obere Begrenzungsring 12′ drei Betriebselemente des Taumelgetriebes dar, die sowohl als Eingang als auch als Ausgang des Getriebes fungieren können. Wird beispielsweise der Begrenzungsring 12 ortsfest gehalten und ein Drehmoment über die Welle 11 eingeleitet, so kann das übersetzte Drehmoment an dem oberen Begrenzungsring 12′ abgenommen werden.

Claims (8)

1. Taumelgetriebe mit verzahnter Taumelscheibe, wobei zwei im Eingriff stehende Zahnräder eine Zähnezahldifferenz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Welle (2) mit Abstand zueinander zwei Begrenzungsringe (3, 3′) frei drehend angeordnet sind und auf den sich gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Zahnkranz (4, 4′) aufweisen, daß zwischen den Begrenzungsringen (3, 3′) eine oder mehrere auf der Welle frei drehende, auf beiden Seiten mit Zahnkränzen (6, 6′) versehene Taumelscheiben (5, 5′, 5′′, 5′′′) derart angeordnet sind, daß je zwei gegenüberliegende Zahnkränze der Taumelscheiben (5, 5′, 5′′, 5′′′) und der Begrenzungsringe (3, 3′) an einem Wälzpunkt in Eingriff stehen und daß zwischen den Taumelscheiben (5, 5′, 5′′, 5′′′) ringförmige Distanzelemente (7, 7′, 7′′), deren beide Achsflächen einen Winkeln α1 < 90° zur Mittelachse der Welle (2) einschließen, und zwischen jedem der Begrenzungsringe (3, 3′) und der angrenzenden Taumelscheibe (5′′′, 5) ein ringförmiges Distanzelement (8, 8′), dessen dem Begrenzungsring (3, 3′) zugewandte Achsfläche gegenüber der Mittelachse einen Winkel α2 von etwa 90° und dessen andere Achsfläche einen Winkel von α1 < 90° einschließt, auf der Welle (2) verdrehsicher und zu den Taumelscheiben (5, 5′, 5′′, 5′′′) sowie den Begrenzungsringen (3, 3′) gleitend gelagert sind, so daß beim Antrieb des Taumelgetriebes (1) die Wälzpunkte umlaufen.

2. Taumelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (4, 4′; 6, 6′) im Randbereich der Begrenzungsringe (3, 3′) und der Taumelscheiben (5, 5′, 5′′, 5′′′) angeordnet sind.

3. Taumelgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzungsringe (12, 12′) auf der ihnen zugewandten Seite in ihrem Randbereich kreisringförmige Ansätze (13, 13′) mit einem Zahnkranz (14, 14′) auf der Stirnfläche des Ansatzes aufweisen, der als konvexes Kegelrad ausgebildet ist, und
daß zwischen den Begrenzungsringen (12, 12′) eine Taumelscheibe (5) angeordnet ist, die auf beiden Seiten einen Zahnkranz (16, 16′) aufweist, der als konkaves Kegelrad ausgebildet ist.

4. Taumelgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (14, 14′; 16, 16′) derart ausgebildet sind, daß sämtliche Flankenlinien der Zähne durch den Symmetrie- bzw. Schwerpunkt (18) der Taumelscheibe (15) gehen.

5. Taumelgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus zwei Begrenzungsringen und einer Taumelscheibe bestehende Getriebeanordnungen auf der Welle (11) übereinander angeordnet sind, wobei die jeweils direkt aneinandergrenzenden Begrenzungsringe zueinander verdrehsicher gekoppelt sind.

6. Taumelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander gleitenden Flächen über Nadellager in Verbindung stehen.

7. Taumelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeteile durch Federdruck axial vorgespannt werden.

8. Taumelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Begrenzungsringe ortsfest gehalten wird, der Antrieb über die Welle und der Abtrieb über den zweiten Begrenzungsring erfolgt.