DE102004062334A1

DE102004062334A1 - Vorrichtung mit mindestens zwei miteinander betriebsgemäß verbindbaren Teilen

Info

Publication number: DE102004062334A1
Application number: DE200410062334
Authority: DE
Inventors: Janek Bartolomej
Original assignee: Spinea sro
Current assignee: Spinea sro
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-07-06
Also published as: WO2006066807A1; EP1831589A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung beschrieben, mit mindestens zwei miteinander betriebsgemäß verbindbaren und jeweils mindestens eine Öffnung aufweisenden Teilen, die miteinander über die Öffnungen aufweisende Kontaktflächen sowie Schraubkörper in Kontakt stehen, wobei die Schraubkörper die Kontaktflächen durchqueren, bei welcher Vorrichtung die einander zugekehrten und betrieblich verbindbaren Kontaktflächen komplementär ausgebildet und uneben sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der US 5,908,372 ist ein Getriebe mit einem Kreuz-Reduktionsmechanismus bekannt. Das Wesen dieses Getriebes besteht darin, dass eine Eingangswelle mindestens mit einem exzentrischen Teil – einem Kurbelzapfen – versehen ist. Im Falle zweier Eingangswellen sind die exzentrischen Teile um 180° oder um annähernd 180° gegenseitig verdreht angeordnet. Die Achse des Kurbelzapfens ist gegenüber der Achse der Eingangswelle um einen Abstand e versetzt. Auf dem Excenter ist ein Rad mit Außenverzahnung mittels einer in dem Rad angeordneten, den Excenter umfassenden Zentralöffnung drehbar gelagert. Das Rad kämmt dabei ein Rad mit Innenverzahnung, dessen Achse mit der Achse der Eingangswelle übereinstimmt. Das Rad weist mindestens eine außermittige axiale Durchgangsöffnung auf. Die Achse des Rads mit Außenverzahnung ist gegenüber der Achse des Rads mit Innenverzahnung um den selben Abstand e versetzt, wie die Achse des Kurbelzapfens gegenüber der Achse der Eingangswelle.

Mindestens ein Rad mit Außenverzahnung ist zwischen zwei in dem Rad mit Innenverzahnung drehbar gelagerten Ausgangskörpern angeordnet. Die Ausgangskörper sind mittels Querelementen fest miteinander verbunden, die mit Spiel durch die außermittige axiale Durchgangsöffnung des Rads mit Außenverzahnung hindurchführen. Durch die Querelemente führen durchgehende Bohrungen für Schrauben, mit deren Hilfe die Ausgangskörper fest miteinander verbunden sind.

Zwischen dem Rad mit Außenverzahnung und dem Ausgangskörper befindet sich ein Transformationsorgan, das die Planetenbewegung des Rads mit Außenverzahnung in eine Rotationsbewegung des Ausgangskörpers umsetzt und dabei eine Querbewegung in Bezug auf die Achse des Rads mit Innenverzahnung ausführt.

Ein Nachteil der in dieser Patentschrift beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass die die Ausgangskörper fest miteinander verbindenden Schrauben mit einem als Passung ausgeführten Schaft versehen und in den Öffnungen der Querelemente mit Übermaß gelagert sind. Bei klein dimensionierten Getrieben haben die die Ausgangskörper fest miteinander verbindenden Schrauben einen nur geringen Durchmesser und die Öffnungen, die sie durchqueren, sind schwer zu bearbeiten. Folglich sichern die die Verbindung zwischen den Ausgangskörpern bewirkenden Schrauben mit als Passung ausgeführtem Schaft die axiale Ausrichtung der Ach sen der linearen Führung des Organs – den Vorflügel der Ausgangskörper – und die axiale Ausrichtung der Ausgangskörper nicht ausreichend, was die Funktionsparameter des Getriebes nachteilig beeinflusst.

Darüber hinaus sind dabei die Passflächen im Inneren der Querelemente aufgrund der schlechten Zugänglichkeit und der geringen Gesamtabmessungen nur schwer zu bearbeiten.

Ausgehend vom obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass durch die Ausgestaltung der Kontaktflächen zwischen den beiden vorzugsweise jeweils mit einem Ausgangskörper eines Planetengetriebes verbundenen Teilen eine sehr genaue axiale Ausrichtung der beiden Teile und damit der Ausgangskörper zueinander erreicht wird.

Beim Stand der Technik, wird die axiale Ausrichtung der beiden jeweils an einem Ausgangskörper angeordneten Teile durch eine aufwändig herzustellende Passung in Verbindung mit einer Passschraube oder einem Schraubbolzen mit einem zylinderförmigen auf Passung gearbeiteten Schaft im Bereich des Stoßes zwischen den beiden Kontaktflächen erreicht. Bei der Erfindung werden die leicht zugänglichen, unebenen Flächen mit einfachen Mitteln kostengünstiger hergestellt, um den selben Effekt einer genauen axialen Ausrichtung der beiden Teile und der vorzugsweise mit diesen verbundenen Ausgangskörper relativ zueinander zu erzielen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktflächen miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbindbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die einander zugekehrten Kontaktflächen ein wellenförmiges Profil aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wellenförmige Profil zu einer Symmetrieachse achsensymmetrisch ausgeführt ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Teile einteilig mit jeweils einem von insgesamt zwei an den gegenüberliegenden Stirnseiten eines Grundkörpers drehbar angeordneten Ausgangskörpern eines Planetengetriebes verbunden sind, wobei die Ausgangskörper mithilfe der Teile axial ausgerichtet und miteinander form und/oder kraftschlüssig verbindbar sind.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an jedem Ausgangskörper mindestens zwei jeweils eine Kontaktfläche aufweisende Teile einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Kontaktflächen zweier an unterschiedlichen Ausgangskörpern gegenüberliegend angeordneter Teile komplementär ausgebildet sind, so dass eine Selbstzentrierung und axiale Ausrichtung der Ausgangskörper zueinander erfolgt und gleichzeitig eine hohe Belastbarkeit und Robustheit der Verbindung zwischen den beiden Ausgangskörpern sichergestellt ist.

Eine zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktflächen aller an einem Ausgangskörper angeordneten Teile achsensymmetrisch profiliert ausgeführt sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Symmetrieachsen der einzelnen Kontaktflächen parallel zueinander verlaufen. Dadurch können alle Kontaktflächen der Teile der miteinander zu verbindenden Ausgangskörper und damit die Ausgangskörper selbst identisch gleich gestaltet werden, da aufgrund der Achsensymmetrie der Kontaktflächen beim Aufeinanderlegen der Kontaktflächen zweier miteinander zu verbindender Ausgangskörper die Erhebungen der einander gegenüberliegenden Kontaktflächen jeweils in den Vertiefungen der jeweils gegenüberliegenden Kontaktflächen zu liegen kommen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Symmetrieachsen der einzelnen Kontaktflächen einander schneiden.

Eine andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Winkel zwischen einander schneidenden Symmetrieachsen gleich groß sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an dem Ausgangskörper eine gerade Anzahl von Teilen angeordnet sind, wobei die Kontaktflächen an den jeweils paarweise über eine an dem Ausgangskörper angeordnete Zentralöffnung hinweg gegenüberliegenden Teilen parallel verlaufende Symmetrieachsen aufweisen. Hierdurch können die Ausgangskörper wiederum alle gleichartig hergestellt werden, wobei sich beim Aufeinanderlegen der Kontaktflächen mit in gleicher Richtung verlaufenden Symmetrieachsen zweier miteinander zu verbindender Ausgangskörper wiederum die Erhebungen der einen in die Vertiefungen der anderen Kontaktfläche legen. Sind beispielsweise vier Teile an einem Ausgangskörper angeordnet, deren Symmetrieachsen der Kontaktflächen paarweise um 90° verdreht sind, so erfolgt eine selbständige axiale Ausrichtung der Ausgangskörper in zwei Richtungen normal zur Längsachse der Ausgangskörper gleichzeitig.

Eine zusätzliche, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die durch die Kontaktflächen der mit jeweils einem Ausgangskörper verbundenen Teile hindurchgehenden Öffnungen als durch die Teile und den Ausgangskörper hindurchführende Bohrungen ausgeführt sind, durch die ein Gewindebolzen zum Verbinden der beiden Ausgangskörper miteinander hindurchführbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die durch die Kontaktflächen der mit dem einem Ausgangskörper verbundenen Teile hindurchgehenden Öffnungen als durch die Teile und den Ausgangskörper hindurchführende Bohrungen, und die durch die Kontaktflächen der mit dem anderen Ausgangskörper verbundenen Teile hindurchgehenden Öffnungen als mit einem Gewinde zur Aufnahme von durch die Bohrungen am einen Ausgangskörper hindurch geführten Gewindebolzen versehene Sacklöcher ausgeführt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein dem Stand der Technik entsprechendes Getriebe entlang der Schnittlinie A-A in 2,
1a eine Außenansicht des Getriebes aus 1 von dessen Stirnseite her mit einer Darstellung der Lage des in 1 dargestellten Querschnitts A-A,
1b eine Außenansicht eines Getriebes von dessen Stirnseite her,
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in den 1 und 1a dargestellten dem Stand der Technik entsprechenden Getriebes,
3 einen Querschnitt durch ein Getriebe mit einer erfindungsgemäßen Verbindung der beiden gegenüberliegenden Ausgangskörper entlang der in 1b dargestellten Schnittlinie B-B,
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindung der Ausgangskörper des in 3 dargestellten Getriebes, sowie
5 eine Seitenansicht sowie eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Verbindung der Ausgangskörper des in 3 dargestellten Getriebes.
Gleiche Bezugszahlen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Teile.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein in den 1, 1a und 2 dargestelltes Getriebe weist eine Eingangswelle 10 mit einer Achse 10a und mit zwei Kurbelteilen 17 mit den Achsen 17a auf. Die Achsen 17a sind gegenüber der Achse 10a um einen Abstand e exzentrisch versetzt.
Auf den Kurbelteilen 17 sind Zentralöffnungen 31 und außermittig durchgehende Öffnungen 32 aufweisende, jeweils mit einer Außenverzahnung 33 versehene Räder 30 mittels Wälzkörpern 12 drehbar gelagert. Die Räder 30 sind dabei mit ihren Zentralöffnungen 31 über die Kurbelteile 17 der Eingangswelle 10 geschoben, wobei in den Zentralöffnungen 31 zwischen den Kurbelteilen 17 und den Rädern 30 die Wälzkörper 12 angeordnet sind. Die Räder 30 kämmen dabei ein Rad 40 mit Innenverzahnung 41 derart, dass dabei die Achsen der Räder 30 gegenüber der Achse 40a des Rads 40 jeweils um einen der Exzentrizität der Kurbelteile 17 der Eingangswelle 10 entsprechenden Abstand e versetzt sind.
Die Räder 30 sind zwischen zwei Ausgangskörpern 50, 50' angebracht. Die Ausgangskörper 50, 50' sind mittels Querelementen 52, 52' miteinander verbunden und im Rad 40 mit Innenverzahnung 41 mittels einer Wälzlagerung 40v drehbar gelagert (3). Die Ausgangskörper 50, 50' weisen Zentralöffnungen 51 auf, in denen die Eingangswelle 10 mittels einer Wälzlagerung 13 drehbar gelagert ist (1 u. 2). Zwischen den Querelementen 52, 52' befinden sich auf den Ausgangskörpern 50, 50' als Vorflügel 50b, 50b' bezeichnete, in Richtung der Achsen 50a, 50a' verlaufende Vorschubführungen. Die Vorflügel 50b, 50b' werden von den planparallel gegenüberliegenden, parallel zu den Achsen 50a, 50a' der Vorflügel 50b, 50b' orientierten Flächenpaaren 54a, 54b und 54'a, 54'b gebildet (3 u. 4).
Die Räder 30 sind ebenso mit Vorflügeln 30b ausgestattet, die von den planparallel gegenüberliegenden, quer auf die Achse des Rads 30 ausgerichteten Flächenpaaren 34a, 34b und 34'a, 34'b gebildet werden (2).
Zwischen dem Rad 30 und dem Ausgangskörper 50, 50' befindet sich ein Organ 70, das die Planetenbewegung des Rads 30 in eine Rotationsbewegung des Ausgangskörpers 50, 50' um die Achse 42 des Rads 40 umsetzt. Das Organ 70 führt dabei eine kombinierte Excenter- und Drehbewegung mit einer Querbewegung in Bezug auf die Achse 40a des Rads 40 aus (1 u. 2).
Das Organ 70 lagert mittels einem Paar der gegenüberliegenden planparallelen Flächen 75a, 75b in dem Vorflügel 50b und mittels dem anderen Paar der gegenüberliegenden und planparallelen Flächen 74a, 74b in dem Vorflügel 30b des Rads 30. Für die Wälzlagerung des Organs 70 in den Vorflügeln 30b, 50b sind Wälzelemente 80, 90 vorgesehen (2).
Das erfindungsgemäße Getriebe weist Ausgangskörper 50, 50' auf, die mittels Querelementen 52, 52', durch die Durchgangsöffnungen 56 für Schrauben 60 führen, fest miteinander verbunden sind (1, 2, 3 u. 4). An den Stirnseiten der Querelemente 52, 52' sind gegenüberliegende gegenseitig komplementäre unebene Flächen 53, 53' ausgebildet, die in Richtung der Achsen 50a, 50'a der auf den Ausgangskörpern 50, 50' gebildeten Vorflügel 50b, 50'b orientiert sind. Die Orientierungsrichtung der unebenen Flächen 53, 53' ist durch die Achsen 53a, 53'a gegeben, die parallel zu den Achsen 50a, 50'a und den Achsen der Vorflügel 50b, 50'b auf den Ausgangskörpern 50, 50' verlaufen (4).
Der Kern der Erfindung ist dabei, dass an den Stirnseiten der Querelemente unebene Flächen 53, 53' gebildet sind, die gegenüberliegend gegenseitig komplementär und in Richtung der Achsen 50a, 50'a der auf den Ausgangskörpern 50, 50' ausgebildeten Vorflügel 50b, 50'b orientiert sind.
Durch die Ausgestaltung der Kontaktflächen zwischen den beiden Ausgangskörpern als unebene Flächen, durch die jeweils ein die beiden Ausgangskörper gegeneinander spannender Gewindebolzen geführt ist, wird bei einfacher Herstellbarkeit der Kontaktflächen eine sehr genaue axiale Ausrichtung der beiden Ausgangskörper zueinander erreicht.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die axiale Ausrichtung der beiden Ausgangskörper 50, 50' durch eine aufwändig herzustellende Passung in Verbindung mit einer Passschraube oder einem Schraubbolzen 60 mit einem zylinderförmigen auf Passung gearbeiteten Schaft 60d im Bereich des Stoßes zwischen den beiden Kontaktflächen erreicht wird (1), können die leicht zugänglichen, unebenen Flächen 53, 53' mit einfachen Mitteln kostengünstiger hergestellt werden, um den selben Effekt der axialen Ausrichtung der Ausgangskörper 50, 50' relativ zueinander zu erzielen.

10: Eingangswelle
10a: Achse der Eingangswelle
17, 17: Kurbelzapfen der Eingangswelle
17a: Achse des Kurbelzapfens der Eingangswelle
e: Abstand zwischen der Achse der Eingangswelle und der Achse des
: Kurbelzapfens
12: drehbare Lagerung des Rads mit Außenverzahnung
13: drehbare Lagerung der Eingangswelle in dem Ausgangskörper
30: Rad mit Außenverzahnung
30b: Vorflügel des Rads mit Außenverzahnung
31: Zentralöffnung des Rads mit Außenverzahnung
32: außermittige durchgehende Axialöffnung des Rads mit Außenver
: zahnung
33: Außenverzahnung
34a, 34b, 34'a, 34'b: planparallel gegenüberliegende, den Vorflügel des Rads mit Außen
: verzahnung bildende Flächen
40: Rad mit Innenverzahnung
40v: Wälzlagerung der Ausgangskörper im Rad mit Innenverzahnung
40a: Achse des Rads mit Innenverzahnung
41: Innenverzahnung
50, 50': Ausgangskörper
50a, 50'a: Vorflügelachsen an den Ausgangskörpern
50b, 50'b: Vorflügel an den Ausgangskörpern
51: Zentralöffnungen des Ausgangskörpers
52, 52': Querelement zur Verbindung der Ausgangskörper
53, 53': unebene Flächen an den Stirnseiten der Querelemente
53a, 53'a: Orientierungsachsen der unebenen Flächen an den Stirnseiten der
: Querelemente
54a, 54b, 54'a, 54'b: die den Vorflügel bildenden Flächen an den Ausgangskörpern
55: Öffnung
60: Schraube zur Verbindung der Ausgangskörper
60d: Schaft der Passschraube zur Verbindung der Ausgangskörper
70: Organ der Einrichtung, welche die Planetenbewegung des Rads mit
: Außenverzahnung in eine Drehbewegung des Ausgangskörpers
: transformiert
74a, 74b: planparallel gegenüberliegende Flächen des Organs

Claims

Vorrichtung mit mindestens zwei miteinander betriebsgemäß verbindbaren und jeweils mindestens eine Öffnung (55) aufweisenden Teilen (52, 52'), die miteinander über die Öffnungen (55) aufweisende Kontaktflächen (53, 53') sowie Schraubkörper (60) in Kontakt stehen, wobei die Schraubkörper (60) die Kontaktflächen (53, 53') durchqueren, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugekehrten und betrieblich verbindbaren Kontaktflächen (53, 53') komplementär ausgebildet und uneben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (53, 53') miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbindbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugekehrten Kontaktflächen (53, 53') ein wellenförmiges Profil aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenförmige Profil zu einer Symmetrieachse (53a, 53'a) achsensymmetrisch ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (52, 52') einteilig mit jeweils einem von insgesamt zwei an den gegenüberliegenden Stirnseiten eines Grundkörpers (40) drehbar angeordneten Ausgangskörpern (50, 50') eines Planetengetriebes verbunden sind, wobei die Ausgangskörper (50, 50') mithilfe der Teile (52, 52') axial ausgerichtet und miteinander form und/oder kraftschlüssig verbindbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ausgangskörper (50, 50') mindestens zwei jeweils eine Kontaktfläche (53, 53') aufweisende Teile (52, 52') einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (53, 53') aller an einem Ausgangskörper (50, 50') angeordneten Teile (52, 52') achsensymmetrisch profiliert ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachsen (53a, 53'a) der einzelnen Kontaktflächen (53, 53') parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachsen (53a, 53'a) der einzelnen Kontaktflächen (53, 53') einander schneiden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel zwischen einander schneidenden Symmetrieachsen (53a, 53'a) gleich groß sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgangskörper (50, 50') eine gerade Anzahl von Teilen (52, 52') angeordnet sind, wobei die Kontaktflächen an den jeweils paarweise gegenüberliegenden Teilen (52, 52') parallel verlaufende Symmetrieachsen (53a, 53'a) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kontaktflächen (53, 53') der mit jeweils einem Ausgangskörper (50, 50') verbundenen Teile (52, 52') hindurchgehenden Öffnungen (55) als durch die Teile (52, 52') und den Ausgangskörper (50, 50') hindurchführende Bohrungen ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kontaktflächen (53, 53') der mit dem einem Ausgangskörper (50, 50') verbundenen Teile (52, 52') hindurchgehenden Öffnungen (55) als durch die Teile (52, 52') und den Ausgangskörper (50, 50') hindurchführende Bohrungen, und die durch die Kontaktflächen (53', 53) der mit dem anderen Ausgangskörper (50', 50) verbundenen Teile (52', 52) hindurchgehenden Öffnungen (55) als mit einem Gewinde versehene Sacklöcher ausgeführt sind.
Planetengetriebe mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.