Einleitung

Aufbau

Arbeitsweise

Vorteile

Abb.1

PDF-Dokument Patentschrift Verstellvorrichtung (HiRed Winkelgetriebe) (Winkel_Patent.pdf 384 K)

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PDF-Dokument Europäische Patentanmeldung Verstellvorrichtung (HiRed Winkelgetriebe) (euro_verstell.pdf 650 K)

PDF-Dokument PCT-Anmeldung Verstellvorrichtung (pct_verst.pdf 2.31 MB)

HP-GL/2 Plotfile (*.pra) HiRed Winkelgetriebe (0agehzsb.zip 733 KB)

Einleitung:

Das Ziel der Erfindung des HiRed Winkelgetriebes ist, eine Winkelverstellvorrichtung zu schaffen, die bei einem geringen Herstellungsaufwand und einer geringen Masse eine hohe Untersetzung mit großer Kraftübertragung zuläßt und sich durch eine Selbsthemmung in jeder Position auszeichnet.

Aufbau des HiRed Winkelgetriebes (s. Abbildung 1):

Ein erstes Verstellzahnrad 1 mit Kegelverzahnung, die in einen ersten radial äußeren Kegelverzahnungsbereich und in einen ersten radial inneren Kegelverzahnungsbereich unterteilt ist. Ein zweites Verstellzahnrad 2 mit Kegelverzahnung, die in einen zweiten radial äußeren Kegelverzahnungsbereich und in einen zweiten radial inneren Kegelverzahnungsbereich unterteilt ist (in der oben gezeigten Ausführungsform weisen diese beiden zweiten Kegelverzahnungsbereiche gleiche Zähnezahlen auf, d.h., sie sind als einheitlicher zweiter Kegelverzahnungsbereich ausgebildet). Beide Verstellzahnräder sind auf einer gemeinsamen Achse mit einander zugewandten Kegelverzahnungsbereichen angeordnet. Der Antrieb erfolgt über ein Antriebskegelrad, das auf einer gehäuseseitig gelagerten Antriebswelle befestigt ist. Diese Antriebswelle ist dabei rechtwinklig zur Achse der beiden Verstellzahnräder angeordnet. Der Abtrieb erfolgt über eine Abtriebswelle, die koaxial zu den beiden Verstellzahnrädern 1 und 2 angeordnet ist und sich durch beide Verstellzahnräder hindurch erstreckt. Auf der Abtriebswelle befinden sich radial nach außen stehende Stifte (im Beispiel 6 Stück), die mit jeweils gleichem Abstand auf dem Umfang befestigt sind. Auf diesen Stiften sind Umlaufzahnräder mit Kegelverzahnung drehbar gelagert. Diese Umlaufzahnräder befinden sich mit den beiden radial inneren Kegelverzahnungsbereichen der Verstellzahnräder im Eingriff und bilden ein radial inneres Zahnradsystem. Die Verstellvorrichtung wird von einem Gehäuse umgeben, in welchem sich Auslassöffnungen für die Antriebswelle und für die Abtriebswelle befinden.

Abb. 2

Arbeitsweise des HiRed Winkelgetriebes:

Die Verstellzahnräder führen gegenüber der zwischen ihnen liegenden, gehäuseseitig gelagerten Antriebswelle eine gegenläufige Drehbewegung durch. Falls die Zähnezahlen der beiden äußeren Kegelverzahnungsbereiche, die sich nur mit dem Antriebszahnrad im Eingriff befinden, gleich sind, drehen die Verstellzahnräder gegensinnig mit gleicher Drehzahl. Sind diese Zähnezahlen ungleich, dreht das Verstellzahnrad, dessen äußerer Kegelverzahnungsbereich eine größere Zähnezahl aufweist, entsprechend langsamer. Weiterhin führen die Umlaufzahnräder gegenüber der zwischen ihnen liegenden Antriebswelle eine gegenläufige Drehbewegung durch. Bei gleichen Zähnezahlen der beiden inneren Kegelverzahnungsbereiche drehen die Verstellzahnräder auch gegenüber den Umlaufzahnrädern gegensinnig mit gleicher Drehzahl. Bei einer ungleichen Zähnezahl drehen sie entsprechend unsymmetrisch. Würden die beiden inneren Kegelverzahnungsbereiche gleiche Zähnezahlen aufweisen und die beiden äußeren Kegelverzahnungsbereiche gleiche Zähnezahlen aufweisen, würden die Umlaufzahnräder wie die Antriebswelle lediglich als Gelegeräder um ihre eigenen Achsen rotieren und somit keine Umlaufbewegung um die Achse A durchführen. Aufgrund des genannten unsymmetrischen Zähnezahlunterschiedes zwischen den beiden inneren und/oder den beiden äußeren Kegelverzahnungsbereichen werden die Umlaufzahnräder jedoch zu einer Umlaufbewegung um die Achse A gezwungen. Eine hohe Untersetzung kann nunmehr durch einen geringen Zähnezahlunterschied bewirkt werden, der insbesondere 1 oder 2 betragen kann.

Es ergeben sich für folgende Zähnezahlen z9 der Umlaufzahnräder, z14 der Antriebsverzahnung und z4, z5, z6, z7 der betreffenden Kegelverzahnungsbereiche 4,5,6,7 und z9=z14 folgende Untersetzungen i:

Mit z9=14, z4=37, z5=36, z6=z7=36 eine Untersetzung von ca. i=190, Mit z9=14, z4=36, z5=35, z6=z7=35 eine Untersetzung von ca. i=180, Mit z9=14, z4=35, z5=34, z6=z7=34 eine Untersetzung von ca. i=170, Mit z9=14, z4=36, z5=34, z6=z7=34 eine Untersetzung von ca. i=93, Mit z9=14, z4=36, z5=34, z6=34, z7=35 eine Untersetzung von ca. i=60.

Vorteile des HiRed Winkelgetriebes:

exakte Positionierbarkeit Selbsthemmung in jeder Position hohe Untersetzung geringe Baugröße geringe Masse einfach und kostengünstig in der Herstellung

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