Außenexzentergetriebe

Für große Übersetzungen

Mit dem Exzentergetriebe sind weite Übersetzungen möglich. Dabei sind höher belastbare Getriebe mit wesentlich weniger Teilen möglich. Im allgemeinen Maschinenbau und anderen Gebieten der Technik werden Exzentergetriebe mit Evolventenverzahnung eingesetzt.

Planetengetriebe im Schnitt. Die Planeten drehen das Zentralrad. (Abbildung: Maul)

Dabei ist die übliche Bauart so, dass das koaxiale Getriebe in einem stehenden Hohlrad, das mit dem Gehäuse befestigt ist, eingebaut wird und der Rollenträger mit der Abtriebswelle verbunden ist. Hier wird eine Bauart beschrieben, bei der das innenliegende außenverzahnte Zahnrad mit dem Abtrieb verbunden ist und dieses die Abtriebsdrehung vollführt. Solche Getriebe bieten Vorteile bei größeren Übersetzungen.

Bei hochuntersetzenden Getrieben ist die als Standard angebotene Bauart so, dass eine Antriebswelle zentrisch und koaxial in das Getriebe hineingeführt und eine ebenfalls koaxiale Abtriebswelle aus dem Getriebe herausgeführt wird. Dies hat den Nachteil einer großen Baulänge, weil in Längsrichtung die Länge der Lagerungen der Antriebswelle zu der Länge der Lagerungen der Abtriebswelle addiert wird. Außerdem kann die die hohen Kräfte tragende Abtriebswelle nicht gleichzeitig am Getriebeeingang und am Getriebeausgang gelagert werden.

Exzentergetriebe mit Parallelkurbeln im radialen Schnitt; der Rollenkranz wird mit dem Gehäuse verbunden. (Abbildung: Maul)

Eine alternative Lösung ist es in diesem Fall, das Getriebe kinematisch zu tauschen, sodass das Hohlrad die Exzenterbewegung vollführt und das Zentralrad dreht. Dabei wird der Rollenkranz mit dem Gehäuse verbunden. Der Antrieb kann dann zum Beispiel über einen axial angeordneten, umbauenden Hohlmotor oder radial über ein Kegelrad- oder Kronenradgetriebe in den Exzenter eingeleitet werden.

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Drei Bauarten unterscheiden
Es sind drei Bauarten sinnvoll: Variante eins mit Kegel- oder Kronenradgetriebe und Planetengetriebe, Variante zwei mit Kegel- oder Kronenradgetriebe und Exzentergetriebe mit Parallelkurbel, sowie Variante drei mit Kegel- oder Kronenradgetriebe und Exzentergetriebe mit Oldhamkupplung. Bei der Variante eins erfolgt der Antrieb am Kegel- oder Kronenradgetriebe und treibt den Planetenträger bei stehendem Hohlrad an. Es sind nur mittlere Übersetzungen möglich. Die Planeten drehen das Zentralrad. Variante Zwei ist das Außen-Exzentergetriebe mit Parallelkurbel. Der Antrieb erfolgt am Kegel- oder Kronenradgetriebe und treibt den Exzenter des Exzentergetriebes. Die Drehung des exzentrisch gelagerten Hohl-Exzenterrades wird durch Parallelkurbeln, die durch Stifte und Bohrungen im Hohl-Exzenterrad realisiert sind und sich im Gehäuse an den Stiften abstützen, vermieden. Dadurch muss das Zentralrad die Drehung mit der aus der Zähnezahldifferenz resultierenden Drehzahl vollziehen. Dazu erhält das Hohl-Exzenterrad eine umbauende und stabile Lagerung. Diese Lagerung steckt umbauend in einem Exzenter, welcher wiederum umbauend im Gehäuse gelagert ist. Durch Verdrehen der beiden Exzenter gegeneinander kann der Achsabstand des Exzentergetriebes eingestellt und damit das Zahnspiel des Exzentergetriebe fast zu null eingestellt werden. Die endstehende Unwucht wird durch ein Ausgleichsgewicht – gestaltet im Hohl-Exzenterrad – vollständig ausgeglichen.

Exzentergetriebe mit Oldham-Kupplung im axialen Schnitt.(Abbildung: Maul)

Variante Drei ist schließlich das Außen-Exzentergetriebe mit Oldhamkupplung. Der Aufbau ist wie beim Exzentergetriebe mit Parallelkurbeln gestaltet. Der Unterschied besteht darin, dass die Drehung des Hohl-Exzenterrades durch eine Oldhamscheibe vermieden wird. Dazu werden mehrere Kreuznuten und Federn in der Oldhamscheibe und im Hohl-Exzenterrad und im Gehäuse eingebracht. Mit dem Exzentergetriebe sind Übersetzungen in einem weiten Bereich möglich. Dabei sind höher belastbare Getriebe mit wesentlich weniger Teilen möglich. Den Nachteil, den Exzentergetriebe mit innenliegendem Exzenterrad haben, nämlich nur wenig Bauraum für die hochbelastete zentrische Lagerung, haben umbauende Exzentergetriebe nicht. Es können hochbelastbare Hohlantriebe mit großem Mittendurchgang auf diese Art gebaut werden. So können zum Beispiel große Zahnradkränze direkt angetrieben werden, sodass der Zahnkranz mit dem umbauenden Exzenterrad das hoch untersetzende Getriebe bildet.

Hans-Erich Maul/pb

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