Koaxiale Exzentergetriebe mit Zykloidenverzahnung

Hier gibt´s der Formen viele!

Zykloidenverzahnte mit Rollen gepaarte Getriebe haben bessere Wirkungsgrade, geringeren Verschleiß und lassen sich meist spielarm fertigen und spielfrei vorspannen.

Koaxiale Exzentergetriebe

Im allgemeinen Maschinenbau und anderen Gebieten der Technik werden Getriebe mit Evolventenverzahnung eingesetzt. Die Evolventenverzahnung ist dominierend, ein Nachteil hier allerdings ist die Gleitreibung zwischen den Zähnen. Paart man die Zähne mit einer Rolle, muss die Zykloidenverzahnung angewendet werden. Zykloidenverzahnte mit Rollen gepaarte Getriebe haben bessere Wirkungsgrade, geringeren Verschleiß und können meist spielarm gefertigt oder spielfrei vorgespannt werden. Dieser Beitrag zeigt eine Übersicht über die Möglichkeiten der koaxialen Exzentergetriebe mit Zykloiden-Verzahnung, ausgehend vom klassischen „Zykloiden-Exzentergetriebe“ über das „Compur-Getriebe“ hin zum „Zykloiden-Akbar-Getriebe“ bis zum zweifach ineinandergebauten, gegeneinander spielfrei verspannten „Zykloiden-Akbar-Getriebe“. Je nach Bauart gibt es signifikante Vor- und Nachteile.

Bauform A1: Zykloiden- Exzentergetriebe klassisch

Das Getriebe wird standardmäßig mit einem zentrisch liegenden Exzenter angetrieben und bewegt das zykloidenverzahnte Exzenterrad, das dabei an den im Gehäuse angeordnete Rollen abrollt. Bohrungen im Exzenterrad drehen dabei den mit der Abtriebswelle verbundenen zentrischen Rollenkranz. Meist werden die Getriebe zweifach (180 Grad verdreht) oder dreifach (120 Grad verdreht) axial hintereinandergelegt, um die großen Lagerkräfte der Exzenterwelle und die Unwucht auszugleichen. Das gleiche Getriebe kann auch mit außenliegendem Rollenkranz drehend und dem innenliegenden Rollenkranz stehend ausgeführt werden. Das zykloidenverzahnte Exzenterrad vollzieht dann nur eine taumelnde Exzenterbewegung ohne Drehung.

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Bauform A2: Zykloiden- Außenexzentergetriebe

Beim diesem Getriebe wird das die Zykloidenkurven tragende Außenrad exzentrisch drehend angeordnet. Der Exzenter ist außen umbauend. Das Zykloidenkurvenrad rollt dabei an einen inneren zentrisch stehenden Rollenkranz ab. Das gleiche Getriebe kann auch sinngemäß anders ausgeführt werden. Das Zykloidenkurvenrad macht nur eine exzentrische Bewegung ohne Drehung um einen im Gehäuse befestigten Rollenkranz. Das Zykloidenkurvenrad dreht dabei einen inneren Rollenkranz der mit der Abtriebswelle verbundenen ist. Die Übersetzungen einstufiger Getriebe sind zirka i=8:1 bis i=120:1.

Bauform B1: Compur-Getriebe

Das Getriebe hat einen äußeren Zykloidenkurvenkranz, der stillstehend mit dem Gehäuse befestigt ist und einen weiteren Zykloidenkurvenkranz, der innenliegend mit der Abtriebswelle drehend verbunden ist. Zwischen den beiden Zykloidenkurvenkränzen wird ein von einem Exzenter ausgeschwungener Rollenkranz angeordnet.

Bauform B2: Compur-Außengetriebe

Die Anordnung ist prinzipiell wie beim Compur-Getriebe, jedoch wird hier die innere Kurvenscheibe festgehalten, sodass die Äußere dreht. Compur-Getriebe sind hauptsächlich für kleinere Übersetzungen geeignet, die durch einfache Zykloidengetriebe nicht erreichbar sind.

Bauform C1: Zykloiden-Akbar-Getriebe

Werden zwei Zykloidenkurvenräder miteinander verbunden und über einen zentrischen Exzenter ausgeschwungen, so entsteht das Zyklo-Akbar-Getriebe. Dabei ist ein gehäusefester, stillstehender, zentrischer Rollenkranz und ein zweiter zentrisch drehender Rollenkranz vorhanden. In dem stillstehenden Rollenkranz rollt dabei ein Zykloidenkurvenrad ab und dreht beide Räder weiter. Das zweite Zykloidenkurvenrad dreht den zweiten zentrischen Rollenkranz, der mit der Abtriebswelle verbunden ist.

Ein Zykloiden-Akbar-Außengetriebe ist für größte Übersetzungen kompakt zu bauen; es entsteht sinngemäß wie das Zykloiden-Getriebe.

Bauform D1: ineinander gebaute Zykloiden-Akbar-Getriebe

Wird ein Zykloiden-Akbar-Innengetriebe in ein Zykloiden-Akbar-Außengetriebe angeordnet, so können die beiden Getriebe gegeneinander verspannt und somit absolut spielfrei und der äußeren Belastung angepasst vorgespannt werden. Zur Erläuterung des verspannten Doppelakbar-Getriebes:

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