Grissongetriebe

Auf den Herz-Daumen kommt es an

Grissongetriebe. Mit Grissongetrieben lassen sich starke Übersetzungen erzielen. Kern ist das Daumenrad in Verbindung mit einem größeren Rollenrad. Mit den speziell geformten Daumenkurven, die für einen ruhiger Gang exakt gefräst werden,sind Geschwindigkeit von 1.000 Umdrehungen pro Minute möglich.

Klassisches Grissongetriebe mit i=8:1 und Doppeldaumenkurve. (Abb.: Maul)

Im allgemeinen Maschinenbau und anderen Gebieten der Technik werden Getriebe mit Evolventenverzahnung eingesetzt. Die Evolventenverzahnung ist dominierend. Ihr Nachteil ist allerdings 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. Dabei sind Stirnradgetriebe mit parallelen Achsen und koaxiale Exzentergetriebe möglich.

Grissongetriebe sind Zweizahnkurvengetriebe mit einem über Daumenwellen angetriebenen Rollenkranz. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht über die Möglichkeiten der Grisson-Zykloidengetriebe. Schließlich wird auch ausgehend vom klassischen Grissongetriebe die Wandlung zum „koaxialen Grissongetriebe“ gezeigt. Diese Getriebe werden für verschiedenste Untersetzungen betrachtet. Auch Außengetriebe mit innenliegenden Daumenkurven sind möglich. Je nach Bauart gibt es signifikante Vor- und Nachteile.

Grisson klassisch
Das Standard-Grissongetriebe hat zwei Rollenkränze und eine Daumenkurvenwelle mit zwei um 180 Grad versetzten Daumenkurven. Die Daumenwelle ist achsparallel zur Rollenradwelle. Die Daumenkurven stellen Enveloppen der Epizykloiden dar. Die Daumenkurven bilden jeweils Kurve und Gegenkurve zwischen zwei Rollen. Es ist eine einfache und preiswerte Bauart mit gutem Wirkungsgrad.

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Koaxiales Grissongetriebe klassisch mehrfach mit vier Doppel-Daumenwellen. i=8:1 (Abb.: Maul)

Die Daumenkurven lassen sich mittels CAD-System konstruieren oder zum Beispiel mittels Mathcad berechnen. Der Kräfteverlauf während der Drehung der Daumenkurve kann durch die Form der Daumenkurve beeinflusst werden. Die veränderbaren Parameter des klassischen Grissongetriebes sind die Untersetzung, die Durchmesser der Rollen, der Durchmesser des Teilkreises des Rollenkranzes sowie die Lage der Daumenkurve zum Rollenkranz

Grisson als koaxiales Exzentergetriebe
Aus dem Standard-Grissongetriebe lässt sich durch Anbringen einer Exzenterwelle ein koaxiales Exzentergetriebe machen. Hierzu werden an der Daumenwelle versetzte Kurbeln angebracht, die über eine kreisbewegte Scheibe von der zentralen Exzenterwelle angetrieben werden. Das koaxiale Getriebe kann dann mit mehreren Daumenwellen bestückt und somit hochbelastbar gestaltet werden. Die Statik der Abtriebsstufe hat entweder ein günstiges symmetrisches Kräftepaar, ein gleichseitiges Dreieck beziehungsweise gleichseitige Vielecke als Krafteck – je nach Anordnung der Daumenwellen. Es hat deshalb die Vorteile von Planetengetrieben, jedoch mit rollender Reibung der Verzahnung.

Klassisches Grissongetriebe dreifach links, mit drei Daumenkurven i=3:, kleinste Untersetzung des Grissongetriebes sowie einfach koaxiale Bauform. (Abb.: Maul)

Dritte Bauform: koaxial einreihig mehrfach
Wenn die um 180 Grad versetzten Daumenkurven nicht auf einer Welle angebracht werden, sondern jede Daumenkurve eine separate Welle, die paarweise 180 Grad versetzt sind, erhält, kann das koaxiale Grissongetriebe auch mit einem Rollenkranz ausgeführt werden. Es entsteht dann eine kurze Bauform.

Weitere Bauformen sind denkbar, etwa mehrstufige Getriebe oder Kombinationen von Außen-Grisson- mit Standard-Grissongetrieben. Standard-Grissongetriebe eignen sich für Bewegungen ins Schnelle. Die Übersetzungen können von i=3:1 bis zirka 30:1 liegen. Bei der Anwendung in Drehtischen mit großen Durchmessern können große Untersetzungen erreicht werden. Die neuen Bauformen sind zum Patent angemeldet.

Erich Maul/pb

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