Roschiwal + Partner hat Getriebe mit elektronisch einstellbarer Vorspannung entwickelt. Ziel war es, das Getriebespiel regelbar zu machen und auf diese Weise multifunktional einsetzbare Getriebelösungen zu erhalten. Nach einer Entwicklungsarbeit von gut drei Jahren hatte das Team sein Ziel erreicht und die Lösung als Patent angemeldet.
Wie bei bereits bekannten Prinzipien werden auch bei dieser Lösung die Zahnräder eines Planetengetriebes gegeneinander verspannt, um ein Spiel zwischen den Zahnflanken auszuschließen. Dafür wird ein elastisch verformbares Hohlrad hydraulisch unter Druck gesetzt, sodass sich die Planetenräder zur Mittelachse des Getriebes verschieben und sich gegen das Sonnenrad verspannen. Im entspannten Zustand liegt die Außenseite des Hohlrades am Gehäuse an, sodass das Getriebe wie ein herkömmliches Planetengetriebe arbeiten kann. Das Prinzip gleicht einer hydraulischen Klemmvorrichtung für Werkzeugaufnahmen, wie sie im Werkzeugmaschinenbau üblich ist.
Elastizität im Mikrometerbereich
Um das Einfedern der Planetenräder zu ermöglichen, werden die Planetenträger in radialer Richtung auf eine Elastizität im Mikrometerbereich ausgelegt. Gleichzeitig verfügen sie in Drehrichtung über die zur Kraftübertragung benötigte Torsionssteifigkeit. Den erforderlichen Druck des Hydrauliköls erzeugt ein elektrisch betätigtes System, das vollständig ins Getriebegehäuse integriert ist – nach außen hin ist lediglich der elektrische Anschluss sichtbar.
Exzenter treibt über einen Stiftkranz eine Kurvenscheibe an
Den Grundsatz der hydraulischen Druckbeaufschlagung wendet das Unternehmen auch auf das Exzenterprinzip von Zykloidgetrieben an. Hier treibt ein Exzenter über einen Stiftkranz eine Kurvenscheibe an, die ihre elliptische Bewegung auf einen Rollenkranz überträgt und die Drehbewegung untersetzt. Die Höhe der Untersetzung hängt von der Anzahl der Rollen ab. Um diese Konstruktion permanent spielfrei zu machen, wird bislang die Kurvenscheibe durch eine Evolventenverzahnung ersetzt oder über mehrere Exzenterwellen angetrieben, oder es werden mehrere Kurvenscheiben gegeneinander verspannt.
Kurvenscheiben verdrehen sich gegenläufig
Um die Verspannung dynamisch einstellen zu können, setzen die Augsburger Ingenieure die Rollenscheibe radialsymmetrisch unter Druck. Die Kurvenscheiben verdrehen sich gegenläufig und verspannen so den Bolzen am Abtriebsstrang, sodass die sonst übliche geringe Steifigkeit der Zykloidengetriebe im Nulldurchgang reduziert wird. (ks)
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