Derartige Getriebe sind als"Harmonic-Drive"bekannt. Grund- lage für die Realisierung des Funktionsprinzips ist ein ver- formbares Zahnband, der auch Flexring genannt wird, welcher durch den Wellgenerator angetrieben und dessen unrunde Form über das Stößelrad auf den Flexring übertragen wird. Der Querschnitt durch den Wellgenerator ist vorzugsweise ellip- senförmig. Treibt man den Wellgenerator an, wird eine Quer- welle erzeugt, welche sich am Hohlrad abstützt. Die Drehzahl- umwandlung wird durch die Zähnezahldifferenz zwischen dem Hohlrad und dem Flexring bestimmt. Da diese Differenz sehr klein ist, können sehr hohe Übersetzungen erreicht werden, insbesondere von 1 : 50 bis 1 : 5000.

Der Vorteil dieses Getriebeprinzips ist die sehr flache Bau- weise bei niedriger Teilezahl.

Ein anderes Getriebe, das derartige Übersetzungen ermöglicht, ist ein mehrstufiges Planetengetriebe. Mehrstufige Planeten- getriebe sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und benötigen eine große Teilezahl, was zu erhöhten Herstellungskosten führt.

Daneben sind Schneckengetriebe bekannt, die zwar ebenfalls eine verhältnismäßig hohe Übersetzung ermöglichen, allerdings

nur einen niedrigen Wirkungsgrad besitzen. In vielen Anwen- dungsfällen scheidet daher die Verwendung von Schneckenge- trieben aus.

Bei den eingangs genannten"Harmonic-Drive"-Getrieben besteht das Problem, wie die Bewegung des Zahnbandes weitergeleitet wird. Dazu sind bisher zwei Ausführungen bekannt, die als Flextopf-Getriebe und als Flachgetriebe bezeichnet werden.

Während der Abtrieb bei einem Flextopf-Getriebe direkt über den Flexring erfolgt, wird bei dem Flachgetriebe ein zweites Hohlrad benötigt, welches die selbe Zähnezahl besitzt wie der Flexring. Der Nachteil des Flextopf-Getriebes besteht in dem hohen benötigten Bauraum, während bei dem Flachgetriebe die Verzahnung speziell angepasst werden muss und darüber hinaus auch ein höherer Bauraum notwendig ist, um die Kupplungsstufe zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe anzugeben, das auch bei Einbeziehung der Kraftweiterleitung einen sehr nied- rigen Bauraum benötigt und darüber hinaus einfach im Aufbau ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Gegenrad vorgesehen ist und an einer Seitenfläche des Zahnbandes Mit- nahmezapfen angeformt sind, die in Ausnehmungen des Gegenrads eingreifen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Getriebes besteht in der sehr flachen Bauweise, ohne dass dafür viele Teile notwendig sind. Gegenüber dem oben genannten Flachge- triebe besteht der Vorteil, dass auf ein zweites Hohlrad als Kuppelelement verzichtet werden kann. Statt dessen wird'ein einfach aufgebautes Gegenrad verwendet, das wesentlich billi- ger ist. Das Gegenrad kann in einer sehr einfachen Ausführung scheibenförmig sein mit radial angeordneten Nuten, in die die Mitnahmezapfen eingreifen. Da das Drehmoment immer über eine

Mehrzahl von Zapfen übertragen wird, sind auch hohe Drehmo- mente übertragbar. An das Gegenrad können beliebige mechani- sche Elemente angeformt oder angebracht werden, um das Dreh- moment weiterzuleiten, insbesondere kann das Gegenrad mit Zahnrädern, starren oder flexiblen Wellen, Kupplungen etc. verbunden werden.

Die erfindungsgemäße Getriebeausführung ermöglicht es, für die gleiche Funktion weniger Teile einzusetzen. Im Falle ei- nes Planetengetriebes, wie es nach dem Stand der Technik ein- gesetzt wird, kommt ein Motorritzel, sechs Planetenräder, zwei Planetenträger sowie ein Hohlrad zum Einsatz. Ein Harmo- nic-Drive-Getriebe mit der erfindungsgemäßen Bewegungsüber- tragung benötigt nur noch fünf Teile, nämlich einen Wellgene- rator, ein Stößelrad, einen Flexring, ein Hohlrad und ein Ge- genrad.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Nuten trapez- förmig. Aufgrund der permanenten Verformung des Zahnbandes um die halbe Differenz des Wellgenerators ändert sich auch per- manent der Winkel der einzelnen Zapfen zur Mittelachse und es stehen daher nicht alle Mitnahmeelemente zur Drehmomentüber- tragung zur Verfügung. Diese Schwachstelle wird durch die trapezförmige Ausgestaltung der Nuten minimiert.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes erfolgt in einem digitalen Fahrtenschreiber zum An- trieb eines Chipkarten-Auswurfmechanismus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Getriebe, Figur 2 eine Schnittansicht. durch das Getriebe von Figur 1,

Figur 3 eine dreidimensionale Darstellung des flexiblen Zahnbandes, Figur 4 eine dreidimensionale Darstellung des Gegenrades, Figur 5 eine Schnittansicht durch das Gegenrad mit darin eingreifenden Mitnahmezapfen, Figur 6 eine detaillierte Darstellung der geometrischen Ausgestaltung der Mitnahmezapfen, Figur 7 eine Darstellung zur Berechnung der Trapezform der Nuten und Figur 8 eine Untenansicht des erfindungsgemäßen Getriebes der Figuren 1 und 2 mit dem Gegenrad und weiteren Abtriebselementen.

Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Getriebe. Außen befindet sich ein feststehendes Hohlrad 1, in dessen Zahnung auf der Innenseite ein flexibles Zahnband 2, der sogenannte Flexring, eingreift. Der Flexring 2 sitzt auf einem Stößelrad 4, wobei in der Figur 1 nicht alle Stößelele- mente des Stößelrades 4 dargestellt sind. Die Stößelelemente des Stößelrades 4 lassen sich einstückig herstellen, so dass das Stößelrad 4 nur ein einziges Teil darstellt und somit einfach in der Handhabung ist. Gleichwohl müssen die Stößel- elemente beweglich gegeneinander sein. Das Stößelrad besitzt eine zentral Ausnehmung, in die ein Wellgenerator 4 hinein- ragt, der eine ellipsenförmige Kontur besitzt. Der Wellgene- rator. 3 ist drehbar gelagert und mit einem Antrieb verbunden, so dass bei einer Drehung des Wellgenerators 4 Querwellen entstehen, die auf die Stößelelemente des Stößelrades 4 über- tragen werden. Die Querwellen stützen sich über den Flexring 2 an dem Hohlrad 1 ab. Der Flexring 2 und das Hohlrad 1 be- sitzen ineinander greifende Zähne, wobei der Flexring 2 weni- ger Zähne aufweist als das Hohlrad 1. Beim Durchlaufen der

Querwellen kommt es daher zu einer Verschiebung des Flexrin- ges gegenüber dem Hohlrad 1. Damit eine Bewegung des Flexrin- ges 2 gegenüber dem Hohlrad 1 möglich ist, müssen die Radien des Hohlrades 1 und des Flexringes 2 in geeigneter Weise auf- einander abgestimmt sein.

Die Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch das Getriebe von Figur 1. Hierbei ist zusätzlich ein Antrieb 8 zu erkennen, der über eine Welle den Wellgenerator 3 antreibt. Darüber hinaus ist in Figur 2 ein Gegenrad 7 zu erkennen, das in der nachfolgend beschriebenen Weise von dem Flexring 2 angetrie- ben wird. Zur Weiterleitung der Bewegung des Gegenrades 7 ist an dieses ein Zahnrad 9 angeformt, das wiederum mit einem an- deren Zahnrad zusammenwirken kann. Ebenfalls in Figur 2 ist zu erkennen, dass der Flexring 2 so ausgebildet ist, dass er in das Gegenrad 7 eingreifen kann.

Der Flexring 2 des Getriebes von Figur 1 und Figur 2 ist in Figur 3 dargestellt. An einer Seitenfläche des Flexringes 2, in diesem Fall an der unteren Seite, sind Mitnahmezapfen 5 angeformt. Die Zapfen am Flexring 2 fallen aufgrund der ge- ringen Dicke des flexiblen Bauteils sehr klein aus. Daher ist eine hohe Zahl an Zapfen 5 vorzusehen. Außerdem sollten so viele als möglich mit dem Gegenrad 7 in Eingriff stehen, um das Drehmoment sicher zu übertragen. Da der Flexring 2 eine Verformung um die Höhendifferenz des Wellgenerators 3 er- fährt, müssen darüber hinaus die Mitnahmezapfen 5 um dieses Maß sich in dem Gegenrad 7 radial bewegen können.

Der Eingriff der Mitnahmezapfen 5 in das Gegenrad 7 erfolgt daher in der Weise, dass die Mitnahmezapfen 5 in radial ver- laufende Nuten 6 des Zahnrades 7 eingreifen. Um die Drehmo- mentübertragung zwischen dem Flexring 2 und dem Gegenrad 7 zu optimieren, wobei dieses Problem durch die Verformung des Flexringes entsteht, können die Nuten trapezförmig ausgebil- det sein. Dies ist in der Ausführung von Figur 4 zwar nicht vorgesehen, stellt aber eine vorteilhafte Weiterbildung dar.

Die Berechnung trapezförmiger Nuten ist im folgenden anhand von Figur 5 dargestellt. Dabei wird der Bogen des Flexringes 2 in der Maximal-bzw. Minimal-Position als Kreis betrachtet.

In der Figur 5 ist"h"die Differenz des Wellgenerators 3, die von der zur Anwendung kommenden Ellipse des Wellgenera- tors abhängig ist. Die Differenz h ergibt sich dabei aus der halben Differenz des maximalen und des minimalen Radius. Die- se Differenz wird auch als Hub bezeichnet. Der Radius rm ist der Radius des Hohlrades in den"Tälern"zwischen den Zähnen.

Der Radius rmin ist der Radius des Hohlrades abzüglich des Hubs h. Der Winkel a berechnet sich zu a = 360°/Anzahl der Mitnahmezapfen 5. Das Bogenmaß b berechnet sich zu b = a*n*rm=/180°. Das Bogenmaß ist bei beiden Betriebszuständen gleich, da sich der Abstand der Mitnahmezapfen 5 nicht än- dert. Der Winkel 0 errechnet sich zu ß = b*180°/ (n * rmin).

Daraus ergibt sich die Winkeldifferenz 5 = ß-a. Die Differenz x zwischen der äußeren Kante 11 der Nut 6 und der inneren Kante 12 der Nut 6'auf einem Kreisbogen berechnet sich zu x = tan 5 * rmin. Daraus resultiert der Trapezwinkel y mit Tangens y = x/h.

In der Figur 6 ist ein Schnitt durch die Ebene F-F (verglei- che Figur 2) dargestellt. Dort ist zu erkennen, dass alle Mitnahmezapfen 5 in Nuten 6 des Gegenrades 7 eingreifen.

Die Figur 7 zeigt die Anordnung der Mitnahmezapfen 5 auf der Seitenfläche des Flexringes 2."a"ist dabei der Abstand zwi- schen den Zapfen 5 und ergibt sich aus dem Umfang des Flex- ringes geteilt durch die Anzahl der Mitnahmezapfen 5.

Aus der Figur 8 ist ersichtlich, wie die Übertragung der Be- wegung des Gegenrades 7 erfolgen kann. Dem gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel ist an dem Gegenrad 7 ein Zahnrad 9 angeformt, welches in ein weiteres Zahnrad 10 eingreift. Dabei kann eine weitere Übersetzung erfolgen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Antriebswelle und die Abtriebswellen auf der gleichen Achse. Es kann aber auch ein Versatz der Antriebs-und Abtriebswelle ausgeglichen werden, beispielsweise zum Ausgleich von Toleranzen. Es ist sogar möglich, die Antriebs-und Abtriebswelle schon zwischen Flexring und Gegenrad zu versetzen. Dies funktioniert aller- dings nur bei der Übertragung von niedrigen Drehmomenten, da hier nur noch wenige Mitnahmezapfen im Eingriff mit Nuten des Gegenrades stehen. In einer weitergehenden Ausführung ließe sich sogar eine Übersetzung einbauen nach dem Prinzip des Steggetriebes. Dabei müssten dann nicht einmal die Antriebs- und Abtriebswelle in einer Richtung, d. h. parallel stehen, sondern könnten beliebig winkelig zueinander angeordnet wer- den.