TECHISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe umfassend ein Ge- häuse, eine Antriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und ein Abtriebszahnrad zur Verbindung mit einer Abtriebswelle, das ebenfalls drehbar in dem Gehäuse gelagert ist. Das Zahnradgetriebe umfasst einen Getriebemechanismus, der die Antriebswelle und das Abtriebszahnrad betriebsmäßig koppelt. Der Getriebemechanismus umfasst einen Taumelkörper, der zwischen Antriebswelle und Abtriebszahnrad angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, bei Drehung der Antriebswelle eine Taumelbewegung auszuführen, wobei der Taumelkörper mit dem Abtriebszahnrad derart gekoppelt ist, dass die Taumelbewe- gung des Taumelkörpers in eine Drehung des Abtriebszahnrads überführt wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Getriebe der eingangs genannten Art zeichnen sich dadurch aus, dass eine Taumelbewegung eines treibenden Elements in eine Drehantriebsbewegung, z.B. einer Abtriebswelle, überführt wird. Derartige Getriebe sind aufgrund ihrer kompakten Bauwei- se und effizienten Drehmomentübertragung universell einsetzbar und finden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau regelmäßig Ver- wendung. Sie eignet sich insbesondere für den Antrieb von Kom- ponenten, die hohe Drehmomente und feine Verfahrwege benöti- gen. Lediglich beispielhaft seien in diesem Zusammenhang Stellantriebe und dergleichen genannt. Dabei werden unter- schiedlichste Anforderungen an derartige Getriebe gestellt, insbesondere ein hoher Wirkungsgrad, kompakte Abmessungen, ei- ne lange Lebensdauer und ein möglichst gleichmäßiger Abtrieb. Die vorliegende Erfindung hat sich der Aufgabe gestellt, ein Zahnradgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend zu ver- bessern, das es sich durch eine kompakte und möglichst einfa- che Bauweise und durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Zahnradgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vor- teilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Erfindungsgemäß umfasst das Zahnradgetriebe ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad, die jeweils drehend in dem Gehäuse gelagert und mit dem Abtriebszahnrad gekoppelt sind, bei- spielsweise mit dem Abtriebszahnrad kämmend in Eingriff ste- hen. Das erste und das zweite Zahnrad sind jeweils mit wenigs- tens einem Freilauf gekoppelt. Die Freiläufe sind jeweils der- art ausgebildet, dass sie in einer Freilaufrichtung relativ zu dem jeweiligen ersten und zweiten Zahnrad drehbar sind und in einer Sperrrichtung gegen eine Drehbewegung relativ zu dem je- weiligen Zahnrad gesperrt sind, d.h., in der Sperrrichtung ist der Freilauf mit dem Zahnrad drehfest verbunden und kann eine Antriebskraft in das Zahnrad leiten.

Der Taumelkörper ist betriebsmäßig mit der Antriebswelle ge- koppelt. Dazu ist auf der Antriebswelle eine Taumelscheibe vorgesehen, die wiederum in dem Taumelkörper drehbar gelagert ist, d.h., die Taumelscheibe kann in dem Taumelkörper rotie- ren. Als Lagerung kann insbesondere eine Wälzlageranordnung dienen, wobei der Innenring der Wälzlageranordnung an der Tau- melscheibe, z.B. an deren Außenumfang, vorgesehen sein kann und der Außenring der Wälzlageranordnung an einer Innenseite des Taumelkörpers vorgesehen sein kann. Die Taumelscheibe ist derart mit der Antriebswelle drehfest verbunden, dass die Tau- melscheibe zusammen mit der Antriebswelle um eine Taumelschei- bendrehachse rotiert, wenn die Antriebswelle drehend angetrie- ben wird. Die Drehachse der Antriebswelle fällt mit der Dreh- achse der Taumelscheibe zusammen. Ein Neigungswinkel der Tau- melscheibe relativ zur Taumelscheibendrehachse ist jedoch ein- stellbar, d.h. die Taumelscheibe ist um eine Achse quer zur Antriebswelle relativ zur Antriebswelle verschwenkbar. Wenn die Taumelscheibe relativ zur Taumelscheibendrehachse schräg gestellt wird, taumelt die Taumelscheibe bei drehender An- triebswelle um die Taumelscheibendrehachse. Über die Zwangs- führung des Taumelkörpers auf der Taumelscheibe, d.h. über die Lagerung zwischen Taumelscheibe und Taumelkörper, wird der Taumelkörper in eine Taumelbewegung versetzt. Der Taumelkörper kann dabei, z.B. aufgrund notwendiger Toleranzen, in geringem Maße leichte Schwenkbewegungen bzw. Hin- und Herdrehbewegungen um die Taumelscheibendrehachse vollführen, er rotiert aber nicht wie die Taumelscheibe um die Taumelscheibendrehachse. Der Taumelkörper ist wiederum derart mit den Freiläufen gekop- pelt, dass eine Taumelbewegung des Taumelkörpers in eine hin- und hergehende Drehbewegung der Freiläufe überführt wird. So wird eine in die Antriebswelle eingeleitete Antriebskraft von der Antriebswelle, der Taumelscheibe, dem Taumelkörper, den Freiläufen (bei Bewegung der Freiläufe in Sperrrichtung) und den ersten und zweiten Zahnrädern auf das Abtriebszahnrad übertragen. Das Zahnradgetriebe umfasst ferner Steuermittel zur Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe bezüglich der Taumelscheibendrehachse.

Die Übersetzung des Zahnradgetriebes ist durch die Verstell- barkeit der Neigung der Taumelscheibe, und damit auch des Tau- melkörpers einstellbar. Wenn die Taumelscheibe schräg gestellt ist, relativ zu dem Taumelkörper rotiert und eine Taumelbewe- gung ausführt, wird aufgrund der Führung der Taumelscheibe in dem Taumelkörper, d.h. aufgrund der drehbeweglichen Lagerung der Taumelscheibe in dem Taumelkörper, der Taumelkörper eben- falls in eine eigene Taumelbewegung überführt, in der der Tau- melkörper um mehrere Achsen vor- und zurückgekippt. Beispiels- weise schwenkt der Taumelkörper vor- und zurück um zwei Ach- sen, die jeweils quer zur Taumelscheibendrehachse und zueinan- der stehen. Je schräger die Taumelscheibe und damit der Tau- melkörper zur Taumelscheibendrehachse stehen, desto größer ist das Ausmaß der Taumelbewegung des Taumelkörpers und umso grö- ßer ist das Ausmaß der drehenden Hin- und Herbewegung der Freiläufe bzw. der rotatorische Versatz der ersten und zweiten Zahnräder pro Umdrehung der Taumelscheibe. Die Übersetzung än- dert sich durch Veränderung der Neigung bzw. Schrägstellung der Taumelscheibe bzw. des Taumelkörpers zur Taumelscheiben- drehachse .

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgese- hen, dass die Steuermittel dazu ausgebildet sind, einen Nei- gungswinkel der Taumelscheibe einzustellen, bei dem die Tau- melscheibe bei drehender Antriebswelle keine Taumelbewegung ausführt. Wird die Stellung von Taumelscheibe und Taumelkörper so eingestellt, dass sie bei drehender Antriebswelle keine Taumelbewegung vollführen, d.h., wenn die Ebene, in der die Taumelscheibe dreht, senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle liegt, werden die Freiläufe nicht betätigt und das erste und das zweite Zahnrad werden nicht angetrieben. Die Übersetzung ist in diesem Falle 0. Auf diese Weise kann ein Getriebe be- reitgestellt werden, das zwischen einem festen Übersetzungs- wert in einer Übertragungsrichtung beliebig ins Langsame un- tersetzen kann, so dass sich die angetriebene Welle dreht, während die abgetriebene Welle steht. Dadurch können für viele Anwendungen Anfahrkupplungen und dergleichen entfallen.

Die Steuermittel können unmittelbar an dem Taumelkörper an- greifen, um die Neigung von Taumelscheibe und Taumelkörper einzustellen. Alternativ können die Steuermittel unmittelbar an der Taumelscheibe angreifen. Die Steuermittel können mecha- nische, elektrische, pneumatische Antriebe, oder Kombinationen davon, zu Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe um- fassen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Steuermittel zum stufenlosen Ändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe ausgebildet sein. Auf diese Weise wird ein stu- fenloses Zahnradgetriebe (CVT) bereitgestellt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Freiläufe Zahnradfreiläufe umfassen bzw. als solche ausgeführt sein, wobei das erste Zahnrad mit einem ersten Zahnradfreilauf und einem zweiten Zahnradfreilauf gekoppelt ist, wobei die ersten und zweiten Zahnradfreiläufe jeweils derart ausgebildet sind, dass sie in Freilaufrichtung relativ zu dem ersten Zahn- rad drehbar sind und in Sperrrichtung gegen eine Drehbewegung relativ zu dem ersten Zahnrad gesperrt sind. Das zweite Zahn- rad ist mit einem dritten Zahnradfreilauf und einem vierten Zahnradfreilauf gekoppelt, wobei die dritten und vierten Zahn- radfreiläufe jeweils derart ausgebildet sind, dass sie in Freilaufrichtung relativ zu dem zweiten Zahnrad drehbar sind und in Sperrrichtung gegen eine Drehbewegung relativ zu dem zweiten Zahnrad gesperrt sind. Wenn die Zahnradfreiläufe in Sperrrichtung bewegt werden, können sie eine Antriebskraft von dem Taumelkörper in das jeweilige erste und zweite Zahnrad leiten. Der Taumelkörper weist eine Anzahl Zahnradsegmente auf, die jeweils mit einem der Zahnradfreiläufe der ersten und zweiten Zahnräder kämmen, so dass die Taumelbewegung des Tau- melkörpers in eine hin- und hergehende Drehbewegung der Zahn- radfreiläufe überführt und eine in die Antriebswelle eingelei- tete Antriebskraft auf das Abtriebszahnrad übertragen wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Freiläufe mit Bezug auf den Taumelkörper derart angeordnet sein, dass die Antriebskraft phasenverschoben in das Abtriebszahnrad bzw. in das erste und das zweite Zahnrad ein- geleitet wird. Dabei treiben die Freiläufe bei einer Umdrehung der Antriebswelle nicht durchgängig das jeweilige erste oder zweite Zahnrad an. Für jeden Freilauf findet die Antriebs- kraftübertragung von Freilauf in Zahnrad nur über einen Teil einer Umdrehung der Taumelscheibe statt. Außerdem geben die Freiläufe die Antriebskraft auch nicht gleichzeitig an das erste und zweite Zahnrad weiter. Wenn ein Freilauf bei einer Umdrehung der Taumelscheibe aus dem Sperrzustand in den Frei- laufzustand überführt wird, ist ein anderer Freilauf in den Sperrzustand geschaltet und übernimmt die Übertragung der An- triebskraft in das jeweilige Zahnrad. Dadurch übernimmt jeder Freilauf einen Teil der Übertragung der Antriebskraft. Anders ausgedrückt, bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Freiläufe mit Bezug auf den Taumelkörper derart angeordnet sind, dass die einzelnen Freiläufe pro Umdrehung der Antriebs- welle phasenverschoben in den Sperrzustand geschaltet werden, wenn der Taumelkörper bei drehender Antriebswelle eine Taumel- bewegung vollführt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, dass die ersten bis vierten Zahnradfreiläufe derart mit dem Taumelkörper gekoppelt sein können, dass die ersten bis vierten Zahnradfreiläufe pro Umdrehung der Taumel- scheibe die Antriebskraft jeweils zeitlich versetzt, also pha- senverschoben, auf das Abtriebszahnrad, bzw. das erste und das zweite Zahnrad übertragen. Anders ausgedrückt, bei dieser Aus- führungsform ist vorgesehen, dass die Freiläufe mit Bezug auf den Taumelkörper und die Zahnradsegmente derart angeordnet sind, dass die einzelnen Freiläufe pro Umdrehung der Antriebs- welle phasenverschoben in den Sperrzustand geschaltet werden, wenn der Taumelkörper bei drehender Antriebswelle eine Taumel- bewegung vollführt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Taumelkörper vier Zahnradsegmente aufweisen, die an dem Tau- melkörper fest angebracht oder integral, d.h. einstückig, mit dem Taumelkörper ausgebildet sind. Ein erstes Zahnradsegment an dem Taumelkörper kämmt mit dem ersten Zahnradfreilauf an dem ersten Zahnrad, ein zweites Zahnradsegment an dem Taumel- körper kämmt mit dem zweiten Zahnradfreilauf an dem ersten Zahnrad, ein drittes Zahnradsegment an dem Taumelkörper kämmt mit dem dritten Zahnradfreilauf an dem zweiten Zahnrad und ein viertes Zahnradsegment an dem Taumelkörper kämmt mit dem vier- ten Zahnradfreilauf an dem zweiten Zahnrad. Das erste und das dritte Zahnradsegment sind an einem ersten Ende des Taumelkör- pers vorgesehen und das zweite und das vierte Zahnradelement sind an einem zweiten Ende, entgegengesetzt zum ersten Ende, des Taumelkörpers angeordnet. Das erste und das zweite Ende des Taumelkörpers beziehen sich hierbei auf Enden des Taumel- körpers in einer Richtung quer zur Taumelscheibendrehachse. Das heißt, in einer Richtung quer zur Taumelscheibendrehachse sind die Zahnradsegmente auf entgegengesetzten Seiten des Tau- melkörpers angeordnet. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise, da auch die Freiläufe entsprechend angeordnet sein können und wenig Platzbedarf für deren Installation am ersten und zweiten Zahnrad besteht. Die Anordnung der Segmente an entgegengesetz- ten Enden des Taumelkörpers folgt insbesondere der Taumelbewe- gung des Taumelkörpers um mehrere Achsen und trägt dazu bei, dass die Zahnradfreiläufe nacheinander über die Zahnradsegmen- te betätigt werden, d.h., dass die einzelnen über die Zahnrad- freiläufe übertragenen Antriebskräfte phasenverschoben in das Abtriebszahnrad eingeleitet werden. Durch die Taumelbewegung des Taumelkörpers werden die einzelnen Zahnradfreiläufe perio- disch in Sperrrichtung und in Freilaufrichtung gedreht, so dass die Taumelbewegung des Taumelkörpers in eine Drehbewegung der ersten und zweiten Zahnräder übertragen wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können je- weils zwei Zahnradsegmente einstückig ausgebildet sein. Die zwei Zahnradsegmente können z.B. an einem Bauteil ausgebildet sein, das an dem Taumelkörper angebracht ist. Ein solches Bau- teil kann z.B. ein Zahnrad oder ein Teil eines Zahnrads sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Drehachsen des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads quer zur Taumelschei- bendrehachse angeordnet. Dies garantiert eine kompakte Bauwei- se und trägt zur zeitlich versetzten Übertragung der Antriebs- kraft über die Freiläufe bei.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Steuermittel ein oder mehrere Linearstelleinheiten mit axial verfahrbarem Stellglied umfassen. Vorzugsweise umfassen die Linearstelleinheiten eine oder mehrere Spindeltriebeinheiten. Ein Spindeltrieb umfasst eine Spindel mit einem Außengewinde und einem darauf angeordneten Stellglied mit einem Innengewin- de, das mit dem Außengewinde der Spindel in Eingriff steht, wobei durch relatives Verdrehen der Spindel in dem Stellglied eine Verschiebung des Stellglieds entlang der Spindel erfolgt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die eine oder die mehreren Linearstelleinheiten zumindest teilwei- se innerhalb der Antriebswelle angeordnet sein. So können eine oder mehrere Spindeln sich durch die Antriebswelle erstrecken, die eine entsprechende Ausnehmung aufweist. Mehrere Linear- stelleinheiten, vorzugsweise in Richtung der Taumelscheiben- drehachse oder der Drehachse der Antriebswelle auf entgegenge- setzten Seiten der Taumelscheibe angeordnet, können eine ge- meinsame Spindel aufweisen. Die Spindel kann insbesondere zwei gegenläufige Gewindeabschnitte aufweisen, eine mit Rechtsge- winde, eine mit Linksgewinde, so dass durch Drehung der Spin- del in eine Richtung, zwei auf den unterschiedlich ausgebilde- ten Gewindeabschnitten angeordnete Stellglieder in entgegenge- setzte Richtungen verfahren werden. Der Antrieb der Spindel kann durch die Antriebswelle hindurch erfolgen. Beispielsweise kann der Spindelantrieb einen elektrischen Antrieb umfassen, der zumindest teilweise innerhalb der Antriebswelle verbaut sein kann.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können das Stellglied oder die Stellglieder einer oder mehrerer Linear- stelleinheiten auf oder in der Antriebswelle relativ zur An- triebswelle drehfest aber axial entlang der Rotationsachse der Antriebswelle verfahrbar geführt sein. Zu diesem Zwecke kann die Antriebswelle einen Führungsabschnitt aufweisen, der eine Drehbewegung des Stellglieds relativ zur Antriebswelle verhin- dert, jedoch eine axiale Verschiebung des Stellglieds entlang der Drehachse der Antriebswelle erlaubt. Die Spindel kann sich hierbei durch die Antriebswelle erstrecken, die eine entspre- chende Durchführung für die Spindel aufweist. Die Spindel und das Stellglied werden im Betrieb zusammen mit der Antriebswel- le und der Taumelscheibe um die Taumelscheibendrehachse ge- dreht. Eine relative Drehung von Spindel und Antriebswelle er- folgt lediglich, um die Neigung der Taumelscheibe einzustel- len.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die einen oder die mehreren Linearstelleinheiten jeweils einen oder mehrere Gelenkarme umfassen, die das Stellglied und die Taumelscheibe zur Einstellung der Neigung der Taumelscheibe verbinden. Gelenkarme sind Verbindungen zwischen Stellglied und Taumelscheibe. Sie können sich durch einen zusätzlichen gelenkigen Abschnitt, der zwei Teile des Gelenkarms miteinan- der verbindet, auszeichnen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können meh- rere Stellglieder entlang der Taumelscheibendrehachse auf ent- gegengesetzten Seiten der Taumelscheibe angeordnet sein, wobei die Stellglieder und die zugehörigen Gelenkarme auf den entge- gengesetzten Seiten der Taumelscheibe mit Bezug auf das Schwenkzentrum der Taumelscheibe symmetrisch angeordnet sind. Das heißt, die Gelenkarme liegen sich mit Bezug auf das Schwenkzentrum der Taumelscheibe diametral gegenüber. Durch diese Anordnung sind die Gelenkarme nicht nur auf unterschied- lichen Seiten der Taumelscheibe angeordnet, sondern in einer Richtung quer zur Taumelscheibendrehachse auch auf unter- schiedlichen Seiten der Taumelscheibendrehachse. Durch die symmetrische Anordnung der Gelenkarme und entsprechend der Stellglieder wird eine gleichmäßige Gewichtsverteilung der Steuermittel auf der rotierenden Antriebswelle erreicht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Steuermittel eine Linearstelleinheit mit einem koaxial oder parallel zur Antriebswelle verfahrbaren Stellglied umfassen. Das Stellglied ist an der Außenseite des Gehäuses angeordnet. Das Stellglied ist durch die Wand des Gehäuses hindurch mit dem einen oder den mehreren Gelenkarmen gekoppelt. Das Stell- glied ist auf einer Spindel angeordnet, die außerhalb des Ge- häuses angeordnet ist. Der Antrieb der Spindel kann über eine an der Außenseite des Gehäuses angeordnete Antriebsquelle, z.B. einen Elektromotor erfolgen. Der Antrieb des Stellglieds kann so in einfacher Weise von dem Antrieb der Antriebswelle getrennt werden, was einen einfachen Aufbau und eine einfache Wartung garantiert. Das Stellglied kann auf der Antriebswelle axial geführt sein, wenn sich diese zur Außenseite des Gehäu- ses hin erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann das Element an der Außenseite des Gehäuses axial geführt sein.

FIGURENBESCHREIBUNG

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispie- len näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein stufenloses Zahnradgetriebe nach einer ersten

Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 Teile des Zahnradgetriebes aus Figur 1;

Fig. 3 Teile des Zahnradgetriebes aus Figur 1;

Fig. 4 Teile des Zahnradgetriebes aus Figur 1;

Fig. 5 Teile des Zahnradgetriebes aus Figur 1;

Fig. 6 das Zahnradgetriebe aus Fig. 1 in einer A-A Schnitt- ansicht;

Fig. 7 Teile des Zahnradgetriebes aus Figur 1 in einer Schnittansicht;

Fig. 8 ein stufenloses Zahnradgetriebe nach einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 9 ein stufenloses Zahnradgetriebe nach einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt ein Zahnradgetriebe 1 nach einer ersten Ausfüh- rungsform der Erfindung. Das Zahnradgetriebe 1 umfasst ein Ge- häuse 2 mit einer Antriebswelle 3, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist. Teile des Gehäuses 2 sind entfernt, um den inne- ren Aufbau des Zahnradgetriebes sichtbar zu machen. Ferner um- fasst das Zahnradgetriebe eine Abtriebswelle 4, die ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert ist und die mit einem Abtriebszahnrad 5 fest verbunden ist.

Ein erstes Zahnrad 6 und ein zweites Zahnrad 7 sind auf gegen- überliegenden Innenseiten des Gehäuses vorgesehen und in dem Gehäuse 2 drehend gelagert. Das erste Zahnrad 6 und das zweite Zahnrad 7 sind mit Bezug auf ihre Drehachsen 8 koaxial ange- ordnet und kämmen jeweils mit dem Abtriebszahnrad 5. Die Dreh- achsen des ersten und des zweiten Zahnrads 6, 7 sind quer zu der Drehachse der Antriebswelle 3 angeordnet.

Die Antriebswelle 3 und das Abtriebszahnrad 5 sind über die ersten und zweiten Zahnräder 6 und 7 betriebsmäßig über einen Getriebemechanismus gekoppelt. Der Getriebemechanismus umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Taumelkörper 9 und eine da- rin angeordnete Taumelscheibe 10. Die Antriebswelle 3 er- streckt sich entlang einer als Taumelscheibendrehachse 11 be- zeichneten Achse. Die Taumelscheibe 10 ist in Bezug auf Tau- melscheibendrehachse 11 drehfest auf der Antriebswelle 3 mon- tiert und rotiert mit der Antriebswelle 3 um die Taumelschei- bendrehachse 11, d.h. die Drehachse der Antriebswelle fällt mit der Taumelscheibendrehachse 11 zusammen, und die Taumel- scheibe 10 kann um die Taumelscheibendrehachse 11 nicht rela- tiv zur Antriebswelle 3 verdrehen. In einer Richtung quer zur Taumelscheibendrehachse 11 kann die Taumelscheibe 10 jedoch geneigt werden, hier um die Neigungsachse 12, d.h. die Taumel- scheibe 10 kann relativ zur Antriebswelle 3 bzw. zur Taumel- scheibendrehachse 11 gekippt werden, was durch einen gebogenen Doppelpfeil angedeutet ist.

Um die Neigung der Taumelscheibe 10 um die Neigungsachse 12 relativ zur Taumelscheibendrehachse 11 einzustellen, sind Stell-, bzw. Steuermittel 13 vorgesehen.

Die Antriebswelle 3 kann über beliebige Antriebsquellen ange- trieben werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform die die Antriebswelle 3 mit einem Elektromotor 14 gekoppelt. Die Steuermittel 13 werden ebenfalls elektrisch angetrieben. Hier- für sind Anschlüsse 15 vorgesehen.

Figur 2 zeigt in den Darstellung a) und b) den Taumelkörper 9 aus Figur 1. Innerhalb des Taumelkörpers 9 ist die Taumel- scheibe 10 mittels einer Wälzlageranordnung 16 drehbar gela- gert. Die Taumelscheibe 10 ist auf der Antriebswelle montiert und trägt den Taumelkörper 9. Aufgrund der Wälzlageranordnung 16 wird der Taumelkörper 9 zusammen mit der Taumelscheibe 10 gekippt, wenn die Neigung der Taumelscheibe 10 auf der An- triebswelle geändert wird.

Der Taumelkörper 9 ist von quaderförmiger Struktur und weist an zwei entgegengesetzten Enden 17, 18 eine Anzahl Zahnradseg- mente 19, 20, 21, 22 auf. Ein erstes Zahnradsegment 19 und ein drittes Zahnradsegment 21 sind an dem ersten Ende 17 des Tau- melkörpers 9 dreh- und verschiebefest angebracht und erstecken sich in entgegengesetzte Richtung. Das erste Zahnradsegment 19 und das dritte Zahnradsegment 21 sind einstückig ausgebildet. Ein zweites Zahnradsegment 20 und ein viertes Zahnradsegment 22 sind an dem zweiten Ende 18 des Taumelkörpers 9 dreh- und verschiebefest angebracht und erstecken sich in entgegenge- setzte Richtung. Das zweite Zahnradsegment 20 und das vierte Zahnradsegment 22 sind ebenfalls einstückig ausgebildet.

Figur 3 zeigt die Anordnung des Zusammenbaus von Taumelkörper 9 und Taumelscheibe 10 auf der Antriebswelle 3. Die Taumel- scheibe 10 ist auf der Antriebswelle 3 montiert und trägt den Taumelkörper 9 über die mit Bezug auf die Figur 2 erläuterte Wälzlageranordnung. Um die Taumelscheibe 10 in Bezug auf die Taumelscheibendrehachse 11 um die Neigungsachse 12 zu verschwenken, sind Steuermittel 13 vorgesehen. Diese umfassen Linearstelleinheiten mit einer Spindel, die innerhalb der An- triebswelle 3 angeordnet ist. Die Spindel ist in der Schnitt- ansicht des Getriebes in der Figur 6 dargestellt. Auf der An- triebswelle 3 sind auf entgegengesetzten Seiten des Taumelkör- pers 9 zwei Stellglieder 23 und 24 angeordnet. Die Stellglie- der 23, 24 sind in entlang der Taumelscheibendrehachse 11 ver- laufenden axialen Durchführung der Antriebswelle 3 axial ge- führt und damit rotatorisch an der Antriebswelle 3 festgelegt, wobei die Stellglieder 23, 24 jedoch in Richtung der Taumel- scheibendrehachse 11 axial verfahren werden können. Die Stell- glieder 23, 24 sind jeweils mit Gelenkarmen 25, 26 verbunden. Die Gelenkarme 25, 26 koppeln das jeweilige Stellglied 23, 24 mit der Taumelscheibe 10. Durch axiales Verfahren der Stell- glieder 23, 24 relativ zu der Antriebswelle 3 entlang der Tau- melscheibendrehachse 11 wird die Taumelscheibe 10 um die Nei- gungsachse 12 in Bezug auf Taumelscheibendrehachse 11 geneigt (angedeutet durch gebogenen Doppelpfeil). Aufgrund der Lage- rung zwischen der Taumelscheibe 10 und dem Taumelkörper 9 wird diese Neigung auf den Taumelkörper 9 übertragen, der ebenfalls schräg gestellt wird.

Figur 4 zeigt Teile des Zahnradgetriebes aus der Figur 1 in einer Explosionsdarstellung. Figur 4 zeigt das in dem Gehäuse 2 um die Drehachse 8 drehbar gelagerte erste Zahnrad 6, das eine Schrägverzahnung zum Eingriff mit dem Abtriebszahnrad aufweist. An dem ersten Zahnrad 6 sind zwei Freiläufe in Form eines ersten Zahnradfreilaufs 27 und eines zweiten Zahnrad- freilaufs 28 angebracht. Die Zahnradfreiläufe 27 und 28 weisen um die Drehachse 8 eine Sperrrichtung 29 und eine Freilauf- richtung 30 auf. Drehen die Zahnradfreiläufe 27 und 28 in Freilaufrichtung 30, können die Zahnradfreiläufe 27 und 28 re- lativ zu dem ersten Zahnrad 6 drehen. In Sperrrichtung 29 sind die Zahnradfreiläufe 27 und 28 dagegen gegen relatives Verdre- hen zum ersten Zahnrad 6 gesperrt. Wenn ein Zahnradfreilauf in Sperrrichtung um die Achse 8 geschwenkt wird, kann diese Dreh- bewegung auf das erste Zahnrad 6 übertragen werden. Die Zahn- radfreiläufe 28, 27 weisen jeweils eine Verzahnung 31, 32 auf. Die Verzahnung 31 des ersten Zahnradfreilaufs 27 steht in Ein- griff mit dem ersten Zahnradsegment 19 des Taumelkörpers 9 (Figur 2). Die Verzahnung 32 des zweiten Zahnradfreilaufs 28 steht in Eingriff mit dem zweiten Zahnradsegment 20 auf der anderen Seite des Taumelkörpers 9 (Figur 2). Figur 5 zeigt Teile des Zahnradgetriebes aus der Figur 1 in einer Explosionsdarstellung. Figur 5 zeigt das in dem Gehäuse 2 um die Drehachse 8 drehbar gelagerte zweite Zahnrad 7, das eine Schrägverzahnung zum Eingriff mit dem Abtriebszahnrad aufweist. An dem zweiten Zahnrad 7 sind zwei Freiläufe in Form eines dritten Zahnradfreilaufs 33 und eines vierten Zahnrad- freilaufs 34 angebracht. Die Zahnradfreiläufe 33 und 34 weisen um die Drehachse 8 eine Sperrrichtung 35 und eine Freilauf- richtung 36 auf. Drehen die Zahnradfreiläufe 33 und 34 in Freilaufrichtung 36, können die Zahnradfreiläufe 33 und 34 re- lativ zu dem zweiten Zahnrad 7 drehen. In Sperrrichtung 35 sind die Zahnradfreiläufe 33 und 34 dagegen gegen relatives Verdrehen zum zweiten Zahnrad 7 gesperrt. Wenn ein Zahnrad- freilauf in Sperrrichtung um die Achse 8 geschwenkt wird, kann diese Drehbewegung auf das zweite Zahnrad 7 übertragen werden. Die Zahnradfreiläufe 33, 34 weisen jeweils eine Verzahnung 37, 38 auf. Die Verzahnung 37 des dritten Zahnradfreilaufs 37 steht in Eingriff mit dem dritten Zahnradsegment 21 des Tau- melkörpers 9 (Figur 2). Die Verzahnung 38 des vierten Zahnrad- freilaufs 34 steht in Eingriff mit dem vierten Zahnradsegment 22 auf der anderen Seite des Taumelkörpers 9 (Figur 2).

Werden die ersten und zweiten Zahnräder 6, 7 jeweils in Sperr- richtung ihrer Zahnradfreiläufe angetrieben, wird diese An- triebskraft auf das Abtriebszahnrad übertragen. Aufgrund der gegensinnigen Anordnung der Sperrrichtungen zwischen erstem und zweitem Zahnrad, wird das Abtriebszahnrad immer in eine Drehrichtung angetrieben.

Figur 6 zeigt in einer Schnittansicht A-A das Zahnradgetriebe aus der Figur 1. Die Antriebswelle 3 erstreckt sich entlang der Taumelscheibendrehachse 11. Auf der Antriebswelle 3 ist die Taumelscheibe 10 montiert und trägt den Taumelkörper 9. Die Taumelscheibe 10 rotiert zusammen mit der Antriebswelle 3 um die Taumelscheibendrehachse 11 und kann um die Neigungsach- se 12 geschwenkt werden.

Innerhalb der Antriebswelle 3 ist eine Spindel 39 angeordnet, die im Betrieb bei drehender Antriebswelle 3 zusammen mit der Antriebswelle 3 rotiert. Die Spindel 39 weist auf entgegenge- setzten Seiten des Taumelkörpers 9 zwei Gewindeabschnitte 40, 41 mit gegenläufigen Gewinden auf. Auf den Gewindeabschnitten 40, 41 sind die Stellglieder 23, 24 montiert. Die Stellglieder 23, 24 sind in Axialführungen 42, 43 der Antriebselle axial geführt. Die Spindel 39 ist mit dem elektrischen Antrieb 15 für die Steuermittel gekoppelt, um die Spindel 39 relativ zur Antriebswelle 3 zu drehen und die axiale Position der Stell- glieder 23, 24 entlang der Taumelscheibendrehachse einzustel- len.

Figur 7 zeigt die Funktionsweise der Steuermittel. Wird die Spindel 39 relativ zur Antriebswelle 3 in eine bestimmte Rich- tung gedreht, werden die Stellglieder 23, 24 aufgrund der ge- genläufigen Gewindeabschnitte 40, 41 in entgegengesetzte Rich- tung entlang der Taumelscheibendrehachse 11, hier aufeinander zu, bewegt. Über die Gelenkarme 25 und 26 wird die Taumel- scheibe 10 um die Neigungsachse 12 gekippt und überträgt diese Kippbewegung über die Wälzlageranordnung 16 auf den Taumelkör- per 9. Die Einstellung der axialen Position der Stellglieder 23, 24 erfolgt stufenlos und kann während des Betriebs, d.h. bei drehender Antriebswelle, erfolgen. Die Taumelscheibe 10 kann zwischen einer nicht-geneigten Stellung, in der die Tau- melscheibenebene im Wesentlichen senkrecht zur Taumelscheiben- drehachse 11 steht (wie in Figur 6 gezeigt), und einer geneig- ten Stellung (wie in Figur 7 gezeigt), verschwenkt werden.

Wird die Antriebswelle in der Figur 7 um die Taumelscheiben- drehachse 11 rotiert, dann wird diese Rotation auf die Taumel- scheibe 10 übertragen. Auf Grund ihrer Schrägstellung voll- führt die Taumelscheibe 10 dabei eine räumliche Taumelbewe- gung. Bei dieser Taumelbewegung rotiert die Taumelscheibe 10 relativ zu dem Taumelkörper 9. Aufgrund der Wälzlagerführung 16 wird der Taumelkörper 9 zu einer eigenen Taumelbewegung um zwei Achsen, die senkrecht zur Taumelscheibendrehachse 11 und zueinander stehen, angeregt. Da die Zahnradsegmente fest mit dem Taumelkörper 9 verbunden sind, führen auch diese eine ent- sprechende Taumelbewegung aus. Zu deren Taumelbewegung gehört, dass die Zahnradsegmente 19, 20, 21, 22 in den Eckpositionen des Taumelkörpers 9 in Richtung der Taumelscheibendrehachse 11 vor und zurück verfahren. Diese Bewegung wird über den Ein- griff mit den Zahnradfreiläufen auf die Zahnradfreiläufe der ersten und zweiten Zahnräder übertragen, die während der Tau- melbewegungen des Taumelkörpers 9 eine hin- und hergehende Drehbewegung um die Drehachse 8 vollführen. Wenn die Zahnrad- freiläufe jeweils in Sperrrichtung gedreht werden, wird diese Bewegung auf das jeweilige Zahnrad übertragen.

Aufgrund der Taumelbewegung des Taumelkörpers werden die ers- ten bis vierten Zahnradfreiläufe nicht gleichzeitig sondern zeitlich versetzt (phasenverschoben) in Sperrrichtung bewegt. Dadurch wird die Antriebskraft nacheinander über die Zahnrad- freiläufe in das Abtriebszahnrad übertragen.

Figur 8 zeigt eine Taumelstellung des Taumelkörpers anhand ei- ner modifizierten Ausführungsform des Zahnradgetriebes. Die Taumelbewegung des Taumelkörpers 9 erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie in Bezug auf Figur 7 erläutert. Die Taumelscheibe 10 ist über Steuermittel 13 schräg in Bezug auf die Taumel- scheibendrehachse 11 gestellt. Die Antriebswelle 3 rotiert um die Taumelscheibendrehachse 11. Der Taumelkörper 9 wird da- durch in eine taumelnde Bewegung versetzt und schwenkt um eine erste Achse 44 und eine zweite Achse 45, die senkrecht zuei- nander und senkrecht zur Taumelscheibendrehachse 11 stehen, vor und zurück. Figur 8 zeigt den Taumelkörper 9 in einer Po- sition, in der der Taumelkörper 9 um beide Achsen 44, 45 leicht verschwenkt ist. Die Taumelbewegung wird über die Zahn- radsegmente (hier 19 und 21 gezeigt) auf die jeweiligen Frei- läufe übertragen, die vor- und zurück schwenken und in Sperr- richtung das jeweilige erste und zweite Zahnrad antreiben. Das Abtriebszahnrad führt so eine durchgehende Drehbewegung in ei- ne Richtung aus.

Figur 9 zeigt ein Zahnradgetriebe nach einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung in zwei Darstellungen. Die Linear- stelleinheit umfasst hierbei ein, wahlweise auch mehrere, Stellglieder 46. Das Stellglied 46 ist außenseitig des Gehäu- ses 2 angeordnet und durch die Wandung des Gehäuses hindurch mit Gelenkarmen 47 verbunden. Ein Steuermittelantrieb mit ei- ner Spindel 48 ist ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet. Durch axiales Verfahren des Stellglieds 46 in Richtung der Taumelscheibendrehachse 11 wird das Stellglied 46 axial verfahren (Figur 9b). Über den Gelenkarm 47 wird der Taumelkörper in seiner Neigung eingestellt.

Bezugszeichenliste

1 Zahnradgetriebe

2 Gehäuse

3 Antriebswelle

4 Abtriebswelle

5 Abtriebszahnrad

6 erstes Zahnrad

7 zweites Zahnrad

8 Drehachse erstes und zweites Zahnrad

9 Taumelkörper

10 Taumelscheibe

11 Taumelscheibendrehachse

12 Neigungsachse

13 Steuermittel

14 Elektromotor

15 Anschlüsse für Steuermittelantrieb

16 Wälzlageranordnung

17 erstes Ende des Taumelkörpers

18 zweites Ende des Taumelkörpers

19 erstes Zahnradsegment

20 zweites Zahnradsegment

21 drittes Zahnradsegment

22 viertes Zahnradsegment

23 Stellglied

24 Stellglied

25 Gelenkarm

26 Gelenkarm

27 erster Zahnradfreilauf

28 zweiter Zahnradfreilauf

29 Sperrrichtung

30 Freilaufrichtung

31 Verzahnung erster Zahnradfreilauf

32 Verzahnung zweiter Zahnradfreilauf

33 dritter Zahnradfreilauf vierter Zahnradfreilauf Sperrrichtung

Freilaufrichtung

Verzahnung dritter Zahnradfreilauf Verzahnung vierter Zahnradfreilauf Spindel

Gewindeabschnitt

Gewindeabschnitt

Axialführung Axialführung erste Achse zweite Achse Stellglied Gelenkarme Spindel