Ein solches auch als Harmonic Drive bekanntes Getriebe ist etwa in der Zeitschrift CON- TROL ENGINEERING, Heft Dezember 1964 auf Seite 69 in Fig. 1, gezeigt. Die Funktion dieses sehr stark untersetzenden, selbsthemmenden Systems mit zur Antriebswelle koa- xialer Abtriebswelle beruht darauf, daß ein exzentrisch rotierender sogenannter Well-Ge- nerator den offenen Stirnrand des topfförmigen Abtriebsringes (nachstehend als Abtrieb- stopf bezeichnet) umlaufend radial nach außen verformt und dadurch einen auch als Flex- band zu bezeichnenden ringförmigen Umfangsbereich mit seiner Außenmantelfläche um- laufend lokal nach außen gegen die hohlzylindrische Innenmantelfläche geringfügig größe- ren Umfangs eines gehäusefest stationären formstabilen Stützringes andrückt. Infolgedes- sen wälzt sich der Abtriebstopf mit seinem Flexband kraftschlüssig über Reibflächen oder formschlüssig über Verzahnungen im Stützring ab, so daß der Abtriebstopf sich nach Maßgabe der nur geringen Umfangsdifferenz sehr viel langsamer als der gewöhnlich hochtourig motorisch angetriebene Well-Generator dreht und ein entsprechend viel größe- res Drehmoment aufzubringen imstande ist. Diese gegenüber dem Antrieb stark untersetzte Drehbewegung wird z. B. über einen den Abtriebstopf tragenden Wellenstumpf durch ein Lagerschild hindurch aus dem Getriebe-Gehäuse heraus nach außen übertragen. Ein sol- ches Wellgetriebe findet, gewöhnlich in Kombination mit einem kleinbauenden hochtouri- gen Gleichstrommotor als Antrieb für den Wellgenerator, insbesondere in der Kraftfahr- zeugtechnik als Stellelement verbreitet Anwendung.

Als Wellgenerator im Wellgetriebe kann ein Exzenter dienen, der unmittelbar gegen die Innenmantelfläche des Flexbandes sich abstützend umläuft. Die daraus resultierende um- laufende lokale Anlage des Flexbandes gegen den Stützring kann aber im Interesse günsti- gerer Reibungspaarungen auch nur mittelbar vom rotierenden Exzenter hervorgerufen werden, nämlich mittels einer umlaufenden Längsverlagerung von in Umfangsrichtung des Getriebes speichenförmig nebeneinander angeordneten Stößeln, die ihrerseits, von einem in ihrer gemeinsamen Nabe zentral umlaufenden Exzenter beaufschlagt, nacheinander nur radial nach außen und wieder zurück bewegt werden. Bevorzugte Realisierungsbeispiele hierfür sind insbesondere in unseren älteren deutschen Patentanmeldungen 1 00 10 156.9, 1 00 10 680.3 und 1 00 12 601.4 näher beschrieben, auf die hier zur Ergänzung vorliegen- der Offenbarung voll-inhaltlich Bezug genommen wird.

Da die ringförmige Außenmantelfläche am offenen Stirnende der Wandung des Abtrieb- stopfes das Flexband darstellt, führt die umlaufende radiale Verlagerung des Flexbandes zu einer lokal umlaufenden hohlkegelstupmpfförmigen Verformung desjenigen Sektors der Topfwandung, die sich zum Topfboden hin axial an das Flexband anschließt. Denn die im Querschnitt lokal elliptische Verformung des Flexbandes bewirkt eine im Axial- Längsschnitt axial an das Flexband sich anschließende sektoriell kegelige Verformung des Abtriebstopfes. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung noch näher veranschaulicht, verbleibt das Flexband selbst aber, da radial zwischen Wellgenerator und Stützring eingefaßt, entsprechend deren einander benachbarten Flächenbereichen in eine hohlzylindrische Form gezwungen. Deshalb knickt die Erzeugende der Topfwandung am bodenseitigen Stirnende des Exzenters, also beim axialen Übergang vom Flexband zur sich zum Topfboden hin anschließenden Topfwandung, entsprechend scharfkantig ab. Dieser umlaufende kleinflächige Wechselbeanspruchungsbereich der Topfwandung in unmittelba- rer axialer Nachbarschaft zum Kraftübertragungsbereich zwischen Flexband und Stützring ist hochgradig ermiidungsbruchgefahrdet.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problem- stellung zugrunde, ein gattungsgemäßes, also mit Abtriebstopf ausgestattetes Wellgetriebe dahingehend weiterzubilden, daß die Gefahr einer Betriebsstörung infolge mechanischer Überbeanspruchung jener umlaufend auf Biegung beanspruchten Zone am Übergang vom Flexband zum Bodenbereich der Topfwandung praktisch ausgeschaltet wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Ausgestaltung des Wellgetriebes nach dem Hauptanspruch gelöst, wonach die Innenmantelfläche des Stützringes und korrespondie- rend der Andrückbereich des Wellgenerators als Kegelmantelflächen ausgebildet sind. Da folglich dann auch der als Flexband wirkende, radial zwischen ihnen eingefaßte Stirnbe- reich der Topfwandung hohlkegelstumpfmantelflächenförmig geführt wird, ist die lcriti- sche, umlaufende Knickstelle jedenfalls entschärft, praktisch sogar vermieden, zumal wenn der Kegelwinkel dem-von der Exzentrizität des Wellgenerators und der axialen Höhe der Topfwandung bestimmten-Betrag der umlaufenden seitlichen Auslenkung der Topfwan- dung angepaßt ist. Das stellt aber eine geometrisch problemlos zu realisierende Randbe- dingung dar.

Bei einem Wellgetriebe mit längs eines Flexbandes umlaufend exzentrisch verformbarem Abtriebstopf im gehåusefesten Stützring wird also die Wechsellast-Bruchgefahr der Topf- wandung am zum Topfboden hinweisenden Rand der Exzenter-Stirn erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß diese Stirnfläche und die Innenmantelfläche des Stützringes ge- gensinnig kegelstumpfwandungsformig ausgelegt sind. Dadurch wird das Flexband in Richtung der lokal ovalen Verformung der Topfwandung zwischen diesen beiden Flächen radial konisch eingespannt, ohne eine längs der Topfwandung umlaufende Knickstelle am Übergang zum axial benachbarten Bereich dieses momentan verformten Sektors der Topf- wandung hervorzurufen. Es kann dafür aber auch die Außenmantelfläche des Flexbandes von vornherein hohlkegelstumpfförmig ausgestaltet (bzw. einer Kegel-Innenverzahnung am Stützrad gegenüber mit einer korrespondierenden Kegel-Außenverzahnung ausgestat- tet) sein. Bei zylinderabschnittförmiger Stirn des Wellgenerators läuft der dann innerhalb eines innen hohlzylindrisch verbleibenden Flexbandes um.

Die grundsätzliche Lösung wird anhand der Zeichnung näher veranschaulicht, in der mit- tels eines-hinsichtlich der lokal umlaufenden seitlichen Auslenkung der Topfwandung zur Verdeutlichung unmaßstäblich überzeichneten-Ausführungsbeispieles die herkömm- liche und die erfindungsgemäße Flexbandführung einander gegenübergestellt sind. Dabei zeigt jeweils im Axial-Längsschnitt durch das Wellgetriebe mit seinem am freien Stirnrand des Abtriebstopfes gegen die Innenmantelfläche des gehäusefesten Stützrings angedrück- ten Flexband Fig. l die herkömmliche zylindrische Führung und Fig. 2 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße kegelförmige Führung des Flexbandes.

Beim beispielhaft skizzierten, preisgünstig aus wenigen Kunststoff-Spritzgußteilen erstell- baren Wellgetriebe 11 ist in einem Gehäuse 12 ein formstabiler Stützring 13 festgelegt, in dem ein Abtriebstopf 14 mit seinem Wellenstumpf 15 koaxial so gelagert ist, daß die Topfwandung 16-mit ihrem als Flexband 17 bezeichneten ringförmigen Bereich vor dem freien Stirnrand 18 der Topfwandung 16-der Innenmantelfläche 19 des Stützringes 13 radial gegenübersteht. Als motorisch angetriebener Wellgenerator 19 ist symbolisch ver- einfacht ein einarmig asymmetrischer, im Axial-Längsschnitt rechteckiger Exzenter 20 skizziert, der radial gegen die Innenmantelfläche der Topfwandung 16 anliegend rotiert und dafür mit seiner Antriebswelle 21 dem Abtriebs-Wellenstumpf 15 koaxial gegenüber, also konzentrisch zur Getriebeachse 27 drehbar im Gehäuse 12 gelagert ist.

Der Exzenter 20 drückt (wie zur Veranschaulichung bewußt übertrieben skizziert) einen Sektor des Flexbandes 17 lokal aus seiner ungestörten Kreisringform oval nach außen, bis zur Anlage gegen die stationäre Innenmantelfläche 19 mit ihrem gegenüber dem Flexband 17 etwas größerem Umfang. Mit Verdrehen des Exzenters 21 wälzt sich das Flexband 17 somit längs der Innenmantelfläche 19 des Stützringes 13 ab-nach Maßgabe der Um- fangsdifferenz sehr viel langsamer als die Drehbewegung des antreibenden Exzenters 21.

Um dabei der Innenmantelfläche 19 gegenüber Schlupf zu vermeiden, erfolgt dieses Ab- wälzen des Flexbandes 17 gewöhnlich nicht kraftschlüssig, sondern formschlüssig mittels lokal umlaufenden Eingriffes des mit Außenverzahnung 23 versehenen Flexbandes 17 in die stationäre Innenverzahnung 24 auf der Innenmantelfläche 19 des Stützringes 13.

Während (Fig. l) im sektoriellen Bereich der vom Wellgenerator 20 umlaufend lokal er- zwungenen radialen Verformung der Topfwandung 16 das Flexband 17 hohlzylinderab- schnittförmig radial zwischen den Zylinderflächen der Anlagebereiche einerseits des Ex- zenters 21 und andererseits der Innenmantelfläche 19 des Stützringes 13 eingespannt ist, knickt dieser Wandungssektor am Ende jener Einspannung (also am bodenseitigen Rand des Exzenters 21) zum Topfboden 25 hin ab. Diese, infolge der vom Exzenter 21 erzwun- genen umlaufenden Radialverformung, mit dem Exzenter 21 umlaufende Knickstelle 26 in der Erzeugenden der verformten Topfwandung 16 ist wegen ihrer kleinflächigen Wechsel- beanspruchung überaus ermüdungsbruchgefahrdet.

Solch eine betriebskritische Knickstelle (Position 26 in Fig. l) wird nun aber erfindungs- gemäß dadurch vermieden, daß die Innenmantelfläche 19 des Stützringes 13 wie in Fig. 2 skizziert hohlkegelstumpfförmig ausgelegt und dementsprechend gegebenenfalls mit einer kegeligen Innenverzahnung 24 ausgestattet wird. Wenn dann die innen gegen die Topf- wandung 16 angreifende Fläche des Exzenters 21 ebenfalls-mit gleichem Öffnungswin- kel dazu komplementär-kegelstumpfförmig abgeschrägt ist, wird bei entsprechend be- messenem Kegelwinkel das mit der Kegel-Innenverzahnung 24 in Eingriff stehende Flex- band 17 mit seiner an sich mehr oder weniger zylindrischen, hier aber der Achse 27 gegen- über entsprechend kegelig verformten Außenverzahnung 23 gerade um den Aus- lenk-Winkel 28 der Topfwandung 16 schräggestellt. Weil dann die Erzeugende des radial ausgelenkten Flexbandes 17 mit der axial anschließend ebenfalls verschwenkten Erzeu- genden (nämlich derjenigen der übrigen Topfwandung 16 zum Topfboden 25 hin) fluchtet, tritt hier keine Knickstelle am dem Topfboden 25 zugekehrten Rand der Exzenter-Stirn 29 mehr auf.

Mit dem örtlichen Herausdrücken der Topfwandung 16 aus ihrer hohlzylindrischen Ruhe- stellung besteht diametral gegenüber die Tendenz zum sektoriell radialen Einbeulen der Topfwandung 16. Zweckmäßigerweise ist deshalb die Peripherie des Wellgenerators 20 wie gezeichnet dem Exzenter 21 diametral gegenüber für ein formschlüssiges Abstützen der Topfwandung 16 dementsprechend parallel zur Stirn 29 des Exzenters 21, also um den gleichen Kegel-Winkel 28 abgeschrägt. Der Wellgenerator 20 mit einarmigem Exzenter 21 und der von dessen Stirn 29 verformte Abtriebstopf 14 weisen dann im dargestellten Axial- Längsschnitt etwa den Umriß eines Parallelogramms auf. Weil also die Topfwandung 16 gegenüber dem Lot auf den Topfboden 25 umlaufend um den doppelten Kegelwinkel der Exzenter-Stirn 29 periodisch verschwenkt wird, ist zwischen Wandung 16 und Boden 25 ein zwar scherfester aber biegeweicher Anschlußbereich 30 vor, wie er in Fig. 2 durch die Materialanhäufung im Innenwinkel veranschaulicht ist.

In Fig. 2 ist ferner strichpunktiert angedeutet, daß der Wellgenerator 20 aber auch als zwei- armiger Exzenter 21 ausgelegt sein und dann (wie auch die verformte Topfwandung) im Axial-Längsschnitt die Umfangsform eines exzentrisch zur Drehachse 27 gelegenen sym- metrischen Trapezes aufweisen kann. Infolge zweier einander diametral gegenüberliegen- der Eingriffsbereiche zwischen der stationären Innenmantelfläche 19 und dem darin sich abwälzenden Flexband 17 können dadurch-sogar nun unter Vermeiden von Unwucht- insgesamt größere Kräfte übertragen werden.