DD255649A3 - Umlaufrädergetriebe mit elastischen Planetenrädern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufraedergetriebe (Wolfromgetriebe) mit frei umlaufenden Planetenraedern. Das Getriebe hat grosse Uebersetzungen, kleines Bauvolumen, kleine Antriebsleistung, geringes Spiel und Verdrehnachgiebigkeit und ist mit Selbsthemmung ausfuehrbar bei relativ geringem Herstellungsaufwand. Ziel der Erfindung ist insbesondere die Geringhaltung des Spiels und der Verdrehnachgiebigkeit, die Sicherung des Ueberlastungsschutzes und die Beeinflussung der Selbsthemmung. Die Aufgabe, dieses Ziel zu erreichen, wird dadurch geloest, dass die Planetenraeder elastisch ausgefuehrt werden und mit geringem oder keinem Spiel bzw. mit Uebermass eingebaut werden. Die Begrenzung der elastischen Verformung der Planetenraeder geschieht durch den Einbau von Formelementen in die innen hohl ausgefuehrten Planetenraeder, die die Verformung der Planetenraeder nur in bestimmten Grenzen erlauben und zusaetzlich mit einer bestimmten Federcharakteristik ausgefuehrt werden koennen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufrädergetriebe mit kleinerer Leistung, geringem Bauvolumen und großer Getriebeübersetzung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Umlaufrädergetriebe als gekoppelte Einsteggetriebe mit zwei nebeneinanderliegenden, innenverzahnten Zentral rädern unterschiedlicher Zähnezahl auszuführen, in die zwei oder mehrere zu einem Räderblock vereinigte Planetenräder eingreifen, die auf dem Stegzapfen gelagert sind. Eines der beiden innenverzahnten Zentralräder ist in der Regel gestellfest gelagert. Der Antrieb der Planetenradblöcke geschieht durch ein innenliegendes Sonnenritzel. Der Planetenradblock kann im einfachsten Fall als ein breites Planetenrad ausgeführt werden, das gleichzeitig in beide Innenzahnräder eingreift. Die Zähnezahldifferenz der Innenzahnräder ist gleich der Anzahl der Planetenräder oder ein ganzzahliges Vielfaches davon. Dieses Getriebe ist auch als Wolfromgetriebe bekannt.

Zur weiteren Vereinfachung dieses Getriebes wurde schon vorgeschlagen, die Planetenräder nicht mehr in einem Steg zu lagern, sondern sie frei umlaufen zu lassen. Je nach Leistung und auftretenden Drehmomenten genügt dabei eine einfache Führung an den Planflächen der Planetenräder bei kleinsten Beanspruchungen. Diese Führung verbessert sich noch, wenn zum Zwecke der Vermeidung von Verdrehspiel des Abtriebsrades die Planetenräder elastisch eingebaut werden (DE-OS 2225210). Es wurde auch schon vorgeschlagen, über eine vergrößerte Zahnbreite und spielfreien Einbau bzw. Einbau der Planetenräder mit geringem Zahnspiel eine exakte Führung der Planetenräder zwischen den innenverzahnten Zentralrädern und dem im Zentrum liegenden Sonnenritzel vorzunehmen. Dabei wird auch die Übertragung größerer Drehmomente möglich (WB B 65 G/2467075). Es ist auch bekannt, daß bei derartigen Getrieben in Abhängigkeit von der Übersetzung und den Reibungsverhältnissen zwischen den Zahnflanken der im Eingriff befindlichen Räder sich unter bestimmten Bedingungen Selbsthemmung einstellt. Die Neigung zur Selbsthemmung kann auch dadurch verstärkt werden, daß der Wirkungsgrad des Getriebes durch geeignete konstruktive Maßnahmen gezielt negativ beeinflußt wird, wenn die dabei eintretenden Energieverluste aus bestimmten Gründen bewußt in Kauf genommen werden können.

Aus den vorgenannten Gründen eignen sich die hier in Frage kommenden Konstruktionsprinzipien insbesondere für Leistungen unter 1 kW oder wenn Aussetz- oder Stellbetrieb vorliegt.

Nachteilig ist bei den bekannten Lösungen, daß entweder das Verdrehspiel und die sich bei Belastung einstellende Verdrehnac-hgiebigkeit relativ groß sind oder daß es bei elastischer Ausbildung der Planetenräder verbunden mit einem Einbau ohne Spiel oder mit Übermaß zur Erreichung eines sehr geringen oder gar keines Verdrehspiels zu einer erhöhten Verdrehnachgiebigkeit und Störanfälligkeit kommt, weil eine größere Elastizität der Planetenräder bei Erreichen bestimmter Größen der Umfangskräfte, z. B. wenn der Antriebsmotor sein Anlauf- oder Kippmoment erbringt oder der Abtrieb des Getriebes plötzlich blockiert wird, ein Ausrasten der Verzahnungen oder die Zerstörung der Planetenräder zur Folge haben kann.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, derartige Getriebe so zu ermöglichen, daß sowohl das Verdrehspiel und die Verdrehnachgiebigkeit bei Belastung in vorgegebener Weise ganz oder teilweise begrenzt bleiben, daß eine gewünschte Selbsthemmung erreicht werden kann und gleichzeitig eine ausreichende Betriebssicherheit insbesondere kurzzeitige Überlastbarkeit gewährleistet ist.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht somit darin, die Elastizität von Planetenrädern eines Umlauf rädergetriebes mit nebeneinanderliegenden, innenverzahnten Zentralrädern mit einer Zähnezahldifferenz sowie nur durch den Verzahnungseingriff oder zusätzlich bei großem Verhältnis von Durchmesser zu Zahnbreite durch zwei im Gehäuse angeordnete, nur ein geringes axiales Spiel gestattende Plänflächen geführte Planetenräder, welche mit sehr geringem oder keinem Zahnspiel bzw. mit einem bestimmten Übermaß eingebaut sind, um Selbsthemmung oder ein bestimmtes Verdrehspiel bzw. eine bestimmte Verdrehnachgiebigkeit bei Be- bzw. Überlastung zu erreichen, in den erforderlichen Grenzen zu halten. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das oder die Planetenräder als Hohlzylinder mit einer geringen Wanddicke zum Fußkreisdurchmesser der Verzahnung ausgebildet sind, die Wanddicke in Abhängigkeit vom Zahnraddurchmesser, Werkstoff und erforderlichem Elastizitätsgrad ausgeführt wird und wobei der Hohlraum mit einem zylindrischen Formteil ausgefüllt ist mit am Außendurchmesser angeordneten Formelementen, die vorzugsweise einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt besitzen, aus einem elastischen Material bestehen und spielfrei in den Hohlzylinder eingesetzt sind. Eine andere Ausbildung ist dadurch möglich, daß das zylindrische Formteil aus einem unelastischen Material besteht und mit einem bestimmten Spiel im Planetenrad eingesetzt ist. Das Formteil kann auch über elastische Ringe, die in Ringnuten am Umfang eingelassen sind, elastisch im Hohlzylinder gelagert und zentriert werden. Ebenso ist es möglich, einen unelastischen Kern mit dem Hohlzylinder über eine elastische Zwischenschicht, z. B. eine einvulkanisierte Gummischicht zu verbinden. Mit diesen Ausbildungen wird erreicht, daß je nach Zielsetzung für die Elastizität das Zusammendrücken des verzahnten Planetenradkranzes in den gewünschten Grenzen gehalten wird. Ist es nur erforderlich, bei geringem Zahnspiel fertigungsbedingte Ungenauigkeiten auszugleichen und einen zwangsfreien Lauf zu ermöglichen, genügt eine geringere Elastizität als für den Fall, daß Verdrehspielfreiheit am Abtrieb erreicht werden soll durch den Einbau von Planetenrädern mit Übermaß oder wenn die Elastizität gezielt eingesetzt wird, um Selbsthemmung des Getriebes zu erreichen. Die Begrenzung der Elastizität des Planetenrades, das vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen, z. B. vergütetem Stahl, hergestellt ist, wird durch die Formteile im Hohlraum des Planetenrades erreicht und damit auch gleichzeitig die notwendige Stabilität und Festigkeit des ganzen Planetenrades zur Übertragung der Betriebskräfte zwischen den beiden Innenzahnkränzen und gegenüber den radialen Kräften, die sich durch die Umfangskräfte in Verbindung mit den Betriebseingriffswinkeln ergeben.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: ;

Fig. 1: Umlaufrädergetriebe mit einem im Planetenrad eingesetzten elastischen Formteil Fig.2: Planetenrad mit eingesetztem unelastischem Formteil und elastischen Ringen Fig. 3: Planetenrad mit Formteil und elastischer Zwischenschicht.

Im Gehäuse 6 ist der Abtrieb 5 und in beiden das Sonnenritzel 1 drehbar gelagert. In den gestellfesten Innenzahnkranz 3 und den im Abtrieb eingebauten innenzahnkranz 4, die eine Zähnezahldifferenz aufweisen, und in das Sonnenritzel 1 greifen als Hohlzylinder mit geringer Wanddicke 10 ausgebildete Planetenräder 2 ein. In die Planetenräder 2 ist ein zylindrisches Formteil 7 eingesetzt, welches aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Miramid, besteht und an seinem Mantel ringförmige elastische Formelemente 12 aufweist, die vorzugsweise einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt besitzen, so daß die elastische Zusammendrückung des Planetenrades 2 unter Einwirkung der Betriebskräfte bis zu einem bestimmbaren Grenzmaß möglich ist und darüber hinaus der Widerstand stark zunimmt. Das Formteil kann auch aus zwei in Längsrichtung hintereinander liegenden Hälften bestehen.

Eine andere Ausführung stellt ein Planetenrad dar mit einem eingebauten zylindrischen unelastischen Formteil 7, welches mit einem Spiel 8 in das Planetenrad 2 eingesetzt ist und dadurch mittels elastischer Ringe 9 an derfreien Bewegung im Planetenrad 2 kraftschlüssig gehindert wird.

Eine weitere Ausführung weist ein im Planetenrad 2 angeordnetes, als Hohlzylinder ausgebildetes unelastisches Formteil 7 auf, welches in das Planetenrad mit einer elastischen Zwischenschicht 11, z.B. einvulkanisiertes Gummi, eingebaut ist.

Claims (5)

1. L Umlaufrädergetriebe mit elastischen Planetenrädern, die in mindestens zwei nebeneinanderliegenden, innenverzahnten Zentralrädern mit einer Zähnezahldifferenz eingreifen sowie nur durch den Verzahnungseingriff und/oder bei großem Verhältnis von Durchmesser zu Zahnbreite durch zwei im Gehäuse angeordnete, nur ein geringes axiales Spiel gestattende Planflächen geführt sind, wobei die Planetenräder mit sehr geringem oder keinem Zahnspiel bzw. mit einem bestimmten Übermaß eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Planetenräder (2) als Hohlzylinder mit einer geringen Wanddicke (10) in Abhängigkeit von Zahnraddurchmesser, Werkstoff und erforderlichem Elastizitätsgrad zum Fußkreisdurchmesser der Verzahnung ausgebildet sind und daß der Hohlraum mit einem zylindrischen Formteil (7) ausgefüllt ist, das auch längs geteilt sein kann, wobei.am Außendurchmesser des Formteiles (7) elastische Formelemente (9 oder 11 oder 12) angeordnet sind, deren Elastizität in radialer Richtung in bestimmten Grenzen abnimmt.
2. 2. Umlaufrädergetriebe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Formteil (7) aus einem unelastischen Kern (13) besteht, welcher mit einem bestimmten Spiel (8) im Planetenrad (2) eingesetzt ist und über elastische Ringe (9), die in Ringnuten am Umfang des Formteiles (7) gelagert sind, mit dem Planetenrad (2) kraftschlüssig in Verbindung stehen.
3. 3. Umlaufrädergetriebe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (7) mit an seinem Außendurchmesser angeordneten, ringförmigen Formelementen (12), die vorzugsweise einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, ausgebildet und aus einem elastischen Material hergestellt sowie kraftschlüssig in das Planetenrad (2) eingesetzt ist.
4. 4. Umlaufrädergetriebe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Formteil (7) ein unelastischer Kern, der vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildet ist, über eine elastische Zwischenschicht (11), vorzugsweise eine einvulkanisierte Gummischicht, mit dem Planetenrad (2) in Verbindung steht.
5. 5. Umlaufrädergetriebe nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Formteil (7) aus einem unelastischen Kern besteht, welcher mit einem bestimmten Spiel im Planetenrad (2) eingesetzt ist ohne Verwendung weiterer elastischer Formelemente.