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Stirnräderplanetengetriebe mit Gerad-oder Einfach-Schrägverzahnung
Die Erfindung betrifft ein Stirnräderplanetengetriebe mit Gerad- oder Einfach-Schrägverzahnung, bei dem mindestens eines der Zentralräder mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil gelenkig oder ela- stisch verbunden ist.
Es ist bei Planetenradgetrieben mit oder Einfach-Schrägverzahnung üblich und notwendig, den
Planetenrädern seitliche Führungslager zu geben. Dieses gilt für geradverzahnte und in besonderem Masse auch für einfachschrägverzahnte Planetenradgetriebe. Bei letzteren treten nämlich an jedem Planeten- rad Kippkräfte auf, welche die Achse des Planetenrades schräg zu stellen suchen. Die seitlichen Lagerun- gen können zwar grössere Schrägstellungen der Planetenradachsen verhindern. Kleinere Auswinkelungen im Rahmen dessen. was die Lagerspiel zulassen, bleiben jedoch unvermeidlich und beeinträchtigen das
Tragbild des Planetenlagers und der Zahneingriffe. Diese Lagerungen führen ausserdem zu einer beträcht- lichen Erhöhung der Lagerreibungsverluste.
Diese verhältnismässig grossen Lagerreibungsverluste schienen bisher bei gerad- oder einfachschräg- verzahnten Stirnräderplanetengetrieben unvermeidlich. Zu diesem Nachteil trat bei den Ûnfachschräg- verzahnten Getrieben noch eine Beeinträchtigung der Zahneingriffsverhältnisse.
Es ist bekannt, pfeil- oder doppelschrägverzahnte Planetenradgetriebe derart mit Zahndruckausgleich auszubilden, dass auf die einzelnen Planetenräder keine Kippkräfte mehr wirken und so die seitlichen Führungslager fortfallen, indem ein einziges Rad des Getriebes in axialer Richtung festgelegt ist und so als Führungsrad für die andern Räder dient, deren axiale Lage ausschliesslich durch Verzahnungseingriff festgelegt ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die grossen Vorteile der diesen pfeilverzahnten Stirnräderplanetengetrieben eigenen Lagerung und axialen Führung der Planetenräder auch solchen Planetengetrieben zuteil werden zu lassen, die nur einfach schräge oder gerade, der Kraftübertragung dienende Zähne aufweisen. Zur Lösung der Erfindungsaufgabe geht die Erfindung von einem Stirnräderplanetengetriebe mit Gerad- oder Einfach-Schrägverzahnung aus, bei dem mindestens eines der Zentralräder mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil gelenkig oder elastisch verbunden ist. Erfindungsgemäss ist eines der Zahnräder in bezug auf seine axiale Lage geführt.
Gleichzeitig ist die axiale Lage sämtlicher Zahnräder gegeneinander durch an sich bekannte Druckringe gewährleistet, die mit den Rädern fest verbunden sind und ausserdem auch etwaige auf die Planetenräder wirkende Kippmomente aufnehmen. Es ergibt sich hiebei an jedem einzelnen Rad des Planetenradgetriebes neben der axialen Führung ein Ausgleich der Kippkräfte bzw.-momente. Derartige Druckringe sind an sich bei Stirnrädergetrieben mit einseitiger Schraubenverzahnung bekannt. Die Planetenradgetriebe. auf die sich die Erfindung bezieht, weisen jedoch im Vergleich zu derartigen Stimrädergetrieben mit einseitiger Schraubenverzahnung besondere Verhältnisse auf.
Im übrigen wird die Erfindung weiter dadurch verbessert, dass mindestens eines der Zentralräder in einen die Verzahnung bildenden und in einen die Druckringe bildenden Teil unterteilt ist, wobei die Druckringe ihrerseits ebenfalls geteilt ausgebildet sind.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt, teilweise in Ansicht, durch ein erfindungsgemäss aus-
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gebildetes Planeten-oder Umlaufrädergetriebe mit umlaufendem Planetenträger, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäss ausgebildetesPlaneten-oderUmlaufrädergetriebe mit feststehendem Planeten- träger ; diese Art von Planetengetrieben wird häufig auch als Standgetriebe bezeichnet. Fig. 3 und 4 zeigen besondere Ausführungsbeispiele für die Art der Ausbildung des äusseren Zentralrades von erfindungsgemässen
Planetengetrieben.
In Fig. 1 ist mit 1 ein umlaufender Planetenträger bezeichnet, der mittels zweier Lager 2 und 3 in einem Gehäuse 4 drehbar gelagert ist. In dem Planetenradträger 1, dessen axiale Lage mittels des La- gers 3 festgelegt ist, sind auf Lagerbolzen 5 Umlaufräder 6 drehbar gelagert, von denen eines teilweise im Schnitt dargestellt ist. Die Umlaufräder 6 stehen einerseits im Zahneingriff mit dem inneren Zentral- rad 7, das in an sich bekannter Weise ungelagert und mit der Welle 8 mittels einer gelenkigen Kupplung 9 drehfest, aber sonst gelenkig verbunden ist.
Anderseits stehen die Umlaufräder 6 im Zahneingriff mit dem äusseren Zentralrad 10, das seinerseits mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil, in diesem Falle mit dem Gehäuse 4, drehfest aber gelenkig verbunden ist, u. zw. im Falle dieses Beispiels mittels einer doppelten Zahnkupplung 11. Auch die gelenkige Kupplung 9 ist hier in an sich bekannter und bewährter
Weise als doppelte Zahnkupplung dargestellt, die auch axiale Verschiebungen des inneren Zentralrades 7 zulässt.
Die Zahnräder dieses Umlaufrädergetriebes sind mit unsymmetrischer Pfeil- oder Doppelschräg- verzahnung versehen, u. zw. ist die eine, breitere Pfeilhälfte 12 mit einer auch sonst bei doppelschräg- verzahnten Getrieben üblichen Zshnschräge versehen, wogegen die andere den Schrägungswinkel 900 auf- weist, so dass ihre Zähne ein Zahnstangenprofil aufweisen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs- beispiel sind die Umlaufräder 6 und das innere Zentra]rad 7 einteilig ausgebildet, wogegen das äussere
Zentralrad 10 nach den beiden Pfeilhälften geteilt, ist, wobei die Pfeilhälfte 14 mit der Pfeilhälfte 12 der
Umlaufräder 6, und die andere Pfeilhälfte 15 mit der Pfeilhälfte 13 der Umlaufräder 6 im Eingriff steht.
Die beiden Hälften des äusseren Zentralrades 10 werden nach erfolgtem Zusammenbau des Getriebes zu einer Einheit verbunden.
Gemäss Fig. 2 ist der Planetenträger 16 fest mit dem Gehäuse 17 verbunden. In dem Planetenträger 16 sind in bekannter Weise die Planeten- oder Zwischenräder 18 auf Lagerbolzen 19 drehbar gelagert. Sie stehen einerseits im Zahneingriff mit dem inneren Zentralrad 20, anderseits mit dem äusseren Zentralrad 21. Das innere Zentralrad 20 ist in bekannter Weise ungelagert ausgebil- det und ist mit dem mit ihm in Verbindung stehenden Teil, in diesem Falle mit der Welle 22, drehfest aber gelenkig verbunden, diese gelenkige Verbindung wird im vorliegenden Beispiel mittels einer doppelten Zahnkupplung 23 bewerkstelligt, die auch axiale Verschiebungen des inneren Zentralrades 20 zulässt. Das äussere Zentralrad 21 ist mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil, in diesem Falle mit der Welle 24, mittels einer doppelten Zahnkupplung 56, gelenkig verbunden.
Die Welle 24 ist mittels zweier Lager 25 und 26 gelagert, indem die axiale Lage der Welle 24 mittels des Lagers 25 festgelegt ist. Die Zahnräder z 20 und 21 sind wie im Beispiel der Fig. 1 mit Doppelschrägverzahnung versehen, die in den beiden Pfei1hälften verschieden grosse Schrägungswinkel aufweist, u. zw. ist die eine breitere Pfeilhälfte 27 mit einem auch sonst bei Pfeilverzahnungen üblichen Schrägungswinkel versehen, wogegen die andere den Schrägungswinkel 90 aufweist. Wie im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 sind die Zwischenräder 18 und das innere Zentralrad 20 ungeteilt ausgebildet, wogegen das äussere Zentralrad 21 nach den beiden Pfeilhälften geteilt ausgebildet, jedoch mittels Schrauben 29 zu einer Einheit verbunden ist.
Sowohl in dem Beispiel der Fig. 1 wie in dem der Fig. 2 sind die Planeten- oder Zwischenräder 6 bzw. 18 mit seitlichem Spiel gelagert, so dass sie axiale EinstellbewegungenausführenkÏnnen. Dieaxiale Führung des Rädersatzes geschieht in beiden Beispielen dadurch, dass die Verbindung des äusseren Zentralrades 10 bzw. 21 mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil 4 bzw. 24 mit axialer Führung ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist bei der Ausführungsform der Fig. 1 ein Zahnkranz 34 fest mit dem Gehäuse 4 verbunden. Die Zahnkupplung 11 ist mit-zwei Zahnkränzen versehen, von denen der eine in die Zähne eines Kupplungszahnkranzes eingreift, der auf der Pfeilhälfte 14 vorgesehen ist, und der andere in die Zähne des Kupplungszahnkranzes 34 greift.
Federringe 30, 31, 32, 33, die in entsprechende Nuten der Kupplungszahnkränze der Zahnkupplung 11 eingreifen, legen die axiale Lage der Pfeilhälfte 14 und damit des äusseren Zentralrades 10 fest.
In entsprechender Weise ist bei der Ausführungsform der Fig. 2 die Welle 24 mit einer Scheibe 35 versehen, deren Aussenumfang einen Kupplungszahnkranz 36 besitzt. Das äussere Zentralrad 21 wiederum. u. zw. im Ausführungsbeispiel der Teil mit dem kleineren Zahnschrägungswinkel, ist mit einem Kupplungszahnkranz 37 versehen. Die beiden Zahnkupplungskränze der Zahnkupplung 56 greifen einerseits in den Zahnkranz 36 und anderseits in den Zahnkranz 37 ein, indem wiederum die axiale Lage des äusseren
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Zentralrades 21 mittels Federringen38,. 39, 40, 41 festgelegt ist. Natürlich kann die axiale Führung des Rädersatzes auch von einem der übrigen Teile desselben erfolgen, beispielsweise vom inneren Zentral- rad 7 bzw. 20, oder von einem der Planeten- oder Zwischenräder 6 bzw. 18 aus.
Die Fig. 3 zeigt im einzelnen die Ausbildung des äusseren Zentralrades nach Fig. 1 bzw. 2 und insbe- sondere die Verbindung der beiden Radteile. Während der Radteil 53 in bekannter Weise ausgebildet ist, ist der andere Radteil 42. 43 in der Längsebene, wie bei 54 angedeutet, geteilt ausgebildet, und wird so- wohl vom Radteil 53 her mit einem Zentrierbund 44, wie auch von einem Ring 45 her mit einem Zen- trierbund 46 umfasst : das ganze wird mittels Schrauben 47 zusammengehalten. Diese Art der Teilung der einen, mit dem Schrägungswinkel 900 versehenen Radhälfte gestattet, das Getriebe in einfacher Weise zu- sammenzubauen. Der besseren Anschaulichkeit wegen ist ein Umlaufrad 55 mit eingezeichnet.
Eine andere Ausbildungsmöglichkeit der Radteilung ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier besteht das äussere Zentralrad aus zwei Teilen 48 und 49, die unmittelbar mittels Schrauben 50 verschraubt sind und den Gegenzahn 51 des Planetenrades 52 von beiden Seiten umfassen. Hiebei ist die Verzahnung des Aussen- radteiles 48 über die ganze Breite des Rades durchgeführt, so dass die Zähne mit ihren seitlichen Brustflä- chen am Gegenzahn 51 anliegen. In diesem Falle ist also eine die Montage des Getriebes ermöglichende
Teilung der Quer-Ebene vorgesehen. Diese Ausbildung ist besonders dann zweckmässig, wenn die Verzah- nung mit dem Schrägungswinkel 900 eingängig ausgebildet wird, wie hier dargestellt.
Auch eignet sich diese hier gezeigte Art der Teilung für den Fall, dass man, was aus Montagegründen der Fall sein kann, das innere Zentralrad geteilt ausführen will. In diesem Falle wird zweckmässigerweise am inneren Zen- tralrad, in Richtung des Kraftflusses gesehen, die Verzahnung mit dem 900 Schrägungswinkel zuletzt kommen.
In den Zeichnungen sind Planetengetriebe mit unsymmetrischer Pfeil-oder Doppelschrägverzahnung dargestellt, bei denen der Schrägungswinkel der einen Pfeilhälfte den Grenzwert 900 annimmt. Es kann aber gleichzeitig die andere Pfeilhälfte den andern Grenzwert für den Schrägungswinkel, nämlich 00, an- nehmen, also als Gradverzahnung ausgebildet sein. Solch eine Ausbildung der Erfindung kann z. B. dann von Vorteil sein, wenn z. B. von der Innenrad-Seite her ein Axialschub auf das Gehäuse (im Falle der An- ordnung nach Fig. 1) übertragen werden soll ohne Benutzung von Längs-oder Drucklagern.
Diese beschriebene Ausbildung derjenigen Pfeilhälfte, welche den grösseren Schrägungswinkel auf- weist, bringt dadurch, dass deren Schrägungswinkel mit dem Grenzwert 900 bemessen wird, den Vorteil, dass ihr Zahnprofil als Zahnstangenprofil dargestellt werden kann. Das bedeutet, dass diese Verzahnung im Drehverfahren, beispielsweise mittels eines Kammstahles, erzeugt werden kann, was eine wesentliche
Verbilligung der Herstellung bedeutet, weil weder teure Spezialmaschinen noch aufwändige Verzahnungs- werkzeuge dafür benötigt werden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Stirnräderplanetengetriebe mit Gerad- oder Einfach-Schrägverzahnung, bei dem mindestens eines der Zentralräder mit dem sein Drehmoment aufnehmenden Teil gelenkig oder elastisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Zahnräder (10, 21) in bezug auf seine axiale Lage geführt und dass die axiale Lage sämtlicher Zahnräder gegeneinander durch an sich bekannte Druckringe (13, 15, 42-43, 51) gewährleistet ist, welche mit den Rädern fest verbunden sind und ausserdem auch etwaige auf die Planetenräder wirkende Kippmomente aufnehmen.