Nachgiebige Kupplung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine torsionselastische Kupplung, z.B. in einem Planetengetriebe.
Wegen ihrer innern Kompliziertheit sind Planetengetriebe im allgemeinen wenig wider standsfähig gegen Stösse und Spannungen infolge von Drehmomentschwankungen als die gebräuchlicheren Arten von Getrieben. Eine elastische Kupplung kann zwischen die Antriebsmaschine und das Getriebe und/oder zwischen das Getriebe und die getriebene Welle eingeschaltet werden, aber die mo dernen Konstruktionen für hohe Geschwin digkeiten benötigen einen höheren Grad des innern Schutzes gegen Stösse und Dreh- momentpendelungen.
Ist die vorliegende nachgiebige Kupplung entsprechend in einem Zahnrad-Planeten- getriebe eingebaut, so schützt sie die Ge triebezähne.
Die Erfindung betrifft eine nachgiebige Kupplung mit zwei Elementen, die j e aus mindestens einem kreisförmigen Ring be stehen, und mit elastischen Mitteln zwischen den Elementen, um ein Drehmoment zwi schen den Elementen elastisch übertragen zu können.
Zweckmässig wird eines der Elemente durch einen kreisförmigen Ring mit T-förmi- gem Querschnitt gebildet, dessen Steg nach aussen gerichtet ist, während das andere Ele- ment hierbei aus zwei flachen, plattenähn lichen Ringen besteht, die auf beiden Seiten des Steges des<B>T</B> angeordnet sind, wobei die beiden Elemente mit aufeinander ausgerich teten Schlitzen versehen sind, die je zur Auf nahme eines Paares von Anschlaggliedern und mindestens einer Schraubenfeder ein gerichtet sind.
Bei einer Kupplung, wie im vorstehenden Abschnitt beschrieben, kann eines der Ele mente am Getriebegehäuse eines Planeten getriebes befestigt öder als Teil dieses Gehäu ses ausgebildet sein, während das andere Ele ment an einem Reaktionsteil des Getriebes befestigt oder als Teil eines solchen ausgebil det oder mit einem solchen einrückbar an geordnet sein kann, wodurch dieser Reak tionsteil um einen begrenzten Winkel ver dreht werden kann.
Es ist für viele Formen von Planeten getrieben kennzeichnend, dass Bremsen vor handen sind, um mindestens eines der drei wesentlichen Elemente des Getriebes, d. h. das Sonnenrad, den Planetenträger oder das Ringrad, zu steuern. Eine Kupplung gemäss der vorliegenden Erfindung kann entweder zwischen einer Bremse und dem Rahmen oder Gehäuse des Getriebes oder zwischen einer Bremse und einem der drei oben er wähnten wesentlichen Elemente des Ge triebes angeordnet sein, je nach den Um- ständen. Eine solche Anordnung ergibt eine Verlagerung einer nachgiebigen Kupplung von ausserhalb des Getriebes in dasselbe hinein.
Die nachgiebige Kupplung gemäss der vorliegenden Erfindung ist besonders geeig net zur Verwendung mit der hydraulisch oder pneumatisch betätigten Reibungsbremse, die im Schweizer Patent Nr. 332 602 beschrieben ist und bei der die Bremse von derjenigen Art ist, welche einrückbare Reibungsglieder ent hält, wie dort beschrieben.
Da die Kupplung oder Bremse entspre chend dem Schweizer Patent Nr. 332 602 und die elastische Kupplung entsprechend der vorliegenden Erfindung beide kreisring förmige Hauptelemente haben, können sie Seite an Seite oder die eine in der andern an geordnet werden.
Wo im Falle eines zweistufigen Planeten getriebes ein Glied vorhanden ist, welches als zusätzlicher Ring oder zusätzliches Reak tionsglied bezeichnet werden kann, und wel ches sonst starr am Gehäuse befestigt wäre, kann ein elastisches Glied eingeführt werden, welches eine beschränkte Drehbewegung des Reaktionsgliedes gegenüber den elastischen Gliedern der Kupplung ermöglicht.
Bei einer Konstruktionsform eines zweistufigen Pla netengetriebes weist die erste Stufe zwei Bremsringe auf, von denen der eine zur Er zeugung der Vorwärtsrichtung der Drehung dient und der andere zur Erzeugung der Rückwärtsrichtung. Die gewünschte Dreh richtung wird durch Anlegen der entsprechen den Bremse eingestellt.
Die Ausgangswelle der zweiten Stufe ist mit einem Träger ver bunden, auf welchem zusammengesetzte Pla netenräder montiert sind, deren grössere Ritzel mit einem Sonnenrad auf der Aus gangswelle der ersten Stufe in Eingriff stehen, und deren kleinere Ritzel in Eingriff stehen mit einem Ring, welcher über eine torsions- elastische Kupplung entsprechend der vor liegenden Erfindung am Gehäuse befestigt ist.
Die elastische Kupplung enthält zweck mässig einen innern, @gezahnten Ring von T-förmigem Querschnitt, wobei die Zähne auf dem Steg des<B>T</B> angebracht sind, während das andere Glied ein Paar von flachen Ringen auf weist, von denen je einer zu jeder Seite des Steges des<B>T</B> liegt, wobei zwischen dem Steg und den Ringen eine Anzahl von axial auf einander ausgerichteten Schlitzen ausgebildet sind, die halbkreisförmige Enden aufweisen, in welche halbkreisförmige Anschlagglieder eingreifen, zwischen denen die elastischen Glieder oder Federn angeordnet sind.
Das eine der Anschlagglieder kann mit einem zy- linderförmigen hohlen Rohr versehen sein, während das andere mit einem Stössel versehen ist, welcher im Rohr arbeitet und koaxial zur Feder verläuft und so die Glieder ausgerichtet hält. Der Zylinder mit dem Stössel kann als hydraulisches Dämpfungsmittel ausgebildet werden.
Die elastischen Einheiten werden vorzugs weise in der Mittelebene der kreisförmigen Ringe der Kupplung montiert, während die Anzahl und Steifigkeit der Einheiten ent sprechend den erwünschten Torsionscharak- teristiken verändert werden können.
Die elastischeKiipplung kann vorund(oder nach der Übersetzung in verschiedenen alter nativen Stellungen montiert werden, je nach dem Verwendungszweck des einzelnen Ge triebes.
Wie bereits angedeutet, kann die elastische Kupplung gemäss der vorliegenden Erfindung auf praktisch alle Formen von Planeten getrieben sowohl bei einer als auch bei zwei Stufen angewandt werden. Ebenso kann sie angewandt werden in einfachstem Falle, näm lich bei einem einfachen Planetengetriebe ohne Bremse, welches mit konstantem Ein griff arbeitet. In diesem Falle kann die elastische Kupplung-die auf das Reaktions glied arbeitet, welches vom Ring, vom Träger oder vom Sonnenrad gebildet werden kann, die dem Getriebe zugeführten Vibrationen verringern oder unterdrücken.
In der beiliegenden Zeichnung sind Aus führungsbeispiele der Kupplung nach der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Planetengetriebe dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Pla netengetriebe und Fig. ? einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Die erste Stufe des gezeichneten Getriebes weist auf einer Eingangswelle 1 ein Sonnenrad auf, das mit dem Planetenrad 3 in Eingriff steht, welches auf einem Zapfen 4 auf dem Planetenträger 5 drehbar ist. Das Planeten rad 3 steht in Eingriff mit den Zähnen am innern Umfang des kreisringförmigen Reak tionsringes 6 einer Bremse, welcher mit V-förmigen Kreisrinnen 7 versehen ist, die mit entsprechenden Rippen 8 am kreisringförmi gen Glied 9 dieser Bremse in Eingriff treten können, welches im Gehäuse 10 des Getriebes mittels Keil 16 nachgiebig in Umfangsrich tung gelagert ist. Beim Einrücken dieser Bremse wird der Reaktionsring 6 elastisch stationär gehalten und der Planetenträger dreht in einer Richtung und treibt die Welle 11.
Der Planetenträger ist ferner mit Pla netenrädern 12 versehen, welche mit einem weiteren kreisförmigen Reaktionsring 13 in Eingriff stehen, welcher mit einem Teil 14 einer Bremse elastisch verbunden ist, wäh rend der Teil 15 der Bremse mittels Keil 17 am Gehäuse 10 undrehbar befestigt ist. Axiale Verschiebung der beweglichen Glieder 9 und 15 ist zum Einrücken der Bremsen möglich. Wenn die zweite Bremse an Stelle der zuerst erwähnten Bremse eingerückt ist, wird die Welle 11 über nicht näher gezeigte Mittel in der andern Richtung gedreht.
Es sind also in der ersten Stufe des Getriebes zwei Reak tionsringe 6 und 13 vorhanden, um Vorwärts und Rückwärtsrichtung des Antriebes durch alternatives Einrücken der beiden Bremsen zu erhalten, deren eines Glied 9 bzw. 14 mit tels einer erfindungsgemässen Kupplung elastisch (in Umfangsrichtung) montiert ist. Die Welle 11 trägt das Sonnenrad 18, welches mit Planetenrädern 19 in Eingriff steht, die je mit einem Ritzel 20 auf dem Zapfen 21 am Träger 22 frei drehbar montiert sind, um einen zusammengesetzten<B>Typ</B> eines Planeten getriebes zu bilden.
Die Zähne auf dem Ritzel 20 stehen in Eingriff mit Zähnen auf dem kreisförmigen Reaktionsring 23, der einen T-förmigen Querschnitt hat und zwischen den äussern Ringgliedern 24 und 25 angeordnet ist. Das Glied 23 kann eine begrenzte, ela stische Drehbewegung relativ zu den starr am Gehäuse befestigten Gliedern 24 und 25 ausführen.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die kreis förmigen gleichachsigen Ringglieder 23, 24 und 25 mit axial aufeinander ausgerichteten Schlitzen mit halbkreisförmigen Enden ver sehen sind, in welche halbkreisförmige An schlagglieder 26 eingreifen, zwischen denen Federn 27 angeordnet sind. Von den An schlaggliedern 26 ist das eine eines jeden Paares mit einem zylinderförnügen, hohlen Rohr 28 versehen, während das andere einen Stössel 29 aufweist, welcher im Rohr 28 ko axial zur Feder arbeitet und so die Teile aus gerichtet hält. Der Zylinder und der Stössel können als hydraulisches Dämpfungsmittel ausgebildet sein.
Wenn sich das mittlere Glied 23 in einer Richtung gegenüber den äusseren Gliedern 24 und 25 bewegt, wird die gemeinsame Länge der Schlitze verkürzt und die Federn werden zusammengedrückt.
Der Planetenträger 22 arbeitet auf die Ausgangswelle 30.
Die Anzahl und Steifigkeit der elastischen Einheiten können entsprechend den Eigen schaften des zu übertragenden Drehmomen tes verändert werden.
Es ist klar, dass die beschriebenen Aus führungsformen nur Beispiele sind und dass Details bei der Verwirklichung der Erfindung verändert werden können, ohne die Grund idee der Erfindung zu verlassen.
Compliant Coupling The present invention relates to a torsionally flexible coupling, e.g. in a planetary gear.
Because of their intrinsic complexity, planetary gears are generally less resistant to shocks and stresses due to torque fluctuations than the more common types of gears. A flexible coupling can be switched between the drive machine and the gearbox and / or between the gearbox and the driven shaft, but modern designs for high speeds require a higher degree of internal protection against impacts and torque oscillations.
If the present flexible coupling is installed in a gear planetary gear, it protects the gear teeth.
The invention relates to a flexible coupling with two elements, each of which consists of at least one circular ring, and with elastic means between the elements in order to be able to elastically transmit a torque between the elements.
One of the elements is expediently formed by a circular ring with a T-shaped cross-section, the web of which is directed outwards, while the other element consists of two flat, plate-like rings on both sides of the web of the <B > T </B> are arranged, wherein the two elements are provided with aligned end slots which are each directed to take on a pair of stop members and at least one helical spring.
In a clutch, as described in the previous section, one of the ele ments can be attached to the gear housing of a planetary gear or formed as part of this housin ses, while the other ele ment attached to a reaction part of the gear or as part of such ausgebil det or with such an indentable can be arranged, whereby this reac tion part can be rotated ver by a limited angle.
It is characteristic of many forms of planetary gear that brakes are present to operate at least one of the three essential elements of the transmission, i. H. the sun gear, the planet carrier or the ring gear to control. A clutch according to the present invention can be arranged either between a brake and the frame or housing of the transmission or between a brake and one of the three essential elements of the transmission mentioned above, depending on the circumstances. Such an arrangement results in a displacement of a flexible coupling from outside the transmission into the same.
The compliant clutch of the present invention is particularly suitable for use with the hydraulically or pneumatically actuated friction brake described in Swiss Patent No. 332 602, in which the brake is of the type which holds engaging friction members as described therein .
Since the clutch or brake according to Swiss Patent No. 332 602 and the elastic coupling according to the present invention both have circular ring-shaped main elements, they can be arranged side by side or one in the other.
Where, in the case of a two-stage planetary gearbox, there is a member which can be referred to as an additional ring or additional reaction member, and which would otherwise be rigidly attached to the housing, an elastic member can be introduced which restricts the rotational movement of the reaction member relative to the elastic Linking the coupling allows.
In one form of construction of a two-stage planet gear, the first stage has two brake rings, one of which is used to generate the forward direction of rotation and the other to generate the reverse direction. The desired direction of rotation is set by applying the appropriate brake.
The output shaft of the second stage is connected to a carrier on which composite planet gears are mounted, the larger pinion of which is engaged with a sun gear on the output shaft of the first stage, and the smaller pinion of which is in engagement with a ring which over a torsionally flexible coupling is attached to the housing according to the present invention.
The elastic coupling expediently contains an inner, toothed ring of T-shaped cross-section, the teeth being attached to the web of the <B> T </B>, while the other link has a pair of flat rings, one of which one on each side of the web of the <B> T </B>, with a number of axially aligned slots being formed between the web and the rings which have semicircular ends in which semicircular stop members engage, between which the elastic members or springs are arranged.
One of the stop members can be provided with a cylindrical hollow tube, while the other is provided with a plunger which works in the tube and runs coaxially to the spring and thus keeps the links aligned. The cylinder with the ram can be designed as a hydraulic damping means.
The elastic units are preferably mounted in the center plane of the circular rings of the coupling, while the number and rigidity of the units can be changed according to the desired torsion characteristics.
The elastic coupling can be mounted before and (or after the translation in different alternative positions, depending on the purpose of the individual gearbox.
As already indicated, the elastic coupling according to the present invention can be applied to practically all forms of planetary gear, both in one and in two stages. It can also be used in the simplest case, namely with a simple planetary gear without a brake, which works with a constant handle. In this case, the elastic coupling-which works on the reaction member, which can be formed by the ring, the carrier or the sun gear, can reduce or suppress the vibrations supplied to the transmission.
In the accompanying drawings, exemplary embodiments of the clutch according to the present invention are shown in connection with a planetary gear, namely: Fig. 1 is an axial section through the Pla designated gear and Fig. a cross section along the line II-II in FIG. 1.
The first stage of the transmission shown has a sun gear on an input shaft 1 which meshes with the planet gear 3, which is rotatable on a pin 4 on the planet carrier 5. The planet wheel 3 is in engagement with the teeth on the inner circumference of the annular reac tion ring 6 of a brake, which is provided with V-shaped circular grooves 7, which can come into engagement with corresponding ribs 8 on the Kreisringförmi gene member 9 of this brake, which in Housing 10 of the transmission is mounted resiliently in the circumferential direction by means of wedge 16. When this brake is applied, the reaction ring 6 is held elastically stationary and the planet carrier rotates in one direction and drives the shaft 11.
The planet carrier is also provided with Pla designated wheels 12 which are in engagement with a further circular reaction ring 13 which is elastically connected to part 14 of a brake, while the part 15 of the brake is fixed by means of wedge 17 to the housing 10 non-rotatably. Axial displacement of the movable members 9 and 15 is possible to apply the brakes. When the second brake is engaged instead of the first-mentioned brake, the shaft 11 is rotated in the other direction by means not shown in detail.
So there are two reaction rings 6 and 13 in the first stage of the transmission to obtain the forward and reverse direction of the drive by alternately engaging the two brakes, one of which is a member 9 or 14 with a coupling according to the invention elastically mounted (in the circumferential direction) is. The shaft 11 carries the sun gear 18, which meshes with planet gears 19 which are each freely rotatably mounted with a pinion 20 on the pin 21 on the carrier 22 to form a composite type of planetary gear .
The teeth on the pinion 20 mesh with teeth on the circular reaction ring 23, which has a T-shaped cross-section and is disposed between the outer ring members 24 and 25. The member 23 can perform a limited, ela tical rotary movement relative to the members 24 and 25 rigidly attached to the housing.
From Fig. 2 it can be seen that the circular equiaxed ring members 23, 24 and 25 with axially aligned slots with semicircular ends are ver see, in which semicircular impact members 26 engage, between which springs 27 are arranged. From the stop members 26 is one of each pair with a zylinderförnügen, hollow tube 28, while the other has a plunger 29 which works in the tube 28 ko axially to the spring and so keeps the parts from directed. The cylinder and the ram can be designed as hydraulic damping means.
When the middle link 23 moves in a direction opposite the outer links 24 and 25, the common length of the slots is shortened and the springs are compressed.
The planet carrier 22 works on the output shaft 30.
The number and rigidity of the elastic units can be changed according to the properties of the torque to be transmitted.
It is clear that the embodiments described are only examples and that details can be changed in the implementation of the invention without departing from the basic idea of the invention.