BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Planetengetriebe gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
In einer bekannten Ausführungsform sind Antriebsachse und Abtriebsachse gleichachsig angeordnet. Die Antriebsachse trägt oder bildet selbst das Sonnenrad. Mittels eines rotierbaren Steges wird das Planetenrad drehbar um seine eigene Achse und um die An- bzw. Abtriebsachse gelagert. Wenn das dritte Rad als feststehendes Hohlrad ausgebildet ist, bildet der Steg den Abtrieb. Bei solchen Getrieben bildet das Spiel zwischen den Zahnflanken der verschiedenen miteinander kämmenden Räder ein grosses Problem, insbesondere aber dann, wenn ein solches Getriebe als Stellgetriebe für eine Nachlaufsteuerung benützt wird, weil damit eine genaue Wiederholbarkeit praktisch ausgeschlossen ist.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung bei einem Planetengetriebe der oben beschriebenen Art das Spiel auszuschliessen.
Erfindungsgemäss wird dies gemäss den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs erreicht.
Wie diese Erfindung zeigt, wird das Spiel dadurch behoben, dass die beiden Teile des Planetenrades, nämlich das Hauptrad und das Verstellrad, mittels Federkraft gegeneinander verdreht werden. Nach einer ersten Ausführungsform kann dies dadurch geschehen, dass die Verzahnung der drei Räder schräg und die Führungsverzahnung zwischen Achse des Hauptrades und dem Nebenrad gerade ist. Als Variante dazu könnte die Verzahnung der drei Räder gerade sein und die Führungsverzahnung könnte schräg sein oder es könnte ein Schraubengetriebe zwischen die sen Teilen angeordnet sein. Als Feder kann eine einfache Teller feder verwendet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Planetengetriebes nach der Erfindung, wobei nur die eine Hälfte dargestellt ist, und
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in stark vereinfachter Form zur Darstellung der gegenseitigen Lage der Räder.
Der Antrieb zum Sonnenrad 10 erfolgt über einen Antriebskonus 11 und einen Kupplungskonus 12. Der Antriebskonus 11 trägt einen Zahnkranz 13. Zur Erzeugung der notwendigen Rei- bungskraft zwischen Antriebskonus 11 und Kupplungskonus 12 ist eine an einem auf der Sonnenradwelle 15 befindlichen Sicherungsring 14 abgestützte Scheibenfeder 16 vorhanden. In bekannter Weise ist die Sonnenradwelle 15 an ihren beiden Endpartien gelagert und zwar links in der Fig. 1 mittels eines Kugellagers 17 und am rechten Ende in Fig. 2 in einem Walzenlager
18. Durch eine Mutter 19 wird das Kugellager 17 im Gehäuseteil la gehaltert.
Das Hohlrad 20 ist dem Prinzip nach fest. Es lässt sich jedoch mittels eines Schneckengetriebes von dem nur der Schnekkenradteil 21 im Schnitt ersichtlich ist von aussen verstellen.
Das Hohlrad 20 ist mittels eines Kugellagers 22 in einem weiteren Gehäuseteil 1b drehbar gelagert. Mit einem weiteren Kugellager 23 ist der Steg 30 in Hohlrad 20 drehbar geführt. Das genannte Walzenlager 18 stützt den Steg 30 gegenüber der Sonnenradwelle 15 ab.
Das Hohlrad 20 ist als Hohlzylinder ausgebildet und trägt auf seiner Innenwand in bekannter Weise einen Innenzahnkranz 22. Über die Verzahnung selbst wird auf weiter unten verwiesen.
Der genannte Steg 30 ist durch einen Kranz 33 mit einer Platte 31 gebildet. Im Kranz 33 sind vier Bohrungen 32 mit zur Achse der Sonnenradwelle 15 parallelen Achsen zur Aufnahme von vier Planetenrädern 40A, 40B, 40C, 40D (Fig. 2), von denen in Fig. 1 nur das Planetenrad 40A dargestellt ist Alle vier Planetenräder sind unter sich gleich ausgebildet, so dass es genügt, wenn nur das Planetenrad 40A gemäss Fig. 1 im Detail beschrieben wird.
Ein jedes Planetenrad 40 ist ein Zahnrad, das einerseits mit dem Zahnkranz 22 des Hohlrades 20 und anderseits mit dem Sonnenrad 10 kämmt. Mit diesem Planetenrad 40 ist die Planetenradwelle 41 einstückig verbunden. An beiden Enden ist diese Planetenradwelle 41 mittels eines Walzenlagers 42, 43 in der genannten Bohrung 32 des Kranzes 33 drehbar gelagert. Der Kranz 33 besitzt selbstverständlich Öffnungen 34, 35 in der Innenwandpartie und in der Aussenwandpartie, damit das Planetenrad 40 hindurchgreifen und wie gesagt, mit Hohlrad 20 und Sonnenrad 10 in Eingriff gelangen kann.
Gemäss der Erfindung ist das Planetenrad 40 entlang einer senkrecht zur Planetenradwelle 41 liegenden Ebene entzweigetrennt, so dass ein Hauptrad 44 und ein Verstellrad 45 gebildet wird. Das Verstellrad 45 hat dieselbe Zahnung wie das Hauptrad 44. Im übrigen ist das Verstellrad 45 auf der Planetenradwelle 41 axialverschieblich geführt. Über diese Führung wird weiter unten, im Zusammenhang mit der Verzahnung der drei Räder gesprochen.
Mittels einer Scheibenfeder 46 wird ein axialer Druck auf das Verstellrad 45 in Richtung gegen das Hauptrad 44 ausge übt. Dazu stützt sich die Scheiben feder 46 gegen den Innenring des äusseren Walzenlagers 43 ab. An diesem wird der Druck mittels einer auf die Planetenradwelle 41 aufgeschrauben Mutter 47 aufgefangen.
Die Platte 31 des Stegs 30 ist mit der mittels eines Gleitla gers 51 am Gehäuseteil 1b geführten Abtriebswelle 50 einstückig verbunden.
Mit einer solchen Anordnung kann nun das Getriebespiel zwischep Sonnen-, Planeten- und Hohlrad aufgehoben werden.
Es ist nun lediglich notwendig, dass sich das Verstellrad 45 dem Druck der Feder 46 gegenüber dem Hauptrad 44 verdrehen kann. Dies kann einerseits dadurch bewirkt werden, dass Sonnen-, Planeten- und Hohlrad untereinander eine Schrägverzahnung aufweisen und die Führung des Verstellrades 45 auf der Planetenradwelle 41 als gerade Verzahnung ausgebildet ist.
Auch könnte die Verzahnung von Sonnen-, Planeten- und Hohlrad gerade und die Führung eine Schrägverzahnung sein.
Anstelle einer Schrägverzahnung zwischen Verstellrad 45 und Planetenradwelle 41 könnte die Führung auch als Schraubengetriebe sein, wobei die Steigung des Gewindes in Abhängigkeit des Drehmomentes gewählt werden kann. Je kleiner das Drehmoment ist, umso geringer sollte die Steigung sein, wodurch die Selbsthemmung gross wird. Bei grossem Drehmoment kann die Selbsthemmung gering sein, so dass sich unter dem Druck der Feder 46 ein Gleichgewicht einstellen kann.
Für die Aufhebung des Getriebespiels sowohl zwischen Sonnenrad und Planetenrädern, als auch zwischen Planetenrädern und Hohlrad, kann wie in Fig. 2 vorgeschlagen mit den beiden aus je zwei sich gegenüberliegend angeordneten Planetenrädern gebildeten Paaren einerseits das Spiel gegenüber dem Sonnenrad und anderseits gegenüber dem Hohlrad dadurch aufgehoben werden, dass die Achsen bl, b2 und C1, C2 der Planetenrad-Paare einen unterschiedlichen Abstand zur Achse a des Sonnenrades aufweisen. Wie dargestellt könnte das Paar mit den Achsen bl, b2, also die Planetenräder 40A und 40C, einen grösseren Abstand zur Achse a des Sonnenrades 10 aufweisen als das Paar mit den Achsen C1, C2, also die Planetenräder 40B und 40D. Dadurch wird durch die beiden Planetenräder 40A und 40C das Spiel mit dem Hohlrad aufgehoben und mit den Planetenrädern das Spiel mit dem Sonnenrad.
DESCRIPTION
The present invention relates to planetary gears according to the preamble of independent claim 1.
In a known embodiment, the drive axis and output axis are arranged coaxially. The drive axle carries or forms the sun gear itself. The planetary gear is rotatably supported about its own axis and about the input or output axis by means of a rotatable web. If the third wheel is designed as a fixed ring gear, the web forms the output. With such gearboxes, the play between the tooth flanks of the various meshing wheels is a major problem, especially when such a gearbox is used as an actuating gearbox for an overrun control, because an exact repeatability is practically impossible.
It is therefore an object of the invention to rule out play in a planetary gear of the type described above.
According to the invention, this is achieved in accordance with the features of the independent patent claim.
As this invention shows, the game is eliminated in that the two parts of the planet gear, namely the main gear and the adjusting wheel, are rotated against each other by means of spring force. According to a first embodiment, this can be done in that the toothing of the three wheels is oblique and the guide toothing between the axis of the main wheel and the secondary wheel is straight. As a variant, the toothing of the three wheels could be straight and the guide toothing could be oblique or a screw gear could be arranged between these parts. A simple plate spring can be used as a spring.
The invention is explained below with reference to the drawing.
Show it:
Fig. 1 is a sectional view of a planetary gear according to the invention, wherein only one half is shown, and
Fig. 2 is a sectional view along the section line II-II in Fig. 1 in a greatly simplified form to show the mutual position of the wheels.
The drive to the sun gear 10 takes place via a drive cone 11 and a clutch cone 12. The drive cone 11 carries a ring gear 13. To generate the necessary frictional force between the drive cone 11 and the clutch cone 12, a disc spring 16 supported on a locking ring 14 located on the sun gear shaft 15 is provided available. In a known manner, the sun gear shaft 15 is supported at its two end parts, namely on the left in FIG. 1 by means of a ball bearing 17 and at the right end in FIG. 2 in a roller bearing
18. The ball bearing 17 is held in the housing part la by a nut 19.
The ring gear 20 is fixed in principle. However, it can be adjusted from the outside by means of a worm gear, of which only the worm gear part 21 can be seen in section.
The ring gear 20 is rotatably supported in a further housing part 1b by means of a ball bearing 22. With another ball bearing 23, the web 30 is rotatably guided in the ring gear 20. The roller bearing 18 supports the web 30 with respect to the sun gear shaft 15.
The ring gear 20 is designed as a hollow cylinder and has an internal ring gear 22 on its inner wall in a known manner. Reference is made below to the toothing itself.
Said web 30 is formed by a ring 33 with a plate 31. In the ring 33 there are four bores 32 with axes parallel to the axis of the sun gear shaft 15 for receiving four planet gears 40A, 40B, 40C, 40D (FIG. 2), of which only the planet gear 40A is shown in FIG. 1. All four planet gears are under are of identical design, so that it is sufficient if only the planet gear 40A according to FIG. 1 is described in detail.
Each planet gear 40 is a gear that meshes on the one hand with the ring gear 22 of the ring gear 20 and on the other hand with the sun gear 10. The planet gear shaft 41 is connected in one piece to this planet gear 40. At both ends, this planetary gear shaft 41 is rotatably mounted in the mentioned bore 32 of the ring 33 by means of a roller bearing 42, 43. The ring 33 naturally has openings 34, 35 in the inner wall part and in the outer wall part so that the planet gear 40 can reach through and, as said, can come into engagement with the ring gear 20 and sun gear 10.
According to the invention, the planet gear 40 is separated in two along a plane perpendicular to the planet gear shaft 41, so that a main gear 44 and an adjusting gear 45 are formed. The adjusting wheel 45 has the same toothing as the main wheel 44. In addition, the adjusting wheel 45 is axially displaceably guided on the planet gear shaft 41. This guide will be discussed below in connection with the interlocking of the three wheels.
By means of a disc spring 46, an axial pressure is exerted on the adjusting wheel 45 in the direction against the main wheel 44. For this purpose, the disc spring 46 is supported against the inner ring of the outer roller bearing 43. At this, the pressure is absorbed by a nut 47 screwed onto the planet gear shaft 41.
The plate 31 of the web 30 is connected in one piece with the output shaft 50 guided by means of a slide bearing 51 on the housing part 1b.
With such an arrangement, the gear play between sun, planet and ring gear can now be eliminated.
It is now only necessary that the adjusting wheel 45 can turn the pressure of the spring 46 relative to the main wheel 44. On the one hand, this can be achieved in that the sun, planet and ring gear have helical teeth with one another and the guidance of the adjusting wheel 45 on the planet gear shaft 41 is designed as straight toothing.
The toothing of the sun, planet and ring gear could also be straight and the guide could be a helical toothing.
Instead of a helical toothing between the adjusting wheel 45 and the planetary gear shaft 41, the guide could also be a screw gear, the pitch of the thread being able to be selected as a function of the torque. The smaller the torque, the less the slope should be, which increases the self-locking. With a large torque, the self-locking can be low, so that an equilibrium can be established under the pressure of the spring 46.
For the abolition of the gear play both between the sun gear and planet gears, and between planet gears and ring gear, as suggested in FIG. 2, the two pairs of oppositely arranged planet gears, on the one hand, cancels the play against the sun gear and, on the other hand, against the ring gear be that the axes bl, b2 and C1, C2 of the planet gear pairs have a different distance from the axis a of the sun gear. As shown, the pair with the axes bl, b2, that is to say the planet gears 40A and 40C, could have a greater distance from the axis a of the sun gear 10 than the pair with the axes C1, C2, that is to say the planet gears 40B and 40D. As a result, the play with the ring gear is canceled by the two planet gears 40A and 40C and the play with the sun gear is eliminated with the planet gears.