DD158572A1

DD158572A1 - Umlaufraedergetriebe

Info

Publication number: DD158572A1
Application number: DD22990381A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Christ
Original assignee: Wilfried Christ
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1983-01-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufraedergetriebe mit geradverzahnten Stirnraedern fuer grosse Untersetzungsverhaeltnisse. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines solchen Getriebes zur Uebertragung kleinerer Leistungen bei kleinen Aussenabmessungen des Getriebes unter Verwendung von aussenverzahnten Geradstirnraedern sowohl fuer die Zentral- als auch fuer die Planetenraeder, wobei diese Raeder eine Zaehnezahl von maximal 30 Zaehnen nicht ueberschreiten sollen. Ferner soll es moeglich sein, unter Beibehaltung der Aussenabmessungen des Getriebes verschiedene Zahnradpaare bei nur geringfuegiger Veraenderung des Achsenabstandes zur Erzielung mehrerer Untersetzungsverhaeltnisse einzusetzen. Das erfindungsgemaesse Getriebe findet besonders als Vorschubgetriebe fuer Werkzeugmaschinen, als Getriebe fuer den Antrieb von Spaenefoerderern, Transportbaendern u. dgl. und als Stellgetriebe Anwendung.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Umlaufrädergetriebe mit gradverzahnten Stirnrädern für große Untersetzungsverhältnisse, das vorwiegend als Vorschubgetriebe für Werkzeugmaschinen, für den Antrieb von Transporteinrichtungen wie Späneförderer, Förderbander u, ä. und als Stellgetriebe verwendbar ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Umlaufrädergetriebe, mit denen auch große Untersetzungs-Verhältnisse schlechthin erzielbar sind, wurden bereits hinreichend beschrieben.

Die klassische Ausführungsart eines solchen Getriebes ist in "Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau", berichtigter Neudruck der 13. Auflagej Band 1, S, 782.

Abb. 157 dargestellt. Es besteht aus einem feststehenden Zentralrad, einem die Abtriebsdrehzahl ergebenen drehbaren Zentralrad, einem .angetriebenen Steg und einem Doppelplanetenrad_x das mit beiden Zentralrädern kämmt. Um ein möglichst großes Untersetzungsverhältnis zu erreichen, ist die Zähnezahldifferenz zwischen den zwei Zentralrädern mit 1 zu wählen und es sind für diese Räder große Zähnezahlen vorzusehen, De größer die Zähnezahlen werden* um so größer wird das Untersetzungsverhältnis. Dabei hat das Doppelplanetenrad gleiche Zähnezahl^so" daß eines der Zentralräder mit Profilverschiebung ausgeführt werden muß. Alle Räder sind dabei außenverzahnte Stirnräder. Aus der Art der Konstruktion ergibt sich aber., daß zur Erzielung großer Untersetzungsverhältnisse große Zähnezahlen für die Zentralräder mit einer Zahndifferenz von 1

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zu wählen sind. Dabei wird dieses Getriebe bei großen Untersetzungsverhältnissen von seinen Abmessungen her so groß,, daß es kaum noch praktisch verwendbar ist. Außerdem ist es mit dieser Getriebeart nicht möglich, größere Leistungen zu übertragen-Auch durch solche Getriebebauformen, bei denen ein äußeres innenverzahntes Zentralrad, ein inneres außenverzahntes Zentralrad und mehrere Planetenräder gewählt wurden, konnte der Mangel nicht, beseitigt werden, für große Untersetzungsverhältnisse relativ kleine Umlaufrädergetriebe zu bauen, obwohl zur Lösung dieses Problemes verschiedene Konstruktionsvorschläge bekannt geworden sind, deren Verwirklichung aber einen großen technologischen Aufwand erfordert, So ist mit DT-OS 25 11 973 angeregt worden» die Achsen der Planetenräder nicht parallel,sondern verschwenkt zu den An- und Abtriebswellen bei koaxialen Getrieben anzuordnen. Damit wird aus dem Stirnradplanetengetriebe ein Planetenschraubgetriebe und es wird möglich, äußeres und inneres Zentralrad sowie die Planetenräder mit unterschiedlichem Zahnschrägungswinkel auszuführen, so daß das geforderte Untersetzungsverhältnis nicht mehr unmittelbar, sondern nur noch mittelbar die Größe der Zahnräder und damit die Größe des Getriebes bes'timmt.

Trotzdem bleibt als Nachteil der große technologische Aufwand für die Herstellung solcher Getriebe erhalten und es ist weiterhin notwendig, spezielle Verzahnungsmaschinen einzusetzen, da auch innenverzahnte Räder als Möglichkeit zur Realisierung kleinerer Getriebeabmessungen Verwendung finden.

Ein sehr guter Vorschlag zur Ausführung eines Untersetzungsgetriebes für große Untersetzungsverhältnisse wird mit DT-OS 23 32 842 unterbreitet. Es finden jeweils zwei innenverzahnte Zentralräder und zwei außen-

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verzahnte Planetenräder Verwendung* so daß dadurch die Achsabstände klein gewählt werden können und so das Getriebe insgesamt relativ geringe Abmaße hat. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß das Unter-Setzungsverhältnis veränderbar ist, weil ein Zentralrad und das dazugehörende Planetenrad als Grundzahnräder ausgeführt und das zweite Zentralrad mit dem dazugehörenden Planetenrad auswechselbar sind. Nachteilig bleibt jedoch auch hier die Verwandung von innenverzahnten Rädern, die auf Spezialeinrichtungen gefertigt werden müssen. Es finden auch teilweise Sonderverzahnungen Verwendung, deren Herstellung wiederum höheren Aufwand erfordert.

3_5 Um solche Getriebe auch mit universellen Fertigungseinrichtungen herstellen zu können, wurde mit den · DD-PS 131 275 und 138 569 vorgeschlagen_r das als Hohlrad gestaltete Zentralrad nicht mit Innenverzahnung zu versehen, sondern anstelle der Verzahnung ^en9 aneinander liegende Formelemente anzuordnen* in die entsprechende Formlücken der Planetenräder eingreifen. Außerdem wurden entsprechende-Maßnahmen zur Geräuschreduzierung getroffen. Durch eine derartige Konstruktion ist zwar der Nachteil beseitigt, für die Herstellung von Innenverzahnung und Sonderverzahnungen spezielle Fertigungseinrichtungen zur Verfügung zu haben, es bleibt jedoch der hohe technologische Aufwand für die Herstellung und Montage der Formelemente.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Umlaufrädergetriebe für große Untersetzungsverhältnisse dadurch beseitigt werden, daß die Zentral- und Planetenräder auf universellen Fertigungseinrichtun-

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gen herstellbar sind und somit einen geringeren technologischen Aufwand erforderlich machen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Umlaufrädergetriebes für große Untersetzungsverhältnisse zur Übertragung kleinerer Leistungen bei relativ geringen Abmessungen des Getriebes unter Verwendung von außenverzahnten Geradstirnrädern für die Zentral- und die Planetenräder, wobei diese Räder eine Zähnezahl aufweisen sollen, die möglichst zwischen der theoretischen Grenzzähnezahl und etwa 30 Zähnen liegt und damit die Räder relativ klein sind, so daß eine einfache Konstruktion in Anwendung kommen kann und eine geräusch- und schwingungsarme Arbeitsweise des Getriebes ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Umlaufrädergetriebe soll ferner bei Anwendung des Konstruktionsbaukastenprinzips» also unter Beibehaltung gleicher Gehäuseaußenabmessungen und nur geringfügiger Änderungen der Achsabstände, die Erreichung mehrerer Untersetzungsverhältnisse ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem angetriebenen Steg eines Umlaufrädergetriebes, der in einem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist* die als außenverzahnten Geradstirnräder ausgebildeten Planetenräder in bekannter Weise drehbar angeordnet und mit einer Kupplung verbunden sind, wobei ein Planetenrad mit' einem im Gehäusedeckel festsitzendem Zentralradjj, das ebenfalls Außengeradverzahnung aufweist, kämmt und ein zweites Planetenrad mit einem zweiten Zentralradj das auf der Abtriebswelle angeordnet und ebenfalls als außenverzahntes Geradsti.rnrad ausgebildet ist,, kämmte wobei das eine Zantralrad mit dem dazugehörenden Planetenrad einen unterschiedliehen Modul gegenüber dem anderen Zentralrad mit dazugehörigem Planetenrad, aufweist und dabei die

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Zentralräder und die Planetenräder zur Erreichung eines gemeinsamen Achsabstandes mit Profilverschiebung versehen sind.

Unter Beibehaltung der Außenabmessungen des Getriebe- . gehäuses und bei nur geringfügiger Veränderung der Achsabstände zwischen Zentralräder und Planetenräder sind die Zähnezahlen für die Zentralräder und die Planetenräder so wählbar, daß Untersetzungsverhältnisse von 455 : 1» 200 : 1, 85 : 1, 51 : 1 und 24 : 1 erreichbar sind.

Zur Erreichung eines Untersetzungsverhältnisses von 455 : 1 ist ein Zentralrad mit 27 Zähnen und das dazugehörende Planetenrad mit 20 Zähnen Modul 1_X5 mm sowie das zweite Zentralrad mit 23 Zähnen und das

¹^ dazugehörende Planetenrad mit 17 Zähnen Modul 1,75 mm versehen.

Ausführungsbeispiel . . .

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungs. beispieles näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Getriebe. Im Getriebegehäuse 1 bzw. Gehäusedeckel 2 ist der Steg 3 mittels der Steglager 4 und 5 drehbar gelagert. Die Planetenräder 6 und 7 sitzen fest auf der Achse 8 und sind durch die Kupplung 9 fest verbunden. Die Achse 8 ist über die Nadellager 10 und 11 im Steg 3 gelagert. Da~e Planetenrad 7 kämmt mit dem fest im Gehäusedeckel 2 sitzenden Zentralrad 12. Durch seine Bohrung ist die Abtriebswelle 14 geführt und in den Abtriebswellenlagern 15 und 16 gelagert. Das zweite Zentralrad 13 ist mit der Abtriebswelle 14 fest verbunden und kämmt mit dem Planetenrad 6. Im Steg 3 ist der Antriebswellenanschluß 17 vorgesehen. Das Getriebegehäuse 1 ist in üblicher Weise mit öl gefüllt und entsprechend abgedichtet.

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Der Steg 3 ist angetrieben. Die Untersetzung erfolgt durch die Zahnradpaare 12, 7 und 6 _t 13, An der Antriebswelle 14 wird die benötigte Drehzahl abgegriffen. Das erfindungsgemäße Umlaufrädergetriebe ist nun so ausgeführt, daß das Zentralrad 12 und das dazugehörende Planetenrad 7 mit einem Modul und das Zentralrad 13 mit dem dazugehörenden Planetenrad 6 mit einem anderen Modul versehen ist. Die Räder 6, 7,12, 13 sind alle außengeradverzahnte Stirnräder. Durch die Verwendung unterschiedlicher Module für die Planetenräder S₁ 7 und damit auch für die Zentralräder 13., 12 war es möglich, daß relativ kleine außenverzahnte Stirnzahnräder verwendet werden konnten und so große Untersetzungsverhältnisse mit kleinen Getriebeabmessungen realisierbar sind. Soll z. B. mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ein Untersetzungsverhältnis von 455 : 1-erreicht werden^ wurde als günstigste Lösungsvariante gefunden, daß folgende Werte zu wählen sind:

Als Übersetzungsverhältnis i allgemein gilt:

ι =

1 -

Dabei ist s die Standübersetzung, Dabei ergibt sich fürs:

^Z12 ²

S —·

² 7

27

20

459

s = ———— 460

s = 0,9978

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1 - 0,9978 455

Der Modul von Z₁₂ ^unc' ^Z7 beträgt dabei 1,5 mm und der Modul von z_g und Z₁₃ 1,75 mm. Da für das erfindungsgemäße. Umlaufrädergetriebe ein Konstruktionsbaukastenprinzip zur Anwendung kam» is/t es möglich, unter Beibehaltung der Außenabmessungen des Getriebegehäuses und bei nur geringfügiger Veränderung der Achsabstände, im vorliegendem Ausführungsbeispiel um ca. 2_t5 mm, ^..^ Zähnezahlen fqρ die Zentralräder 12, 13 und die Planetenräder 6, 7 so zu wählen^ daß neben dem Untersetzungsverhältnis von 455 : 1 noch Untersetzungsverhältnisse von 200 : 1, 85 : 1., 51 : 1 und 24 : 1 erreichbar sind.. Dabei sind zweckmäßigerweise sowohl die Zentralräder 12, 13 als auch die Planetenräder G₁ 7 korrigiert.

Bei dem erfindungsgemäßen Umlaufrädergetriebe ist besonders von Vorteil, daß große Untersetzungsver-* hältnisse bei kleinen Getriebeabmessungen verwirklicht werden können* wobei relativ kleine, außengeradverzahnte Stirnräder zum Einsatz kommen können. Damit ist es auchSimöglich,. den technologischen Aufwand gering zu halten und universelle Fertigungseinrichtungen für die Zahnradherstellung einzusetzen* da nur außengeradverzahnte Stirnräder Verwendung finden. Außerdem sind bei gleichen Außenabmessungen des Getriebegehäuses, veränderter Zähnezahl der Zentral- und Planetenräder und nur geringfügiger Veränderung der Achsabstände, also durch Anwendung eines Konstruktionsbaukastenprinzips» mehrere Untersetzungen erzielbar. Alle Zahnräder haben dabei weniger als 30 Zähne, j

Claims

- β- 229903 Erfindungsanspruch

1. Umlaufrädergetriebe für große Untersetzungsverhältnisse zur Übertragung kleinerer bis größerer Leistungen bei-geringen Getriebeabmessungen, bestehend aus zwei Ze_Kntralrädern» zwei Planetenrädern und einem angetriebenen Steg, wobei die Antriebswelle koaxial zur Abtriebswelle angeordnet ist, gekennzeichnet, dadurch, daß auf dem angetriebenen Steg (3), der in einem Getriebege- · häuse (1) drehbar gelagert ist, die als außenverzahnten Geradstirnräder ausgebildeten Planetenräder (6, 7) in bekannter Weise drehbar angeordnet und mit einer Kupplung (9) verbunden sind, wobei das Planetenrad (7) mit einem im Gehäusedeckel (2) fest sitzendem Zentralrad (12), das ebenfalls Außengeradverzahnung aufweist, kämmt und das andere Planetenrad (6) mit dem zweiten Zentralrad (13), das auf der Abtriebswelle.u (14) angeordnet und ebenfalls als außenverzahntes Geradstirnrad ausgebildet ist, kämmt, wobei Zentralrad (12) und Planetenrad (7) einen unterschiedlichen Modul gegenüber dem Zentralrad (13) und Planetenrad (6) aufweisen und dabei die Zentralräder (12, 13) und die Planetenräder (6, 7) zur Erreichung eines gemeinsamen Achsabstandes mit Profilverschiebung versehen sind.

2, Umlaufrädergetriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß unter Beibehaltung der Außenabmessungen des Getriebegehäuses (1) und bei nur geringfügiger Veränderung der Achsabstände zwischen Zentralrädern (12,. 13) und Planetenrädern (6, 7) die Zähnezahlen für die Zentralräder (1.2j. 13) .und die Planetanräder (6, 7) so wählbar sind, daß Untersetzu.ngsverhältnisse von 455 : 1, 200 : 1, 85 : 1, 51 : 1 und 24 : 1 erzielbar sind.

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3. Umlaufrädergetriebe nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erreichung eines Untersetzungsverhältnisses von 455 : 1 das Zentralrad (12) mit 27 Zähnen und das Planetenrad (7) mit 20 Zähnen sowie: das Zentralrad (13) mit 23 Zähnen und das Planetenrad.(6) mit 17 Zähnen versehen ist, wobei Zentralrad (12) und Planetenrad (7) einen Modul von 1,5 mm und Zentralrad (13) und Planetenrad (6) einen Modul von 1*75 mm aufweisen.

Hierzu 1 S^ite Zeichnungen