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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Getriebeanordnungen oder -mechanismen werden bei vielen Arten von Elektromotoren oder anderen Drehvorrichtungen zur Kraftübertragung auf eine Ausgangswelle eingesetzt. Zum Beispiel können Getriebe verwendet werden, um die Drehzahl oder das Ausgangsdrehmoment eines Elektromotors passend für eine bestimmte Anwendung zu ändern.
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Die 1A und 1B zeigen Beispiele verschiedener Bauformen von Motorgetriebemechanismen. 1A beispielsweise zeigt einen Motor und eine Getriebeanordnung mit einer Montageplatte 1, einem oder mehreren Innenzahnkränzen (wie zum Beispiel ein erster Innenzahnkranz 2 und ein zweiter Innenzahnkranz 3) und einer Abdeckung 4. Eine oder mehrere Zahnradgruppen können konfiguriert sein für eine Drehung in den Innenzahnkränzen 2 und 3. Die Drehungen der Zahnradgruppen treiben eine Ausgangswelle 5 an. Durch die Montageplatte 1 ist das Getriebe an einem Elektromotor 6 befestigt. Ein oder mehrere Befestigungselemente 7 (z. B. Befestigungsschrauben, Bolzen oder Zapfen) sind von dem Ausgangsende des Getriebes eingesetzt und erstrecken sich durch die erste Abdeckung 4, den ersten und den zweiten Innenzahnkranz 2 und 3 und die Montageplatte 1.
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Eine Verbindung mit einem freien Endes der Ausgangswelle 5 des Motors wird verwendet, um die Drehung der Ausgangswelle auf eine Anwendung zu übertragen, z. B. auf ein Gebläse, ein Rad, Zahnrad etc. Um eine Beschädigung der Lager zu vermeiden, die der Ausgangswelle 5 zugeordnet sind, sollte beim Zusammenbau zuerst die Verbindung mit der Ausgangswelle erfolgen. Jedoch können sich die Herstellung der Verbindung mit der Ausgangswelle 5 und die Anbringung von Befestigungselementen 7 gegenseitig behindern.
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1B zeigt eine weitere Vorgehensweise zum Montieren eines Getriebes an einem Motor, wobei eine Vielzahl von Radialbolzen 8 für die Anbringung der Zahnkränze 2 und 3 und für die Anbringung des Getriebes an dem Motor 6 verwendet wird. Diese Art der Montage könnte jedoch in vibrationsintensiven Umgebungen nachteilig sein, da sich durch die Vibration der Vorrichtung die Bolzen lösen könnten.
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Daher wird eine Getriebeanordnung benötigt, die sich einfach zusammensetzen lässt und die außerdem geräuscharm ist und sich in vibrationsintensiven Umgebungen als zuverlässig erweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Einige Ausführungsformen sind auf eine einfach zusammenzusetzende Getriebeanordnung gerichtet. In einigen Ausführungsformen umfasst die Getriebeanordnung eine Vielzahl von Innenzahnkränzen und eine Vielzahl von Zahnradgruppen, die drehbar an der Vielzahl von Innenzahnkränzen befestigt und für eine Drehung in der Vielzahl von Innenzahnkränzen konfiguriert ist, wobei die Vielzahl von Zahnradgruppen Kraft von einem Krafteingangsende der Getriebeanordnung auf eine Ausgangswelle an einem Kraftausgangsende der Getriebeanordnung überträgt. Die Zahnradgruppen sind mechanisch miteinander verbunden, um das Drehmoment zwischen dem Krafteingangsende und dem Kraftausgangsende des Getriebes zu übertragen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe zwei Innenzahnkränze und drei Planetenradgruppen.
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Eine Vielzahl von Befestigungselementen kann zur Festlegung der Vielzahl von Innenzahnkränzen aneinander von dem Krafteingangsende eingesetzt sein. In einigen Ausführungsformen haben die Befestigungselemente einen Kopfbereich und einen Endbereich, so dass in dem zusammengesetzten Getriebe der Kopfbereich dem Krafteingangsende des Getriebes benachbart ist, während der Endbereich in der Nähe des Kraftausgangsendes liegt. In einigen Ausführungsformen sind die Befestigungselemente Gewindeschrauben.
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In einigen Ausführungsformen umfasst eine Zahnradgruppe ein Sonnenrad und eine Vielzahl von Planetenrädern, wobei die Planetenräder mit dem Sonnenrad und den Zähnen eines Innenzahnkranzes kämmen. Ein Spin-Rahmen kann koaxial zu dem Sonnenrad angeordnet und an den Planetenrädern derart befestigt sein, dass dieser sich dreht, während sich die Planetenräder um das Sonnenrad drehen. Der Spin-Rahmen kann an dem Sonnenrad einer weiteren Zahnradgruppe drehbar befestigt sein, so dass das Drehmoment von einer Gruppe auf eine andere übertragen werden kann.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Vielzahl von Innenzahnkränzen einen schrägverzahnen Zahnkranz und einen geradverzahnten Zahnkranz. In einigen Ausführungsformen ist der schrägverzahnte Zahnkranz der dem Krafteingangsende des Getriebes am nächsten gelegene Innenzahnkranz. Ähnlich können die Zahnradgruppen eine oder mehrere schrägverzahnte Zahnradgruppen, die für eine Drehung in dem schrägverzahnten Zahnkranz konfiguriert sind, und eine oder mehrere geradverzahnte Zahnradgruppen, die für eine Drehung in dem geradverzahnten Zahnkranz konfiguriert sind, umfassen. Die Schrägzähne des schrägverzahnten Zahnkranzes der Zahnradgruppen können derart konfiguriert sein, dass sie einen Winkel zwischen 8 Grad und 20 Grad aufweisen.
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In einigen Ausführungsformen kann der Zahnkranz, der dem Krafteingangsende am nächsten gelegen ist (z. B. der schrägverzahnte Zahnkranz), eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, die für die Aufnahme eines Kopfbereichs eines Befestigungselements der Vielzahl von Befestigungselementen konfiguriert ist. Er kann auch eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, die sich in axialer Richtung erstrecken und die derart ausgebildet sind, dass sie mit einer Vielzahl von einem Elektromotor zugeordneten Ausnehmungen ineinandergreifen, um das Getriebe an dem Elektromotor zu befestigen. Dies kann mit Hilfe einer Vielzahl von radial positionierten Befestigungselementen geschehen, die die Vorsprünge des Zahnkranzes an den Ausnehmungen des Motors fixieren.
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Eine Ausgangswelle kann mit der Zahnradgruppe, die dem Ausgangsende des Getriebes am nächsten gelegen ist, verbunden sein und kann durch ein oder mehrere Lager hindurchgeführt sein, die in einem Lagergehäuse montiert sind. Die Ausgangswelle kann an einer Verbinderkomponente befestigt sein, um das Drehmoment von dem Getriebe auf eine Außenanwendung zu übertragen.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe ferner eine Hülse, die einen Teil der Vielzahl von Innenzahnkränzen umschließt und die mindestens eine Befestigungskonstruktion für die Montage der Getriebeanordnung aufweist. Das Lagergehäuse für das Halten des einen oder der mehreren Lager, durch das/die die Ausgangswelle hindurchgeführt ist, kann in der Hülse montiert sein.
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In einigen Ausführungsformen kann das Getriebe zusammengesetzt sein, indem ein Verbinder auf das erste Ende einer Ausgangswelle aufgesetzt und ein zweites Ende der Ausgangswelle mit einer Vielzahl von Zahnradgruppen, die für eine Drehung in einer Vielzahl von Zahnkränzen konfiguriert ist, mechanisch verbunden ist. Eine Vielzahl von Befestigungselementen kann von einem von dem Verbinder entfernten Ende axial eingesetzt sein, um die Vielzahl von Zahnkränzen aneinander festzulegen. Da die Befestigungselemente von dem Eingangsende in die Getriebeanordnung eingesetzt sind, lässt sich eine gegenseitige Behinderung des Einsetzens der Befestigungselemente und des auf die Ausgangswelle aufgesetzten Verbinders vermeiden.
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Während des Zusammensetzens kann ein Sonnenrad in einer von dem Verbinder entfernten ersten Gruppe der Vielzahl von Zahnradgruppen mit einer Welle eines Elektromotors verbunden und ein von dem Verbinder entfernter Zahnkranz der Vielzahl von Zahnkränzen an dem Elektromotor angebracht werden. Das Sonnenrad einer zweiten Zahnradgruppe kann mit einem Planetenrad der ersten Zahnradgruppe mechanisch derart verbunden werden, dass ein Drehmoment von der ersten Zahnradgruppe auf die zweite Zahnradgruppe übertragen werden kann. Ähnlich kann das Sonnenrad einer dritten Zahnradgruppe mit einem Planetenrad der zweiten Zahnradgruppe mechanisch verbunden werden und so weiter. Das zweite Ende der Ausgangswelle kann mit dem Planetenrad der letzten Zahnradgruppe mechanisch verbunden werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die mechanische Verbindung des Sonnenrads in einer zweiten Zahnradgruppe mit dem Planetenrad der ersten Zahnradgruppe das Befestigen eines Spin-Rahmens koaxial zu dem Sonnenrad der ersten Zahnradgruppe an dem Planetenrad der ersten Zahnradgruppe und das Synchronisieren einer Drehung des Sonnenrads der zweiten Zahnradgruppe mit einer Drehung des Spin-Rahmens.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Zeichnungen zeigen Konstruktion und Nutzen von Ausführungsformen, wobei identische Elemente mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Zum besseren Verständnis der Art und Weise, in welcher die vorgenannten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erzielt werden, folgt eine Detailbeschreibung der Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Die Zeichnungen zeigen lediglich beispielhafte, den Schutzrahmen der Ansprüche nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung.
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1A–1B zeigen Elektromotor- und Getriebeanordnungsbeispiele;
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2 ist eine isometrische Ansicht einer Elektromotor- und Getriebeanordnung, die in einigen Ausführungsformen verwendet werden kann;
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3 zeigt eine Schnittansicht einer Elektromotor- und Getriebeanordnung gemäß einigen Ausführungsformen;
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4 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung eines Getriebes gemäß einigen Ausführungsformen;
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5 zeigt eine Zahnradgruppe gemäß einigen Ausführungsformen;
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6 zeigt eine Montageplatte gemäß einigen Ausführungsformen;
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7 zeigt einen Innenzahnkranz gemäß einigen Ausführungsformen;
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8 zeigt zusammengesetzt eine Montageplatte, einen Innenzahnkranz und eine Zahnradgruppe gemäß einigen Ausführungsformen;
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9 zeigt eine Außenhülse gemäß einigen Ausführungsformen.
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DETAILBESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden verschiedene Merkmale mit Bezug auf die Figuren beschrieben, wobei zu beachten ist, dass die Figuren nicht maßstabsgetreu sind. Elemente mit ähnlicher Konstruktion und Funktion sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass die Figuren lediglich Darstellungs- und Erläuterungszwecken dienen, sofern in einer oder mehreren speziellen Ausführungsformen nichts andres angegeben oder in einem oder mehreren speziellen Ansprüchen nichts anderes beansprucht ist. Die Zeichnungsfiguren und die verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen sind weder eine erschöpfende Darstellung oder Beschreibung verschiedener anderer Ausführungsformen noch eine Einschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche oder des Schutzbereichs einiger anderer Ausführungsformen, die sich dem Fachmann angesichts der in vorliegender Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen erschließen. Darüber hinaus muss eine dargestellte Ausführungsform nicht alle der dargestellten Aspekte oder Vorteile aufweisen.
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Ein Aspekt oder Vorteil, der in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann in anderen Ausführungsformen enthalten sein, selbst wenn dies so nicht dargestellt oder ausdrücklich beschrieben ist. Der Bezug auf ”einige Ausführungsformen” oder auf ”andere Ausführungsformen” in der vorliegenden Beschreibung bedeutet, dass ein im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenes besonderes Merkmal, eine besondere Konstruktion, ein besonderes Material, Verfahren oder eine besondere Eigenschaft in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist, so dass der Begriff ”in einigen Ausführungsformen”, ”in einer oder mehreren Ausführungsformen” oder ”in anderen Ausführungsformen” an verschiedenen Stellen in der vorliegenden Beschreibung sich nicht notwendigerweise auf dieselbe(n) Ausführungsform(en) bezieht.
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Die Erfindung ist auf eine einfach zusammenzusetzende Getriebeanordnung gerichtet. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Getriebeanordnung eine Vielzahl von Innenzahnkränzen und eine Vielzahl von Zahnradgruppen, die für eine Drehung in der Vielzahl von Innenzahnkränzen konfiguriert ist und die einen schrägverzahnten Zahnkranz und einen geradverzahnten Zahnkranz umfassen kann, wobei die Vielzahl von Zahnradgruppen Kraft von einem Eingangsende der Getriebeanordnung auf eine Ausgangswelle an einem Ausgangsende der Getriebeanordnung übertragen. Eine Zahnradgruppe kann ein Sonnenrad und eine Vielzahl von Planetenrädern umfassen, wobei die Planetenräder mit dem Sonnenrad und mit den Zähnen eines Innenzahnkranzes kämmen. Kraft kann unter Verwendung eines Spin-Rahmens, der an den Planetenrädern einer Zahnradgruppe und an dem Sonnenrad der nächsten Zahnradgruppe befestigt ist, zwischen Zahnradgruppen übertragen werden. Eine Ausgangswelle kann mit der Zahnradgruppe verbunden sein, die dem Getriebe am nächsten gelegen ist, und kann durch ein oder mehrere Lager hindurchgeführt sein, die in einem Lagergehäuse montiert sind, und kann an einer Verbinderkomponente zum Verbinden der Getriebeanordnung mit einer Endanwendung wie ein Gebläse, Rad oder Zahnrad befestigt sein.
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Eine Vielzahl von Befestigungselementen wie Gewindeschrauben kann verwendet werden, um die Vielzahl von Innenzahnkränzen aneinander festzulegen, wobei die Befestigungselemente von dem Eingangsende in die Getriebeanordnung eingesetzt sind, so dass die Verbinderkomponente vor der Getriebeanordnung an der Ausgangswelle montiert werden kann, ohne sich mit dem Einsetzen der Befestigungselemente gegenseitig zu behindern. Das zusammengesetzte Getriebe kann dann an einem Elektromotor oder an einer anderen Kraftquelle befestigt werden.
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Verschiedene Ausführungsformen eignen sich für verschiedene Anwendungen, bei denen ein Elektromotor zum Einsatz kommt. Die 2, 3 und 4 zum Beispiel zeigen einen Motor mit einer Getriebeanordnung 10 gemäß einigen Ausführungsformen. Zwar zeigen die dargestellten Beispiele eine Getriebeanordnung 10, die an einem Elektromotor 70 befestigt ist, doch kann die Getriebeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung selbstverständlich bei jeder Art von Drehvorrichtung verwendet werden, u. a. bei einem Elektromotor, einem elektrischen Generator, einem Nichtelektromotor etc., ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Das Getriebe 10 hat ein erstes Ende 12, das für die Kraftaufnahme (z. B. von dem Elektromotor 70) konfiguriert ist, ein zweites Ende 14, das für die Kraftabgabe (z. B. über eine Ausgangswelle 60) konfiguriert ist, und einen oder mehrere Innenzahnkränze 20 und 22, die zwischen dem ersten Ende 12 und dem zweiten Ende 14 angeordnet sind. Für den Zweck der vorliegenden Anmeldung können das erste Ende 12 und das zweite Ende 14 im Folgenden jeweils als Eingangsende und Ausgangsende bezeichnet werden.
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Das Getriebe 10 umfasst auch eine Vielzahl von Zahnrädern 30, die für eine Drehung in den Innenzahnkränzen 20 und 22 konfiguriert ist. Ein oder mehrere Befestigungsmechanismen, -komponenten oder -elemente 40 können verwendet werden, um die Innenzahnkränze 20 und 22 aneinander festzulegen. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Befestigungskomponenten 40 von dem ersten Ende 12 des Getriebes 10 durch den Innenzahnkranz 20 eingesetzt sein. Die Befestigungskomponenten 40 können Bolzen, Gewindeschrauben oder andere Befestigungsmittel umfassen.
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Gemäß einigen Ausführungsformen umfassen die Zahnräder 30 eine oder mehrere Zahnradgruppen, wobei eine Gruppe mindestens ein Sonnenrad und mindestens ein Planetenrad enthält. Zum Beispiel können die Zahnräder 30 eine erste Zahnradgruppe 32, die sich in dem ersten Innenzahnkranz 20 befindet, und eine zweite und eine dritte Zahnradgruppe 34 und 36, die sich in dem zweiten Innenzahnkranz 22 befinden, umfassen.
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Die erste Zahnradgruppe 32, wie sie in 5 dargestellt ist, kann ein erstes Sonnenrad 322 und ein mit dem ersten Sonnenrad 322 kämmendes erstes Planetenrad 324 umfassen. Die erste Zahnradgruppe 32 kann auch einen ersten Spin-Rahmen 326 umfassen, der an einer Seite des ersten Planetenrads 324 montiert ist. In einigen Ausführungsformen ist das erste Planetenrad 324 auch derart konfiguriert, dass dieses mit den Zähnen des ersten Innenzahnkranzes 20 kämmt. Der erste Spin-Rahmen 326 kann derart konfiguriert sein, dass er koaxial zu dem ersten Sonnenrad 322 liegt.
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Die zweite Zahnradgruppe 34 kann ein zweites Sonnenrad 342, ein mit dem zweiten Sonnenrad 342 kämmendes zweites Planetenrad 344 und einen an einer Seite des zweiten Planetenrads 344 montierten Spin-Rahmen 346 umfassen. In einigen Ausführungsformen ist das zweite Sonnenrad 342 an einer dem ersten Planetenrad 342 gegenüberliegenden Seite des ersten Spin-Rahmens 326 montiert, so dass sich der erste Spin-Rahmen 326 und das zweite Sonnenrad 342 synchron drehen.
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Die dritte Zahnradgruppe 36 kann ein drittes Sonnenrad 362, ein drittes Planetenrad 364, das mit dem dritten Sonnenrad 362 kämmt, und einen dritten Spin-Rahmen 366, der an einer Seite des dritten Planetenrads 364 montiert ist, umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das dritte Sonnenrad 362 an einer dem zweiten Planetenrad 344 gegenüberliegenden Seite des zweiten Spin-Rahmens 346 montiert, so dass sich der zweite Spin-Rahmen 346 und das dritte Sonnenrad 362 synchron drehen. In einigen Ausführungsformen kämmen das zweite und das dritte Planetenrad 344 und 364 auch mit den Zähnen des zweiten Innenzahnkranzes 22. In den dargestellten Ausführungsformen umfasst jede Zahnradgruppe 32, 34 oder 36 ein Sonnenrad, drei Planetenräder und einen an den drei Planetenrädern befestigten Spin-Rahmen. Gleichwohl können andere Konfigurationen von Sonnen- und Planetenrädern verwendet werden.
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Wenngleich die dargestellten Ausführungsformen zwei Innenzahnkränze und drei Zahnradgruppen umfassen, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auf jedes Getriebe anwendbar ist, das einen oder mehrere Innenzahnkränze und eine oder mehrere Zahnradgruppen umfasst, wobei die Anzahl von Zahnradgruppen größer oder gleich der Anzahl der Innenzahnkränze ist.
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In einigen Ausführungsformen sind die Zahnräder 32 schrägverzahnte Zahnräder. Mit anderen Worten: die Zähne des ersten Sonnenrads 322 und des ersten Planetenrads 324 sind Schrägzähne. Dementsprechend können die Innenzähne des ersten Innenzahnkranzes 20 ebenfalls Schrägzähne sein, so dass die Zähne des ersten Planetenrads 324 mit den Innenzähnen des Innenzahnkranzes 20 kämmen können.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Neigungswinkel der Schrägzähne derart gewählt sein, dass dieser zwischen 8 Grad (°) und 20° liegt. In einigen Ausführungsformen ist der Winkel mit etwa 16° konfiguriert. Die Verwendung von schrägverzahnten Zahnrädern erlaubt einen höheren Überdeckungsgrad zwischen den Zahnradzähnen des Planetenrads 324 und des Zahnkranzes 20. Durch die Gestaltung des Eingriffs zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 20 und dem Planetenrad 324 mehr stufenweise lässt sich das Geräusch vermindern, das während des Betriebs des Motors und des Getriebes von den Zahnrädern erzeugt wird. In einigen Ausführungsformen kann das erste Sonnenrad 322 aus Stahl hergestellt sein, das erste Planetenrad 324 Kunststoff umfassen und der erste Innenzahnkranz 20 durch eine Metallkeramik gebildet sein, wodurch bei gleichzeitiger Geräuschverminderung die mechanische Festigkeit sichergestellt wird.
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In einigen Ausführungsformen umfassen die zweite und die dritte Zahnradgruppe 34 und 36 geradverzahnte Zahnräder. Um die mechanische Festigkeit beizubehalten und um während des Betriebs ein ausreichendes Drehmoment bereitzustellen, können das Sonnenrad 342, das zweite Planetenrad 344 und das zweite Innenzahnrad 22 durch die Verwendung einer Metallkeramik gebildet sein.
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Gemäß einigen Ausführungsformen kann an dem Eingangsende 12 des Getriebes 10 eine Montageplatte 16 vorgesehen sein. Die 6A und 6B zeigen eine Montageplatte 16, wie sie in einigen Ausführungsformen verwendet wird. Die Montageplatte 16 kann durch die Verwendung eines oder mehrerer Befestigungselemente 19 an einem Motor 70 befestigt sein. Die Befestigungselemente 19 können Bolzen, Schrauben oder andere Befestigungsmittel umfassen. In einigen Ausführungsformen sind die Befestigungselemente 19 in einer axialen Richtung positioniert, um die Montageplatte 16 mit dem Motor 70 zu verbinden. Zum Beispiel können Befestigungselemente 19 axial durch Durchgangsöffnungen oder Hohlräume 166 an der Montageplatte 16 gesteckt werden. In einigen Ausführungsformen können die Öffnungen 166 einen breiteren oberen und einen schmaleren unteren Bereich aufweisen, wobei der breitere obere Bereich für die Aufnahme eines Kopfbereichs eines Befestigungselements 19 konfiguriert ist.
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Die Montageplatte 16 umfasst auch eine zentrale Öffnung oder einen Hohlraum 168, durch die/den eine Ausgangswelle 72 des Motors 70 hindurch und in das Getriebe 10 eintreten kann. Das erste Sonnenrad 322 kann an der Ausgangswelle 72 mechanisch festgelegt sein, so dass das erste Sonnenrad 322 und die Ausgangswelle 72 für einen gemeinsamen Spin oder eine gemeinsame Drehung konfiguriert sind. Dadurch wird Kraft von der Ausgangswelle 72 des Motors 70 auf das erste Sonnenrad 322 der ersten Zahnradgruppe 32 und auf das erste Planetenrad 324 und den Spin-Rahmen 326 übertragen. Von da wird die Kraft auf nachfolgende Zahnradgruppen des Getriebes 10 weiter übertragen.
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Der erste Innenzahnkranz 20 kann durch ein Vielzahl von Befestigungselementen 18, die in radialen Richtungen eingesetzt sind und im Folgenden als radiale Befestigungselemente 18 bezeichnet werden, an der Montageplatte 16 befestigt sein. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Montageplatte 16 eine Vielzahl von Ausnehmungen 162, deren jede eine Öffnung, einen Hohlraum oder eine andere Konstruktion 164 (im Folgenden kollektiv als Öffnung bezeichnet) aufweist, die konfiguriert ist für die Aufnahme eines Endes eines radialen Befestigungselements 18. Wenn das radiale Befestigungselement 18 zum Beispiel eine Gewindeschraube ist, kann eine Öffnung 164 eine für die Aufnahme des Endes einer Gewindeschraube 18 konfigurierte Gewindeöffnung sein.
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Der erste Innenzahnkranz 20 kann, wie in 7 dargestellt, eine Vielzahl von Vorsprüngen 202 aufweisen, die sich in einer axialen Richtung erstrecken. Die sich erstreckenden Vorsprünge 202 können konfiguriert sein für eine Übereinstimmung mit einer Ausnehmung 162 an der Montageplatte 16, so dass sich bei der Anbringung des ersten Zahnkranzes 20 und der Montageplatte 16 jeder erstreckende Vorsprung 202 in eine jeweilige Ausnehmung 162 einfügt, wie in 8 dargestellt. Die sich erstreckenden Vorsprünge 202 können eine Durchgangsöffnung oder einen Hohlraum 204 (im Folgenden als Öffnung bezeichnet) aufweisen, die/der radial positioniert ist und einer jeweiligen Ausnehmung 162 der Montageplatte 16 zugewandt ist. Dadurch kann ein radiales Befestigungselement 18 den Innenzahnkranz 20 an der Montageplatte 16 festlegen, indem es durch die Durchgangsöffnung 204 in einem sich erstreckenden Vorsprung 202 des Zahnkranzes 20 gesteckt und von einer Öffnung 164 in einer jeweiligen Vertiefung 162 der Montageplatte 16 aufgenommen ist. In einigen Ausführungsformen kann die Öffnung 204 einen breiteren oberen und einen schmaleren unteren Bereich aufweisen, wobei der breitere obere Bereich für die Aufnahme eines Kopfbereichs eines radialen Befestigungselements 18 konfiguriert ist.
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Das Getriebe 10 umfasst auch eine Ausgangswelle 60. Die Ausgangswelle 60 kann koaxial an dem dritten Spin-Rahmen 366 befestigt sein, so dass sich die Ausgangswelle 60 mit dem dritten Spin-Rahmen 366 dreht. Ein Ende der Ausgangswelle 60 ist derart konfiguriert, dass es durch ein Lager 62, eine Hülse oder eine andere Komponente für die Bereitstellung einer mechanischen Verbindung (z. B. eine Lagerfläche) zwischen sich bewegenden und stationären Teilen hindurchtritt, so dass sich ein Ende der Ausgangswelle 60 außerhalb des Getriebes 10 erstrecken kann und eine Übertragung der Ausgangsleistung von dem Motor 70 und dem Getriebe 10 entweder direkt oder indirekt über einen Übertragungsmechanismus auf eine Außenanwendung wie ein Antriebsrad, eine Achse, eine Riemenscheibe oder ein Zahnrad etc. ermöglicht. Die Lager 62 können an einem Lagergehäuse 50 montiert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Lager 62 ein Kugellagerpaar, das an dem Lagergehäuse 50 montiert ist.
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In einigen Ausführungsformen bilden der erste Innenzahnkranz 20, der zweite Innenzahnkranz 22 und das Lagergehäuse 50 das Gehäuse des Getriebes 10 und werden durch die Befestigungskomponenten 40 zusammengehalten, die sich in der axialen Richtung der Ausgangswelle 60 erstrecken.
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Gemäß einigen Ausführungsformen ist eine Befestigungskomponente 40 eine Gewindeschraube mit einem Kopfbereich an einem Ende mit einem größeren Durchmesser als der der restlichen Schraube, die als Endbereich der Befestigungskomponente 40 bezeichnet werden kann, und mit einer Vielzahl von Gewinden an dem dem Kopfbereich gegenüberliegenden Ende der Schraube. Das Lagergehäuse 50 kann eine oder mehrere Konstruktionen 52 (z. B. Gewindeöffnungen) aufweisen, die konfiguriert sind für die Aufnahme eines Endes einer jeweiligen Befestigungskomponente 40.
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Gemäß einigen Ausführungsformen hat die der Montageplatte 16 zugewandte Seite des ersten Innenzahnkranzes 20 eine Vielzahl von konkaven Ausnehmungen 206, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Die konkaven Ausnehmungen 206 können mit axial orientierten Durchgangsöffnungen oder Hohlräumen 208 versehen sein, die jeweils in ihrem Boden gebildet sind. Die Breite der Ausnehmungen 206 ist größer bemessen als der Durchmesser der Durchgangsöffnungen 208, wodurch eine Stufe oder eine Einbuchtung gebildet wird, so dass beim Einsetzen einer Befestigungskomponente 40 durch eine Durchgangsöffnung 208 der Kopfbereich der Befestigungskomponente 40 in der Ausnehmung 206 aufgenommen werden kann, wodurch der Innenzahnkranz 20 und die Montageplatte 16, wenn sie zusammengesetzt sind, eng aneinanderliegen können, wodurch die axiale Länge der gesamten Anordnung verringert wird. Die Befestigungskomponenten 40 können somit von dem Eingangsende 12 des Getriebes 10 (z. B. an dem ersten Innenzahnkranz 20) eingesetzt werden und sich zum Ausgangsende 14 (z. B. zu dem Lagergehäuse 50) erstrecken.
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Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Getriebe 10 ferner einen Montagerahmen oder eine Hülse 80 (im Folgenden kollektiv als Hülse bezeichnet) umfassen, der/die in 9 dargestellt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Hülse 80 einen im Wesentlichen zylindrischen Wandbereich 82 und einen im Wesentlichen kreisförmigen Endbereich 84 umfassen. Der zylindrische Wandbereich 82 ist derart konfiguriert, dass er über dem zweiten Innenzahnkranz 22 und dem Lagergehäuse 50 sitzt. Der Endbereich 84 der Hülse 80 kann durch ein oder mehrere Befestigungselemente an dem Lagergehäuse 50 befestigt sein. Die Mitte des Endbereichs 84 hat eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Ausgangswelle 60.
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Die Außenseite des Wandbereichs 82 der Hülse 80 kann eine Vielzahl von Befestigungskonstruktionen 86 aufweisen, die Öffnungen, Schlaufen oder andere Mechanismen für die Festlegung des Getriebes 10 an einem Rahmen oder einer Konstruktion, der/die einer Last oder einer Anwendung wie einem Gebläse, einem Rad, einem Gebläseflügel etc. zugeordnet ist, umfassen können. In einigen Ausführungsformen kann das Lagergehäuse 50 ein integraler Teil der Hülse 80 sein. Zum Beispiel kann das Lagergehäuse 50 in einigen Ausführungsformen in der Hülse 80 eingeformt sein.
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Um die Übertragung eines Drehmoments von der Ausgangswelle 60 auf eine Anwendung oder eine Last (z. B. die Drehung eines Rads, eines Zahnrads, eines Gebläseflügels etc.) zu erleichtern, kann die Ausgangswelle 60 mit einem Verbinder 90 verbunden sein. Der Verbinder 90 ist derart konfiguriert, dass er nach dem Zusammensetzen an dem Ende der Ausgangswelle 60 befestigt ist, das sich außerhalb des Körpers des Getriebes 10 erstreckt. Der Durchmesser der zur Achse der Ausgangswelle 60 senkrechten Fläche des Verbinders 90 kann größer bemessen sein als der Durchmesser der Ausgangswelle 60, wodurch die potenzielle Kontaktfläche zwischen dem Verbinder 90 und einer Anwendung oder Last vergrößert wird und zu einer höheren Drehmomentübertragungskapazität führt. In einigen Ausführungsformen kann die Fläche des Verbinders 90 im Wesentlichen kreisförmig sein. In anderen Ausführungsformen können auch andere Formen verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Fläche des Verbinders 90 zum Beispiel hexagonal. Der Verbinder 90 kann eine radiale Dimension aufweisen, die größer ist als der Durchmesser der Innenzahnkränze 20 und 22.
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Es versteht sich, dass der Verbinder 90 in einigen Ausführungsformen nicht eine von der Ausgangswelle 60 separate Komponente ist, sondern stattdessen integral mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist.
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Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Zusammensetzen des Getriebes 10 zunächst das Festlegen des Verbinders 90 an einem Ende einer Ausgangswelle 60. Die Ausgangswelle 60 kann dann durch ein Lagergehäuse 50 und/oder eine Hülse 80 hindurch angeordnet und das andere Ende der Ausgangswelle 60 mit dem dritten Spin-Rahmen 366 verbunden werden. Zahnräder 30, die aus Zahnradgruppen 32, 34 und 36 bestehen können, werden in dem ersten und in dem zweiten Innenzahnkranz 20 und 22 angeordnet, die dann durch die Verwendung eines Befestigungsmechanismus oder von Befestigungskomponenten 40 mit dem Lagergehäuse 50 verbunden werden können. Die Befestigungsmechanismen 40 können konfiguriert sein für ein Einsetzen von den Öffnungen 208 des ersten Innenzahnkranzes 20, von der Durchgangsöffnung 228 des zweiten Innenzahnkranzes 22 und für die Aufnahme durch Öffnungen 52 des Lagergehäuses 50.
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Sobald das Getriebe 10 zusammengesetzt ist, können die radialen Befestigungselemente 18 verwendet werden, um den ersten Innenzahnkranz 20 des zusammengesetzten Getriebes 10 an einer Montageplatte 16 an einem Motor 70 festzulegen.
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Da der Verbinder 90 an der Ausgangswelle 60 bereits vorab befestigt werden oder sogar als Teil der Ausgangswelle 60 ausgebildet sein kann, lässt sich vermeiden, dass nach dem Zusammensetzen des Getriebes 10 das Lager 62 durch die Anbringung des Verbinders 90 an der Ausgangswelle 60 beschädigt wird. Da der Befestigungsmechanismus 40 nicht von der Ausgangsseite 14, sondern stattdessen von der Eingangsseite 12 des Getriebes 10 eingesetzt werden kann, wird eine gegenseitige Behinderung mit dem Verbinder 90 vermieden. Außerdem ermöglicht die Konfiguration der Befestigungsmechanismen 40, dass die Komponenten des Getriebes 10 zusammengehalten werden, bevor das Getriebe 10 an dem Motor 70 befestigt wird.
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In der vorstehenden Beschreibung wurden verschiedene Aspekte mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen erläutert. Jedoch ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne den Schutzbereich und das Wesen der hierin beschriebenen Ausführungsformen zu verlassen. Die vorstehend angegebenen Systeme oder Module wurden mit Bezug auf bestimmte Anordnungen von Komponenten beschrieben. Dennoch können die Reihenfolge oder die räumliche Beziehung der beschriebenen Komponenten ohne Einfluss auf den Schutzbereich, die Funktion oder die Wirksamkeit der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen geändert werden. Es wurden bestimmte Merkmale dargestellt und beschrieben, die jedoch nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche oder anderer Ausführungsformen gedacht sind. Der Fachmann wird vielmehr erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzbereich der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen deshalb lediglich dem Zweck der Darstellung und Erläuterung und sind nicht im Sinne einer Einschränkung zu verstehen, so dass durch die beschriebenen Ausführungsformen ebenso Alternativen, Modifikationen und Äquivalente erfasst sind.
