DE102015007965A1 - Play-free mini planetary gearbox - Google Patents

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Abstract

In der Anmeldung wird ein spielfrei vorgespanntes ein- oder mehrstufiges Miniplanetengetriebe 1 gezeigt mit einem zum Festkörpergelenk (2) ausgebildeten Planetenträger (3) der von einem Spannring (4) um die Achse (5) verdreht wird. Das Planetenzahnrad (1) sitzt auf einem U-förmig ausgebildeten Körper. Der U-förmig ausgebildete Körper entsteht wenn der Planetenträger durch trennende Aussparungen aufgespalten wird die nur noch an den Verjüngungen dem Festkörpergelenk (2) befestigt sind. Die Planetenstufen werden durch Zwischenscheiben (10) getrennt damit die Planetenzahnräder nicht verhaken.In the application, a backlash-biased one-stage or multi-stage mini planetary gear 1 is shown with a solid state joint (2) formed planet carrier (3) of a clamping ring (4) about the axis (5) is rotated. The planetary gear (1) sits on a U-shaped body. The U-shaped body is formed when the planet carrier is split by separating recesses which are attached only to the tapers the solid-body joint (2). The planetary stages are separated by washers (10) so that the planet gears do not get caught.

Description

Stand der Technik:State of the art:

Unter der Offenlegungsschrift DE000004325295A1 ist ein Planetengetriebe mit verdrehten Planetenachsen gezeigt. Diese müssen mit Distanzscheiben eingestellt werden um das Spiel zu beseitigen.Under the publication DE000004325295A1 is shown a planetary gear with twisted planetary axes. These must be adjusted with spacers to eliminate the game.

Unter der Offenlegungsschrift DE000019928385A1 ist ein Planetengetriebe bekannt welches mit verdrehten Planetenachsen einstellbar das Spiel beseitigt.Under the publication DE000019928385A1 is a planetary gear known which eliminates the game adjustable with twisted planetary axes.

Unter der Offenlegungsschrift DE 10 2012 207 250 A1 ist ein Planetengetriebe bekannt mit radial verschiebbaren Planetenachsen die einstellbar das Spiel beseitigten.Under the publication DE 10 2012 207 250 A1 is a planetary gear known with radially displaceable planetary axes adjustable eliminated the game.

Unter der internationalen Veröffentlichung WO002010020288A1 ist ein Planetengetriebe bekannt mit einem Planetenträger der um den Mittelpunkt im Planeten kugelförmig gelagert ist.Under the international publication WO002010020288A1 a planetary gear is known with a planet carrier which is mounted spherical around the center in the planet.

Systeme die die Planeten um eine Achse deren Mittelpunkt im Planetenzentrum liegt schwenken und durch ein Festkörpergelenk und einen federnden Ring das Spiel ausgleichen sind nicht bekannt.Systems pivoting the planets about an axis whose center lies in the planet center and balance the game with a solid-state joint and a springy ring are not known.

Beschreibung:Description:

Allgemeines und Anwendungen:General and applications:

Im allgemeinen Maschinenbau und anderen Gebieten der Technik werden Planetengetriebe eingesetzt. Planetengetriebe haben Vorteile gegenüber anderen Getrieben. Planetengetriebe sollten möglichst spielfrei sein um am Abtrieb genau positionieren zu können wenn vom Antrieb des Planetengetriebes eine Position angefahren wird.In general engineering and other fields of technology planetary gears are used. Planetary gears have advantages over other transmissions. Planetary gears should be as free of play as possible to be able to position accurately on the output if a position is approached by the drive of the planetary gear.

Weil das Spiel im Planetengetriebe an mehreren Stellen innen und außen zwischen den Planeten und dem Hohlrad und zwischen den Planeten und dem Sonnenrad auftritt ist es besonders schwierig spielfreie Planetengetriebe herzustellen.Because the play occurs in the planetary gear in several places inside and outside between the planets and the ring gear and between the planet and the sun gear, it is particularly difficult to produce backlash-free planetary gear.

Je kleiner ein Planetengetriebe ist umso schwieriger und umso genauer und damit teurer ist es spielarm oder spielfrei zu bauen.The smaller a planetary gear is the more difficult and more accurate and therefore more expensive it is low-backlash or play-free build.

Lösung der Aufgabe:Solution of the task:

Ein bekanntes und das Spiel am Hohlrad und am Sonnenrad gleichzeitig ausgleichendes Prinzip ist das Verdrehen der Planetenachse im Mittelpunkt der Planeten senkrecht zur Mittelachse des Planetengetriebes.A well-known and the game at the ring gear and the sun gear simultaneously balancing principle is the rotation of the planetary axis in the center of the planets perpendicular to the central axis of the planetary gear.

Bei kleinen und sehr kleinen Planetengetrieben ist es nicht mehr möglich Gelenke mit Lager und Welle zur Verdrehung der Planetenachse zu gestalten.In small and very small planetary gears, it is no longer possible to design joints with bearings and shaft for rotating the planetary axis.

Es gibt grundsätzlich zwei Prinzipien das Spiel in Verzahnungen zu beseitigen.
Prinzip 1: Die Fertigung wird mit so geringem Spiel wie möglich hergestellt. Dann bleibt im Getriebe ein Restspiel. Es ist Spielarm.
Prinzip 2: Die Fertigung ist spielbehaftet und das Getriebe federnd ausgeführt und verspannt damit das Spiel ausgeglichen wird.There are basically two principles to eliminate the game in gearing.
Principle 1: The production is made with as little play as possible. Then there is a residual play in the transmission. It is play poor.
Principle 2: The production is subject to play and the gear is resilient and braced so that the game is compensated.

Hier wird Prinzip 2 gewählt und beschrieben.Here principle 2 is selected and described.

Ein Planetenträger 1 Pos. 3 mit z. B. drei Planeten wird so gestaltet, dass zwei Gelenke (2) die Verjüngungen des Planetenträgers darstellen und als Festkörpergelenk wirkend auf einer Achse (5) liegen die tangential durch den Mittelpunkt des Planeten geht. Diese Achse liegt in der Ebene senkrecht zur Mittelachse des Planetengetriebes. Damit eine Verdrehung der Gelenke (2) möglich ist sind im Planetenträger trennende Aussparungen (5 Pos. 11) eingebracht. So entsteht ein die Planetenachse tragender U-förmiger Körper (12) der an den Verjüngungen (2) mit dem Planetenträger (3) stoffschlüssig verbunden ist.A planet carrier 1 Pos. 3 with z. B. three planets is designed so that two joints ( 2 ) represent the tapers of the planet carrier and acting as a solid-state joint on an axis ( 5 ) which are tangentially passing through the center of the planet. This axis lies in the plane perpendicular to the central axis of the planetary gear. So that a rotation of the joints ( 2 ) is possible in the planet carrier separating cutouts ( 5 Pos. 11 ) brought in. This creates a planetary axis supporting U-shaped body ( 12 ) the rejuvenation ( 2 ) with the planet carrier ( 3 ) is integrally connected.

In einer versetzt zur Drehachsenebene liegenden Ebene wird eine kreisförmige Aussparung (13) gestaltet. In dieser kreisförmigen Aussparung wird ein Spannring (4) mit geringfügig kleinerem Durchmesser aus elastischem Material (z. B.: Gummi oder Federstahl) angebracht. Dabei verdreht dieser Spannring mit einer radial wirkenden Kraftkomponente mit Hebelarm auf die Drehachse (5) wirkend die parallel zur Mittelachse des Getriebes stehende Planetenachse. 2 + 3 + 4. Durch diese Verdrehung wird das Spiel im Getriebe gleichzeitig am Hohlrad und am Sonnenrad beseitigt 2.In a plane offset from the axis of rotation axis, a circular recess (FIG. 13 ) designed. In this circular recess is a clamping ring ( 4 ) with a slightly smaller diameter of elastic material (eg: rubber or spring steel) attached. This clamping ring rotates with a radially acting force component with lever arm on the axis of rotation ( 5 ) acting parallel to the central axis of the transmission planetary axis. 2 + 3 + 4 , By this twisting the game in the transmission is eliminated simultaneously on the ring gear and the sun gear 2 ,

Eine so verspannte Planetenstufe lässt sich schwer montieren weil die Planetenzahnräder nach außen federn. Damit trotzdem die Montage möglich ist muss die Planetenstufe im Hohlrad geführt eingebracht werden. Dazu dient ein zentrisch durch eine Bohrung in der Achse des Planetenträgers Abtrieb (9) eingebrachte Bohrung mit einem Montagestift (8). Der Montagestift kann durch den Planetenträger Abtrieb (9) und durch das Sonnenrad (7) hindurchgeführt werden. Dann ist ein drehendes Einführen in das Hohlzahnrad möglich ohne dass die Planetenzahnräder vom Planetenträger herabrutschen möglich.Such a strained planetary stage can be difficult to assemble because the planet gears spring outward. So that the assembly is still possible the planetary stage must be introduced guided in the ring gear. Serves a centric through a hole in the axis of the planet carrier output ( 9 ) introduced bore with a mounting pin ( 8th ). The mounting pin can be driven by the planet carrier ( 9 ) and through the sun wheel ( 7 ) are passed. Then a rotating insertion into the ring gear is possible without the planetary gears from sliding down the planet carrier possible.

Damit die in mehreren Planetenstufen aneinander liegenden Planetenzahnräder nicht ineinander verhaken wird zwischen den Stufen eine Zwischenscheibe (10) eingelegt.In order for the planetary gears adjacent to one another in several planetary stages not to interlock with one another, an intermediate disc (between 10 ).

Auf diese Art können mehrstufige Planetengetriebe gebaut werden die mit einem definierten Drehmoment vorgespannt sind. Die Vorspannung des Spannringes bestimmt das Reibmoment und das Vorspannungsmoment des Planetengetriebes. In this way, multi-stage planetary gear can be built which are biased with a defined torque. The bias of the clamping ring determines the friction torque and the biasing torque of the planetary gear.

Beschreibung der Figur:Description of the figure:

1: zeigt eine ähnlich dem Patentanspruch 1 gestaltete Planetengetriebestufe mit drei Planetenzahnrädern (1) die von dem Planetenträger (3) aufgenommen sind und die Drehachse (5) zum Verdrehen der Planetenachse. Pos. 2 sind die Verjüngungen die das Festkörpergelenk darstellen. 1 1 shows a planetary gear stage designed similar to claim 1 with three planetary gear wheels (FIG. 1 ) from the planet carrier ( 3 ) and the axis of rotation ( 5 ) for rotating the planetary axis. Pos. 2 are the rejuvenations that represent the solid-state joint.

2: zeigt eine Planetenstufe im Schnitt durch die Längsachse mit dem zum Spielausgleich verdrehten U-förmigen Körper. 2 : shows a planetary stage in section through the longitudinal axis with the game balance twisted U-shaped body.

3: zeigt die Planetenstufe aus 2 mit der durch einen Kraftpfeil dargestellten Kraft und dem Hebelarm zur Drehachse. 3 : shows the planetary stage 2 with the force represented by a force arrow and the lever arm to the axis of rotation.

4: zeigt die Planetenstufe aus 2 + 3 mit den durch Kraftpfeile dargestellten Kräften und der Kraftkomponente in Richtung des Radius. 4 : shows the planetary stage 2 + 3 with the forces represented by force arrows and the force component in the direction of the radius.

5: zeigt den Planetenträger Zwischenstufe (3). 5 : shows the planet carrier intermediate level ( 3 ).

6: zeigt den Planetenträger Abtrieb (9). 6 : shows the planet carrier downforce ( 9 ).

7: zeigt eine Planeten Zwischenstufe mit Sonnenrad (7). 7 : shows a planet intermediate with sun gear ( 7 ).

8: zeigt eine Planetenstufe Abtrieb mit Achse (5). 8th : shows a planetary stage downforce with axis ( 5 ).

9: zeigt eine Planetenstufe Abtrieb. 9 : shows a planetary stage downforce.

10: zeigt ein zweistufiges Planetengetriebe im Längsschnitt mit Montagestift (8) und Hohlrad (6). 10 : shows a two-stage planetary gear in longitudinal section with mounting pin ( 8th ) and ring gear ( 6 ).

11: zeigt ein zweistufiges Planetengetriebe in Isometrischer Ansicht von der Abtriebsseite. 11 : shows a two-stage planetary gear in isometric view from the output side.

12: zeigt ein zweistufiges Planetengetriebe in Isometrischer Ansicht von der Antriebsseite. Bezugszeichenliste: Position Benennung 1 Planetenzahnrad 2 Gelenk 3 Planetenträger Zwischenstufe 4 Spannring 5 Drehachse 6 Hohlzahnrad 7 Sonnenrad 8 Montagestift 9 Planetenträger Abtrieb 10 Zwischenscheibe 11 Trennende Aussparung 12 U-förmiger Körper 13 Kreisförmige Aussparung 12 : shows a two-stage planetary gear in isometric view from the drive side. LIST OF REFERENCE NUMBERS position designation 1 planetary gear 2 joint 3 Planet carrier intermediate stage 4 clamping ring 5 axis of rotation 6 ring gear 7 sun 8th mounting pin 9 Planet carrier downforce 10 washer 11 Dividing recess 12 U-shaped body 13 Circular recess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 002010020288 A1 [0004] WO 002010020288 A1 [0004]

Claims (6)

Ein spielfreies ein- oder mehrstufiges Miniplanetengetriebe mit einem oder mehreren Planetenzahnrädern Pos. 1 in einer Stufe dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger Zwischenstufe Pos. 3 oder der Planetenträger Abtrieb Pos. 9 mit zwei Gelenken Pos. 2 dessen Drehachse Pos. 5 im Mittelpunkt des Planeten in der Ebene senkrecht zur Mittenachse des Planetengetriebes liegt und durch eine Verdrehung das Spiel zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlzahnrad gleichzeitig federnd ausgeglichen wird. Der Planetenträger ist so ausgebildet das der Planet U-förmig (12) umfasst wird. Der Planetenträger wird dabei durch ein federförmiges Element z. B. einem Spannring Pos. 4 welches an einen Hebelarm zur Drehachse und damit zum Mittelpunkt des Planeten wirkt verdreht. Die Gelenke (2) können z. B. aus dem Planetenträger selbst gebildet sein durch ein Festkörpergelenk dazu sind trennende Aussparungen (11) erforderlich.A backlash-free single or multi-stage mini planetary gear with one or more planetary gears Pos. 1 in a stage characterized in that the planet carrier intermediate Pos. 3 or the planet carrier output Pos. 9 with two joints Pos. 2 whose axis of rotation pos. 5 in the center of the planet lies in the plane perpendicular to the center axis of the planetary gear and the play between the sun gear and the ring gear is resiliently compensated by a rotation simultaneously. The planet carrier is designed so that the planet is U-shaped ( 12 ) is included. The planet carrier is characterized by a spring-shaped element z. B. a clamping ring pos. 4 which rotates at a lever arm to the axis of rotation and thus to the center of the planet. The joints ( 2 ) can z. B. from the planet carrier itself be formed by a solid state joint to separating recesses ( 11 ) required. Ein spielfreies ein- oder mehrstufiges Miniplanetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringförmiges federndes Element z. B. ein Spannring Pos. 4 den Planetenträger in einer kreisförmigen Aussparung liegend (13) umfasst und dabei eine Kraftkomponente an einem Hebelarm zur Drehachse Pos. 5 den Planeten in eine Schräglage zur Mittelachse des Getriebes bringt, sodass das fertigungsbedingte Spiel zwischen Sonne und Planetenzahnrad und zwischen Hohlzahnrad und Planetenzahnrad gleichzeitig beseitigt wird.A backlash single or multi-stage Miniplanetengetriebe according to claim 1, characterized in that a ring-shaped resilient element z. B. a clamping ring pos. 4 the planet carrier lying in a circular recess ( 13 ) And while a force component on a lever arm to the axis of rotation pos. 5 brings the planet in an inclined position to the central axis of the transmission, so that the production-related clearance between the sun and planetary gear and between the ring gear and planetary gear is removed simultaneously. Ein spielfreies Miniplanetengetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagestift Pos. 8 durch eine zentrische Bohrung im Sonnenrad und im Planetenträger Pos. 9 hindurch geführt werden kann, sodass die Getriebestufen mit den schräggestellten Planeten aufgesteckt und in das Hohlrad eingeführte werden können.A backlash mini planetary gear according to claim 1 and 2, characterized in that a mounting pin Pos. 8th through a central bore in the sun gear and in the planet carrier pos. 9 can be passed through, so that the gear stages can be plugged with the inclined planet and introduced into the ring gear. Ein spielfreies Miniplanetengetriebe nach den vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger und die Gelenke Pos. 2 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, sodass die Gelenke Pos. 2 als Festkörpergelenk ausgebildet sind mit einer entsprechenden Verjüngung am Gelenk Pos. 2.A backlash mini planetary gear according to the preceding claims, characterized in that the planet carrier and the joints pos. 2 are cohesively connected to each other, so that the joints Pos. 2 are designed as a solid-body joint with a corresponding taper on the joint pos. 2 , Ein spielfreies Miniplanetengetriebe nach den vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträger Zwischenstufe und der Planetenträger Abtrieb so einteilig gestaltet ist dass die Teile im MIM-Verfahren oder im Feingussverfahren hergestellt werden können.A backlash mini planetary gearbox according to the preceding claims, characterized in that the planet carrier intermediate stage and the planetary carrier output is designed in one piece so that the parts can be made in the MIM process or by precision casting. Ein spielfreies Miniplanetengetriebe nach den vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufen zu mehrstufigen Planetengetrieben zusammengesetzt werden können mit einer Zwischenscheibe zur Trennung der Planetenstufen.A backlash mini planetary gear according to the preceding claims, characterized in that the gear stages can be assembled into multi-stage planetary gears with an intermediate disc for the separation of the planetary stages.
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