DE102018126294A1

DE102018126294A1 - Planetary gear for a robot gear arrangement

Info

Publication number: DE102018126294A1
Application number: DE102018126294.9A
Authority: DE
Inventors: Manuel Seubert; Ondrej Rybnikár
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) für eine Robotergetriebeanordnung, umfassend ein Sonnenrad (2), ein Hohlrad (3) sowie einen Planetenträger (4) mit mehreren drehbar daran gelagerten Planetenrädern (5a, 5b, 5c), die auf einem jeweiligen Planetenbolzen (6a, 6b, 6c) angeordnet sind und in Zahneingriff mit dem Sonnenrad (2) und dem Hohlrad (3) stehen, wobei zumindest ein erstes Planetenrad (5a) in eine erste Umfangsrichtung (7) und zumindest ein zweites Planetenrad (5b) in eine zweite Umfangsrichtung (8) vorgespannt ist, wobei die beiden Umfangsrichtungen (7, 8) entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Robotergetriebeanordnung mit einem solchen Planetengetriebe (1).The invention relates to a planetary gear (1) for a robot gear arrangement, comprising a sun gear (2), a ring gear (3) and a planet carrier (4) with a plurality of planet gears (5a, 5b, 5c) rotatably mounted thereon, which are mounted on a respective planet pin ( 6a, 6b, 6c) are arranged and mesh with the sun gear (2) and the ring gear (3), at least one first planet gear (5a) in a first circumferential direction (7) and at least one second planet gear (5b) in one is biased in the second circumferential direction (8), the two circumferential directions (7, 8) being arranged opposite one another. The invention further relates to a robot gear arrangement with such a planetary gear (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für eine Robotergetriebeanordnung, umfassend ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie einen Planetenträger mit mehreren drehbar daran gelagerten Planetenrädern, die auf einem jeweiligen Planetenbolzen angeordnet sind und in Zahneingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad stehen. Ferner betrifft die Erfindung eine Robotergetriebeanordnung mit einem solchen Planetengetriebe.The invention relates to a planetary gear for a robot gear arrangement, comprising a sun gear, a ring gear and a planet carrier with a plurality of rotatably mounted planet gears, which are arranged on a respective planet pin and are in meshing engagement with the sun gear and the ring gear. The invention further relates to a robot gear arrangement with such a planetary gear.

Roboter benötigen Präzisionsgetriebe, die im Wesentlichen spielfrei ausgebildet sind. Mit anderen Worten muss ein Zahneingriff zwischen zwei Zahnrädern derart ausgeführt sein, dass kein oder nur geringes Spiel zwischen den Zahnflanken der Zahnräder vorliegt. Spiel zwischen den Zahnflanken von Zahnrädern ist in den Präzisionsgetrieben für Robotik Anwendungen unerwünscht, weil dadurch Ungenauigkeiten beim Bewegungsablauf erzeugt werden. Ferner können aufgrund von Spiel stoßartige Kontaktvorgänge beim Zahneintritt und Zahnaustritt zu unerwünschten Drehmomentspitzen und Geräuschen führen. Außerdem führt die im Betrieb schwankende Überdeckung, also der Anzahl der Zähne im Eingriff, zu Steifigkeitsschwankungen, die sich wiederum in Drehmoment- und Positionierungsfehlern manifestieren und zu unerwünschten Vibrationen führen können.Robots need precision gears that are essentially free of play. In other words, a tooth engagement between two gear wheels must be carried out in such a way that there is little or no play between the tooth flanks of the gear wheels. Clearance between the tooth flanks of gears is undesirable in the precision gears for robotics applications because this creates inaccuracies in the motion sequence. Furthermore, due to play, abrupt contact processes during tooth entry and tooth exit can lead to undesired torque peaks and noises. In addition, the fluctuating overlap during operation, i.e. the number of teeth in engagement, leads to fluctuations in stiffness, which in turn manifests itself in torque and positioning errors and can lead to undesirable vibrations.

Die EP 27 35 767 A1 offenbart ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, die mit zumindest einem ersten Planetenrad einer Planetenstufe kämmen. Die Planetenstufe weist einen ersten Planetenträger auf, an dem das erste Planetenrad drehbar gelagert ist, wobei ferner in der Planetenstufe zumindest ein zweites Planetenrad vorhanden ist, das ebenfalls mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmt, wobei das zweite Planetenrad an einem zweiten Planetenträger der Planetenstufe drehbar gelagert ist, wobei die beiden Planetenträger in Umfangsrichtung des Sonnenrades so gegeneinander vorgespannt sind, dass auch das erste Planetenrad gegenüber dem zweiten Planetenrad in Umfangsrichtung des Sonnenrades verspannt ist.The EP 27 35 767 A1 discloses a planetary gear with a sun gear and with a ring gear, which mesh with at least a first planet gear of a planetary stage. The planetary stage has a first planet carrier on which the first planetary gear is rotatably mounted, furthermore at least one second planetary gear is present in the planetary stage, which also meshes with the ring gear and the sun gear, the second planetary gear being rotatable on a second planetary carrier of the planetary stage is mounted, wherein the two planet carriers in the circumferential direction of the sun gear are biased against each other so that the first planet gear is braced against the second planet gear in the circumferential direction of the sun gear.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Planetengetriebe dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein Zahnflankenspiel verhindert oder zumindest weiter reduziert wird. Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object of the present invention is to further develop a generic planetary gear such that backlash is prevented or at least further reduced. This object is achieved by a planetary gear with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, the following description and the attached figures.

Ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe für eine Robotergetriebeanordnung umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie einen Planetenträger mit mehreren drehbar daran gelagerten Planetenrädern, die auf einem jeweiligen Planetenbolzen angeordnet sind und in Zahneingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad stehen, wobei zumindest ein erstes Planetenrad in eine erste Umfangsrichtung und zumindest ein zweites Planetenrad in eine zweite Umfangsrichtung vorgespannt ist, wobei die beiden Umfangsrichtungen entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten ist der Planetenträger mit den daran angeordneten Planetenbolzen und Planetenrädern in beide Umfangsrichtungen derart vorbelastet, dass drehrichtungsunabhängig eine Verhinderung oder zumindest eine Reduzierung eines Zahnflankenspiels zwischen den Planetenrädern und dem Hohlrad bzw. zwischen den Planetenrädern und dem Sonnenrad erreicht wird. Mithin wird ein sogenannter „Backlash“ innerhalb des Planetengetriebes verhindert bzw. reduziert. Die Planetenräder sind radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet.A planetary gear according to the invention for a robot gear arrangement comprises a sun gear, a ring gear and a planet carrier with a plurality of planet gears rotatably mounted thereon, which are arranged on a respective planet pin and are in meshing engagement with the sun gear and the ring gear, at least one first planet gear in a first circumferential direction and at least one second planet gear is biased in a second circumferential direction, the two circumferential directions being arranged opposite one another. In other words, the planet carrier with the planet bolts and planet gears arranged thereon is preloaded in both circumferential directions in such a way that, irrespective of the direction of rotation, a prevention or at least a reduction of a tooth flank play between the planet gears and the ring gear or between the planet gears and the sun gear is achieved. A so-called “backlash” within the planetary gear is thus prevented or reduced. The planet gears are arranged radially between the sun gear and the ring gear.

Während eines Vorspannvorgangs des zumindest einen ersten Planetenrades in die erste Umfangsrichtung wird das zumindest eine erste Planetenrad relativ zum Planetenträger in die erste Umfangsrichtung verlagert, sodass die Zähne des zumindest einen ersten Planetenrades mit einer ersten Zahnflanke an einer ersten Zahnflanke der Zähne des Sonnenrades sowie an einer ersten Zahnflanke der Zähne des Hohlrades zur Anlage kommen. Dies bedeutet, dass während des Betriebs des Planetengetriebes die Zähne des zumindest einen ersten Planetenrades stets mit den Zähnen des Hohlrades und des Sonnenrads kämmen, wobei die ersten Zahnflanken der Zähne des zumindest einen ersten Planetenrades dabei über die ersten Zahnflanken der Zähne des Hohlrades bzw. des Sonnenrades abgleiten.During a prestressing process of the at least one first planet gear in the first circumferential direction, the at least one first planet gear is displaced in the first circumferential direction relative to the planet carrier, so that the teeth of the at least one first planet gear with a first tooth flank on a first tooth flank of the teeth of the sun gear and on one come into contact with the first tooth flank of the teeth of the ring gear. This means that during the operation of the planetary gear, the teeth of the at least one first planet gear always mesh with the teeth of the ring gear and the sun gear, the first tooth flanks of the teeth of the at least one first planet gear thereby over the first tooth flanks of the teeth of the ring gear or Slide the sun gear.

Bei einer nachfolgenden Vorspannung des zumindest einen zweiten Planetenrades in die zweite Umfangsrichtung wird das zumindest eine zweite Planetenrad relativ zum Planetenträger in die zweite Umfangsrichtung verlagert, sodass die Zähne des zumindest einen zweiten Planetenrades mit einer zweiten Zahnflanke an einer zweiten Zahnflanke der Zähne des Sonnenrades und des Hohlrades zur Anlage kommen. Damit stehen während des Betriebs des Planetengetriebes die Zähne des zumindest einen zweiten Planetenrades stets mit den Zähnen des Hohlrades und des Sonnenrads in Zahneingriff, wobei die zweiten Zahnflanken der Zähne des zumindest einen zweiten Planetenrades dabei über die zweiten Zahnflanken der Zähne des Hohlrades bzw. des Sonnenrades abgleiten.With a subsequent prestressing of the at least one second planet gear in the second circumferential direction, the at least one second planet gear is displaced in the second circumferential direction relative to the planet carrier, so that the teeth of the at least one second planet gear with a second tooth flank on a second tooth flank of the teeth of the sun gear and Ring gear come to rest. Thus, during the operation of the planetary gear, the teeth of the at least one second planetary gear always mesh with the teeth of the ring gear and the sun gear, the second tooth flanks of the teeth of the at least one second planetary gear thereby over the second tooth flanks of the teeth of the ring gear and the sun gear slide off.

Dabei gilt sowohl für alle in Wirkverbindung stehenden Bauteile, also das zumindest eine erste Planetenrad, das zumindest eine zweite Planetenrad, das Hohlrad sowie das Sonnenrad, dass die erste Zahnflanke eines Zahnes gegenüberliegend zu der zweiten Zahnflanke eines in Umfangsrichtung nachfolgenden Zahnes des jeweiligen Rades angeordnet ist.It applies to all components that are in operative connection, that is to say the at least one first planet gear, the at least one second planet gear, the ring gear and the sun gear, that the first Tooth flank of a tooth is arranged opposite the second tooth flank of a tooth of the respective wheel that follows in the circumferential direction.

Vorzugsweise sind die Planetenbolzen zumindest teilweise in einer jeweiligen Ausnehmung des Planetenträgers aufgenommen, wobei die Ausnehmungen des Planetenträgers einen jeweiligen Innendurchmesser aufweisen, der größer ist als ein Außendurchmesser des dazugehörigen Planetenbolzens. Mit anderen Worten ist zwischen jeder Ausnehmung des Planetenträgers und dem jeweiligen darin aufgenommenen Planetenbolzen ein radiales Spiel ausgebildet, um eine Vorspannung des jeweiligen Planetenrads in die erste bzw. zweite Umfangsrichtung zu ermöglichen. Das jeweilige erste oder zweite Planetenrad wird dabei in einem Vorspannvorgang in die erste bzw. zweite Umfangsrichtung vorgespannt. Der zumindest eine erste Planetenbolzen und der zumindest eine zweite Planetenbolzen sind dabei nicht rotationssymmetrisch zur jeweiligen Ausnehmung ausgebildet, wobei alle Planetenbolzen ortsfest und drehfest am Planetenträger befestigt werden.The planet bolts are preferably at least partially received in a respective recess of the planet carrier, the recesses of the planet carrier having a respective inner diameter which is larger than an outer diameter of the associated planet bolt. In other words, a radial play is formed between each recess of the planet carrier and the respective planet bolt received therein, in order to enable the respective planet wheel to be preloaded in the first or second circumferential direction. The respective first or second planetary gear is preloaded in the first or second circumferential direction in a preloading process. The at least one first planet pin and the at least one second planet pin are not rotationally symmetrical to the respective recess, with all planet pins being fixed in place and in a rotationally fixed manner on the planet carrier.

Alternativ ist denkbar, dass die Ausnehmungen derart am Planetenträger angeordnet sind, dass sich die Vorspannung des ersten Planetenrads in die erste Umfangsrichtung sowie die Vorspannung des zweiten Planetenrads in die zweite Umfangsrichtung bereits aus der entsprechenden Anordnung der Ausnehmungen am Planetenträger und damit einhergehend aus der Position der Planetenbolzen relativ zum Hohlrad bzw. dem Sonnenrad ergibt. Mit anderen Worten erfolgt ein Vorspannen der Planetenräder gegenüber dem Hohlrad bzw. dem Sonnenrad bereits durch die Montage der Planetenbolzen und den Planetenrädern am Planetenträger. Mithin ist die jeweilige erste Ausnehmung derart ausgebildet, dass das zumindest eine erste Planetenrad selbsttätig in die erste Umfangsrichtung vorspannt, wobei die jeweilige zweite Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass das zumindest eine zweite Planetenrad selbsttätig in die zweite Umfangsrichtung vorspannt. In diesem Fall sind die Ausnehmungen nicht gleichmäßig am Planetenträger verteilt ausgebildet, sondern an die Parameter der Vorspannung angepasst. Die Innendurchmesser der Ausnehmungen sind dabei nur geringfügig, vorzugsweise um wenige Hundertstel größer als die Außendurchmesser der dazugehörigen Planetenbolzen ausgebildet. Mithin ist das radiale Spiel vergleichsweise klein.Alternatively, it is conceivable that the recesses are arranged on the planet carrier in such a way that the preload of the first planet gear in the first circumferential direction and the preload of the second planet gear in the second circumferential direction already result from the corresponding arrangement of the recesses on the planet carrier and thus from the position of the Planetary pin relative to the ring gear or the sun gear results. In other words, the planet gears are preloaded with respect to the ring gear or the sun gear already by mounting the planet bolts and the planet gears on the planet carrier. The respective first recess is thus designed such that the at least one first planet gear automatically prestresses in the first circumferential direction, the respective second recess being designed such that the at least one second planet gear automatically prestresses in the second circumferential direction. In this case, the recesses are not evenly distributed on the planet carrier, but are adapted to the prestressing parameters. The inner diameters of the recesses are only slightly, preferably a few hundredths larger than the outer diameters of the associated planet bolts. The radial play is therefore comparatively small.

Unter einer Ausnehmung ist insbesondere eine axial durchgehende Öffnung am Planetenträger zu verstehen, die jeweils einen Planetenbolzen zumindest teilweise aufnimmt. Auf dem jeweiligen Planetenbolzen ist das entsprechende Planetenrad axialfest angeordnet und drehbar gelagert.A recess is to be understood in particular as an axially continuous opening on the planet carrier, each of which at least partially receives a planet bolt. The corresponding planet gear is axially fixed and rotatably mounted on the respective planet pin.

Bevorzugt sind die Planetenbolzen des jeweiligen ersten und jeweiligen zweiten Planetenrades relativ zum Planetenträger ortsfest fixiert. Die ortsfeste Fixierung der Planetenbolzen erfolgt während des Vorspannvorgangs der Planetenräder bzw. nach Einbau der Planetenbolzen in den Planetenträger. Zur Realisierung der ortsfesten Fixierung ist denkbar, den jeweiligen Planetenbolzen mit Hilfe weiterer geeigneter Bauteile, beispielsweise Lagerbuchsen, ortsfest und drehfest gegenüber dem Planetenträger anzuordnen.The planet bolts of the respective first and respective second planet gears are preferably fixed in place relative to the planet carrier. The planet bolts are fixed in place during the preloading of the planet gears or after installation of the planet bolts in the planet carrier. To implement the fixed fixation, it is conceivable to arrange the respective planet bolt with the aid of further suitable components, for example bearing bushes, in a stationary and rotationally fixed manner relative to the planet carrier.

Ferner bevorzugt ist das Hohlrad relativ zu einem Gehäuse verdrehgesichert angeordnet. Unter einem Gehäuse ist insbesondere ein Getriebegehäuse des Planetengetriebes zu verstehen. Durch die Verdrehsicherung kann eine lastbedingte Verformung des Hohlrades kompensiert werden, wobei die Verformung im Wesentlichen durch die auftretenden Lasten an den Planetenrädern auftritt. Das Hohlrad weist dazu an dessen Außenumfangsfläche bevorzugt radiale Vorsprünge auf, die in radialen Ausnehmungen oder Vertiefungen des Gehäuses zumindest teilweise aufgenommen sind und eine Rotation des Hohlrades gegenüber dem Gehäuse verhindern. Alternativ kann das Gehäuse Vorsprünge aufweisen, die in radialen Ausnehmungen oder Vertiefungen am Hohlrad zumindest teilweise aufgenommen sind. Die jeweiligen zusammenwirkenden Vorsprünge und Ausnehmungen sind komplementär zueinander ausgebildet, um eine Verdrehung des Hohlrades gegenüber dem Gehäuse zu verhindern.Furthermore, the ring gear is preferably arranged to be secured against rotation relative to a housing. A housing is to be understood in particular as a gear housing of the planetary gear. A load-related deformation of the ring gear can be compensated for by the anti-rotation device, the deformation occurring essentially due to the loads occurring on the planet gears. For this purpose, the ring gear preferably has radial projections on its outer peripheral surface, which are at least partially received in radial recesses or depressions in the housing and prevent rotation of the ring gear relative to the housing. Alternatively, the housing can have projections that are at least partially received in radial recesses or depressions on the ring gear. The respective cooperating projections and recesses are complementary to one another in order to prevent rotation of the ring gear relative to the housing.

Des Weiteren bevorzugt ist das Hohlrad relativ zum Gehäuse radial verformbar. Die radialen Vertiefungen des Gehäuses sind dabei derart ausgebildet, dass die radialen Vorsprünge des Hohlrades gegenüber dem Gehäuse während einer radialen Verformung des Hohlrades radial verlagerbar sind. Mithin sind die Vorsprünge in den dazugehörigen Ausnehmungen radial geführt. Weist das Gehäuse Vorsprünge und das Hohlrad Ausnehmungen bzw. Vertiefungen auf, sind die radialen Ausnehmungen am Hohlrad derart ausgebildet, dass das Hohlrad bei einer radialen Verformung relativ zu den radialen Vorsprüngen am Gehäuse radial verlagern kann. Der Vorteil einer radialen Verformbarkeit des Hohlrades relativ zum Gehäuse sowie einer gleichzeitigen Verdrehsicherung dieser beiden Bauteile ist, dass ein Polygonisationseffekt vergrößert werden kann.Furthermore, the ring gear is preferably radially deformable relative to the housing. The radial depressions of the housing are designed such that the radial projections of the ring gear can be radially displaced relative to the housing during a radial deformation of the ring gear. The projections are therefore guided radially in the associated recesses. If the housing has projections and the ring gear has recesses or depressions, the radial recesses on the ring gear are designed in such a way that the radial gear can radially shift relative to the radial projections on the housing in the event of radial deformation. The advantage of a radial deformability of the ring gear relative to the housing and a simultaneous protection against rotation of these two components is that a polygonization effect can be increased.

Die Polygonisation unter Last ermöglicht dem Hohlrad im Zahnkontakt des unter einem Drehmoment belasteten ersten Planetenrades ein radiales Ausweichen, wobei zeitgleich bei dem unter Drehmoment entlasteten vorgespannten zweiten Planetenrad ein Flankenwechsel stattfindet und das dritte Planetenrad, welches nicht vorgespannt ist, beginnt durch einen entstehenden Flankenkontakt Kräfte zu übertragen. Mit anderen Worten können auch zwei, drei oder mehr als drei Planetenräder vorgesehen sein, wobei im Moment einer Drehrichtungsumkehr zumindest ein erstes Planetenrad in die erste Umfangsrichtung und zumindest ein zweites Planetenrad in die entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung gegeneinander verspannt sind. Über einen durch Polygonisation im Hohlrad herbeigeführten Lastausgleich tragen folglich alle Planetenräder unter Last im Wesentlichen gleichmäßig.The polygonization under load enables the ring gear in the tooth contact of the first planet gear loaded with a torque to move radially, with a flank change taking place simultaneously with the preloaded second planet gear released with torque and the third planet gear, which is not preloaded, begins to generate forces as a result of the flank contact transfer. In other words, two, three or more than three planet gears can be provided, at the moment of a reversal of the direction of rotation at least one first planet gear in the first circumferential direction and at least one second planet gear in the opposite second circumferential direction being braced against one another. As a result of load balancing brought about by polygonization in the ring gear, all the planet gears bear essentially uniformly under load.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zumindest ein drittes Planetenrad vorgesehen, dass nicht vorgespannt ist. Mit anderen Worten ist das zumindest eine dritte Planetenrad nicht vorbelastet. Dadurch werden insbesondere Herstellungskosten des Planetengetriebes reduziert.According to a preferred embodiment, at least a third planet gear is provided that is not preloaded. In other words, the at least one third planet gear is not preloaded. This reduces the manufacturing costs of the planetary gear in particular.

Alternativ sind alle Planetenräder des Planetengetriebes vorzugsweise in die erste Umfangsrichtung oder die zweite Umfangsrichtung vorgespannt. Für eine gleichmäßige Vorspannung und Lasteinleitung bzw. Lastweiterleitung ist von Vorteil, wenn die Anzahl der in die erste Umfangsrichtung vorgespannten Planetenrädern der Anzahl der in die zweite Umfangsrichtung vorgespannten Planetenräder entspricht. Mithin können Fertigungstoleranzen ausgeglichen und eine effiziente und gleichmäßige Lastverteilung innerhalb des Planetengetriebes erzielt werden.Alternatively, all planet gears of the planetary gear are preferably biased in the first circumferential direction or the second circumferential direction. For a uniform preload and load introduction or load transmission, it is advantageous if the number of planet gears biased in the first circumferential direction corresponds to the number of planet gears biased in the second circumferential direction. As a result, manufacturing tolerances can be compensated and an efficient and even load distribution within the planetary gear can be achieved.

Die Erfindung umfasst ferner eine Robotergetriebeanordnung mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe.The invention further comprises a robot gear arrangement with a planetary gear according to the invention.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der vier Figuren näher dargestellt. Es zeigen

1 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Detailschnittdarstellung eines ersten Planetenrades des erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß 1,
3 eine schematische Detailschnittdarstellung eines zweiten Planetenrades des erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß 1, und
4 eine schematische Querschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Further measures improving the invention are shown below together with the description of two preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the four figures. Show it

1 2 shows a schematic cross-sectional illustration to illustrate the structure of a planetary gear according to the invention in accordance with a first embodiment,
2nd is a schematic detailed sectional view of a first planet gear of the planetary gear according to the invention 1 ,
3rd a schematic detailed sectional view of a second planet gear of the planetary gear according to the invention 1 , and
4th is a schematic cross-sectional view of the planetary gear according to the invention according to a second embodiment.

Gemäß den 1 und 4 umfasst ein Planetengetriebe 1 für eine - hier nicht dargestellte - Robotergetriebeanordnung ein Sonnenrad 2, ein Hohlrad 3 sowie einen Planetenträger 4 mit drei drehbar daran gelagerten Planetenrädern 5a, 5b, 5c, die auf einem jeweiligen Planetenbolzen 6a, 6b, 6c angeordnet sind. Mithin ist jedes Planetenrad 5a, 5b, 5c am Planetenbolzen 6a, 6b, 6c drehbar gelagert, wobei die Planetenbolzen 6a, 6b, 6c ortsfest und drehfest am Planetenträger 4 befestigt sind. Die Planetenräder 5a, 5b, 5c sind räumlich zwischen dem Sonnenrad 2 und dem Hohlrad 3 angeordnet und stehen jeweils in Zahneingriff mit dem Sonnenrad 2 und dem Hohlrad 3. According to the 1 and 4th includes a planetary gear 1 for a - not shown here - a robot gear arrangement a sun gear 2nd , a ring gear 3rd as well as a planet carrier 4th with three planet gears rotatably mounted on it 5a , 5b , 5c on a respective planet bolt 6a , 6b , 6c are arranged. So every planet gear is 5a , 5b , 5c on the planet bolt 6a , 6b , 6c rotatably supported, the planet bolts 6a , 6b , 6c stationary and non-rotatable on the planet carrier 4th are attached. The planet gears 5a , 5b , 5c are spatially between the sun gear 2nd and the ring gear 3rd arranged and are in mesh with the sun gear 2nd and the ring gear 3rd .

In der Detaildarstellung gemäß 2 ist das erste Planetenrad 5a in eine erste Umfangsrichtung 7 vorgespannt. Dabei ist der erste Planetenbolzen 6a in einer jeweiligen am Planetenträger 4 ausgebildeten ersten Ausnehmung 9a aufgenommen. Die erste Ausnehmung 9a weist einen Innendurchmesser 10 auf, der größer ist als ein Außendurchmesser 11 des dazugehörigen Planetenbolzens 6a. Mithin ist zwischen dem ersten Planetenbolzen 6a und dem Planetenträger 4 somit ein radiales Spiel ausgebildet.In the detailed representation according to 2nd is the first planet gear 5a in a first circumferential direction 7 biased. Here is the first planet pin 6a in a respective on the planet carrier 4th trained first recess 9a added. The first recess 9a has an inner diameter 10th that is larger than an outer diameter 11 of the associated planet pin 6a . So there is between the first planet bolt 6a and the planet carrier 4th thus a radial play is formed.

Der erste Planetenbolzen 6a wird während eines Vorspannvorgangs relativ zum Planetenträger 4 in die erste Umfangsrichtung 7 verlagert, wobei die Zähne 13 des ersten Planetenrades 5a mit einer ersten Zahnflanke 14 an einer ersten Zahnflanke 15 der Zähne 21 des Sonnenrades 2 sowie an einer ersten Zahnflanke 16 der Zähne 22 des Hohlrades 3 zur Anlage kommen. Anschließend wird der erste Planetenbolzen 6a ortsfest und drehfest zum Planetenträger 4 befestigt, sodass das erste Planetenrad 5a in die erste Umfangsrichtung 7 vorgespannt ist.The first planet bolt 6a becomes relative to the planet carrier during a prestressing process 4th in the first circumferential direction 7 shifted, the teeth 13 of the first planet gear 5a with a first tooth flank 14 on a first tooth flank 15 the teeth 21 of the sun gear 2nd as well as on a first tooth flank 16 the teeth 22 of the ring gear 3rd come to the plant. Then the first planet pin 6a stationary and non-rotatable to the planet carrier 4th attached so that the first planet gear 5a in the first circumferential direction 7 is biased.

Nach 3 ist das zweite Planetenrad 5b auf dem zweiten Planetenbolzen 6b angeordnet und in eine zweite Umfangsrichtung 8 vorgespannt. Die zweite Umfangsrichtung 8 ist entgegengesetzt zu der in 2 beschriebenen ersten Umfangsrichtung 7 angeordnet. Der zweite Planetenbolzen 6b ist in einer jeweiligen am Planetenträger 4 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 9b aufgenommen. Die zweite Ausnehmung 9b weist ebenfalls einen Innendurchmesser 10 auf, der größer ist als ein Außendurchmesser 11 des dazugehörigen Planetenbolzens 6a. Mithin ist zwischen dem zweiten Planetenbolzen 6b und dem Planetenträger 4 somit ein radiales Spiel ausgebildet.To 3rd is the second planet gear 5b on the second planet pin 6b arranged and in a second circumferential direction 8th biased. The second circumferential direction 8th is opposite to that in 2nd described first circumferential direction 7 arranged. The second planet bolt 6b is in a respective on the planet carrier 4th trained second recess 9b added. The second recess 9b also has an inner diameter 10th that is larger than an outer diameter 11 of the associated planet pin 6a . So there is between the second planet pin 6b and the planet carrier 4th thus a radial play is formed.

Der zweite Planetenbolzen 6b wird während des Vorspannvorgangs relativ zum Planetenträger 4 in die zweite Umfangsrichtung 8 verlagert, wobei die Zähne 13 des zweiten Planetenrades 5b mit einer zweiten Zahnflanke 17 an einer zweiten Zahnflanke 18 der Zähne 21 des Sonnenrades 2 sowie an einer zweiten Zahnflanke 19 der Zähne 22 des Hohlrades 3 zur Anlage kommen. Anschließend wird der zweite Planetenbolzen 6b ortsfest und drehfest zum Planetenträger 4 befestigt, sodass das zweite Planetenrad 5b in die zweite Umfangsrichtung 8 vorgespannt ist.The second planet bolt 6b becomes relative to the planet carrier during the prestressing process 4th in the second circumferential direction 8th shifted, the teeth 13 of the second planet gear 5b with a second tooth flank 17th on a second tooth flank 18th the teeth 21 of the sun gear 2nd as well as on a second tooth flank 19th the teeth 22 of the ring gear 3rd come to the plant. Then the second planet pin 6b stationary and non-rotatable to the planet carrier 4th attached so that the second planet gear 5b in the second circumferential direction 8th is biased.

Durch die Vorspannung des ersten Planetenrades 5a in die erste Umfangsrichtung 7 und des zweiten Planetenrades 5b in die zweite Umfangsrichtung 8 wird ein Zahnflankenspiel des Planetengetriebes 1 verhindert oder zumindest reduziert. By preloading the first planet gear 5a in the first circumferential direction 7 and the second planet gear 5b in the second circumferential direction 8th becomes a backlash of the planetary gear 1 prevented or at least reduced.

Das dritte Planetenrad 5c, das in 1 dargestellt ist, ist analog zu den beiden anderen Planetenrädern 5a, 5b ausgebildet, jedoch ist das dritte Planetenrad 5c weder in die erste noch in die zweite Umfangsrichtung 7, 8 vorgespannt.The third planet gear 5c , this in 1 is shown, is analogous to the other two planet gears 5a , 5b trained, but the third planet gear 5c neither in the first nor in the second circumferential direction 7 , 8th biased.

Bei Planetengetrieben mit vier oder mehr Planetenrädern ist denkbar, auch zwei oder mehr Planetenräder in die erste oder zweite Umfangsrichtung 7, 8 vorzuspannen. Insbesondere können auch alle Planetenräder 5a, 5b, 5c des Planetengetriebes 1 in die erste oder zweite Umfangsrichtung 7, 8 vorgespannt sein. Ferner alternativ können auch zwei oder mehr Planetenräder, die nicht vorgespannt sind, vorgesehen sein.In planetary gears with four or more planet gears, two or more planet gears in the first or second circumferential direction are also conceivable 7 , 8th preload. In particular, all planet gears can 5a , 5b , 5c of the planetary gear 1 in the first or second circumferential direction 7 , 8th be biased. Furthermore, alternatively, two or more planet gears that are not preloaded can also be provided.

In 4 ist eine zweite Ausführungsform des Planetengetriebes 1 dargestellt, wobei der Unterschied zu der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform lediglich darin besteht, dass das Hohlrad 3 relativ zu einem Gehäuse 12 des Planetengetriebes 1 verdrehgesichert angeordnet ist. Dazu weist das Hohlrad 3 radial nach außen gerichtete Vorsprünge 20 auf, die in dazu korrespondierende Vertiefungen 23 am Gehäuse 12 aufgenommen und in radialer Richtung geführt sind. Mithin ist das Hohlrad 3 relativ zum Gehäuse 12 radial verformbar, sodass radiale Verformungen des Hohlrades 3, die aus in den Planetenrädern 5a, 5b, 5c auftretenden Lasten resultieren, kompensiert werden und ein Polygonisationseffekt vergrößert wird. Radial zwischen den Vorsprüngen 20 des Hohlrades 3 und den Vertiefungen 23 des Gehäuses 12 ist dazu ein jeweiliger Spalt ausgebildet, der eine radiale Verformung des Hohlrades 3 ermöglicht. Anders gesagt sind die Vertiefungen 23 des Gehäuses 12 in radialer Richtung größer ausgebildet als die Vorsprünge 20 des Hohlrades 3.In 4th is a second embodiment of the planetary gear 1 shown, the difference to that in the 1 to 3rd shown first embodiment is only that the ring gear 3rd relative to a housing 12th of the planetary gear 1 is arranged secured against rotation. For this purpose, the ring gear 3rd radially outward projections 20th on, in corresponding recesses 23 on the housing 12th are added and guided in the radial direction. So the ring gear is 3rd relative to the housing 12th radially deformable, so that radial deformations of the ring gear 3rd that out in the planet gears 5a , 5b , 5c occurring loads result, are compensated and a polygonization effect is increased. Radially between the protrusions 20th of the ring gear 3rd and the wells 23 of the housing 12th For this purpose, a respective gap is formed, which radial deformation of the ring gear 3rd enables. In other words, the deepening 23 of the housing 12th formed larger in the radial direction than the projections 20th of the ring gear 3rd .

BezugszeichenlisteReference list

11: PlanetengetriebePlanetary gear
22nd: SonnenradSun gear
33rd: HohlradRing gear
44th: PlanetenträgerPlanet carrier
5a, 5b, 5c5a, 5b, 5c: PlanetenradPlanet gear
6a, 6b, 6c6a, 6b, 6c: PlanetenbolzenPlanet bolts
77: Erste UmfangsrichtungFirst circumferential direction
88th: Zweite UmfangsrichtungSecond circumferential direction
9a, 9b, 9c9a, 9b, 9c: AusnehmungRecess
1010th: InnendurchmesserInside diameter
1111: Außendurchmesserouter diameter
1212th: Gehäusecasing
1313: Zahn des PlanetenradesTooth of the planet gear
1414: Erste Zahnflanke des PlanetenradesFirst tooth flank of the planet gear
1515: Erste Zahnflanke des SonnenradesFirst tooth flank of the sun gear
1616: Erste Zahnflanke des HohlradesFirst tooth flank of the ring gear
1717th: Zweite Zahnflanke des PlanetenradesSecond tooth flank of the planet gear
1818th: Zweite Zahnflanke des SonnenradesSecond tooth flank of the sun gear
1919th: Zweite Zahnflanke des HohlradesSecond tooth flank of the ring gear
2020th: Vorsprunghead Start
2121: Zahn des SonnenradesTooth of the sun gear
2222: Zahn des HohlradesTooth of the ring gear
2323: Vertiefungdeepening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2735767 A1 [0003]

Claims

Planetary gear (1) for a robot gear arrangement, comprising a sun gear (2), a ring gear (3) and a planet carrier (4) with a plurality of planet gears (5a, 5b, 5c) rotatably mounted thereon, which are mounted on a respective planet pin (6a, 6b, 6c) are arranged and mesh with the sun gear (2) and the ring gear (3), at least one first planet gear (5a) in a first circumferential direction (7) and at least one second planet gear (5b) in a second circumferential direction (8 ) is biased, the two circumferential directions (7, 8) being arranged opposite to each other.

Planetary gear (1) after Claim 1 , characterized in that the planet bolts (6a, 6b, 6c) are at least partially received in a respective recess (9a, 9b, 9c) of the planet carrier (4), the recesses (9a, 9b, 9c) of the planet carrier (4) have a respective inner diameter (10) which is larger than an outer diameter (11) of the associated planet bolt (6a, 6b, 6c).

Planetary gear (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the planet bolts (6a, 6b) of the respective first and respective second planet gear (5a, 5b) are fixed in place relative to the planet carrier (4).

Planetary gear (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ring gear (3) is arranged against rotation relative to a housing (12).

Planetary gear (1) after Claim 4 , characterized in that the ring gear (3) is radially deformable relative to the housing (12).

Planetary gear (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one third planet gear (5c) is provided that is not preloaded.

Planetary gear (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that all planet gears (5a, 5b, 5c) of the planetary gear (1) are biased in the first circumferential direction (7) or the second circumferential direction (8).

Robot gear arrangement, comprising a planetary gear (1) according to one of the Claims 1 to 7 .