DE1081291B

DE1081291B - Epicyclic gear with elastically supported outer toothed ring

Info

Publication number: DE1081291B
Application number: DEC16594A
Authority: DE
Inventors: Richard Henry Howard Barr
Original assignee: Centrax Ltd
Current assignee: Centrax Ltd
Priority date: 1957-04-09
Filing date: 1958-04-05
Publication date: 1960-05-05

Description

Umlaufrädergetriebe mit elastisch abgestützten äußerem Zahnring Bekanntlich besteht ein Umlaufrädergetriebe aus einem Zentral- oder Sonnenrad, aus um dieses umlaufenden und mit ihm kämmenden Planeten- oder Trabantenrädern sowie aus einem innenverzahnten äußeren Zentralrad, mit welchem die Planetenräder ebenfalls im Eingriff stehen.. Die Planetenräder sind drehbar auf einem Steg gelagert, der um die Achse des Zentralrades drehbar ist.Epicyclic gears with elastically supported outer toothed ring are known a planetary gear consists of a central or sun gear, around this revolving and meshing planetary or satellite wheels as well as from one internally toothed outer central gear with which the planetary gears also mesh stand .. The planet gears are rotatably mounted on a web around the axis of the central wheel is rotatable.

Je nach dem Verwendungszweck derartiger Getriebe wird eines der drei wesentlichen Elemente festgehalten. Wenn das äußere Zentralrad fest steht, ergeben sich jedoch dadurch Schwierigkeiten, daß die umlaufenden Planetenräder ungleichmäßig belastet und daher übermäßig abgenutzt werden. Diese Erscheinung beruht auf unvermeidlichen Herstellungsungenauigkeiten der Zahnräder und wird bei stoßartiger Beanspruchung des Getriebes noch verstärkt.Depending on the intended use of such transmissions, one of the three essential elements are recorded. If the outer central wheel is stationary, surrender However, difficulties arise in that the rotating planet gears unevenly burdened and therefore excessively worn. This phenomenon is based on inevitable Manufacturing inaccuracies of the gears and is exposed to shock loads of the transmission even more.

Es sind daher Umlaufrädergetriebe vorgeschlagen worden, bei denen das innenverzahnte äußere Zentralrad frei beweglich gelagert, aber an einer Drehung gehindert ist. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art sind zwei Arme einerseits je in einem festen Drehpunkt gelagert und an ihrem anderen Ende über eine Platte miteinander verbunden, wobei von den Anlenkstellen der Arme auf der Platte zwei Verbindungsstangen zu dem Außenumfang des zu lenkenden Zahnrades gehen. Alle einander entsprechenden Gelenkverbindungen liegen sich hierbei in bezug auf die Drehachse des Zahnrades gegenüber. Die Verbindung der Gelenkhebel über eine Platte, die mit einer mittleren Öffnung Raum für die Aufnahme des zu lenkenden Zahnrades einschließlich der erforderlichen Bewegungsfreiheit bieten muß, vergrößert jedoch den Raumbedarf einer derartigen Anordnung, erhöht deren Gewicht und erschwert ihre Montage.Epicyclic gears have therefore been proposed in which the internally toothed outer central wheel is freely movable, but on a rotation is prevented. In a known arrangement of this type, there are two arms on one side each mounted in a fixed pivot point and at the other end via a plate connected to one another, two of the articulation points of the arms on the plate Connecting rods go to the outer periphery of the gear to be steered. All to each other corresponding articulated connections are here with respect to the axis of rotation of the gear opposite. The connection of the articulated lever via a plate, which with a central opening including space for receiving the gear to be steered must offer the required freedom of movement, but increases the space required such an arrangement increases its weight and makes it difficult to assemble.

Es ist weiterhin bekannt, das äußere Zentralrad eines Umlaufrädergetriebes mit tangential angreifenden geraden Lenkern im Innern eines die Anordnung umgebenden Gehäuses in radialer Richtung beweglich, im übrigen jedoch undrehbar zu lagern. Zur Erzielung der notwendigen Nachgiebigkeit sind in den Lagern der Lenker elastische Packungen eingebaut. Abgesehen davon, daß derartige Packungen nur eine sehr beschränkte Beweglichkeit herstellen können, verschleißen sie rasch während des Betriebes, wobei ihr jeweiliger Zustand nicht ohne Zerlegung des gesamten Getriebes überprüft werden kann.It is also known, the outer central wheel of an epicyclic gear with tangentially engaging straight links inside a surrounding the arrangement Housing movable in the radial direction, but otherwise to be mounted non-rotatably. To achieve the necessary flexibility, the links are elastic in the bearings Packings installed. Apart from the fact that such packs are very limited Can produce mobility, they wear out quickly during operation, whereby their respective condition cannot be checked without dismantling the entire gear unit can.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, eine bewegliche Lagerung in radialer Richtung eines undrehbaren Zahnkranzes durch Anbringung von am Umfang angreifenden Federn zu erzielen. Ein derartiges Getriebe erfordert aber außerordentlich genau aufeinander abgestimmte Federn, da sonst der Zahnkranz während des Betriebes in einer bevorzugten Richtung zu schlagen beginnt. Darüber hinaus können bei derartigen federgelagerten Zahnkränzen sehr leicht unerwünschte Resonanzerscheinungen auftreten.It has also already been proposed a movable mounting in the radial direction of a non-rotatable ring gear by attaching to the circumference attacking feathers. Such a transmission is extremely demanding Exactly coordinated springs, otherwise the gear rim during operation begins to strike in a preferred direction. In addition, such spring-loaded sprockets very easily undesirable resonance phenomena occur.

Schließlich ist es bekannt, einen Zahnkranz an in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordneten Kurbeln zu befestigen, welche gleichzeitig mit von einer gemeinsamen Druckmittelquelle beaufschlagten hydraulischen Zylindern verbunden sind. Eine derartige Vorrichtung erfordert jedoch einen außerordentlich großen baulichen Aufwand, da außer einer Anzahl von hydraulischen Zylindern und den zu diesen führenden Zuleitungen noch eine Druckmittelpumpe erforderlich ist, welche ständig laufen muß, solange das Getriebe arbeitet.Finally, it is known to attach a ring gear in the circumferential direction to attach equally spaced cranks, which at the same time with connected by a common pressure medium source acted upon hydraulic cylinders are. However, such a device requires an extremely large construction Effort, as apart from a number of hydraulic cylinders and the ones leading to them Supply lines a pressure medium pump is required, which must run constantly, as long as the transmission is working.

Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen bei einem Umlaufrädergetriebe mit elastisch abgestütztem äußerem Zahnring dadurch vermieden, daß ein endloses Band, Seil, Kabel oder ähnliches flexibles Zugmittel die Enden der Hebelarme von innen am Getriebegehäuse drehbar gelagerten Winkelhebeln umschließt, während die anderen Hebelarme derWinkelhebel mit dem äußeren Zahnring des Umlaufrädergetriebes in Verbindung stehen. Hierdurch wird eine außerordentlich einfache, zuverlässig arbeitende und leicht zu überwachende elastische Abstützung des äußeren Zahnringes erzielt. Nach einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung kann der Hebelarm der Winkelhebel in radialen Schlitzen am Umfang des äußeren Zahnringes geführt sein, Durch diese Maßnahme vereinfacht sich insbesondere der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Getriebes, da der Zahnring nicht mit Hilfe von besonderen Befestigungsvorrichtungen an den Hebelarmen angebracht zu werden braucht.According to the proposal according to the invention, the disadvantages of the known Devices in a planetary gear with an elastically supported outer toothed ring thereby avoided that an endless belt, rope, cable or similar flexible traction means the ends of the lever arms from the inside of the gear housing rotatably mounted angle levers encloses, while the other lever arms of the angle lever with the outer toothed ring of the planetary gear are in connection. This makes one extraordinary simple, reliable and easy to monitor elastic support of the outer ring gear achieved. According to another advantageous proposal of the Invention, the lever arm of the angle lever in radial slots on the circumference of the outer To be guided by the toothed ring, simplified by this measure in particular the assembly of the transmission according to the invention, since the toothed ring not attached to the lever arms with the help of special fastening devices needs to become.

Die Verwendung eines endlosen Bandes, Seiles, Kabels o d. dgl. flexiblen Zugmittels zur Verbindung der Hebelarme untereinander bringt jedoch einen weiteren großen Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit sich, wie er durch keine der bekannten Anordnungen erzielt wird. Erfindungsgemäß kann nämlich bei der Drehkraftmessung die Spannung des endlosen Zugmittels zur Anzeige der Drehkraft in dem äußeren Zahnring verwendet werden. Hierzu kann an dem Zugmittel ein Widerstandsdehnungsmesser bzw. Spannungsmesser angeordnet sein, der zusätzlich eine Temperaturausgleichsvorrichtung aufweisen kann, Es ist jedoch auch möglich, eine Einrichtung zur elektromagnetischen Erregung des Zugmittels durch einen Wechselstrom anzubringen, dessen Frequenz zur Erzeugung einer Resonanz des Zugmittels einstellbar ist, wobei eine Aufnahmeeinrichtung zur Anzeige der Seilbewegung vorgesehen ist. Durch diese Maßnahmen ist es daher möglich, sowohl die Drehkraft in dem äußeren Zahnring wie auch die Seilbewegung fortlaufend zu überprüfen und zu messen.The use of an endless belt, rope, cable or similar. like. flexible However, traction means for connecting the lever arms to one another brings another great advantage of the device according to the invention with it, as by none of the known arrangements is achieved. According to the invention can namely in the torque measurement the tension of the endless traction means to indicate the torque in the outer toothed ring be used. For this purpose, a resistance strain gauge or Be arranged voltmeter, which also has a temperature compensation device may have, but it is also possible to have a device for electromagnetic To apply excitation of the traction means by an alternating current, the frequency of which to Generation of a resonance of the traction means is adjustable, wherein a receiving device is provided to display the rope movement. Through these measures it is therefore possible, both the rotational force in the outer toothed ring and the rope movement to be continuously checked and measured.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig.1 eine Teilschnittansicht eines Umlaufrädergetriebes nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1 und Fig.3 und 4 eine Einrichtung zur Messung der Drehkraft.Further advantageous details of the invention are based on the Drawing explained in more detail. FIG. 1 shows a partial sectional view of an epicyclic gear according to the invention, Fig. 2 shows a section along the line A-A of Fig. 1 and Fig.3 and 4 a device for measuring the torque.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, steht ein auf einer Welle 2 befestigtes Sonnenrad 1 mit drei Planetenrädern 3 im Eingriff, die wiederum mit der Innenverzahnung eines Zahnringes 4 kämmen. Die Planetenräder 3 sind in Lagern 5 in dem Planetenträger 6 gelagert. Außen am Zahnring 4 sind in Abständen Taschen oder Schlitze 7 zur Aufnahme der gerundeten Enden 8 von Winkelhebeln vorgesehen, die drehbar auf Bolzen 9 gelagert sind. Die Bolzen 9 sind ihrerseits an einem feststehenden Gehäuseteil 10 befestigt.As can be seen from FIGS. 1 and 2, a is mounted on a shaft 2 Sun gear 1 with three planet gears 3 in engagement, which in turn with the internal teeth a toothed ring 4 comb. The planet gears 3 are in bearings 5 in the planet carrier 6 stored. On the outside of the toothed ring 4 there are pockets or slots 7 at intervals for receiving the rounded ends 8 are provided by angle levers which are rotatably mounted on bolts 9 are. The bolts 9 are in turn fastened to a stationary housing part 10.

Die längeren Arme 11 der Winkelhebel tragen Zapfen 12, auf denen frei drehbare Rollen 13 sitzen. Ein endloses, flexibles Zugmittel 14 läuft über die Rollen 13 und ist so gespannt, daß die Rollen radial nach innen gedrückt werden und die Hebelarme 8 der Winkelhebel an einer Seitenwand der Schlitze 7 anliegen.The longer arms 11 of the angle lever carry pins 12 on which are free rotatable rollers 13 sit. An endless, flexible traction means 14 runs over the rollers 13 and is so tensioned that the rollers are pressed radially inward and the Lever arms 8 of the angle levers rest against a side wall of the slots 7.

Als Zugmittel kann ein geeignetes Band, Seil, Kabel od. dgl. verwendet werden. Es ist auch möglich, bei besonders hohen Drehkräften eine endlose Kette zu verwenden. Vorzugsweise werden jedoch mehrere dünne Seile benutzt, um eine möglichst gute Biegsamkeit zu erzielen.A suitable tape, rope, cable or the like can be used as the traction means will. It is also possible to use an endless chain with particularly high torsional forces to use. Preferably, however, several thin ropes are used to make one as possible to achieve good flexibility.

Das die Hebelarme 11 der Winkelhebel umschlingende Zugmittel 14 hält den Zahnring 4 gegen Drehung fest, gestattet jedoch in radialer Richtung eine ausreichende Beweglichkeit, um ungleichmäßige Belastungen der Planetenräder auszugleichen.The pulling means 14 looping around the lever arms 11 of the angle levers holds the toothed ring 4 fixed against rotation, but allows sufficient in the radial direction Mobility to compensate for uneven loads on the planetary gears.

Die der Drehkraft entgegenwirkende Kraft wird durch das Zugmittel 15 aufgenommen. Die geringste Bewegung des Zahnringes verursacht eine Berichtigungskraft, wenn auch diese im Vergleich zu den Kräften, die der gleichförmigen Drehkraft entgegenwirken, verhältnismäßig klein ist. Da die Spannung des Zugmittels 14 der Drehkraft proportional ist, kann sie zu deren Messung ausgenutzt werden. Die Vorrichtung zur Drehkraftmessung besteht nach dem Beispiel der Fig. 3 und 4 aus einem Widerstandsdehnungsmesser bzw. Spannungsmesser 15, der in das Zugmittel eingeschaltet ist. Der Dehnungs- bzw. Spannungsmesser ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Widerstandselement 16, neben dem zur Temperaturkompensation ein zweites Widerstandselement 17 seitlich befestigt ist. Während das Element 16 am Teil 18 der Vorrichtung angeordnet ist, welches in das Zugmittel eingeschaltet und damit der Zugspannung ausgesetzt ist, ist das Widerstandselement 17 an dem spannungsfreien Parallelglied 19 angeordnet. Der Widerstand des Spannungsmessers kann durch eine geeignete Brückenschaltung ermittelt und auf einem entsprechenden Instrument abgelesen werden, Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird zur Drehkraftmessung eine elektromagnetische Erregung des Zugmittels benutzt, da die Drehkraft dem Quadrat der Eigenschwingungsfrequenz proportional ist. Bei diesem Beispiel wird ein Elektromagnet durch einen Wechselstrom einstellbarer Frequenz erregt und zur Erregung des Seiles oder Drahtes 14 verwendet. Die Erregungsfrequenz wird so eingestellt, daß im Zugmittel eine Resonanz entsteht, welche die Bewegung des Zugmittels an einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung anzeigt.The force counteracting the turning force is generated by the traction mechanism 15 added. The slightest movement of the toothed ring causes a corrective force, even if this is compared to the forces that counteract the uniform rotational force, is relatively small. Since the tension of the traction mechanism 14 is proportional to the torque it can be used to measure it. The device for measuring torque consists, according to the example of FIGS. 3 and 4, of a resistance strain gauge or Tension meter 15, which is switched into the traction mechanism. The strain or tension meter is designed in two parts and consists of a resistance element 16, in addition to the a second resistance element 17 attached laterally for temperature compensation is. While the element 16 is arranged on the part 18 of the device, which in the traction device is switched on and thus exposed to the tensile stress, is the resistance element 17 arranged on the stress-free parallel member 19. The resistance of the voltmeter can be determined by a suitable bridge circuit and on a corresponding Instrument to be read, According to another embodiment, it is used to measure torque an electromagnetic excitation of the traction means is used, since the torque corresponds to the square is proportional to the natural oscillation frequency. This example uses an electromagnet excited by an alternating current of adjustable frequency and to excite the rope or wire 14 is used. The excitation frequency is set so that in the traction means a resonance arises, which is the movement of the traction means on a suitable receiving device indicates.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Epicyclic gear with elastically supported outer toothed ring, characterized in that an endless belt, rope, cable or Similar flexible traction means (14) the ends (13) of the lever arms (11) from the inside on Gear housing (10) rotatably mounted angle levers wraps around, while the other Lever arms (8) of the angle lever with the outer toothed ring (4) of the epicyclic gear stay in contact.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the Lever arm (8) of the angle lever in radial slots (7) on the circumference of the outer toothed ring (4) is performed.

3. Transmission according to claim 1 or 2, characterized in that To measure the rotational force, the tension of the endless traction means (14) to display the rotational force used in the outer toothed ring (4).

4. Transmission according to claim 3, characterized characterized in that a resistance strain diameter or tension meter (15) is arranged on the traction means (14).

5. Transmission according to claim 4, characterized in that that the resistance voltmeter or strain gauge (15) is a temperature compensation device (17).

6. Transmission according to claim 3, characterized in that there is a Device for electromagnetic excitation of the traction means (14) by an alternating current has, the frequency of which is adjustable to generate a resonance of the traction means is, wherein a recording device is provided for displaying the rope movement.