DE1149958B - Doppelschraegverzahntes Umlaufraedergetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein doppelschrägverzahntes Umlaufrädergetriebe mit koaxialen, lediglich in den Umlaufrädern geführten inneren Sonnenrädern.

Die Anwendung von Leistungsverzweigungsgetrieben erweist sich in solchen Fällen als besonders vorteilhaft, bei denen die bekannten Stand- und Umlaufgetriebe wegen zu hoher Drehzahlen und bei bestimmten Übersetzungsverhältnissen, beispielsweise bis zum Verhältnis von 1:2, nicht mehr eingesetzt werden können. In diesen Fällen werden die Umfangsgeschwindigkeiten und die Fliehkräfte in den Lagern der Planetenräder bei Umlaufgetrieben zu groß. Normale Standgetriebe nehmen darüber hinaus einen oft nicht vorhandenen sehr großen Raum in Anspruch. Das System der Verzweigungsgetriebe beruht darauf, daß das Moment der Antriebswelle vom Antriebsritzel zunächst auf die erste Stufe mehrerer Zwischenritzel parallel übertragen wird, so daß diese Zwischenritzel nur einen Teil des Drehmomentes aufzunehmen haben, wonach die zweite Stufe der Zwischenritzel das Drehmoment auf ein Abtriebsritzel der Abtriebswelle abgibt. Es ist hierbei bekannt, Umlaufrädergetriebe als Leistungsverzweigungsgetriebe zu verwenden, bei denen die Umlaufräder die Funktion der Zwischenritzel erfüllen. Diesen Getrieben sind hinsichtlich ihrer Verwendung Grenzen gesetzt, die von den hohen Fliehkräften der Umlaufräderträger und von dem beschränkten Ubersetzungsbereich herrühren.

Um die über den Grenzwerten liegenden Betriebsfälle beherschen zu können, werden Verzweigungsgetriebe mit Pfeilverzahnung und Lastdruckausgleich vorgezogen. Derartige Verzweigungsgetriebe sind in der Praxis bereits entwickelt worden und verschiedentlich, besonders wo es sich um die Übertragung großer Leistungseinheiten und hohen Drehzahlen handelt, zur Ausführung gelangt.

Bei der einen bekannten Ausführungsart versucht man, eine gleichmäßige Leistungsteilung dadurch zu erreichen, daß man zwei oder mehr Zweigräderpaare, die auf einer zur Antriebswelle parallelen Welle sitzen, mittels Drehstäben und Zahnkupplungen untereinander verbindet. Der damit erreichbare Lastdruckausgleich in den einzelnen Zweigen ist von der drehelastischen Nachgiebigkeit der Drehstäbe abhängig. Die elastische Verdrehung der Torsionswelle darf aus festigkeitstechnischen Gründen einen bestimmten Wert nicht überschreiten, da sonst bei zu hohen Beanspruchungen Bruchgefahr besteht. Aus diesem Grunde kann mit dieser bekannten Einrichtung Leistungsteilung nur in begrenztem Umfang erzielt werden.

Doppelschrägverzahntes Umlaufrädergetriebe

Anmelder:

Zahnräderfabrik Renk Aktiengesellschaft,
Augsburg, Gögginger Str. 71-81

Dr.-Ing. Heinrich Zink, Göggingen bei Augsburg,

und Erich John, Augsburg,
sind als Erfinder genannt worden

Bei einer anderen bekannten Ausführungsart wird die Leistungsteilung in der Form verwirklicht, daß die

so beiden Zentralräder geteilt und die einzelnen Verzahnungshälften durch je zwei Doppelzahnkupplungen mit der An- bzw. Abtriebswelle verbunden werden. Eine bekannte Variante dieses Getriebes weist zwei koaxial zueinander angeordnete Sonnenräder als An- und Abtrieb auf.

Diese bekannte Konstruktion enthält zweistufige Umlaufräder, deren beide Stufen miteinander starr verbunden sind. Außerdem sind sämtliche Umlaufräder auf ihren Achsen axial unbeweglich angeordnet. Die Sonnenräder der bekannten Getriebekonstruktion müssen sich also nach diesen Umlaufrädern einstellen. Aus diesem Grunde sind beide Sonnenräder geteilt ausgebildet. Jede einzelne einfach schrägverzahnte Radscheibe der Sonnenräder ist lose in der Verzahnung der Umlaufräder gelagert. Nachdem aber durch diese Einfachschrägverzahnung jede einzelne Radscheibe eine axiale Bewegungskomponente erhält, muß zunächst eine Kupplung vorgesehen sein, welche die beiden Radscheiben in der gewünschten Stellung hält. Diese eine Zahnkupplung reicht jedoch nicht aus, um eine Leistungsverzweigung zu bewirken, sondern es müssen je Sonnenrad noch zwei weitere Zahnkupplungen vorgesehen werden, um die Verbindung mit der Antriebswelle bzw. Abtriebswelle herbeizuführen.

Daraus ergibt sich zunächst, daß beim Stand der Technik ein erheblicher konstruktiver Aufwand zu verzeichnen ist. Weiterhin ist aus der Tatsache, daß die Umlaufräder als Führungsräder dienen, zwingend herzuleiten, daß die einzelnen Radscheiben der Sonnenräder eine Ausgleichbewegung in der Weise durchführen müssen, daß die Achse der einzelnen

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Radscheibe um die ideale Getriebeachse schlingert. Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Verzweigungs-

Diese räumlichen Eigenbewegungen der Radscheiben getriebe, dessen Zentralräder über Doppelzahnkupp-

besitzen einen sehr schädlichen Einfluß auf den hingen mit der An- bzw. Abtriebswelle verbunden

dynamischen Lauf des Getriebes, was zur Folge hat, sind,

daß das Getriebe der bekannten Konstruktion un- 5 Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie II-II gemäß

ruhig laufen muß, wenngleich eine Leistungsverzwei- Fig. 1 und

gung vorhanden ist. Fig. 3 den Längsschnitt durch eine Variante gemäß

Diese Nachteile vermeidet die Erfindung, wobei Fig. 1, bei der die Zentralräder über Drehstäbe mit

darüber hinaus als Aufgabe gesetzt ist, ein Leistungs- der An- bzw. Abtriebswelle verbunden sind,

verzweigungsgetriebe mit weniger Bauteilen und dem- io Gemäß den Fig. 1 und 3 sind in dem Getriebe-

zufolge geringerem konstruktivem Aufwand zu gehäuse 12 die Hohlachsen 13 vorgesehen, welche zur

schaffen. Getriebeachse den gleichen radialen Abstand be-

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die sitzen. In Fig. 2 sind drei derartige Hohlachsen 13 zweistufigen Umlaufräder in einer zwischen den veranschaulicht; sie sind im Winkel von 120° zuein-Sonnenrädern liegenden Vertikalebene geteilt und 15 ander angeordnet. Auf den Hohlachsen 13 sind durch Kupplungszähne drehfest miteinander ver- mittels der Lager 14 die Zweigräderpaare 2,3 bzw. bunden sind, wobei ein Umlaufrad axial geführt ist 2', 3' gelagert, die mit den zentral und koaxial zuein- und die Einzelräder der anderen Umlauf räder axial ander vorgesehenen Zentralrädern 1 und 4 im Einbeweglich sind und wobei weiterhin Kupplungsringe griff stehen. Die Zweigräder 2 können hierbei mit an den Umlaufrädern getrennt hergestellt und nach- 20 dem Zentralrad 1, die Zweigräder 3 mit dem anderen träglich mit den Einzelrädern verbunden werden. Da- Zentralrad 4 im Eingriff stehen,
bei erweist es sich als zweckmäßig, daß die getrennt Bei pfeilverzahnten Getrieberädern müssen diese hergestellten Kupplungsringe mit dem Einzelrad ver- so zueinander angeordnet werden, daß sich alle stiftet sind. Es liegt auf der Hand, daß der Gegen- Räder nach einem axial fixierten Rad selbsttätig einstand der Erfindung wesentlich einfacher ausgebildet 25 stellen. Um im vorliegenden Falle die axiale Selbstist und daher geringere Kosten als beim Stand der einstellung der Zweigräder 2 und 3 in den Zentral-Technik verursacht. Das Wesentliche der Erfindung rädern 1 und 4 zu ermöglichen, werden die Zweigbesteht darüber hinaus darin, daß Leistungsverzwei- räder 2, 3 geteilt und gelenkig miteinander gekuppelt, gung mit Lastdruckausgleich einerseits und eine über- Als Verbindungsglieder der jeweils beiden Zweigraschende Laufruhe andererseits erreicht werden. Die 30 räder 2 und 3 sind Zahnkupplungen 5 und 6 vorge-Ursache hierzu liegt darin, daß durch die dreheinstell- sehen, die eine axiale Bewegung der beiden Räder baren Kupplungsglieder der Erfindung die unver- gegeneinander zulassen und geringe Winkelverlagemeidlichen Verzahnungsfehler zwischen den Einzel- rangen gestatten, jedoch in Umfangsrichtung eine rädern der Umlaufradsätze so weit ausgeglichen wer- drehstarre Verbindung der Zweigräder 2 und 3 sichern, den können, daß als Folge davon die ungelagerten 35 Aus Montagegründen muß die Stellung der Kupp-Sonnenräder nur noch einen vernachlässigbar kleinen lungsverzahnung 5,6 zur Laufverzahnung der Zweigunvermeidlichen, in seiner Wirkung aber absolut un- räder 2, 3 bei allen Zweigräderpaaren gleich sein, erheblichen Rundlauffehler besitzen. Würden die Diese Forderung ist herstellungstechnisch schwer zu dreheinstellbaren Glieder nicht vorhanden sein, dann erfüllen; man kann sich erfindungsgemäß dadurch bestünde sogar die Möglichkeit, daß ohne erhebliche 40 behelfen, daß zwei Zahnkupplungen 6 als lose Kupp-Nacharbeit die Umlaufräder gar nicht montiert lungsringe ausgebildet und nach erfolgter Einstellung werden könnten. Würden alle Umlaufräder im Ein- mit einem der Zweigräder verstiftet und verschraubt griff stehen, dann müßten die Sonnenräder wegen werden. Die Stellung der anderen Kupplungsverzahder Zahnfehler eine erhebliche Schlingerbewegung nung 5 zur Laufverzahnung kann dann eine beliebige um ihre Achse ausführen. 45 sein.

Es ist weiterhin ein Getriebe bekannt, das zwar Ein Zweigräderpaar 2', 3' ist durch die beiden eine der Erfindung ähnliche Aufgabe, jedoch eine Längslager 15 axial fixiert und fungiert als Führungsvollkommene unterschiedliche konstruktive Gestal- räderpaar. Alle übrigen Räder stellen sich zwangtung zeigt. Bei diesem bekannten Getriebe sind das läufig nach der Verzahnung der Führungsräder 2', 3' Antriebsritzel und das Abtriebsritzel nicht zuein- 50 ein. Die Abstützung der Zweigräder erfolgt auf ander koaxial, sondern grundsätzlich achsversetzt an- Lagerbolzen 13, die im Gehäuse 12 fest verankert geordnet. Daraus ergibt sich zwangläufig, daß beide sind. Die Stirnflächen der hohlen Lagerbolzen sind Ritzel ortsfest gelagert sein müssen, wodurch nun durch die Scheibenil abgedichtet,
weiterhin ein selbsttätiger Lastdruckausgleich und Beide Zentralräder 1, 4 sind ungelagert. Die Vereine geometrische Selbstzentrierung der Ritzel zwi- 55 bindung mit der An- bzw. Abtriebswelle erfolgt entschen ihren Rädern verhindert wird. Die elastische weder durch gelenkige Doppelzahnkupplungen 7 Verbindung der beiden voneinander getrennten und 8 (vgl. Fig. 1) oder durch Drehstäbe 9 und 10 Zwischenräder durch elastische Zwischenglieder er- (vgl. Fig. 3). Im letztgenannten Fall übernehmen die gibt ohne vorherige genaue Einstellung vielleicht eine Drehstäbe 9,10 die axiale Führung der Räder, und ungefähre, aber niemals eine vollkommene Leistungs- 60 die Längslager 15 kommen in Wegfall,
verzweigung in gleiche Anteile zufolge der durch Ver- Wird ein Drehmoment in das Getriebe eingeleitet, schiedenheiten der Werkstoffe und Ungenauigkeiten so müssen sich sämtliche Räder zwangläufig axial der Fertigung bedingten Ungleichheiten der elasti- auf die Verzahnungen der Zentralräder 1, 4 einschen Zwischenglieder und der möglichen Gleichheit stellen, die selbst wieder axial in dem Führungsräderder beiden Verzahnungen der Zwischenräder. 65 paar 2', 3' fixiert sind. Die ungelagerten gelenkig bzw. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich elastisch mit der An- bzw. Abtriebswelle verbunaus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schema- denen Zentralräder 1, 4 werden sich unter Last auf tisch und beispielsweise dargestellt, und es zeigt Kräftegleichgewicht einstellen. Sie werden sich also

bei Achsabstands- und Teilungsfehlern so weit radial verlagern, bis die Zahndrücke in den einzelnen Zahneingriffen gleich groß sind. Durch die gelenkige Verbindung mit den Wellen können sich die beiden Zentralräder 1,4 auch geringfügig schräg zu ihrer Achse verlagern. Dies wird dann eintreten, wenn in der Zahnschräge unterschiedliche Fehler vorhanden sind. Die Leistungsteilung, die mit dieser Konstruktion erreicht wird, geschieht also durch eine zwangsweise Selbsteinstellung auf Kräftegleichheit aller an der Momentenübertragung beteiligten Getriebeelemente. An Stelle der Zahnkupplungen 6 können auch wie bei elastischen Kupplungen elastische Verbindungsglieder vorgesehen sein.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Doppelschrägverzahntes Umlaufrädergetriebe mit koaxialen, lediglich in den Umlaufrädern geführten inneren Sonnenrädern, dadurch gekenn- ao zeichnet, daß die zweistufigen Umlaufräder in einer zwischen den Sonnenrädern (1, 4) liegenden Vertikalebene geteilt und durch Kupplungszähne (5) drehfest miteinander verbunden sind, wobei ein Umlaufrad (2', 3') axial geführt ist und die Einzelräder der anderen Umlaufräder (2, 3 und 2", 3") axial beweglich sind und wobei weiterhin Kupplungsringe (6) an den Umlauf rädern getrennt hergestellt und nachträglich mit den Einzelrädern verbunden werden.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt hergestellten Kupplungsringe (6) mit dem Einzelrad (3') verstiftet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 346 737, 722 920,
981;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1031015;
österreichische Patentschrift Nr. 189 469;
britische Patentschrift Nr. 773 458;
USA.-Patentschriften Nr. 1399 549, 2496 857.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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