DE1290401B

DE1290401B - Planetengetriebe mit elastischem Planetentraeger

Info

Publication number: DE1290401B
Application number: DEU12082A
Authority: DE
Inventors: Quenneville Raymond Noel
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1964-10-08
Filing date: 1965-10-05
Publication date: 1969-03-06
Also published as: GB1100887A; US3314310A

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit elastischem Planetenträger, der über ein Ringteil mit der Abtriebswelle kraftschlüssig verbunden ist, wobei die Planetenräder zwischen mitumlaufenden Trägerlaschen gelagert sind.
In dem nicht vorveröffentlichten deutschen Patent 1200 091 war bereits vorgeschlagen worden, den Planetenträger und das mit der Abtriebswelle verbundene Ringteil über radiale, in axialer Richtung biegsame Finger zu verbinden. Dabei sollte die Verbindung zwischen dem eigentlichen Planetenträger und den Fingern über Kugelgelenke erfolgen. Ein Durchbiegen dieser Finger unter starker Last war somit zwar in axialer Richtung, nicht jedoch in Drehrichtung der Planetenräder möglich. Die Hauptaufgabe der Finger ist darin zu sehen, die Kugelgelenke zu tragen.
Die genannten Finger sind nicht dazu geeignet, die Getriebeteile während der Belastung zueinander ausgerichtet zu halten. Außerdem führt die Verwendung von Kugelgelenken nicht nur zu einer wesentlichen Verteuerung der Gesamtvorrichtung, sondern sie macht diese auch aufwendiger und dadurch anfälliger. Weiterhin bedingen die Kugellager ein höheres Gewicht. Diese Nachteile wiegen insbesondere auf dem Gebiet der Luftfahrttechnik schwer.
Durch die deutsche Patentschrift 165 924 war bereits ein Planetengetriebe mit einem in der Drehebene der Planetenräder elastischen Planetenträger mit radial nach außen gerichteten federnden Speichen bekanntgeworden. Auf Grund eines außermittigen Kraftangriffs ergibt sich ein Schrägstellen der Planetenräder und dadurch eine hohe Punktbelastung, die das gesamte Getriebe bei großer Leistung schnell abnutzen lassen kann. Im übrigen müssen sich bei plötzlicher starker Beschleunigung die Federn stark durchbiegen, wodurch sich aber der Achsabstand zwischen den Planetenrädem und dem Sonnenrad verringert. Es besteht somit die Gefahr, daß die Zahnköpfe der Planetenfäder den Zahnfuß des Sonnenrades berühren, wodurch eine einwandfreie Kraftübertragung überhaupt in Frage gestellt wird. Da keine exakte Ausrichtung der Planetenräder unter allen Belastungsstufen sichergestellt ist, wirken die Planetenräder nicht in jedem Fall gleichmäßig an der Kraftübertragung mit.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe zu schaffen, bei dem bei möglichst niedrigem Eigengewicht der Planetenträger j dahingehend verbessert wird, daß die Getriebeteile unter allen Belastungsstufen zueinander ausgerichtet gehalten werden.
Diese Aufgabe wird gemäß,der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ringteil mehrere radial nach außen gerichtete in der Drehebene der Umlaufräder nachgiebige, U-förinige Speichen aufweist, wobei der innere Schenkel der U-förmigen Speiche an den Ringkörper anschließt, während der äußere Schenkel über die Trägerlaschen die Planetenräder trägt.
Die neue Bauweise bietet im wesentlichen folgende Vorteile: 1. Gegenüber den bekannten Bauarten werden die Planetenräder gleichmäßiger belastet.
2. Das Gewicht des Getriebes wird beträchtlich verringert.
3. Es wird eine Selbstausrichtung erzielt als Folge der,ge-ringen Verspannung um die Achse, um die bei den bekannten Ausführungsformen das Verkanten erfolgt.
Da verhältnismäßig starke elastische Durchbiegungen vorgesehen sind, kann der Planetenträger nicht auf Durchbiegungsgrenzwerte, sondern auf Festigkeitsgrenzwerte ausgelegt werden. Daraus ergibt sich ein geringeres Baugewicht. Das verhältnismäßig hohe elastische Durchbiegevermögen des Planetenträgers führt zu einer geringen Verspannung zwischen den Planetenrädern und der Abtriebswelle. Die einzelnen Planetenräder können daher trotz kleiner, sich gegebenenfalls aus Herstellungstoleranzen ergebender Mittigkeitsabweichungen ihre Belastung allmählich und gleichmäßig aufnehmen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht gemäß der Linie 1-1 in F i g. 2 und F i a. 2 einen Längsschnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1.
Danach dient ein auf einer Antriebswelle12 sitzendes Sonnenrad 10 zum Antrieb mehrerer Planetenräder 14. Diese stehen im Eingriff mit einem innenverzahnten Zentralrad 16, das in einem Gehäuse 18 festgelegt ist. Die Planetenräder 14 sind in einem Planetenträger 20 zusammengefaßt, der einen die Antriebswelle 12 umgebenden Ringteil 21 sowie mehrere radial nach außen gerichtete, in der Drehebene der Umlaufräder nachgiebige Speichen.36 aufweist. Diese sind mit ihren Außenenden an Trägerlaschen 24 befestigt, die das Drehmoment vom Sonnenrad 10 auf den Ringteil 21 übertragen, der seinerseits durch Längsnutung 28 auf der Abtriebswelle 26 verkeilt ist (s. F i g. 2).
Bei Verwendung in Verbindung mit einem Propeller dient das Planetengetriebe dazu, den Propeller mit einer gegenüber der Antriebswelle niedrigeren Drehzahl anzutreiben, wobef der Antrieb, wie in F i g. 2 schematisch dargestellt, von einem Triebwerk 30 über eine Kupplung 32. erfolgt.
Die Speichen 36 sind U-förmig ausgebildet und bestehen aus einem an den -Ringteil 21 anschließenden inneren Schenkel 82 und einem äußeren Schenkel 40, der über die Trägerlaschen 24 die Planetenräder 14 trägt. Hierzu ist der äußere Schenkel 40 mit einer in Richtung der Drehachse liegenden Bohrung 39 versehen, die zur Aufnahme eines Bolzens 42 dient, der :seinerseits die an seinen beiden Enden angeordneten Trägerlaschen 24 trägt. Mit Hilfe einer auf dem Bolzen 42 sitzenden Mutter werden die Trägerlaschen 24 in einem bestimmten Abstand parallel zueinander ausgerichtet gehalten. Eine jeweils zwischen zwei benachbarten , Speichen 36 befindliche Nabe 46 bildet mit ihrer B o-hrung- 48 das Lager für das entsprechende Planetenrad 14.
Während des Betriebes werden die Kräfte von den Planetenrädern, 14 - durch die sich gegenüberliegenden Trägerlaschen 24 auf die Speichen 36 übertragen. Dadurch dreht sich der ganze Planetenträger 20, der seinerseits mit seinem Ringteil 21 auf die Abtriebswelle gekeilt ist und diese dreht. Die auf die Speichen 36 übertragenen Kräfte konzentrieren sich etwa mitten zwischen den Außenenden der Speichen 36. Normalerweise besteht daher die Tendenz, den ganzen Planetenträger 20 um eine zur Umdrehungsmittellinie senkrechte Achse zu verkanten. Infolge ihrer besonderen Form biegen sich jedoch die Speichen 36 innerhalb der Drehebene der Planetenräder 14 elastisch und gleichmäßig durch, so daß die Zähne der Planetenräder 14 auf Grund dieser elastischen Durchbiegung bezüglich ihrer Längsachsen ausgerichtet bleiben.
günstigen Gestaltung der Bei der Wahl einer Speiche36 wurde die U-Form als optimal ermittelt. Dabei wird an einer öffnung 80 zwischen dem inneren Schenkel 82 und dem äußeren Schenkel 40 ein übermaß an Werkstoff stehengelassen. Die Speiche 36 wird dann starr gestützt und anschließend einer Kraft unterworfen, unter der sie sich durchbiegt. Zwischen den genannten Schenkeln wird dann so lange Werkstoff weggenommen, bis sich der äußere Schenkel 40 gleichmäßig innerhalb der Drehebene der Planetenräder 14 bewegt.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß um eine willkürliche, längs einer Linie zwischen den Enden der Speiche 36 angenommene senkrechte Achse eine geringfügige Drehbewegung stattfindet, die die Längsachsen der Bohrungen 36 winklig zur Umdrehungsmittellinie zu stellen trachtet. Diese Durchbiegung beeinflußt jedoch das Arbeiten der Planetenräder 14 nicht nachteilig, sondern führt vielmehr dazu, daß die Belastungsverteilung längs der Zähne der Planetenräder 14 immer gleichförmig erfolgt.

Claims

Patentanspruch: Planetengetriebe mit elastischem Planetenträger, der über ein Ringteil mit der Abtriebswelle kraftschlüssig verbunden ist, wobei die Planetenräder zwischen mitumlaufenden Trägerlaschen gelagert sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Ringteil (21) mehrere radial nach außen gerichtete in der Drehebene der Umlaufräder nachgiebige, U-förmige Speichen (36) aufweist, wobei der innere Schenkel (82) der U-förmigen Speiche (36) an den Ringkörper anschließt, während der äußere Schenkel (40) über die Trägerlaschen (24) die Planetenräder (14) trägt.