DE1650737B1

DE1650737B1 - Selbstsperrendes ausgleichsgetriebe mit stirnraedern

Info

Publication number: DE1650737B1
Application number: DE19671650737
Authority: DE
Inventors: Oliver Edward Saari
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1966-09-15
Filing date: 1967-09-09
Publication date: 1971-09-09
Also published as: CH461284A; SE325786B; BR6791044D0; US3375735A; ES341460A1; NL150563B; NL6709953A; BE703138A; GB1168896A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe mit Stirnrädern, bei dem eine Anzahl erster Planetenräder in einer ersten Planetenbahn, die mit einem der beiden Sonnenräder kämmen, und eine Anzahl zweiter Planetenräder in einer zweiten Planetenbahn, die mit dem anderen der beiden Sonnenräder kämmen, angeordnet sind, wobei eines der ersten Planetenräder mit mindestens einem der zweiten Planetenräder kämmt und alle Planetenräder sich über ihre Zahnköpfe reibend im Planetenträger als Lagerung abstützen.

Das aus der französischen Patentschrift 1440834 bekannte Ausgleichgetriebe mit den vorgenannten Merkmalen ist in seiner Drehmomentenübertragung auf das sich drehende Rad bei rutschendem anderem Rad ausschließlich auf die DifEerentialwirkung beschränkt, die durch den reibenden Andruck der Planetenräder an den Wandungen der sie aufnehmenden Lagertaschen entsteht. Die zwischen den Planetenrädern und den Wandungen des sie aufnehmenden Lagertaschen entstehende Reibung steht in direkter Beziehung zu den Fertigungstoleranzen, mit denen einmal die Planetenräder selbst, zum anderen die Lagertaschen hergestellt werden. Die zwischen den Planetenrädern und den Wandungen der sie aufnehmenden Lagertaschen entstehende Reibung steht auch in direkter Beziehung zur Verschleißrate der Planetenräder und der Wandungen der Lagertaschen. Nach einer gewissen Betriebsdauer wird als Folge eines gewissen Verschleißes — trotz der gehärteten Teile — die Reibung zwischen den Planetenrädern und den Wandungen der sie aufnehmenden Lagertasehen geringer, so daß sich im Laufe der Zeit das Drehmomentverhalten des Ausgleichgetriebes ändert.

Aus der deutschen Patentschrift 888 808 ist ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe bekannt, bei dem unter Ausnutzung eines Axialschubes eine Sperrung der getriebenen Räder stattfindet und bei welchem die Sonnenräder auf axial verschiebbaren Hülsen sitzen, die mit den zugehörigen Wellen umlaufen und gegen das Getriebegehäuse wirkende Kupplungen tragen, wobei die gegeneinander drehbaren Sonnenräder als in sich geschlossener, axial verschiebbarer Block ausgebildet und zur Einleitung der Sperrwirkung nachgiebige Mittel vorgesehen, beispielsweise auf die Stirnräder einwirkende vorgespannte Federn angeordnet sind, die den Impuls zur Einleitung der Sperrwirkung und fortschreitend eine Servowirkung hervorrufen. Bei diesem Ausgleichgetriebe tritt ein vergleichsweise geringer Verschleiß auf, da die beweglichen Teile nicht flächig abgestützt sind, um die erforderliche Hemmung einzuführen, vielmehr tritt dort die gewünschte Hemmung durch Auslösen von Lamellenkupplungen ein.

Aus der deutschen Patentschrift 276789 ist ein Ausgleichgetriebe bekannt, bei dem zwei Kegelräder durch eine Feder in gegengesetzte Richtungen axial an ein Gehäuse angedrückt werden. Die dadurch eingeführte Hemmung der Kegelräder in ihrer Drehung dem Planetenträger gegenüber ist gering, weil innerhalb des zur Verfügung stehenden Platzes keine ausreichend große Andruckfläche zur Verfügung steht, die die Einführung einer ausreichenden Hemmung gewährleisten könnte. Ferner ist es dabei unbedingt erforderlich, daß die beiden in Anlage aneinander gelangenden Andruckflächen ständig genau parallel liegen, was kaum zu erreichen ist, da die umlaufende Welle, auf der das Kegelrad jeweils sitzt, lagerbedingt immer bereits so weit schräg zu laufen neigt, daß die geforderte Parallelität zwischen den in Anlage aneinander gelangenden Andruckflächen nicht gewährleistet werden kann.

Aus der USA.-Patentschrift 1324 858 ist ein Ausgleichgetriebe bekannt, bei dem Bremsglieder zwischen auf einem Kreis angeordnete Kegelräder geschaltet sind, die sich als Spreizglieder an die Zahnspitzen zweier nebeneinander sitzender Kegelräder andrücken. Die Bremswirkung dieser Spreizglieder ist gering, insbesondere auch in Anbetracht der Tatsache, daß sie bei umlaufenden Kegelrädern ihre größte Kraftresultierende auf das sie aufneh' mende Gehäuse ausüben, während relativ kleine Kraftresultierende auf die umlaufenden Zähne der Kegelräder ausgeübt werden.

Aus der belgischen Patentschrift 528 608 und aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 1696 283 schließlich sind verschiedene Formen von Federringen bekannt, die allgemein dazu dienen, eine radial gerichtete Spannkraft auszuüben. Dabei ist der aus der belgischen Patentschrift 528 608 bekannte Ring geteilt, während der aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1696 283 bekannte Ring wellenförmig ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leicht herstellbarere Ausgleichgetriebe mit erhöhter Sperrwirkung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens ein Federring eine allseitig radiale Druckkraft auf die Planetenräder ausübt, um eine zusätzliche Reibkraft zwischen deD Planetenrädern und ihren Lagerflächen im Planetenträger zu erreichen.

Durch Verwendung eines Federrings der genannten Art ändert sich der auf die Planetenräder ausgeübte Druck nur ganz gering.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Ein geteilter Federring nimmt größere Durchmesseränderungen ohne nennenswerten Einfluß auf die radiale Druckkraft auf.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht auf das Ausgleichgetriebe aus der Ebene der Linie 1-1 der F i g. 2 mit abgenommener rechter Abschlußscheibe und rechtem Sonnenrad,

F i g. 2 einen Schnitt des in F i g. 1 gezeigten Aus-Eührungsbeispiels an der Linie2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 eine auseinandergezogene Darstellung der Einzelteile des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels und

Fig. 4 eine Teilansicht ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Das Ausgleichgetriebe umfaßt einen Planetenträger 12, der an der Innenseite bogenförmige Stützwände 14 für die Planetenräder hat. Der Planetenträger 12 weist an seiner äußeren peripheren Fläche einen einstückig mit ihm verbundenen Zahnkranz 16 auf, dessen Zähne das Drehmoment von dem Motor aufnehmen, das von dem Ausgleichgetriebe auf zwei Achswellen übertragen wird, die mit ihm verbunden sind.

Der Planetenträger 12 umfaßt Löcher 21 (Fig. 2)

3 4

zur Aufnahme von Befestigungselementen, beispiels- räder 26, die wiederum das linke Sonnenrad im weise Schrauben 19. Der Planetenträger 12 umfaßt Gegenuhrzeigersinn drehen.

ein linkes Endstück 20 mit einer Anzahl von ein- Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfinstückig an ihm angeformten Erhöhungen22. Diese dungsgemäßes Ausgleichgetriebe ist in Fig. 4 geErhöhungen 22 erstrecken sich um begrenztes axiales 5 zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ent-Maß in Richtung auf die Mitte des Planetenträgers spricht dem in den F i g. 1 bis 3 gezeigten, außer daß 12. Die inneren Peripherien 22 b der Erhöhungen 22 ein durchgehender dünner Federring 46 dazu verbefinden sich im radialen Abstand von der Mitte wendet wird, die Planetenräder 26 und 36 in Anlage des Endstücks 20 um ein Maß, das ausreicht, um an die Stützwände 14 zu drücken. Der Ring 46 weist ein linkes Sonnenrad 23 in Anlage an der inneren io einen äußeren Nenndurchmesser auf, der größer als Fläche des linken Endstücks 20 bringen zu können, der kleinste Durchmesser eines Kreises ist, der den wobei das Sonnenrad in treibender Anordnung zur Radialpunkten der Planetenräder 26 und 36 eingelinken, mit Kehlnuten versehenen Achswelle 25 vor- schrieben ist. Wegen des großen Nenndurchmessers gesehen ist (Fig. 2). Eine Anzahl linker Planeten- muß der Ring46 innerhalb seiner Elastizitätsgrenze räder 26 befinden sich in einer Planetenbahn und 15 in eine Wellenform verformt werden, wie das in sind gleichmäßig an der Innenseite des Planetenträ- F i g. 4 gezeigt ist. Der Ring übt einen relativ kongers in linken Lagertaschen 27 verteilt, die von dem stanten radialen Druck auf die Planetenräder aus, Unken Endstück 20 und den peripheren Seitenwän- so daß Reibungskräfte an deren Anlagepunkten an den 22 e der Erhöhungen 22 gebildet werden. Die dem Ring und an den Stützwänden 14 des Planeten-Planetenräder haben relativ= große Durchbrüche in 20 trägers 12 hervorgerufen werden. Der von dem durchihren Mitten zur Aufnahme von Befestigungsschrau- gehenden Federring 46 ausgeübte Druck nimmt mit ben 19, die eine Bewegung der Planetenräder in einer dem Verschleiß des Ringes und der Planetenräder Ebene ermöglichen, ohne daß die Schrauben dieser ab und hängt von den ursprünglichen Toleranzen Bewegung entgegenstehen. Die Planetenräder 26 sind und der Passung zwischen den verschiedenen zuin den Lagertaschen 27 angeordnet und werden durch 25 sammenpassenden Teilen ab.

einen Federring 28 in eine einem Druckkontakt mit = In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind

den zugehörigen bogenförmigen Stützwänden 14 für die Federringe 28 bzw. 46 koaxial zu den Sonnen-

die Planetenräder gehalten. Der Federring 28 kann rädern 23 und 33 angeordnet, so daß sie an einem

auch bei 29 geteilt sein, um größere Durchmesser- inneren radialen Kontaktkreis an den Planetenrädern

änderungen aufzunehmen. ' ' 30 anliegen. Die Federringe könnten allerdings ebenso-

Die rechte Seite des Ausgleichgetriebes umfaßt gut auch kleiner ausgeführt sein, um an einem eineine Abdeckscheibe 30 für den Planetenträger 12. Da zigen Planetenrad und an einer Schulter der Sondie Abdeckscheibe 30 an ihrer Innenseite ähnlich wie nenräder anzuliegen. Ferner kann an Stelle des gedas linke Endstück ausgebildet ist, sind entspre- teilten Federrings 28 gemäß der Darstellung in chende Teile so numeriert worden, daß die zweite 35 Fig. 1 bis 3, der die Planetenräder nach außen Ziffer der Bezugszahlen die gleiche wie die, die zur drückt, ein entsprechender Ring an der Außenseite Kennzeichnung der Teile der linken Seite benutzt der Planetenräder vorgesehen sein. Eine solche Anworden ist. Die rechte Seite des Ausgleichgetriebes Ordnung an der Außenseite ist dann besonders wirkumfaßt also die rechte Abdeckscheibe 30, die dem sam, wenn die Stützwände 14 nach außen gerichtet linken Endstück 20 entspricht und in Richtung auf 4° sind.

das Endstück 20 durch Befestigungsmittel gezogen Wie die Federringe auch angeordnet und wie viele

werden kann, beispielsweise Schrauben oder Nieten von ihnen auch verwendet werden, erforderlich ist

19, die durch Löcher 31 und 21 geführt sind. Das immer, daß sie gespannt sind. In dem in den Fig. 1

rechte Ende des Ausgleichgetriebes umfaßt Erhöhun- bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spannung

gen 32, ein rechtes Sonnenrad 33 mit einer mit Kehl- 45 in der Form von Druckkraft vorgesehen. Dabei wird

nuten versehenen Bohrung 34 und einen Satz rechter die Größe der Druckkraft durch Wahl einer geeig-

Planetenräder 36, die in Taschen sitzen, die von der netea Gesamtradialstärke des Ringes durch die dia-

Abschlußscheibe 30 und den an ihr vorgesehenen metrale Abmessung des Raums, von dem er begrenzt

Erhöhungen gebildet sind. Die Planetenräder 36 wer- ist, im Vergleich zum Nenndurchmesser des Rings

den in einer Druckanlage an den bogenförmigen 50 und durch die Wahl des Werkstoffs bestimmt, aus

Stützwänden 14 für die Planetenräder durch den dem der Federring hergestellt ist. Eine Stahllegierung

Federring 28 gehalten. mit einer Härte von etwa 55 Rockwell C hat sich für

Die Planetenräder 26 und 36 kämmen auf einem die Ringe als geeignet erwiesen. Bei einem Ringvollen Kreis miteinander. Die nebeneinanderliegen- durchmesser von 63,5 mm hat sich in dem in Fig. 4 den Planetenräder befinden sich allerdings nur über 55 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Stärke von ein kleines Stück ihrer axialen Länge in der Mitte 0,375 mm als zufriedenstellend erwiesen, während des Ausgleichgetriebes im Eingriff miteinander. Im eine durchschnittliche Stärke von etwa 2,5 mm sich übrigen Teil der axialen Länge der Planetenräder 26 für das in F i g. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel befinden sie sich im Eingriff mit dem linken Sonnen- als zufriedenstellend erwiesen hat.
rad 22, während sich die Planetenräder 36 im übrigen 60 Um eine im wesentlichen konstante Druckkraft auf Teil der axialen Länge im Eingriff mit dem rechten die Planetenräder an jedem Punkt der Peripherie des Sonnenrad 33 befinden= Diese Anordnung des teil- geteilten Rings 28 zu erzielen, kann der Ring eine weisen Kämmens ist erforderlich, wenn das Getriebe unterschiedliche Wandstärke haben, die an im Abals Ausgleichgetriebe fungieren soll. Dabei wird eine stand von dem Spalt liegenden Stellen stärker ist als Bewegung des Sonnenrades 33 gemäß der Darstel- 65 in der Nähe des Spaltes. Eine Art zur Ausbildung lung in F i g. 3 im Uhrzeigersinn auf die Planeten- solcher Ringe ist, den Ring mit runden Stanzwerkräder 36 übertragen, und die Planetenräder 36 über- zeugen auszustanzen, deren Mitten gegeneinander tragen die Bewegung ihrerseits auf die Planeten- versetzt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe mit Stirnrädern, bei dem eine Anzahl erster Planetenräder in einer ersten Planetenbahn, die mit einem der beiden Sonnenräder kämmen und eine Anzahl zweiter Planetenräder in einer zweiten Planetenbahn, die mit dem anderen der beiden Sonnenräder kämmen, angeordnet sind, wobei eines der ersten Planetenräder mit mindestens einem der zweiten Planetenräder kämmt und alle Planetenräder sich über ihre Zahnköpfe reibend im Planetenträger als Lagerung abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federring (28, 46) eine allseitig radiale Druckkraft auf die Planetenräder (26, 36) ausübt, um eine zusätzliche Reibkraft zwischen den Planetenrädern (26, 36) und ihren Lagerflächen im Planetenträger (12) zu erreichen.

2. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (28) an einer Stelle (29) getrennt ist.

3. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Federring (28) solcher unterschiedlichen radialen Stärke, daß der Ring (28) einen im wesentlichen konstanten Druck auf ein Planetenrad (26, 36) an jeder Stelle seiner Peripherie ausübt.

4. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (28, 46) koaxial zu den Sonnenrädern angeordnet ist und an allen Planetenrädern (26, 36) in mindestens einer der Planetenbahnen anliegt.

5. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring. (46) durchgehend ausgebildet ist und einen äußeren Durchmesser aufweist, der größer als der kleinste Durchmesser eines den Planetenrädern (26, 36) einbeschriebenen Kreises ist, an denen der Federring (46) anliegt, wobei der Federring (46) eine so relativ dünne radiale Stärke aufweist, daß er innerhalb seiner Elastizitätsgrenze durch Anlage an den Planetenrädem (26, 36) in eine Wellenform verformbar ist, die die Peripherie der Planetenräder (26,36) teilweise umschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen