DE1958635A1

DE1958635A1 - Epizyklisches Getriebe

Info

Publication number: DE1958635A1
Application number: DE19691958635
Authority: DE
Inventors: Miller Albert Arthur
Original assignee: Lansing Bagnall Ltd
Current assignee: Linde Material Handling UK Ltd
Priority date: 1968-11-26
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1245012A; NL6917718A; BE742183A; FR2024274A1; CH496910A

Description

DR₁-INaRICHARDGLAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÖNCHEN HAMBURG MÖNCHEN

8000 München 22 · Liebherrstraße 20 ■ Tel. (0811) 22 65 48 2000 Hamburg 52 · Walzstraße 12 · Tel. (0411) 89 22 55

L	IHRE NACHRICHT VOM	J	ZEICHEN	MÖNCHEN
IHR ZEICHEN		UNSER	15
		A
BETRIFFT:

MNSING MGNALL LIMITED

Basingstoke

England

Epizyklisches Getriebe

Die Erfindung betrifft ein epizyklisches Getriebe mit einer ringförmigen Innenverzahnung, die mindestens ein außenverzahntes Planetenrad umgibt und mit diesem in Eingriff ist, welches einen geringfügig kleineren Durohmesser und entsprechend weniger Zähne aufweist als die Innenverzahnung und frei drehbar auf einem um eine zentrale Achse drehbaren Exzenter gelagert ist, so daß ββ bei dessen Drehung um die zentrale Achse eine Umlaufbewegung um

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diese Achse beschreibt.

Wenn hierbei entweder die Innenverzahnung gegen eine Drehung festgehalten oder das Planetenrad gegen eine Umlaufbewegung um die zentrale Achse festgehalten wird, wird auf den anderen, jeweils nicht festgehaltenen Teil eine Drehung mit herabgesetzter Drehzahl übertragen.

Da das Planetenrad exzentrisch umläuft, stellt es eine Unwuchtmasse dar. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist es bekannt, zwei Exzenter und zwei Planetenräder mit gemeinsamer Achse vorzusehen, die um 180° außer Phase sind (vgl. z.B. britische Patentschrift 1,089,755). Hierdurch wird eine teilweise Verringerung der Unwuchtkräfte erzielt. Der Erfindung liegt jedoch die Aufgabe zugrunde, eine noch weitergehende Verringerung dieser Ungleichgewichtskräfte zu erreichen.

Erfindungsgemäß ist ein epizyklisches Getriebe der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß in Axialrichtung hintereinander angeordnet drei Exzenter und Planetenräder vorgesehen sind, von denen jedes Planetenrad mit einem zugeordneten Teil der Innenverzahnung in Eingriff ist, wobei die beiden äußeren Planetenräder in Phase miteinander und um 180° außer Phase zum zwischen

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ihnen angeordneten mittleren Planetenrad umlaufen, und wobei die von dem mittleren Planetenrad und dessen Exzenter gebildete Unwuchtmasse von der Summe der Massen der äußeren Planetenräder und deren Exzenter dynamisch kompensiert wird.

Vorzugsweise besteht die Innenverzahnung aus einem einzigen innen verzahnten Hing, wobei die drei Planetenräder mit verschiedenen, axial nebeneinander liegenden Abschnitten dieses Ringes in Eingriff sind.

Um den gewünschten Massenausgleich au erzielen, können die beiden äußeren Planetenräder gleiche axiale Dicke und das innere Planetenrad die doppelte Dicke eines äußeren Planetenrades aufweisen.

Bei einor bevorzugten Ausführungsform wirken die drei Planetenräder mit einem ,jochförmigen Planetenradträgcr zusammen, dr,r eine Anzahl von Antriebszapfen aufweint, die sich in Axialrichtung durch lu-eiisförmige Öffnungen in den Plunotenrädern erstrocken, von denen jede einen größeren Durchmesser als der zugehörige Antriebszapfen hat.

Bei OJn(Ji- Auafiihrungiiforrn der Erfindung ist die Indrohfrurt, und der ,joolif örrnige Plane 0< η rad-

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träger um die zentrale Achse drehbar angeordnet, so'daß ein Umlauf der Planetenräder auf Grund einer Drehung der zugehörigen Exzenter eine Drehung des jochförmigen Planetenträgers verursacht, der mit dem Ausgangselement des Getriebes verbunden ist.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der jochförmige Planetenträger drehfest und die Innenverzahnung ist um " die zentrale Achse drehbar, so daß bei einem Umlauf der Planetenräder auf Grund einer Drehung der entsprechenden ,Exzenter eine Drehung der Innenverzahnung bewirkt wird, die mit einem Ausgangselement des Getriebes gekuppelt ist

Jeder der drei Exzenter, auf denen die drei Planetenräder drehbar gelagert sind, kann je eine kreisrunde Habe aufweisen, die exzentrisch auf einer um die zentrale Achse drehbaren Welle gelagert ist. Vorzugsweise sind die k drei Naben auf einer Hülse verkeilt, die ihrerseits mit der Welle verkeilt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Axialschnitt durch die Nabe eines Laufrades zeigt, welches mit einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe versehen ist.

Die in der Zeichnung gezeigt Radnabe weist einen,Elek-

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tromotor 1 mit einem zylindrischen Gehäuse 2 auf, an welches ein Deckel 3 geschraubt ist, der ein Rollenlager 4 für das eine Ende der Motorwelle 5 trägt. An dem Deckel 3 ist ein im wesentlichen zylindrischer Fortsatz 6 ausgebildet, der nach innen gerichtete Zähne 7 aufweist, die einen feststehenden Zahnring bilden.

Das Ende der Motorwelle 5 weist einen geschlitzten Portsatz 8 auf, der eine Exzenteranordnung trägt, die aus drei auf einer Hülse 9 sitzenden Exzentern 10, 11, 12 besteht. Die Exzenter 10 und 12 sind miteinander identisch und durch den Exzenter 11 voneinander getrennt, der den gleichen Außendurchmesser und dieselbe Exzentrizität wie die Exzenter 10 und 11 aufweist, jedoch relativ zu diesen um 180 außer Phase angeordnet ist. Ferner beträgt die axiale Länge des Exzenters 11 das Doppelte der Länge der Exzenter 10 oder 12. Somit ist die Exzenteranordnung in sich dynamisch völlig ausgewuchtet.

Drei Planetenräder 13, 14 und 15 sind mittels Nadellagern 16, 17 und 18 auf den Exzentern 10, 11 und 12 gelagert. Die Planetenräder 13, H und 15 sind miteinander identisch mit der Ausnahme, daß die axiale Länge des mittleren Planetenrades 14 doppelt so groß wie die des Planetenrades 13 oder 15 ist. Dementsprechend ist auch die Masse des mittleren Planetenrades 14 das Doppelte der Masse

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des Planetenrades 13 oder 15·

Damit das mittlere Planetenrad 14 uaf seinem Exzenter 11 montiert werden kann, ist es erforderlich oder doch erwünscht, daß mindestens einer der Exzenter 10 und 12 von den andern lösbar ist. Da die verschiedenen Exzenter in der richtigen Winkelstellung zueinander fest-

ψ gelegt werden müssen, müssen sie mit der gemeinsamen Hülse 9 verkeilt werden. Dementsprechend ist ein gemeinsamer Keil 28 (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) vorgesehen, wodurch in den verhältnismäßig schmalen Exzentern eine maximale axiale Länge der Keilverbindung erzielt wird. Es ist erwünscht, daß die drei Exzenter auf einer gemeinsamen Hülse montiert sind, damit eine starre Einheit gebildet wird, in der sich die Antriebsreaktionen sowie die Zentrifugalkräfte aufheben, so daß

k keine Querkräfte, sondern nur Drehmomente die geschlitzte Verlängerung der Motorwelle belasten. Wäkren die Exzenter einzeln direkt auf der geschlitzten Verlängerung 8 gelagert, so würde ein rascher Verschleiß der Keile durch die gleichzeitige Einwirkung von Seitenkräften und Drehmomenten auftreten, falls die Keile nicht mit Preßsitz ausgeführt wären, wodurch jedoch die Montage sehr eraohwert würde.

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Jedes der Planetenräder 13, 14 und 15 ist in Eingriff mit dem drehfesten Zahnring 7· Da der mittlere Exzenter zu den anderen beiden Exzentern 10 und 12 um 180 außer Phase ist, liegt der Punkt, an welchem das mittlere Planetenrad 14 mit dem Zahnring 7 kämmt den Punkten, an denen die Planetenräder 13 und 15 mit dem Zahnring 7 kämmen, diametral gegenüber. Es wird deutlich, daß die von dem mittleren Planetenrad 14 gebildete unwuchtmasse sowohl statisch als auch dynamisch durch die Massen der zu beiden Seiten angeordneten Planetenräder 13 und 14 kompensiert wird.

' Ein im wesentlichen zylindrischer Laufradträger 19 ist an der Außenseite des Motorgehäuses 2 drehbar gelagert mittels Lagern, von denen eines bei 20 am Fuß der zylindrischen Verlängerung 6 des Motordeckels 3 gezeigt ist. Mit diesem Radträger 19 ist eine Abdeckplatte 21 verschraubt, die eine Schutzabdeckung für das Getriebe bildet und außerdem als jochartiger Träger für die Planetenräder 13, 14 und 15 dient. Für diesen Zweck trägt die Abdeckplatte 21 vier Hülsen, von denen zwei bei 22 und 23 gezeigt sind, die mit der Abdeckplatte 21 durch Zapfen (wie bei 24 gezeigt) oder Schrauben (wie bei 25 gezeigt) verbunden sind, wobei die Zapfen oder Schrauben in Öffnungen einer Jochplatte 26 auf der Motorseite des

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'.epizyklischen Getriebes gehalten sind. Die vier Hülsen erstrecken sich durch kreisrunde Öffnungen 27 in den Planetenrädern 13,14 und 1-5« Die Öffnungen 27 haben einen ■■ größeren Durchmesser als die vier-Hülsen, so daß die Innenwände der Öffnungen 27 auf den vier Hülsen abrollen, wenn die Planetenräder.13, 14 und 15 am Innenumfang des Zahnrings 7 abrollen.

k Das in der Zeichnung dargestellte epizyklische Getriebe kann dasselbe Drehmoment und dieselbe Leistung über- · tragen wie ein Getriebe mit einem einzigen Planetenrad der eingangs beschriebenen Art, dessen axiale Länge gleich der Summe der axialen Längen der Planetenräder 1.3, 14 und 15 ist. Da die Planetenräder 13, 14 und 15 zwischen sich nur ein Drehsitzspiel benötigen, erkennt man, daß das erfindungsgerfläße, völlig ausgewuchtete Getriebe praktisch nicht mehr Platz benötigt als ein Getriebe der eingangs genannten Art mit einem einzelnen, nicht ausgewuchteten

' Planetenrad.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform können auch die vier Hülsen des jochförmigen Planetenträgers am Motordeckel 3 befestigt sein, so daß die Planetenräder gegen eine Umlaufbewegung festgehalten sind. In diesem Fall wird der Zahnring 7 nicht drehfest am Motordeckel 3 . befestigt, sondern mit dem Radträger 19 verbunden. Wenn

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das Getriebe entsprechend dieser wahlweisen Ausführungsform ausgebildet wird, stimmt die Drehrichtung des Rades mit der des Motors überein, während bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform die Drehrichtungen entgegengesetzt sind.

Selbstverständlich kann der dargestellte einzelne Zahnring 7 ersetzt werden durch drei getrennte, koaxiale, und miteinander verbundene Zahnringe, von denen je einer einem Planetenrad zugeordnet ist.

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Claims

Patentansprüche

Π.) Epizyklische3 Getriebe mit einer ringförmigen Innenverzahnung, die mindestens ein außen verzahntes Planetenrad umgibt und mit diesem in Eingriff ist, welches einen geringfügig kleineren Durchmesser und entsprechend weniger Zähne aufweist als die Innenverzahnung und drehbar auf einem um eine zentrale Achse drehbaren Exzenter gelagert ist, so daß es bei dessen Drehung um die zentrale Achse eine Umlaufbewegung um diese Achse beschreibt, dadurch gekennzeichne t, daß in Axialrichtunghintereinander angeordnet drei Exzenter (10, 11, 12) und Planetenräder (13_f 14, 15) vorgesehen sind, von denen jedes Planetenrad mit einem zugeordneten Teil der Innenverzahnung (6, 7) in Eingriff ist, wobei die beiden äußeren Planetenräder (13, 15) in Phase miteinander und um 180° außer Phase zum zwischen ihnen angeordneten mittleren Planetenrad (14) umlaufen und wobei die von dem mittleren Planetenrad (14) und

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dessen Exzenter (11) gebildete Unwuchtmasse von der Sum me der Massen der äußeren Planetenräder (13, 15) und de ren Exzenter (10, 12) dynamisch kompensiert wird..
2. Epizyklisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung aus einem einzigen, innen verzahnten Zahnring (6, 7) be steht, wobei die drei Planetenräder (13, 14, 15) mit verschiedenen, axial nebeneinander liegenden Teilen des Zahnringes kämmen.
3· Epizyklisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Planetenräder (13, 15) dieselbe axiale Dicke und das innere Planetenrad (14) die doppelte axiale Dicke wie ein äußeres Planetenrad hat.
4. Epizyklisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Planetenräder (13, 14, 15) mit einem jochartigen Planetenträger (21, 26) zusammenwirken, der eine Anzahl von Antriebszapfen (22, 24, 23, 25) trägt, die sich in Axialrichtung durch kreisrunde Öffnungen (27) in den Planetenrädern (13» 14, 15) erstrecken, wobei jede Öffnung einen größeren Durchmesser als der zugehörige Antriebszapfen hat.

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5· Epizyklisch.es Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennz eichnet, daß die Innenverzahnung (6, 7) drehfest und der jochförmige Planetenträger (21, 26) um die zentrale Achse drehbar ist, so daß ein Umlauf der Planetenräder (13, 14, 15) durch Drehung der zugehörigen Exzenter (10, 11, 12) eine Drehung des Planetenträgers zur Folge hat, der mit einem Ausgangselefe ment (19) des Getriebes gekuppelt ist.
6. Epizyklisches Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jochförmige Planetenträger (21, 26) drehfest und die Innenverzahnung - (6, 7) um die zentrale Achse drehbar ist, so daß ein Umlauf der Planetenräder (13, 14, 15) auf Grund einer Drehung der zugehörigen Exzenter (10, 11, 12) eine Drehung der Innenverzahnung zur Folge hat, die mit einem Ausgangselement (19) des Getriebes gekuppelt ist.
7» Epizyklisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Exzenter (10, 11, 12), auf denen die drei Planetenräder (13, H, 15) drehbar gelagert sind, aus je einer kreisrunden STabe bestehen, die exzentrisch auf einer um die zentrale Achse drehbaren Welle (β) gelagert ist.

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8. Epizyklisohes Getriebe nach Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, daß die drei kreisrunden Naben (10, 11, 12) mit einer Hülse (9) verkeilt sind, die ihrerseits mit der Welle (8) verkeilt ist.

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