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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Planetenreibradgetriebe mit Anpressmitteln,
in dem eine Drehmomentübertragung
bei geringem Geräusch und
geringer Vibration verwirklicht wird, indem der Scherwiderstand
eines Ölfilms
oder der Reibungswiderstand (wenn kein Schmiermittel verwendet wird) zwischen
aneinander gepressten zylindrischen Oberflächen genutzt wird. Die vorliegende
Erfindung betrifft die Verbesserung eines Planetenreibradgetriebes
eines solchen Typs.
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Antriebsvorrichtungen
des Traktionsantriebstyps wie derartige Planetenreibradgetriebe
mit Anpressmitteln sind als Antriebsvorrichtungen mit geringer Geräuschentwicklung
bekannt. Als eine herkömmliche
Kraftübertragungsvorrichtung
eines solchen Typs beschreibt die japanische Patentschrift Nr. Sho
62-46742 eine die Antriebskraft übertragende Kraftübertragungsvorrichtung
des Planetenrollentyps mit einer elastischen Rolle. Bei der in der
japanischen Patentschrift Nr. Sho 62-46742 offenbarten Kraftübertragungsvorrichtung
werden Kräfte
von beiden Seiten auf die elastische Rolle mit einem U-förmigen Querschnitt
ausgeübt,
so dass der Innendurchmesser der Rolle verkleinert wird, um eine
Presskraft zu erzielen.
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Die
japanische Patentschrift Nr. Sho 51-25538 offenbart eine Untersetzungseinrichtung, die
mit Reibungsübertragung
arbeitet, bei der eine Eingangs- und eine Abtriebsspindel auf derselben Achse
einander gegenüberliegend
angeordnet sind, eine Mehrzahl Rollen zwischen einem Innenlaufring, der
mit der Eingangsspindel integriert ausgeformt ist, und einem stationären elastisch
verformbaren Außenlaufring
angeordnet ist, eine Welle mit einem Haltering zur drehbaren Lagerung
der Rollen mit der Abtriebspindel verbunden ist, eine ringförmige Hydraulikkammer
zwischen dem Außenlaufring
und einem Gehäuse
der Untersetzungseinrichtung ausgeformt ist, und bei der bei der
Reibungsübertragung
von der Eingangsspindel zur Abtriebsspindel über die Rollen Hydraulikdruck
entsprechend der Last an der Abtriebsspindel an die Hydraulikkammer
geliefert wird, um den Außenlaufring
in radialer Richtung zu verkleinern und radialen Druck auf die Rollen
auszuüben.
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Bei
der in der japanischen Patentschrift Nr. Sho 62-46742 offenbarten
Kraftübertragungsvorrichtung
hat die elastische Rolle mit ihrem U-förmigen Querschnitt eine komplizierte
Gestalt und ihre Herstellung ist ebenfalls kompliziert, da ein Mechanismus
zum Verformen beider Seiten erforderlich ist. Folglich führt dies
zu hohen Kosten. Außerdem
ist eine Prüfung
zur Bestätigung
der gewünschten
Stärke
der Presslast sehr schwierig.
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Des
weiteren ist der U-förmige
Querschnitt der in der Untersetzungseinrichtung, die in der japanischen
Patentschrift Nr. Sho 62-46742 offenbart wird, angeordneten elastischen
Rolle relativ klein, und das Auftreten hoher Spannungen ist unvermeidlich,
wenn sie stark verformt wird. Darüber hinaus kann das Ausmaß, in dem
der Innendurchmesser der elastischen Rolle verringert wird, nicht
vergrößert werden,
wenn die Beständigkeit
gegen Materialermüdung
berücksichtigt
wird. Es ist demzufolge schwierig, eine hohe Presskraft zu erzielen,
und selbst bei Auftreten eines geringfügigen anfänglichen Abriebs, fällt die
Presslast scharf ab, und folglich nimmt die Übertragungsfähigkeit
in hohem Maße
ab, und die Zuverlässigkeit
wird geringer.
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Im
Gegensatz hierzu wird die Hydraulikkammer der in der japanischen
Patentschrift Nr. Sho 51-25538 offenbarten Untersetzungseinrichtung
von der inneren Rolle und dem Gehäuse gebildet, indem die innere
Rolle, d.h. der Außenlaufring
auf eine solche Weise konstruiert wird, dass die Innenfläche des dicken
zylindrischen Abschnitts mit beiden Enden des relativ dünnen zylindrischen
Abschnitts verbunden ist. Wird der dünne zylindrische Abschnitt
der inneren Rolle in Richtung der Mitte verformt, indem Arbeitsöl in den
Hydraulikzylinder eingebracht wird, wird eine Presskraft zwischen
der inneren Rolle und der Planetenrolle ausgeübt.
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Da
jedoch bei der in der japanischen Patentschrift Nr. Sho 51-25538
offenbarten Untersetzungseinrichtung die innere Rolle hydraulisch
verformt wird, sind Leitungen zum Einleitung von Hydraulikkraft
und Dichtungen erforderlich, und demzufolge wird die Einrichtung
kompliziert, und es kann leicht zu Störungen durch Absinken des Hydraulikdrucks
aufgrund von beispielsweise Ölleckage
kommen.
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DE 29 25 088 A1 offenbart
ein Planetenrollengetriebe, bei dem entweder der innere Kontaktring oder
die Sonnenrolle als ein oder mehrere elastische Elemente ausgebildet
sind, die an einer Seite mit einer axial zu den rotierenden Wellen
wirkenden Druckkraft versehen sind. Die Druckkraft wird durch eine
Druckvorrichtung an eine Seite des elastischen Elements gelegt;
durch Verringern oder Vergrößern der
Druckkraft kann das Element in oder außer Eingriff mit den zugehörigen Rollen
des Planetenrollengetriebes gebracht werden.
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US 40 95 488 offenbart ein
Planetengetriebe, bei dem mindestens ein Planetenreibrad dazu angeordnet
ist, einen Reibring zu berühren,
der mindestens teilweise elastisch verformbar ist, wobei der Anpressdruck
zwischen dem Planetenreibrad und dem elastisch verformbaren Teil
des Reibrings angepasst werden kann.
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DD 288 202 A5 offenbart
ein Reibradplanetengetriebe sehr großer Untersetzung, das zwei
elastisch verformte Reibringe aufweist. Diese Reibringe sind hierbei
in gleicher Achshöhe übereinander
angeordnet und pressen die Planetenreibrollen gegen das Zentralrad,
wobei einer der Reibringe mit dem Gehäuse und der andere mit der
Abtriebswelle drehfest verbunden ist.
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DE 2 160 307 A offenbart
ein Untersetzungsgetriebe, das ein kontinuierliches elastisches
Band aufweist, dessen Innenumfang die Planetenrollen anliegend berühren. Das
Band wird an einer Winkelbewegung gegenüber dem Gehäuse des Getriebes gehindert
und es drückt
durch seine Eigenelastizität
auf die es innen berührenden
Planetenrollen.
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WO
96/30670 offenbart ein Planetengetriebe, das Planetenräder aufweist,
die drehbar auf Lagerhalterungen gelagert sind, deren Durchmesser geringer
ist als der Durchmesser der zugehörigen Löcher in den Planetenrädern. Weiterhin
weist das Planetengetriebe ein äußeren Ring
auf, der innen von den Planetenrädern
berührt
wird, und dessen Durchmesser derart bemessen ist, dass er die Planetenräder gegen
die Sonnenwelle drückt,
so dass diese die Sonnenwelle außen berühren und in Kraftschluss mit ihr
stehen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die dem Stand der Technik
innewohnenden Probleme zu beseitigen, indem ein Planetenreibradgetriebe
mit Anpressmitteln bereitgestellt wird, bei dem ein bestimmter Pressmechanismus
nicht erforderlich ist, das auf einfache Weise eine starke Verformung
erzielt, bei dem die Abfallrate der Presslast gegenüber des
geringen Abriebs extrem niedrig ist, bei der die Prüfung zur
Bestätigung
der gewünschten Stärke der
Presslast auf einfache Weise vorgenommen werden kann und das eine
einfach aufbaubare Hohlstruktur hat.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Aufgabe von einem
Planetenreibradgetriebe mit Anpressmitteln gelöst werden, das ein Sonnenrad,
eine Mehrzahl von Planetenradwellen, die abstandsgleich um das Sonnenrad
und dieses außen
berührend
angeordnet sind, und ein Hohlrad aufweist, das von den Planetenradwellen
innen berührt
wird, wobei mindestens eine der Planetenradwellen eine Eingangswelle
ist und das Sonnenrad ein ringartiger Hohlzylinder ist.
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Dabei
wird das einen ringartigen Hohlzylinder bildende Sonnenrad von den
Planetenradwellen gelagert, ohne dazu irgendwelche bestimmten Traglager
bereitzustellen, so dass es einen schwimmenden Ring bildet. Das
hohle Sonnenrad hat im freien Zustand einen Außendurchmesser, der geringfügig größer ist
als der Durchmesser eines gedachten Kreises, der die Mehrzahl der
Planetenradwellen außen berührt, so
dass durch Verformung des Hohlzylinders eine Presslast erzeugt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Planetenreibradgetriebe
weist das Hohlrad koaxial angeordnete Doppelhohlringe auf, und der
innere sowie der äußere Doppelhohlring
sind mittels Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden.
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In
diesem Fall wird der innere Ring des Hohlrads von den Planetenradwellen
gelagert, ohne dazu irgendwelche bestimmten Traglager bereitzustellen, so
dass ein schwimmender Ring gebildet wird, wodurch verhindert wird,
dass die Verformung des inneren Rings durch die Verformung des zu
einem ringartigen Hohlzylinder geformten Sonnenrades auf den äußeren Ring übertragen
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das Hohlrad eine Abtriebswelle sein,
oder es kann weiterhin ein Lagerungselement zur drehbaren Lagerung der
Mehrzahl Planetenradwellen und des Hohlrades aufweisen, und das
Lagerungselement kann eine Abtriebswelle sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe auch
von einem Planetenreibradgetriebe gelöst, das ein Sonnenrad, eine
Mehrzahl Planetenradwellen, die abstandsgleich um das Sonnenrad
und dieses außen
berührend
angeordnet sind, und ein Hohlrad aufweist, das von den Planetenradwellen
innen berührt
wird, wobei das Sonnenrad oder mindestens eine der Planetenradwellen
oder das Hohlrad eine Eingangswelle ist. Hierbei weist das Hohlrad
eine Doppelhohlringkonstruktion wie oben beschrieben auf. Ein innerer
Ring des Hohlrades ist somit verformbar, hohl und ringartig ausgebildet
und steht mit einem äußeren Ring
des Hohlrades mittels Verbindungselementen in formschlüssigem Eingriff.
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In
diesem Fall wird der innere Ring des Hohlrades von den Planetenradwellen
gelagert, ohne dazu irgendwelche bestimmten Traglager bereitzustellen,
so dass ein schwimmender Ring gebildet wird, und der innere Ring
des Hohlrades hat im freien Zustand einen inneren Durchmesser, der
etwas kleiner ist als der Durchmesser eines gedachten Kreises, der
die Mehrzahl der Planetenradwellen außen berührt, so dass – durch
Verformung des inneren Rings des Hohlrades eine Presskraft erzeugt
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das Hohlrad eine Abtriebswelle sein,
oder es kann weiterhin ein Lagerungselement zur drehbaren Lagerung der
Mehrzahl Plane tenradwellen und des Hohlrades aufweisen, und das
Lagerungselement kann eine Abtriebswelle sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Hohlrad oder das Sonnenrad als ein hohler ringartiger
Zylinder und schwimmend konstruiert sein, so dass es in einer elastischen
Zone frei verformbar ist, d.h. es wird von den Planetenradwellen
gelagert, ohne dass irgendwelche Lager vorgesehen sind. Größe und Material
des Sonnenrades oder des Hohlrades, das von einem hohlen ringartigen
Zylinder gebildet wird, werden geeignet gewählt, so dass eine Berührungskraft
der gewünschten
Stärke
erzeugt werden kann, während
es die Planetenradwellen außen
oder innen berührt,
und dass durch die wiederholte Spannungsbeaufschlagung keine Materialermüdung verursacht
wird.
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Wird
beispielsweise das Sonnenrad als schwimmender Ring gewählt, ist
dieser schwimmende Ring, d.h. das hohle Sonnerad, so geformt, dass sein
Außendurchmesser
im freien Zustand geringfügig
größer ist
als der Durchmesser eines gedachten Rings, der die Planetenradwellen
außen
berührt.
Der schwimmende Ring wird in der Mitte angeordnet, so dass er eine
Mehrzahl Planetenradwellen außen
berührt.
Die Umfangsgestalt des schwimmenden Rings, d.h. des hohlen Sonnenrades,
dessen Querschnitt ein Kreis war, wird innerhalb der elastischen
Zone wellenartig verformt, wodurch eine Berührungskraft erzeugt wird. In
diesem Fall ist die Anzahl der durch die Verformung des schwimmenden
Rings gebildeten Wellen gleich der Anzahl der Planetenradwellen.
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Wird
dagegen das Hohlrad als schwimmender Ring gewählt, ist dieser schwimmende
Ring, d.h. der innere Ring des Hohlrades, so geformt, dass sein Innendurchmesser
im freien Zustand geringfügig kleiner
ist als der Durchmesser eines gedachten Kreises, der die Mehrzahl
der Planetenradwellen berührt. Um
die Leistungsfähigkeit
des schwimmenden Rings noch weiter zu unterstützen, hat der innere Ring des Hohlradeseine
Mehrzahl in seiner Außenfläche eingeformte
Vertiefungen und steht mit dem äußeren Ring
des Hohlrades mittels in den Vertiefungen angeordneten Stiften form schlüssig in
Eingriff. Somit wird der schwimmende innere Ring des Hohlrades,
dessen Querschnitt ein Kreis war, in der elastischen Zone wellenartig
verformt, wodurch die Berührungskrafterzeugt
wird. In diesem Fall ist die Anzahl der durch die Verformung des
schwimmenden Rings gebildeten Wellen gleich der Anzahl der Planetenradwellen.
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Die
Lagerungsmethode der vorliegenden Erfindung sieht keinerlei Traglager
vor, und dementsprechend kann das Hohlrad oder das Sonnenrad, das
von einem ringartigen Hohlzylinder gebildet wird, einer starken
Verformung unterworfen werden. Dementsprechend können die Kontaktlast und das
Ausmaß der
Verformung des Rings auf einfache Weise durch eine entsprechende
Wahl der Dicke und des Durchmessers des Rings geändert werden.
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Gemäss der vorliegenden
Erfindung wird ein schwimmender Ring als das Hohlrad oder das Sonnenrad
verwendet und auf eine solche Weise eingebaut, dass er auf die Planetenradwellen
Druck ausübt.
Der schwimmende Ring verformt sich deshalb von der Kreisgestalt
in eine Wellengestalt, wobei die Anzahl der Wellen gleich der Anzahl
der Planetenradwellen ist, und es wird eine Presskraft erzeugt. Somit
können
die Kontaktlast und das Ausmaß der Verformung
des Rings auf einfache Weise durch eine entsprechende Wahl der Dicke
und des Durchmessers des Rings geändert werden.
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Außerdem können Bedenken
bezüglich
einer Abnahme der Rundlaufpräzision
des Hohlrades aufgrund von Vibrationen hervorgerufen durch die Wirkung
der Presskraft auf die Planetenradwellen und das Hohlrad wegen der
Verformung des Sonnenrades bestehen. Um solche Bedenken zu beseitigen, weist
das Hohlrad gemäß der vorliegenden
Erfindung koaxial angeordnete zylindrische Doppelhohlringe auf,
und der innere sowie der äußere Ring
der zylindrischen Doppelhohlringe sind mittels einer Verbindungseinrichtung
miteinander verbunden. Diese Konstruktion hat zum Ergebnis, dass
eine Verformung des Hohlrings, der als ringartiger Hohlzylinder ausgebildet
ist, aufgrund der Verformung des Sonnenrades nicht auf den äußeren Ring übertra gen werden
kann. Demzufolge nimmt die Rundlaufpräzision des Hohlrades zu. Darüber hinaus
kann das Ausmaß der
Bearbeitung des Hohlrades bedingt durch die zylindrischen Doppelhohlringe
verringert werden, woraus sich auch Vorteile durch eine einfache
Herstellung ergeben können.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Konstruktion sehr einfach und bedarf außer des schwimmenden
Ringes keines bestimmten Druckmechanismus, und eine hohe Presslast
und weitgehende Verformung lassen sich auf einfache Weise erzielen.
Da außerdem
die Form des schwimmenden Rings, d.h. des Hohlrades oder des Sonnenrades, einfach
ist, ist seine Herstellung einfach. Da außerdem die Stärke der
Presslast durch Messen der maximalen Verformung des schwimmenden
Rings in radialer Richtung relativ zu einem wahren Kreis bestimmt
werden kann, lässt
sich auf einfache Weise vermeiden, dass die Presslast übermäßig hoch
oder übermäßig niedrig
wird. Die maximale Verformung kann durch Messung der Abweichung
des Durchmessers, d.h. des Innendurchmessers des Hohlrades oder
des Außendurchmessers
des Sonnenrades, unter Verwendung beispielsweise einer Messuhr ermittelt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr detailliert unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; es zeigen:
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1 eine Übersicht über ein Planetenreibradgetriebe
zur Darstellung und Benennung von Komponenten, wobei (a) eine Schnittansicht
und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in (a) sind;
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2 eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei (a) eine Schnittansicht und (b) eine Schnittansicht
entlang der Linie B-B in (a) ist;
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3 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei (a) eine Schnittansicht und (b) eine Schnittansicht
entlang der Linie B-B in (a) ist; und
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4 eine noch weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Schnittansicht, (b) eine
Schnittansicht entlang der Linie B-B in (a) und (c) eine vergrößerte Ansicht
von Abschnitt C in (a) ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
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Wie
aus 1(a) ersichtlich ist, kennzeichnet
Bezugszeichen 4 ein Lagerungselement. Das Lagerungselement 4 weist
einen kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41, eine Mehrzahl (3 in der
in 1 dargestellten Anordnung) Säulenabschnitte 42,
die aus dem kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 herausragen, und eine Abschlussplatte 43 auf,
die mittels Schrauben 44 an den Enden der Säulenabschnitte 42 formschlüssig befestigt
sind. Die Mehrzahl der herausragenden Säulenabschnitte 42 ist
abstandsgleich um den Mittelpunkt A wie in 1(b) dargestellt
angeordnet.
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Der
kreisförmige
Scheibenabschnitt 41 hat eine wie in 1(a) dargestellte Motoranbaufläche oder einen Hohlraum 41a zur
Aufnahme von Riemenscheiben usw. (nicht dargestellt) an seiner linken
Seite zum Zwecke der mehrstufigen Untersetzung sowie eine Mehrzahl
(3 in der in 1 dargestellten
Anordnung) darin ausgeformter Lageraufnahmebohrungen 41b.
Wie aus 1(b) ersichtlich ist, ist eine
Mehrzahl Lageraufnahmebohrungen 41b zwischen jeweils benachbarten
Säulenabschnitten 42 auf
eine solche Weise angeordnet, dass sie abstandsgleich um den Mittelpunkt
A liegen. In jeder Lageraufnahmebohrung 41b ist ein Lager 51 angeordnet.
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Wie
aus 1(b) ersichtlich ist, haben
die Säulenabschnitte 42 Bohrungen 42b zum
Einsetzen von Stiften, um die Positionierstifte 45 zu sichern,
und Durchgangsbohrungen 42a für Schrauben in ihren Enden.
Wie in 1(a) dargestellt, passieren
die von rechts in die Abschlussplatte 43 eingeführten Schrauben 44 die
Säulenabschnitte 42 und
den kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 und werden mit einem anderen Element
(nicht dargestellt) z.B. dem stationären Element oder dem Abtriebselement
verschraubt. Auf diese Weise wird die Abschlussplatte 43 mit
den Säulenabschnitten 42 in
einer formschlüssigen
Weise verbunden, so dass sie ein steifes Lagerungselement 4 bildet.
Bei dieser Anordnung ist das steife Lagerungselement 4 gleichzeitig
an einem anderen Element befestigt.
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Die
Abschlussplatte 43 und der kreisförmige Scheibenabschnitt 41 des
Lagerungselements 4 haben darin ausgeformte mittige Bohrungen 43c bzw. 41c zur
Durchführung
elektrischer oder hydraulischer Leitungen, um den einfachen Zusammenbau
der Hohlstruktur zu erleichtern.
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Die
Abschlussplatte 43 weist darin ausgeformte Lageraufnahmebohrungen 43b an
den Stellen auf, die der Mehrzahl der im kreisförmigen Scheibenabschnitt 41 ausgeformten
Lageraufnahmebohrungen 41b entsprechen, und ein Lager 51 ist
auf die gleiche Weise wie im Falle der oben beschriebenen Lageraufnahmebohrungen 41b in
jeder der Lageraufnahmebohrungen 43b angeordnet.
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Wie
oben beschrieben sind die Lager 51 in den Lageraufnahmebohrungen 41b des
kreisförmigen
Scheibenabschnitts 41 und in den Lageraufnahmebohrungen 43b der
Abschlussplatte 43 angeordnet, und Planetenradwellen 1 sind
zwischen einander gegenüberliegenden
Lagern 51 und 51 drehbar gelagert. In der dargestellten
Anordnung ist die Anzahl der Planetenradwellen 1 drei (3),
jedoch kann die Anzahl der Planetenradwellen größer als drei (3) sein. Die
Planetenradwellen 1 sind abstandsgleich um den Mittelpunkt
A angeordnet.
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Eine
Sonnenrad 2 aus einem dünnen
ringartigen Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ist auf
eine solche Weise im Mittelpunkt A angeordnet, dass es die drei
Planetenradwellen 1 außenseitig
berührt.
Das Sonnenrad 2 aus dem ringartigen Hohlzylinder ist so
dimensioniert, dass sein Außendurchmesser
im freien Zustand geringfügig
größer ist
als der Durchmesser eines gedachten Kreises, der die Mehrzahl der
Planetenradwellen außen
berührt.
Da das Sonnenrad 2 die drei Planetenradwellen 1 außen berührt, wird
das Sonnenrad 2 aus dem ringartigen Hohlzylinder von den
Planetenradwellen 1 ohne irgendwelche Traglager als ein
schwimmender Ring gelagert, und es wird mit einer vorgegebenen Kraft bei
Berührung
mit den Planeten radwellen 1 gegen die Planetenradwellen 1 gedrückt. Größe und Material
des Sonnenrades 2 aus einem ringartigen Hohlzylinder mit
kreisförmigem
Querschnitt sind so gewählt, dass
durch den äußeren Kontakt
mit den Planetenradwellen eine gewünschte Presskraft erzeugt werden
kann und dass aufgrund der wiederholten Belastung keine Materialermüdung eintritt.
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Der
oben beschriebene kreisförmige
Scheibenabschnitt 41 und die Abschlussplatte 43 des
Lagerungselements 4 sind an ihren Außenflächen mit Lagern 52 versehen,
und das Hohlrad 3 ist mittels der Lager 51 relativ
zum Lagerungselement drehbar gelagert. Die Innenfläche 3a des
Hohlrades 3 steht mit den Planetenradwellen 1 innen
in Berührung.
Wie oben beschrieben, werden die Planetenradwellen 1 von
dem ringartigen Sonnenrad 2 mit einer Presskraft beaufschlagt
und beaufschlagen ihrerseits das Hohlrad 3 mit einem vorgegebenen
Druck. Wie in 1(b) dargestellt, berührt die
Innenfläche 3a des Hohlrades 3 die
Außenfläche der
Säulenabschnitte 42 nicht,
so dass zwischen ihnen ein kleiner Abstand gebildet wird.
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Das
Hohlrad 3 hat einen an seinem Umfang angeformten Flansch 3b,
der mit Verbindungslöchern 3c zum
Anschließen
eines Kettenrades (nicht dargestellt) oder eines stationären Elements
(nicht dargestellt) zur Abnahme der Abtriebsleistung ausgeführt ist.
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Bei
dieser Anordnung ist mindestens eine der drei Planetenradwellen 1,
die gegenüber
dem Mittelpunkt A versetzt angeordnet sind, mit einer Abtriebswelle
eines Motors verbunden oder wird von einem Motor über einen
Untersetzungsmechanismus mit Stirnrädern angetrieben. Beim Einleiten
der Antriebskraft zu einer Mehrzahl Planetenradwellen 1 sollten
die Antriebe synchronisiert sein. Die Planetenradwelle(n) 1 werden
vom Antrieb in Drehung versetzt. Durch die Rotation der Planetenradwelle 1 dreht
sich das Hohlrad 3 mit einer vorgegebenen reduzierten Drehzahl
um den Mittelpunkt A.
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Das
Planetenradgetriebe kann eine Untersetzungseinrichtung sein, in
der das Lagerungselement 4 stationär sein kann und die Abtriebsdrehzahl vom
Hohlrad 3 bereit gestellt wird, oder das Hohlrad 3 kann
stationär
sein, und die Antriebskraft wird vom Lagerungselement 4 bereitgestellt.
Des weiteren kann die Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
eine drehzahlerhöhende
Einrichtung sein, bei der die Eingangsleistung vom Lagerungselement 4 oder
vom Hohlrad 3 eingeleitet und die Abtriebsleistung von
den Planetenradwellen 1 bereitgestellt werden kann.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung wurden die durch die Abschlussplatte 43,
die Säulenabschnitte 42 und
den kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 des Lagerungselements 4 eingeführten Schrauben
mit einem anderen Element (nicht dargestellt) verschraubt, so dass
die Abschlussplatte 43 des Lagerungselements 2 am
Säulenabschnitt 42 fixiert wird.
Wie jedoch in dem Ausführungsbeispiel,
das später
beschrieben wird, dargestellt ist, können die Schrauben 44 auch
nicht durch den Säulenabschnitt 42 eingeführt, sondern
in die Schraubengewinde in den Säulenabschnitten 42 eingeschraubt
werden, so dass die Abschlussplatte 43 an den Säulenabschnitten 42 fixiert
wird.
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Nunmehr
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform
weist ein Lagerungselement 4 wie in der oben beschriebenen Anordnung
einen kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41, drei Säulenabschnitte 42,
die aus dem kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 herausragen, und eine Abschlussplatte 43 auf,
die mittels Schrauben 44 formschlüssig an den Enden der Säulenabschnitte 42 befestigt
ist.
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Der
kreisförmige
Scheibenabschnitt 41 hat darin ausgeformte Lageraufnahmebohrungen 41b,
in denen Lager 51 angeordnet sind, und die Abschlussplatte 43 hat
darin ausgeformte Lageraufnahmebohrungen 43b, in denen
Lager 51 auf analoge Weise angeordnet sind. Planetenradwellen 1 werden
von den Lagern 51 drehbar gelagert. Obwohl das Sonnenrad 2,
das mit den Planetenradwellen 1 in Berührung steht, bei der in 1 dargestellten Anordnung ein Hohlzylinder
ist, ist das Sonnenrad 21 gemäß 2(a) und 2(b), das mit den Planetenradwellen 1 in
Berührung
steht, massiv. Ein innerer Ring des Hohlrades 31 steht
mit der Außenfläche der
Planetenradwellen 1 in Berührung. Wie jedoch aus 2(b) ersichtlich ist, steht die Innenfläche des
inneren Rings 31 nicht mit der Außenfläche der Säulenabschnitte 42 in
Berührung,
so dass ein kleiner Abstand zwischen ihnen gebildet wird.
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Der
innere Ring des Hohlrades 31 ist so dimensioniert, dass
sein Innendurchmesser im freien Zustand geringfügig kleiner ist als der Durchmesser eines
gedachten Kreises, der die Mehrzahl der Planetenradwellen 1 berührt. Größe und Material
des inneren Rings 31 sind so gewählt, dass eine gewünschte Presskraft
durch die Berührung
mit den Planetenradwellen 1 erzeugt werden kann und dass durch
die wiederholte Belastung keine Materialermüdung eintritt.
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Auf
den Außenflächen des
kreisförmigen Scheibenabschnitts 41 und
der Abschlussplatte 43 sind Lager 52 angeordnet,
und ein äußerer Ring
bzw. ein Halteelement 5 des Hohlrades ist in den Lagern 52 drehbar
gelagert, wobei sich der äußere Ring 5 außerhalb
des inneren Rings 31 befindet.
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Der
innere Ring 31 hat eine Mehrzahl (bei dieser Ausführungsform
acht) halbkreisförmige
Vertiefungen 31a, die in seine Außenfläche abstandsgleich eingeformt
sind. Der äußere Ring 5 hat
halbkreisförmige
Vertiefungen 5a, die in seine Innenfläche entsprechend den halbkreisförmigen Vertiefungen 31a in
der Oberfläche
des inneren Rings 31 eingeformt sind. Zylindrische Stiftelemente 32 sind
zwischen den halbkreisförmigen
Vertiefungen 31a des inneren Rings 31 und den
halbkreisförmigen
Vertiefungen 5a äußeren Rings 5 angeordnet,
und somit sind der innere Ring 31 und der äußere Ring 5 bezüglich der
Drehung in Kreisrichtung durch die Stiftelemente 32 miteinander
zu einem integrierten Element verbunden, das das Hohlrad der vorliegenden Erfindung
ist, so dass eine Verformung des inneren Rings in radialer Richtung
aufgrund des ringförmigen Abstands
möglich
ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
steht das linke Ende des im Mittelpunkt A angeordneten Sonnenrades 21 nach
links hervor, um einen Anschlussabschnitt zu bilden, an den ein
Antriebsmotor (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann. Die
Antriebskraft wird über
den Anschlussabschnitt des Motors eingeleitet.
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Dreht
sich das Sonnenrad 21, so drehen sich auch die Planetenradwellen,
die mit dem Sonnenrad 21 in Berührung stehen, und da außerdem die
Planetenradwellen 1 mit dem inneren Ring 31 des
Hohlrades in Berührung
stehen, wird die Eingangsdrehzahl verringert und aufgenommen. Ist
in diesem Fall das Lagerungselement stationär, wird die Ausgangsleistung
vom äußeren Ring 5 geliefert,
wenn der innere Ring 31 rotiert. Ist dagegen der äußere Ring 5 stationär, rotiert
das Lagerungselement, und die Antriebskraft kann mit verminderter
Drehzahl vom Lagerungselement 4 abgenommen werden. Es ist
außerdem
möglich,
dass die Eingangsleistung von den Planetenradwellen 1 eingeleitet
wird, und dass die Abtriebsleistung vom inneren Ring 31 abgenommen wird.
Die Antriebseinrichtung kann auch eine drehzahlerhöhende Einrichtung
sein, wobei die Eingangsleistung vom Lagerungselement 4 oder
dem inneren Ring 31 eingeleitet werden kann, und die Abtriebsleistung
von den Planetenradwellen 1 oder dem Sonnenrad 21 abgenommen
werden kann.
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Ähnlich wie
dem Hohlrad 3 in 1(a), 1(b) hat das Hohlrad Bohrungen 5c zum
Anschließen
eines Kettenrades oder eines stationären Elements mittels Schraubenlöchern, das
dazu dient, die Antriebsrotationskraft abzunehmen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Die
in 3 dargestellte Ausführungsform ist
der von 2 sehr ähnlich, unterscheidet sich
jedoch von der in 2 dargestellten
Ausführungsform hinsichtlich
der Lagerungsmethode der Planetenradwellen 1 erheblich.
Im einzelnen werden die Planetenradwellen 1 der in 2 dargestellten Ausführungsform von den in den Lageraufnahmebohrungen 41b und 43b,
die im kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 bzw. der Abschlussplatte 43 eingeformt
sind, angeordneten Lagern 51 gelagert. Im Gegensatz dazu, haben
der kreisförmige
Scheibenabschnitt 41 und die Ab schlussplatte 43 der
in 3 dargestellten Ausführungsform
darin ausgeformte Aufnahmebohrungen 41c bzw. 43c für die Planetenradwellen,
und zylindrische Lagerungselemente 11 für die Planetenradwellen sind
in den Aufnahmebohrungen 41c und 43c für die Planetenradwellen
eingesetzt und starr befestigt. Das Lagerungselement 11 für die Planetenradwellen
hat einen äußeren Abschnitt 12 der
Planetenradwellen, der in Form eines Außenlaufrings eines Lagers ausgebildet
ist, das mittels eines Lagers 13 bestehend aus einer Vielzahl
Kugeln in der dargestellten Ausführungsform
drehbar an der Außenfläche gelagert
ist. Kurz zusammengefasst: Bei dieser in 3 dargestellten
Ausführungsform
rotiert nicht die gesamte Planetenradwelle, sondern nur der als Außenlaufring
ausgebildete äußere Abschnitt 12 der Planetenradwelle,
d.h. der mit dem Sonnenrad 21 und mit dem Hohlrad in Kontakt
stehende Abschnitt. Die übrige
Konstruktion dieser Ausführungsform
ist ähnlich
der in 2 dargestellten.
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Unter
Bezugnahme auf 4, in der (a) eine Schnittansicht,
(b) eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in (a) und (c) eine
vergrößerte Ansicht
von Abschnitt C in (a) ist, wird nunmehr eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Obwohl
die in 4 dargestellte Ausführungsform
der Anordnung von 1 sehr ähnlich ist, unterscheidet
sie sich darin stark von 1, dass das
Hohlrad 3 der Ausführungsform
von gemäß 4 koaxial angeordnete Doppelhohlringe 3A und 3B aufweist,
während
das Hohlrad in der Anordnung gemäß 1 zu einem Körper integriert ist. Da außerdem die
durch die Abschlussplatte 43, die Säulenabschnitte 42 und
den kreisförmigen
Scheibenabschnitt 41 des Lagerungselements 4 geführten Schrauben
mit einem anderen Element (nicht dargestellt) verschraubt sind,
um die Abschlussplatte 43 des Lagerungselements 4 an
den Säulenabschnitten 42 bei
der Anordnung von 1 zu befestigen,
werden die Schrauben 44 bei der Ausführungsform gemäß 4 wie bei denjenigen gemäß 2 und 3 in Schraubenlöchern in
den Säulenabschnitten 42 eingeschraubt,
um die Abschlussplatte 43 an den Säulenabschnitten 42 zu
befestigen.
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Da
bei der vorigen unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
Anordnung das Hohlrad 3 als ein Körper ausgeformt ist, kann die
durch die Verformung des Sonnenrades 2, das sich ganz in
der Mitte befindet, verursachte Presskraft sowohl auf die Planetenradwellen
als auch auf das Hohlrad 3 wirken und Vibrationen des Hohlrades 3 hervorrufen,
wodurch sich ein Problem bezüglich
der Rundlaufpräzision
ergeben kann. Um dieses Problem zu überwinden, ist das Hohlrad 3 bei
der Ausführungsform
gemäß 4 durch koaxiale Doppelhohlringe 3A und 3B ausgebildet,
und die Mehrzahl (drei in der dargestellten Ausführungsform) Keilnuten 3A1 und 3B1 mit einem
rechtwinkligen Querschnitt gemäß 4(c) ist abstandsgleich in Kreisrichtung an benachbarten Stellen
zwischen dem äußeren Ring 3A und
dem inneren Ring 3B des Doppelhohlrings 3A und 3B ausgeformt,
und Verbindungselemente 32A wie z.B. Keile sind zwischen
den entsprechenden Keilnuten 3A1 und 3B1 eingepasst,
so dass sie den äußeren Ring 3A und
den inneren Ring 3B verbinden. Als Ergebnis kann die Verformung
des inneren Rings 3B in radialer Richtung im wesentlichen
nicht auf den äußeren Ring 3A übertragen
werden, und beide Ringe 3A und 3B rotieren gemeinsam.
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Bei
der in 4(c) dargestellten Ausführungsform
steht der Keil 32a in Berührung mit einer der Seitenwände der
Keilnuten 3A1 und 3B1, und zwischen dem Keil 32a und
den anderen Seiten wird ein kleiner Abstand gebildet. Der Keil 32a kann
jedoch auch in eine der Keilnuten 3A1 oder 3B1 eingepresst
oder eingesetzt werden, oder der Keil 32A kann alternativ
integral mit dem äußeren Ring 3A oder
dem inneren Ring 3B ausgeformt werden. Obwohl es möglich ist,
das Verbindungselement 32A als stiftartige Rolle mit einem
kreisförmigen
Querschnitt auszubilden, kann im Falle einer solchen stiftartigen Rolle
mit kreisförmigem
Querschnitt die Rolle zwischen dem äußeren Ring 3A und
dem inneren Ring 3B rotieren, und dementsprechend kann
eine ungleichmäßige Rotation
des Abtriebs des Planetenradgetriebes verursacht werden. Deshalb
ist der Keil mit rechtwinkligem Querschnitt wie in der dargestellten
Ausführungsform
vorzuziehen.
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Des
weiteren wird bei dieser Ausführungsform
der innere Ring 3B des hohlen, ringartigen, Hohlrades 3 von
den Planetenradwellen 1 gelagert, ohne dass irgendwelche
speziellen Traglager vorgesehen sind, und bildet einen schwimmenden
Ring. Diese Konstruktion ist ähnlich
der des inneren Zylinders 31 der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform kann
aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion eine Verformung des
inneren Rings 3B durch die Verformung des Sonnenrades 2,
das als hohler, ringartiger Zylinder ausgebildet ist, nicht auf
den äußeren Ring 3A übertragen
werden: Demzufolge nimmt die Rundlaufpräzision des Hohlrades 3 zu.
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Außerdem werden
bei der vorliegenden Ausführungsform
zwei Arten Hohlzylinder verwendet, d.h. das hohle Sonnenrad 2 und
das Hohlrad 3, das den hohlen inneren Ring 3B aufweist,
so dass die Höhe
des Drucks aufgrund der beiden Arten Hohlzylinder relativ zu den
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
erhöht
werden kann, und dementsprechend kann die Abnahme des übertragenen
Drehmoments noch weiter vermindert werden, selbst wenn die Innenfläche des
Hohlrades 3 oder die Außenfläche des Sonnenrades Abrieb
unterliegen.
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Da
außerdem
das Hohlrad 3 durch die Doppelhohlringe 3A und 3B ausgebildet
ist, verringert sich das Ausmaß der
Bearbeitung des Hohlrades 3 im Vergleich zu einem integral
ausgeformten Hohlzylinder, und die Fertigung ist dementsprechend
einfacher.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein schwimmender Ring als der innere Ring des Hohlrades
oder als Sonnenrad verwendet und so eingebaut, dass er gegen die
Planetenradwellen drückt.
Dementsprechend verformt sich der schwimmende Ring aus der wahren
Kreisform in eine Wellenform, wobei die Anzahl der Wellen gleich
der der Planetenradwellen ist, und erzeugt eine Presskraft. Damit
können
die Kontaktlast und das Ausmaß der
Verformung des Rings in einfacher Weise durch Wahl von Dicke und Durchmesser
des Rings geändert
werden.
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Die
Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung
ist sehr einfach und erfordert keine bestimmten Pressmechanismen
außer
dem schwimmenden Ring, und es lassen sich eine hohe Presslast und
Pressverformung auf einfache Weise erzielen.
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Da
außerdem
die Form des schwimmenden Rings, d.h. des inneren Rings des Hohlrades
oder des Sonnenrades, ebenfalls einfach ist, ist die Herstellung
einfach. Da darüber
hinaus die Stärke
der Presslast bestimmt werden kann, indem die maximale Verformung
des schwimmenden Rings in radialer Richtung relativ zum wahren Kreis
gemessen wird, lässt
sich eine übermäßig hohe
oder niedrige Presslast auf einfache Weise verhindern. Die maximale Verformung
kann durch Messen der Abweichung des Durchmessers, d.h. des Innendurchmessers
des inneren Rings des Hohlrades oder des Außendurchmessers des Sonnenrades
beispielsweise mittels einer Messuhr bestimmt werden.