DE19963230B4

DE19963230B4 - epicyclic gear

Info

Publication number: DE19963230B4
Application number: DE1999163230
Authority: DE
Inventors: Thomas Bayer
Original assignee: Alpha Getriebebau GmbH
Current assignee: Wittenstein Alpha GmbH
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: DE19963230A1; WO2001048394A1

Abstract

Umlaufgetriebe mit einem Gehäuse
mit den Merkmalen
– eine erste Welle (2) ist um eine Achse X drehbar gelagert,
– mit der ersten Welle (2) fest verbunden ist ein Sonnenrad (4),
– die Achse Y des Sonnenrades (4) verläuft in einem Abstand e parallel versetzt zu der Achse X, wodurch das Sonnenrad (4) exzentrisch an der ersten Welle (2) angeordnet ist,
– das Sonnenrad (4) greift in Planetenräder (5) eines Planetenrad-Umlaufträgers (6) ein,
– die Planetenräder kämmen in einem fest mit dem Getriebe-Gehäuse (1) verbundenen Hohlrad (7) mit einer symmetrisch zur Achse X ausgerichteten Umlaufbahn,
– über den Umfang des Umlaufträgers (6) verteilte Mitnehmer (8) greifen in zugeordnete Ausnehmungen (10) einer drehbar in der Achse X gelagerten Scheibe (9) ein, die mit einer zweiten Welle (3) fest verbunden ist,
– die Ausnehmungen (10) in der Scheibe (9) sind derart geformt, daß die...Epicyclic gearbox with a housing
with the features
A first shaft (2) is rotatably mounted about an axis X,
- fixedly connected to the first shaft (2) is a sun gear (4),
- The axis Y of the sun gear (4) extends at a distance e parallel to the axis X, whereby the sun gear (4) is arranged eccentrically on the first shaft (2),
- The sun gear (4) engages planetary gears (5) of a planetary gear carrier (6),
- The planetary gears mesh in a fixed to the gear housing (1) connected ring gear (7) with a symmetrical to the axis X aligned orbit,
- Mitnehmer (8) distributed over the circumference of the circulating support (6) engage in associated recesses (10) of a disk (9) mounted rotatably in the axis X and fixedly connected to a second shaft (3),
- The recesses (10) in the disc (9) are shaped so that the ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Umlaufgetriebe mit einem Gehäuse.The The invention relates to a planetary gear with a housing.

Bekannt sind als Planetengetriebe ausgebildete Umlaufgetriebe, bei denen ein Sonnenrad in Planetenräder eingreift, die einen Umlaufträger, in dem sie gelagert sind, antreiben, wobei diese Planetenräder gleichzeitig in einem Hohlrad des Getriebegehäuses kämmen. Das Sonnenrad und der Umlaufträger rotieren dabei um eine gemeinsame Achse. Solche Getriebe sind insbesondere als Zahnradgetriebe ausgebildet.Known are designed as planetary gear epicyclic gear, in which a sun gear in planetary gears intervenes, which is a circulation bearer, in which they are stored, driving, with these planetary gears simultaneously in a ring gear of the transmission housing comb. The sun gear and the circulation carrier rotate around a common axis. Such transmissions are particular designed as a gear transmission.

Bekannt sind darüber hinaus Umlaufgetriebe, die als Exzentergetriebe wie folgt ausgebildet sind. Um eine Zentralachse eines Getriebes rotiert ein Exzenter innerhalb einer sich in einem feststehenden Ring des Getriebes der Exzenterdrehung entsprechend abwälzenden Kreisscheibe. Dabei drehen die Kreisscheibe und der Exzenter in jeweils umgekehrtem Drehsinn um ihre jeweils eigene Achse. Bei schlupffreiem Abwälzen der Kreisscheibe in dem Getriebering stimmen die absoluten Rotationsgeschwindigkeiten des Exzenters und der Kreisscheibe überein, so daß jeweils einer vollständigen Exzenter-Drehung eine einer vorgegebenen Übersetzung entsprechen de Kreisscheibendrehung mit lediglich umgekehrtem Drehsinn entspricht. Eine gegenüber der Exzenter-Drehung unterschiedliche Drehgeschwindigkeit der Kreisscheibe läßt sich dadurch erzielen, daß die Kreisscheibe über eine Außenverzahnung in einer Innenverzahnung des Getrieberinges eingreift und beide Verzahnungen eine unterschiedliche Teilung aufweisen. Je nach dem, an welchem der beiden ineinandergreifenden Teile die Teilung größer als an dem anderen Teil ist, ergibt sich eine entsprechende Drehgeschwindigkeitsveränderung. Die Drehgeschwindigkeitsveränderung wird für eine Drehzahlveränderung zwischen An- und Abtriebsseite des Getriebes ausgenützt, indem auf der einen Getriebeseite die Rotationsgeschwindigkeit des Exzenters um die Zentralachse des Getriebes und auf der anderen Getriebeseite der Rotationsgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Exzenter und der Kreisscheibe die dort jeweils herrschende Drehgeschwindigkeit bestimmen.Known are over it In addition, planetary gear, which are designed as eccentric gear as follows. An eccentric rotates within a central axis of a gearbox one in a fixed ring of the transmission of the eccentric rotation accordingly rolling off Circular disk. The circular disc and the eccentric turn in each reversed direction of rotation about their own axis. In slip-free shuffle off the circular disk in the gear ring agree the absolute rotational speeds of the eccentric and the circular disc, so that each a complete Eccentric rotation of a given translation correspond de circular disc rotation corresponds with only reversed direction of rotation. One opposite the Eccentric rotation different rotational speed of the circular disc let yourself achieve that the Circular disk over an external toothing engages in an internal toothing of the gear ring and both Gears have a different pitch. Depending on, at which of the two interlocking parts the division is greater than at the other part, there is a corresponding rotation speed change. The rotational speed change is for a speed change exploited between input and output side of the transmission by on the one side of the transmission, the rotational speed of the eccentric around the central axis of the gearbox and on the other side of the gearbox the rotational speed difference between the eccentric and the circular disc, the prevailing rotational speed there determine.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein hoch übersetzendes, einfach aufgebautes Umlaufgetriebe zu schaffen.The Invention busy dealing with the problem, a highly translating, to create a simple planetary gear.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Umlaufgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.Is solved this problem by a planetary gear with the features of the claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Prinzip eines Planetenumlaufgetriebes mit jeweils zentrisch zueinander rotierenden Teilen mit dem Prinzip eines Exzentergetriebes mit teilweise exzentrisch zueinander drehenden Teilen in vorteilhafter Weise miteinander zu kombinieren, um besonders hohe Übersetzungsverhältnisse bei einem einfachen und volumenmäßig kleinen Aufbau zu erreichen.The Invention is based on the general idea, the principle of Planetary planetary gear with each centric rotating each other Parts with the principle of a Exzentergetriebes with partially eccentric to each other rotating parts in an advantageous manner to each other combine for particularly high gear ratios at a simple and voluminous small To achieve construction.

Die erzielbaren Übersetzungsverhältnisse werden bestimmt durch eine Kombination verschiedener Exzentrizitäten und verschieden großer Sonnen- und Planetenräder.The attainable gear ratios determined by a combination of different eccentricities and different sizes Solar and planet wheels.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Die An- und Abtriebsseiten können vertauscht sein, so daß das erfindungsgemäße Getriebe ins Schnelle oder Langsame übersetzen kann.The inventive transmission can be executed in one or more stages be. The input and output sides can be reversed, so that the transmission according to the invention translate into fast or slow can.

Ein erfindungsgemäßes Umlaufgetriebe kann je nach Auslegung gleich- oder gegensinnig übersetzen. Bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles wird dies noch näher erklärt werden.One According to the invention epicyclic gear Depending on the interpretation, the same or opposite translation. In the description an embodiment this will be even closer explained become.

Im Gegensatz zu Planetengetrieben können mit dem erfindungsgemäßen Umlaufgetriebe hohe Übersetzungen bereits in einem einstufigen Getriebe mit nur einem Hohlrad erreicht werden. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Herstellung. Auch läßt sich eine hohe Genauigkeit wegen des Einsatzes weniger drehend ineinandergreifender Teile besonders einfach erreichen, da nur eine geringe Toleranzkette zu beachten ist.in the Unlike planetary gears can with the planetary gear according to the invention high translations already achieved in a single-stage transmission with only one ring gear become. This results in a cost-effective production. Also can be a high accuracy because of the use of less rotating intermeshing Parts reach particularly easy, because only a small tolerance chain too note is.

Im Anschluß an eine den Grundgedanken der Erfindung erläuternde Prinzipdarstellung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt.in the Connection to a basic idea of the invention explanatory schematic diagram is an embodiment in the drawing shown.

Es zeigenIt demonstrate

1 schematische Darstellungen eines Planeten- und eines Exzentergetriebes sowie der erfindungsgemäßen Kombination dieser beiden Getriebeprinzipien mit 1 schematic representations of a planetary and an eccentric and the inventive combination of these two transmission principles with

1.1 Planetengetriebe, 1.1 Planetary gear,

1.2 Exzentergetriebe, 1.2 eccentric,

1.3 Planeten-Exzentergetriebe als Kombinationsgetriebe, 1.3 Planetary eccentric gear as a combination gear,

2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umlaufgetriebe, 2 a longitudinal section through an inventive epicyclic gear,

3 einen Schnitt durch das Umlaufgetriebe nach der Linie III-III in 2, 3 a section through the planetary gear according to the line III-III in 2 .

4 einen Schnitt durch das Umlaufgetriebe nach Linie IV-IV in 2, 4 a section through the planetary gear according to line IV-IV in 2 .

5 eine auf das Ausführungsbeispiel nach 2 bis 4 bezogene schematische Ablaufdarstellung der von der Lage des Umlaufträgers bestimmten Planetenpositionen bei verschiedenen Drehwinkeln. 5 one on the embodiment according to 2 to 4 related schematic flow diagram of the determined by the position of the circulating carrier planetary positions at different angles of rotation.

Beschreibung der Prinzipdarstellungen in 1 Description of the schematic diagrams in 1

Bei dem Planetengetriebe nach 1.1 greift ein antreibendes Sonnenrad S mit einem Drehsinn A in Planetenräder P eines nicht dargestellten, einen Drehsinn U aufweisenden Umlaufträgers ein. Die Planetenräder P wälzen wiederum in einem getriebefesten Hohlrad H. Der Drehsinn des antreibenden Sonnenrades S und des abtreibenden Umlaufträgers ist jeweils gleich.At the planetary gear after 1.1 engages a driving sun gear S with a sense of rotation A in planetary gears P a not shown, a direction of rotation U having a circulating carrier. The planet gears P turn turn in a gear fixed ring gear H. The direction of rotation of the driving sun gear S and the abortive rotating carrier is the same.

Mit einem solchen Planetengetriebe können in der Praxis bei einer sinnvollen Auslegung Übersetzungen bis maximal etwa i = 10 erzielt werden.With Such a planetary gear can in practice in a meaningful interpretation translations to a maximum of about i = 10 can be achieved.

Bei einem Exzentergetriebe nach 1.2 rotiert antriebsseitig eine Exzenterscheibe E um eine Zentralachse Z und zwar mit einer Exzentrizität „e" der Exzenterscheibenachse gegenüber der Zentralachse Z. Die Exzenterscheibe E rotiert dabei in einer Kreisscheibe K, die mit ihrem Außenumfang auf dem Innenumfang eines getriebefesten Ringes R der Exzenter-Drehung entsprechend abwälzt. Die Drehsinne der Exzenterscheibe E und der Kreisscheibe K sind entgegengerichtet. Bei einem verzahnten Eingriff zwischen Kreisscheibe K und getriebefestem Ring R kann durch unterschiedliche Zahnteilung ein absoluter Drehgeschwindigkeitsunterschied zwischen Kreisscheibe K und Exzenterscheibe E erreicht werden. Der Drehgeschwindigkeitsunterschied kann über die Kreisscheibe K als Abtriebsdrehgeschwindigkeit abgegriffen werden.At an eccentric gear to 1.2 On the drive side, an eccentric disk E rotates about a central axis Z, namely with an eccentricity "e" of the eccentric disk axis relative to the central axis Z. The eccentric disk E rotates in a circular disk K corresponding to the eccentric rotation with its outer circumference on the inner circumference of a transmission-fixed ring R. The sense of rotation of the eccentric disk E and of the circular disk K is counteracted With a toothed engagement between the circular disk K and the fixed gear ring R, an absolute rotational speed difference between the circular disk K and the eccentric disk E can be achieved by different tooth pitch be tapped.

In derartigen Exzentergetrieben können in jeweils einer Getriebestufe ohne weiteres Übersetzungen von i = 30 und mehr realisiert werden. Dabei drehen An- und Abtrieb gegensinnig.In such eccentric gears can in each case one gear stage without further translations of i = 30 and be realized more. The input and output rotate in opposite directions.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe entsprechend der Prinzipdarstellung nach 1.3 sind die beiden Getriebetypen nach den 1.1 und 1.2 derart miteinander kombiniert, daß sich die in den Einzeltypen jeweils erzielbaren Übersetzungen überlagern. Ausgehend von einer Übersetzung von mindestens i = 30 bei dem Exzenter- und maximal i = 10 bei dem Planetengetriebe lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Planeten-Exzentergetriebe je Getriebestufe beliebige Übersetzungen zwischen i = 10 bis i = unendlich erzielen. Je nach Auslegung können An- und Abtriebsdrehrichtung gleich oder gegensinnig sein.In the transmission according to the invention according to the schematic diagram according to 1.3 are the two transmission types after the 1.1 and 1.2 combined in such a way that superimpose the achievable in the individual types each translations. Starting from a ratio of at least i = 30 in the eccentric and a maximum of i = 10 in the planetary gear can be achieved in the planetary eccentric gear according to the invention per gear stage arbitrary translations between i = 10 to i = infinity. Depending on the design, the driving and driven directions of rotation can be the same or in opposite directions.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles nach 2 bis 5 Description of the embodiment according to 2 to 5

Das Umlaufgetriebe besitzt ein feststehendes Gehäuse 1 mit jeweils einer in diesem drehbar gelagerten ersten Welle 2, die als Antriebswelle dient und einer zweiten Welle 3, die als Abtriebswelle fungiert. Durch das zwischen diesen beiden Wellen 2, 3 liegende Getriebe erfolgt eine Übersetzung ins Langsame.The planetary gear has a fixed housing 1 each having a rotatably mounted in this first shaft 2 , which serves as a drive shaft and a second shaft 3 , which acts as an output shaft. By between these two waves 2 . 3 lying gear is a translation into slow.

Grundsätzlich können An- und Abtriebswelle, das heißt erste und zweite Welle 2, 3 vertauscht sein, so daß das Getriebe je nach Einsatzfall ins Schnelle oder Langsame übersetzen kann.In principle, input and output shaft, that is, first and second shaft 2 . 3 be reversed, so that the transmission can translate depending on the application in the fast or slow.

Die An- und Abtriebswelle als erste und zweite Wellen 2, 3 drehen gemeinsam um eine Achse X.The input and output shafts as first and second shafts 2 . 3 rotate together about an axis X.

Mit der Antriebswelle 2 fest verbunden ist ein Sonnenrad 4, dessen Achse Y um einen Wert e gegenüber der Achse X parallel versetzt ist. Das Sonnenrad 4 stellt somit einen Exzenter mit Bezug auf die Antriebswelle 2, mit der es fest verbunden ist, dar.With the drive shaft 2 firmly connected is a sun gear 4 whose axis Y is offset parallel to the axis X by a value e. The sun wheel 4 thus provides an eccentric with respect to the drive shaft 2 with which it is firmly connected, dar.

Das Sonnenrad 4 kämmt in Planetenrädern 5, die in einem Umlaufträger 6 drehbar gelagert sind. Der Umlaufträger 6 selbst ist um die Achse Y drehbar gleichzeitig auf der Antriebswelle 2 und dem Sonnenrad 4 gelagert. Die Planetenräder 5 greifen in ein fest mit dem Gehäuse 1 verbundenes Hohlrad 7 ein, das zentrisch zu der Achse X der An- und Abtriebswelle 2, 3 ausgerichtet ist. Drehbar gelagert sind die Planetenräder 5 in dem Umlaufträger 6 durch Planetenradbolzen 8, die axial auf der von der Antriebswelle 2 abgewandten Stirnseite des Umlaufträgers 6 aus diesem herausragen. Zweckmäßigerweise sind die Planetenräder 5 auf den jeweiligen Planetenradbolzen 8 über Nadellager gelagert.The sun wheel 4 combs in planetary gears 5 who are in a circulation carrier 6 are rotatably mounted. The circulation carrier 6 itself is rotatable about the axis Y at the same time on the drive shaft 2 and the sun wheel 4 stored. The planet wheels 5 engage in a tight with the case 1 connected ring gear 7 a, the centric to the axis X of the input and output shaft 2 . 3 is aligned. Rotatably mounted are the planet wheels 5 in the circulation carrier 6 by planet wheel bolt 8th axially on the drive shaft 2 facing away from the end of the circulation carrier 6 stand out from this. Conveniently, the planet gears 5 on the respective Planetenradbolzen 8th stored via needle roller bearings.

Die Abtriebswelle 3 ist innerhalb des Getriebes in einen dem Umlaufträger 6 benachbarten Bereich als Scheibe 9 mit auf deren Umfang verteilten zylindrischen Ausnehmungen 10 ausgebildet. Die zylindrischen Ausnehmungen 10 sind derart ange ordnet, daß in diese die aus dem Umlaufträger 6 herausragenden Planetenradbolzen 8 eingreifen können. Die Scheibe 9 rotiert gemeinsam mit der Abtriebswelle 3, mit der sie fest verbunden ist, auf der gleichen Achse X.The output shaft 3 is within the transmission in a the Umlaufträger 6 adjacent area as a disk 9 with distributed on the circumference cylindrical recesses 10 educated. The cylindrical recesses 10 are arranged so that in this from the circulation carrier 6 outstanding planetary pin 8th can intervene. The disc 9 rotates together with the output shaft 3 to which it is firmly connected, on the same axis X.

Die Mittelpunkte der zylindrischen Ausnehmungen 10 liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt auf der X-Achse liegt. Der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmungen 10 entspricht dem Durchmesser des jeweils zugeordneten Planetenradbolzens 8 zuzüglich dem doppelten Wert der Exzentrizität e.The centers of the cylindrical recesses 10 lie on a circle whose center lies on the X-axis. The diameter of the cylindrical recesses 10 corresponds to the diameter of the respective associated Planetenradbolzens 8th plus twice the value of eccentricity e.

Ob das Getriebe gleichsinnig oder gegensinnig übersetzt, hängt von dem Verhältnis zwischen der Exzentrizität „e", den Teilkreisdurchmessern des Sonnenrades 4, der Planetenräder 5 und des Hohlrades 7 ab.Whether the gear in the same direction or gegensin Translated, depends on the relationship between the eccentricity "e", the pitch circle diameters of the sun gear 4 , the planet wheels 5 and the ring gear 7 from.

Durch die Exzentrizität des Sonnenrades 4 und die hierdurch bedingte Zuordnung der Planetenräder 5 ist bei einem Vorhandensein von beispielsweise drei Planetenrädern 5 mindestens eines jeweils nicht innerhalb des gehäusefesten Hohlrades 7 in Eingriff. Das Sonnenrad 4, die Planetenräder 5 sowie das Hohlrad 7 sind als Zahnräder ausgebildet.Due to the eccentricity of the sun wheel 4 and the consequent allocation of planet gears 5 is in the presence of, for example, three planetary gears 5 at least one each not within the housing-fixed ring gear 7 engaged. The sun wheel 4 , the planetary gears 5 and the ring gear 7 are designed as gears.

In 5 sind für das Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 verschiedene Drehwinkelpositionen (5.1. bis 5.8) des die Planetenräder 5, 5', 5'' lagernden Umlaufträgers 6 dargestellt und zwar mit Bezug auf die Drehwinkel der Antriebswelle 2 (in der Zeichnung wiedergegeben durch die Stellungen des Sonnenrades 4), zu dem die jeweiligen Winkelwerte zwi schen 0° und 360° eingetragen sind. In der Position der Darstellung 5.8, das heißt bei einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle 2, hat der Umlaufträger 6 und damit die von diesem betätigte Abtriebswelle erst einen Drehwinkel von etwa α = 20° erreicht. Dies entspricht einer Übersetzung ins Langsame von etwa i = 18.In 5 are for the embodiment of the 2 to 4 different angular positions ( 5.1 , to 5.8 ) of the planetary gears 5 . 5 ' . 5 '' stored orbital carrier 6 shown with respect to the rotation angle of the drive shaft 2 (represented in the drawing by the positions of the sun gear 4 ), to which the respective angle values between 0 ° and 360 ° are entered. In the position of the representation 5.8 That is, in a complete revolution of the drive shaft 2 , has the circulation carrier 6 and thus the driven by this output shaft only reaches a rotation angle of about α = 20 °. This corresponds to a translation into the slow of about i = 18.

Claims

Epicyclic gearbox having a housing with the features - a first shaft ( 2 ) is rotatably mounted about an axis X, - with the first shaft ( 2 ) is firmly connected to a sun gear ( 4 ), - the axis Y of the sun gear ( 4 ) extends at a distance e parallel to the axis X, whereby the sun gear ( 4 ) eccentric on the first shaft ( 2 ), - the sun gear ( 4 ) engages planetary gears ( 5 ) of a planetary gear carrier ( 6 ), - the planet gears mesh in a fixed with the gear housing ( 1 ) connected ring gear ( 7 ) with an orbit oriented symmetrically to the axis X, - over the circumference of the circulating carrier ( 6 ) distributed drivers ( 8th ) access assigned recesses ( 10 ) a disc rotatably mounted in the axis X ( 9 ) with a second wave ( 3 ), - the recesses ( 10 ) in the disc ( 9 ) are shaped such that the engaging in this driver ( 8th ) the inner circumference of these recesses ( 10 ) in each case uniformly, but over the inner circumference migrates during a whole revolution of the drivers ( 8th ) stored orbital carrier ( 6 ) contact directly or indirectly via a respective warehouse.

A planetary gear according to claim 1, characterized in that the sun gear ( 4 ), the planet gears ( 8th ), as well as the ring gear ( 7 ), Gears are.

A planetary gear according to claim 1 or 2, characterized in that the drivers ( 8th ) cylindrical bolts and the recesses ( 10 ) in the disc ( 9 ) are cylindrical bores.