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Umlaufetriebe Gegenstand der erfindung ist ein Umlaufretriebe mit
Planetenrädern und mit zwei jonnenrädern in koaxialer Anordnung, von denen ein Sonnenrad
gegen Verdrehung im Getriebegehäuse gesichert ist und das andere Sonnenrad drehfest
mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. Besondere Sianung hat dieses
Getriebe für hohe einstufie Drehzahluntersetzungen.
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Bei den bekannten Getrieben der bezeichneten Art sind die Planetenrader
als Zahnräder ausgebildet, als solche sie mit den beiden Sonnenrädern unmittelbar
im Eingriff stehen. Als Stirnräder sind die Planetenräder dabei gestuft-doppeltverzahnt,
und auch die Sonnenräder haben unterschiedlich große Wälzkreise. Der Aufbau dieser
bekannten Konstruktionen erfordert hohe Baurenauiskeiten für die EinzelteiLe wie
für den Zusammenbau, weshalb allein deswegen diese Konstruktionen teuer in der Herstellung
sind. Durch eine hohe Blindleistung an den durch die Getriebe-Antriebswelle über
ein Zentralrad oder über den Planetenträger an,fetriebenen Planetenrädern haben
diese Getriebe neben einem minder stuten Dbertragungswirkungsgrad in der Regel auch
ein stärkeres Lauf geräusch. Außer dem erfordern sie eine regelmäßige und aufmerksame
Wartung im Betrieb, die nicht immer gewährleistet ist.
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Dem allen gegenüber liegt der Erfindun-, die Aufgabe zugrunde, wesentliche
Verbesserungen zu schaffen. Insbesondere soll das Umlauf getriebe durch eine starke
Herabsetzung der Baurenauiskeiten und der erkstoffqualitaten erheblich kostengünstiger
in der Herstellung sein, wie das beispielsweise allein auch schon durch ein Einsparen
der sonst üblichen aufwenden Härte- und Schleifverfahren für die Zahnräder zu erreichen
ist. Darüber hinaus soll dieses Getriebe einen völlig wartungsfreien Dauerbetrieb
erlauben sowie Drehmomentstöße betriebssicher aufnehmen können. Auch durch eine
Geringhaltung des Laufgeräusches soll sich dieses Getriebe auszeichnen. Einstufige
Drehzahluntersetzungen mit einem Verhaltnis von maximal etwa 100 soll dieses Getriebe
mit einem ausreichend starken Abtriebsmoment ebenfalls bewältigen, wobei sein Bauvolumen
eher kleiner als größer gegenüber dem vergleichbarer bekannter Umlaufgetriebe sein
soll.
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Zur Lösun dieser umfassenden Aufgabe ist ein Umlaufgetriebe der einleitend
bezeichneten Art vorgesehen, das sich im wesentlichen dadurch kennzeichnet, daß
beide Sonnenräder mit mindestens einem Planetenrad eines mit der Getriebe-Antriebswelle
verbundenen Planetenträgers durch je ein endloses Zugmittel - wie vorzugsweise einen
Zahnriemen - zusammenarbeiten, wobei das Planetenrad für beide Zugmittel je einen
Uirkdurchmesser besitzt, und diese Wirkdurchmesser und/oder die Wirkdurchmesser
der beiden Sonnenräder unterschiedliche Größen haben. In bevorzugter Bauform besitzt
dieses Getriebe für eine große Drehmomentbelastbarkeit an seiner Abtriebswelle vier
mit vier Zugmitteln wirkende Planetenräder, die so angeordnet und jeweils zu zweit
von zwei Zugmitteln so umschalungen sind, daß die Sonnenräder einzeln an zwei Stellen
ihres Umfanges unter wirkung zweier gesonderter Zugmittel stehen, die das jeweilige
Sonnenrad mit einer äußeren Seite, die Planetenräder dagegen mit einer inneren Seite
angreifen. In seiner bevorzutun Bauform mit Zahnriemen als Zugmittel erfüllt dieses
Umlaufgetriebe die Forderungen der Erfindungsaufgabe vollständig.
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Die Zeichnung gibt mit Fig. 1 bis Fig. 3 schematisch zwei verschiedene
Umlauf getriebe wieder und liegt der folgenden näheren Beschreibung dieser beiden
Ausführungsbeispiele der Erfindung zugrunde. Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch
ein Getriebe, während Fig. 2 und Fig. 3 Ansichten mit Blick auf die Stirnseiten
der Getrieberader wiedergeben. Die Beschreibung geht auch noch auf konstruktive
Abwandlungen und weitere Ausbaumöglichkeiten ein.
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Die Antriebswelle 1 des Getriebes nach Fig. 1 und Fig. 2 ist fest
mit dem Planetenträger 2 verbunden, dessen Planetenräder 3 für zwei endlose Zugmittel
4, 5 in Gestalt von Zahnriemen zwei gleiche Wirkdurchmesser haben. Eines der beiden
Zugmittel 4, 5 steht außer mit den Planetenrädern 3 mit einem gehäusefesten Sonnenrad
6 im Angriff, wahrend das andere Zugmittel 5 auf ein Sonnenrad 7 wirkt, das in koaxialer
Anordnung zu dem gehäusefesten Sonnenrad6 fest mit der Abtriebswelle 8 des Getriebes
verbunden ist. Der Wirkdurchmesser dieses .Sennenrades 7 ist um ein Geringes kleiner
als der des gehäusefesten Sonnenrades 6. Für die allen Rädern 3, 6, 7 als Zahnriemen
mit eingelegten Stahlseilen strafe tNlieftehden Zugmittel 4, 5 ergeben sich daraus
verschied@ne Baln\en, wobei
das auf das ab treibende Sonnenrad 7
wirkende Zugmittel 5 das kürzere ist. Diese Konstruktion macht irgendwelche Spannvorrichtungen,
wie sonst bei Riementrieben üblich, für die Zugmittel 4, 5 entbehrlich. Wie Fig.
2 zeigt, sind die beiden Planetenräder 3 mit ihren beiden Zugmitteln 4, 5 so angeordnet
und von diesen ZuJmitteln so umschlungen, daß die Sonnenräder 6, 7 einzeln an zwei
Stellen ihres Umfanges unter wirkung jeweils eines Zugmittels stehen, das das jeweilige
Sonnenrad mit derselben inneren Seite angreift wie die Planetenräder 3.
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Nach Maßgabe der Differenz der Wirkdurchmesser an den Rädern 3, 6,
7 ergibt sich beim Umlauf der Planetenräder 3 mit ihrem Träger 2 durch den Antrieb
der Welle 1 eine Drehzahluntersetzung an dem Sonnenrad 7 mit der Abtriebswelle 8.
Diese ist umso größer, Je gerinder die Durchmesserdifferenz ist. Bei gleichen Zähnezahlen
für die beiden Wirkdurchmesser an den Planetenrädern 3 ergibt sich ein Drehzahlverhältnis
von i - 100, wenn die Zähnezahl an dem abtreibenden Sonnenrad 7 100 und an dem gehäusefesten
Sonnenrad 6 101 beträgt. Dieses Verhältnis errechnet sich mit Hilfe der allgemeingültigen
Formel i = (dz1 d ):(d ,dS?-dp? dS2)' in der dgl, P2 die Wirkdurchmesser an den
Planetenrädern 3 und dS1, dS2 die Wirkdurchmesser an den Sonnenrädern 6, 7 bedeuten.
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Der Einsatz von Zahnriemen als Zugmittel 4, 5 für das Getriebe läßt
dieses Getriebe nicht nur geräuscharm, weitgehend stoBunempfindlich und ohne jeden
Schlupf arbeiten, sondern ermöglicht auch einen völlig wartungsfreien Dauerbetrieb.
Eine Schmierölfüllung ist deshalb für dieses Getriebe entbehrlich, zumal auch die
mit Abdichtungen versehenen Wälzlager für die Räder 3, 6, 7 mit einem für ihre ganze
Lebensdauer ausreichenden Schmiermittelvorrat eingebaut sind. Das Gleiche gilt auch
für die Lager der Getriebewellen.
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Es liegt in der Natur der.Zahnrader für Zahnriemen, daß die Räder
3, 6, 7 des Getriebes bezüglich ihrer Formgebung mit entsprechenden Fertigungstoleranzen
sowie bezüglich ihrer Xerkstoffqualität in Serien erheblich preisgünstiger herzustellen
sind als die Zahnräder für die herkömmlichen Umlaufgetriebe. Das trifft auch noch
für andere Baumerkmale dieses Getriebes zu, wie etwa für die Achsabstände der Räder
zueinander, für die ebenfalls größere Toleranzen gewährt werden können als sonst
bei Umlaufgetrieben zulässig.
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Ein Vorteil dieses Getriebekonzeptes besteht noch darin, daß bei Bedarf
anderer Drehzahlverhältnisse nur eines der Zugmittel 4, 5 und der Sonnenräder 6,
7 ausgewechselt werden muß, was sehr günstig fiir die Lagerhaltung und Bevorratung
ist. Durch den jeweils doppelten Angriff der beiden Zugmittel 4, 5 an ihren Sonnenradern
6, 7 und durch die hohe Zugbelastbarkeit'der Zugmittel, wie sie auch bei Zahnriemen
gegeben ist, bietet das dargestellte Umlaufgetriebe - auf seine Baugröße bezogen
- auch ein relativ starkes Drehmoment an der Abtriebswelle 8. Wie auch bei anderen
Bauformen dieses neuen Getriebes herrscnt dabei durch die Symmetrie der Rad-Anordnung
im Getriebe ein günstiger Selbstausgleich der Rbertragungskrafte am Planetenträger
2 wie an den Sonnenradern 6, 7.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das zulässige' maximale
Abtriebsmoment bei gleicher Baugröße des Getriebes sogar noch um etwa 50 % gröber
als bei dem nach Fi:. 2, was vor allem auf den größeren Unischlingungawinkeln der
Zugmittel 9, 10 um die Rader dieses Getriebes - insbesondere um die Planetenräder
11 - beruht.
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Dafür sind vier mit vier endlosen Zugmitteln 9, 10 wirkende Planetenräder
11 in einem gemeinsamen, mit der Getriebe-Antriebswelle drehfest verbundenen Träger
12 vorgesehen, die um die beiden Sonnenräder 13, 14 mit gleichmäßiger Umfangsteilung
angeordnet sind und die für jeweils zwei Zugmittel zwei gleiche Wirkdurchrnesser
haben. Zu zwei sind die Planetenräder 11 von diesen Zugmitteln 9, 1C so umschlunren,
daß die Sonnenräder 13, 14 einzeln an zwei Stellen ihres Umfanges unter Wirkung
zweier gesonderter Zugmittel stehen, die das jeweilige Sonnenrad mit einer außeren
Seite, die Planetenrader 11 dagegen mit einer inneren Seite angreifen. Auch Zahnriemen
als bevorzugte Zugmittel für dieses Getriebe gibt es für diesen Einsatz bereits
mit Zähnen auf ihrer Innenseite und auf ihrer Außenseite. Für eine große Drehzahluntersetzung
weisen die Sonnenräder 13, 14 dieses Getriebes ebenfalls eine geringe Differenz
ihrer Wirkdurchmesser auf. Anders als bei der Konstruktion nach Fig. 2 ist hierbei
aber für die beiden Zugmittel 10 an dem den kleineren Wirkdurchmesser besitzenden
abtreibenden Sonnenrad 14 je eine durch das Getriebegehäuse zugängliche einstellbare
Spannvorrichtung 15 mit Laufrolle zur Beeinflussung der Drumlangen der Zugmittel
vorgesehen, die ermöglicht, daß beide Sonnenräder
13, 14 mit vier
Zugmitteln 9, 10 einheitlicher Form und Abmessungen zusammenarbeiten, unbeschadet
ihrer verschiedenen Wirkdurchmesser. Der '}.irkungsbereich dieser beiden Spannvorrichtungen
15 ist so bemessen, daß die Zugmittel 9, 10 selbst bei Einsatz eines noch kleineren
abtreibenden Sonnenrades zur Erzielung einer weniger großen Drehzahllntersetzurl-,
nicht ausgewechselt zu werden brauchen. Um mit dieser Konstruktion verschiedene
Drehzahlverhältnisse zu verwirklichen, ist somit nur das ab treibende Sonnenrad
auszuwechseln. Nach Einstellung der straffen Anlage der Zugmittel 10 mit Hilfe der
mpannvorrichtunr 15 durch eine verschließbare Öffnung des Getriebegehäuses sind
die mit durch den Planetenträger 12 gelagerten Spannvorrìchtun-,en 15 zur sicherung
des Zugmittelsitzes durch geeignete Mittel feststellbar. Im übrigen bietet diese
Getriebekonstruktion die gleichen Vorteile, wie sie schon für die Konstruktion nach
Fig. 1 und Fig. 2 angef;ihrt sind. Das geschlossene Gehause dieser Getriebe erlaubt
ihren hinsatz auch unter starken ungünstigen Betriebseinflüssen von außen, wie beispielsweise
durch Schmutz.
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Weitere Ausführungsformen des Umlauf ge triebes nach der Erfindung
sind möglich, wobei außer einer anderen Anordnung und Anzahl der Planetenräder und
der Zugmittel auch diese Zugmittel verschiedene Gestalt haben können. So etwa können
als Zugmittel auch Getriebe ketten oder Keilriemen zum Einsatz kommen. Wenn ein
Schlupf bei der Bewegungsübertragung nicht stört, so ist ein Umlaufgetriebe nach
der Erfindung mit Keil- oder Flachriemen als Zugmittel sogar die kostengünstigste
Lösung zum Erzielen großer Drehzahluntersetzungen. In einem Getriebe können auch
verschiedenartige Zugmittel verwendet sein. Jedes Umlaufgetriebe nach der Erfindung
kann im Vor- oder Nachschalt mit einem beliebigen anderen Getriebe kombiniert sein.
Für besonders große Drehzahluntersetzungen sind auch Konstruktionen ausführbar,
die mit zwei oder gar drei Getriebestufen, somit mit insgesamt vier bzw. sechs Sonnenrädern
arbeiten.