DE2544873C2 - Planetengetriebe in Differentialbauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Bei einem aus der US-PS 21 97 014 bekannten Planetengetriebe dieser Art sind die Eingangs- und Ausgangswellen koaxial angeordnet. An der Eingangswelle sind Kettenräder befestigt, die über Ketten von zwei Gruppen von Planetenrädern angetrieben werden, welche im Winkel verteilt in koaxial angeordneten inneren und äußeren Kastenrahmen gelagert sind. Das Ausgangsdrehmoment wird entweder von einer am äußeren Kastenrahmen gebildeten Umfangstrommel oder von deren koaxial um die Eingangswelle angeordneten hohlen Nabe abgenommen. Eine äußere Schleife einer endlosen Kette ist um die eine Gruppe von Planetenrädern geführt, die im äußeren Kastenrahmen gelagert sind, während eine innere Schleife dieser Kette umgekehrt die andere Gruppe von Planetenrädern umschlingt die am inneren Kastenrahmen drehbar gelagert sind. Das bekannte Planetengetriebe soll an der Ausgawgswelle eine maximale Drehzahl oder ein maximales Drehmoment erzeugen, nicht aber eine Differenz zwischen zwei Eingangsdrehzahlen bilden.

Auch ein aus der US-PS 26 41 137 bekanntes Getriebe, das zur automatischen Drehzahländerung durch Änderung des Obersetzungsverhältnisses zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen dient, ist kein echtes Differentialgetriebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe der eingangs angegebenen Art derart weiterzubilden, daß bei vereinfachter Konstruktion an der Ausgangswelle eine Differenz zweier Eingangsdrehzahlen abgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

An zweckmäßigen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht mit weggebrochenen Teilen einer Ausführungsform des Planetengetriebes;

Fig.2 die gegenüberliegende Seitenansicht des Planetengetriebes nach F i g. 1;

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Planetengetriebe nach F i g. 1 und 2;

Fig.4 und 5 Schnitte längs der Ebenen IV-IV bzw. V-V in Fig. 1, wobei einige Teile als Seitenansicht und andere weggebrochen dargestellt sind;

Fig.6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform;
F i g. 7 eine Draufsicht des Getrieves nach F i g. 6;

F i g. 8 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Getriebes nach F i g. 6 mit der ineinanderpassenden und übereinander angeordneten endlosen Kette, die über eine ringförmige Anordnung von Planetenrädern und die durchlaufende umgekehrte Kettenschleife die Ausgangswelle antreibt; und

Fig. 9 eine Draufsicht auf Teile der übereinanderliegenden Ketten in F i g. 8, gesehen von der Ebene IX-IX. Wie in F i g. 1 bis /5 zu sehen ist, enthält die dort dargestellte Ausführungsform eines Differentialgetriebes eine tragende Grundplatte 10, die mit zwei Stützkonstruktionen 11 und 12 versehen ist, von denen jede Getriebeunteranordnungen 13 bzw. 14 trägt. Aus F i g. 1,4 und 5 ist ersichtlich, daß die Stützkonstruktion 11 für gewöhnlich eine einteilige Gabelkonstruktion ist, während die Stützkonstruktion 2 aus zwei in seitlichem Abstand angeordnetea Ständern 12a und 126 besteht, die alle fest mit der Grundplatte 10 verschraubt sind.

In F i g. 1 —4 ist angegeben, daß die Stützkonstruktion 11 eine Eingangswelle 15 drehbar lagert, die von jeder geeigneten Dreh-Einrichtung, symbolisch durch die Kurbel 16 angegeben, angetrieben werden kann. Die Getriebeunteranordnung 13 ist auf der Eingangswelle 15 zu deren Antrieb befestigt und enthält ein primäres Antriebskettenrad 17 und zwei aneinander befestigte sekundäre Antriebskettenräder 18 und 19.

Gemäß F i g. I —3 und 5 enthält die Getriebeuntcranordnung 14 ein angetriebenes Kettenrad 20, das von

einer Nabe 21 getragen wird Die Nabe 21 ist auf der Ausgangswelle 22 drehbar gelagert, die ihrerseits von den Ständern 12a und 126 gestützt wird. An der Nabe 21 ist mit Hilfe eines Klemmrings 24 ein Planetenträger 23 befestigt. An der Ausgangswelle 22 ist ein antreibendes Kettenrad 25 befestigt, das ein Ausgangszahnrad bildet, das koaxial zum Planetenträger 23 befestigt und unabhängig von diesem drehbar isL

Wie aus F i g. 1 —3 und 5 ersichtlich ist, trägt der drehbare Planetenträger 23 eine ringförmige Anordnung von mehreren im Winkel verteilten Planetenradeinheiten, vorzugsweise in Form einer Reihe von Kettenrädern 26, deren Anzahl, wie in Fig.2 gezeigt, neun betragen kann, wobei zwei dieser Kettenräder 26a und 266 ein benachbartes Paar bilden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist eine durchlaufende (d. h. kontinuierliche) umgekehrte Antriebskettenschleife 27 einen äußeren Verlauf 27a auf, der über die Außenseiten der Planetenrademheiten oder Kettenräder 26 und dann radial einwärts zwischen das benachbarte Paar der Kettenräder 26a und 266 geschlungen ist und den inneren Verlauf 276 bildet. Dieser innere Verlauf 27b verläuft zwischen diesem Paar der Planetenradeinheiten bis /.um Anschluß an den äußeren Verlauf, wobei der innere Verlauf um das Ausgangskettenrad 25 geschlungen ist und dieses antreibt.

Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß die drehbare Befestigung aller Planetenradeinheiten oder Kettenräder 26 mittels einer Stummelwelle 28 erfolgt, die sich drehbar durch eine Lagerhülse 29 erstreckt, die in einer Querbohrung im Planetenträger 23 gelagert ist Jede Stummelwelle 28 ist mit einem zusätzlichen Kettenrad 126 versehen, das sich auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe des Planetenträgers 23 befindet Auf diese Weise wird eine zweite ringförmige Anordnung von mehreren im Winkel verteilten Planetenradeinheiten geschaffen zur Drehung um die Achse dieser Einheiten unabhängig von der Drehung des Planetenträgers 23. Wie aus F i g. 1 —3 und 5 ersichtlich ist, ist eine endlose Kette 30 um diese zweite ringförmige Anordnung von Kettenrädern 126 geschlungen zum Antrieb vom Kettenrad 17 aus, das auf der Eingangswelle 15 befestigt ist. Als Ergebnis bildet diese Kettenzahnrad- und Kettenanordnung eine Eingangsantriebseinrichtung, die mit den vielen Planetenradeinheiten verbunden ist und diese gleichzeitig dreht. Dies bewirkt eine Verschiebung der Antriebskeitenschleife 27, was ein Drehen des Kettenrads 25 durch den inneren Verlauf 276 bewirkt

Eine weitere endlose Kette 31 ist um das Antriebskettenrad 18 und das getriebene Kettenrad 20 so geschlungen, daß bei Drehung des Antriebskettenrads 18 durch die Eingangswelle 15 das Kettenrad 20 zum Drehen des Planetenträgers 23 angetrieben wird. Dies bildet eine zweite Eingangsantriebseinrichtung, die den Planetenträger dreht. Es ist auch zu beachten, daß, da das Kettenrad 19 am größeren Kettenrad 18 befestigt ist, diese beiden Kettenzahnräder von der Eingangswelle 15 getragen werden und an dieser befestigt sind. Die Mitnahme der antreibenden endlosen Kette 31 durch das kleinere Kettenrad 19 statt durch das größere Kettenrad 18 bewirkt eine Drehzahländerung, die unter bestimmten Bedingungen eine Drehung in einer bestimmten Richtung oder eine Umkehr bewirkt, wie im folgenden im einzelnen beschrieben ist. Die Verlagerung des Eingriffs der endlosen Kette 31 vom einen Antriebskettenrad 18 zum anderen Kettenrad 19 kann durch Ablaufen vom einen und Auflaufen auf das andere Kettenrad und umgekehrt erfolgen. Hicrza können verschiedene Arten von herkömmlichen Kupplungsmechanismen verwendet werden, die entweder mit Reibeingriff oder als Ziehkeilgetriebe arbeiten. Eine solche Einrichtung unterbricht die Übertragung der Antriebsdrehung auf den Planetenträger bei einer derartigen Verschiebung von einem Antriebsrad zum anderen oder gestattet ein Anhalten des Planetenradträgers.

Bei der in F i g. 6 bis 9 dargestellten zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Antriebsmechanismus, der zum Drehen des Planetenträgers und der Ausgangswelle unabhängig von der Eingangsunteranordnung dient, merklich vereinfacht. Wie aus einem Vergleich mit Fig.3 und 7 ersichtlich ist, gleicht die Ausführungsform von F i g. 6 bis 9 im wesentlichen der ersten Ausführungsform von F i g. 1 bis 5 bis auf eine unwichtige Umkehr einiger Teile und konstruktiv bis auf das Weglassen einer der ringförmigen Anordnungen der drehbar vom sich drehenden Plauetenträger getragenen Aiitriebskettenräder. Die Eingangswelle 15 der Getriebeunteranordnung 13 ist mit der symbolisch dargestellten Kurbel 16 drehbar. Diese Antriebsunteranordnung trägt das Kettenrad 18, um das die endlose Kette 31 geschlungen ist, die mit Hilfe des Kettenrads 20 einen Planetenträger in der Getriebeunteranordnung 14 dreht. An der Eingangswelle 15 ist das Antriebskettenrad 17 befestigt um das eine endlose Antriebskette 130 geschlungen ist, die ihrerseits um die ringförmige Anordnung der getriebenen Kettenräder 26 geschlungen ist, die in der ringförmigen Zone des Planetenträgers 123 drehbar gelagert sind. Es ist ersichtlich, daß das Kettenrad 20 der Getriebeunteranordnung 14 frei drehbar auf der Ausgangswelle 22 gelagert, jedoch am Planetenträger 123 befestigt ist und diesen hierdurch dreht

Aus F i g. 6 bis 9 ist ersichtlich, daß sechs ringförmig angeordnete je ein Planetenrad bildende Kettenräder 26 vorgesehen sind, die mit gleichen Winkeln voneinander versetzt verteilt sind. Wie am besten aus Fig.6, 8 und 9 ersichtlich ist, ist an die Außenseite des Planetenträgers 123 eine Platte 223 geschraubt, die mehrere radiale Blätter 223a hat, deren Seitenkanten im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen wie diejenige, die zur Rei-'ie von Kettenrädern 26 gehört. Die Außenkanten dieser Blätter 223a sind entlang Kreisbögen gekrümmt, deren Verlauf durch die Kettengliedbolzeu 127c bestimmt ist zum sicheren Führen des äußeren Verlaufs 127a der durchlaufenden umgekehrten Antriebskettenschleife 127(F i g. 6 und 9). Eine solche Führung gewährleistet, daß der äußere Verlauf der Kettenschleife in wünschenswerter Weise entlang dem Umfang eines Kreises geführt wird mit einem Durchmesser entsprechend den Mitten der Kettenräder 26 plus einem Teilkreisdurchmesser eines Kettenrades 26. Aus F i g. 6 ist auch ersichtlich, daß beim Herumlegen der Kettenschleife 127 um die Kettenräder 26 die Enden des äußeren Verlaufs 127a gleichzeitig um die beiden in Abstand befindlichen aufeinanderfolgenden Kettenräder 26a und 266 geschlungen werden und sich radial einwärts erstrecken zur anschließenden Bildung der inneren Schleife 1276, die um das Ausgangs-Kettenrad 125 zu dessen Antrieb geschlungen ist. Da die Führungsplatte 223 und deren radiale Blätter 223a ein im allgemeinen C-förmiges Glied bilden, wird der Spalt zwischen den gegenüberliegenden Enden nach Wunsch von einem zusätzlichen Blatt 323 ausgefüllt, vgl. F i g. 6 links, dessen Seitenkanten 323a und 323b konkav sind und Führungsflächen für die Übergangslängen der Kettenschleife 127 bilden, die mit deren äußeren und inneren Verlauf 127a bzw. 1276 in Eingriff kommen.

Der innere Verlauf 1276 der Kettenschleife 127 erstreckt sich um das auf der Ausgangswelle 22 befestigte Kettenrad 25, das von den Kettenrädern 26 gedreht wird, wenn diese ihrerseits über die Kette 130 von dem Antriebskettenrad 17 gedreht werden. Es ist ersichtlich, daß die Anzahl der Planetenräder, die im Winkel um eine ringförmige Zone des Planetenträgers verteilt sind und von diesem drehbar getragen werden, außer bei konstruktiven Platzbeschränkungen nicht auf eine besondere Zahl (mindestens drei) beschränkt ist. Dies wird to durch die Tatsache erläutert, daß bei der ersten Ausführungsform von Fig. 1 bis 5 neun derartige Planetenräder in einer ringförmigen Anordnung vorhanden sind, während bei der zweiten Ausführungsform von F i g. 6 bis 9 sechs Planetenräder vorhanden sind. Je weniger Kettenräder verwendet werden, um so größer ist aber die Sorgfalt, die für die Kettenführung um die Planeten- ■ träger erforderlich ist, um eine sichere Bewegung der Kettenschleife entlang den oben beschriebenen kreisförmigen Bahnen mit der gewünschten Genauigkeit bei kommerziellen Ausführungsformen zu erzielen.

Wenn bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 bis 9 (die erste Ausführungsform arbeitet ebenso) das Antriebskettenrad 17 in F i g. 6 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, treibt es die endlose Kette 130 in ihrer Schleife um die ringförmige Anordnung von Kettenrädem 26 im Gegenuhrzeigersinn so an, daß der innere Verlauf 1276 der Kettenschleife 127 im Uhrzeigersinn bewegt wird und das Kettenrad 25 sowie die Ausgangswelle 22 im Uhrzeigersinn dreht. Das Drehzahlverhältnis dieser antreibenden und getriebenen Kettenräder ist dasjenige ihrer Teilkreisdurchmesser. Dieses Ergebnis setzt voraus, daß der Planetenträger 123 etwa dadurch gehalten wird, daß er unter Lösen der Kette 31 entweder vom treibenden Kettenrad 18 oder vom getriebenen Kettenrad 20, um die diese Kette geschlungen ist, am Drehen gehindert wird. Es ist für den Fachmann ohne

Weiteres cTSiCiiuiCii, uäu eine SöiCiic Bcuirrgüüg ünfic

Abnehmen der Kette erzielt werden kann, wenn die Verbindung zwischen der antreibenden Eingangswelle 15 und dem Kettenrad 18 über einen herkömmlichen Kupplungsmechanismus erfolgt, der mit Reib- oder Zahneingriff arbeiten kann. Das Festhalten des Planetenträgers 123 kann mittels einer geeigneten Bremse erfolgen. Es ist ferner ersichtlich, daß der Planetenträger im Verhältnis der Teilkreisdurchmesser des Antriebskettenrads zum Teilkreisdurchmesser des getriebenen Kettenrads angetrieben wird, wenn eine Drehung des Planetenträgers 123 zugelassen wird und dieser über das Kettenrad 18 und die Kette 31 vom Kettenrad 20 angetrieben wird. Dreht sich der Planetenträger 123 im Gegenuhrzeigersinn, so wird das angetriebene Kettenrad 25 im Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der kreisförmigen Bahn des äußeren Verlaufs 127a der Kettenschleife 127 zum Teilkreisdurchmesser des Kettenrads 25 angetrieben. Diese Differentialgetriebewirkung der Ausführungsformen des vorliegenden Planetengetriebes kann etwa in der folgenden Weise beschrieben werden.

Wenn R die Umdrehung der Ausgangswelle 22 und des daran befestigten Kettenrads 25 darstellt und wenn die Eingangswelle 15 um eine Umdrehung gedreht wird, kann die Ausgangswirkung einer solchen Vorrichtung durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

wobei

A die Zähnezahl des treibenden Kettenrads (z. B. 18) für den Planetenträger.

B die Zähnezahl des angetriebenen Kettenrads (z. B. 20) für den Planetenträger.

C die Zähnezahl eines Kettenrads, dessen Teilkreisdurchmesser gleich dem Durchmesser eines Kreises durch die Mitten der Planeten-Kettenräder (z. B. 26) plus dem Durchmesser eines derartigen Kettenrads.

D die Zähnezahl eines Ausgangs-Kettenrads (z. B. 25),

E die Zähnezahl des Antriebskettenrads (/.. B. 17) ist, das über eine Kette die Planeten-Keiienräder antreibt.

Es seien folgende Werte angenommen:
A «= 24, B = 75, C = 82, D = 44, E - 42,

dann:

oder

26,

wobei die anderen Werte die gleichen sind wie oben, dann

^; 75 V 44/ 44

Daher ist

0,038

26,31 die Anzahl der Umdrehungen der Eingangsweile, die erforderlich lsi, mti eine Umdrehung der Ausgangswelle oder ihres angetriebenen Kettenrads zu bewirken.

Die Antriebsübertragung zwischen der antreibenden Unteranordnung 13 und der angetriebenen Unteranordnung 14 kann bei Bedarf selbstverständlich auch anders als durch Kettenantrieb erfolgen, etwa durch Reihen von in Eingriff stehenden Zahnrädern.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Planetengetriebe in Differentialbauweise mit einer Eingangswelle, die mindestens ein festes Kettenrad trägt, welches über eine erste Kette mindestens eine aus einer Mehrzahl von Planetenradeinheiten antreibt, die in ringförmiger Anordnung drehbar in einem drehbaren Planetenträger gelagert sind, und mit einer zum Planetenträger koaxialen Ausgangsweile, die ein Kettenrad trägt, das über eine zweite Kette von mindestens einer der Planetenradeinheiten angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kette (27) einen äußeren Verlauf (27a, i27a), der außen um die Planetenradeinheiten (26, 126) geschlungen und zwischen zwei benachbarten Planetenradeinheiten (26a, 126a, 266,1266^ radial nach innen geführt ist, sowie einen daran anschließenden inneren Verlauf (276; 1276,1 bildet, der das Kettenrad (25) der Ausgangswelle (22), welches koaxial auf dieser befestigt ist, umschließt, wobei der Planetenträger (23; 123) von einer zusätzlichen Antriebseinrichtung (18,19,31) antreibbar ist

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kette (30; 130) außen auf den Planetenradeinheiten (26,126) um den Planetenträger (23; 123) geschlungen ist

3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Antriebseinrichtung (18,19,31) zum Anhalten des Planetenträgers (23; ί'S) stillsetzbar ist

4. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die zusätzliche Antriebseinrichtung (18, ISf, 31> mindestens ein auf der Eingangswelle (15) befestigtes Kettenrad (18,19) aufweist, welches über eine dritte Kette (31) ein koaxial am Planetenträger (23; 123) befestigtes Kettenrad (20) antreibt

5. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kette (130) und die zweite Kette (127) ineinandergreifend überlagert sind, wobei Glieder der ersten Kette (1301 Glieder der zweiten Kette (127) übergreifen und beide Ketten (130,127) gemeinsam über die als einfache Kettenräder ausgebildeten Planetenradeinheiten (26) laufen.

6. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenradeinheiten (26,126) als Doppel-Kettenräder ausgebildet sind, die je koaxial auf einer gemeinsamen Stummelwelle (28) befestigt sind und von denen der eine Satz (126) von der ersten Kette (30) und der andere Satz (26) vom äußeren Verlauf (27a) der zweiten Kette (27) umschlungen wird.