DE2620242A1 - Planetengetriebe - Google Patents
PlanetengetriebeInfo
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Description
SKP KÜGELEAGEi?PABRIKEK GMBH Schweinfurt, 14. 4.1976
Planetengetriebe
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe, bestehend
aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, wenigstens einer Zwischenwelle,
einem Planetenradträger, der auf wenigstens einer der Wellen angeordnet ist und wenigstens zwei Planetenradbolzen, die an dem Planetenradträger
befestigt sind.
Es ist bereits bekannt, Planetengetriebe mit einer Anzahl Zwischenwellen
zu versehen, so daß die gesamte Getriebeübersetzung in zwei oder mehr
Stufen erreicht wird. Jede Zwischenwelle ist dabei mit einem geeigneten Planetenradträger, mit einer Anzahl von Planetenradbolzen, auf welchen
Planetenräder angeordnet sind und einem Sonnenrad versehen. Die Planetenräder wirken dabei mit einem Sonnenrad zusammen, das auf einer benachbarten
Welle vorgesehen ist und das Sonnenrad arbeitet mit Planetenrädern
zusammen, die auf einer anderen benachbarten Welle angeordnet sind. Bei
der Verwendung von zwei oder mehr Getriebestufen kann eine große Getriebeübersetzung
erreicht werden, die aber auf Kosten einer verhältnismäßig großen axialen Ausdehnung des Planetengetriebes erzielt wird. Jede
Zwischenwelle sowie die Antriebswelle und die Abtriebswelle muß mit Lagerund
Zentriermitteln versehen werden, die zusammen mit den Planetenradträgern
und den Sonnenrädern ebenfalls dazu beitragen, die axiale Ausdehnung
der Anordnung zu vergrößern. Eine andere Schwierigkeit bei Viel-
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fach-Stufengetrieben ist, daß sich mögliche Zahnflankenspiele zu einem
störenden großen Gesamtspiel addieren können, das Laufprobleme und Geräusehstörungen
zur Polge hat.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Planetengetriebe
der oben beschriebenen Art zu schaffen, das eine verhältnismäßig kleine axiale Ausdehnung besitzt und bei dem die Drehmomentübertragung sanft,
leise und unabhängig von einem möglichen Plankenspiel zwischen den Zahnrädern der Anordnung erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei
Planetenradbolzen mit jeweils einem Flanetenreibrad versehen sind, welche
an einem diese umgebenden Reibring und einem Sonnenreibrad anliegen, wobei das Sonnenreibrad auf einer benachbarten Welle angeordnet ist, und
daß wenigstens einer der Planetenradbolzen mit einem Planetenzahnrad versehen ist, das mit einem äußeren Zentralrad und einem Sonnenzahnrad, das
auf der benachbarten Welle vorgesehen ist, zusammenwirkt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Planetenzahnrad auf dem gleichen
Planetenradbolzen vorgesehen, wie ein Planetenreibrad und in axialer
Richtung zwischen dem Planetenradträger und dem Planetenreibrad angeordnet.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Planetengetriebes ist, daß die Zwischenwellen
nicht mit speziellen Lager- und Zentriermitteln versehen werden müssen, sondern daß die Lagerung und die Zentrierung der Zwischenwellen
durch die drehmomentübertragenden Vorrichtungen, die in der Anordnung enthalten
sind, erfolgen. Weiterhin können die Biegekräfte auf die Planetenradbolzen, die durch die Zahnräder verursacht werden, leicht aufgenommen
und auf die umgebenden Maschinenelemente übertragen werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nach
folgend beschrieben sind.
Es zeigen:
Fig. 1 das Planetengetriebe gemäß der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II gemäß Figur 1.
Die Bezugszahl 1 zeigt die Antriebswelle, die mit einem Sonnenreibrad 2
versehen ist. Die Welle 1 ist in dem Kugellager J>
zentriert. Eine erste Zwischenwelle 4 ist fest mit einem Planetenradträger 5 und einem Sonnenreibrad
6 verbunden und weist ein Sonnenzahnrad 7 auf, das einstückig mit der Zwischenwelle 4 ausgeführt ist. Auf dem Planetenradträger 5 sind
drei Planetenreibräder 8 auf den Planetenradbolzen 81 gelagert. Die Planetenreibräder 8 wirken mit dem Sonnenreibrad 2 und mit einem Reibring
10 zusammen, der in der Bohrung des Gehäuses 9 angeordnet ist. Die Welle 1 treibt die Welle 4 über das Sonnenreibrad 2 und die Planetenreibräder
8. sowie den Planetenradträger 5 an.
Eine weitere Zwischenwelle ist mit 11 bezeichnet, mit der ein Planetenradträger
12, ein Sonnenreibrad IJ und ein Sonnenzahnrad 14 fest verbunden
ist. Drei planetenradbolzen 15 sind an dem Planetenradträger 12 angeordnet,
wobei jeder Planetenradbolzen 15 mit einem Planetenzahnrad 16 und einem Planetenreibrad 17 versehen ist. Die Planetenreibräder 17 wirken
mit dem Sonnenrad 6 und einem Reibring 18, entsprechend dem Reibring 10,
zusammen und die Planetenzahnräder 16 arbeiten mit dem Sonnenzahnrad 7 und mit einem äußeren Zentralrad 19 zusammen. Die Zwischenwelle 4 treibt
die Zwischenwelle 11 über die Reibräder 6 und 17 und den Planetenradträger
12 sowie auch über die Zahnräder 7 und 16 und den Planetenträger 12 an.
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Die Reibräder 6 und 17 haben dabei die gleiche übersetzung, wie die Zahnräder
7 und l6, so daß die Reibräder 6 und 17 auch die gleiche Umfangsgeschwindigkeit
wie die Zahnräder 7 und 16 in Höhe des Teilkreises haben. Dabei tritt kein Gleiten an den Berührungsflächen zwischen den Reibrädern
17 und 6 bzw. dem Reibring 18 auf. Eine Abtriebswelle 20, die in dem Lager
21 angeordnet ist, weist in gleicher Weise wie die Zwischenwelle 11 einen Planetenradträger 22 auf, an dem drei Planetenradbolzen 23 mit
Planetenreibrädern 24 und Planetenzahnräder 25 vorgesehen sind. Die
Reibräder 24 wirken mit dem Sonnenreibrad I3 und einem die Reibräder 24
umgebenden Reibring 2.6 in gleicher Weise zusammen, wie die Reibräder 17,
das Reibrad 6 und der Reibring 18. Das Planetenzahnrad 25 arbeitet mit
dem Sonnenzahnrad 14 und einem äußeren Zentralrad 27 in der gleichen Weise zusammen, wie das Planetenzahnrad 16, das Sonnenzahnrad J und das äußere
Zentralrad 19. Die Welle 11 treibt ferner die Welle 20 in der gleichen Weise an, wie die Welle 4 die Welle 11. Zu dieser erfindungsgemäßen Getriebeanordnung
werden niedrige Drehmomente über die Reibräder 2, 6, 8, 13* 17 und
24, mittlere Drehmomente über die Reibräder 2, 6, 8 und 17 und die Zahnräder
14 und 25 und hohe Drehmomente über die Reibräder 2 und 8 und die Zahnräder 7, 14, 16 und 25 übertragen.
Bei niedrigen Drehmomenten übertragen die Zahnräder keine Kräfte, wodurch ein
gleichmäßiger und ruhiger Lauf der Anordnung erzielt wird. Durch das Vorhandensein
von Reibrädern auf den Planetenräderbolzen ist das Ineinandergreifen der Zahnräder immer fixiert, wodurch Getriebegeräusche, die durch
das Zahnflankenspiel hervorgerufen werden, vermieden werden.
Es ist offensichtlich nicht erforderlich, alle Getriebestufen mit Zahnrädern
zu versehen. In dem oben beschriebenen Beispiel fehlen Zahnräder in der Getriebestufe, welche am nächsten zu der Antriebswelle angeordnet ist ,
die mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als die Abtriebswelle rotiert, weil die Drehmomente an dieser Stelle vergleichsweise klein sind, während
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'ζ'
dafür die Winkelgeschwindigkeiten vergleichsweise hoch sind.
Weil die Planetenreibräder, um wirksam zu sein, mit einer gewissen Kraft
gegen die Sonnenreibräder und die die ersteren umgebenden Reibringe gepreßt werden müssen, sind sie so konstruiert, daß ihr Umfang elastisch
verformbar ist. Ferner werden sie mit einer gewissen Vorspannung zwischen dem Reibring und dem Sonnenreibrad angeordnet. Die Elastizität der Planetenreibräder
kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Z. B. dadurch, daß man die Räder aus einem elastischen Material fertigt, oder daß man ihnen
eine Form gibt, die die Nachgiebigkeit weiter verbessert, z.B. wie es bei dem Planetenreibrad 8 gezeigt wird. Es ist auch möglich, die Mantelfläche
der Räder mit einem speziellen elastischen Teil zu versehen. Die Räder können z.B. mit einer Umfangsnut versehen werden, in die ein O-Ring
aus Gummi eingesetzt wird. Das Planetenreibrad 17 zeigt eine weitere
konstruktive Möglichkeit. Die Mantelfläche dieses Reibrades wird durch einen Federring 28 nach außen gepreßt. Als eine Ergänzung oder eine
Alternative zu der elastischen Ausführung der Planetenreibräder können die Reibringe und/oder die Sonnenreibräder so ausgeführt werden, daß
ihre Mantelflächen elastisch deformierbar sind. Die Sonnenreibräder können dabei in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie die Planetenreibräder.
Durch die Ausbildung des Reibringes 10 ist es ferner möglich, eine einstellbare Vorspannung zwischen dem Reibring und den Planetenreibrädern
zu erzielen. Dieser Reibring 10 hat einen Querschnitt, der wie ein U mit divergierenden Flanschen geformt ist. Die Flansche sind zwischen
dem Reibring 18 und einem axial verstellbaren Deckel 29 eingespannt. Wenn der Deckel in die Endbohrung des Gehäuses 9 eingeschraubt wird, werden die
Flansche des Reibringes 10 zusammengepreßt, wobei sein unbelasteter Bohrungsdurchmesser
abnimmt. Die Einstellung der Lage des Deckels in dem Gehäuse ist möglich, weil dem Rad 2, das in einem Kugellager im Deckel 29
angeordnet ist, eine gewisse axiale Verschiebung in Bezug auf das Planetenreibrad
8 erlaubt werden kann. Es ist natürlich auch möglich, spezielle Befestigungsmittel an jedem Reibring vorzunehmen, um eine Einstellung der
Abmessungen möglich zu machen.
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Wenn ein Drehmoment durch das Getriebe über die Zahnräder 7, 16, I9 bzw.
14, 25, 27 übertragen wird, werden die Zapfen I5 bzw. 23 großen Biegekräften
ausgesetzt. Diese Kräfte können in einer Anordnung gemäß der Erfindung durch die Planetenreibräder aufgenommen und von den Reibringen
l8, 26 auf das Gehäuse 9 übertragen werden, wenn die Planetenzahnräder
auf den Planetenradbolzen in axialer Richtung zwischen den Planetenradträgern und den Planetenreibrädern vorgesehen sind, wie es in der Pig. I
gezeigt wird.
Die Sonnenreibräder, die Reibringe und die Planetenreibräder sind auch
als Zentrier- und Lagermittel für die Zwischenwellen 4, 11 geeignet. Es
ist theoretisch möglich, eine Zentrier- und Lagerfunktion dadurch zu erhalten, daß Jeder Planetenradträger auf den Zwischenwellen mit jeweils
zwei Planetenreibrädern versehen wird. In der Praxis ist es jedoch immer erforderlich, die Planetenradträger mit jeweils 3 Reibrädern zu versehen,
wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Es wurde nachgewiesen, daß mit einer derartigen Ausführung weitere Zentrier- und Lagermittel für die Zwischenwellen
unnötig sind.
Es sind natürlich im Rahmen der Erfindung auch andere Darstellungen möglich.
Z.B. ist die Zahl der Zwischenwellen willkürlich gewählt. Es können z.B. auch nur eine oder mehr als zwei Zwischenwellen angeordnet werden.
Die Zahl der Gefcriebestufen ohne Zahnräder ist natürlich abhängig von
den Drehmomenten, die durch jede Stufe übertragen werden. Es kann manchmal notwendig sein, alle Stufen mit Zahnrädern auszuführen und manchmal kann
in verschiedener Stufen auf Zahnräder verzichtet werden. Die erfindungsge mäße Getriebeanordnung kann für eine Übersetzung ins Schnelle und für eine
Übersetzung ins Langsame verwendet werden und es ist so möglich, falls erforderlich,
in der gezeigten Ausführung die Bezugszahlen der Antriebsund Abtriebswelle auszuwechseln, d.h. die Abtriebswelle als Antriebswelle
zu verwenden. Es ist ebenfalls möglich, die Planetenreibräder und die Planetenzahnräder auf versohiedeneiBolzen anzuordnen.
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Claims (4)
- SKP MIGEIIAOERPABRIKM GMESl Schweinfurt, 14. 4. I976Patentansprüche■Ι» Planetengetriebe, bestehend aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einer Anzahl von Zwischenwellen, einem Planetenradträger auf wenigstens einer der Wellen und wenigstens zwei Planetenradbolzen an dem Planetenradträger, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Planetenradbolzen (15, 23, 8l) mit jeweils einem Planetenreibrad (8, 17, 24) versehen sind, welche an einem diese umgebenden Reibring (10, 18, 26) und einem Sonnenreibrad (2, 6, 13) anliegen, wobei das Sonnenreibrad auf einer benachbarten Welle angeordnet ist, und daß wenigstens einer der Planetenradbolzen mit einem Planetenzahnrad (16, 25) versehen ist, das mit einem äußeren Zentralrad (19, 27) und einem Sonnenzahnrad (7, 14), das auf der benachbarten Welle (4, 11) vorgesehen ist, zusammenwirkt.
- 2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (10) elastisch verformbar ist, und daß Mittel (29) zur Einstellung des Bohrungsdurohmessers des Reibringes (10) vorgesehen sind.
- 3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem wenigstens zwei Wellen mit Planetenradträgern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetentoadträger (5), der am nächsten zur Welle (1 bzw. 20) angeordnet ist, die schneller rotiert, nicht mit Zahnrädern versehen ist.
- 4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenzahnrad (16, 25) auf dem gleichen Planetenradbolzen (15, 23) vorgesehen ist, wie das Planetenreibrad (17, 24) und in axialer Richtung zwischen dem Planetenradträger (12, 22) und dem Planetenreibrad (17, 24) angeordnet ist.609853/0252
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