DE2851113A1

DE2851113A1 - Untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE2851113A1
Application number: DE19782851113
Authority: DE
Inventors: Stromotich Frank Louis
Original assignee: STROMOTICH FRANK LOUIS
Current assignee: STROMOTICH FRANK LOUIS
Priority date: 1978-11-25
Filing date: 1978-11-25
Publication date: 1980-06-12

Description

Bezeichnung: Untersetzungsgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Drehzahl und zur Vergrößerung des DrehmomentesO Derartige Untersetzungsgetriebe sind in Verbindung mit einem Antriebsmotor als Getriebemotor und beim Einbau in eine Trommel zum Antrieb der Trommel als Trommelmotor bekann, Sie dienen zusammen mit anderen Vorrichtungen zur Erzielung eines großen Untersetzungsverhältnisses von Drehzahl oder Drehmoment, beispielsweise1 um Ventile oder Türen u0dgl0 mehr zu betätigen, Es ist bekannt, zur Erzielung eines großen Untersetzungsverhältnisses ein Schneckengetriebe aus einer Schnecke und einem Schneckenrad zu benutzen, Weiterhin ist es bekannt, mehrere Untersetzungsgetriebe in Kette hintereinander zu schalten, weil Schneckengetriebe mehrere Stufen erfordern, vor allem bei Untersetzungsverhöltnissen größer als 30 bis 40 in einer Stufe. Weiterhin ist es bekannt, unterschiedliche Schneckengetriebe zur Erzielung von hohen Untersetzungsverhöltnissen von mehreren 100 bis mehreren 1000 g 1 zu benutzen. Nachteilig ist jedoch, daß sich der Gesamtwirkungsgrad dieser Getriebe mit der Anzahl der einzelnen Stufen verringert und daß eine erhebliche Erwärmung und eine Verringerung des Wirkungsgrades durch die Gleitreibung zwischen dem Schneckenrad und der Schnecke bewirkt wird insbesondere bei Eingangsdrehzahlen von 2000 Umdrehungen pro Minute und höher. Es sind Schneckenuntersetzungsgetriebe mit einem hohen Untersetzungsverhältnis bekannt, die Ubertragungsverluste von 80 bis 90 % aufweisen, Es sind weiterhin Nockenuntersetzungsgetriebe mit hohem Untersetzungsverhältnis bekannt insbesondere für Untersetzungsverhältnisse von mehreren 1000 : 1 und höher, Diese Nockengetriebe weisen zwei getriebeöhnliche Nocken auf die geringfügig kleiner als eine Getriebescheibe oder ein Getriebering sind, mit denen jeder Nocke?zusammenwirktO Eine Scheibe ist feststehend und dient als Widerlager, während die andere Scheibe sich dreht und als Ausgangsgetriebe angesehen werden kann, Die Nocken sind miteinander verbunden und werden auf der Innenseite der Ringe durch einen auf der Antriebswelle angeordneten Exzenter angetrieben0 Die Ausgangsgetriebescheibe dreht sich, wenn die Nocken eine unterschiedliche Anzahl von Ansätzen aufweisen. Diese Nockengetriebe müssen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden und sind sehr aufwendig und kostspielig. Weiterhin ist es notwendig, zur Verringerung des Laufgeröusches und zur Verringerung der Abnutzung durch die Gleit- und Rollreibung zwischen den einzelnen Teilen Kunststoffteile, Gußmetall oder Sintermetalle zu benutzen, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden0 Außerdem sind derartige Getriebe nicht geeignet für Anwendungen, bei denen hohe Eingangsdrehzahlen auftreten, Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Untersetzungsgetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das in einem Untersetzungsbereich von 1000 bis 10 000 : 1 einen hohen Ubertragungswirkungsgrad bei Eingangsdrehzahlen von 3000 Umdrehungen pro Minute und mehr aufweist, wobei das Getriebe einfach herstellbar ist und einen geräuscharmen Betrieb bei hohen Drehmomenten und kleiner Bauweise ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein eingangsseitiges Planetengetriebe aus einem eingangsseitigen Sonnenrad und einem eingangsseitigen Planetenrad, ein ausgangsseitiges Planetengetriebe mit einem ausgangsseitigen Sonnenrad und einem ausgangsseitigen Planetenrad, ein Widerlager-Getriebe aus einem Widerlager-Sonnenrad und einem Widerlager-Planetenrad, eine Planetenwelle, auf der die Planetenräder fest angeordnet sind und die mit den Planetengetrieben zusammenwirkt, eine Abtriebswelle, die mit dem Sonnenrad des ausgangsseitigen Planetengetriebes fest verbunden ist0 eine Antriebswelle, die mit dem Sonnenrad des eingangsseitigen Planetengetriebes fest verbunden istw ein feststehendes Gehäuse, das die Abtriebswelle frei drehbar hält und das mit dem Sonnenrad des Widerlager-Planetengetriebes fest verbunden ist, so daß das auf das Widerlager-Sonnenrad wirkende Drehmoment auf das Gehäuse übertragen ist, eine Steganordnung, in der die Planetenwelle drehbar und um die Abtriebswelle konzentrisch drehbar gehalten ist, und biegsame Kraftübertragungsglieder, die wirksam mit dem Sonnenrad und dem-Planetenrad jedes Planetengetriebes verbunden sind0 Vorteilhaft ist mindestens ein biegsames Kraftübertragungsglied ein Zahnriemen und sind das Sonnenrad und das Planetenrad, die durch den Zahnriemen verbunden sind, als Zahnräder ausgebildet0 Vorteilhaft weist das Getriebe konzentrische Eingangs- und Ausgangswellen auf. Das Getriebe hat vorzugsweise eine Befestigungsplatte oder ist vorteilhaft zusammen mit einem Antriebsmotor als Getriebemotor ausgebildet0 Die Befestigungsplatte hat vorteilhaft einen Haltearm zur Befestigung eines RahmenmotorsO In einer anderen Ausführungsform hat die eingangsseitige Befestigungsplatte einen Flansch zur Anordnung eines Flanschmotors.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ist eine Veränderung des Untersetzungsverhältnisses bei gleichen Abmessungen des Getriebegehäuses durch einfachen Wechsel von Zahnrädern und Zahnriemen gewährleistet, Weiterhin ist das erfindungsgemäße Getriebe durch eine trockene Dauerschmierung nahezu wartungsfrei0 Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kraftübertragungsglieder des ausgangsseitigen Planetengetriebes und des Widerlager-Planetengetriebes als Ketten ausgebildet, sind das ausgangsseitige Sonnenrad das ausgangsseitige Planetenrad, das Widerlager-Sonnenrad und das Widerlager-Planetenrad Kettenräder, ist das biegsame Kraftübertragungsglied des eingangsseitigen Planetengetriebes ein Zahnriemen und sind das eingangsseitige Sonnenrad und das eingangsseitige Planetenrad Zahnräder.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind alle Kraftübertragungsglieder als Zahnriemen ausgebildet und sind alle Sonnenräder und alle Planetenräder Zahnräder.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt, Es zeigen: Fig, 1 ein Untersetzungsgetriebe in Seitenansicht auf die Ausgangsseite Fig, 2 das Untersetzungsgetriebe im Schnitt nach I-I der Fig, 1, Fig, 3 eine andere Ausführungsform einer eingangsseitigen Trägerplatte, Fig, 4 eine weitere Ausführungsform einer eingangsseitigen Trägerplatte, Fig, 5 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebes mit einer anderen Steganordnung.
Das Untersetzungsgetriebe hat eine eingangsseitige Antriebswelle 1, die mit einem Ende in einer ausgangsseitigen Abtriebswelle 2 frei drehbar angeordnet ist0 Die beiden Wellen sind zueinander konzentrisch und bilden die Hauptachse des Untersetzungsgetriebes0 Ein Sonnenrad 3 eines eingangsseitigen Planetengetriebes ist fest auf der Antriebswelle 1 angeordnet0 Das eingangsseitige-Sonnenrad 3 ist durch einen Zahnriemen 4a mit einem Planeten- rad 5 verbunden, Das Planetenrad 5 ist fest auf einer beweglichen Welle 6 angeordnet, die sich um die eigene Achse und um die Hauptachse des Untersetzungsgetriebes dreht, so daß das Planetenrad 5 in einer epizyklischen Bahn verläuft, Planetenräder 7 und 8 sind an beiden Enden der beweglichen Welle 6 befestigt.-Das Planetenzahnrad 7 ist Teil eines Widerlager-Planetengetriebes aus dem Planetenzahnrad 7 und einem Sonnenzahnrad 9. Das Planetenzahnrad 8 ist Teil eines ausgangsseitigen Planetengetriebes aus dem Planetenzahnrad 8 und einem Sonnenzahnrad 10. Diese Planetenzahnräder sind durch Zahnriemen 4b und 4c mit den entsprechenden Sonnenrädern 9 und 10 des Widerlager-Planetengetriebes und des ausgangsseitigen Planetengetriebes verbunden, Eine Steganordnung 11 ist frei auf der Eingangswelle 1 angeordnet und dient als beweglicher Haltearm zum Tragen der Planetenräder und der beweglichen Welle 6. Das Widerlager- Sonnenrad 9 ist mit Schrauben 13 auf einer eingangsseitigen Trägerplatte 12 befestigt, Das ausgangsseitige Sonnenrad 10 sitzt fest auf der Abtriebswelle 2. Eine ausgangsseitige Trägerplatte 14 die eingangsseitige Trägerplatte 12 und ein Gehäuserahmen 15 sind durch Durchsteckbolzen 16 zusammengehalten. Lager 17 sind an den Stellen, an denen Drehbewegungen auftreten, in der Steganordnung 11, in den Trägerplatten 12 und 14 und am Ende der Abttiebswelle 2 vorgesehen. Eine auf der Antriebswelle 1 befestigte Abstandshülse 18 hält die Steganordnung 11 beim Drehen gegen Verschiebung auf der Hauptachse.
Dreht sich die Antriebswelle 1, so dreht sich auch die Planetenwelle 6 und bewegt sich um die Hauptachse des Untersetzungsgetriebes, da sie durch den Zahnriemen 4b und das Widerlager-Planetenrad um das feststehende Sonnenrad 9 gezogen wird. Das ausgangsseitige Planetengetriebe aus den Zahnrädern 8 und 10 wirkt ähnlich wie das Wider- lager-Planetengetriebe aus den Zahnrädern 7 und 9o Wenn die Zahnräder des Widerlager-Getriebes das gleiche Ubersetzungsverhältnis wie die Zahnräder des ausgangsseitigen Planetengetriebes aufweisen, ist die Drehzahl der Abtriebswelle 2 gleich 0, unabhängig von der Drehzahl oder einer Drehzahländerung der Antriebswelle. 1o Das Untersetzungsverhältnis ist dann gleich unendlich, Eine kleine Differenz in den Ubersetzungsverhältnissen zwischen dem Widerlager-Planetengetriebe aus den Zahnrädern 7 und 9 und dem ausgangsseitigen Planetengetriebe aus den Zahnrädern 8 und 10 ermöglicht ein sehr großes Untersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, etwas kleiner als unendlich, Je enger diese Übersetzungsverholtnisse einander angenähert sind, um so größer ist das Gesamtuntersetzungsverhältnis.
Ist das Ubersetzungsverhältnis der eingangsseitigen Zahnräder 8 und 10 höher als das Übersetzungsverhältnis der Widerlager-Zahnräder 7 und 9 so dreht sich die Abtriebswelle 2 in Richtung entgegengesetzt zur Antriebswelle 1 Ist dieses Verhältnis kleiner, so drehen sich Antriebs-und Abtriebswelle in gleicher Richtung0 Das Untersetzungsverhältnis ist in einem weiten Bereich durch eine kleine Änderung der Zahnzahl auf einem der großen Sonnenzahnräder 9 und 10 veränderbar. Im Gegensatz dazu ist bei bekannten Vorrichtungen mit hintereinander geschalteten Sonnen- und Planetenrädern das Untersetzungsverhältnis nur dadurch veränderbar, daß eine oder mehrere zusätzliche, mit großer Genauigkeit hergestellte Getriebeanordnungen hinzugefügt werden0 Außerdem ist oftmals bei einer Änderung des Getriebes eine Änderung des Gehäuses und des Aussehens des Getriebes notwendig0 Nach Fige 3 ist eine eingangsseitige Trägerplatte 19 zur Anordnung eines üblichen Gehäusemotors vorgesehen0 Nach Fig, 4 ist eine Trägerplatte 20 zur Aufnahme eines Flanschmotors bestimmt.
Bei der Ausführungsform eines Untersetzungsgetriebes nach Fig. 5 ist eine doppelte Steganordnung vorgesehen0 Eine weitere Planetenwelle 6 und mit ihr verbundene Planetenzahnräder sind zusätzlich vorgesehen1 um die Unwucht des Steges zu beseitigen und einen engeren Kontakt zwischen den Planetenrädern und dem Widerlager-Sonnenrad 9 und dem ausgangsseitigen Sonnenrad 10 zu bewirken, Auf der Eingangswelle 1 ist ein weiteres Zahnrad 21 angeordnet0 Längere Zahnriemen 22 sind in dem Widerlager-Planetengetriebe und in dem ausgangsseitigen Planetengetriebe vorgesehen0 Nach Fig, 5 ist der Zahnriemen 22 des Widerlager-Planetengetriebes im Querschnitt gezeigt und in Eingriff mit dem Zahnrad 9o Die Abtriebszahnräder 8 des ausgangsseitigen Planetengetriebes aus den Zahnrädern 8 und 10 sind ebenfalls mit einem Zahnriemen 22 mit dem Ausgangszahnrad 10 verbunden, In ähnlicher Weise können dreifache Steganordnungen mit drei beweglichen Wellen oder eine Vielfachsteganordnung anstelle der einfachen oder der doppelten Steganordnung Verwendung finden, Bei Verwendungsfdllen, in denen die Temperatur oder die Belastung die Lebensdauer der Zahnriemen verringert, können anstelle der Zahnriemen Ketten verwandt werden0 Das Untersetzungsverhältnis R des erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebes wird durch folgende Gleichung bestimmt: in der N. die Anzahl der Zähne eines Zahnrades ist und i die in der Beschreibung benutzte Bezugsziffer des entsprechenden Zahnrades ist.
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Claims

Patentansprüche Ö Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Drehzahl und zur Vergrößerung des Drehmomentes, gekennzeichnet durch ein eingangsseitiges Planetengetriebe aus einem eingangsseitigen Sonnenrad (3) und einem eingangsseitigen Planetenrad (5)t ein ausgangsseitiges Planetengetriebe aus einem ausgangsseitigen Sonnenrad (10) und einem ausgangsseitigen Planetenrad (9) ein Widerlager-Planetengetriebe aus einem Widerlager-Sonnenrad (9) und einem Widerlager-Planetenrad (7) eine Planetenwelle (6),auf der die Planetenräder fest angeordnet sind und die mit den Planetengetrieben zusammenwirkt, eine Abtriebswelle (2), die mit dem Sonnenrad des ausgangsseitigen Planetengetriebes fest verbunden ist eine Antriebswelle (1), die mit dem Sonnenrad des eingangsseitigen Planetengetriebes fest verbunden ist, ein feststehendes Gehäuse (12, 14, 15), das die Abtriebswelle frei drehbar hält und das mit dem Sonnenrad des Widerlager-Pla netengetriebes fest verbunden ist, so daß das auf das Widerlager-Sonnenrad wirkende Drehmoment auf das Gehäuse übertragen ist, eine Steganordnung (11), in der die Planetenwelle drehbar und um die Abtriebswelle konzentrisch drehbar gehalten ist, und biegsame Kraftübertragungsglieder (4a, 4b, 4c), die wirksam mit dem Sonnenrad und dem Planetenrad jedes Planetengetriebes verbunden sind0
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein biegsames Kraftübertragungsglied ein Zahnriemen (4a, 4b, 4c) ist und daß das Sonnenrad und das Planetenrad, die durch den Zahnriemen verbunden sind, als Zahnräder ausgebildet sinde Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsglieder (4c, 4b) des ausgangsseitigen Planetengetriebes und des Widerlager-Planeten getriebes als Ketten ausgebildet sind, daß das ausgangs- seitige Sonnenrad (10), dcis ausgangsseitige Planetenrad (8), das Widerlager-Sonnenrad (9) und das Widerlager-Planetenrad (7) Kettenräder sind, daß das biegsame Kraftübertragungsglied (4a) des eingangsseitigen Planetengetriebes ein Zahnriemen ist und daß das eingangsseitige Sonnenrad (3) und das eingangsseitige Planetenrad (5) Zahnräder sind.

4e Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (3, 9, 10) und die Abtriebswelle (2) konzentrisch zur Antriebswelle (1) angeordnet sind0 So Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) als Motorwelle eines Antriebsmotors ausgebildet ist und daß die Sonnenräder (3, 9, 10), die Abtriebswelle (2) und die Motorwelle konzentrisch zueinander angeordnet sind0 6 Untersetzungsgetriebe mit einem Gehäuserahmen und einer in bezug zum Gehäuserahmen drehbaren Antriebswelle und einer in bezug zum Gehäuserahmen drehbaren Abtriebswelle, gekennzeichnet durch ein Widerlager-Sonnenrad (9) das konzentrisch zur Antriebswelle (1) und in bezug zum Gehäuserahmen (15) fest angeordnet ist, ein eingangsseitiges Sonnenrad (3), das konzentrisch auf der drehbaren Antriebswelle sitzt, ein ausgangsseitiges Sonnenrad (10) das konzentrisch auf der drehbaren Abtriebswelle (2) sitzt, ein mit dem Widerlager-Sonnenrad zusammenwirkendes Widerlager-Planetenrad (7), ein mit dem eingangsseitigen Sonnenrad zusammenwirkendes eingangsseitiges Planetenrad (5), ein mit dem ausgangsseitigen Sonnenrad zusammenwirkendes ausgangsseitiges Planetenrad (8), eine Steganordnung (11) mit einer zur Antriebswelle parallelen Planetenwelle (6) zum Halten der Planetenräder auf einer epizyklischen Bahn durch Drehen der Planetenräder um die Planetenwelle und um die Antriebswelle, und durch drei Kraftbertragyngsglieder (4a, 4b, 4c) zur Verbindung der Sonnenräder mit den ihnen zugeordneten Planetenrädern, wobei mindestens ein Kraftübertragungsglied biegsam ausgebildet ist.

Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Kraftübertragungsglied ein Riemen ist0 80 Getriebe nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Kraftübertragungsglied (4a, 4b, 4c) ein Zahnriemen ist und daß das Sonnenrad und das Planetenrad, die durch den Zahnriemen miteinander verbunden sind, Zahnräder sind0 90 Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kraftubertragungsglieder (4a, 4bt 4c) biegsam ausgebildet sind0 10o Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kraftübertragungsglieder (4a, 4b, 4c) Riemen sind.

11o Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sonnenräder (3, 92 10) und alle Planetenräder (5, 7, 8) Zahnräder sind und daß alle biegsamen Kraftübertragungsglieder (4a, 4b, 4c) Zahnriemen sind.