DE29814582U1 - Orbital gearboxes as a further development of planetary gearboxes - Google Patents

Orbital gearboxes as a further development of planetary gearboxes

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    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
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Description

Beschreibung des OrbitalgetriebesDescription of the orbital gear Stand der TechnikState of the art

"Zur Drehzahlanpassung und Drehmomentwandlung zwischen Kraftmaschine und Arbeitsmaschine sind Getriebe erforderlich. Bei wechselnden Betriebszuständen, insbesondere der Arbeitsmaschine, bietet sich der Einsatz von stufenlosen Getrieben an, um die Zusammenarbeit von Kraftmaschine und Arbeitsmaschine optimal zu gestalten und um die installierte Antriebsleistung immer als Arbeitsleistung voll ausnutzen zu können. In den Anwendungsfällen, in denen entweder Übersetzungsbereich, Wirkungsgrad, Lebensdauer oder Leistungsgewicht von stufenlosen Getrieben nicht befriedigend sind, ergibt sich durch den Einsatz von Schaltgetrieben (Stufengetrieben) ein brauchbarer Kompromiß. Bei Schaltgetrieben kann die Gesamtübersetzung durch äußeren Eingriff stufenweise geändert werden. Wird nur eine Drehrichtungsumkehr geschaltet, dann spricht man von Wendegetrieben."1) "Gears are required to adjust the speed and convert the torque between the prime mover and the driven machine. In changing operating conditions, especially of the driven machine, the use of continuously variable transmissions is recommended in order to optimize the cooperation between the prime mover and the driven machine and to always be able to fully utilize the installed drive power as work output. In applications where either the gear range, efficiency, service life or power-to-weight ratio of continuously variable transmissions are not satisfactory, the use of manual transmissions (step transmissions) results in a useful compromise. With manual transmissions, the overall transmission ratio can be changed step by step by external intervention. If only one direction of rotation is reversed, then this is referred to as a reversing transmission." 1)

Bei Fahrzeugen muß die "Getriebekonzeption (...) daher immer das Fahrzeug, die Motorcharakteristik und den Einsatzzweck berücksichtigen. Die Festlegung der Zwischengänge in der Weise, daß die unter der idealen Zugkrafthyperbel liegende Fläche (das entspricht der ausnutzbaren Leistung) ein Maximum wird, führt auf eine in etwa geometrische Stufung. In der Praxis weicht man davon ab und legt die unteren Zwischengänge mit einem größeren und die oberen Zwischengänge mit einem kleineren Übersetzungssprung aus.(...) Fahrzeuggetriebe mit hoher Gangzahl, die aus einem Hauptgetriebe und einer vor- oder nachgeschalteten Zahnradstufe bestehen und als Gruppengetriebe arbeiten, lassen sich nicht progressiv stufen, sondern erfordern eine nahezu geometrische Stufung, um beim Durchschalten aller Gänge nicht ungleichmäßig abwechselnd große und kleine Übersetzungssprünge zu erhalten."2) In vehicles, the "gearbox design (...) must therefore always take the vehicle, the engine characteristics and the intended use into account. The definition of the intermediate gears in such a way that the area below the ideal tractive force hyperbola (which corresponds to the usable power) is a maximum leads to an approximately geometric gradation. In practice, this is deviated from and the lower intermediate gears are designed with a larger and the upper intermediate gears with a smaller gear step. (...) Vehicle transmissions with a high number of gears, which consist of a main transmission and a gear stage upstream or downstream and work as a group transmission, cannot be progressively stepped, but require an almost geometric gradation in order to avoid unevenly alternating large and small gear step changes when shifting through all the gears." 2)

"Schaltgetriebe können als Parallelwellengetriebe oder als Planetengetriebe ausgeführt werden. (...) In Planetengetrieben werden durch Festbremsen oder Lösen unterschiedlicher Getriebeglieder die gewünschten Übersetzungen erreicht. Mit steigender Gangzahl wächst die Vielzahl der Ausführungsformen und nimmt der Aufwand für die Schaltmittel in Abhängigkeit von der Schaltung zu."3) "Manual transmissions can be designed as parallel shaft transmissions or as planetary transmissions. (...) In planetary transmissions, the desired gear ratios are achieved by braking or releasing different transmission elements. As the number of gears increases, the number of designs increases and the cost of the switching means increases depending on the gearshift." 3)

Bei Nutzfahrzeugen werden " Vorgelegegetriebe (...) bis zu sechs Gängen als Eingruppengetriebe gebaut, in denen jedes Radpaar mit Ausnahme der Antriebskonstante nur in einem Gang genutzt wird. (...) Bei Mehrgruppengetrieben ergibt sich durch die mehrfache Benutzung einzelner Radpaare eine Erhöhung der Gangzahl. Nutzfahrzeuggetriebe mit hoher Gangzahl werden immer als Mehrgruppengetriebe ausgeführt. In der Praxis haben sich zwei Bauarten durchgesetzt:In commercial vehicles, "countershaft transmissions (...) with up to six gears are built as single-group transmissions, in which each pair of wheels, with the exception of the drive constant, is only used in one gear. (...) In multi-group transmissions, the multiple use of individual pairs of wheels results in an increase in the number of gears. Commercial vehicle transmissions with a high number of gears are always designed as multi-group transmissions. In practice, two types have prevailed:

Vorschaltgruppe, die als sogenannter Splitter die Gangsprünge des Hauptgetriebes unterteilt. Damit ergibt sich eine enge Getriebestufung.(...) Nachschaltgruppe, die ein zweimaliges Durchfahren des Hauptgetriebes erlaubt und damit den Getriebebereich vergrößert und die Gangzahl verdoppelt. (...) In automatischen Fahrzeuggetrieben (Getriebe mit vollautomatisch gesteuerter Schaltung der Gangwechsel unter Last) haben sich als Stufengetriebe Planetengetriebe durchgesetzt. (...) Beim Einsatz von Planetengetrieben in Werkzeugmaschinengetrieben ist wegen der Gleichachsigkeit von Antrieb und Abtrieb nur ein axiales Aneinanderreihen der Teilgetriebe sinnvoll. Antrieb und Abtrieb müssen immer an der innersten von mehreren konzentrischen Wellen liegen, denn nur so können an den anderen Wellen Kupplungen und Bremsen angreifen. Durch beide Bedingungen wird der Getriebeaufbau oft erheblich kompliziert."4) Front group, which acts as a so-called splitter and divides the gear steps of the main gearbox. This results in a narrow gear ratio. (...) Rear group, which allows the main gearbox to be driven through twice, thereby increasing the gear range and doubling the number of gears. (...) Planetary gearboxes have become the standard step gearbox in automatic vehicle gearboxes (gearboxes with fully automatic gear shifting under load). (...) When planetary gearboxes are used in machine tool gearboxes, it is only sensible to arrange the partial gearboxes axially because the drive and output are on the same axis. The drive and output must always be on the innermost of several concentric shafts, because this is the only way clutches and brakes can engage on the other shafts. Both conditions often make the gearbox structure considerably more complicated." 4)

"Die Anforderungen an eine Schaltung unter Last sind: die Drehzahlen sollen sich gleichmäßig und einsinnig ändern, das Drehmoment am Getriebeabtrieb soll sich möglichst gleichmäßig ändern, die Verlustleistung während der Schaltung soll möglichst gering sein und die Beschleunigungsänderung am Abtrieb soll möglichst klein sein.(...) Für die Abstimmung der Schaltung unter Last gibt es im Prinzip drei Möglichkeiten:"The requirements for a gearshift under load are: the speeds should change evenly and in one direction, the torque at the gearbox output should change as evenly as possible, the power loss during gearshift should be as low as possible and the change in acceleration at the output should be as small as possible.(...) In principle, there are three options for adjusting the gearshift under load:

1. Schaltung mit negativer Überschneidung, d.h. die Kupplung des vorhergehenden Ganges wird gelöst, bevor die Kupplung des zugeschalteten Ganges das volle Drehmoment überträgt.1. Shifting with negative overlap, i.e. the clutch of the previous gear is released before the clutch of the engaged gear transmits the full torque.

2. Schaltung ohne Überschneidung, d.h. die Kupplung des vorherigen Ganges wird abgeschaltet, wenn die Kupplung des zugeschalteten Ganges das volle Antriebsmoment übertragen kann.2. Shifting without overlap, i.e. the clutch of the previous gear is disengaged if the clutch of the engaged gear can transmit the full drive torque.

3.Schaltung mit positiver Überschneidung, d.h. die Kupplung des vorherigen Ganges bleibt noch betätigt, obwohl die Kupplung des zugeschalteten Ganges bereits schlupfend das volle Antriebsmoment überträgt. Die Wärmeentwicklung in den3.Shift with positive overlap, i.e. the clutch of the previous gear remains engaged, although the clutch of the engaged gear is already slipping and transmitting the full drive torque. The heat development in the

Schaltelementen ist bei einer Schaltung ohne Überschneidung am geringsten. Diese Art der Schaltung erfordert aber eine sehr genaue Schaltungsabstimmung der Servoglieder. Die während der Schaltung unter Last entstehende Wärme ist um so kleiner, je kleiner die Motordrehmasse, der Gangsprung, die Motorleistung und die Schaltzeit sind.(...) Die Schaltung unter Last mit Gruppenwechsel erfordert eine sehr sorgfältige Abstimmung von Lösen und Zuschalten der einzelnen Schaltelemente, um eine erhöhte Wärmebelastung der Reibglieder zu vermeiden."5) The wear and tear of the switching elements is lowest when switching without overlap. However, this type of switching requires very precise switching adjustment of the servo elements. The heat generated during switching under load is smaller the smaller the engine rotational mass, the gear jump, the engine power and the switching time are.(...) Switching under load with group change requires very careful coordination of the release and connection of the individual switching elements in order to avoid increased heat load on the friction elements." 5)

Es finden als Schaltmittel für Fahrzeuggetriebe Anwendung:The following are used as switching devices for vehicle transmissions:

g) kraftschlüssige Kupplung, Lamellenkupplung für die Schaltung unter Last; h) kraftschlüssige Bremsen für die Schaltung unter Last von Planetengetrieben Bei automatisch schaltenden Fahrzeuggetrieben werden als Schaltelemente - in den einzelnen Getrieben unterschiedlich miteinander kombiniert - Lamellenkupplungen, Lamellenbremsen, Bandbremsen und Freiläufe verwendet. Die Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen haben, damit die Getriebe nicht zu groß werden, begrenzte Durchmesser und eine große Zahl von Lamellen. Die Haltbarkeit der Lamellen hängt ab von der Flächenpressung, der spezifischen Wärmebelastung der Oberfläche und dem Temperaturanstieg während der Schaltung. Die Bremsbänder arbeiten mit dem bekannten Selbstverstärkereffekt. Sie bauen platzsparend und ermöglichen eine gute Wärmeabfuhr. Sie übertragen aber in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Bremsbandtrommel unterschiedlich große Drehmomente und reagieren empfindlich auf Reibwertschwankungen. Für die größeren Abstützmomente im Rückwärtsgang werden teilweise doppelt umschlingende Bremsbänder verwendet.g) frictional clutch, multi-disk clutch for shifting under load; h) frictional brakes for shifting under load of planetary gears In automatic vehicle transmissions, multi-disk clutches, multi-disk brakes, band brakes and freewheels are used as shifting elements - combined differently in the individual transmissions. The multi-disk clutches and multi-disk brakes have limited diameters and a large number of disks so that the transmissions do not become too large. The durability of the disks depends on the surface pressure, the specific heat load on the surface and the temperature increase during shifting. The brake bands work with the well-known self-reinforcing effect. They are built to save space and enable good heat dissipation. However, they transmit different torques depending on the direction of rotation of the brake band drum and react sensitively to fluctuations in the coefficient of friction. For the larger support torques in reverse gear, double-wrapped brake bands are sometimes used.

Die Betätigung der Reibelemente erfolgt im Prinzip so, daß Öldruck auf einen Kolben gegeben wird, der sich gegen die Wirkung von Rückdruckfedern so lange verschiebt, bis er die Lamellen zusammengepreßt bzw. das Bremsband an die Bremsbandtrommel angelegt hat. Die Höhe des zu übertragenden Drehmoments hängt von der Größe des Anpreßdruckes ab, der in Abhängigkeit vom Motormoment gesteuert wird. Der Einsatz von Freiläufen vereinfacht die Abstimmung der Schaltung unter Last (Zugkraftschaltung). Durch Zuschalten zusätzlich angeordneter Lamellenbremsen oder Bandbremsen ist beim Überrollen der Freiläufe im Schubbetrieb eine Fahrzeugabbremsung über den Motor möglich. Ohne diese Bremsen besteht zwischen den antreibendenThe friction elements are basically operated by applying oil pressure to a piston, which moves against the effect of return springs until it has pressed the discs together or the brake band onto the brake band drum. The level of torque to be transmitted depends on the size of the contact pressure, which is controlled depending on the engine torque. The use of freewheels simplifies the adjustment of the gearshift under load (traction gearshift). By switching on additional disc brakes or band brakes, the vehicle can be braked via the engine when the freewheels roll over in overrun mode. Without these brakes, there is a gap between the driving

Fahrzeugrädern und dem Motor über das Getriebe keine Verbindung, da bei Schubbetrieb die Freiläufe abheben. (...)There is no connection between the vehicle wheels and the engine via the gearbox, as the freewheels lift off during overrun. (...)

Bei Lastschaltgetrieben müssen darüber hinaus Schaltzeit und Schaltgüte so aufeinander abgestimmt sein, daß einerseits die Schaltungen nicht zu hart (Komfortschaltungen in Fahrzeuggetrieben) und andererseits die Servoglieder nicht zu stark belastet werden (Schlupfwärme, Verschleiß)."6> In the case of powershift transmissions, the shifting time and shifting quality must also be coordinated in such a way that, on the one hand, the shifting is not too hard (comfort shifting in vehicle transmissions) and, on the other hand, the servo elements are not subjected to too much stress (slip heat, wear)."6>

"Um Schlepper bei den sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen (im Einsatz) (...) rationell einsetzen zu können, ist eine genügend hohe Zahl leicht schaltbarer Gänge notwendig. (...) (Es gibt z.B.) folgende Möglichkeiten der Gangauswahl: Vorwärtsfahrgruppe mit zwölf Gängen (sechs Normal- und sechs Zwischengänge), Rückwärtsfahrgruppe mit sechs Gängen und Kriechganggruppe auf Wunsch mit zwei mal zwei Vorwärts- und zwei Rückwärtsgängen. (...) Das Schaltgetriebe wird mit einem Haupt und einem Gruppenschalthebel bedient, die direkt in das Getriebe eingreifen. (...) Die Kriechgänge werden über einen getrennten Schalthebel bedient." ^"In order to be able to use tractors efficiently under very different operating conditions (in use) (...), a sufficiently high number of easily shiftable gears is necessary. (...) (There are, for example) the following options for gear selection: forward gear group with twelve gears (six normal and six intermediate gears), reverse gear group with six gears and crawler gear group on request with two times two forward and two reverse gears. (...) The manual transmission is operated with a main and a group gear lever that engage directly in the transmission. (...) The crawler gears are operated using a separate gear lever." ^

"Beim Einsatz von Wendegetrieben in Wasserfahrzeugen bietet die Umsteuerung von Vorwärts- und Rückwärtsfahrt oft die einzige Möglichkeit zum Bremsen und Manövrieren. (...) Bei Wendegetrieben werden, wenn keine andere Bremse vorhanden ist, die Drehmassen von der gegenlaufenden Lamellenkupplung erst auf die Drehzahl Null verzögert und dann wieder auf die Nenndrehzahl beschleunigt. Die Lamellenkupplung ist in einem Wendegetriebe schon bei unbelastetem Antrieb durch diesen Umschaltvorgang einer vierfachen Wärmebelastung ausgesetzt im Vergleich zu einem einfachen Anlaufvorgang. Die bei einer Schaltung unter Last anfallende Schaltwärme belastet die Wendekupplung noch zusätzlich."8) "When using reversing gears in watercraft, switching between forward and reverse often offers the only possibility for braking and maneuvering. (...) In reversing gears, if no other brake is available, the rotating masses are first decelerated to zero speed by the counter-rotating multi-disk clutch and then accelerated back to the nominal speed. Even with an unloaded drive, the multi-disk clutch in a reversing gear is exposed to four times the heat load due to this switching process compared to a simple start-up process. The switching heat generated when switching under load places an additional load on the reversing clutch." 8)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist" ein achtstufiges Werkzeugmaschinengetriebe in Planetenbauweise mit zwei einfachen Planetensätzen und einem Planetensatz mit Stufenplaneten und zwei Sonnenrädem. Das Getriebe hat bei einem Stufensprung von 1,41 acht Abtriebsdrehzahlen im Bereich von 185 bis 2046 min"1. (...) Die einzelnen Übersetzungen werden mit Hilfe von drei Lamellenkupplungen und drei Lamellenbremsen, die elektromagnetisch betätigt werden, geschaltet. Neben den acht Übersetzungen sind eine Brems- und eine Leerlaufstellung bei durchlaufendem Motor vorhanden. Das Getriebe ist für beide Drehrichtungen geeignet, so daß eine Reversierung mit dem Mo-Another example is an eight-stage machine tool gearbox in planetary design with two simple planetary gear sets and one planetary gear set with stepped planets and two sun gears. The gearbox has eight output speeds in the range from 185 to 2046 rpm with a step increment of 1.41 . (...) The individual gear ratios are switched using three multi-disk clutches and three multi-disk brakes, which are actuated electromagnetically. In addition to the eight gear ratios, there is a brake position and an idle position when the motor is running. The gearbox is suitable for both directions of rotation, so that reversing with the motor is possible.

tor möglich ist. Das Planetengetriebe arbeitet als Gruppengetriebe, das heißt, man erhält die jeweilige Gesamtübersetzung durch Multiplikation von Einzelübersetzungen. Dazu benötigt jeder Planetensatz eine Lamellenbremse und eine Lamellenkupplung. Durch Zuschalten der Lamellenbremse arbeitet der einzelne Planetensatz als Übersetzungsgetriebe, durch Betätigen der Lamellenkupplung wird er überbrückt."9) tor is possible. The planetary gear works as a group gear, which means that the respective total gear ratio is obtained by multiplying individual gear ratios. For this, each planetary set requires a multi-disk brake and a multi-disk clutch. By engaging the multi-disk brake, the individual planetary set works as a transmission gear, and by operating the multi-disk clutch it is bridged." 9)

Unabhängig von der zuvor skizzierten Vielfalt der Ausführungsformen und Bauformen von Getrieben ist ein weiterer wichtiger Aspekt zur Funktionalität eines Getriebes das Getriebegehäuse als " Behälter mit zahlreichen Funktionen. Erstens dienen sie dazu, die Wellen in ihren Lagergehäusen zu stützen. Zweitens enthalten sie den Schmierstoff, und drittens dienen sie zur Befestigung der Zahnradantriebe an ihren Antriebsstellen."10) Um ihre, unter erstens beschriebene, Hauptfunktion wahrzunehmen," um Lager stützen zu können und Reaktionen auf die Untergestelle zu übertragen, müssen sich die Gehäuse Verformungen widersetzen. Die Gehäuseverformungen erzeugen einen Wellenversatz der Welle und in Folge dessen eine Verminderung der Belastungsfähigkeit der Zahnräder. Die Berechnung von Gehäusen ist ziemlich kompliziert, weil ihre Formen kompliziert sind. Man kann sie als Ebenen betrachten, die die Druckspannungen oder Zugspannungen unterstützen. Dieses Verfahren ist approximativ, und die Berechnung soll mit hohen Sicherheitsfaktoren durchgeführt werden. Es ist sehr schwer, ihre Verformung vorauszusehen. Es können auch Probleme in Bezug auf die Vibrationen auftreten."11) Regardless of the variety of designs and constructions of gearboxes outlined above, another important aspect of the functionality of a gearbox is the gearbox housing as a "container with numerous functions. Firstly, they serve to support the shafts in their bearing housings. Secondly, they contain the lubricant, and thirdly, they serve to attach the gear drives to their drive points." 10) In order to perform their main function described under the first point, "to be able to support bearings and transmit reactions to the bases, the housings must resist deformation. The housing deformations cause a shaft misalignment and, as a result, a reduction in the load-bearing capacity of the gears. The calculation of housings is quite complicated because their shapes are complicated. They can be considered as planes that support the compressive or tensile stresses. This method is approximate and the calculation should be carried out with high safety factors. It is very difficult to predict their deformation. Problems related to vibrations can also arise." 11)

Daraus ergibt sich, das "Gehäuse (...) strengen Vorschriften (unterliegen), die sich aus ihren Einbaufunktionen für Lager und Achsen ergeben. Man muß also beachten, daß die Lagerposition mit der nötigen Genauigkeit verwirklicht wird (...), damit auch die Parallelität der Achsen (...) und die Genauigkeit der Achsabstände gewährleistet ist. Auch die Abmessungen der Achsen über der Befestigungsoberfläche müssen beachtet werden, so daß der Zusammenbau mit den Gegenmaschinen korrekt durchgeführt werden kann; die Oberflächen der verschiedenen Teile und Deckel müssen geglättet sein.ll12) It follows that "housings (...) are subject to strict regulations arising from their bearing and axle mounting functions. It is therefore important to ensure that the bearing position is achieved with the necessary precision (...) so as to ensure that the axles are parallel (...) and that the axle distances are accurate. The dimensions of the axles above the mounting surface must also be observed so that assembly with the counter-machines can be carried out correctly; the surfaces of the various parts and covers must be smooth. ll12)

Die Datenbank Patos (Deutsches Patentamt) wurde unter Verwendung folgender Suchbegriffe auf Einträge abgefragt:The Patos database (German Patent Office) was queried for entries using the following search terms:

Suchbegriff: "Getriebe* UND Planet* UND Schaltbar* UND Elektr*11 Ergebnis:Search term: "Gearbox* AND Planetary* AND Shiftable* AND Electric* 11 result:

1980 bis 1990: 1 Eintrag DE 35 44 304 A1 "Elektrisch schaltbares 2-gaengiges Untersetzungsgetriebe für Haushaltshandrührgeräte, -kuechenmaschinen und andere motorische Geraete" Anmelder: Entwicklungsgesellschaft für Haushaltstechnik mbH, (7340) Geislingen 1991 bis heute: 3 Einträge DE 39 38 080 A1 "Antriebseinrichtung in einem Omnibus" Anmelder: MAN Nutzfahrzeuge AG, (8000) München DE 19 60 6771 A1 "Hybridantrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge" Anmelder: Bayerische Motoren Werke AG, 80809 München DE 40 38 226 A1 "Handgeführtes Kraftdrehwerkzeug" Anmelder: Robert Bosch GmbH, (7000) Stuttgart1980 to 1990: 1 entry DE 35 44 304 A1 "Electrically switchable 2-speed reduction gear for household hand mixers, kitchen appliances and other motor-driven devices" Applicant: Entwicklungsgesellschaft für Haushaltstechnik mbH, (7340) Geislingen 1991 to today: 3 entries DE 39 38 080 A1 "Drive device in a bus" Applicant: MAN Nutzfahrzeuge AG, (8000) Munich DE 19 60 6771 A1 "Hybrid drive, in particular for motor vehicles" Applicant: Bayerische Motoren Werke AG, 80809 Munich DE 40 38 226 A1 "Hand-held power turning tool" Applicant: Robert Bosch GmbH, (7000) Stuttgart

Suchbegriff: "Getriebe* UND Umlaufr* UND Schaltbar* UND Elektro*" Ergebnis:Search term: "Gearbox* AND revolving* AND switchable* AND electric*" Result:

1980 bis 1990 kein Eintrag 1991 bis Heute: 1 Eintrag DE 41 32 873 C2 "Selbsttaetige Schaltvorrichtung eines Gangwechselgetriebes der Umlaufraederbauart mit einem durch Druckmittelbetaetigung einrueckbaren reibschluessigen Schaltmittel (Kupplung oder Bremse) Anmelder: Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 70327 Stuttgart1980 to 1990 no entry 1991 to today: 1 entry DE 41 32 873 C2 "Automatic switching device of a gear change transmission of the epicyclic gear type with a frictionally engaged switching means (clutch or brake) that can be engaged by pressure medium actuation Applicant: Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 70327 Stuttgart

Suchbegriff: "Getriebe* UND Umlaufraeder* UND Schaltbar" 1980 bis 1990: 1 Eintrag DE 29 13 824 A1 1990 bis heute: 2 Einträge DE 38 25 733 C2 " Umlaufraedergetriebe für ein automatisches Getriebe" Anmelder: Nissan Motor Corp,,Ltd., Yokohama, Kanagawa DE 41 32 873 C2" Automatisches Stufenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge" Anmelder: Klaue, Hermann, Dr.-lng.,(3302) CremlingenSearch term: "Gearbox* AND planetary gears* AND switchable" 1980 to 1990: 1 entry DE 29 13 824 A1 1990 to today: 2 entries DE 38 25 733 C2 "Plane-type gear box for an automatic gearbox" Applicant: Nissan Motor Corp,,Ltd., Yokohama, Kanagawa DE 41 32 873 C2" Automatic step-shift gearbox for motor vehicles" Applicant: Klaue, Hermann, Dr.-lng.,(3302) Cremlingen

*♦ ·*♦ ·

Suchbegriff: "Getriebe* UND Schaltbar* UND Elektro*11 1980 bis heute : mehrere Einträge Auswahl:Search term: "Gearbox* AND Shiftable* AND Electric* 11 1980 to today : multiple entries Selection:

DE 38 01 362 A1 "Steuereinrichtung für hydraulisch betätigte Fahrzeuggetriebe" Anmelder: Honda Giken Kogyo K. K., Tokio DE 29 13 824 "Verfahren zum Ermitteln des Freilaufpunkts und Getriebe mit Messvorrichtung" Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart DE 37 01 744 "Vorrichtung zum Abbremsen eines Getriebeelementes" Deere & Co., Moline, III.,US,Niederlassung Deere& Co. European Office, (6800) Mannheim DE 38 01 362 A1 "Control device for hydraulically operated vehicle transmissions" Applicant: Honda Giken Kogyo K. K., Tokyo DE 29 13 824 "Method for determining the freewheeling point and transmission with measuring device" Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart DE 37 01 744 "Device for braking a transmission element" Deere & Co., Moline, III.,US,Deere & Co. European Office branch, (6800) Mannheim

DE 30 29 050 C2 "Verfahren zur Abschaltung eines Stirnrad-Wendegetriebes zur Vermeidung von Unfaellen bei landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen" Anmelder: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt in Sachsen, (DDR 8395) NeustadtDE 30 29 050 C2 "Method for switching off a spur gear reversing gear to avoid accidents in agricultural machines" Applicant: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt in Sachsen, (DDR 8395) Neustadt

05.08.98 SeitelO05.08.98 PagelO

Quellenverzeichnis:List of sources:

1) Dipl.-Ing. J. Pickard , „2. Schaltgetriebe" in Anwendungen der Antriebstechnik, Band III: Getriebe, Gesamtbearbeiter: Dr.-Ing. O. Dittrich, Dipl.-Ing. R. Schumann ISBN 3-7830-0091-2 1974, Otto Krausskopf-Verlag GmbH, Mainz Seite 2471) Dipl.-Ing. J. Pickard, "2. Manual transmission" in applications of drive technology, Volume III: Transmission, Overall editor: Dr.-Ing. O. Dittrich, Dipl.-Ing. R. Schumann ISBN 3-7830-0091-2 1974, Otto Krausskopf-Verlag GmbH, Mainz Page 247

2) a.a.O. Seite 2482) op.cit. page 248

3) a.a.O. Seite 2493) op.cit. page 249

4) a.a.O. Seite 250 ff4) ibid. page 250 ff

5) a.a.O. Seite 254 f5) op.cit. page 254 f

6) a.a.O. Seite 256 ff6) op.cit. page 256 ff

7) a.a.O. Seite 2697) op.cit. page 269

8) a.a.O. Seite 2728) op.cit. page 272

9) a.a.O. Seite 274 ff9) op.cit. page 274 ff.

10) Prof. Hon.-Eng. Jacques Sprengers , „Gehäuse" in Handbuch der Getriebemotoren Bonfiglioli Riduttori S.p.A. (Hrsg.) ISBN 3-540-60977-6 Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio : Springer, 199710) Prof. Hon.-Eng. Jacques Sprengers, "Housing" in Handbook of geared motors Bonfiglioli Riduttori S.p.A. (ed.) ISBN 3-540-60977-6 Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Milan; Paris; Santa Clara; Singapore; Tokyo: Springer, 1997

11) a.a.O. Seite 28711) op.cit. page 287

12) a.a.O. Seite 29212) op.cit. page 292

Problemstellung:Problem:

Konzeption eines Umlaufrädergetriebes, daß das "Wellenprinzip" der Zahnradanordnung verläßt und mit einem "Zentralachsenprinzip" der Zahnräder ermöglicht, ein einfach zu bedienendes und elektrisch angesteuertes Schaltgetriebe zu bauen.Conception of an epicyclic gear system that abandons the "wave principle" of the gear arrangement and uses a "central axis principle" of the gears to make it possible to build an easy-to-use and electrically controlled manual transmission.

Problemlösung:Troubleshooting:

Das Problem wird durch die in Schutzanspruch (1) und (3) angegebenen Merkmale gelöst. The problem is solved by the features specified in claims (1) and (3).

05.08.98 Seitei 105.08.98 Page 1

Beschreibung zu den Ausführungsbeispielen der Figur 1 bis Figur 9Description of the embodiments of Figure 1 to Figure 9 Allgemeine Vorbemerkung:General preliminary remark:

Die Erläuterung der Getriebe geht vom "Motorprinzip" aus, das heißt, die antreibende Welle hat in der Regel eine höhere Drehzahl als die abtreibende Welle. Bei Getrieben, die im Generatorbetrieb genutzt werden, gilt sinngemäß der umgekehrte Vorgang. In der Praxis werden in der Regel mindestens drei Planetenräder pro Planetenträger zur Anwendung kommen. Da dieses Konstruktionsprinzip für das Verständnis der Funktionsweise unerheblich ist, wird in den Beschreibungen nicht weiter darauf eingegangen.The explanation of the gears is based on the "motor principle", i.e. the driving shaft usually has a higher speed than the output shaft. The reverse process applies to gears that are used in generator mode. In practice, at least three planetary gears per planet carrier are usually used. Since this design principle is irrelevant for understanding how it works, it is not discussed further in the descriptions.

Begriffe, Gruppierung und NummerierungTerms, grouping and numbering

1. Rad1. Wheel

1.11.1 SonnenradSun gear Trägercarrier ZentralachseCentral axis 1.21.2 GrundplanetenradBasic planetary gear OrbitalradträgerOrbital wheel carrier 1.31.3 RichtungsplanetenradDirectional planetary gear PlanetenradträgerPlanetary gear carrier 1.41.4 TandemplanetenradTandem planetary gear PlanetenradachsePlanetary gear axle 1.51.5 OrbitalradOrbital wheel SpulenträgerCoil carrier 1.61.6 VollradSolid wheel RingspulenträgerRing coil carrier 1.71.7 HohlradRing gear HohlradankerplattenträgerRing gear anchor plate carrier 1.81.8 KegelradBevel gear VollradankerplattenträgerFull wheel anchor plate carrier 1.91.9 TellerradRing gear OrbitaldurchtriebplattenträgerOrbital drive plate carrier 2.2. SonnendurchtriebplattenträgerSolar penetration plate carrier 2.12.1 2.22.2 2.3.12.3.1 2.3.22.3.2 2.42.4 2.52.5 2.62.6 2.72.7 2.82.8 2.92.9

3.3. * "Y '·..·'
Transmissionsteile
* "Y '·..·'
Transmission parts
3.13.1 OrbitalradträgernabeOrbital wheel carrier hub 3.23.2 PlanetenradträgernabePlanetary gear carrier hub 3.33.3 RingspulenträgernabeRing coil carrier hub 3.43.4 OrbitaldurchtriebplatteOrbital drive plate 3.53.5 SonnendurchtriebplatteSun penetration plate 3.63.6 AntriebswellenkragenDrive shaft collar 3.73.7 DruckfederCompression spring 3.83.8 DruckbolzenPressure bolt 4.4. ReaktionsteileReaction parts 4.14.1 HalteringRetaining ring 4.24.2 HalteringnabeRetaining ring hub 4.34.3 NabenkegelradverzahnungHub bevel gear teeth 4.44.4 NabenkegelradgegenverzahnungHub bevel gear counter toothing 4.54.5 HohlradankerplatteRing gear anchor plate 4.64.6 VollradankerplatteFull wheel anchor plate 4.74.7 DrehmomentstützringTorque support ring 4.84.8 DrehmomentstützplatteTorque support plate 5.5. Wellen und LagerShafts and bearings 5.15.1 Antriebswelledrive shaft 5.25.2 AbtriebswelleOutput shaft 5.35.3 Hauptlager (als Wälz- oder Gleitlager)Main bearing (as rolling or plain bearing) 5.45.4 Wälzlagerroller bearing 5.65.6 Gleitlagerbearings 5.75.7 AxialrollenlagerAxial roller bearings 5.85.8 WellendichtringShaft seal 5.95.9 Welle, allgemeinwave, general

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6.6. Elektrotechnische SpuleElectrotechnical coil 6.16.1 VollradankerspuleFull-wheel armature coil 6.26.2 SonnenringspuleSun ring coil 6.36.3 OrbitalspuleOrbital coil 6.46.4 HohlradankerspuleRing gear armature coil 6.56.5 OrbitalringspuleOrbital ring coil 6.66.6 HalteringspuleRetaining ring coil 6.76.7 MagnetspuleMagnetic coil 6.86.8 TransformatorspuleTransformer coil 6.96.9 Spule, allgemeinCoil, general 7.7. Elektrotechnische TeileElectrical parts 7.17.1 SchleifringSlip ring 7.27.2 Bürstebrush 7.37.3 BürstenhalterBrush holder 7.47.4 BrückengleichrichterBridge rectifier 7.57.5 Elektromagnetblech paketElectromagnetic sheet package 7.67.6 U-BlechpaketU-laminate package 7.77.7 Jochyoke 7.87.8 Isolierunginsulation 7.97.9 DruckmeßstreifenPressure gauges 8.8th. GehäuseHousing 8.18.1 GetriebegehäuseGearbox housing 8.28.2 antriebsseitiges Lagerschilddrive-side bearing shield 8.38.3 abtnebsseitiges Lagerschilddrive-side bearing shield 8.48.4 GehäusestegHousing bridge 8.58.5 GehäuseschulterHousing shoulder 8.68.6 GehäusedeckelHousing cover 8.78.7 SchraubflanschScrew flange

Beschreibung zu Figur (1) Description of figure (1 )

Die Antriebswelle 5.1, die aus dem antriebsseitigen Lagerschild 8.2 des Getriebegehäuses 8.1 herausgeführt ist, ist mit einem außenverzahnten Sonnenrad 1.1 mechanisch starr verbunden und auf einer Zentralachse 2.1 mit Hauptlager 5.3 verlagert. Die Zähne des Sonnenrades 1.1 sind im Eingriff mit den Zähnen eines außenverzahnten Grundplanetenrades 1.2. Das Grundplanetenrad 1.2 ist auf einer Planetenradachse 2.3.2 mit einem Wälzlager 5.4.2 verlagert.The drive shaft 5.1, which extends out of the drive-side bearing plate 8.2 of the gear housing 8.1, is mechanically rigidly connected to an externally toothed sun gear 1.1 and is mounted on a central axis 2.1 with a main bearing 5.3. The teeth of the sun gear 1.1 are in engagement with the teeth of an externally toothed base planet gear 1.2. The base planet gear 1.2 is mounted on a planet gear axis 2.3.2 with a roller bearing 5.4.2 .

Die Planetenradachse 2.3.2 ist auf dem Planetenradträger 2.3.1 befestigt, der über der Planetenradträgernabe 3.2 auf der Zentralachse 2.1 fixiert ist. Die Zähne des Grundplanetenrades 1.2 sind zudem im Eingriff mit den Zähnen eines innenverzahnten Orbitalrades 1.5, das auf der Zentralachse 2.1 mit Hauptlager 5.3 verlagert ist. Die Abtriebswelle 5.2, die über den Orbitalradträger 2.2 mechanisch starr mit dem Orbitalrad 1.5 verbunden ist, wird durch das abtriebseitige Lagerschild 8.3 hindurch nach außen geführt. The planetary gear axle 2.3.2 is attached to the planetary gear carrier 2.3.1 , which is fixed to the central axis 2.1 via the planetary gear carrier hub 3.2. The teeth of the base planetary gear 1.2 are also in engagement with the teeth of an internally toothed orbital gear 1.5, which is displaced on the central axis 2.1 with main bearing 5.3. The output shaft 5.2, which is mechanically rigidly connected to the orbital gear 1.5 via the orbital gear carrier 2.2, is guided outwards through the output-side bearing plate 8.3.

Für das Übersetzungsverhältnis der Stufe wird lediglich der Teilkreisdurchmesser von Sonnenrad 1.1 und Orbitalrad 1.5 definiert, der Teilkreisdurchmesser des Grundplanetenrades 1.2 ist eine daraus abgeleitete und konstruktiv angepaßte Größe. Die Antriebswelle 5.1 wird in eine rechtsdrehende Bewegung versetzt. Da das Grundplanetenrad 1.2., auf seinen Mittelpunkt bezogen, ortsfest auf der Planetenradachse 2.3.2 mit Wälzlager 5.4.2 verlagert ist, wälzt es sich auf dem Sonnenrad 1.1 ab. Durch die linksdrehende Bewegung des Grundplanetenrades 1.2 wird das Orbitalrad 1.5 linksdrehend in Bewegung versetzt, wobei diese Drehbewegung langsamer ist als die des Sonnenrades 1.1. Die Drehbewegung wird mittels Orbitalradträger 2.2 auf die Abtriebswelle 5.2 übertragen.For the transmission ratio of the stage, only the pitch circle diameter of sun gear 1.1 and orbital gear 1.5 is defined; the pitch circle diameter of the base planetary gear 1.2 is a derived and structurally adapted size. The drive shaft 5.1 is set in a clockwise motion. Since the base planetary gear 1.2 is fixed in position on the planetary gear axis 2.3.2 with roller bearing 5.4.2 relative to its center, it rolls on the sun gear 1.1 . The anti-clockwise motion of the base planetary gear 1.2 causes the orbital gear 1.5 to rotate anti-clockwise, whereby this rotational motion is slower than that of the sun gear 1.1. The rotational motion is transferred to the output shaft 5.2 by means of the orbital gear carrier 2.2 .

Beschreibung zu Figur (2)Description of figure (2)

Der grundsätzliche Aufbau ist bei Figur (1) beschrieben.The basic structure is described in figure (1).

Bei mehrstufigen Getrieben sind die Orbitalradträgernaben 3.1 der Stufen 1 bis n-1 mit einem Sonnenrad 1.1 starr verbunden, an der Orbitalradträgernabe 3.1 der &eegr;-ten Stufe ist die Abtriebswelle 5.2 befestigt, die durch das abtriebseitige Lagerschild 8.3 hindurch aus dem Getriebegehäuse herausgeführt ist.In multi-stage gearboxes, the orbital gear carrier hubs 3.1 of stages 1 to n-1 are rigidly connected to a sun gear 1.1, the output shaft 5.2 is attached to the orbital gear carrier hub 3.1 of the &eegr;-th stage, which is led out of the gearbox housing through the output-side bearing plate 8.3.

Die Antriebswelle 5.1 wird durch eine Kraft in eine rechtsdrehende Bewegung versetzt.The drive shaft 5.1 is set into a clockwise rotation by a force.

Dadurch dreht das Sonnenrad 1.1.1 ebenfalls rechts und treibt das GrundplanetenradAs a result, the sun gear 1.1.1 also rotates clockwise and drives the base planetary gear

1.2.1 linksdrehend mit einer Drehzahl, die umgekehrt proportional zu den Zähnezahlen der beiden Zahnräder ist. Die entstehenden Reaktionskräfte werden über Wälzlager 5.4.2, Planetenradachse 2.3.2, Planetenradträger 2.3.1 und Planetenradträgemabe in die Zentralachse 2.1 eingeleitet. Das linksdrehende Grundplanetenrad 1.2.1 treibt das Orbitalrad 1.5.1 und somit auch das mechanisch starr gekoppelte Sonnenrad 1.1.2 linksdrehend. In der nächsten Stufe erfolgt eine Drehrichtungsumkehr: Das linksdrehende Sonnenrad 1.1.2 treibt das Grundplanetenrad 1.2.2 rechtsdrehend, das rechtsdrehende Grundplanetenrad 1.2.2 treibt das Orbitalrad 1.5.2 und somit das Sonnenrad 1.1.3 rechtsdrehend. Dieser Vorgang wiederholt sich bei mehrstufigen Getrieben. Bei Getrieben mit ungerader Stufenanzahl ist die Drehrichtung der abtreibenden Welle 5.2 entgegengesetzt zur Drehrichtung der antreibenden Welle 5.1; bei Getrieben mit gerader Stufenanzahl sind die Drehrichtungen von an- und abtreibender Welle gleich. 1.2.1 anti-clockwise at a speed that is inversely proportional to the number of teeth on the two gears. The resulting reaction forces are introduced into the central axis 2.1 via roller bearings 5.4.2, planetary gear axle 2.3.2, planetary gear carrier 2.3.1 and planetary gear carrier hub. The anti-clockwise rotating base planetary gear 1.2.1 drives the orbital gear 1.5.1 and thus also the mechanically rigidly coupled sun gear 1.1.2 anti-clockwise. In the next stage, the direction of rotation is reversed: The anti-clockwise rotating sun gear 1.1.2 drives the base planetary gear 1.2.2 clockwise, the clockwise rotating base planetary gear 1.2.2 drives the orbital gear 1.5.2 and thus the sun gear 1.1.3 clockwise. This process is repeated in multi-stage transmissions. In gearboxes with an odd number of stages, the direction of rotation of the output shaft 5.2 is opposite to the direction of rotation of the driving shaft 5.1; in gearboxes with an even number of stages, the directions of rotation of the driving and output shafts are the same.

Das mehrstufige Getriebe arbeitet als Gruppengetriebe, die Gesamtübersetzung ist gleich der Multiplikation der Einzelübersetzungen der Stufen.The multi-stage transmission works as a group transmission, the overall gear ratio is equal to the multiplication of the individual gear ratios of the stages.

Beschreibung zu Figur (3)Description of figure (3)

Der grundsätzliche Aufbau ist bei Figur (1) beschrieben. Abweichend von diesem Aufbau ist die Anordnung der Planetenräder. Mit dem Planetenradträger 2.3.1 ist die Grundplanetenradachse 2.3.2 und die Richtungsplanetenradachse 2.3.3 fest verbunden. Auf der Achse 2.3.2 ist mit Wälzlager 5.4.2 das Grundplanetenrad 1.2.1 (1.2.2 / 1.2.3 ) verlagert. Auf der Achse 2.3.3 ist mit Wälzlager 5.4.3 das Richtungsplanetenrad 1.3.1 (1.3.2 /1.3.3) verlagert. Aufgrund der Achsabstände auf dem Planetenradträger ist z.B. das Grundplanetenrad 1.2.1 mit dem Sonnenrad 1.1.1 und zugleich mit dem Richtungsplanetenrad 1.3.1 in Zahneingriff, zudem befindet sich das Richtungsplanetenrad 1.3.1 mit dem Orbitalrad 1.5.1 im Zahneingriff.The basic structure is described in Figure (1). The arrangement of the planet gears differs from this structure. The base planet gear axle 2.3.2 and the directional planet gear axle 2.3.3 are firmly connected to the planet gear carrier 2.3.1 . The base planet gear 1.2.1 (1.2.2 / 1.2.3) is displaced on the axle 2.3.2 using the roller bearing 5.4.2 . The directional planet gear 1.3.1 (1.3.2 / 1.3.3) is displaced on the axle 2.3.3 using the roller bearing 5.4.3 . Due to the center distances on the planet gear carrier, for example, the base planet gear 1.2.1 is in mesh with the sun gear 1.1.1 and at the same time with the directional planet gear 1.3.1 , and the directional planet gear 1.3.1 is also in mesh with the orbital gear 1.5.1 .

Bei diesem Aufbau der Getriebestufen dreht auf einer rechtsdrehenden Antriebswelle 5.1, das außenverzahnte Sonnenrad 1.1.1 rechts und treibt das außenverzahnte Grundplanetenrad 1.2.1 linksdrehend an. Das Grundplanetenrad 1.2.1 befindet sich im Zahneingriff mit dem außenverzahnten Richtungsplanetenrad 1.3.1 und treibt das Richtungsplanetenrad 1.3.1 rechtsdrehend an. Das rechtsdrehende Richtungsplanetenrad 1.3.1 treibt das innenverzahnte Orbitalrad 1.5.1 rechtsdrehend. Dadurch wird das Sonnenrad 1.1.2 in eine rechtsdrehende Bewegung versetzt. Dieses wirkt auf dasIn this design of the gear stages, the externally toothed sun gear 1.1.1 rotates clockwise on a clockwise drive shaft 5.1 and drives the externally toothed base planet gear 1.2.1 anti-clockwise. The base planet gear 1.2.1 meshes with the externally toothed directional planet gear 1.3.1 and drives the directional planet gear 1.3.1 clockwise. The clockwise directional planet gear 1.3.1 drives the internally toothed orbital gear 1.5.1 clockwise. This causes the sun gear 1.1.2 to rotate clockwise. This acts on the

Grundplanetenrad 1.2.2, welches linksdrehencf läuft, Richtungsplanetenrad 1.3.2 rechtsdrehend, Orbitalrad 1.5.2 rechtsdrehend, Sonnenrad 1.1.3 rechtsdrehend usw. Die Antriebswelle, die Stufenausgänge und die Abtriebswelle haben konstant die gleiche Drehrichtung.Basic planetary gear 1.2.2, which rotates anti-clockwise, directional planetary gear 1.3.2 rotates clockwise, orbital gear 1.5.2 rotates clockwise, sun gear 1.1.3 rotates clockwise, etc. The input shaft, the stage outputs and the output shaft constantly have the same direction of rotation.

Beschreibung zu Figur (4)Description of figure (4)

Bei einem einstufigen oder mehrstufigen Getriebe, das nach dem Funktionsprinzip von Figur (3) aufgebaut ist, befindet sich im Orbitalradträger 2.2 in einer Isoliermasse 7.8 eingebettet die Orbitalpule 6.3 . Auf der Umfangseite des Orbitalradträgers 2.2 sind, in einer Isoliermasse 7.8 eingebettet zwei Schleifringe 7.1 , die durch zwei Wellendichtringe 5.8.2 zwischen Orbitalradträger 2.2 und Getriebegehäuse 8.1 gegen das Eindringen von elektrisch nicht leitfähigen Schmiermitteln geschützt sind. In Kontakt mit den Schleifringen sind zwei Stromzufuhrbürsten 7.2 . Diese befinden sich in einem Bürstenhalter 7.3 , der mit dem Deckel 8.6 der Getriebegehäuseöffnung verbunden ist. Auf der, dem Orbitalradträger 2.2 gegenüberliegenden, Seite der Orbitalpule 6.3 ist eine Elektroblechplatte 7.5.1 angebracht. In einem sehr geringem Abstand (ca. 3 mm) dazu befindet sich ein Elektroblechpaket 7.5.2, das mit dem Planetenradträger 2.3.1 verbunden ist.In a single-stage or multi-stage gear unit constructed according to the functional principle of Figure (3), the orbital pole 6.3 is embedded in an insulating compound 7.8 in the orbital wheel carrier 2.2. On the peripheral side of the orbital wheel carrier 2.2 , two slip rings 7.1 are embedded in an insulating compound 7.8 , which are protected against the ingress of electrically non-conductive lubricants by two shaft sealing rings 5.8.2 between the orbital wheel carrier 2.2 and the gear housing 8.1 . Two power supply brushes 7.2 are in contact with the slip rings. These are located in a brush holder 7.3, which is connected to the cover 8.6 of the gear housing opening. An electrical sheet plate 7.5.1 is attached to the side of the orbital pole 6.3 opposite the orbital wheel carrier 2.2 . At a very short distance (approx. 3 mm) there is an electrical sheet package 7.5.2, which is connected to the planet gear carrier 2.3.1 .

Zum Erzeugen einer formschlüssigen statt einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Orbital radträger 2.2 und Planetenradträger 2.3.1 kann das Elektroblechpaket 7.5.1 und 7.5.2 profiliert werden.To create a positive rather than a force-fitting connection between the orbital gear carrier 2.2 and the planetary gear carrier 2.3.1, the electrical sheet stack 7.5.1 and 7.5.2 can be profiled.

In der Orbitalradträgernabe 3.1, die mit dem Hauptlager 5.3 auf der Zentralachse 2.1 verlagert ist, befinden sich, auf einem Teilkreis angeordnet, mehrere Sacklochbohrungen als Druckfederlager 4.9 in denen Druckfedern 3.7 angeordnet sind. Diese wirken über Druckbolzen 3.8 auf ein Axialrollenlager 5.7 das in der Planetenradträgernabe 3.2 eingebaut ist. Die Planetenradträgernabe 3.2 ist mit einer Kegelradverzahnung 4.3 versehen, die, im stromlosen Zustand der Orbitalspule 6.3, in die Gegenverzahnung 4.4 des auf der Zentralachse 2.1 befestigten Halteringes 4.1 eingreift. In dem Planetenradträger 2.3.1 mechanisch fest eingelassen sind Planetenradachsen 2.3.2 auf denen mittels Wälzlager 5.4.1 und 5.4.2 das Grundplanetenrad 1.2 und das Richtungsplanetenrad 1.3 verlagert sind.In the orbital gear carrier hub 3.1, which is displaced with the main bearing 5.3 on the central axis 2.1 , there are several blind holes arranged on a pitch circle as compression spring bearings 4.9 in which compression springs 3.7 are arranged. These act via pressure bolts 3.8 on an axial roller bearing 5.7 that is installed in the planet gear carrier hub 3.2 . The planet gear carrier hub 3.2 is provided with a bevel gear toothing 4.3 , which, when the orbital coil 6.3 is de-energized, engages in the counter toothing 4.4 of the retaining ring 4.1 attached to the central axis 2.1 . Planetary gear axes 2.3.2 are mechanically firmly embedded in the planetary gear carrier 2.3.1 , on which the base planetary gear 1.2 and the directional planetary gear 1.3 are displaced by means of rolling bearings 5.4.1 and 5.4.2 .

Auf der Orbitalradträgernabe 3.1 ist in den Getriebestufen 1 bis n-1 ein Sonnenrad 1.1 befestigt. In der letzten Getriebestufe &eegr; ist die Orbitalradträgernabe 3.1 mit der Ab-A sun gear 1.1 is attached to the orbital wheel carrier hub 3.1 in the gear stages 1 to n-1. In the last gear stage η the orbital wheel carrier hub 3.1 is connected to the

triebswelle 5.2 mechanisch fest verbunden. Ivfif de'm glockenförmig über den Planetenradträger 2.3.1 auskragenden Orbitalradträger 2.2 ist das innenverzahnte Orbitalrad 1.5 mechanisch fest verbunden.drive shaft 5.2 is mechanically firmly connected. The internally toothed orbital gear 1.5 is mechanically firmly connected to the orbital gear carrier 2.2 which projects bell-shaped over the planet gear carrier 2.3.1 .

Ausgangspunkt der Beschreibung der Wirkungsweise ist die Beschreibung zu Figur (3) und stromloser Zustand der Orbitalspule 6.3.The starting point for the description of the mode of operation is the description of Figure (3) and the currentless state of the orbital coil 6.3.

In diesem Fall erfolgt eine Veränderung der Drehzahl zwischen antreibenden Sonnenrad 1.1 und abtreibenden Orbitalrad 1.5 . Da die Druckfedern 3.7 die Druckbolzen 3.8 gegen ein Axialrollenlager 5.7 drücken, können die Orbitalradträgernabe 3.1, der Orbitalradträger 2.2 und das Orbitalrad 1.5 frei um die Zentralachse 2.1 laufen. Der Planetenradträger 2.3.1 ist über Planetenradträgernabe 3.2, Nabenkegelradverzahnung 4.3 mit Gegenverzahnung 4.4 und dem Haltering 4.1 mit der Zentralachse 2.1 fest verbunden. In this case, there is a change in the speed between the driving sun gear 1.1 and the driven orbital gear 1.5 . Since the compression springs 3.7 press the pressure bolts 3.8 against an axial roller bearing 5.7, the orbital gear carrier hub 3.1, the orbital gear carrier 2.2 and the orbital gear 1.5 can run freely around the central axis 2.1. The planet gear carrier 2.3.1 is firmly connected to the central axis 2.1 via the planet gear carrier hub 3.2, the hub bevel gear teeth 4.3 with counter teeth 4.4 and the retaining ring 4.1.

In dem Fall, das in der Orbitalspule 6.3 ein elektrischer Strom fließt, wird ein Magnetfeld aufgebaut, das das Elektroblechpaket 7.5.2 des Planetenradträgers 2.3.1 zum Elektroblechpaket 7.5.1 hin gegen die Kraft der Druckfedern 3.7 anzieht und den Planetenradträger 2.3.1 mit dem Orbitalradträger 2.2 kraftschlüssig (oder formschlüssig bei profilierten Elektroblechpaket) verbindet. Dadurch erfahren der Planetenradträger 2.3.1 und die Planetenradträgernabe 3.2 eine axiale Verschiebung in Richtung Orbitalradträger 2.2 . Die Verbindung zwischen der Nabenkegelradverzahnung 4.3 und der Kegelradgegenverzahnung 4.4 des Halteringes 4.1 wird gelöst und der Planetenradträger 2.3.1 läuft mit der gleichen Drehzahl wie der Orbitalradträger 2.2 um die Zentralachse 2.1 . Das Grundplanetenrad 1.2 wird innerhalb der Verzahnung des Sonnrades 1.1 und das Richtungsplanetenrad 1.3 wird innerhalb der Verzahnung des Orbitalrades 1.5 ebenfalls axial verschoben, verläßt jedoch nicht den Zahneingriff. Da der Planetenradträger 2.3.1 mit der Drehzahl des Orbitalradträgers 2.2 und des Orbitalrades 1.5 umläuft, steht das Richtungsplanetenrad 1.3 still und somit ebenfalls das Grundplanetenrad 1.2 . Darausfolgend kann das abtreibende Sonnenrad 1.1, das auf der vorgeschalteten Orbitalradträgernabe 3.1 angebracht ist das Grundplanetenrad 1.2 nicht antreiben. Die Stufe befindet sich, wie eine Steckachsenverzahnung, im Zustand "Durchtrieb". Wenn der Strom zur Orbitalspule 6.3 abgeschaltet wird, baut sich das Magnetfeld ab. Die Druckfedern 3.7 verschieben über Druckbolzen 3.8 die Planetenradträgernabe 3.2 axial, so daß die Nabenkegelradverzahnung 4.3 in der Kegelradgegenverzahnung 4.4If an electric current flows in the orbital coil 6.3, a magnetic field is built up which attracts the electrical sheet stack 7.5.2 of the planet gear carrier 2.3.1 towards the electrical sheet stack 7.5.1 against the force of the compression springs 3.7 and connects the planet gear carrier 2.3.1 to the orbital gear carrier 2.2 in a force-fitting manner (or in a form-fitting manner in the case of a profiled electrical sheet stack). As a result, the planet gear carrier 2.3.1 and the planet gear carrier hub 3.2 experience an axial displacement in the direction of the orbital gear carrier 2.2 . The connection between the hub bevel gear teeth 4.3 and the bevel gear counter teeth 4.4 of the retaining ring 4.1 is released and the planet gear carrier 2.3.1 rotates at the same speed as the orbital gear carrier 2.2 around the central axis 2.1 . The base planetary gear 1.2 is also axially displaced within the toothing of the sun gear 1.1 and the directional planetary gear 1.3 is also axially displaced within the toothing of the orbital gear 1.5, but does not leave the tooth mesh. Since the planetary gear carrier 2.3.1 rotates at the speed of the orbital gear carrier 2.2 and the orbital gear 1.5, the directional planetary gear 1.3 is stationary and thus also the base planetary gear 1.2. As a result, the output sun gear 1.1, which is attached to the upstream orbital gear carrier hub 3.1, cannot drive the base planetary gear 1.2. The stage is in the "through drive" state, like a stub axle toothing. When the current to the orbital coil 6.3 is switched off, the magnetic field is reduced. The compression springs 3.7 move the planet carrier hub 3.2 axially via pressure bolts 3.8, so that the hub bevel gear teeth 4.3 in the bevel gear counter teeth 4.4

des Halteringes 4.1 wieder zum Eingriff komrrtf.'Die Stufe übersetzt wieder.of the retaining ring 4.1 comes into engagement again.'The step is translated again.

Beschreibung zu Figur (5)Description of figure (5)

Bei einem einstufigen oder mehrstufigen Getriebe, das nach dem Funktionsprinzip von Figur 3 aufgebaut ist, befindet sich, mit der Zentralachse 2.1 mechanisch fest verbunden, ein Haltering 4.1 . In diesem Haltering 4.1 ist die Halteringspule 6.6 in einer Isoliermasse 7.8 eingebettet und mit einem Elektroblechpaket 7.5.4 abgeschlossen. Die Stromzufuhr zu der Halteringspule 6.6 erfolgt über eine fest verlegte Leitung , die in einer Nut (bei einer Vollachse) eingebettet oder (bei einer Rohrachse) im Rohrinneren geführt ist.In a single-stage or multi-stage gear unit constructed according to the functional principle of Figure 3, there is a retaining ring 4.1 that is mechanically firmly connected to the central axis 2.1. In this retaining ring 4.1, the retaining ring coil 6.6 is embedded in an insulating compound 7.8 and closed with an electrical sheet package 7.5.4 . The power supply to the retaining ring coil 6.6 is via a permanently installed cable that is embedded in a groove (in the case of a solid axis) or guided inside the tube (in the case of a tubular axis).

Zwischen der Halteringspule 6.6 und der Zentralachse 2.1 befinden sich in dem Haltering 4.1, auf einem Teilkreis angeordnet, mehrere Sacklochbohrungen als Druckfederlager 4.9 in denen Druckfedern 3.7 angeordnet sind. Diese wirken über Druckbolzen auf ein Axialrollenlager 5.7 das in der Planetenradträgernabe 3.2 eingebaut ist. Die gegenüberliegende Seite der Nabe 3.2 ist mit einer Kegelradverzahnung 4.3 versehen, die in die Gegenverzahnung 4.4 der Orbitalradträgernabe 3.1, die auf der Zentralachse 2.1 mit dem Hauptlager 5.3 verlagert ist, eingreift, wenn sich die Halteringspule 6.6 im stromlosen Zustand befindet.Between the retaining ring coil 6.6 and the central axis 2.1, there are several blind holes in the retaining ring 4.1, arranged on a pitch circle, as compression spring bearings 4.9 in which compression springs 3.7 are arranged. These act via pressure bolts on an axial roller bearing 5.7 that is installed in the planetary gear carrier hub 3.2 . The opposite side of the hub 3.2 is provided with a bevel gear toothing 4.3 that engages in the counter toothing 4.4 of the orbital gear carrier hub 3.1 , which is displaced on the central axis 2.1 with the main bearing 5.3 , when the retaining ring coil 6.6 is in the de-energized state.

In dem Planetenradträger 2.3.1 mechanisch fest eingelassen sind Achsen 2.3.2 auf denen mittels Wälzlager 5.4.1 und 5.4.2 das Grundplanetenrad 1.2 und das Richtungsplanetenrad 1.3 verlagert sind.Axles 2.3.2 are mechanically firmly embedded in the planet gear carrier 2.3.1 , on which the base planet gear 1.2 and the directional planet gear 1.3 are displaced by means of rolling bearings 5.4.1 and 5.4.2 .

Auf der Orbitalradträgernabe 3.1 ist in den Getriebestufen 1 bis n-1 ein Sonnenrad 1.1 befestigt. In der letzten Getriebestufe &eegr; ist die Orbitalradträgernabe 3.1 mit der Abtriebswelle 5.2 mechanisch fest verbunden. Mit dem glockenförmig über den Planetenradträ-■3W ger 2.3.1 auskragenden Orbitalradträger 2.2 ist das innenverzahnte Orbitalrad 1.5 mechanisch fest verbunden.A sun gear 1.1 is attached to the orbital gear carrier hub 3.1 in gear stages 1 to n-1. In the last gear stage n, the orbital gear carrier hub 3.1 is mechanically firmly connected to the output shaft 5.2 . The internally toothed orbital gear 1.5 is mechanically firmly connected to the orbital gear carrier 2.2 , which projects in a bell shape over the planet gear carrier 2.3.1 .

Ausgangspunkt der Beschreibung der Wirkungsweise ist die Beschreibung zu Figur 3 und stromführender Zustand der Halteringspule 6.6 .The starting point for the description of the mode of operation is the description of Figure 3 and the current-carrying state of the retaining ring coil 6.6 .

In dem Fall, das in der Halteringspule 6.6 ein elektrischer Strom fließt, wird ein Magnetfeld aufgebaut, das das Elektroblechpaket 7.5.3 des Planetenradträgers 2.3.1 gegen die Kraft der Druckfedern 3.7 anzieht und mit dem Haltering kraft- oder formschlüssig verbindet. Die Verbindung zwischen der Nabenkegelradverzahnung 4.3 des Planetenradträgers 2.3.1 und der Kegelradgegenverzahnung 4.4 der Orbitalradträgern-If an electric current flows in the retaining ring coil 6.6, a magnetic field is built up that attracts the electrical sheet package 7.5.3 of the planetary gear carrier 2.3.1 against the force of the compression springs 3.7 and connects it with the retaining ring in a force-locking or form-locking manner. The connection between the hub bevel gear toothing 4.3 of the planetary gear carrier 2.3.1 and the bevel gear counter toothing 4.4 of the orbital gear carrier

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abe 3.1 wird gelöst. In diesem Fall erfolgt eirfeVerändeVung der Drehzahl zwischen antreibenden Sonnenrad 1.1 und abtreibenden Orbitalrad 1.5 . Wenn der Strom zur Halteringspule 6.6 abgeschaltet wird, baut sich das Magnetfeld ab. Die Druckfedern 3.7 verschieben über Druckbolzen 3.8 die Planetenradträgernabe 2.3.1 axial, so daß die Nabenkegelradverzahnung 4.3 in der Kegelradgegenverzahnung 4.4 der Orbitalradträgernabe 3.1 zum Eingriff kommt. Da die Druckfedern 3.7 die Druckbolzen 3.8 gegen ein Axialrollenlager 5.7 drücken, kann die Orbitalradträgernabe 3.1 zusammen mit dem Orbitalradträger 2.2, dem Orbitalrad 1.5, der Planetenradträgernabe 3.2, dem Planetenradträger 2.3.1 und der Planetenradachse 2.3.2 frei um die Zentralachse 2.1 laufen. Das Grundplanetenrad 1.2 wird innerhalb der Verzahnung des Sonnrades 1.1 und das Richtungsplanetenrad 1.3 wird innerhalb der Verzahnung des Orbitalrades 1.5 ebenfalls axial verschoben. Da der Planetenradträger 2.3.1 mit der Drehzahl des Orbitalradträgers 2.2 und des Orbitalrades 1.5 umläuft, steht das Richtungsplanetenrad 1.3 still und somit ebenfalls das Grundplanetenrad 1.2 und darausfolgend hat das zugehörige Sonnenrad 1.1 ebenfalls die Drehzahl des Orbitalrades 1.5 . Die Stufe treibt wie eine Steckachsenverzahnung durch.hub 3.1 is released. In this case, there is a change in the speed between the driving sun gear 1.1 and the driven orbital gear 1.5 . When the current to the retaining ring coil 6.6 is switched off, the magnetic field is reduced. The compression springs 3.7 move the planet gear carrier hub 2.3.1 axially via pressure bolts 3.8, so that the hub bevel gear teeth 4.3 engage in the bevel gear counter teeth 4.4 of the orbital gear carrier hub 3.1 . Since the compression springs 3.7 press the pressure bolts 3.8 against an axial roller bearing 5.7, the orbital gear carrier hub 3.1 can run freely around the central axis 2.1 together with the orbital gear carrier 2.2, the orbital gear 1.5, the planet gear carrier hub 3.2, the planet gear carrier 2.3.1 and the planet gear axis 2.3.2 . The base planet gear 1.2 is axially displaced within the toothing of the sun gear 1.1 and the directional planet gear 1.3 is also axially displaced within the toothing of the orbital gear 1.5. Since the planet gear carrier 2.3.1 rotates at the speed of the orbital gear carrier 2.2 and the orbital gear 1.5, the directional planet gear 1.3 is stationary and thus also the base planet gear 1.2 and consequently the associated sun gear 1.1 also has the speed of the orbital gear 1.5. The stage drives through like a thru axle gearing.

Beschreibung zu Figur (6)Description of figure (6)

Bei einem einstufigen oder mehrstufigen Getriebe, das nach dem Funktionsprinzip von Figur (3) aufgebaut ist, befindet sich im Orbitalradträger 2.2 in einer Isoliermasse 7.8 eingebettet die Orbitalpule 6.3. Auf der Umfangseite des Orbitalradträgers 2.2 befindet sich mindestens ein Brückengleichrichter 7.4 und mindestens einer Transformatorspule 6.8 mit einem U-förmigen Blechpaket 7.6 . Zwischen den offenenen Schenkeln des U-Blechpaketes befinden sich mit einem geringen Abstand mehrere queriiegende Joche 7.7, die im Inneren von Spulen 6.9 liegen, die über den inneren Gehäusedeckelumkreis 8.6 verteilt befestigt sind. Die Stromzufuhr erfolgt über Leitungen, die außerhalb des Getriebes liegen. Die Beschattung der Orbitalspule 6.3 erfolgt von außen mittels induktiver Kopplung nach dem Transformatorprinzip: Wird den Spulen 6.9 von außen ein Wechselstrom zugeführt, so entsteht im Joch 7.7 ein wechselndes Magnetfeld, das,-über den minimalen Spalt zwischen den U-Schenkeln 7.6 und dem Joch 7.7 hinweg -, im U-Blechpaket 7.6 kurzgeschlossen wird. Dadurch wird in der Transformatorspule 6.8 eine Wechselspannung erzeugt. Die Wechselspannung wird in dem Brückengleichrichter 7.4 gleichgerichtet. Da in der Leitung zwischen Brückengleichrichter 7.4 und derIn a single-stage or multi-stage gear unit constructed according to the functional principle of Figure (3), the orbital pole 6.3 is embedded in an insulating compound 7.8 in the orbital wheel carrier 2.2 . On the peripheral side of the orbital wheel carrier 2.2 there is at least one bridge rectifier 7.4 and at least one transformer coil 6.8 with a U-shaped laminated core 7.6. Between the open legs of the U-laminated core there are several transverse yokes 7.7 at a short distance, which are located inside coils 6.9 that are attached distributed over the inner circumference of the housing cover 8.6. The power supply is via cables that are located outside the gear unit. The orbital coil 6.3 is shaded from the outside by means of inductive coupling according to the transformer principle: If an alternating current is fed to the coils 6.9 from the outside, an alternating magnetic field is created in the yoke 7.7, which is short-circuited in the U-laminated core 7.6 across the minimal gap between the U-legs 7.6 and the yoke 7.7. This generates an alternating voltage in the transformer coil 6.8. The alternating voltage is rectified in the bridge rectifier 7.4. Since in the line between the bridge rectifier 7.4 and the

jeweiligen Orbitalspule 6.3 kein Schaltglied isf,"fließt ein Strom durch die jeweilige Orbitalspule 6.3 und erzeugt ein Magnetfeld. Zur Versorgungssicherheit und Leistungsaufteilung lassen sich mehrere Transformatoren und Brückengleichrichter auf dem Umfang des Orbitalradträgers 2.2 verteilt anordnen.If there is no switching element in the respective orbital coil 6.3, a current flows through the respective orbital coil 6.3 and generates a magnetic field. To ensure supply security and power distribution, several transformers and bridge rectifiers can be arranged distributed around the circumference of the orbital wheel carrier 2.2 .

Auf der, dem Orbitalradträger 2.2 gegenüberliegenden, Seite der Orbitalpule 6.3 ist ein Elektroblechpaket 7.5.1 angebracht. In einem sehr geringem Abstand (ca. 3 mm) dazu befindet sich ein Elektroblechpaket 7.5.2, das mit dem Planetenradträger 2.3.1 verbunden ist.An electrical sheet package 7.5.1 is attached to the side of the orbital pole 6.3 opposite the orbital gear carrier 2.2 . At a very short distance (approx. 3 mm) there is an electrical sheet package 7.5.2 that is connected to the planet gear carrier 2.3.1 .

In der Orbitalradträgernabe 3.1, die mit dem Hauptlager 5.3 auf der Zentralachse 2.1 verlagert ist, befinden sich, auf einem Teilkreis angeordnet, mehrere Sacklochbohrungen als Druckfederlager 4.9 in denen Druckfedern 3.7 angeordnet sind. Diese wirken über Druckbolzen 3.8 auf ein Axialrollenlager 5.7 das in der Planetenradträgernabe 3.2 eingebaut ist. Die Planetenradträgernabe 3.2 ist mit einer Kegelradverzahnung 4.3.2 versehen, deren Gegenverzahnung 4.4.2 sich an der Orbitalradträgernabe 3.1 befindet. Mit der Zentralachse 2.1 mechanisch fest verbunden ist ein Haltering 4.1 . In diesem Haltering 4.1 ist die Halteringspule 6.6 in einer Isoliermasse 7.8 eingebettet. Die Stromzufuhr zu der Halteringspule 6.6 erfolgt über eine fest verlegte Leitung , die in einer Nut (bei einer Vollachse) eingebettet oder (bei einer Rohrachse) im Rohrinneren geführt ist. Zwischen der Halteringspule 6.6 und der Zentralachse 2.1 befinden sich in dem Haltering 4.1, auf einem Teilkreis angeordnet, mehrere Sacklochbohrungen als Druckfederlager 4.9 in denen Druckfedern 3.7 angeordnet sind. Diese wirken über Druckbolzen 3.8 auf ein Axialrollenlager 5.7 das in der Planetenradträgemabe 3.2 eingebaut ist. Die gegenüberliegende Seite der Nabe 3.2 ist mit einer Kegelradverzahnung 4.3.1 versehen, die in die Gegenverzahnung 4.4.1 der Halteringnabe 4.2 eingreifen kann. Auf der Planetenradträgernabe 3.2 ist der Planetenradträger 2.3.1 befestigt, in dem mechanisch fest eingelassen die Planetenradachsen 2.3.2 sind, auf denen mittels Wälzlager 5.4.1 und 5.4.2 das Grundplanetenrad 1.2 und das Richtungsplanetenrad 1.3 verlagert sind.In the orbital gear carrier hub 3.1 , which is displaced with the main bearing 5.3 on the central axis 2.1 , there are several blind holes arranged on a pitch circle as compression spring bearings 4.9 in which compression springs 3.7 are arranged. These act via pressure bolts 3.8 on an axial roller bearing 5.7 that is installed in the planet gear carrier hub 3.2 . The planet gear carrier hub 3.2 is provided with a bevel gear toothing 4.3.2 , the counter toothing 4.4.2 of which is located on the orbital gear carrier hub 3.1 . A retaining ring 4.1 is mechanically firmly connected to the central axis 2.1 . The retaining ring coil 6.6 is embedded in an insulating compound 7.8 in this retaining ring 4.1 . The power supply to the retaining ring coil 6.6 is via a permanently installed cable that is embedded in a groove (in the case of a solid axle) or (in the case of a tubular axle) guided inside the tube. Between the retaining ring coil 6.6 and the central axle 2.1 , there are several blind holes in the retaining ring 4.1, arranged on a pitch circle, as compression spring bearings 4.9 in which compression springs 3.7 are arranged. These act via pressure bolts 3.8 on an axial roller bearing 5.7 that is installed in the planetary gear carrier hub 3.2 . The opposite side of the hub 3.2 is provided with a bevel gear toothing 4.3.1 that can engage with the counter toothing 4.4.1 of the retaining ring hub 4.2 . The planet gear carrier 2.3.1 is attached to the planet gear carrier hub 3.2 , in which the planet gear axes 2.3.2 are mechanically firmly embedded, on which the base planet gear 1.2 and the directional planet gear 1.3 are displaced by means of rolling bearings 5.4.1 and 5.4.2 .

Auf der Orbitalradträgernabe 3.1 ist in den Getriebestufen 1 bis n-1 ein Sonnenrad 1.1 befestigt. In der letzten Getriebestufe &eegr; ist die Orbitalradträgernabe 3.1 mit der Abtriebswelle 5.2 mechanisch fest verbunden. Mit dem glockenförmig über den Planetenradträger 2.3.1 auskragenden Orbitalradträger 2.2 ist das innenverzahnte Orbitalrad 1.5 A sun gear 1.1 is attached to the orbital gear carrier hub 3.1 in gear stages 1 to n-1. In the last gear stage n, the orbital gear carrier hub 3.1 is mechanically firmly connected to the output shaft 5.2 . The internally toothed orbital gear 1.5 is connected to the orbital gear carrier 2.2 , which projects in a bell shape over the planet gear carrier 2.3.1 .

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mechanisch fest verbunden.mechanically firmly connected.

Ausgangspunkt der Beschreibung der Wirkungsweise ist die Beschreibung zu Figur 3 unter Betrachtung von vier möglichen Schaltzuständen zu jeder einzelnen Stufe. Schaltzustand 1: Orbitalspule 6.3 ausgeschaltetThe starting point for the description of the mode of operation is the description of Figure 3, considering four possible switching states for each individual stage. Switching state 1: Orbital coil 6.3 switched off

Halteringspule 6.6 ausgeschaltetRetaining ring coil 6.6 switched off

Schaltzustand 2: Orbitalspule 6.3 eingeschaltet Switching state 2: Orbital coil 6.3 switched on

Halteringspule 6.6 ausgeschaltetRetaining ring coil 6.6 switched off

Schaltzustand 3: Orbitalspule 6.3 ausgeschaltet Switching state 3: Orbital coil 6.3 switched off

Halteringspule 6.6 eingeschaltetRetaining ring coil 6.6 switched on

Schaltzustand 4: Orbitalspule 6.3 eingeschaltet Switching state 4: Orbital coil 6.3 switched on

Halteringspule 6.6 eingeschaltetRetaining ring coil 6.6 switched on

Im Schaltzustand 1 wollen die Druckfedern 3.7.2 des Halteringes 4.1, die über Druckbolzen 3.8.2 auf das Axiallager 5.7 der Planetenradträgernabe 3.2 wirken, den Planetenradträger 2.3.1 axial auf seinem Gleitlager 5.6 verschieben. Gleichzeitig wollen die Druckfedern 3.7.1 der Orbitalradträgernabe 3.1, die über Druckbolzen 3.8.1 auf das Axiallager 5.7 der Planetenradträgernabe 3.2 wirken, den Planetenradträger 2.3.1 entgegengesetzt axial auf seinem Gleitlager 5.6 verschieben. Die Federdimensionierungen sind so gewählt, daß die entgegengesetzt gerichteten Kräfte sich gegenseitig neutralisieren. Die Verbindungen sowohl zwischen der Nabenkegelradverzahnung 4.3.1 der Planetenradträgernabe 3.2 und der Kegeiradgegenverzahnung 4.4.1 der Halteringnabe 4.2, als auch zwischen der Nabenkegelradverzahnung 4.3.2 der Planetenradträgernabe 3.2 und der Kegeiradgegenverzahnung 4.4.2 der Orbitalradträgernabe 3.1 sind gelöst. Der Planetenradträger 2.3.1 mit dem drehbar gelagerten Grundplanetenrad 1.2 und dem drehbar gelagerten Richtungsplanetenrad 1.3 kann dadurch auf seinem Gleitlager 5.6 frei um die Zentralachse 2.1 drehen. Gleichzeitig können sich Orbitalrad 1.5 und Sonnenrad 1.1 um die Zentralachse 2.1 drehen. Es kommt zu einer Überlagerung der Drehbewegungen, die in " Die Planetenrad-Umlaufrädergetriebe" beschrieben ist, und zu einer Erhöhung der Drehzahl des abtreibenden Orbitalrades gegenüber des antreibenden Sonnenrades führen.13) In switching state 1, the compression springs 3.7.2 of the retaining ring 4.1, which act on the axial bearing 5.7 of the planetary gear carrier hub 3.2 via pressure bolts 3.8.2, want to move the planetary gear carrier 2.3.1 axially on its plain bearing 5.6. At the same time, the compression springs 3.7.1 of the orbital gear carrier hub 3.1, which act on the axial bearing 5.7 of the planetary gear carrier hub 3.2 via pressure bolts 3.8.1 , want to move the planetary gear carrier 2.3.1 axially in the opposite direction on its plain bearing 5.6. The spring dimensions are selected so that the opposing forces neutralize each other. The connections between the hub bevel gear teeth 4.3.1 of the planetary gear carrier hub 3.2 and the bevel gear counter teeth 4.4.1 of the retaining ring hub 4.2, as well as between the hub bevel gear teeth 4.3.2 of the planetary gear carrier hub 3.2 and the bevel gear counter teeth 4.4.2 of the orbital gear carrier hub 3.1 are loosened. The planetary gear carrier 2.3.1 with the rotatably mounted base planetary gear 1.2 and the rotatably mounted directional planetary gear 1.3 can thus rotate freely on its plain bearing 5.6 about the central axis 2.1 . At the same time, the orbital gear 1.5 and sun gear 1.1 can rotate about the central axis 2.1. This results in a superposition of the rotational movements, which is described in "The planetary gear and epicyclic gear transmissions", and leads to an increase in the speed of the output orbital gear compared to the driving sun gear. 13)

Schaltzustand 2Switching state 2

Die Funktionsweise in diesem Fall ist sinngemäß die gleiche wie in der Beschreibung zu Figur 4 erläutert.
Schaltzustand 3
The functionality in this case is essentially the same as explained in the description of Figure 4.
Switching state 3

Die Funktionsweise in diesem Fall ist sinngemäß die gleiche wie in der Beschreibung zu Figur 5 erläutert.
Schaltzustand 4
The functionality in this case is essentially the same as explained in the description of Figure 5.
Switching state 4

Ausgehend von der in Schaltzustand 1 beschriebenen Wirkung (Halteringspule 6.6 und Orbitalspule 6.3 stromlos) werden die Orbitalspule 6.3 und die Halteringspule 6.6 durch eine entsprechende Beschaltung außerhalb des Getriebes gleichzeitig eingeschaltet. Da die Kräfte von den nun entstehenden zwei gleich starken Magnetfeldern entgegengesetzt wirken, erfolgt keine axiale Verschiebung. Die Kegelradverzahnung 4.3.1 und 4.3.2 der Planetenradträgernabe 3.2 bleibt weiterhin aus der Kegelradgegenverzahnung 4.4.2 der Orbitalradträgernabe 3.1 und aus der Kegelradgegenverzahnung 4.4.1 der Halteringnabe 4.2 ausgerückt und kann auf seinem Lager 5.6 drehen. Durch die Drehbewegung des Planetenradträgers 2.3.1 in dem Magnetfeld der Orbitalspule 6.3 und der Halteringspule 6.6 werden in dem elektrisch und magnetisch leitfähigen Planetenradträger 2.3.1 Wirbelströme erzeugt, deren Magnetfelder den erzeugenden Magnetfeldern entgegengesetzt gerichtet sind. Die Drehzahl des Planetenradträgers 2.3.1 nimmt proportional zur Stärke der erzeugenden Magnetfelder ab. Die Stärke der Magnetfelder ist proportional zum elektrischen Strom in der Orbitalspule 6.3 und der Halteringspule 6.6 . Die Drehzahl des Planetenradträgers 2.3.1 ist somit über den Strom der Orbitalspule 6.3 und der Halteringspule 6.6 regelbar. Es kann eine Drehzahl des Planetenradträgers 2.3.1 eingestellt werden, die oberhalb der O-Drehzahl (Stillstand) des Schaltzustandes 3 und unterhalb der Drehzahl des Schaltzustandes 1 liegt. Entsprechend proportional zur Drehzahl des Planetenträgers ist die Drehzahl des abtreibenden Orbitalrades.Based on the effect described in switching state 1 (holding ring coil 6.6 and orbital coil 6.3 de-energized), the orbital coil 6.3 and the holding ring coil 6.6 are switched on simultaneously by a corresponding circuit outside the gearbox. Since the forces from the two equally strong magnetic fields that are now created act in opposite directions, no axial displacement occurs. The bevel gear teeth 4.3.1 and 4.3.2 of the planetary gear carrier hub 3.2 remain disengaged from the bevel gear counter teeth 4.4.2 of the orbital gear carrier hub 3.1 and from the bevel gear counter teeth 4.4.1 of the holding ring hub 4.2 and can rotate on its bearing 5.6. The rotational movement of the planet gear carrier 2.3.1 in the magnetic field of the orbital coil 6.3 and the retaining ring coil 6.6 generates eddy currents in the electrically and magnetically conductive planet gear carrier 2.3.1 , the magnetic fields of which are directed opposite to the generating magnetic fields. The speed of the planet gear carrier 2.3.1 decreases in proportion to the strength of the generating magnetic fields. The strength of the magnetic fields is proportional to the electrical current in the orbital coil 6.3 and the retaining ring coil 6.6. The speed of the planet gear carrier 2.3.1 can therefore be regulated via the current in the orbital coil 6.3 and the retaining ring coil 6.6. A speed of the planet gear carrier 2.3.1 can be set that is above the O speed (standstill) of switching state 3 and below the speed of switching state 1. The speed of the output orbital gear is correspondingly proportional to the speed of the planet carrier.

Beschreibung zu Figur (7)Description of figure (7)

Die Antriebswelle 5.1 ist auf der Zentralachse 2.1 mit einem Hauptlager 5.3 verlagert. Das antriebseitige Lagerschild 8.2 stützt sich über das Wälzlager 5.4.1 auf der Antriebswelle 5.1 ab. Mit dem Lagerschild 8.2 fest verbunden ist die Drehmomentstützplatte 4.8, die zum Anschluß an äußere Tragkonstruktionen dient. An der Stirnseite der Antriebswelle 5.1 ist der Antriebswellenkragen 3.6 befestigt. An dem Kragen 3.6 sind,The drive shaft 5.1 is mounted on the central axis 2.1 with a main bearing 5.3. The drive-side bearing plate 8.2 is supported on the drive shaft 5.1 via the roller bearing 5.4.1. The torque support plate 4.8, which is used for connection to external support structures, is firmly connected to the bearing plate 8.2. The drive shaft collar 3.6 is attached to the front side of the drive shaft 5.1. The collar 3.6 is provided with

auf einem Teilkreis angeordnet, Bohrungen mft Wälzlagern 5.4.4 . In den Wälzlagern 5.4.4 sind Planetenradwellen 5.9 verlagert, auf denen das Grundplanetenrad 1.2.1 und das Tandemplanetenrad 1.4 befestigt sind.arranged on a pitch circle, holes with rolling bearings 5.4.4. Planetary gear shafts 5.9 are displaced in the rolling bearings 5.4.4, on which the base planetary gear 1.2.1 and the tandem planetary gear 1.4 are attached.

Das außenverzahnte Vollrad 1.6 ist am Vollradankerplattenträger 2.6 befestigt, der auf der Antriebswelle 5.1 mit einem für Axialverschiebung geeigneten Lager 5.4.5 verlagert ist. Das innenverzahnte Hohlrad 1.7 ist an dem Hohlradankerplattenträger 2.7, der auf der Gehäuseschulter 8.5 mit einem für Axialverschiebung geeigneten Lager 5.4.6 verlagert ist, befestigt. An dem Hohlradankerplattenträger 2.7 ist die ringförmige Hohlradankerplatte 4.5 befestigt. Ebenso ist an dem Vollradankerplattenträger 2.6 die ringförmige Vollradankerplatte 4.5 befestigt. Die Vollradankerplatte 4.5 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblech 7.5.4 der Vollradankerspule 6.1 und die Hohlradankerplatte 4.6 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblech 7.5.5 der Hohlradankerspule 6.4. Zwischen der Vollradankerplatte 4.5 und der Antriebswelle 5.1 , der Vollradankerplatte 4.5 und der Gehäuseschulter 8.5, dem antriebseitigen Lagerschild 8.2 und der Hohlradankerplatte 4.6 befinden sich Wellendichtringe 5.8 . Dadurch ist der Ankerplattenschaltraum gegen das Schmiermittel im übrigen Getrieberaum abgeschlossen. Das Sonnenrad 1.1.1 ist auf dem Sonnendurchtriebplattenträger 2.9, der auf der Zentralachse 2.1 mit einem Hauptlager 5.3 verlagert ist, befestigt. Das Orbitalrad 1.5 ist mit dem Orbitaldurchtriebplattenträger 2.8 verbunden. Der Orbitaidurchtriebplattenträger 2.8 ist auf dem Sonnendurchtriebplattenträger 2.9 mit einem für Axialverschiebung geeigneten Lager 5.4.7 verlagert. An dem Orbitaldurchtriebplattenträger 2.8 ist die ringförmige Orbitaldurchtriebplatte 3.4 befestigt. Ebenso ist an dem Sonnendurchtriebplattenträger 2.9 die ringförmige Sonnendurchtriebplatte 3.5 befestigt. Die Sonnendurchtriebplatte 3.5 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblechpaket 7.5.6 der Sonnenringspule 6.2 . Die Orbitaldurchtriebplatte 3.4 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblechpaket 7.5.7 der Orbitalringspule 6.3The externally toothed solid gear 1.6 is attached to the solid gear anchor plate carrier 2.6, which is mounted on the drive shaft 5.1 with a bearing 5.4.5 suitable for axial displacement. The internally toothed ring gear 1.7 is attached to the ring gear anchor plate carrier 2.7, which is mounted on the housing shoulder 8.5 with a bearing 5.4.6 suitable for axial displacement. The ring-shaped ring gear anchor plate 4.5 is attached to the ring gear anchor plate carrier 2.7. The ring-shaped solid gear anchor plate 4.5 is also attached to the solid gear anchor plate carrier 2.6. The solid gear armature plate 4.5 is located at a small distance (approx. 0.5 mm) from the electrical sheet 7.5.4 of the solid gear armature coil 6.1 and the ring gear armature plate 4.6 is located at a small distance (approx. 0.5 mm) from the electrical sheet 7.5.5 of the ring gear armature coil 6.4. Shaft sealing rings 5.8 are located between the solid gear armature plate 4.5 and the drive shaft 5.1, the solid gear armature plate 4.5 and the housing shoulder 8.5, the drive-side bearing plate 8.2 and the ring gear armature plate 4.6. This seals the armature plate switching chamber against the lubricant in the rest of the gear chamber. The sun gear 1.1.1 is attached to the sun drive plate carrier 2.9, which is displaced on the central axis 2.1 with a main bearing 5.3. The orbital wheel 1.5 is connected to the orbital drive plate carrier 2.8. The orbital drive plate carrier 2.8 is mounted on the sun drive plate carrier 2.9 with a bearing suitable for axial displacement 5.4.7. The ring-shaped orbital drive plate 3.4 is attached to the orbital drive plate carrier 2.8. The ring-shaped sun drive plate 3.5 is also attached to the sun drive plate carrier 2.9. The sun drive plate 3.5 is located at a small distance (approx. 0.5mm) from the electrical sheet package 7.5.6 of the sun ring coil 6.2. The orbital drive plate 3.4 is located at a small distance (approx. 0.5mm) from the electrical sheet package 7.5.7 of the orbital ring coil 6.3

Das Grundplanetenrad 1.2.1 greift gleichzeitig in das außenverzahnte Vollrad 1.6 und in das innenverzahnte Hohlrad 1.7 . Das Tandemplanetenrad 1.4 befindet sich mit dem Grundplanetenrad 1.2.1 auf einer gemeinsamen Welle 5.9 . Beide Planetenräder sind mit der Welle fest verbunden. Das Tandemplanetenrad 1.4 greift gleichzeitig in das au-The base planetary gear 1.2.1 simultaneously engages the externally toothed solid gear 1.6 and the internally toothed ring gear 1.7 . The tandem planetary gear 1.4 is located with the base planetary gear 1.2.1 on a common shaft 5.9 . Both planetary gears are firmly connected to the shaft. The tandem planetary gear 1.4 simultaneously engages the externally toothed solid gear 1.6 and the internally toothed ring gear 1.7 .

ßenverzahnte Sonnenrad 1.1.1 und das innerfverzahnte Orbitalrad 1.5, Die Sonnenringspule 6.2 und die Orbitalringspule 6.5 ist mittels einer Isoliermasse in dem Ringspulenträger 2.5 eingelassen. Der Ringspulenträger 2.5 besteht zum Teil aus magnetisch schlecht leitendem Material (z.B. austenitischer Stahl) zur Vermeidung magnetischer Kurzschlüße zwischen dem Elektroblechpaket 7.5.6 der Sonnenringspule und dem Elektroblechpaket 7.5.7 der Orbitalringspule 6.5 . Zwischen dem Ringspulenträger 2.5 und der Orbitaldurchtriebplatte 3.4 einerseits und der Sonnendurchtriebplatte 3.5 andererseits sind Wellendichtringe 5.8 . Dadurch ist der Durchtriebplattenschaltraum gegen das Schmiermittel im übrigen Getrieberaum abgeschlossen Der Ringspulenträger 2.5 ist mit einem Hauptlager 5.3 auf der Zentralachse 2.1 verlagert. Auf dem Zapfen des Ringspulenträgers 2.5 ist ein Sonnenrad 1.1.2 befestigt, das in Zahneingriff mit dem Grundplanetenrad 1.2.2 der folgenden Getriebestufe ist. Auf dem Ringspulenträger 2.5 befindet sich die, in Figur (6) bereits beschriebene, Stromzuführung zu der Sonnenringspule 6.2 und der Orbitalringspule 6.5 . Die Stromzuführung zu der Hohlradankerspule 6.4 und der Vollradankerspule 6.1 erfolgt über ortsfest verlegte Leitungen.Externally toothed sun gear 1.1.1 and the internally toothed orbital gear 1.5. The sun ring coil 6.2 and the orbital ring coil 6.5 are embedded in the ring coil carrier 2.5 using an insulating compound. The ring coil carrier 2.5 is partly made of a material with poor magnetic conductivity (e.g. austenitic steel) to prevent magnetic short circuits between the electrical sheet package 7.5.6 of the sun ring coil and the electrical sheet package 7.5.7 of the orbital ring coil 6.5. There are shaft seals 5.8 between the ring coil carrier 2.5 and the orbital drive plate 3.4 on the one hand and the sun drive plate 3.5 on the other. This seals off the drive plate switching chamber from the lubricant in the rest of the gear chamber. The ring coil carrier 2.5 is mounted on the central axis 2.1 with a main bearing 5.3. A sun gear 1.1.2 is attached to the pin of the ring coil carrier 2.5, which meshes with the base planet gear 1.2.2 of the following gear stage. The power supply to the sun ring coil 6.2 and the orbital ring coil 6.5, already described in Figure (6), is located on the ring coil carrier 2.5. The power supply to the ring gear armature coil 6.4 and the solid gear armature coil 6.1 is via fixed cables.

Die folgenden Schaltzustände der Spulen sind möglich und demzufolge werden die jeweiligen, den Spulen gegenüberliegenden, Platten durch Magnetkraft angezogen und mit den jeweiligen Elektroblechen kraftschlüssig verbunden. Dabei verschieben sich Vollrad, Hohlrad, Sonnenrad oder Orbitalrad um den Betrag des Luftspaltes zwischen Platte und Elektroblech innerhalb des Zahneingriffes axial. Schaltzustand 1: The following switching states of the coils are possible and as a result the respective plates opposite the coils are attracted by magnetic force and connected to the respective electrical sheets in a force-locking manner. In this case, the solid gear, ring gear, sun gear or orbital gear move axially by the amount of the air gap between the plate and the electrical sheet within the tooth mesh. Switching state 1:

Vollradankerspule 6.1 aus Antriebswelle 5.1 freilaufend Hohlradankerspule 6.4 ausSolid gear armature coil 6.1 from drive shaft 5.1 free-running Hollow gear armature coil 6.4 from

Sonnenringspule 6.2 aus Abtriebswelle 5.2 freilaufend Orbitalringspule 6.5 ausSun ring coil 6.2 from output shaft 5.2 free-running Orbital ring coil 6.5 from

Schaltzustand 2:
Vollradankerspule 6.1
Hohlradankerspule 6.4
Sonnenringspule 6.2
Orbitalringspule 6.5
Switching state 2:
Full-wheel armature coil 6.1
Ring gear armature coil 6.4
Sun ring coil 6.2
Orbital ring coil 6.5

ein Antriebswelle 5.1 gebremsta drive shaft 5.1 braked

eina

aus Abtriebswelle 5.2 freilaufendfrom output shaft 5.2 free-running

ausout of

05.08.9805.08.98

Schaltzustand 3: Switching state 3 :

Vollradankerspule 6.1Full-wheel armature coil 6.1 ausout of Hohlradankerspule 6.4Ring gear armature coil 6.4 ausout of Sonnenringspule 6.2Sun ring coil 6.2 eina Orbitalringspule 6.5Orbital ring coil 6.5 eina Schaltzustand 4:Switching state 4:

Vollradankerspule 6.1 Hohlradankerspule 6.4Solid gear armature coil 6.1 Hollow gear armature coil 6.4

Sonnenringspule 6.2 Orbitalringspule 6.4Sun ring coil 6.2 Orbital ring coil 6.4

aus einfrom a

ein auson off

♦·»♦·»

direkter Durchtriebdirect drive

ohne Richtungswahlwithout direction selection

und ohne Grundplanetenrad 1.2 / Tandemplanetenrad 1.4 - Übersetzung Abtriebswelle 5.2and without base planetary gear 1.2 / tandem planetary gear 1.4 - ratio output shaft 5.2

richtungsabhängig von Antriebswelle 5.1direction dependent of drive shaft 5.1

Antriebswelle 5.1 rechtsdrehend Vollrad 1.6 Freilauf
Hohlrad 1.7 Stillstand Grundplanetenrad 1.2.1 linksdrehend Tandemplanetenrad 1.4 linksdrehend Sonnenrad 1.1.1 rechtsdrehend Ringspulenträger 2.5 rechtsdrehend Orbitalrad 1.5 links Freilauf Sonnenrad 1.1.2 rechtsdrehend
Drive shaft 5.1 clockwise solid gear 1.6 freewheel
Ring gear 1.7 Standstill Base planetary gear 1.2.1 anti-clockwise Tandem planetary gear 1.4 anti-clockwise Sun gear 1.1.1 clockwise Ring coil carrier 2.5 clockwise Orbital gear 1.5 left Freewheel Sun gear 1.1.2 clockwise

Schaltzustand 5:Switching state 5:

Vollradankerspule 6.1 Hohlradankerspule 6.4Solid gear armature coil 6.1 Hollow gear armature coil 6.4

Sonnenringspule 6.2 Orbitalringspule 6.4 Antriebswelle 5.1 rechtsdrehendSun ring coil 6.2 Orbital ring coil 6.4 Drive shaft 5.1 clockwise

ein Vollrad 1.6 Stillstanda full wheel 1.6 standstill

aus Hohlrad 1.7 rechts Freilauffrom ring gear 1.7 right freewheel

Grundplanetenrad 1.2.1 rechtsdrehend Tandemplanetenrad 1.4 rechtsdrehend Orbitalrad 1.5 rechtsdrehendBasic planetary gear 1.2.1 clockwise Tandem planetary gear 1.4 clockwise Orbital gear 1.5 clockwise

aus Sonnenrad 1.1.1 links Freilauffrom sun gear 1.1.1 left freewheel

ein Ringspulenträger 2.5 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.2 rechtsdrehend mit i(5) > i(4)a ring coil carrier 2.5 clockwise rotating sun gear 1.1.2 clockwise rotating with i(5) > i(4)

05.08.9805.08.98

Schaltzustand 6:Switching state 6:

Vollradankerspule HohlradankerspuleSolid gear armature coil Hollow gear armature coil

Sonnenringspule 6.2 Orbitalringspule 6.4Sun ring coil 6.2 Orbital ring coil 6.4

Antriebswelle 5.1 rechtsdrehendDrive shaft 5.1 clockwise

ein Vollrad 1.6 Stillstanda full wheel 1.6 standstill

aus Hohlrad 1.7 rechts Freilauffrom ring gear 1.7 right freewheel

Grundplanetenrad 1.2.1 rechtsdrehend Tandemplanetenrad 1.4 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.1 linksdrehendBasic planetary gear 1.2.1 clockwise Tandem planetary gear 1.4 clockwise Sun gear 1.1.1 anti-clockwise

ein Ringspulenträger 2.5 linksdrehenda toroidal coil carrier 2.5 left-turning

aus Orbitalrad 1.5 rechts Freilauf Sonnenrad 1.1.2 linksdrehendfrom orbital gear 1.5 right freewheel sun gear 1.1.2 left-turning

Schaltzustand 7: Switching state 7 :

Vollradankerspule HohlradankerspuleSolid gear armature coil Hollow gear armature coil

Sonnenringspule 6.2 Orbitalringspule 6.4Sun ring coil 6.2 Orbital ring coil 6.4

Antriebswelle 5.1 rechtsdrehend aus Vollrad 1.6 links Freilauf ein Hohlrad 1.7 StillstandDrive shaft 5.1 clockwise from solid gear 1.6 left freewheel a ring gear 1.7 standstill

Grundplanetenrad 1.2.1 linksdrehend Tandemplanetenrad 1.4 linksdrehend Orbitalrad 1.5 linksdrehend aus Sonnenrad 1.1.1 rechts Freilauf ein Ringspulenträger 2.5 linksdrehend Sonnenrad 1.1.2 linksdrehend mit i(7) > i(6) Schaltzustand 8: Vollradankerspule 6.1 ein Hohlradankerspule 6.4 ein Sonnenringspule 6.2 einBasic planetary gear 1.2.1 anti-clockwise Tandem planetary gear 1.4 anti-clockwise Orbital gear 1.5 anti-clockwise from Sun gear 1.1.1 right Freewheel on Ring coil carrier 2.5 anti-clockwise Sun gear 1.1.2 anti-clockwise with i(7) > i(6) Switching state 8: Solid gear armature coil 6.1 on Hollow gear armature coil 6.4 on Sun ring coil 6.2 on

Orbitalringspule 6.5 einOrbital ring coil 6.5 a

Beschreibung zu Figur (8) Bei Getrieben nach Figur (8), die für Leistungsverzweigung oder dezentralen Antrieb genutzt werden, ist das Grundplanetenrad 1.2.1 auf der Antriebswelle 5.1.1 bzw. sind die Grundplanetenräder auf mehreren Antriebswellen befestigt, die im antriebseitigen Lagerschild 8.2 mit Wälzlager 5.4.1 verlagert sind. Die Ankerplatten und die dazugehö-Description of Figure (8) In the case of gear units according to Figure (8) that are used for power splitting or decentralized drive, the base planetary gear 1.2.1 is attached to the drive shaft 5.1.1 or the base planetary gears are attached to several drive shafts that are mounted in the drive-side bearing plate 8.2 with roller bearings 5.4.1. The anchor plates and the associated

Antriebswelle 5.1 gebremst Abtriebswelle 5.2 gebremstDrive shaft 5.1 braked Output shaft 5.2 braked

05.08.9805.08.98

V\ --UO V\ --UO

V\ --UO V\ --UO

rigen Teile der Figur (7) entfallen.other parts of figure (7) are omitted.

Auf der Zentralachse 2.1 ist der Sonnendurchtriebplattenträger 2.9 mit einem für axiale Verschiebung geeignetem Lager 5.4.3 verlagert. Das Sonnenrad 1.1.1 ist auf und die Sonnendurchtriebplatte 3.5 ist an dem Sonnendurchtriebplattenträger 2.9 befestigt. Auf der Gehäuseschulter 8.5 ist der Orbitaldurchtriebplattenträger 2.8 mit einem für axiale Verschiebung geeignetem Lager 5.4.4 verlagert. Das Orbitalrad 1.5 ist in und die Orbitaldurchtriebplatte 3.4 ist an dem Sonnendurchtriebplattenträger 2.8 befestigt. Die Sonnendurchtriebplatte 3.5 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblechpaket 7.5.6 der Sonnenringspule 6.2 . Die Orbitaldurchtriebplatte 3.4 befindet sich in einem geringen Abstand (ca. 0,5mm) gegenüber dem Elektroblechpaket 7.5.7 der Orbitalringspule 6.3 . Das Grundplanetenrad 1.2.1 greift gleichzeitig in das außenverzahnte Sonnenrad 1.1.1 und das innenverzahnte Orbitalrad 1.5 . Die Sonnenringspule 6.2 und die Orbitalringspule 6.5 ist mittels einer Isoliermasse 7.8 in dem Ringspulenträger 2.5 eingelassen. Der Ringspulenträger 2.5 besteht zum Teil aus magnetisch schlecht leitendem Material (z.B. austenitischer Stahl) zur Vermeidung magnetischer Kurzschlüße zwischen dem Elektroblechpaket 7.5.6 der Sonnenringspule 6.2 und dem Elektroblechpaket 7.5.7 der Orbitalringspule 6.5 . Zwischen dem Ringspulenträger 2.5 und der Orbitaldurchtriebplatte 3.4 einerseits und der Sonnendurchtriebplatte 3.5 andererseits sind Wellendichtringe 5.8 . Dadurch ist der Durchtriebplattenschaltraum gegen das Schmiermittel im übrigen Getrieberaum abgeschlossen Der Ringspulenträger 2.5 ist mit einem Lager 5.4.3 auf der Zentralachse 2.1 verlagert. Auf dem Zapfen des Ringspulenträgers 2.5 ist ein Sonnenrad 1.1.2 befestigt, das in Zahneingriff mit dem Grundplanetenrad 1.2.2 der folgenden Getriebestufe ist. Auf dem Ringspulenträger 2.5 befindet sich die, in Figur (6) bereits beschriebene, Stromzuführung zu der Sonnenringspule 6.2 und der Orbitalringspule 6.5 . Die folgenden Schaltzustände der Sonnenringspule 6.2 und der Orbitalringspule 6.5 sind möglich, die allgemeine Funktionsweise ist in Figur (6) beschrieben. Schaltzustand 1: The sun drive plate carrier 2.9 is mounted on the central axis 2.1 using a bearing 5.4.3 suitable for axial displacement. The sun gear 1.1.1 is mounted on and the sun drive plate 3.5 is attached to the sun drive plate carrier 2.9. The orbital drive plate carrier 2.8 is mounted on the housing shoulder 8.5 using a bearing 5.4.4 suitable for axial displacement. The orbital gear 1.5 is mounted in and the orbital drive plate 3.4 is attached to the sun drive plate carrier 2.8. The sun drive plate 3.5 is located at a small distance (approx. 0.5 mm) from the electrical sheet package 7.5.6 of the sun ring coil 6.2. The orbital drive plate 3.4 is located at a small distance (approx. 0.5 mm) from the electrical sheet package 7.5.7 of the orbital ring coil 6.3 . The base planetary gear 1.2.1 simultaneously engages the externally toothed sun gear 1.1.1 and the internally toothed orbital gear 1.5 . The sun ring coil 6.2 and the orbital ring coil 6.5 are embedded in the ring coil carrier 2.5 by means of an insulating compound 7.8. The ring coil carrier 2.5 consists partly of a material with poor magnetic conductivity (e.g. austenitic steel) to avoid magnetic short circuits between the electrical sheet package 7.5.6 of the sun ring coil 6.2 and the electrical sheet package 7.5.7 of the orbital ring coil 6.5 . Shaft seals 5.8 are located between the ring coil carrier 2.5 and the orbital drive plate 3.4 on the one hand and the sun drive plate 3.5 on the other. This seals off the drive plate switching chamber from the lubricant in the rest of the gear chamber. The ring coil carrier 2.5 is displaced on the central axis 2.1 with a bearing 5.4.3. A sun gear 1.1.2 is attached to the pin of the ring coil carrier 2.5, which meshes with the base planet gear 1.2.2 of the following gear stage. The ring coil carrier 2.5 contains the power supply to the sun ring coil 6.2 and the orbital ring coil 6.5, already described in Figure (6). The following switching states of the sun ring coil 6.2 and the orbital ring coil 6.5 are possible; the general mode of operation is described in Figure (6). Switching state 1:

Sonnenringspule 6.2 aus Abtriebswelle freilaufend Orbitalringspule 6.5 ausSun ring coil 6.2 from output shaft free-running Orbital ring coil 6.5 from

Schaltzustand 2: Switching state 2 :

Sonnenringspule 6.2 ein Orbitalringspule 6.5 ausSun ring coil 6.2 on Orbital ring coil 6.5 off

Grundplanetenrad 1.2.1 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.1 linksdrehend Orbitalrad 1.5 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.2 linksdrehend Orbitalrad 1.5 freilaufend Grundplanetenrad 1.2.2 rechtsdrehendBasic planetary gear 1.2.1 clockwise Sun gear 1.1.1 counterclockwise Orbital gear 1.5 clockwise Sun gear 1.1.2 counterclockwise Orbital gear 1.5 free-running Basic planetary gear 1.2.2 clockwise

Schaltzustand 3: Switching state 3 :

Sonnenringspule 6.2Sun ring coil 6.2 ausout of Orbitalringspule 6.5Orbital ring coil 6.5 eina Schaltzustand 4:Switching state 4: Sonnenringspule 6.2Sun ring coil 6.2 eina Orbitalringspule 6.5Orbital ring coil 6.5 eina

Grundplanetenrad 1.2.1 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.1 linksdrehend Orbitalrad 1.5 rechtsdrehend Sonnenrad 1.1.1 freilaufend Sonnenrad 1.1.2 rechtsdrehend Grundplanetenrad 1.2.2 linksdrehendBasic planetary gear 1.2.1 clockwise Sun gear 1.1.1 counterclockwise Orbital gear 1.5 clockwise Sun gear 1.1.1 free-running Sun gear 1.1.2 clockwise Basic planetary gear 1.2.2 counterclockwise

Antriebswelle 5.1.1, 5.1.2Drive shaft 5.1.1, 5.1.2

und Abtriebswelle 5.2 gebremstand output shaft 5.2 braked

Grundsätzlich wird das Reaktionsmoment des Grundplanetenrades 1.2.3 über die PIanetenradachse 2.3.2, den Planetenradträger 2.3.1 und der Planetenradträgernabe 3.2 auf die Zentralachse 2.1 übertragen.Basically, the reaction torque of the base planetary gear 1.2.3 is transferred to the central axis 2.1 via the planetary gear axis 2.3.2, the planetary gear carrier 2.3.1 and the planetary gear carrier hub 3.2.

Figur (8.2) zeigt die Erfassung des Reaktionsmomentes durch Druckmeßstreifen. Die Planetenradträgernabe 3.2 wird mittels Gleitlager 5.6 auf der Zentralachse 2.1 verlagert und durch den Drehmomentstützring 4.7 und der Drehmomentstützplatte 4.8 gegen "Durchdrehen" gehalten. Zwischen der Nut des Drehmomentstützringes 4.7 und der Feder der Drehmomentstützplatte 4.8 liegen die Druckmeßstreifen 7.9 . Richtung und Größe des Reaktionsmomentes können aufgrund der Meßwerte der Druckmeßstreifen ermittelt werden.Figure (8.2) shows the detection of the reaction torque using pressure gauges. The planetary gear carrier hub 3.2 is displaced on the central axis 2.1 using a plain bearing 5.6 and is held against "spinning" by the torque support ring 4.7 and the torque support plate 4.8. The pressure gauges 7.9 are located between the groove of the torque support ring 4.7 and the spring of the torque support plate 4.8. The direction and magnitude of the reaction torque can be determined based on the measured values of the pressure gauges.

05.08.9805.08.98

Beschreibung zu Figur (9)Description of figure (9)

Figur (9) zeigt eine von mehreren möglichen Ausführungsformen eines Getriebes zur Leistungsverzweigung. Ausgangspunkt der Beschreibung ist ein Getriebe, wie es bei Figur (8) beschrieben ist.Figure (9) shows one of several possible embodiments of a transmission for power splitting. The starting point of the description is a transmission as described in Figure (8).

An der Antriebsseite entfallen die Hauptantriebswellen 5.1.2 (bis 5.1.n) der Figur (8.1). Die Drehbewegung der Hauptantriebswelle 5.1.1 wird über das Kegelrad 1.8.4 unabhängig vom Schaltzustand der Sonnenringspule und Orbitalringspule zum antriebseitigen Lagerschild 8.2 hin zurückgeführt. Dabei wird die Drehzahl der Welle 5.9.4 über das Verhältnis Tellerrad 1.9.1 zu Kegelrad 1.8.4 auf die Welle 5.9.3 übersetzt. Die Welle 5.9.3 ist in den Wälzlagern 5.4.3 und 5.4.6 verlagert. Über das Kegelradpaar 1.8.1 / 1.8.2 ist die Welle 5.9.3 mit der Welle 5.9.1 verbunden, über das Kegelrad 1.8.3 / Tellerrad 1.9.2 ist die Welle 5.9.2 mit der Welle 5.9.1 verbunden. Die Wellen können, wie in Figur (9) dargestellt, für verschiedene Anwendungen genutzt werden. An der Orbitalradträgernabe 3.1 ist ein Kegelrad 1.9.3 befestigt. Darüber werden die Kegelräder 1.8.5 und 1.8.6 angetrieben, die auf den Abtriebswellen 5.2.1 und 5.2.2 befestigt und über Wälzlager 5.4.8 und 5.4.9 aus dem Gehäuse 8.1 herausgeführt sind. Das abtriebseitige Schild 8.3 ist als Lochflansch zu Befestigung des Getriebes an eine Tragkonstruktion ausgebildet. Die Zentralachse 2.1 ist an dem Schild 8.3 befestigt.On the drive side, the main drive shafts 5.1.2 (to 5.1.n) of figure (8.1) are omitted. The rotary motion of the main drive shaft 5.1.1 is fed back to the drive-side bearing plate 8.2 via the bevel gear 1.8.4 , regardless of the switching state of the sun ring coil and orbital ring coil. The speed of the shaft 5.9.4 is transmitted to the shaft 5.9.3 via the ratio of the ring gear 1.9.1 to the bevel gear 1.8.4 . The shaft 5.9.3 is displaced in the roller bearings 5.4.3 and 5.4.6 . The shaft 5.9.3 is connected to the shaft 5.9.1 via the bevel gear pair 1.8.1 / 1.8.2, and the shaft 5.9.2 is connected to the shaft 5.9.1 via the bevel gear 1.8.3 / ring gear 1.9.2 . The shafts can be used for various applications, as shown in Figure (9). A bevel gear 1.9.3 is attached to the orbital gear carrier hub 3.1 . This drives the bevel gears 1.8.5 and 1.8.6 , which are attached to the output shafts 5.2.1 and 5.2.2 and lead out of the housing 8.1 via rolling bearings 5.4.8 and 5.4.9 . The output-side shield 8.3 is designed as a perforated flange for attaching the gear to a supporting structure. The central axis 2.1 is attached to the shield 8.3 .

13) Hugo Klein, VDI, „Die Planetenrad-Umlaufrädergetriebe" Carl Hanser Verlag, München 1962
Vgl. Seite 59 ff
13) Hugo Klein, VDI, "The planetary gear and epicyclic gear systems" Carl Hanser Verlag, Munich 1962
See page 59 ff

VorteileAdvantages

ss.. ss ..

• Die Schwierigkeiten der Wellenverlagerung, die bei mehrstufigen Planetenschaltgetrieben koaxialer Bauart gegeben sind werden durch die zentrale Achse beseitigt. Die Betätigung zur Schaltung der Getriebegänge erfolgt bei Fahrzeuggetrieben durch komplexe hydraulische Steuerungen ( DE C2 4132873 )(DE A1 3801362 ). Zur Schaltung ist eine Kombination von (Band-)Bremsen zur Arretierung der umlaufenden Hohlräder und (Lamellenreib-)Kupplungen erforderlich. Das Orbitalgetriebe nach Anspruch ist als Schaltgetriebe gekennzeichnet durch eine optimalere Art der Beschaltung und der Verlagerung gegenüber herkömmlichen Schaltgetrieben.• The difficulties of shaft displacement, which are present in multi-stage planetary gearboxes of coaxial design, are eliminated by the central axis. The gear shifting in vehicle gearboxes is carried out by complex hydraulic controls (DE C2 4132873)(DE A1 3801362). A combination of (band) brakes to lock the rotating ring gears and (multi-disk friction) clutches is required for shifting. The orbital gearbox according to claim is characterized as a manual gearbox by a more optimal type of switching and displacement compared to conventional manual gearboxes.

• Das Orbitalgetriebe nach Anspruch ist durch einen einfachen modularen Aufbau gekennzeichnet. • The orbital gear according to claim is characterized by a simple modular design.

Auf einer Achse aus handelsüblichen Rundmaterial oder Rohr können standardisierte Getriebeabstufungen aneinandergereiht und so optimale anwendungsspezifische Übersetzungen verwirklicht werden. Durch das grundsätzliche Prinzip, die rotierenden Zahnräder auf einer Achse zu verlagern, kann das Orbitalgetriebe mit relativ einfachen geometrischen Formen konstruiert werden, so daß bei der Ausführung eine flache Fertigungstiefe möglich ist.Standardized gear ratios can be arranged one after the other on an axle made of commercially available round material or tube, thus achieving optimal application-specific gear ratios. The basic principle of moving the rotating gears on an axle means that the orbital gear can be designed with relatively simple geometric shapes, so that a flat manufacturing depth is possible during production.

Die Bauteile einer Stufe können auf einer gemeinsamen Hülse montiert, justiert und kontrolliert werden. Dadurch ist es möglich, die Fertigung zu einem Getriebe parallel ablaufen zu lassen. In der Endmontage werden die Trägerhülsen der einzelnen Stufen dann auf die im Stickstoffbad abgekühlte Achse geschoben (Kaltschrumpfverfahren). Die "automatische" Justage der einzelnen Stufen untereinander kann durch entsprechende konstruktive Ausbildung der Trägerhülsen erfolgen. Die axialen Gehäuseteile haben überwiegend lediglich eine Hüllfunktion, so daß auch sie aus handelsüblichem Rohr gefertigt werden können. Es lassen sich anwendungsspezifische Einzelgetriebe mit Teilen einer Serienfertigung kostengünstig herstellen.The components of a stage can be mounted, adjusted and checked on a common sleeve. This makes it possible to run the production of a gear unit in parallel. In the final assembly, the carrier sleeves of the individual stages are then pushed onto the axle cooled in a nitrogen bath (cold shrinking process). The "automatic" adjustment of the individual stages to one another can be achieved by appropriately designing the carrier sleeves. The axial housing parts mostly only have a covering function, so they can also be made from commercially available pipe. Application-specific individual gear units can be manufactured cost-effectively using parts from a series production.

• Die zentrale Achse des Getriebes kann, bei entsprechender Dimensionierung, als Trägerachse für z.B. Trommel- oder Radantriebe genutzt werden. Somit sind sehr kompakte und kostensparende Antriebsanordnungen möglich, da keine Maßnahmen gegen Achsversatz (z.B. Tonnenkupplung, Bogenzahnkupplung) zwischen Getriebe und Trommel bzw. Rad erforderlich sind.• The central axis of the gearbox can, if dimensioned accordingly, be used as a support axis for drum or wheel drives, for example. This enables very compact and cost-saving drive arrangements, since no measures against axis misalignment (e.g. barrel coupling, curved tooth coupling) between the gearbox and drum or wheel are required.

• Aufgrund der zentralen Achse lassen sich, insbesondere bei Großgetrieben, unproblematisch andere Verlagerungstechniken als Wälzlagerungen anwenden. So läßt sich durch den Einsatz von Flüssigkeitsgleitlagern eine Körperschallentkoppelung zwischen den kämmenden Zahnrädern einerseits und dem Getriebegehäuse und dessen Tragwerk andererseits weitgehend ermöglichen.• Due to the central axis, other displacement techniques than roller bearings can be used without any problems, especially in large gears. For example, the use of fluid plain bearings enables a large degree of structure-borne noise decoupling between the meshing gears on the one hand and the gear housing and its supporting structure on the other.

• Das stirnseitige Lagerschild, bzw. das stirnseitige Schild mit dem Festpunkt der Zentralachse lassen sich konstruktiv einfach für Leistungsverzweigungen ausnutzen. So können dort an einem Orbitalgetriebe Verbrennungs-, Elektro-, Pneumatik-, Hydromotoren; Generatoren, Pumpen, Kompressoren angeschlossen werden. Kompakte Hybridantriebe mit Energierückgewinnung aus Bremsvorgängen sind somit relativ einfach möglich.• The front end bearing plate or the front end plate with the fixed point of the central axis can be used structurally easily for power distribution. In this way, combustion, electric, pneumatic, hydraulic motors, generators, pumps, compressors can be connected to an orbital gear. Compact hybrid drives with energy recovery from braking processes are therefore relatively easy to achieve.

• Das Orbitalgetriebe kann sowohl in zahlreichen Funktionsarten als Über- oder Untersetzungsgetriebe mit festem Verhältnis, als Schaltgetriebe, als Drehzahl-Stellgetriebe, als kombiniertes Schalt- und Stellgetriebe, als Umkehrgetriebe als auch in zahlreichen Bauformen gebaut werden.• The orbital gear can be built in numerous functional types as an increase or decrease gear with a fixed ratio, as a manual gear, as a speed-adjusting gear, as a combined manual and adjusting gear, as a reversing gear as well as in numerous designs.

Trotz der Variantenvielfalt ist ein Baukastensytem möglich, dessen Einteilung sich an die lEC-Normung von Elektromaschinen anlehnen läßt.Despite the variety of variants, a modular system is possible, the classification of which can be based on the IEC standardization of electrical machines.

• Bei Schaltgetrieben ist es möglich, die Eingangsstufe zur Drehrichtungswahl bei entsprechender Beschaltung als Bremsstufe oder als Freilaufstufe zu nutzen.• With manual transmissions, it is possible to use the input stage for selecting the direction of rotation as a braking stage or as a freewheeling stage with the appropriate wiring.

• Bei Schaltgetrieben mit doppelten Planetenradsätzen ist die Drehrichtung des Orbitalrades gleich der Drehrichtung des Sonnenrades. Da im Getriebe keine internen Drehrichtungsänderungen stattfinden, kann der Durchtrieb einer Getriebestufe mit nur einem Schaltglied (Kupplung) erfolgen. Die bei herkömmlichen Schaltgetrieben erforderliche Kombination von zwei Schaltgliedern (Bremse und Kupplung) entfällt.• In manual transmissions with double planetary gear sets, the direction of rotation of the orbital gear is the same as the direction of rotation of the sun gear. Since there are no internal changes in the direction of rotation in the transmission, a gear stage can be driven through with just one switching element (clutch). The combination of two switching elements (brake and clutch) required in conventional manual transmissions is no longer necessary.

Es lassen sich bei Fahrzeugantrieben'Notbremsfunktionen ohne blockierende Räder realisieren.Emergency braking functions can be implemented in vehicle drives without locking the wheels.

Bei gleichen Einbaudurchmessern des Orbitalgetriebes mit einem vergleichbaren Planetengetriebe kann mit dem Orbitalgetriebe ein größeres Übersetzungsverhältnis pro Stufe realisiert werden, da es sich aus dem Verhältnis von Sonnenrad zu Orbitalrad und nicht aus dem - zwangsläufig kleineren - Verhältnis von Sonnenrad zu Planetenrad ergibt.If the installation diameter of the orbital gear is the same as that of a comparable planetary gear, a larger gear ratio per stage can be achieved with the orbital gear, since it results from the ratio of sun gear to orbital gear and not from the - necessarily smaller - ratio of sun gear to planetary gear.

Bei mehrstufigen Schaltgetrieben kann, aufgrund der Vielfalt der möglichen Übersetzungskombinationen, der jeweilige Antriebsmotor im günstigsten Leistungsbereich betrieben werden, so daß sich Energiespareffekte ergeben. Zum Beispiel kann mit einem fünfstufigen Orbitalgetriebe mit den Einzelübersetzungen ii=2, i2=3, i3=4, i4=5, is=6In multi-stage manual transmissions, the variety of possible gear ratio combinations means that the respective drive motor can be operated in the most favourable power range, resulting in energy savings. For example, a five-stage orbital transmission with the individual gear ratios ii=2, i 2 =3, i3=4, i4=5, is=6

eine Gesamtübersetzung ig=720 bis ig=1 in 32 theoretischen Abstufungen, bzw. tatsächlichen Abstufungen geschaltet werden.a total gear ratio i g =720 to i g =1 in 32 theoretical steps or actual steps.

Es ist also beispielsweise möglich, mit einem 4poligen Asynchronelektromotor mit 720 min"1 Ausgangsdrehzahl, eine Getriebausgangsdrehzahl von 1min'1 bis 720min'1 zu erzeugen.It is therefore possible, for example, to generate a gearbox output speed of 1min' 1 to 720min' 1 with a 4-pole asynchronous electric motor with an output speed of 720 min" 1 .

Wenn dieser Asynchronmotor zudem noch über Frequenzumrichterbetrieb drehzahlgeregelt ist, so lassen sich antriebstechnisch optimale Kombinationen von Drehzahl und Drehmoment realisieren: Die stufigen Ausgangsdrehzahlsprünge des Getriebes können über die Frequenzregelung verschliffen, gleichzeitig kann der Motor im günstigsten Drehmomentbereich betrieben werden.If this asynchronous motor is also speed-controlled via a frequency converter, optimal combinations of speed and torque can be achieved in terms of drive technology: The step-by-step output speed jumps of the gearbox can be smoothed out via the frequency control, while at the same time the motor can be operated in the most favorable torque range.

Bei kombinierten Schaltgetrieben z.B. als Kombination eines 5-stufigen Getriebes nach Figur (6) zusammen mit der Eingangsstufe eines Getriebes nach Figur (7) lassen sich die zuvor beschriebenen anwendungstechnischen Vorteile weiter optimieren. So ist es möglich, mit 14 Schaltelementen (5 Orbitalspulen, 5 Halteringspulen, 1 Vollradankerspule, 1 Hohlradankerspule, 1 Sonnenringspule und 1 Orbitalringspule) 243 Schaltzu-stände zu Drehrichtung und Übersetzung zu erzeugen. Diese Schaltzustände können mit Adresse 00 bis F3 über die CPU einer SPS-Steuerung verarbeitet werden.In the case of combined manual transmissions, e.g. as a combination of a 5-stage transmission according to Figure (6) together with the input stage of a transmission according to Figure (7), the application-related advantages described above can be further optimized. This makes it possible to generate 243 switching states for the direction of rotation and transmission ratio using 14 switching elements (5 orbital coils, 5 retaining ring coils, 1 solid gear armature coil, 1 ring gear armature coil, 1 sun ring coil and 1 orbital ring coil). These switching states can be processed with addresses 00 to F3 via the CPU of a PLC control system.

Bei diesen 243 Schaltzuständen bloißt der Schaltzustand 4 der Figur 7 unberücksichtigt, da dieser durch einen analogen Regelkreis beeinflußbar ist.Of these 243 switching states, only switching state 4 of Figure 7 is not taken into account, since it can be influenced by an analog control loop.

Da die Elektromagnetkupplungen reaktionsschnell sind, lassen sich entsprechend gute Regelkreise bzw. Steuerungskreise aufbauen. Die Kupplungen können unmittelbar über Leistungsausgänge von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) angesteuert werden oder im Nutzfahrzeug- bzw. Schlepperbetrieb manuell über handelsübliche Meisterschalter angesteuert werden.Since the electromagnetic clutches react quickly, good control loops can be set up. The clutches can be controlled directly via power outputs of programmable logic controllers (PLCs) or, in commercial vehicle or tractor operation, manually via standard master switches.

Das Wirkungsprinzip von magnetischer Koppelung und mechanischer Entkoppelung der einzelnen Getriebestufen läßt sich, unter weitgehender Beibehaltung der Einzelteile, umkehren. Somit können Schweranlauffunktionen ( Brecherwerke, Zentrifugen, Lüfter) mit geringeren Motorleistungen als bei herkömmlichen Verfahren realisiert werden, da der Leistungsanteil für die Beschleunigung der drehenden Massen vermindert werden kann.The operating principle of magnetic coupling and mechanical decoupling of the individual gear stages can be reversed, while largely retaining the individual parts. This means that heavy-duty starting functions (crusher plants, centrifuges, fans) can be implemented with lower motor power than with conventional methods, since the power share for accelerating the rotating masses can be reduced.

Das Orbitalgetriebe ermöglicht die mittelbare Erfassung des Ausgangsdrehmomentes, woraus eine Optimierung der Antriebsregeltechnik resultieren kann. Diese Optimierung kann insbesondere bei Antriebssystemen genutzt werden, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.The orbital gear enables the indirect detection of the output torque, which can result in an optimization of the drive control technology. This optimization can be used in particular for drive systems that are exposed to environmental influences.

So können bei Rad/Schiene- bzw. Rad/Straße-Systemen witterungsbedingt unterschiedliche Reibwerte auftreten, die zu Anfahrproblemen führen. Mit der Sensorik des Orbitalgetriebes lassen sich entsprechend abgestimmte Regelstrecken aufbauen, die das Anfahrverhalten positiv beeinflußen.For example, wheel/rail or wheel/road systems can experience different friction values depending on the weather, which can lead to starting problems. The sensors in the orbital gear can be used to set up appropriately coordinated control systems that have a positive effect on starting behavior.

Das Orbitalgetriebe kann die Sicherheitsansprüche der Fördertechnik erfüllen, da der Zahneingriff zwischen den Zahnradpaarungen nicht verlassen wird. Die Erhöhung der Abtriebsdrehzahl erfolgt über Elektromagnetkupplungen. Bei Störungen in diesem Bereich würden keine sicherheitsrelevanten Probleme auftreten, sondern lediglich eine Abtriebsdrehzahlverminderung erfolgen.The orbital gear can meet the safety requirements of conveyor technology because the meshing between the gear pairs is not abandoned. The output speed is increased via electromagnetic clutches. In the event of malfunctions in this area, no safety-related problems would arise, but rather only a reduction in the output speed.

Da die Schaltvorgänge im Getriebe nicht durch das Verschieben von Zahneingriffen hervorgerufen werden, sind bei Schaltstörungen keine Schaden an den Verzahnungsteilen zu erwarten.Since the gear shifting processes in the transmission are not caused by the shifting of tooth meshes, no damage to the gear components is to be expected in the event of gear shifting faults.

• Komplizierte Nachjustagearbeiten, die bei zur Zeit üblichen komplexen Beschaltun-• Complicated readjustment work, which is not possible with the currently common complex wiring

gen durch den natürlichen Teileverschleiß erforderlich sind, entfallen bei Orbitalgetrieben. Die Wartung wird wesentlich vereinfacht und entsprechend kostengünstiger.The maintenance required due to natural wear and tear on parts is eliminated with orbital gears. Maintenance is made much easier and therefore more cost-effective.

• Die logischen Verküpfungen der Schaltfolgen können in einem Karnaugh-Diagramm dargestellt, optimiert und unmittelbar in die Logik von Funktionsablauf-, Kontakt oder Strom lauf planen integriert werden. Es ergibt sich eine durchlässige Schnittstelle zwischen Mechanik und Elektrotechnik (Stichwort: "Mechatronik").• The logical connections of the switching sequences can be represented in a Karnaugh diagram, optimized and integrated directly into the logic of functional sequence, contact or circuit diagrams. This results in a permeable interface between mechanics and electrical engineering (keyword: "mechatronics").

Claims (1)

SchutzansprücheProtection claims (1) Getriebe zur Änderung der Drehzahl der abtreibenden Welle gegenüber der Drehzahl der antreibenden Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsteile sowie der erforderliche Zwischenträger, bestehend aus mindestens 1 Sonnenrad (1.1), mindestens 1 Planetenradträger(2.3.1) mit mindestens 1 PIanetenradachse (2.3.2) mit mindestens 1 Grundplanetenrad (1.2) und mindestens 1 innenverzahntes Hohlrad (Orbitalrad 1.5), die diese Drehzahländerung bewirken, auf einer gemeinsamen, relativ zum Tragwerk feststehenden, vorwiegend zentralen, Achse (2.1) angeordnet sind. (1 ) Gearbox for changing the speed of the output shaft compared to the speed of the driving shaft, characterized in that the toothed parts and the required intermediate carrier, consisting of at least 1 sun gear (1.1), at least 1 planet gear carrier (2.3.1) with at least 1 planet gear axis (2.3.2) with at least 1 base planet gear (1.2) and at least 1 internally toothed ring gear (orbital gear 1.5), which bring about this change in speed, are arranged on a common, predominantly central, axis (2.1) which is fixed relative to the supporting structure. (2) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens 1 Planetenradträger (2.3.1) mindestens 2 Planetenräder (1.2 /1.3) sich miteinander im Zahneingriff befinden.(2) Transmission according to claim (1), characterized in that at least 2 planetary gears (1.2 / 1.3) are in meshing engagement with one another on at least 1 planetary gear carrier (2.3.1). (3) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 1 Orbitalrad (1.5) mit mindestens 1 Planetenradträger (2.3.1) gekuppelt werden kann, so daß der Planetenradträger mit der Drehzahl des Orbitalrades um die Achse (2.1) dreht, wobei die Entkuppelung von Planetenradträger und Orbitalrad über eine Kraft erfolgt, die der kuppelnden Kraft entgegenwirkt.(3) Gearbox according to claim (1), characterized in that at least 1 orbital wheel (1.5) can be coupled to at least 1 planetary gear carrier (2.3.1), so that the planetary gear carrier rotates about the axis (2.1) at the speed of the orbital wheel, the decoupling of the planetary gear carrier and orbital wheel taking place via a force that counteracts the coupling force. (4) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 1 Orbitalrad (1.5) von mindestens 1 Planetenträger (2.3.1) mit einer Kraft entkuppelt werden kann, so daß eine Änderung der Drehzahl zwischen mindestens 1 Sonnenrad (1.1) und mindestens 1 Orbitalrad (1.5) der nächsten Stufe erfolgt wobei die Kuppelung von Planetenträger und Orbitalrad mit einer, der entkuppelnden Kraft entgegenwirkenden, Kraft erfolgt.(4) Gearbox according to claim (1), characterized in that at least 1 orbital wheel (1.5) can be uncoupled from at least 1 planet carrier (2.3.1) with a force, so that a change in the speed occurs between at least 1 sun wheel (1.1) and at least 1 orbital wheel (1.5) of the next stage, whereby the coupling of planet carrier and orbital wheel occurs with a force counteracting the uncoupling force. (5) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenradträgernabe (3.2) wahlweise mit der Achse (2.1) verbunden, frei um die Achse laufen oder mit dem Orbitalrad (1.5) verbunden um die Achse laufen kann.(5) Gearbox according to claim (1), characterized in that the planetary gear carrier hub (3.2) can optionally be connected to the axle (2.1), can run freely around the axle or can run around the axle connected to the orbital gear (1.5). (6) Getriebe nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der um die Achse (2.1) laufenden Planetenradträgemabe (3.2) elektrotechnisch beeinflußt werden kann.(6) Gearbox according to claim (5), characterized in that the speed of the planetary gear carrier (3.2) rotating around the axis (2.1) can be influenced electrotechnically. (7) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß in einer Getriebestufe mindestens 1 Zahnrad mit einem innenverzahnten Orbitalrad und zugleich mindestens 1 Zahnrad mit einem außenverzahnten Sonnenrad miteinander verbunden sind, wobei mindestens 1 Orbitalrad und mindestens 1 Sonnenrad durch eine Kraft mit einem im Kraftfluß liegenden drehbaren oder mit einem gehäusefesten Reaktionsteil so verbunden sind, daß dadurch die Drehbewegung des Zahnrades oder der Zahnräder blockiert ist (Brems- und Sperrfunktion).(7) Gearbox according to claim (1), characterized in that in a gear stage at least 1 gearwheel with an internally toothed orbital wheel and at the same time at least 1 gearwheel with an externally toothed sun wheel are connected to one another, wherein at least 1 orbital wheel and at least 1 sun wheel are connected by a force to a rotatable reaction part lying in the power flow or to a housing-fixed reaction part in such a way that the rotary movement of the gearwheel or gearwheels is blocked (braking and locking function). (8) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß in einer Getriebestufe mindestens 1 Zahnrad mit einem innenverzahnten Orbitalrad und zugleich mindestens 1 Zahnrad mit einem außenverzahnten Sonnenrad miteinander verbunden sind, wobei mindestens 1 Orbitalrad oder mindestens 1 Sonnenrad durch eine Kraft mit einem im Kraftfluß liegenden drehbaren oder mit einem gehäusefesten Reaktionsteil so verbunden sind, daß dadurch die Drehrichtung eines drehbaren Reaktionsteils verändert werden kann. (Drehrichtungswahl)(8) Gearbox according to claim (1), characterized in that in a gear stage at least 1 gearwheel with an internally toothed orbital wheel and at the same time at least 1 gearwheel with an externally toothed sun wheel are connected to one another, wherein at least 1 orbital wheel or at least 1 sun wheel is connected by a force to a rotatable reaction part lying in the power flow or to a housing-fixed reaction part in such a way that the direction of rotation of a rotatable reaction part can be changed. (Selection of direction of rotation) (9) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß in einer Getriebestufe mindestens 1 Zahnrad mit einem innenverzahnten Orbitalrad und zugleich mindestens 1 Zahnrad mit einem außenverzahnten Sonnenrad miteinander verbunden sind, wobei mindestens 1 Orbitalrad und mindestens 1 Sonnenrad durch eine Kraft mit einem im Kraftfluß liegenden drehbaren oder mit einem gehäusefesten Reaktionsteil gelöst sind, daß dadurch die Drehbewegung der Antriebs- oder Abtriebswelle frei erfolgen kann (Freilauf).(9) Gearbox according to claim (1), characterized in that in a gear stage at least 1 gear wheel with an internally toothed orbital wheel and at the same time at least 1 gear wheel with an externally toothed sun wheel are connected to one another, wherein at least 1 orbital wheel and at least 1 sun wheel are released by a force with a rotatable reaction part lying in the power flow or with a housing-fixed reaction part, so that the rotary movement of the drive or output shaft can take place freely (freewheel). (10) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß zu der Antriebswelle und der Abtriebswelle noch mindestens 1 weitere antreibende oder abtreibende Welle zur Leistungsverzweigung aus dem Getriebegehäuse oder den Lagerschildern herausgeführt ist.(10) Gearbox according to claim (1), characterized in that in addition to the drive shaft and the output shaft, at least one further driving or output shaft is led out of the gear housing or the bearing plates for power distribution. (11) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß in einer Stufe der Planetenradträger mit der Achse mechanisch so verbunden ist, daß die, durch die Drehbewegung der Planetenräder hervorgerufene, Reaktionskraft durch mindestens 1 Sensor erfaßt werden kann(11) Transmission according to claim (1), characterized in that in one stage the planet gear carrier is mechanically connected to the axle in such a way that the reaction force caused by the rotary movement of the planet gears can be detected by at least 1 sensor • > • ·• > • · (12) Getriebe nach Anspruch (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Reaktionskraft durch mindestens 2 Sensoren erfaßt und voneinander unterschieden werden kann.(12) Transmission according to claim (11), characterized in that the direction of the reaction force can be detected by at least 2 sensors and can be differentiated from one another. (13) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens 1 Stufe die Drehzahl eines umlaufenden Teils einer Stufe durch einen Sensor erfaßt wird.(13) Transmission according to claim (1), characterized in that in at least 1 stage the speed of a rotating part of a stage is detected by a sensor. (14) Getriebe nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralachse oder das Getriebegehäuse als Trägerachse für weitere Anwendungen der Antriebstechnik oder für Anwendungen zur Energieerzeugung genutzt wird.(14) Gearbox according to claim (1), characterized in that the central axis or the gear housing is used as a carrier axis for further drive technology applications or for energy generation applications.
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