DE3215923C2

DE3215923C2 -

Info

Publication number: DE3215923C2
Application number: DE3215923A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 7930 Ehingen De Sinn; Hermann 7932 Munderkingen De Breymaier; Guenter 7950 Biberach De Mutschler
Original assignee: Neuweg Fertigung fur Praezisionstechnik 7932 Munderkingen De GmbH
Current assignee: Planetroll GmbH and Co KG
Priority date: 1982-04-29
Filing date: 1982-04-29
Publication date: 1990-10-11
Also published as: GB8311773D0; DE3215923A1; US4593574A; GB2119041A; GB2119041B

Description

Bekannt ist ein Kugelplanetengetriebe nach DE 21 36 243. Dort wird eine Anpreßvorrichtung der in der Überschrift genannten Art behandelt, mit in einem nicht umlaufenden Gehäuse axial gegeneinander verschieblichen Laufringen zur Aufnahme von Planetenkugeln, einer ersten Welle, auf der die zwei mit inneren Laufflächen versehenen Laufringe angeordnet sind, einer zweiten Welle, mit welcher der eine Laufring mit einer äußeren Lauffläche verbunden ist, einer Einstellvorrichtung der Getriebeunter setzung, die mit dem anderen, nicht umlaufenden Laufring mit äußerer Lauffläche zu seiner axialen Einstellung zusammenwirkt, und wobei die Anpreßvorrichtung den einen, mit innerer Lauffläche versehenen Laufring mit der ersten Welle kuppelt, mit welcher der andere mit innerer Lauffläche versehene Laufring drehfest verbunden ist, und wobei weiter die Anpreßvor richtung eine mit der ersten Welle drehfest verbundene Druckscheibe umfaßt, die ihrerseits über Wälzkörper mit einer Lauffläche auf der Stirnseite des auf der ersten Welle drehbaren und axial verschiebbaren Laufringes zusammen wirkt. Als Druckscheibe wird bei der bekannten Vorrichtung ein axialer Nocken ring zur Erzeugung der Anpreßkräfte verwendet.

Der Nachteil der dort gezeigten Vorrichtung besteht darin, daß der Steigungs winkel der Nocken gegenüber der Planebene kleiner sein muß, als der Reibungs winkel zwischen Laufring und Wälzkörper. Andererseits wird der Steigungs winkel der Nocken nach unten durch die maximal zulässigen Axialkräfte be grenzt. Da der Reibungswinkel sowohl von den verwendeten Materialien der Funktionselemente und deren Oberflächenzustand, als auch von dem verwendeten Schmiermittel bestimmt wird, ist die Vorrichtung nicht eindeutig funktionssicher. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei Drehmomentstößen, wie sie beim Anfahren unter Vollast oder beim Antrieb von oszillierenden Massen entstehen, die Wälzkörper Vertiefungen in den Nockenbahnen erzeugen. Es genügen sehr geringe lokale plastische Verformungen, um die Vorrichtung unwirksam zu machen.

Die Erfindung hat die Aufgabe die vorgenannten Nachteile der bekannten Anpreßvorrichtung zu beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung die Wälzkörper zwischen dem Laufring und der Druckscheibe auf spiralförmigen (d. h. mit sich verändernde Radien aufweisenden und ggf. zusätzlich dreidimensional in axialer Richtung sich erstreckenden) Laufbahnen geführt werden. Dies bedeutet, daß die vom Drehmoment rückwirkende Kraft durch zwei oder mehr Wälzkörper über vorwiegend kegelige Flächen in Axialkraft umgewandelt wird, wobei eine der Flächen im Grenzfall auch plan sein kann. Die Laufbahnen sind dabei so ausgebildet, daß die Wälzkörper eindeutige Rollbewegungen ausführen. Vorzugsweise werden die Wälzkörper entsprechend dem Anspruch 2 durch radiale Führungsleisten und/oder durch Abstandshalter geführt.

Vorteilhaft ist außerdem entsprechend Anspruch 3, daß zwischen der Druck scheibe 13 und dem Anschlag 20 eine Druckfeder angeordnet wird. Damit wird erreicht, daß die Elemente der Anpreßvorrichtung, d. h. die Druck scheibe 13, die Wälzkörper 18, der Laufring 10 auch bei kleinen positiven oder negativen Drehmomenten ständig unter Kraftanschluß stehen.

Dies unterscheidet sich gegenüber der Anpreßvorrichtung nach DE-OS 21 36 243 wesentlich, als die dort gezeigte Anpreßvorrichtung bei kleinen Drehmomenten zu Rüttel schwingungen neigt, da die Funktionselemente in diesen Betriebszuständen den Kraftschluß verlieren.

Anhand der schematisch gehaltenen Zeichnung sei die Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Kugelplanetengetriebe mit Anpreßvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, wobei beispielsweise kegelförmige Wälzkörper verwendet werden,

Fig. 2 eine Kontur-Darstellung der zur Anpreßvorrichtung ge hörigen Druckscheibe einschließlich der damit zusammen arbeitenden kegeligen Wälzkörper und deren spiralförmigen Laufbahnen,

Fig. 3 ein Kugelplanetengetriebe mit Anpreßvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, wobei beispielsweise Kugeln verwendet werden,

Fig. 4 eine Kontur-Darstellung der zur Anpreßvorrichtung ge hörenden Druckscheibe einschließlich der damit zusammen arbeitenden Kugeln und deren spiralförmigen Laufbahnen.

Das dargestellte Getriebe weist ein Gehäuse 1 auf, dessen Hauptbestandteil ein im wesentlichen zylindrischer Gehäusemantel 2 sowie zwei Gehäuse deckel 3 und 4 sind. In dem in Fig. 1 und 3 linken Gehäusedeckel 3, ist eine Antriebswelle 5 gelagert und in dem rechten Gehäusedeckel 4 eine Ab triebswelle 6; diese beiden Wellen haben eine gemeinsame geometrische Achse, die Hauptachse 7 des Getriebes.

Auf der Antriebswelle 5 ist über eine Hülse 5′ axial verschiebbar und frei drehbar ein Laufring 10 gelagert. Von den einander im wesentlichen axial gegenüberliegenden Flächen eines dreh- und verschiebfesten Antriebslauf ringes 9 und des Laufringes 10 ist eine kegelig und eine konkav ausgebildet, auf der Übertragungskugeln 11 laufen. Die Übertragungskugeln 11 sind durch einen ebenfalls auf der Welle 5 angeordneten Abstandshalter 12 in gleichmäßigen Winkelabständen gehalten. An dem vom Antriebslaufring 9 entfernten Ende der Welle 5 ist eine Druckscheibe 13 drehfest befestigt, welche Bestandteil der noch näher zu beschreibenden Anpreßvorrichtung ist.

Im Gehäuse 1 ist weiter ein Abtriebslaufring 17 gelagert, in dem das innere Ende der Antriebswelle 5 gelagert ist. Der Abtriebslaufring 17 ist mit der Abtriebswelle 6 verbunden. Er ist topfförmig ausgebildet, umschließt die Druckscheibe 13 und den Laufring 10 und weist im wesentlichen radial außer halb der Kugelbahn des Laufringes 10 ebenfalls eine Kugelbahn für die Über tragungskugeln 11 auf. Dem Abtriebslaufring 17 axial gegenüber ist ein Ver stellführungsring 19 angeordnet, der im wesentlichen radial außerhalb der Kugelbahn des Antriebslaufringes eine weitere Kugelbahn für die Übertragungs kugeln 11 aufweist.

Die Anpreßvorrichtung gemäß der Erfindung kuppelt über die Druckscheibe 13 und Wälzkörper 18 den zusätzlich mit einer Stirnlauffläche versehenen Lauf ring 10 mit der Welle 5. Die Wälzkörper 18 können kegelige, kugelige oder ballige Form haben. Sie werden vorzugsweise durch Führungsleisten 13′ geführt. Die Wälzkörper bewegen sich durch natürliches Abrollen auf vor bestimmbaren spiralförmigen Bahnen, wenn sich bei Belastungsänderungen Relativbewegungen zwischen dem Laufring 10 und der Druckscheibe 13 ergeben. An der dem Laufring 10 abgekehrten Stirnseite der Druckscheibe 13 greift eine Druckfeder 21 an, die sich ihrerseits mit ihrem anderen Ende an einem mit der Hülse 5′ verbundenen Anschlag 20 abstützt.

Claims

1. Drehmomentabhängige Anpreßvorrichtung für ein stufenlos einstellbares Kugelplanetengetriebe mit einem nicht umlaufenden Gehäuse, mindestens vier, axial gegeneinander verschieblichen Laufringen zur Aufnahme von Planetenkugeln, einer ersten Welle, auf der zwei Laufringe angeordnet sind, welche die Planetenkugeln mit einander zugewandten Lauf flächen von innen abstützen, einer zweiten Welle mit welcher ein dritter Laufring verbunden ist, der an den Planetenkugeln von außen anliegt, einer Einstellvorrichtung der Getriebe untersetzung, die mit einem vierten, nicht umlaufenden, dem dritten Ring gegenüberliegenden, und an den Planetenkugeln ebenfalls von außen anliegenden Laufring zu einer axialen Einstellung zusammenwirkt, und wobei die Anpreßvorrichtung den einen der beiden erstgenannten, lose auf der ersten Welle sitzenden Laufring mit der ersten Welle kuppelt, mit welcher der andere der beiden erstgenannten Laufringe drehfest ver bunden ist und wobei weiter die Anpreßvorrichtung eine mit der ersten Welle drehfest verbundene Druckscheibe umfaßt, die ihrerseits über Wälzkörper mit einer Lauffläche des auf der ersten Welle losen und axial verschiebbaren Laufringes zu sammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (18) zwischen dem Laufring (10) und der Druckscheibe (13) auf spiralförmigen Laufbahnen geführt werden.

2. Anpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (18) durch Führungsleisten (13′) geführt werden, welche in vorwiegend radialer Richtung außen oder innen liegend an den vorbestimmbaren Laufbahnen der Wälzkörper (18) angebracht sind.

3. Anpreßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (21) an der dem Laufring (10) abgekehrten Stirnseite der Druckscheibe (13) angreift, die sich mit ihrem anderen Ende an einem Anschlag (20) abstützt.

4. Anpreßvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenringe (9, 10) auf einer Hülse (5′) angeordnet sind, die axial verschieblich aber drehfest mit der Welle (5) verbunden ist.