DE3225950A1

DE3225950A1 - Umlaufgetriebe

Info

Publication number: DE3225950A1
Application number: DE19823225950
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Foitzik
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1982-07-10
Filing date: 1982-07-10
Publication date: 1984-01-12

Description

Umlaufgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Umlaufgetriebe, bestehend aus zwei gleichachsigen Mittelrädern und zwei miteinander starr verbundenen, an einem Steg drehbar gelagerten Planetenrädern, die mit den Stirnrädern in Eingriff sind, wobei Steg oder Mittelrad Antriebs- oder Abtriebsfunktion aufweist oder feststehend ist.
Ein solches Getriebe ist aus der Literaturstelle "HÜTTE"-Maschinenbau Teil A S. 275 ff bekannt. Ein Umlauf- oder Planetengetriebe findet besonders dort Verwendung, wo es auf hohe Ubersetzungsverhältnisse, also beispielsweise bei Stellantrieben oder Steuerungen, ankommt. Durch das Vermeiden einer hohen Reibung zwischen den ineinandergreifenden Zähnen von Mittelrädern und Planetenräderpaar entsteht jedoch ein gewisses Spiel zwischen Antriebs- und Abtriebswelle, so daß präzise Stellantriebe nicht bzw. nur mit hohem Aufwand an Herstellungsgenauigkeit verwirklicht werden könnten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Umlaufgetriebe zu schaffen, das mit geringem Aufwand an Fertigungskosten eine spielfreie Übertragung von Drehbewegungen gestattet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein weiteres Planetenräderpaar mit den Stirnrädern in Eingriff ist und gleichfalls mit dem Steg verbunden ist und der Achsabstand der Planetenräderpaare so gewählt ist, daß eine spielfreie Übertragung des Drehwinkels von Antriebs- zu Abtriebsseite hergestellt wird.
Unrundheiten der Zahnräder oder auch Teilungsfehler können in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dadurch unwirksam gemacht werden, daß das weitere Planetenräderpaar elastisch, also beispielsweise mittels einer Feder, mit dem Steg verbunden ist oder federnd daran gelagert ist, so daß ein Verklemmen der Zähne wirksam vermieden wird.
Weiterhin ist auch denkbar, die Zahnräder des weiteren Planetenräderpaares derart zu verbinden, daß die Zähne nicht deckungsgleich, sondern um einen bestimmten Teil einer Zahnteilung versetzt angeordnet sind und damit ebenfalls das Zahnspiel eliminiert wird. Die gleiche Wirkung ist auch in der Weise zu erzielen, daß die Zahnräder beweglich miteinander verbunden sind und mit einer Spiral-Feder gegenseitig verspannt werden.
Zur Verwirklichung eines hochpräzisen Stellantriebs kann weiterbildungsgemäß ein Schrittmotor mit hoher Winkelauflösung als Antriebsmotor Verwendung finden. In Verbindung mit dem spielfreien Planetengetriebe ist eine Winkelauflösung möglich, die bis in den Bereich von Winkel sekunden reicht und beispielsweise für die Ausrichtung von Antennen, fotographischen Aufnahmegeräten oder sonstigen, genau zu positionierenden Elementen eines Satelliten, geeignet ist.
Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein Umlaufgetriebe in Draufsichtdarstellung, Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Umlaufgetriebes mit angeflanschtem Motor.
Das Umlaufgetriebe, wie in den Figuren dargestellt, enthält ein festes, beispielsweise mit einem Gehäuse über die Achse 3 verbundenes erstes Mittelrad 2 und ein weiteres Mi ttel rad 1.
Dieses ist drehbar auf der Achse 3 gelagert; über den Ansatz 4 können anzutreibende Teile angekuppelt werden. Ein Antriebsmotor 5, hier dargestellt als Schrittmotor in Pancake-Bauweise, treibt über eine Hohlwelle 6 einen Steg 7 an.
In Fig. 1 ist zur besseren Darstellung des Getriebes der Schrittmotor weggelassen. An dem Steg 7 ist ein erstes Planetenräderpaar 8 drehbar gelagert, wobei die Planetenräder starr miteinander verbunden sind. Ein weiteres Planetenräderpaar, welches im Aufbau dem ersten Planetenräderpaar 8 entspricht, ist über ein Gelenkteil 10 drehbar an dem Steg 7 befestigt und wird mit einer Druckfeder 11 in Spreizstellung zum Planetenräderpaar 8 gehalten. Die Federkraft und die Federlänge wird dabei so eingestellt, daß das Planetenräderpaar 9 in einem Bereich der Mittelräder 1, 2 in Eingriff ist, in welchem deren Zähne nicht deckungsgleich übereinander liegen, sondern um einen Bruchteil einer Zahnteilung versetzt sind. Dieser Versatz führt dazu, daß die deckungsgleich übereinanderliegenden Zahnräder des Planetenräderpaares 9 das Zahnspiel zwischen Planetenräderpaar 8 und den beiden Mittelrädern eliminiert. Die Druckfeder 11 hat dabei die Aufgabe, ein Blockieren des Getriebes bei evtl. vorhandenen Teilungsfehlern oder Unrundheiten zu ver- meiden. Außerdem führt hierbei eine Abnutzung der Zahnflanken nicht zum Auftreten eines Zahnspiels, da die Feder eine kontinuierliche Nachstellung des spielkompensierenden Räderpaares 9 bewirkt.
Die Übersetzung der Anordnung berechnet sich nach der Beziehung wobei n an die Antriebszahl und nab die Abtriebszahl und Z3 die Zähnezahl des Mi ttel rades 1, Z1 die Zähnezahl des Mittelrades 2, Z2' die Zähnezahl des Planetenrades 12 und Z2 die Zähnezahl des Planetenrades 13 darstellt.
Beträgt beispielsweise die Zahndifferenz der Mittelräder 1 Zahn bei einer Zähnezahl von 200 und ist die Zähnezahl der Planetenräder eines Paares gleich, dann ergibt sich eine Übersetzung nan/nab von 200/1 bzw. 201/1 je nach Anordnung der Mi ttel räder. In Verbindung mit einem Schrittmotor, wie er aus der DE-OS 30 18 738 bekannt ist - dieser weist einen Schrittwinkel von 10' auf -, ergibt sich bei dem obengenannten Beispiel eine Schrittweite von 3", die eine präzise Einstellung hochgenauer Stellantriebe ermöglicht.
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Claims

Ansprüche 1. Umlaufgetriebe, bestehend aus zwei gleichachsigen Mittelrädern und zwei miteinander starr verbundenen, an einem Steg drehbar gelagerten Planetenrädern, die mit den Stirnrädern in Eingriff sind, wobei Steg oder ein Mitteil rad Antriebs- oder Abtriebsfunktion aufweist oder feststehend ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Planetenräderpaar mit den Stirnrädern in Eingriff ist und gleichfalls mit dem Steg verbunden ist und der Achsabstand der Planetenräderpaare so gewählt ist, daß eine spiel freie Übertragung des Drehwinkels von Antriebs- zu Abtriebsseite hergestellt wird.
2. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Planetenräderpaar mit dem Steg elastisch verbunden ist.
3. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnteilung des weiteren Planetenräderpaares und/oder des ersten Planetenräderpaares versetzt angeordnet ist.
4. Umlaufgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Planetenräderpaare zur Erhöhung der Übertragungsmomente vorgehen sind.
5. Umlaufgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem der mehreren Planetenräderpaare ein weiteres Planetenräderpaar zugeordnet ist.
6. Umlaufgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrittmotor mit hoher Winkelauflösung als Antrieb vorgesehen ist, wobei der Steg Antriebsfunktion und ein Mittelrad Abtriebsfunktion aufweist.
7. Umlaufgetriebe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Anwendung in einem Positionierantrieb mit hoher Winkelauflösung zur Ausrichtung von Antennen oder Sensoren eines Satelliten.