DE3306998A1 - Reduktionsgetriebe - Google Patents
ReduktionsgetriebeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H13/00—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
- F16H13/06—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members with members having orbital motion
- F16H13/08—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members with members having orbital motion with balls or with rollers acting in a similar manner
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Description
Reduktionsgetriebe
Die Erfindung bezieht sich auf Reduktionsgetriebe/ die als
Antrieb eines Massagegeräts des Masseurs, als Motor oder Getriebe für ein Fahrzeug, als Kupplung für einen Elektroantrieb,
als Untersetzung für Getriebe, insbesondere als Untersetzungsgetriebe mit großem Untersetzungsverhältnis
eingesetzt werden.
Bei den meisten Reduktionsgetrieben werden Zahnräder verwendet, besonders wenn ein großes Untersetzungsverhältnis
ohne Mehrstufenuntersetzung gefordert wird; Schneckengetriebe, Planetengetriebe oder harmonische Gangwechsel werden für
Spezialzwecke benutzt. Zahnradgetriebe verursachen aber starke Geräusche und sind wegen Einschränkungen hinsichtlich
der Zahnform in ihrem Untersetzungsverhältnis beschränkt, wes halb es schwierig oder unmöglich ist, ein gefordertes Untersetzungsverhältnis
zu erhalten, und außerdem ist auch der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung alles andere als gut.
Eine Rollübersetzungs-Reduktion (Reibantrieb oder Zugantrieb)
mit Rollen oder Kugeln, die weniger Geräusch verursachen oder Planetenradsysteme sind in großem Umfang verwendet worden;
derartige Getriebe sind beispielsweise in der US-Patentschrift Re Nr. 26 978 beschrieben.
Der Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus nach der US-Patentschrift
Re Nr. 26 978 hat aber folgende Nachteile:
1.) der rollende Teil von Kugeln in den Kontaktflächen zwischi
Kugeln und innerem und äußerem Laufring ist kleiner (wege]
der punktförraigen Berührung), so daß der zulässige Kontaktdruck
gering und ein Übertragungsdrehmoment niedrig ist.
2.) Zwischen den Kugeln und dem inneren und dem äußeren Laufring bestehen unterschiedliche SchlupfVerhältnisse/ so
daß hohe Drehmomentverluste und starke Reibungsverluste auftreten. Mit anderen Worten: Oa der Krümmungsradius
der Kugeln kleiner ist als der Krümmungsradius des inneren und des äußeren Laufrings, können die Kugeln in den
Laufringen axial auswandern, so daß einige Kugeln das
Zentrum eines Laufringes, andere aber die seitlichen Flanken der Laufringfläche berühren. Da die Umfangsgeschwindigkeit
in der Laufringmitte sich von derjenigen an den Laufringflanken unterscheidet, entsteht Schlupf.
3.) Das niedrige übertragungsdrehmoment begrenzt das Verlangsamung-Beschleunigungs-Verhältnis
noch stärker auf nur etwa 1 : 10.
Angesichts der angeführten Nachteile hat die Erfindung sich die Aufgabe gestellt, ein kleinbauendes Reduktionsgetriebe
mit hohem üntersetzungsverhältnis zu entwickeln, das nur geringe Geräuschentwicklung hat, kleines Spiel und einen
hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung.
Nach der Erfindung werden Rollen in einem Planetensystem verwendet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Planetenrollen
aus ersten und zweiten Planetenrollen bestehen, die sich auf einer gemeinsamen Achse als einheitliches Bauteil
drehen und umwälzen und unterschiedlichen Durchmesser haben, so daß zwei Ausgangsringe, in die jede Planetenrolle einbeschrieben
ist, un d jede Planetenrolle in Druckberührung miteinander gebracht werden, und daß eine Planetenrolle und
eine Antriebswelle in Druckberührung miteinander gebracht
werden, wodurch einer der Ausgangsringe seine Drehung unterbricht/
um durch den anderen Ausgangsring den Ausgang eines größeren Untersetzungsverhältnisses zu erhalten, das durch
die Differentialbewegung verursacht ist.
Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele des Reduktionsgetriebes
anhand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von dem Erfindungsgegenstand,
wobei einzelne Flächen im Schnitt gezeichnet sind;
Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch die Ausführung?form
der Erfindung nach Fig. 1;
Flg. 3 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der Fig. 1; Fig. 4a und 4b Teilschnitte durch den gleichen Gegenstand;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Arbeitsweise;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7a und 7b Teilschnitte durch den Gegenstand der Fig. 6;
Fig. 8 ein Diagramm mit der Kennlinie für den Wirkungsgrad der Leistungsübertragung;
Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine nochmals abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 eine Seitenansicht des Gegenstands der Fig. 9 von
rechts bei abgenommenem Gehäuse;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des teilweise aufgeschnittenen
Gegenstands der Fig. 9 bei abgenommenem Gehäuse.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Darin ist mit 1 eine als Sonnenrolle arbeitende
Antriebswelle bezeichnet/ um die herum eine Mehrzahl von Planetenrollen 3 in gleichmäßigem gegenseitigen Abstand angeordnet
sind; jede Rolle 3 wird an ihren beiden axialen Enden in Radialnuten 21 aufgenommen/ die in einem Träger 2 vorgesehen
sind/ der sich gegenüber der Antriebswelle 1 frei zu drehen vermag. Zu den Planetenrollen 3 gehören Planetenrollen
32 und 34 und eine von diesen im Durchmesser verschiedene Planetenrolle 33; die Planetenrollen bilden ein einheitliches/
koaxiales Bauteil/ wobei die beiden Planetenrollen 32 und 34 mit gleichem Durchmesser an den beiden Axialenden der Antriebswelle
1 angeordnet sind, während die Planetenrolle 33 zwischen die Rollen 32 und 34 eingeschaltet ist. Am äußeren Umfang der
Planetenrollen 32 befindet sich ein Ausgangsring 4, der koaxial zu der Antriebswelle 1 ist, und am äußeren Umfang der Planetenrolle
33 befindet sich ein Ausgangsring 5/ dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Ausgangsringes 4. Ausgangsverbindungsringe
6 bzw. 7 tragen außen jeweils eine Verzahnung und liegen an dem äußeren Umfang der Ringe 4 bzw. 5
an/ wobei die Ausgangsverbindungsringe 6 und 7 mit den axialen
Enden auf scheibenförmige Bedienungselemente 8 geschraubt sind, die die Planetenrollen 3 an deren axialen Enden verdecken.
Im vorliegenden Falle sind die Ausgangsringe 4 und 5 jeweils aus im Querschnitt U-förmigen Federn gebildet/ wobei im Querschnitt
die Öffnung des U größer ist als sein unterer Steg; sie sind eingesetzt in Nuten/ die zwischen den Bedienungselementen 8 und den Ausgangsverbindungsringen 6 und 7 ausgebildet
sind/ so daß die Bedienungselemente 8 aufgeschraubt
werden und dabei die Ringe 4 und 5 in axialer Richtung zusammendrücken können, wodurch der Innendurchmesser dieser
Ringe verkleinert wird. Daher gelangt der Ausgangsring 4 in Druckberührung mit der Planetenrolle 32, so daß die
Planetenrollen 32 und 34 in Druckberührung mit der Antriebswelle 1 geraten, während der Ausgangsring 5 in Druckberührung
mit der Planetenrolle 33 gelangt. In diesem Falle ist der Berührungsdruck P, der proportional einer Axialversetzung
der zugehörigen Ausgangsringe 4 und 5 ist und von einer Axialverschiebung des zugehörigen Bedienungselements
8 hervorgerufen wird, leicht einstellbar, so daß er entsprechend dem zulässigen Ausgangsdrehmoment bestimmbar ist.
Da die in ihrem Durchmesser übereinstimmenden Planetenrollen 32 und 34 einen größeren Durchmesser aufweisen als die Planetenrolle
33 und axial zu beiden Seiten der Planetenrolle 3: angeordnet sind und in Druckberührung mit der Antriebswelle
1 kommen, bleiben die Achsen der Planetenrollen 3 und der Antriebswelle 1 zueinander parallel, so daß ein Kippen der
einzelnen Planetenrollen 3 vermieden und eine ruhige Drehbewegung hervorgebracht wird. Außerdem wird das Reduktionsgetriebe als Ganzes an einem Ausleger drehbar angeordnet
oder axial beiderseits gelagert, wie in Fig. 3 dargestellt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstands, bei der zwischen der Antriebswelle
1 und den Planetenrollen 3 eine Druckberührungseinrichtung vorgesehen ist, die den Berührungsdruck P zwischen der Antrie
welle 1 und den Planetenrollen 32, den Planetenrollen 32 und dem Ausgangsring 4 und den Planetenrollen 33 und dem Ausgangs
ring 5 ausübt. Die Druckberührungseinrichtung besteht aus einer Mehrzahl von Keilringpaaren 9 und 10, die mit ihren
Schrägflächen übereinandergreifend und axial nebeneinander angeordnet sind und zwischen den Planetenrollen 3 und dem
äußeren Umfang der Antriebswelle 1 befestigt ist, so daß
jedes auf der Hohlwelle 11 durch Schrauben verschiebbare Bedienungselement 8 einen Axialdruck auf die Druckberührungselemente
aus Keilringen 9 und 10 über einen Kragen 12 ausübt; dabei wird der Durchmesser an jedem Druckberührungselement
vergrößert, so daß der Berührungsdruck P erzeugt werden kann. Gegenüber der oben beschriebenen Ausführungsform mit den Ausgangsringen 4 und 5 als Druckberührungselementen
sind bei dieser Ausführung nach Fig. 6 die Ausgangsringe 4 und 5 mit den Ausgangsverbindungsringen 6 und 7 zu
jeweils einheitlichen Bauteilen zusammengefaßt.
Bei dem erfindungsgemäßen Reduziergetriebe wird nun einer der beiden Ausgangsringe 4 und 5 festgehalten, so daß er
sich nicht drehen kann, wodurch der andere die Drehung in dem größeren Reduktionsgetriebeverhältnis abgeben kann, was
der Differentialausgang ist. Dieser Punkt wird anschließend anhand der Fig. 5 erläutert. Die Antriebswelle 1 hat danach
den Durchmesser Dw die Planetenrolle 32 den Durchmesser D2/
die Planetenrolle 33 den Durchmesser D,, der Ausgangsring 4 den Innendurchmesser Ό,, der Ausgangsring 5 den Innendurchmesser
D5, und eine bestimmte Gerade X, die durch die Mitte der Antriebswelle 1 verläuft, wird als absolute Achse betrachtet.
Für den Fall der Planetenrolle 3: Die Planetenrollen 32 und 33 werden mit ihrer Mitte O3 auf die absolute Achse X
gesetzt, und sie berühren in einem Punkt A den äußeren Umfang der Antriebswelle 1, und die Antriebswelle 1 dreht sich um
einen Winkel Θ.., so daß die eine Planetenrolle 3 sich in
die in der Zeichnung gestrichelt angegebene Stellung bewegt, mit anderen Worten: die Mitte O3 bewegt sich an einen Punkt
O3 1 und der Punkt A bewegt sich an einen Punkt A1, wobei ein
Winkel ^O3OO3 1 als Umwälzwinkel ® der Planetenrolle 3 angesehen
wird und der Winkel ^0O3 1A* als ihr Drehwinkel Θ2· Wenn
ferner angenommen wird, daß die Ausgangsringe 4 bzw. 5 sich um Winkel O4 bzw. θ5 durch Berührung mit der Planetenrolle 3
drehen und jede Berührung als schlupffreie Rollbewegung be-
trachtet wird, ist eine Rollberührungsstrecke der Antriebswelle
1 mit der Planetenrolle 32 gleich derjenigen der Planetenrolle 32 mit der Antriebswelle 1.
Daher gilt folgende Gleichung:
(Θ., - ®) D1/2 = e2D2/2
(O1 - β) D1 = Q2O2
(O1 - β) D1 = Q2O2
Daraus folgt β = O1 - O2D2ZD1 (1)
Andererseits wird angenommen/ daß die Ausgangsringe 4 und mitgenommen werden und sich um den Umwälzwinkel 9 jeder
Planetenrolle 32 ader 33 drehen und sich gleichzeitig in der entgegengesetzten Richtung drehend verschieben um Winkel/
die dem Drehwinkel @2 der Planetenrollen 32 und 33 entsprecht
Daher gelten die folgenden Beziehungen:
e4D4/2 = -·ο4/2 + e2D2/2
Daraus folgt Θ. = -β + ©2D2/D4 (2)
und θ5 = -9 + Ö2 D3/D5
Wird die Gleichung (3) von der Gleichung (2) subtrahiert/ so ergibt sich
V9S =e2(D2/D4 - VV
und damit Θ, = <4>
und damit Θ, = <4>
Durch Substitution von Gl. (1) in Gl. (2) ergibt sich
Θ4 - - <Θ1 - e2D2/D1 + ®2D2/D4
= - S1 + (D2ZD1 + D2ZD4) Q2
- li -
Setzt man Gl. (4) in die obige Gleichung ein, so ergibt sich
(D2ZD1 + D2/D4) (θ4 - θ5)
Θ Θ +
Hieraus ergibt sich beim drehfesten Anhalten des Ausgangsringes 4 aus θ4 * ο die folgende Gleichung:
(D2ZD1 + D2ZD4)θ5
1 D2ZD4 -
Daher gilt
D2ZD4 - D3ZD5
Θ5 Ä - D2ZD1 + D2ZD4 Θ1
Θ5 Ä - D2ZD1 + D2ZD4 Θ1
Wenn umgekehrt der Ausgangsring 5 drehfest angehalten wird,
läßt sich mit θ5 = O die Gleichung (5) umordnen zu
D2ZD1 + D2ZD
4
Θ
Θ
4 - Θ1 + D2ZD4 - D3ZD5 Θ4
+ D
Θ1 -
1 - (D2ZD4 - D3ZD5
Daraus ergibt sich
D2ZD4 - D3ZD5
Θ4 = D2ZD1 - D3ZD5 Θ1
Θ4 = D2ZD1 - D3ZD5 Θ1
Nun stellen die Drehwinkel ©1, θ4 und θ5 bei mit gleichbleibender
Drehzahl umlaufender Antriebswelle 1 jeweils Drehwinkel pro Zeiteinheit dar, d.h. die Winkelgeschwindigkeit, wodurch
die Gleichungen (6) bzw. (7) Geschwindigkeitsverhältnisse der Ausgangsringe 5 bzw. 4 gegenüber der Antriebs-
welle 1 bedeuten. Wie aus den Gl. (6) und (7) zu entnehmen/ erscheinen die Differentialdrehungen aus einer Differenz
zwischen den Durchmessern D2 und D3 der Planetenrollen 32
und 33 und einer Differenz zwischen den Innendurchmessern D4 und Dr an dem Ausgangsring 4 oder 5, wodurch sie in dem
Reduktionsgetriebeverhältnis außerordentlich viel größer sind. Außerdem sind die Planetenrollen 32 und 33 und die Aus
gangsringe 4 und 5 gezüglich des Reduktionsverhältnisses von einander verschieden/ wodurch die Ausgänge von unterschiedlich
großen Reduktionsverhältnissen wahlweise abgenommen werden können. Andererseits können drei Planetenrollen oder
mehr mit unterschiedlichen Durchmessern in die Ausgangsringe einbeschrieben werden/ und jeder von ihnen kann festgehalten
werden/ so daß eine Mehrzahl weiterer Ausgangsringedie
Drehung in anderen ReduktionsVerhältnissen ausgeben kann.
Nun soll der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung besprochei
werden. Das Reduktionsgetriebe überträgt die Leistung durch die rollende Übertragung, und die als Reibantrieb und Zugantrieb
bezeichnete rollende Übertragung erteilt den Rollen oder Kugeln den als vorläufiger Druck bezeichneten Berührungs
druck, wodurch die Leistung von den Rollen oder Kugeln weitgehend schlupffrei übertragen wird. Der Wirkungsgrad hängt
somit in weitem Umfang von der Reibung von Rolle oder Kugel ab/ so daß der Gleitreibungsfaktor und der Zugfaktor des
Schmieröls (dessen Reibungsfaktor) den erforderlichen Berührungsdruck aus dem zulässigen Ausgangsdrehmoment bestimmen.
Außerdem bestimmen die Summe der Berührungsdrücke auf die Rollen und der Gleitreibungsfaktor das Leerlaufverlustdrehmoment/
das der Antriebswelle zugeführt wird. Der theoretische Wirkungsgrad der Ausgangsübertragung nach der Erfindung
bei einem Reduktionsverhältnis von 1 : 65 ist in Fig. 8 dargestellt/ aus der sich ergibt/ daß das erfindungsgemäße
Reduktionsgetriebe einen guten Wirkungsgrad der Leistungsübertragung besitzt.
In den Fig. 9 bis 11 ist eine weitere Ausfuhrungsform des
erfindungsgemaßen Reduktionsgetriebes dargestellt. Der Aufbau sieht in erster Linie vor, daß die Ausgangsringe auf
die Antriebswelle geschrumpft sind, so daß die Ausgangsringe, die Planetenrollen und die Antriebswelle einer Druckberührungskraft
ausgesetzt sind, und zwei Gehäuse sind auf die beiden axialen Enden jeder Planetenrolle gesetzt, wobei
die Gehäuse umlaufende Führungsflächen aufweisen, durch die die Drehungen von Ausgangsringen in gleitender Berührung
mit dem zugeordneten Gehäuse geführt werden; ferner sind an den jeweiligen Planetenrollen an deren äußerem Umfang Ringnuten
angebracht, in die der innere Umfang eines Ausgangsringes eingreift. Bei einer derartigen Konstruktion verhindern
die umlaufenden Führungsflächen an der Mehrzahl von Gehäusen
durch den Ausgangsring das Klemmen von Planetenrollen.
Im einzelnen wird jede Planetenrolle 31 von der Ringnut am
äußeren Umfang in Planetenrollen 32· und 34' von gleichem
Durchmesser und eine Planetenrolle 33* aufgeteilt, die dazwischen
liegt und deren äußerer Umfang der Boden der Ringnut ist, wobei die Planetenrolle 32' an ihrem äußeren Umfang Kontakt
mit dem äußeren Umfang der Antriebswelle 1' und mit dem inneren Umfang des Ausgangsringes 4* hat, während die
Planetenrolle 34· mit ihrem äußeren Umfang Kontakt mit dem
äußeren Umfang der Antriebswelle I1 hat und die Planetenrolle
33' mit ihrem äußeren Umfang Kontaktmit dem inneren Umfang des
Ausgangsringes 5' hat. Kurz zusammengefaßt: Der Innendurchmesser des Ausgangsringes 5' ist kleiner als der des Ausgangsringes
4', der Außendurchmesser der Planetenrolle 33' ist kleiner als der der Planetenrollen 32' und 34'. Die Schultern
an dem einen axialen Ende der Planetenrollen 32' und 34', die
sich zu der Ringnut an jeder Planetenrolle 31 öffnen, sind
bei 35 über den ganzen Umfang der Rollen 32* und 34' abgeschrägt,
und an dem Ausgangsring 51 sind beide seitlichen
Innenkanten 15 entsprechend den zugeordneten abgeschrägten
Flächen 35 abgeschrägt.
Am äußeren Umfang der Ausgangsringe 4' und 51 sind mit
Außenverzahnung versehene Ausgangsverbindungsringe 61 und
71 vorgesehen/ die zusammen mit den zugeordneten Ausgangsringen
41 und 51 umlaufen, weil die Ausgangsringe 41 und 51
an ihrem äußeren Umfang mit Kerbflächen 17 versehen sind unc die Ausgangsverbindungsringe 6' und 7' mit zugeordneten Ausnehmungen
18 versehen sind, so daß Stahlkugeln 16 zwischen den Kerbflächen 17 und den Ausnehmungen 18 liegen können, wc
bei jede Ausnehmung 18 an ihrem Rande verstemmt oder jede
Kugel 16 festgelegt ist. Das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen zwischen den Ausgangsringen 41 und 5" axial angebrachten
Beilagring, der aus Kunstharz hergestellt ist und einen niedrigen Reibungsbeiwert hat; 19 bezeichnet einen C-förmige
Sprengring, der an jedem axialen Ende der Antriebswelle 1*
an den Planetenrollen 3* angeordnet ist, und 20 bezeichnet Wälzlager. Der Träger 21 ist in zwei gleich geformte Teile
aufgeteilt, die von einem Haltestift 22 festgehalten und mit einem Stift 23 verstemmt ist.
Dieser Blockmechanismus befindet sich in zwei Gehäusen 8* un
91, wie in Fig. 9 gezeichnet und praktisch ausgeführt; das
Gehäuse 8* nimmt das eine Wälzlager 20 auf und hält die Unterlegscheibe 36, die als die erwähnte Drehführungsfläche
für den Ausgangsring 41 dient, und das Gehäuse 9' nimmt das
andere Wälzlager 20 auf und hält die Unterlegscheibe 38, die als Drehführungsfläche für den Ausgangsring 51 dient.
Diese Unterlegscheiben 36 und 38 sind aus Kunststoff gespritzt und haben einen niedrigen Reibungsbeiwert; sie gleiten
über die axialen Endflächen der Ausgangsringe 4· und 5'
und stützen diese Ringe gegen Axialdruck ab. Die Gehäuse 81
und 9' sind außerdem durch Schrauben gegen Axialdruck gesehü-
Bei dem Reduktionsgetriebe mit Planetenrollen in der oben
beschriebenen Art sind die Ausgangsringe 4' und 5' aufgeschrumpft
und liefern die Druckberührungskraft zwischen der jeweiligen Planetenrolle 31 und der Antriebswelle 1' sowie
zwischen jeder Planetenrolle 3* und den Ausgangsringen 4' und 5', wodurch Schlupf an allen Berührungsstellen vermieden wird
und eine Drehmomentübertragung durch Schmieröl vorgenommen wird. Einer der Ausgangsringe 4' und 51 wird drehfest angehalten,
wodurch die von der Antriebswelle I1 eingeführte Drehenergie
als Differentialausgang abgenommen werden kann: Die ausgehende Drehenergie mit großem Übersetzungsverhältnis. Die
Antriebswelle I1 wird in ungleichmäßigen zylindrischen Kontakt
mit den Rollen 32' und 34' gebracht und erhält die Druckberührungskraft
von den Ausgangsringen 4' und 5', und außerdem
wird das Ausgangsdrehmoment von einem der Ausgangsringe 4·
oder 51 abgenommen, so daß unvermeidlich Schiefaufsitzen
eintritt, wobei das Schiefaufsitzen, je nachdem welcher der
Ausgangsringe 4' oder 5* das Drehmoment erzeugt, oder auch bei umgekehrt umlaufender Antriebswelle 1' auf die Planetenrolle
31 einwirkt, um sie in Richtung des Pfeils in Fig. 9
zu bewegen. Folglich bringt die Unterlegscheibe 36 als die Drehführungsfläche an dem Gehäuse 81 den Ausgangsring
51 durch den Ausgangsring 41 und die Unterlegscheibe 37 in
eine solche Position, daß die abgeschrägte Fläche 15 an dem Ausgangsring 51 jede Planetenrolle 31 daran hindert, in Pfeilrichtung
durch die abgeschrägte Fläche 35 der Öffnungskante an der Nut der Rolle 3' sich zu bewegen, in der die entgegengesetzte
Bewegung der Antriebswelle I1 als Reaktion auf die
obige Bewegung durch die Wälzlager 20 und die Sprengringe 19 verhindert werden kann.
Nun ist der durch die Reibung infolge Gleitberührung der Unterlegscheiben 36, 37, oder 38 mit den beiden Axialflächen
der beiden Ausgangsringe 4' oder 5' verursachte Drehmomentverlust,
bezogen auf die Antriebswelle 1', wehr gering, weil die Ausgangsringe 4' und 5* im Vergleich zu der Antriebswelle
I1 mit stark herabgesetzter Drehzahl umlaufen und weil
die Reibungsbeiwerte der Unterlegscheiben 36, 37 und 38 sehr niedrig sind. Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der
Planetenträger 21 in keiner Weise durch Axialdruck belastet
ist, und der Ausgangsring 51 und die Nut an jeder Planetenrolle
3' besitzen die abgeschrägten Flächen 15 bzw. 35, wodurch die Reibungsverluste zwischen dem Ausgangsring 51
und der Planetenrolle 3' niedrig ist, und letztere läuft ruhig um, weil das differentiale Gleiten an den abgeschrägten
Flächen erfolgt, um den Axialdruck zu vermeiden.
Das Ausgangsdrehmoment von dem Ring 4· oder dem Ring 5·
wird durch Ausgangsverbindungsringe 6' und 7' auf andere
mechanische Vorrichtungen übertragen; die Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangsringen 4' und 5' und den Ausgangsverbindungsringen
6' und 71 erfolgt durch die zwischen
den Kerbflächen 17 und den Ausnehmungen 18 eingesetzten Stahl kugeln 16. Wenn die Ausgangsringe 4* und 5' an den Ausgangsverbindungsringen
61 und 71 befestigt werden, ist das durch
die Befestigung übertragbare Drehmoment begrenzt, aber das durch die obige Konstruktion nach dieser Ausführungsform
übertragene Drehmoment ohne Verwendung einer Befestigung wird für sehr viel größer gehalten.
Die Ausgangsringe 4' und 5' können aber auch unmittelbar durcl
die Endflächen der Gehäuse 81 und 91 statt durch die Unterlegscheiben
36 und 38 geführt werden. Da die Ausgangsringe 4' und 5' zur Vermeidung des Schiefaufsitzes der Planetenrolle
31 sehr langsam laufen, drehen sich die Rollen 3*
ganz ruhig, sogar ohne ein gleitreibungsminderndes Zwischenstück, ebenso ist natürlich die Rollreibung nicht erforderlich
Wird der Differential-Verlangsamungs-Typ angewandt, sind die
Planetenrollen mit unterschiedlichem Durchmesser in die Ausgangsringe einbeschrieben, um einen von ihnen festzulegen,
wodurch es möglich wird, die im Untersetzungsverhältnis jeweils unterschiedlichen Ausgänge von anderen Ausgangsringen
abzunehmen. In jedem Falle verbessert die rollende Übertragung von Drehmoment durch Reib- oder Zugtrieb den Wirkungsgrad
der Drehmomentübertragung sehr erheblich wegen der das Schiefaufsitzen vermeidenden Konstruktion
Wie oben beschrieben, wird nach der Erfindung der eine
der beiden Ausgangsringe angehalten, in dem zwei Planetenrollen unterschiedlichen Durchmessers, die miteinander sich
drehen und umwälzen, eingeschrieben sind, so daß die Ausgangsgröße von dem anderen Ausgangsring abgenommen werden
kann dank der Differentialbewegung, die durch den Unterschied zwischen den Durchmessern der Planetenrollen hervorgerufen
wird. Darüber hinaus ist das Reduktionsgetriebe natürlich raumsparend gebaut, entwickelt wegen der Rollenübertragung
nur wenig Lärm, zeigt keinen Schlupf an den Berührungsstellen, die durch Druckberührung miteinander verbunden
sind, arbeitet ruhig ohne Schwingungen und hat einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung.
Wenn außerdem an dem Ausgang ein höheres als das zulässige Drehmoment angelegt wird, beginnen die Planetenrollen zu
rutschen und verhindert es dadurch, daß der an die Antriebswelle angeschlossene Primärantrieb überlastet oder abgeschaltet
wird, sie stellen somit eine Sicherheitsvorrichtung dar. Die rollende Leistungsübertragung gemäß der Erfindung erfordert
keine Kosten für Schneidarbeit beim Herstellen von Zahnrädern, so daß das Reduktionsgetriebe so billig hergestellt
werden kann wie beim Walzen von Rollenlagern, und bei Anwendung von Zugantrieb entsteht praktisch keine metallische
Berührung, so daß die Lebensdauer außerordentlich hoch ist. Da außerdem die differentiale Ausgangsgröße von einem von
zwei Ausgangsringen abgenommen wird, kann man wahlweise zwei Arten von hohen üntersetzungsverhältnissen erzielen, so
daß beispielsweise beide Ausgänge für
und für dessen Bewegung benutzt werden können. Außerdem hängt
das Untersetzungsverhältnis von dem Unterschied zwischen den Durchmessern von Planetenrollenpaaren ab/ so daß
sich verschiedene Untersetzungsverhältnisse mit Leichtigkeit herstellen lassen.
Claims (7)
- Dietrich LewinskyHeinz - Joachim HuberReiner PrietschGotthardstr. 81München 2128. Februar 1983Matsushita Electric Works, Ltd. 14.597-IV/ekPatentansprüche :fl..! Reduktionsgetriebe, gekennzeichnet durch eine in Drehung versetzbare Antriebswelle, durch um die genannte Antriebswelle herum angeordnete erste Planetenrollen, durch einen ersten Ausgangsring, der koaxial mit der genannten Antriebswelle angeordnet ist und in den die genannten ersten Planetenrollen einbeschrieben sind, durch koaxial zu den genannten ersten Planetenrollen angeordnete zweite Planetenrollen, die sich mit jenen gemeinsam als einheitliches Bauteil drehen und umwälzen und sich im Durchmesser jeweils von den ersten Planetenrollen unterscheiden, und durch einen zweiten Ausgangsring, der koaxial mit der genannten Antriebswelle angeordnet ist und in den die genannten zweiten Planetenrollen einbeschrieben sind, so daß die genannte Antriebswelle, die genannten ersten Planetenrollen und der genannte erste Ausgangsring in Druckberührung zueinander gelangen und die genannten zweiten Planetenrollen in Druckberührung zu dem genannten zweiten Ausgangsring gelangen.
- 2. Reduktionsgetriebenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten ersten Planetenrollen mit jeder der genannten zweiten Rollen zu einem einheitlichenBauteil verbunden ist und daß eine Druckberührungseinrichtung vorgesehen ist/ die jede der genannten Planetenrollen/ die genannte Antriebswelle und jeden der genannten Ausgangsringe in Druckberührung untereinander bringt.
- 3. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Axialseiten jeder der genannten zweiten Planetenrollen zwei erste Planetenrollen von untereinander gleichem Durchmesser angeordnet sind, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser jeder der genannten zweiten Planetenrollen.
- 4. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Druckberührungseinrichtung Bedienungselemente aufweist, die axial beweglich auf den genannten Ausgangsringen oder der genannten Antriebswelle angebracht sind, sowie Druckberührungselemente, die die genannten Planetenrollen durch axiale Bewegung der einzelnen Bedienungselemente radial gegen die genannte Antriebswelle drücken.
- 5. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Druckberührungselemente als ringförmiges Federelement ausgebildet sind, das im Querschnitt U-förmig ist, das an der öffnung des ü größer ist als am unteren Steg und in Breitenrichtung zusammendrückbar ist, so daß sich sein Durchmesser ändert.
- 6. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Druckberührungselemente auch als Ausgangsringe dienen, so daß die scheibenförmigen Bedienungselemente, die die axialen Enden der genannten ersten und zweiten Planetenrollen bedecken, geschraubt werden, wobei Ausgangsübertragungsringe an dem äußerenUmfang des jeweiligen Druckberührungselements angeordnet sind.
- 7. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Ausgangsring oder der genannte zweite Ausgangsring unbeweglich ist.
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DE3306998A1 true DE3306998A1 (de) | 1983-09-15 |
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