DE3539381A1 - Auf reibung basierendes planetengetriebe - Google Patents

Description

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Auf Reibung basierendes Planetengetriebe

Die Erfindung betrifft ein auf Reibung basierendes Planetengetriebe wie es im Oberbegriff von Patentanspruch 1 charakterisiert ist. Die Berührungsspannung und der Schlupfwert des übertragenen Moments sind mit Hilfe der elastischen Aussenringkonstruktion verstellbar. ;

Bei der übertragung einer Rotationsbewegung mit Zahn(rad)vorrichtungen und Kettenvorrichtungen u.dgl. entsteht, bedingt durch Verlagerung des Berührungspunktes auf der Abwälzbahn, eine perio-

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dische Ubersetzungsverhältnis-Anderung·. Diese und das Spiel bewirken Schwingungserscheinungen bei den Bewegungen, die sich besondders bei Präzisionsmechanismen, wie zum Beispiel bei Röntgentomographen, höchst nachteilig auswirken.

Bei auf Reibung basierenden Planetengetrieben ist bereits bekannt (vgl. zum Beispiel EP-Patentschrift 3793 und DE-Offenlegungsschrift 3306998), zwischen den frei rotierenden Rollen sowie dem diese umgebenden Sonnenrad elastische Elemente anzuordnen, mit welchen die gewünschte radiale Anpresskraft erzeugt wird. Diese Elemente sind als im Querschnitt U-förmige Ringe ausgebildet, die sich bei axialer Kompression radial bis in Druckberührung mit den frei rotierenden Rollen ausdehnen. Derartige zwischenständig angeordnete Elemente erleichtern den Zusammenbau des Getriebes in gewissem Grade insofern, als vor der Kompression in radialer Richtung ein gewisses Spiel vorhanden sein kann; andrerseits setzt sich aber diese Konstruktion aus zahlreichen Teilen zusammen und wird somit auch teuer in der Herstellung.

In der Schrift GB-2064706Aist eine Art und Weise beschrieben, das zu übertragende Moment entsprechend dem vom fest gekuppelten Aussenring auf die Planetenräder ausgeübten Druck mit ,Hilfe der vom Flüssigkeitsdruck verursachten Deformation zu regeln. Die so verwirklichte Lösung weist sehr viele Teile auf und ist denn auch hauptsächlich als Kupplung gedacht.

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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe des vorgenannten Typs zu schaffen, bei welchem durch eine möglichst einfache und leicht zusammenzubauende Konstruktion die Möglichkeit der Aufrechterhaltung der Anpresskraft duch radiale Federung gegeben ist. Im Hinblick auf die Verwirklichung dieser Zielsetzung ist für die Erfindung kennzeichnend, dass der Aussenring (6) ein an seinem Ende als offener Zylinder geformter, aus federnd-dünnem Werkstoff hergestellter Körper ist und die Zylinderrollen (5) in axialer Richtung so weit weg von den starren Teilen des Zylinders angeordnet sind, dass der Zylinder (6) während der Drehbewegung infolge der von den Zylinderrollen (5) bewirkten Anpresskraft seine Form zu ändern vermag.

Beim erfindungsgemässen Übertragungsmechanismus werden die Zwischenrollen beispielsweise von Kugellagern gebildet und so an ihrer Stützplatte befestigt, dass sie sich in radialer Richtung frei zwischen Aussen- und Innenring einstellen, während eine Verlagerung der Lager in tangentialer Richtung durch straffe Passung verhindert wird, so dass die Übertragung praktisch spielfrei ist.Bei Drehen des Innenringes übertragen die Rollen die Bewegung auf den Aussenring. Das Übersetzungsverhältnis ist gleich dem Verhältnis aus den die Zwischenrollen berührenden Ring-Durchmessern. Als Vorteile bietet diese Konstruktion Zuverlässigkeit, geringen Platzbedarf und die Möglichkeit, sogar eine glatte Motorwelle unmittelbar als Innenring der Übersetzung zu verwenden. Werden für die Wälzringe harte Metallsorten, zum Beispiel gehärteter Stahl, und als Zwischenräder (-rollen) Kugellager verwendet, so erhält man eine dauerhafte Konstruktion von sehr hohem Wirkungsgrad und geringem Schlupf.

Der erfindungsgemässe Übertragungsmechanismus kann zum Beispiel zwischen Motor und Bewegungsschraube zur Abstimmung der Geschwindigkeit der Linearbewegung eingesetzt oder als präzisere und weniger Platz erfordernde Konstruktion anstelle von Riemenoder anderen Reibübersetzungen verwendet werde.

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Das passende Zugmoment wird also erreicht indem man den Aussenring dünn bemisst und so gestaltet, dass er die Zwischenräder mit passender Kraft gegen den Innenring drückt. Infolge der Elastizitätskräfte wird der Aussenring zwischen den Zwischenrollen nach innen hin deformiert. Der Betrag dieser nach innen gerichteten Verlagerung kann durch radial angeordnete Zusatzrollen beeinflusst werden, wobei die auf den Ring wirkende Spannung und der somit auf die Zwischenrollen wirkende Pressdruck durch Verschieben dieser Rollen reguliert werden können.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Anpressdruck^-Regulierung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zum Beispiel durch eine im Inneren des federnden Ringes mit enger Passung angeordnete, in axialer Richtung verschiebbare Scheibe gestalten. Diese Scheibe stützt den Ring und verhindert dessen Verformung nach innen, wobei, befindet sich die Scheibe nahe bei der Abwälzbahn, die Anpresskraft gross ist und umgekehrt. Gemäss der Erfindung erfolgt die Anpresskraft- und damit die Momentregelung über die Abtriebswelle mit einer Stellschraube.

Als Zwischenräder können bei weniger hohe Genauigkeit erfordernden Anwendungen vorzugsweise gummi- oder plastbeschichtete Räder verwendet werden, wobei sich als Vorteile leicht zu erfüllende Massgenauigkeitsforderungen und geringer Werkstoffverschleiss ergeben.

Im folgenden soll die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Grundkonstruktion seitlich betrachtet und am Getriebe aufgeschnitten; Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der in Figur 1 angedeuteten Geraden A-A;

In Figur 3 ist die Momentregelung mit Hilfe einer axial verschiebbaren Scheibe verwirklicht;

In Figur 4 ist die Momentregelung durch radial verschiebbare Spannrollen verwirklicht;

Figur 5 zeigt einen Schnitt längs der in Figur 4 angedeuteten Geraden B-B.

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Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit dem Schrittmotor 1, der elastischen Kupplung 2, dem Schwungrad 3 und der Zugrolle 4. Die Zwischenrollen 5 werden von Lagern gebildet. Sind drei Lager vorhanden, so werden diese symmetrisch als Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Die Zwischenrollen stellen sich in radialer Richtung, vom federnden Aussenring 6.unter Pressdruck gesetzt, frei ein. Nabenständig am Ring 6 ist die Welle 9 angeordnet, die über das Lager 8 konzentrisch zum Lager 7 der Welle 4 gelagert ist. Der Aussenring, d.h. der Zylinder 6 ist so tief, m.a.W. die Rollen 5 sind so weit vom starren Teil 17 entfernt, dass der Ring 6 zwecks Aufrechterhaltens der Anpresskraft seine Form elastisch zu ändern vermag.

Figur 2 zeigt ein funktionelles Schnittbild der Übersetzung, wobei der Schnitt bei den Rollen 5 geführt ist.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Im Inneren des Ringes ist eine kreisförmige Scheibe 12 so an der Ringinnenfläche gleitbar angeordnet, dass sie den Ring abstützt und eine Deformierung desselben nach innen verhindert. Die Welle 9 ist über das Lager 8 an der Stützplatte 11 gelagert, die das Getriebegehäuse verschliesst. Durch Verstellen der in der Welle 9 befindlichen Schraube 13 lässt sich der Abstand der Scheibe 12 vom Zylinderboden verändern, wobei, befindet sich die Scheibe am Zylinderboden, der Ring 6 an seinem Ende verhältnismässig frei federn kann und auf die Zwischenrollen nur geringer Pressdruck ausgeübt wird. Wird die Stützscheibe 12 mit der Schraube nahe an die Zwischenräder heran verlagert, wird die Ringdeformation verhindert mit der Folge, dass die Presskräfte und damit das Schlupfmoment zunehmen.

In Figur 4 und der daraus abgeleiteten Schnittfigur 5 ist eine Ausführungsfom der Erfindung dargestellt, bei welcher die Form des federnden Ringes 6 und damit der auf die Zwischenrollen 5 wirkende Pressdruck durch Verstellen des Abstandes der am Ring 6 anliegenden inneren Spannrollen 14 beeinflusst wird. Die besagte Abstands-Einstellung lässt sich auch bei laufendem Getriebe durch Verstellen der aussen angeordneten Schraube 15 vornehmen, wobei sich die Rollen 14 mit Schwenken der zangenförmig gelagerten Hebel 16 verlagern.

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Die Hebel können auch zweischäftig ausgeführt und im Inneren

des Gehäuses gelagert sein, wobei die Schraube 15 zum Ziehen

der Hebelenden eingerichtet ist. Die Konstruktion kann auch geschlossen ausgeführt werden.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Auf Reibung basierendes Planetengetriebe, welches um die Welle (4) herum gelagerte, am Aussenring (6) anliegende Zylinderrollen (5) aufweist zu dem Zweck, über diese Zylinderrollen (5) einen Pressdruck zwischen Welle (4) und Ring (6) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenring (6) ein an seinem Ende als offener Zylinder geformter, aus federnd-dünnem Werkstoff hergestellter Körper ist, und dass die Zylinderrollen (5) in axialer Richtung so weit von den starren Teilen des Zylinders entfernt angeordnet sind, dass der Zylinder (6) während des Rotierens durch die von den Zylinderrollen (5) bewirkte Presskraft seine Form zu ändern vermag.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Inneren des Aussenringes (6) angeordnete, in axialer Richtung verschiebbare Stützscheibe (12) zur genauen Begrenzung des Getriebe-Moments durch Begrenzung der Verformung des Aussenringes (6) mit Hilfe dieser Scheibe (12).

3. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stellung der Scheibe (12) im Inneren des Aussenringes (6) mit einer Schraube (13) einstellbar ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannen des federnden Aussenringes (6) und damit die Regulierung der Bewegungskraft mit Hilfe im Inneren des Aussenringes angeordneter, frei rotierbarer Spannrollen (14) geschieht, deren gegenseitiger Abstand regulierbar ist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Spannrollen (14) an angelenkten gekrümmten Hebeln (16) gelagert sind, deren gegenseitiger Abstand zwecks Regulierens des von den Rollen auf den Ring ausgeübten Druckes mit der Schraube (15) verstellbar ist.