DE3736540A1 - Ausgleichsanordnung fuer umlaufgetriebe - Google Patents
Ausgleichsanordnung fuer umlaufgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsanordnung für
Umlaufgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei Umlaufgetrieben (Planetengetrieben) besteht die Schwie
rigkeit, daß aufgrund unvermeidbarer Toleranzen bei der
Fertigung der Verzahnungen sowie des Planetenträgers die
Verteilung der übertragenen Belastung auf die Planetenzahn
räder, die mit dem gemeinsamen Sonnenrad und dem äußeren
Zahnkranz in Eingriff stehen, ungleichförmig ist. Diese Un
gleichförmigkeit führt zu einer wesentlichen Minderung der
übertragbaren Leistung (bei vorgegebener Dimensionierung)
und zu einer Erhöhung des Verschleißes.
Aus der DE-PS 6 82 354 der DE-OS 15 00 451 oder der DE-OS
22 28 024 ist es bekannt, die Planetenräder oder das Sonnen
rad elastisch zu lagern, wobei das elastische Element von der
dazugehörigen Welle oder Achse gebildet wird. Diese Anord
nung ist insofern nachteilig, als die Planetenräder (oder
das Sonnenrad) mit ihrer dazugehörigen Lagerung ein schwin
gungsfähiges Masse-Feder-System bilden, das eine relativ
niedrige Resonanzfrequenz aufweist, so daß die über den Zahn
rad-Umfang schwankenden Ungleichförmigkeiten Schwingungen
anregen, welche die Maximaldrehzahl des Getriebes begrenzen,
bis zu der ein Ausgleich der Ungleichförmigkeiten möglich
ist.
Aus der DE-PS 7 21 714 ist eine Ausgleichsanordnung der ein
gangs genannten Art bekannt, bei der zwischen dem Planeten
rad-Lagerzapfen und den Zahnkränzen der Planetenräder meh
rere Schraubenfedern mit zu den Lagerzapfen parallelen
Längsachsen als elastische Federelemente eingesetzt sind.
Diese Anordnung stellt zwar eine wesentlich erhöhte Reso
nanzfrequenz des Systems sicher, da die bewegten Massen
niedriger sind, jedoch ist die Konstruktion der Anordnung
kompliziert und einem hohen Verschleiß unterworfen.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Ausgleichsanordnung der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit
einfachen Mitteln ein exakter Ausgleich für schnellaufende
Umlaufgetriebe erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das elastische Feder
element axialsymmetrisch zur Planetenradachse ausgebildet
ist. Durch diese Ausbildung ist gewährleistet, daß einer
seits die bewegten Massen niedrig sind, andererseits der
bei der bekannten Ausgleichsanordnung erhöhte Verschleiß
durch die Unsymmetrie der Anordnung beim Abrollen vermieden
ist.
Vorzugsweise ist das Federelement als topfförmiges Blech-
Formteil ausgebildet, was den Vorteil mit sich bringt, daß
Konstruktion und Herstellung besonders einfach sind und da
bei gleichzeitig die geforderte Axialsymmetrie leicht erziel
bar ist.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzug
ter Ausführungsformen der Erfindung, die anhand von Abbil
dungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
Fig. 1 bis 7 Teil-Längsschnitte durch bevorzugte Ausfüh
rungsformen der Erfindung mit topfförmigen
Blechformteilen als Federelementen,
Fig. 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit
einem Gummi-Federelement, und
Fig. 9 eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit
topfförmigen Federelementen und zusätzlichem
Dämpfungselement.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche oder gleich
wirkende Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung sind auf einer Lagerhülse 13, die auf
einem Planetenrad-Lagerzapfen (nicht gezeigt) befestigt wer
den kann, zwei im wesentlichen identisch geformte Federele
mente 20, 20′ mit U-förmigem Querschnitt über Sprengringe
14 so festgesetzt, daß das U jeweils nach außen offen ist.
Die der Symmetrieachse X abgewandten Schenkel der U-förmigen
Federelemente 20, 20′ weisen radial nach außen ragende Anla
geschultern 21 auf, zwischen denen die Innen-Lauffläche
eines Wälzlagers 18 (Nadellager) gehalten ist, dessen Außen-
Lauffläche von einem Zahnkranz 10 mit einer Zahnkranz-Innen
bohrung 16 und Zähnen 11 gebildet wird. Durch die Spreng
ringe 14 sind die Federelemente so zusammengespannt, daß
das Lager 18 zwischen den Schultern 21 fest gehalten ist.
Die Hülse 13 weist in ihrer Symmetrieebene Y eine Ölbohrung
17 auf, über welche der von der Hülse 13, den Federelementen
20 und dem Lager 18 umschriebene Raum mit Öl über eine geeig
nete Ölzuführungsbohrung aus dem Planetenrad-Lagerzapfen mit
Öl füllbar ist, wobei eine weitere Ölbohrung 17 im Lager 18
zu dessen Schmierversorgung angebracht ist.
Die Federelemente 20 sind nicht exakt U-förmig profiliert,
sondern weisen im Außenbereich der Außenschenkel, in der Nä
he der Anlageschultern 21 radial hervorstehende Absätze auf,
so daß das Lager 18 nur im Endbereich der Schenkel auf diesen
(in Radialrichtung gesehen) aufliegt und der größte Teil der
Außenschenkel frei ist.
Wenn nun drei derartig ausgebildete Planetenräder auf einem
Planetenradträger montiert zwischen Sonnenrad und Innenzahn
kranz laufen, so können ungleichförmige Belastungen der Pla
netenräder über eine entsprechende Verformung der Schenkel
der Federelemente 20 aufgefangen werden. Die Federelemente 20
sind sehr einfach z. B. durch Tiefziehen oder Drücken herzu
stellen und zu montieren. Durch die Bildung des ölgefüllten
Raums zwischen den Federelementen 20 wird das Lager 18 nicht
nur geschmiert, sondern kann auch wirksam gekühlt werden.
Die zweite, in Fig. 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß
die Federelemente 20, 20′, die in diesem Ausführungsbei
spiel nicht identisch geformt sind, unsymmetrisch zur Mittel
ebene Y des Planetenrades angeordnet sind. Durch diese un
symmetrische Anordnung können unsymmetrisch (bezüglich der
Y-Ebene) wirkende Kräfte aufgefangen werden.
Die Befestigung des Wälzlagers 18 mit Zahnkranz 10 unterschei
det sich von der nach Fig. 1 dadurch daß das Lager 18 in
seinem Innenring axiale Vertiefungen symmetrisch zur Dreh
achse X aufweist, auf deren Schultern 32 die in der Y-Ebene
radial nach außen verlaufenden Teile der Federelemente 20
derart aufliegen, daß eine axiale wie auch radiale Anlage
sichergestellt ist. Beide Federelemente 20, 20′ federn ins
besondere in einem zur Drehachse X koaxialen Abschnitt, der
zwei zur Mittelebene Y parallele Abschnitte (einer radial
außen, einer radial innen) verbindet, wobei die inneren Ab
schnitte in zur Drehachse X koaxiale Abschnitte übergehen,
welche auf der Lagerhülse 13 wieder über Sprengringe 14 fest
gesetzt sind.
Bei der in Fig. 3 gezeigten dritten bevorzugten Ausführungs
form sind die Federelemente 20 gegenüber den zuvor gezeig
ten Ausführungsformen mit Sicken versehen, die ein radiales
wie auch axiales Nachgeben bzw. Federn der Zahnkränze 10
gegenüber der Lagerhülse 13 ermöglichen. Hierbei sind die
Federelemente 20 mit sich radial erstreckenden inneren An
lageschultern 21 über Schultern 32 in der Lagerhülse 13 und
Sprengringe 14 auf der Lagerhülse 13 festgesetzt, die radial
äußeren Anlageschultern der Federelemente 20, 20′ sind auf
einanderliegend zwischen einer Anlageschulter 32 im Innen
ring des Lagers 18 und einem Sprengring 14 festgesetzt.
Bei der in Fig. 4 gezeigten vierten bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung sind zwei identisch geformte Federelemen
te 20 über Hülsen 29 auf einem Planetenrad-Lagerzapfen 15
festgesetzt, der von einem Planetenträger 28 hervorsteht.
Die dem Planetenradträger 28 gegenüberliegende Hülse 29 ist
hierbei durch nicht-gezeigte Befestigungsmittel in Fig. 1
nach links vorgespannt. Dadurch sitzen innere hülsenförmige
Abschnitte der Federelemente 20 fest aufeinander, von denen
Radialabschnitte hervorstehen, die wieder in Koaxial-, dann
in Radial- und dann wieder in Koaxialabschnitte übergehen,
welche schließlich in Anlageschultern 21 enden. Zwischen den
Anlageschultern 21 ist eine Lagerhülse 13 gehalten, die zu
sammen mit dem darauf sitzenden Zahnkranz 10 mit Zähnen 11
ein Gleitlager derart bildet, daß sich der Zahnkranz 10 auf
der Lagerhülse 13 drehen kann und dabei durch eine Ölboh
rung 17 geschmiert wird, welche mit dem Innenraum 22 zwischen
den Federelementen 20 und eine Ölbohrung 17 im Planetenrad
lagerzapfen 15 mit Öl versorgt wird. Das Gleitlager 13/10
ist nur schematisiert gezeichnet, die Axial-Führungselemente
sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
Bei der in Fig. 5 gezeigten weiteren bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung sind neben den Federelementen 20, 20′ noch
Leitbleche 31, 31′ im Hohlraum 22 zwischen den Federelemen
ten 20, 20′ eingesetzt, daß sie diesen Innenraum in insgesamt
drei Abschnitte aufteilen: einen ersten Abschnitt 22, der
über eine erste Bohrung mit einem Ölzuführungskanal 17 im
Planetenrad-Lagerzapfen 15 kommuniziert, einen zweiten Hohl
raum 22′, der zwischen einer Lagerhülse 13 und den Leitble
chen 31, 31′ gebildet ist, und in einen dritten Hohlraum 22′′,
der identisch dem ersten Hohlraum 22 geformt ist und mit
einer Ölabführleitung 17′ kommuniziert. Durch diese Anordnung
ist gewährleistet, daß Öl aus dem Ölzuführungskanal 17′ durch
den ersten Hohlraum 22, durch den zweiten Hohlraum 22′ und
schließlich durch den dritten Hohlraum 22′′ in den Ölabführ
kanal 17′′ strömen kann, so daß die Innenfläche der Lager
hülse 13 besonders wirksam gekühlt wird, wobei zusätzlich
zur Schmierölversorgung des Lagerspaltes zwischen der La
gerhülse 13 und dem darauf sitzenden Zahnkranz 10 eine
Schmierölbohrung 17 in der Lagerhülse 13 vorgesehen ist.
Bei der in Fig. 6 gezeigten sechsten bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung sind die Federelemente 20 identisch aus
gebildet und bestehen jeweils aus zwei Teilen. Das radial
innnere Teil 20 b, 20′b weist eine sich radial erstreckende
Anlageschulter 21 b, 21′b auf, die in einen sich konisch er
weiternden Hülsenabschnitt übergeht. Der äußere Abschnitt
20 a, 20′a der Federelemente weist ebenfalls eine sich radial
erstreckende Anlageschulter 21 a, 21′a auf, die in einen
sich konisch erweiternden Hülsenabschnitt übergeht, jedoch
endet dieser Hülsenabschnitt wieder in einem radial nach in
nen ragenden Abschnitt, so daß ein Z-förmiger Querschnitt
entsteht.
Die Dimensionierung der sich konisch von den Anlageschultern
21 erweiternden hülsenförmigen Abschnitte ist so gewählt,
daß die inneren Federelement-Teile 20 b in die äußeren Feder
elementteile 20 a unter Spannung eingedrückt werden können,
bis sie mit ihren, den Anlageschultern 21 b, 21′b gegenüber
liegenden Rändern auf den radial nach innen ragenden Abschnit
ten der äußeren Federelementabschnitte 20 a, 20′a aufliegen,
wobei die äußeren Federelement-Abschnitte 20 a, 20′a mit
ihren Anlageschultern 21 a, 21′a in Radial-Ausnehmungen
bzw. an den dazugehörigen Schultern 32 im Innenring des Wälz
lagers 18 sitzen, die inneren Federabschnitte 20 b, 20′b mit
ihren Anlageschultern 21 b, 21′b einerseits an einer Anlage
schulter 32 auf der Lagerhülse 13, andererseits an einem
Sprengring 14 anliegen. Auf diese Weise sind die Federelemen
te 20, 20′ in Radial-, wie auch in Axialrichtung vorgespannt
und können darüber hinaus besonders einfach durch Tiefziehen
geformt werden.
Bei der in Fig. 7 gezeigten weiteren bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung sind zwei Federelemente 20, 20′ vor
gesehen, die sich lediglich durch die Größe der Innenboh
rungen ihrer sich radial erstreckenden Anlageschultern 21
unterscheiden, wobei die einem Planetenradträger 28 zuge
wandte Anlageschulter 21′ über die Schulter 32 einer Hülse
29, die dem Planetenträger 28 abgewandte Anlageschulter 21
über die Schulter 32 einer Scheibe 19 mittels eines Bolzens
27 eingespannt werden können. Hierbei liegen koaxial zur
Drehachse X sich erstreckende hülsenförmige Abschnitte der
Federelemente 20, 20′ mit ihren End-Rändern aufeinander und
spannen ein Wälzlager 18 über entsprechend geformte Anlage
schultern in den Federelementen 20, 20′ ein. Zwischen den
das Wälzlager 18 fassenden Abschnitt und den Anlageschultern
21 sind nach innen (gedrückte) Sickenabschnitte in den Feder
elementen 20 vorgesehen, so daß das Wälzlager 28 bzw. der
darauf über Sprengringe 14 festgesetzte Zahnkranz 10 in ra
dialer und axialer Richtung nachgeben kann.
Bei der in Fig. 8 gezeigten weiteren bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung ist eine Hülse 29 auf zwei Wälzlagern 18
über Sprengringe 14 festgesetzt, wobei die Wälzlager 18 über
eine Hülse 29′ und eine Scheibe 19 sowie einen Bolzen 27 auf
einem Lagerzapfen 15 bzw. an einem Planetenradträger 28
festgesetzt sind. Auf der Hülse 29 ist ein Zahnkranz 10 mit
Zähnen 11 über ein einvulkanisiertes Gummielement 25 festge
setzt, das in diesem Fall das Federelement bildet. Dieses
Federelement weist bei geeigneter Materialwahl gleichzeitig
eine Dämpfungswirkung auf, wobei die bewegte Masse gleich
zeitig besonders klein ist, da der Zahnkranz 10 relativ dünn
wandig ausgebildet werden kann.
Bei der in Fig. 9 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zwischen zwei Federelementen 20, 20′ ein
zusätzliches Gummielement 25 gehalten, das zwischen einen
äußeren Metallring 24 und einen inneren Metallring 26 ein
vulkanisiert ist. Die Gesamtanordnung ist auf dem Planeten
rad-Lagerzapfen (nicht gezeichnet) über eine Lagerhülse 13
mit Lagerbohrung 12 gehalten, wobei die Federelemente 20, 20′
zwischen einer Schulter 32 der Hülse 13, zwei Hülsen 29, 29′
und einen Sprengring 14 zusammen mit dem inneren Metallring
26 aufgespannt sind. Die radial äußeren Abschnitte der Fe
derelemente 20 sind im Innenring eines Wälzlagers 18 zusammen
mit dem äußeren Metallring 24 über eine Schulter 32 und einen
Sprengring 14 gehalten. Der Außenring des Wälzlagers 18 bil
det einen Zahnkranz 10 mit Zähnen 11. Durch diese Anordnung
ist eine zusätzliche Federungs- und Dämpfungswirkung durch
das sehr einfach herzustellende Gummi-Federelement 24 bis 26
erzielbar.
Die obige Beschreibung zeigt, daß Einzelelemente und Formge
bungen miteinander zur Erzielung weiterer Vorteile kombi
nierbar sind, wobei die in den Zeichnungen gezeigten Formge
bungen, insbesondere die dort gezeigten Sicken, als erfin
dungswesentlich betrachtet werden.
Bezugszeichenliste
10 Zahnkranz
11 Zahn
12 Lagerbohrung
13 Lagerhülse
14 Sprengring
15 Planetenrad-Lagerzapfen
16 Zahnkranz-Innenbohrung
17 Ölbohrung
18 Rollenlager, Nadellager
19 Scheibe
20, 20′ Federelement
20 a Außentopf
20 b Innentopf
21 Anlageschulter
22 Hohlraum
23, 23′ Ölbohrung
24 Äußerer Metallring
25 Gummi
26 Innerer Metallring
27 Bolzen
28 Planetenträger
29 Hülse
30 Lager
31, 31′ Leitblech
32 Schulter
11 Zahn
12 Lagerbohrung
13 Lagerhülse
14 Sprengring
15 Planetenrad-Lagerzapfen
16 Zahnkranz-Innenbohrung
17 Ölbohrung
18 Rollenlager, Nadellager
19 Scheibe
20, 20′ Federelement
20 a Außentopf
20 b Innentopf
21 Anlageschulter
22 Hohlraum
23, 23′ Ölbohrung
24 Äußerer Metallring
25 Gummi
26 Innerer Metallring
27 Bolzen
28 Planetenträger
29 Hülse
30 Lager
31, 31′ Leitblech
32 Schulter
Claims (9)
1. Ausgleichsanordnung für Umlaufgetriebe mit mindestens einem
elastischen Federelement, das wirkungsmäßig zwischen den, an
einem Planetenträger befestigten Planetenrad-Lagerzapfen und
den Zahnkränzen der Planetenräder angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elastische Federelement (20, 20′) axialsymmetrisch
zur Planetenradachse (x) ausgebildet ist.
2. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (20, 20′) asymmetrisch zur Mittel-Normal
ebene (Y) durch die Planetenräder angeordnet ist.
3. Ausgleichsanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (20) als Gummifeder ausgebildet ist,
die vorzugsweise mit dem Zahnkranz (10) und dem Lager
(30) durch Vulkanisieren verbunden ist.
4. Ausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (20, 20′) als topfförmiges Blech-
Formteil ausgebildet ist.
5. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (20, 20′) als tiefgezogenes oder ge
drücktes Blechteil ausgebildet ist und axial sowie radial
formschlüssig entweder sowohl mit dem Zahnkranz (10) als
auch mit dem Lager (30), oder sowohl mit dem Lager (30)
als auch mit dem Lagerzapfen (15) verbunden ist.
6. Ausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (20, 20′) einen Hohlraum (22) ein
schließt, der an einen wesentlichen Teil der Zahnkranz-
Innenbohrung (16) grenzt und über mindestens eine Öl
bohrung (23, 23′) mit Öl befüllbar ist.
7. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Zahnkranz-Innenbohrung (16) und dem
Hohlraum (22) eine Gleitlagerhülse (13) als Lager (30)
vorgesehen ist, deren Lauffläche über eine weitere Öl
bohrung (17) aus dem Hohlraum (22) mit Öl schmierbar
ist.
8. Ausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement zwei topfförmige Formteile (20, 20′)
umfaßt, die über Sprengringe (14) oder dergleichen spann
bar sind.
9. Ausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Federelement (20, 20′) ein axialsymmetrisches
(Gummi-) Dämpfungselement (24 bis 26) kräftemäßig
parallel geschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873736540 DE3736540A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Ausgleichsanordnung fuer umlaufgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873736540 DE3736540A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Ausgleichsanordnung fuer umlaufgetriebe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3736540A1 true DE3736540A1 (de) | 1989-05-24 |
DE3736540C2 DE3736540C2 (de) | 1990-08-09 |
Family
ID=6339282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873736540 Granted DE3736540A1 (de) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Ausgleichsanordnung fuer umlaufgetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3736540A1 (de) |
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