DE3738607A1 - Planetengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einer Antriebs­ welle, mit einem Sonnenrad auf der Antriebswelle, mit wenigstens einem in das Sonnenrad eingreifenden Planetenrad, mit einem in das Planetenrad eingreifenden, stationären Hohlrad, mit einem das Planetenrad tragenden Planetenträger und mit einer mit dem Plane­ tenträger verbundenen Abtriebswelle.

Planetengetriebe dieser Art weisen häufig zwischen ihren Getriebe­ gliedern ein Verdrehspiel auf, was insbesondere dann, wenn solche Planetengetriebe zur Steuerung von Werkzeugmaschinen oder der­ gleichen eingesetzt werden und die Abtriebswelle also als Geber­ ausgangswelle benutzt oder mit einer solchen gekoppelt wird, zu Ungenauigkeiten führen kann, welche eine präzise Steuerung unmöglich machen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diesem Mangel abzuhelfen und ein gattungsgemäßes Planetengetriebe so auszubilden, daß ein vorhan­ denes Verdrehspiel eingestellt und insbesondere beseitigt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Planeten­ rad und das Hohlrad aus je zwei separaten, zueinander koaxialen Teilen bestehen, und ein Teil des Hohlrades relativ zum andern Teil des Hohlrades verdrehbar und durch Feststellmittel feststell­ bar ist.

Somit kann durch entsprechende Verdrehung des einen Hohlradteiles relativ zum andern und anschließende Feststellung des verdrehten Hohlradteiles ein Spiel zwischen den Getriebeteilen in gewünschter Weise eingestellt oder beseitigt werden.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Planetengetrie­ bes mit einstellbarem Verdrehspiel;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer praktischen Aus­ führungsform eines Planetengetriebes;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Planeten­ getriebes mit Geberausgangswelle;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 und

Fig. 6 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform eines Planetengetriebes.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Planetengetriebes mit einstellbarem Verdrehspiel: auf einer drehbar gelagerten Antriebswelle 1 sitzt drehfest ein Sonnenrad 2, das mit drei in gleichen Winkelabständen angeordneten Planetenrädern 3, 4 kämmt. In Fig. 1 sind lediglich zwei Planetenräder 3, 4 sichtbar, die auf Achsen 5, 6 drehbar sind. Eine dritte Achse 7 trägt in ent­ sprechender Weise ein drittes, in Fig. 1 verdecktes, Planetenrad. Die Planetenräder 3, 4 bestehen jeweils aus zwei separaten, zuei­ nander koaxialen und einzeln auf den zugehörigen Achsen verdreh­ baren Teilen 31, 32 bzw. 41, 42. Die Planetenräder 3, 4 greifen in ein ortsfest, also unverdrehbar gehaltenes Hohlrad 8 ein, das ebenfalls aus zwei separaten, zueinander koaxialen, einzeln ver­ drehbaren Teilen 81, 82 besteht. Der Teil 81 des Hohlrades 8 kämmt mit den in Fig. 1 rechts liegenden Teilen der Planetenräder 31, 41, der Teil 82 des Hohlrades 8 kämmt mit den in Fig. 1 links liegenden Teilen 32, 42 der Planetenräder. Die jeweils zweiteilig ausgebildeten Planetenräder sind mit ihren Achsen 5, 6, 7 in einem Planetenträger 9 gelagert, der einstückig mit einer Abtriebswelle 11 verbunden ist. An die Abtriebswelle 11 ist über eine Schrägver­ zahnung 12 eine Geberausgangswelle 13 angekoppelt, aus deren Umdre­ hung sich in an sich bekannter Weise Rückschlüsse auf den Drehzu­ stand der Antriebswelle 1 ziehen lassen, wobei die Korrelation zwischen Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 11 bzw. Geberausgangs­ welle 13 umso genauer sind, je weniger Spiel das Planetengetriebe enthält.

Die beschriebene zweiteilige Ausbildung der auf den Achsen 5, 6, 7 sitzenden Planetenräder und des Hohlrades dient dazu, ein vorhan­ denes Verdrehspiel des Planetengetriebes einzustellen oder zu beseitigen. Hierzu wird der Teil 82 des Hohlrades 8 relativ zum Teil 81 entsprechend verdreht und relativ zum Teil 81 festgestellt.

Hierdurch läßt sich das Zahnspiel zwischen den Planetenrädern 3, 4 einerseits und dem Sonnenrad 2 bzw. dem Hohlrad 8 auf Null reduzieren. In diesem Falle liegen dann die Flanken der Zähne des Planetenradteiles 31 an der einen Flanke benachbarter Zähne des Sonnenrades 2 bzw. des Hohlrades 8 an, während die Zahnflan­ ken des anderen Planetenradteiles 32 an den Flanken der jeweils gegenüberliegenden Zähne des Sonnenrades 2 bzw. Hohlrades 8 an­ schlagen.

Die Fig. 2, 3 zeigen eine praktische Ausführungsform eines Planetengetriebes der in Fig. 1 schematisch dargestellten Art mit einstellbarem Verdrehspiel: die Ausgangswelle 21 eines Elektromotores oder dergleichen ist über eine Schrumpfscheiben­ kupplung 22 mit der das Sonnenrad 2 tragenden Antriebswelle 1 verbunden. Die Schrumpfscheibenkupplung 22 umfaßt in an sich bekannter Weise eine fest mit der Welle 1 verbundene Buchse 23 mit Flansch 24, die in einen konischen Fortsatz 25 ausläuft. In den konischen Fortsatz 25 ist das Ende der Welle 21 eingeschoben. Eine Scheibe 26 mit Innenkonus 27 wird über Schrauben 28 gegen den Flansch 24 gezogen und preßt hierdurch den Konus 25 zusammen, so daß dieser fest auf die Welle 21 aufgespannt wird. Die Schrumpf­ scheibenkupplung 22 ist von einem Gehäuseteil 29 umschlossen, wel­ ches als Ölreservoir dient.

Mit dem Gehäuseteil 29 ist ein das Planetengetriebe umschließendes Gehäuseteil 30 abgedichtet verschraubt. Die Einzelteile des Plane­ tengetriebes sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Der Hohlradteil 81 ist durch mindestens ei­ nen Stift 33 starr mit dem Gehäuseteil 30 verbunden, so daß der Hohlradteil 81 stationär festgehalten ist.

Der andere Hohlradteil 82 weist, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, eine Schulter 34 auf, an welcher eine in einer entsprechenden Gewindebohrung des Gehäuseteils 30 gelagerte Verstellschraube 35 angreift, der ihrerseits eine in ihre Gewindebohrung 36 (nicht dargestellte) Feststellschraube zugeordnet sein kann. Durch ent­ sprechende Verdrehung und Einstellung der Verstellschraube 35 kann der Teil 82 des Hohlrades 8 relativ zum anderen Teil 81 des Hohlrades so weit verstellt werden, daß in der weiter oben be­ schriebenen Weise ein Verdrehspiel des Getriebes reduziert oder ganz beseitigt werden kann.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist auf der der Verstellschraube 35 gegenüberliegenden Seite des Gehäuseteils 30 in entsprechender Weise eine zweite Verstellschraube 37 vorgesehen, die auf eine weitere Schulter 38 des Hohlradteils 82 derart wirkt, daß hier­ durch dieser Hohlradteil relativ zum andern Hohlradteil 81 in entgegengesetzter Richtung wie mit der Schraube 35 verstellt werden kann. Hierdurch kann ein Spiel, das im Verlauf einer Abnutzung der Zahnflanken durch längeren Betrieb des Getriebes entstanden ist, beseitigt werden.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen sind die Verstell­ schrauben 35, 37 im Gehäuseteil 30 gelagert. Um die gewünschte Relativverdrehung der Teile 81, 82 des Hohlrades 8 zu erreichen, könnten diese Schrauben auch in einem der Hohlradteile 81, 82 gelagert sein und an dem jeweils anderen Hohlradteil angreifen.

Wie in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet, kann zwischen den Schultern 34, 38 und den jeweiligen Stirnenden der Verstellschrau­ ben 35, 37 ein Druckgeber 43, insbesondere in Gestalt eines piezo­ elektrischen Kristalls, angeordnet sein, dessen elektrische Zulei­ tungen mit 44 bezeichnet sind. Hierdurch kann in einfacher Weise das übertragene Drehmoment festgestellt und kontrolliert werden.

Mit dem Gehäuseteil 30 des eigentlichen Planetengetriebes ist, wie ebenfalls aus Fig. 2 hervorgeht, ein drittes Gehäuseteil 45 abgedichtet verschraubt, welches zwei Wälzlager 46, 47 für die mit dem Planetenträger 9 einstückige Abtriebswelle 11 des Plane­ tengetriebes aufnimmt. Wie dargestellt, ist zwischen den Lagern 46, 47 ein Radialwellendichtring 48 angeordnet. Hierdurch rücken die beiden Lager 46, 47 auseinander, so daß die Lagerstabilität der Welle 11 verbessert ist.

Ein weiterer Radialwellendichtring 49 an der gegenüberliegenden Seite dichtet über die Schrumpfscheibenkupplung 22 die Welle 21 ab. Die Schmierung der Gesamtanordnung erfolgt aus dem von dem Gehäuseteil 29 gebildeten Ölreservoir.

Die Fig. 4 und 5 zeigen insbesondere eine konstruktive Ausbil­ dung für die Anordnung und Lagerung der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Geberausgangswelle 13. Abtriebswelle 11 und Geberausgangswelle 13 tragen jeweils ein schrägverzahntes Stirn­ zahnrad, die gemeinsam die schrägverzahnte Kupplung 12 bilden. Die Geberausgangswelle 13 ist mit Hilfe eines Kugellagers 51 und eines Nadellagers 52 drehbar im Gehäuseteil 45 gelagert. Die Ab­ dichtung der Welle 13 erfolgt über einen Radialwellendichtring 53.

Die Fig. 6 schließlich zeigt eine weiterhin abgewandelte Ausfüh­ rungsform mit zwei Planetengetrieben, die jeweils so ausgebildet sind, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschrieben. Hierdurch kann das Untersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 11 entsprechend verändert werden, wobei gleichzeitig das Verdrehspiel in gewünschter Weise eingestellt, insbesondere völlig beseitigt, werden kann. Einander entsprechende Teile sind in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1 bis 3.

Die Schrumpfkupplung 22 (Fig. 2) und die Schrägverzahnung 12 (Fig. 1, 4 und 5) ermöglichen ebenfalls spielfreie Verbindungen, so daß insgesamt das beschriebene Planetengetriebe spielfrei gehalten werden kann und die genaue Übertragung von Verdrehungs­ signalen zwischen seinem Ein- und Ausgang ermöglicht.

Claims (10)

1. Planetengetriebe mit einer Antriebswelle, mit einem Sonnenrad auf der Antriebswelle, mit wenigstens einem in das Sonnenrad eingreifenden Planetenrad, mit einem in das Planetenrad eingrei­ fenden, stationären Hohlrad, mit einem das Planetenrad tragenden Planetenträger und mit einer mit dem Planetenträger verbundenen Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (3, 4) und das Hohlrad (8) aus je zwei sepa­ raten, zueinander koaxialen Teilen (31, 32; 41, 42; 81, 82) be­ stehen, und ein Teil (82) des Hohlrades (8) relativ zum anderen Teil (81) des Hohlrades verdrehbar und durch Feststellmittel (35, 37) feststellbar ist.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststellmittel eine am verdrehbaren Teil (82) des Hohlrades (8) angreifende Verstellschraube (35, 37) vorgesehen ist.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellschraube (35, 37) in einem Getriebegehäuse (Gehäuse­ teil 30) gelagert ist.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellschraube (35, 37) in einem der Teile (81, 82) des Hohlrades (8) gelagert ist.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (81) des Hohlrades (8) mit dem Getriebegehäuse (Gehäuse­ teil 30) verstiftet ist.

6. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) über eine Schrumpfscheibenkupplung (22) mit einer Motorwelle (21) verbunden ist.

7. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm ein zweites Planetengetriebe (Fig. 6) nachgeschaltet ist, das in der gleichen Weise mit einstellbarem Verdrehspiel ver­ sehen ist.

8. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtriebswelle (11) eine Geberausgangswelle (13) über eine spielfreie Schraubverzahnung (12) angekoppelt ist.

9. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Feststellmittel (35, 37) und dem zugeordneten Teil (82) des Hohlrades (8) ein Druckgeber (43) zur Drehmomentmessung angeordnet ist.

10. Planetengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (43) ein Piezokristall ist.