DE4224850A1

DE4224850A1 - Planetary gearing made of tungsten@ alloy - uses inclined gearing with special modulus and externally toothed hollow cylinders for planetary wheels to transfer great forces with high translation ratios.

Info

Publication number: DE4224850A1
Application number: DE19924224850
Authority: DE
Inventors: Bernhard Orlowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-03

Abstract

The inclined gearing has a modulus of less than 1, pref. less than 0.7, and an overlap of at least 4. The approx. same tooth width of the first and second hollow wheel (5,6) corresponds at least to about 35 times, pref. 40 to 45 times, the value of the selected modulus. The planetary wheels (4) are externally toothed hollow cylinders which are installed tensioned radially elastically opposite the counter gearwheels (3,5,6). The width of the hollow cylinders corresponds approx. to the sum of the widths of the first and second hollow wheels (5,6). The drive and driven shafts (1,2) are each hollow shafts with the driven shaft inside the drive shaft. USE/ADVANTAGE - Extremely small planetary gearing structure allowing high deg. of speed redn. and low rate of wear with high operating loads.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wolfrom-Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a Wolfrom planetary gear the preamble of claim 1.

Derartige Getriebe sind beispielsweise aus DE-Z.: Feinwerk technik & Meßtechnik 89, 4, S. 177-184 "Klein, Bernd: Das Wolfromgetriebe - eine Planetengetriebebauform für hohe Übersetzungen" bekannt.Such gears are, for example, from DE-Z .: Feinwerk technik & Meßtechnik 89, 4, pp. 177-184 "Klein, Bernd: The Wolfrom gearbox - a planetary gearbox design for high Translations "known.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, die Steifigkeit und damit die Lebensdauer eines solchen auf einen hohen Wirkungsgrad ausgelegten Getriebes zu erhöhen. Dabei sollen die betreffenden Getriebe große Kräfte bei hohen Übersetzungsverhältnissen übertragen kön nen.Proceeding from this, the invention deals with the Problem, the stiffness and thus the lifespan of a such gearbox designed for high efficiency to increase. The gearbox in question should be large Can transfer forces at high gear ratios nen.

Eine grundsätzliche Lösung dieses Problems zeigt eine Aus führung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 auf.A basic solution to this problem shows an out leadership with the characterizing features of claim 1 on.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.Advantageous embodiments are the subject of the Unteran claims.

Eine nähere Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung er folgt im Zusammenhang mit der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. A more detailed explanation of the solution according to the invention follows in connection with the description of one in the Drawing shown embodiment.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 ein Wolfrom-Getriebe mit einer Hälfte in Ansicht und der anderen Hälfte in einem Längsschnitt in der Ausführung mit einer An- und Abtriebswelle, Fig. 1 is a Wolfrom gear system with one half in elevation and the other half, in a longitudinal section in the embodiment with an input and output shaft

Fig. 2 ein Wolfrom-Getriebe in einer Aufsteck-Ausführung in einem Längsschnitt. Fig. 2 is a Wolfrom gear in a plug-in version in a longitudinal section.

Das Wolfrom-Getriebe in der Ausführung nach Fig. 1 besitzt eine jeweils aus dem Getriebegehäuse herausragende An- und Abtriebswelle 1 bzw. 2. Die Antriebswelle 1 bildet das Son nenrad 3 aus, das in drei steglos gelagerte Planetenräder 4 eingreift, die wiederum jeweils gemeinsam in einem ersten festen und einem zweiten drehbaren Hohlrad 5 bzw. 6 kämmen. Das erste feste Hohlrad 5 ist Bestandteil des ortsfesten Getriebegehäuses. Das zweite drehbare Hohlrad 6 geht in die Abtriebswelle 2 über. Die Planetenräder 4 sind rohrförmig ausgebildet, wodurch sie radial in gewissem Umfang ela stisch nachgiebig sind.The Wolfrom gear system in the embodiment of FIG. 1 has a respectively from the gear housing outstanding input and output shafts 1 and 2 respectively. The drive shaft 1 forms the Son nenrad 3 , which engages in three seamlessly mounted planet gears 4 , which in turn mesh together in a first fixed and a second rotatable ring gear 5 and 6 , respectively. The first fixed ring gear 5 is part of the fixed gear housing. The second rotatable ring gear 6 merges into the output shaft 2 . The planet gears 4 are tubular, whereby they are radially flexible to a certain extent.

Das Getriebegehäuse besteht aus einem zentralen rohrförmi gen Mittelgehäuse 7 und damit an- und abtriebsseitig ange schraubten Abschlußdeckeln 8 und 9. Das drehbare zweite Hohlrad 6 ist praktisch der Rand der die Planetenräder 4 übergreifenden in diesem Bereich topfförmig ausgebildeten Abtriebswelle 2.The gear housing consists of a central tube-shaped central housing 7 and thus on the drive and output side screwed end caps 8 and 9th The rotatable second ring gear 6 is practically the edge of the output shaft 2 which is cup-shaped in this area and overlaps the planet gears 4 .

Die Zähnezahlen des ersten und zweiten Hohlrades 5, 6 sind dem Prinzip eines Wolfrom-Getriebes entsprechend unter schiedlich, wobei die Differenz zur Erzielung eines mög lichst hohen Übersetzungsverhältnisses möglichst gering, insbesondere gleich 1, zu wählen ist. The number of teeth of the first and second ring gear 5 , 6 are according to the principle of a Wolfrom gearbox under different, the difference to achieve the highest possible gear ratio as small as possible, in particular equal to 1, to choose.

Der für die Verzahnung festgelegte Modul kann beispielswei se bei einem Teilungsdurchmesser der Hohlräder 5, 6 von 90 mm und der Planetenräder von 39 mm etwa m = 0,5 betragen. In diesem Fall mißt die Breite der Hohlräder jeweils das 40fache des Moduls. Da die Breite der Planetenräder 4 etwa der addierten Breiten des ersten und zweiten Hohlrades 5, 6 entspricht, bedeutet dies für die Breite der Planetenräder das 80fache des Moduls. Mit einem solchen Getriebe ist ein Übersetzungsverhältnis von i = 756 bei einem möglichen Ab triebsmoment von 1000 Nm erreichbar.The module defined for the toothing can, for example, be approximately m = 0.5 with a pitch diameter of the ring gears 5 , 6 of 90 mm and the planet gears of 39 mm. In this case, the width of the ring gears measures 40 times the module. Since the width of the planet gears 4 corresponds approximately to the added widths of the first and second ring gears 5 , 6 , this means 80 times the module for the width of the planet gears. With such a transmission, a transmission ratio of i = 756 with a possible output torque of 1000 Nm can be achieved.

Bei der Montage des Getriebes werden die Planetenräder 4 radial in den angrenzenden Gegenzahnrädern 3, 5, 6 unter leichter elastischer Verformung verspannt eingebaut. Um diese elastische Verformung erhalten zu können, ist die Wanddicke der rohrförmigen hohlzylindrischen Planetenräder 4 entsprechend auszulegen. Hierbei sind die von den Plane tenrädern 4 aufzunehmenden und zu übertragenden Kräfte in aus der Mechanik an sich bekannter Weise zu berücksichti gen. Zur Erzielung der bei der Montage gewünschten elasti schen Verspannung werden die Planetenräder 4 in unterkühl tem Zustand eingesetzt. Insbesondere durch die elastische auch im Getriebebetrieb verbleibende Verspannung und eine Schrägverzahnung wird die für einen hohen Wirkungsgrad erforderliche große Verzahnungs-Überdeckung von im vorlie genden Fall beispielsweise 6,1 erzielt. Mit der erfindungs gemäßen Auslegung ist es möglich, die Evolventen-Flanken form der ineinandergreifenden Zähne auf einen spezifischen Gleitwert von kleiner als 0,4 auszulegen. Zu diesem Zweck wird die tragende Evolventenlänge der Zahnflanken verkürzt, indem die Bereiche am Kopf und Fuß der Zähne durch ent sprechende Formgebung aus dem Tragbereich herausgenommen werden. When assembling the gear, the planet gears 4 are installed radially in the adjacent counter gears 3 , 5 , 6 clamped under slight elastic deformation. In order to be able to obtain this elastic deformation, the wall thickness of the tubular hollow cylindrical planet wheels 4 must be designed accordingly. In this case, the forces from the tarpaulin 4 to be absorbed and transmitted in a manner known per se from mechanics must be taken into account. In order to achieve the elastic tension desired during assembly, the planet gears 4 are used in the supercooled state. In particular, due to the elastic bracing also remaining in gear operation and a helical toothing, the large toothing overlap required for a high efficiency of, for example, 6.1 in the present case is achieved. With the design according to the Invention it is possible to design the involute flank shape of the interlocking teeth to a specific sliding value of less than 0.4. For this purpose, the load-bearing involute length of the tooth flanks is shortened by removing the areas on the head and foot of the teeth from the support area by appropriate shaping.

Die Abtriebswelle 2 ist im Bereich ihres Hohlrades 6 radial über ein Wälzlager 10, das axial stützend wirken muß (z. B. Schrägkugellager), auf der axial über die Planetenräder 4 hinausragenden Antriebswelle 1 gelagert. Getriebeeingangs seitig ist die Antriebswelle 1 über ein weiteres typglei ches Wälzlager 11 in dem Abschlußdeckel 8 gelagert. Die Planetenräder 4 sind axial über Abstandsringe 17 zwischen den Wälzlagern 10 und 11 fixiert.The output shaft 2 is mounted in the area of its ring gear 6 radially via a roller bearing 10 , which must act axially to support it (e.g. angular contact ball bearing), on the drive shaft 1 projecting axially beyond the planet gears 4 . On the transmission input side, the drive shaft 1 is mounted in the end cover 8 via a further typical roller bearing 11 . The planet gears 4 are axially fixed via spacer rings 17 between the roller bearings 10 and 11 .

Axial gelagert ist die Abtriebswelle 2 in Rollenlagern 12, die sich an einem fest mit dem getriebeabtriebsseitigen Ab schlußdeckel 9 verbundenen Ring 13 abstützen.Axially mounted, the output shaft 2 in roller bearings 12 , which are supported on a fixed to the gearbox output side from cover 9 connected ring 13 .

Das Getriebe kann auch als sogenanntes Aufsteckgetriebe nach Fig. 2 ausgebildet sein.The gear unit can also be designed as a so-called slip-on gear unit according to FIG. 2.

In diesem Fall sind die An- und Abtriebswelle 1 und 2 je weils als Hohlwellen ausgebildet, von denen die Abtriebs welle 2 innerhalb der Antriebswelle 1 über Rollenlager 14 gelagert ist. In den zylindrischen Hohlraum der Abtriebs welle 2 kann eine über das Getriebe anzutreibende Welle eingesteckt und mit Hilfe der über einen Spannring 15 anzu ziehenden Spannelemente 16 fixiert werden.In this case, the input and output shafts 1 and 2 are each designed as hollow shafts, of which the output shaft 2 is mounted within the drive shaft 1 via roller bearings 14 . In the cylindrical cavity of the output shaft 2 , a shaft to be driven via the gearbox can be inserted and fixed with the aid of the clamping elements 16 to be pulled via a clamping ring 15 .

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes be steht in einer äußerst klein bauenden sehr hoch übersetzen den und dabei gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad aufwei senden Ausführung, die auch bei hohen zu übertragenden Kräften lange verschleißarme Standzeiten gewährleistet. Für die Erlangung dieser Vorteile ist die steglose Lagerung der Planetenräder, ein extrem kleiner Verzahnungs-Modul, der eine große Zahnbreite erlaubt, sowie eine hierdurch mögliche hohe durch eine Schrägverzahnung und elastische Verspannung der Planetenräder erzielbare Überdeckung maßgebend.The particular advantage of the transmission according to the invention be is translated in an extremely small build very high and at the same time have a high degree of efficiency send execution that can be transmitted even at high Long, low-wear service life guaranteed. For The attainment of these advantages is the seamless storage of the Planet gears, an extremely small gear module, the allows a large tooth width, as well as one possible high thanks to helical teeth and elastic Coverage of the planet gears achievable coverage authoritative.

Claims

1. Wolfrom planetary gear, in which a driven sun gear meshes in at least two axially continuously steplessly toothed planet gears in a fixed first ring gear in a fixed first ring gear, which in turn coaxially arranged in a coaxial to the fixed first ring gear rotatable second with the Ge driven output shaft firmly connected ring gear with a slightly different number of teeth than the first ring gear, characterized in that the toothing is a helical toothing with a module of less than 1 and an overlap of at least 4, in which the approximately equal tooth width of the first and second ring gear ( 5 , 6 ) corresponds at least to approximately 35 times the value of the selected module, and that the planet wheels ( 4 ) are externally toothed compared to the counter gears ( 3 , 5 , 6 ) are radially elastically braced hollow cylinders, the width of which is approximately the summed width of the first and second ring gear ( 5 , 6 ) corresponds.

2. Wolfrom transmission according to claim 1, characterized in that the gear module is less than 0.8, in particular less than 0.7, with the approximately equal width of the first and second ring gear ( 5 , 6 ) at least that corresponds to approximately 40 or 45 times the value of the selected module.

3. Wolfrom transmission according to claim 2, characterized, that the gear module is between 0.3 and 0.5.

4. Wolfrom transmission according to one of the preceding claims che, characterized, that the gearing overlap above at least 5, in particular over 6.

5. Wolfrom transmission according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the input and output shafts ( 1 , 2 ) are each hollow shafts, of which the output shaft ( 2 ) is mounted within the drive shaft ( 1 ).