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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Getriebemotor, der in Kombination
eine Motoreinheit und eine Gangwechseleinheit zur Übertragung
der Rotationskraft von dieser Motoreinheit aufweist, sowie auf eine
Getriebemotorserie aus der dieser Getriebemotor konstruiert werden
kann, gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Getriebemotoren,
die in Kombination eine Motoreinheit zur Erzeugung einer Rotationskraft
und eine Gangwechseleinheit zum Verringern oder Erhöhen der
Geschwindigkeit der Rotationskraft aufweisen, werden breit in jedem
Industriebereich verwendet, und da ihre Motorgeschwindigkeiten mechanisch verringert
oder erhöht
werden, sind sie in der Lage, ihre Motoreinheiten in einem höchst effizienten
Zustand (Drehzahlbereich) zu betreiben.
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Beispielsweise
weist ein herkömmlicher
Getriebemotor 1 gemäß dem engsten
Stand der Technik, in Kombination eine Motoreinheit 2 und
eine Gangwechseleinheit 4 zur Übertragung der Rotationskraft
von der Motoreinheit 2 auf.
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Diese
Motoreinheit 2 weist eine Anbringungsoberfläche auf,
die aus einem quadratischen Motorflansch 10 der darauf
bei der Oberseite ihrer Motorwelle 6 gebildet ist. Dieser
Motorflansch 10 besitzt Bolzenlöcher 10A, die dadurch
bei den vier Ecken gebildet sind. Die Motorwelle 6 ist
bei dem Mittelpunkt des Motorflansches 10 gelegen.
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Die
Motoreinheit 2 gibt Rotationskraft durch die Motorwelle 6 aus.
Wie in 9 gezeigt, ist das Ende dieser Motorwelle 6 verzahnt,
um ein schraubenförmiges
Motorritzel 8 drehbar zu tragen.
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Gangwechseleinheit 4 besitzt
eine dreistufige Untersetzungsstruktur. Genau gesagt weist die Gangwechseleinheit 4 Folgendes
auf: ein erstes Zahnrad 12, das mit dem Motorritzel 8 in
Eingriff steht; ein erstes Ritzel 14 zur Ausführung einer
koaxialen, integralen Rotation mit dem ersten Zahnrad 12;
ein zweites Zahnrad 16, das mit dem ersten Ritzel 14 in
Eingriff steht; ein zweites Ritzel 18 zum Ausführen einer
koaxialen, integralen Rotation mit dem zweiten Zahnrad 16;
ein Abtriebswellenzahnrad 20, das mit dem zweiten Ritzel 18 in
Eingriff steht; eine Ab triebswelle 22, die durch ein Lager
getragen wird, um eine integrale Rotation mit der Abtriebswelle 22 auszuführen; sowie
ein Gehäuse 24 zur
Unterbringung dieser Getriebewechselmechanismen.
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Ein
Welleneinschubloch 24A in das die Motorwelle 6 eingebracht
wird, ist durch das Gehäuse 24 gebildet.
Das Gehäuse 24 ist
außerdem
mit Gewindelöchern 24B vorgesehen,
die bei den einzelnen Ecken eines Quadrats mit dem Welleneinschubloch 24A als
Mittelpunkt gebildet sind. Das Welleneinschubloch 24A und
die vier Gewindelöcher 24B sind angeordnet,
um mit der Motorwelle 6 bzw. den vier Bolzenlöchern 10A in
dem Motorflansch 10 der Motoreinheit 2 übereinzustimmen,
so dass die Motoreinheit 2 und die Gangwechseleinheit 4 aneinander durch
vier Bolzen 26 gekoppelt sind, wie in 10 gezeigt.
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In
diesem Getriebemotor 1, wird die Rotationskraft von der
Motoreinheit 2 durch die einzelnen Ritzel und Zahnräder an die
Abtriebswelle 22 mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis übertragen.
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Für diese
Bauart des Getriebemotors 1 werden im Allgemeinen eine
Vielzahl seriell hergestellter Gangwechseleinheiten 4,
die bei Wechselgangverhältnissen
mit vorbestimmten Intervallen (übliche Übersetzungsverhältnisse)
eingestellt sind, im Voraus vorgesehen. Von diesen wird eine Gangwechseleinheit 4 mit
dem Wechselgangverhältnis,
das am nächsten
an dem tatsächlich
erforderlichen Wechselgangverhältnis
liegt, mit der Motoreinheit 2 kombiniert, um einen Getriebemotor 1 zu
konstruieren.
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Wie
oben beschrieben, wählt
der Benutzer des Getriebemotors 1 eine Gangwechseleinheit 4 mit dem
geeignetsten Wechselgangverhältnis
aus der Serie mit einer Vielzahl von Wechselgangverhältnissen
aus. Entsprechend der Verwendungsmuster des Getriebemotors 1 ist
jedoch eine Modifizierung des Wechselgangverhältnisses manchmal nachträglich erforderlich.
Mögliche
Maßnahmen,
die hier getroffen werden können,
sind die Folgenden:
- 1) Ersetzen der Gangwechseleinheit 4 mit
einer neuen, die ein optimales Wechselgangverhältnis aufweist
- 2) Hinzufügen
einer Gangwechseleinheit mit einem sich anpassenden Wechselgangverhältnis zwischen
die Gangwechseleinheit 4 und die Motoreinheit 2.
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Die
Maßnahme
1) erfordert jedoch den Kauf der neuen Gangwechseleinheit 4,
was einen Anstieg der Kosten und ein Problem durch die Verschwendung
der bis dato verwendeten Gangwechseleinheit 4 verursacht.
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Hinsichtlich
der Maßnahme
2) war die zuvor verwendete Gangwechseleinheit 4 zunächst für die Kopplung
an den Motor gedacht. Daher war die Anordnung der Gangwechseleinheit
zwischen der Gangwechseleinheit 4 und der Motoreinheit 2 in
der Praxis oft schwierig und beinhaltete erhebliche Probleme. Die
Gründe
dafür werden
im Folgenden in konkreter Weise beschrieben.
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Ein
erstes Problem besteht darin, dass die Gangwechseleinheit 4 eine
Anbringungsoberflächenstruktur
allein vom „Aufnahme"-Typ aufweist und
es folglich physisch schwierig ist, eine zusätzliche (andere als die Motoreinheit)
Gangwechseleinheit oder Ähnliches
(im Folgenden als eine Einschubeinheit bezeichnet) daran zu koppeln.
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Eine
Motoreinheit 2 wird stets an einen Vorrichtung gekoppelt,
die angetrieben werden soll (passende Maschine), wie beispielsweise
eine Gangwechseleinheit 4. Um diese Kopplung zu vereinfachen,
wird typischerweise ein Motorflansch 10 vorgesehen, wie
in 10 dargestellt. Dieser zielt darauf ab, die Bolzen 26 in
die Bolzenlöcher 10A von
der Motorseite aus einzubringen, und die Bolzen 26 in Gewindeeingriff
mit den Gewindelöchern 24B auf
der Eingriffsmaschinenseite zu bringen, um die Kopplung zu ermöglichen.
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Infolgedessen
weisen viele Untersetzungsgetriebeeinheiten 4 einfach eine
Struktur zur Aufnahme auf. Genauer gesagt besitzen die Untersetzungsgetriebeeinheiten 4 oft
nichts als einfache Gewindelöcher 24B,
die an den einzelnen Ecken eines Quadrats um das Welleneinschubloch 24A gebildet
sind, in die die Motorwelle 6 eingebracht wird; d.h. es
gibt kaum eine Überlegung
dahingehend, dass die Kopplung durch Bolzen von der Seite der Untersetzungsgetriebeeinheit 4 hergestellt
werden kann.
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Sich
nun einer Einschubeinheit selbst zuwendend, wird angenommen, dass
der Getriebemechanismus in der Einschubeinheit eine Parallelachsengetriebestruktur
besitzt, die in Kombination Ritzel und Zahnräder enthält. In einem einstufigen Untersetzungsmechanismus
wäre es
der Einschubeinheit unmöglich,
eine Koaxialität
zwischen der in Motorwelle 6, die in diese eingebracht
wird, und ihrer eigenen Ausgabewelle zur Übertragung der Rotation der Motorwelle 6 an
die Untersetzungsgetriebeeinheit 4 herzustellen. Daher
sind zwei oder mehr Stufen (zwei oder mehr Paare von Ritzeln und
Zahnrädern)
logisch erforderlich, um die Motorwelle 6 und die Ausgabewelle
in der Einschubeinheit koaxial zu machen. Die Einschubeinheit erhält auf diese
Weise eine komplizierte Innenstruktur und verlängert sich entlang der Axialrichtung
der Motorwelle 6.
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Ein
zweites Problem besteht darin, dass obwohl es das Hauptziel ist,
eine Anpassung im Wechselgangverhältnis vorzunehmen, es nicht
immer möglich
ist, ein nutzergewolltes Wechselgangverhältnis zu erreichen.
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Gangwechseleinheiten,
wie zuvor beschrieben, werden serienmäßig mit Wechselgangverhältnissen
mit regelmäßigen bzw. üblichen
Intervallen im Voraus hergestellt. Daher kann das Kombinieren mit serienmäßig hergestellten
Einschubeinheiten eines anderen Typs nicht immer ein erwünschtes
Wechselgangverhältnis
erreichen. D.h. Kombinationen von Wechselgangverhältnissen,
die erhältlich
sind aus Gangwechseleinheiten mit üblichen Zahnrädern, führen nur
zu einer beschränkten
Variation der Wechselgangverhältnisse,
wobei sie nicht in der Lage sind, feine Anpassungen gemäß einem
tatsächlich
erforderlichen Wechselgangverhältnis
vorzunehmen.
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Ein
drittes Problem besteht darin, dass das Kombinieren zweier Gangwechseleinheiten
das Rauschen deutlich erhöht.
Genauer gesagt treten die Probleme auf, dass die kombinierten Gangwechseleinheiten
eine Resonanz miteinander erzeu gen, und dass ein Anstieg in der
Anzahl der Zahnräder
die Zahnräder
selbst veranlasst, ein stärkeres
Rauschen zu erzeugen.
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EP-A-0
507 309 offenbart eine motorbestückte
Untersetzungsgetriebevorrichtung mit einer Vorstufe, zwei Abdeckungen,
die in der Vergangenheit unerlässlich
waren, nämlich
einer Zahngelenkabdeckung und einer Vorstufenabdeckung, die in einer
Einkörperabdeckung
integriert sind. Zudem ist der Durchmesser des Kopfkreises des auf
der Spitze der Motorwelle angebrachten Ritzels dafür ausgelegt,
kleiner als der Durchmesser des Teils der Motorwelle zu sein, der
sich in die Einkörperabdeckung
erstreckt. Dies ermöglicht
es, dass die Einkörperabdeckung
mit dem bereits an der Spitze der Motorwelle befestigten Ritzel
angebracht wird. Die Einkörperabdeckung
kann an dem Motor und dem Getriebegehäuse befestigt werden. Infolgedessen
wird die Anzahl der Teile verringert und ein leichtes Gewicht und Kompaktheit
werden erreicht, und die Genauigkeit der Mittelpunktentfernung und
-parallelität
wird verbessert, da kumulative Maschinenbearbeitungsfehler vermieden
werden können.
Darüber
hinaus werden eine Verringerung der Kosten und eine verbesserte Rigidität erreicht
und die Anzahl der Faktoren, die ein Öllecken verursachen können, wird
verringert.
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EP-A-0
567 048 offenbart eine Verbindungsstruktur zwischen einem Untersetzungs-
oder Übersetzungszahnrad
und einem Motor, die in zwei Teile geteilt ist. Verschiedene Arten
von Untersetzungs- oder Übersetzungszahnrädern und
Motoren können miteinander
mittels einer Art oder einiger Arten von unterteilten Körpern kombiniert
werden, um die Standardproduktgruppe zu erhalten. Genau gesagt ist
die Struktur, die ein Untersetzungs- oder Übersetzungszahnrad mit einem
Motor verbindet, ist in einen zahnradseitigen Flanschteil und eine
Motoranbringungsplatte unterteilt. Mit dieser Konstruktion können verschiedene
Arten von Untersetzungs- oder Übersetzungszahnrädern an
einer Art von zahnradseitigem Flanschteil angebracht werden, und
verschiedene Arten von Motoren können
an einer Art von Motoranbringungsplatte angebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorangehenden Probleme
bewerkstelligt. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung
einen Getriebemotor vorzusehen, der die Benutzerbedürfnisse
für Wechselgangverhältnisse
mit Flexibilität
und Zuverlässigkeit
erfüllen
kann und ebenso einen Anstieg des Rauschens unterdrückt, sowie
Getriebemotorserien, aus der eine Vielzahl von Typen derartiger Getriebemotoren
konstruiert werden können.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
1 erreicht das zuvor erwähnte
Ziel durch Vorsehen eines Getriebemotors der eine Motoreinheit und
eine Gangwechseleinheit zum gemeinsamen Übertragen der Dreh- bzw. Rotationskraft
von der Motoreinheit aufweist, wobei die Gangwechseleinheit mit
ihrer Antriebswelle koaxial zu einer Motorwelle der Motoreinheit
angeordnet ist, wobei: eine einfache Planetenwalz- bzw. -radeinheit,
die einen einfachen Planetenradmechanismus und ein Gehäuse zur
Unterbringung des einfachen Planetenradmechanismus aufweist, zwischen
der Gangwechseleinheit und der Motoreinheit angeordnet ist, wobei
der einfache Planetenradmechanismus ein Sonnenrad, ein Planetenrad,
das durch einen Träger
gehalten wird, und ein Ringrad aufweist, wobei das Planetenrad in
Rollkontakt mit dem Außenumfang
des Sonnenrads und mit dem Innenumfang des Ringrads steht; und Flanschteile,
die sich nach außen
in den Radialrichtungen des Sonnenrads erstrecken, auf dem Gehäuse zur Aufnahme
des einfachen Planetenradmechanismus gebildet sind, und zwar an
beiden Enden in der Axialrichtung des Sonnenrads, und einer der
Flanschteile mit einem Gehäuse
der Motoreinheit gekoppelt ist und der andere mit einem Gehäuse der
Gangwechseleinheit gekoppelt ist, und der Getriebemotor derart konfiguriert
ist, dass die Rotationskraft von der Motoreinheit koaxial an die
Gangwechseleinheit durch die einfache Planetenradeinheit übertragen
wird.
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Dieser
Getriebemotor übernimmt
einen einfachen Planetenradmechanismus als Einschubeinheit. Der
einfache Planetenradmechanismus kann feine Anpassungen an dem Außendurchmesser
seines Ringrads vornehmen und kann daher ein präziseres Wechselgangverhältnis erfüllen, verglichen
mit verzahnten Geschwindigkeitsveränderungsstrukturen, die durch
die Anzahl der Zähne,
Module und Ähnlichem
gesteuert werden. Außerdem
besitzt dieser einfache Planetenradmechanismus die Vorteile, dass
seine Antriebs- und Abtriebswellen einfach koaxial ge macht werden
können,
und dass höhere Wechselgangverhältnisse
aus einer kompakten Konfiguration erhalten werden können.
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Dann
haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass die charakteristischen
Konfigurationen des einfachen Planetenradmechanismus und das Gehäuse, das
selbigen trägt,
genutzt werden, um eine Flanschstruktur auf beiden Seiten vorzusehen, und
sie haben ermittelt, dass es dadurch möglich ist, eine Anzahl von
bis dato bestehenden Problemen gänzlich
zu lösen,
wie beispielsweise Rauschen und feine Anpassungen an dem Wechselgangverhältnis.
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Genauer
gesagt, weist in diesem Getriebemotor das Gehäuse zur Unterbringung des einfachen Planetenradmechanismus
eine Doppelflanschstruktur auf. Selbst wenn die passenden Maschinen
bzw. Vorrichtungen (Gangwechseleinheit, Motoreinheit) strukturelle
Schwierigkeiten bei der Kopplung an andere Einheiten aufweisen,
ermöglichen
die Flansche eine einfache Kopplung zwischen diesen. Der Grund dafür ist, dass
es möglich
ist, Kopplungsbolzen von den Flanschseiten einzubringen und diese
in Gewindeeingriff mit den mit Gewinde versehenen Löchern in
den gepaarten Vorrichtungen zu bringen.
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Im Übrigen ist
es allgemein im Sinne grundsätzlicher
Konzepte bekannt, dass Übertragungsmechanismen,
die Reibräder
aufweisen, verglichen mit verzahnten Übertragungsmechanismen das
Rauschen verringern können.
Wenn die vorliegenden Erfinder einen Übertragungsmechanismus bestehend aus
einem einfachen Planetenradmechanismus übernahmen und diese einfache
Planetenradeinheit zwischen einer Untersetzungsgetriebeeinheit und
einer Motoreinheit anordneten, fanden sie jedoch einen unerwarteten
Rauschverringerungseffekt, bei dem das Gesamtrauschen signifikant
niedriger wurde als vor der Zwischenschaltung bzw. -anordnung, d.h.
wenn die Gangwechseleinheit und die Motoreinheit direkt miteinander
gekoppelt wurden (U.S. Patentanmeldung Nr. 09/526,284).
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Obwohl
viele Ungewissheiten bestehen, scheint der Grund dafür zu sein,
dass dieser einfache Planetenradmechanismus eine charakteristische Kraftübertragungsstruktur
aufweist, die die Rotationen und Umdrehungen ihres Planetenrads nutzt,
und die Rotationskraft mittels Reibung zwischen den Kontaktoberflächen der
(Vielzahl von) Rädern überträgt. Hier
können
die einzelnen Kontaktoberflächen und
die Teile, die die Planetenräder
tragen, die Vibrationen und das Rauschen gut absorbieren, die durch die
Resonanz zwischen der Motoreinheit und der Gangwechseleinheit bisher
auftraten. In jedem Fall ist der Effekt der Rauschverringerung dramatisch
und übertrifft
alle Erwartungen.
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Darüber hinaus
wird es als Folge des Bildens von Flanschteilen auf beiden Seiten
des Gehäuses möglich, irgendeine
Motoreinheit und Gangwechseleinheit über die Flanschseiten hinweg
zu koppeln, was das einfache Vorsehen einer Getriebemotorserie einschließlich einer
Vielfalt von Kombinationen zulässt.
D.h. da die beiden Flanschteile in unterschiedliche Konfigurationen
(unterschiedliche Bolzenanordnungen) geformt werden können, können sogar
Motoreinheiten und Gangwechseleinheiten, wie sie bisher nicht kombinierbar
waren, durch die Zwischenlagerung dieser einfachen Planetenradeinheit
miteinander gekoppelt werden. Dies ermöglicht das Vorsehen einer Getriebemotorserie
mit einem weiten Bereich von Übersetzungsverhältnissen.
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Außerdem können bei
der Zwischenlagerung dieses einfachen Planetenradmechanismus zwischen
eine Motoreinheit und eine Gangwechseleinheit, die zuvor gekoppelt
wurden, beide Flanschteile mit einer Vielzahl von Bolzenlöchern vorgesehen
werden, die durch diese entlang der Axialrichtung des Sonnenrads
gebildet sind, um miteinander in der Anordnung übereinzustimmen. Dann können Anbringungsbolzen,
die in die Bolzenlöcher
eingebracht sind, einen der Flanschteile an das Gehäuse der
Motoreinheit und den anderen an das Gehäuse der Gangwechseleinheit
koppeln.
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Natürlich ist
es auch möglich,
dass die beiden Flanschteile mit den oben erwähnten Bolzenlöchern in
unterschiedlichen Anordnungen ebenso wie die Bolzenlöcher in
identischen Anordnungen vorgesehen werden. Dies ermöglicht weitere
Einsatzflexibilität
für Anwendungen.
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Darüber hinaus
kann das Ringrad in der vorangehenden Erfindung an dem Gehäuse zur
Unterbringung des einfachen Planetenradmechanismus befestigt sein,
so dass die Rotation des Ringrads eingeschränkt wird. Dann wird ein Welleneinschubloch auf
(oder durch) den Rotationsmittelpunkt des Sonnenrads gebildet und
entweder die Motorwelle der Motoreinheit oder die Antriebswelle
der Gangwechseleinheit werden in das Welleneinschubloch eingebracht.
Ein Welleneinschubloch ist auf (oder durch) den Rotationsmittelpunkt
des Trägers
gebildet und die jeweils andere der Motorwelle und der Antriebswelle
wird in das Welleneinschubloch eingebracht. Dadurch wird die Rotationskraft
von der Motoreinheit koaxial an die Gangwechseleinheit durch den
einfachen Planetenradmechanismus übertragen.
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Gemäß dieser
Erfindung ist es möglich,
die einfache Planetenradeinheit anstelle einer Kopplung zu installieren,
die verwendet wird, um die Motorwelle und die Antriebswelle der
Gangwechseleinheit zu koppeln. Daher bietet die einfache Planetenradeinheit
die gleichen Funktionen wie eine Wellenkopplung selbst nach dem
Hinzufügen
der Geschwindigkeitsveränderungsfunktion.
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Im Übrigen bezeichnet
eine in der vorliegenden Erfindung eingesetzte „Gangwechseleinheit" eine Einheit, die
die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsrotationskraft zur Ausgabe
verändert,
einschließlich
einer Untersetzungseinheit, einer Übersetzungseinheit und Ähnlichem.
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Die
Beschaffenheit, das Prinzip und die Zweckmäßigkeit der Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, wenn
diese in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird,
in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsnummern oder -zeichen
bezeichnet sind.
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In
den begleitenden Zeichnungen zeigt:
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1 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die einen Getriebemotor gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
teilweise geschnittene, vergrößerte Ansicht
einer einfachen Planetenradeinheit in dem Getriebemotor;
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3 eine
geschnittene Ansicht, die entlang der Linie III-III der 2 genommen
ist;
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4 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die die einfache Planetenradeinheit
in einem Getriebemotor gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Getriebemotor unter Verwendung
der einfachen Planetenradeinheit zeigt;
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6 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Getriebemotor gekoppelt
mit einer weiteren Gangwechseleinheit zeigt;
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7 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Getriebemotor gekoppelt
mit einer weiteren Gangwechseleinheit zeigt;
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8 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Getriebemotor gekoppelt
mit einer weiteren Gangwechseleinheit zeigt;
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9 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die einen herkömmlichen Getriebemotor zeigt;
und
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10 eine
zerlegte Perspektivansicht, die den Getriebemotor zeigt.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, weist ein Getriebemotor 30 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Kombination eine Motoreinheit 2 und
eine Gangwechseleinheit 4 zur Übertragung der Rotationskraft
von der Motoreinheit 2 auf. Dieser Getriebemotor 30 umfasst
eine Planetenradeinheit 36, die zwischen der Gangwechseleinheit 4 und
der Motoreinheit 2 angeordnet ist. Die einfache Planetenradeinheit 36 weist
einen einfachen Planetenradmechanismus 32 und ein Gehäuse 34 zur
Unterbringung dieses einfachen Planetenradmechanismus 32 auf.
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Hier
sind die Motoreinheit 2 und die Gangwechseleinheit 4 dieses
Getriebemotors 30 fast identisch zu denen des Getriebemotors 1,
der zuvor in 9 gezeigt wurde. Daher werden
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie
in dem Getriebemotor 1 eingesetzt wurden, und eine detaillierte
Beschreibung von diesen wird unterlassen.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt, umfasst der einfache
Planetenradmechanismus 32 in der einfachen Planetenradeinheit 36 ein
Sonnenrad 38, Planetenräder 50,
die durch einen Träger 40 getragen werden,
und ein Ringrad 52. Die Planetenräder 50 stehen in Rollkontakt
mit dem Außenumfang
des Sonnenrads 38 und mit dem Innenumfang des Ringrads 52.
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Genau
gesagt sind die drei Planetenräder 50 mit
regelmäßigen Intervallen
entlang der Umfangsrichtung des Sonnenrads 38 angeordnet.
Die einzelnen Planetenräder 50 sind
auf die Stifte 40A mit Spiel gepasst (d.h. sie sind imstande
gleitende Rotationen auszuführen),
die integral auf dem Träger 40 gebildet sind.
Im Übrigen
ist die Anzahl der Planetenräder 50 nicht
auf drei beschränkt;
beispielsweise können
vier Planetenräder
bei Intervallen von 90° angeordnet sein.
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Das
Ringrad 52 ist mit Bolzenlöchern vorgesehen, die bei regelmäßigen Intervallen
entlang ihrer Umfangsrichtung gebildet sind. Das Ringrad 52 ist
an dem Gehäuse 34 mit
Bolzen 54 befestigt, die durch die Bolzenlöcher eingebracht
werden. Das Sonnenrad 38 ist an das Ende der Motorwelle 6 der
Motoreinheit 2 über
einen nicht dargestellten Schlüssel
gekoppelt, um eine integrale Rotation mit der Motorwelle 6 auszuführen. Darüber hinaus
ist auf dem Träger 40 integral
eine Antriebswelle 40B gebildet, die koaxial zu der Mittelachse
L des Sonnenrads 38 ist. Ein schraubenförmiges Eingaberitzel 56 (identisch
zu dem Motorritzel 8 in dem in 9 gezeigten
Getriebemotor 1) ist an das Ende der Antriebswelle 40B gekoppelt.
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Die
Bezugszeichen 58 und 60 stellen ringförmige Radhalteglieder
dar, von denen eines an eine Endfläche des Ringrads 52 durch
die oben beschriebenen Bolzen 54 gekoppelt ist, und das
andere an dem Gehäuseinneren
befestigt ist. Diese Radhalteglieder 58 und 60 halten
die Planetenräder 50 axial zurück, um die
Axialbewegungen der Planetenräder 50 zu
verhindern.
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Das
Gehäuse 34 zur
Unterbringung des einfachen Planetenradmechanismus weist Flanschteile 62A und 62B auf,
die auf beiden Seiten in Richtung der Mittelachse L gebildet sind.
Die Flanschteile 62A und 62B erstrecken sich in
der Radialrichtung in Bezug auf die Richtung der Mittelachse L nach
außen (in
der Radialrichtung des Sonnenrads 38 und Ähnlichem).
Von diesen ist ein Flanschteil 62A an den Motorflansch 10 der
Motoreinheit 2 (Teil des Gehäuses der Motoreinheit 2)
gekoppelt, und der andere Flanschteil 62B ist an das Gehäuse 24 der
Gangwechseleinheit 4 gekoppelt. Aus diesem Grund weist der
Flanschteil 62A auf der Seite der Motoreinheit 2 eine
Vielzahl von (mit Gewinde versehenen) Bolzenlöchern 64 auf, die
durch diesen entlang der Richtung der Mittelachse L in der gleichen
Anordnung wie die Bolzenlöcher 10A in
dem Motorflansch 10 gebildet sind. Der Flanschteil 62B auf
der Seite der Gangwechseleinheit 4 ist mit Bolzenlöchern 64 vorgesehen,
die durch diesen entlang der Richtung der Mittelachse L in der gleichen
Anordnung wie die Gewindelöcher 24B in
dem Gehäuse 24 der
Gangwechseleinheit 4 gebildet sind.
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Da
der Getriebemotor 30 wie oben beschrieben konfiguriert
ist, wird die Rotationskraft von der Motoreinheit 2 durch
die einfache Planetenradeinheit 36 an die Gangwechseleinheit 4 übertragen.
Darüber hinaus
ist es möglich,
da das Gehäuse 34 der
einfachen Planetenradeinheit 36 die Doppelflanschstruktur
aufweist, Bolzen von dem Raum 62C aus zwischen die beiden
Flansche 62A und 62B einzubringen und die Bolzen
in Gewindeeingriff mit den beiden zu koppelnden passenden bzw. Verbindungsgliedern (der
Motoreinheit 2 und der Untersetzungsgetriebeeinheit 4)
zur Befestigung zu bringen. Demgemäß kann diese einfache Planetenradeinheit
unabhängig von
den Bedingungen der Anbringungsoberflächen der Eingriffsglieder sicher
angebracht werden.
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Allgemein
gesagt verringert die Doppelflanschstruktur des Gehäuses 34 den
Innenraum des Gehäuses 34 in
unvorteilhafter Weise. Es ist jedoch eher vorteilhaft, wenn ein
einfacher Planetenradmechanismus 32 im Inneren, wie in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
angeordnet werden soll, da das Sonnenrad 38 und/oder der
Träger 40 und/oder
das Ringrad 52 an dem Gehäuse 34 befestigt werden muss.
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Zusätzlich kann
dieser einfache Planetenradmechanismus 32 höhere Wechselgangverhältnisse
und feine Anpassungen beim Wechselgangverhältnis erreichen, ebenso wie
eine Unterdrückung des
Rauschens verglichen mit verzahnten Strukturen. Mit anderen Worten
weist der einfache Planetenradmechanismus 32 eine äußerst hervorragende „Wechselgangverhältnisanpassungsfunktion" auf.
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Jetzt
wird ein Getriebemotor gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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Die
Beschreibung wird zunächst
für eine
in 4 gezeigte, einfache Planetenradeinheit 70 erfolgen,
die in den Getriebemotor eingebaut werden soll. Diese einfache Planetenradeinheit 70 weist
einen einfachen Planetenradmechanismus 32 und ein Gehäuse 34 für dessen
Unterbringung auf. Der einfache Planetenradmechanismus 32 weist
Reibräder
auf, die aus einem Sonnenrad 38, Planetenrädern 50,
die durch einen Träger 40 zurückgehalten
werden, und einem Ringrad 52 bestehen, wobei die Planetenräder 50 sich
im Rollkontakt mit dem Außenumfang
des Sonnenrads 38 und mit dem Innenumfang des Ringrads 52 befinden.
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Das
Ringrad 52 ist an dem Gehäuse 34 drehfest befestigt.
Das Sonnenrad 38 weist ein Welleneinschubloch 38A,
das durch ihren Drehmittelpunkt gebildet ist, auf. Entweder kann
die Motorwelle einer Motoreinheit oder die Antriebswelle einer Gangwechseleinheit
(in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Motorwelle) in das Welleneinschubloch eingebracht werden. Der Träger 40 besitzt
ebenfalls ein Welleneinschubloch 40C, das durch seinen
Drehmittelpunkt gebildet ist. Die jeweils andere der Motorwelle
der Motoreinheit und der Antriebswelle der Gangwechseleinheit (in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Antriebswelle) kann in das Welleneinschubloch 40C eingebracht
werden.
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Das
Gehäuse 34 weist
Flanschteile 62A und 62B auf, die integral auf
beiden Seiten gebildet sind. Von diesen ist ein Flanschteil 62A (auf
der Seite des Sonnenrads 38) mit Bolzenlöchern und Ähnlichem vorgesehen,
um mit den Anbringungsoberflächen
der später
beschriebenen Motoreinheiten übereinzustimmen.
Der an dere Flanschteil 62B (auf der Seite des Trägers 40)
ist mit Bolzenlöchern
und Ähnlichem
vorgesehen, um mit den Anbringungsoberflächen der später beschriebenen Gangwechseleinheiten übereinzustimmen.
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Mit
anderen Worten ist diese einfache Planetenradeinheit 70 ausgerichtet
auf eine serielle Fertigung der Getriebemotoren. Wenn sowohl eine
Vielzahl von Motoren, die mit dem Flanschteil 62A verbindbar
sind, als auch eine Vielzahl von Gangwechseleinheiten, die mit dem
anderen Flanschteil 62B verbindbar sind, im voraus hergestellt
werden, können
sie miteinander kombiniert werden, um eine Getriebemotorenserie
für eine
breite Vielzahl von Anwendungen zu liefern.
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Hier
sind der einfache Planetenradmechanismus 32 und Ähnliches
in dieser einfachen Planetenradeinheit 70 andernfalls in
der Konfiguration identisch mit der einfachen Planetenradeinheit 36, die
zuvor in 2 gezeigt wurde. Daher werden
entsprechende Teile mit den entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet
und eine detaillierte Beschreibung von diesen wird ausgelassen.
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Jetzt
wird eine Beschreibung einer Getriebemotorenserie gegeben, die die
einfachen Planetenradeinheiten 36, 70 beinhaltet.
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Wie
in 5 gezeigt, umfasst gemäß einem ersten Beispiel der
Getriebemotorenserie ein Getriebemotor 72 die Motoreinheit 2,
die an den Flanschteil 62A auf der Seite des Sonnenrads 38 gekoppelt
ist, und eine Gangwechseleinheit 80, die an den Flanschteil 62B auf
der Seite des Trägers 40 gekoppelt
ist.
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Die
Gangwechseleinheit 80 enthält einen oszillierenden Inneneingriffsuntersetzungsmechanismus,
der ein Innenzahnrad und ein Außenzahnrad aufweist,
das mit dem Innenzahnrad in Eingriff steht, wobei die Mittelachse
des Innenzahnrads innerhalb des Umfangs des Außenzahnrads liegt (das Zahnrad,
das der Internationalen Patentklassifizierung F16H 1/32 entspricht).
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Die
Motorwelle 6 der Motoreinheit 2 wird in das Welleneinschubloch 38A in
das Sonnenrad 38 eingebracht, um in Eingriff mit selbiger
in der Rotationsrichtung ü ber
eine Keilverbindung zu stehen. Außerdem ist eine Antriebswelle 82,
die veranlasst, dass ein äußeres Zahnrad 76 in
der Gangwechseleinheit 80, exzentrisch oszillierende Rotationen
ausführt,
mit dem in dem Träger 40 gebildeten
Welleneinschubloch 40C mit Keilnuten verbunden.
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In
diesem Getriebemotor 72 wird die Rotationskraft von der
Motoreinheit 2 in ihrer Geschwindigkeit verringert und
an die Antriebswelle 82 durch die einfache Planetenradeinheit 70 übertragen.
Die Rotationskraft, die an die Antriebswelle 82 übertragen wird,
tritt in den oszillierenden Inneneingriffsuntersetzungsmechanismus 78 ein,
in dem nur die Rotationskomponente des äußeren Zahnrads 76 extrahiert und
an die Abtriebswelle 84 übertragen wird.
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Die
Gangwechseleinheit 80, die den oszillierenden Inneneingriffsuntersetzungsmechanismus 78 dieses
Typs enthält,
erzeugt besonders leicht Vibrationen und Rauschen aufgrund der exzentrischen
Rotationen ihres äußeren Zahnrads 76.
Nichtsdestotrotz wurde bestätigt,
wie oben beschrieben wurde, dass das Vorhandensein der einfachen
Planetenradeinheit 70 das Gesamtrauschen und die Vibrationen über die
Erwartungen hinaus verringert.
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Als
nächstes
wird ein Getriebemotor 84 gemäß einem zweiten Beispiel der
Getriebemotorenserie mit Bezugnahme auf 6 beschrieben.
In diesem Getriebemotor 84 ist die Motoreinheit 2 an
den Flanschteil 62A auf der Seite des Sonnenrads 38 der einfachen
Planetenradeinheit 70 gekoppelt, und eine Gangwechseleinheit 88,
die einen Untersetzungsgetriebemechanismus 86 mit orthogonalen
Achsen aufweist, ist an den Flanschteil 62B auf der anderen
Seite gekoppelt.
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Dieser
Untersetzungsgetriebemechanismus 86 mit orthogonalen Achsen
weist Folgendes auf: eine Antriebswelle 90, die an einem
Ende mit Keilnuten mit dem Welleneinschubloch 40C in dem
Träger 40 verbunden
ist und ein Hypoidritzel 90A besitzt, das integral auf
dem anderen Ende gebildet ist; ein Hypoidzahnrad 92, das
eine Drehmittelachse aufweist, die senkrecht zu der Axialrichtung
der Antriebswelle 90 ist, und mit dem Hypoidritzel 90A ineinander
greift; ein erstes Ritzel 94 zum Ausführen einer koaxialen, integralen
Rotation mit dem Hypoidzahnrad 92; ein erstes Zahnrad 96,
das mit dem ersten Ritzel 94 in Eingriff steht; ein zweites
Ritzel 98 zum Ausführen
einer koaxialen, integralen Rotation mit dem ersten Zahnrad 96;
ein Abtriebswellenzahnrad 100, das mit dem zweiten Ritzel 98 in
Eingriff steht; und eine Abtriebswelle 102 eines Hohltyps,
die das Abtriebswellenzahnrad 100 trägt. Die Antriebswelle 90 und
die Abtriebswelle 100 sind senkrecht zueinander.
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In
diesem Getriebemotor 84 wird die Rotationskraft von der
Motoreinheit 2 zu der 90° geneigten Abtriebswelle 102 durch
den einfachen Planetenradmechanismus 32 und dem Untersetzungsgetriebemechanismus 86 mit
orthogonalen Achsen mit einem vorbestimmten Untersetzungszahnradverhältnis übertragen.
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Als
nächstes
wird ein Getriebemotor 104 gemäß einem dritten Beispiel der
Getriebemotorserie mit Bezugnahme auf die 7 beschrieben.
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In
diesem Getriebemotor 104 ist die Motoreinheit 2 an
den Flanschteil 62A auf der Seite des Sonnenrads 38 der
einfachen Planetenradeinheit 70 gekoppelt, und eine Gangwechseleinheit 108,
die einen Parallelachsenzahnraduntersetzungsmechanismus 106 enthält, ist
an den Flanschteil 62B auf der anderen Seite gekoppelt.
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Dieser
Parallelachsenzahnraduntersetzungsmechanismus 106 weist
Folgendes auf: eine Antriebswelle 110, die an einem Ende
mit dem Welleneinschubloch 40C in dem Träger 40 mit
Keilnuten verbunden ist und mit einem Eingangsritzel 110A an dem
anderen Ende gekoppelt ist; ein Abtriebszahnrad 112, das
mit dem Eingangsritzel 110A in Eingriff steht; und eine
Abtriebswelle 114 vom Hohltyp, die durch die Mitte des
Abtriebszahnrads 112 hindurchgeht und in Eingriff mit diesem
Abtriebszahnrad in der Rotationsrichtung steht. Die Antriebswelle 110 und die
Abtriebswelle 114 sind parallel zueinander.
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Als
nächstes
wird ein Getriebemotor 116 gemäß einem vierten Beispiel der
Getriebemotorserie mit Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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In
diesem Getriebemotor 116 ist die Motoreinheit 2 an
den Flanschteil 62A auf der Seite des Sonnenrads 38 der
einfachen Planetenradeinheit 36 gekoppelt, und eine Gangwechseleinheit 120,
die einen Untersetzungsgetriebemechanismus 118 mit orthogonalen
Achsen enthält,
der Kegelräder
verwendet, ist auf der anderen Seite an den Flanschteil 62B gekoppelt.
Dieser Untersetzungsgetriebemechanismus 118 mit orthogonalen
Achsen, der Kegelräder verwendet,
weist Folgendes auf: eine Antriebswelle 122, die an einem
Ende mit dem Welleneinschubloch 40C in dem Träger 40 mit
Keilnuten verbunden ist und ein Kegelradritzel 122A, das
an dem anderen Ende integral gebildet ist, besitzt; ein Abtriebswellenkegelrad 124,
das mit dem Kegelradritzel 122A in Eingriff steht; und
eine Abtriebswelle 126 des Hohltyps, die das Abtriebswellenkegelrad 124 trägt und eine
Rotationsachse aufweist, die senkrecht zu der Antriebswelle 122 ist.
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Demgemäß schneiden
sich die Rotationsachsen der Antriebswelle 122 und der
Abtriebswelle 126 in diesem Getriebemotor 116,
während
die Antriebswelle 90 und die Abtriebswelle 102 in
dem in 6 gezeigten Getriebemotor 84 senkrecht
aber versetzt sind.
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Wie
oben beschrieben wurde, können,
wenn die einfachen Planetenradmechanismen 36 und 70, die
ein Gehäuse
vom Doppelflanschtyp besitzen, das einen einfachen Planetenradmechanismus
enthält, verwendet
werden, um genauso wie eine Kupplung zu fungieren, eine Vielzahl
von Typen der Motoreinheiten und eine Vielzahl von Typen der Gangwechseleinheiten
einfach miteinander kombiniert werden. Dies ermöglicht das Vorsehen einer Getriebemotorserie
einschließlich
breiter Variationen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
einen Getriebemotor zu erhalten, der flexibel sein kann und mit
Sicherheit die Erfordernisse einer breiten Vielzahl von Wechselgangverhältnissen mit
niedrigem Rauschen und kompakter Konfiguration erfüllen kann,
oder einer Getriebemotorserie, von der aus eine Vielzahl von Typen
dieser Getriebemotoren konstruiert werden kann.
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Während beschrieben
wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
angesehen wird, ist es verständlich,
dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können und
die angefügten
Ansprüche
sollen sämtliche
Modifikationen abdecken, die in den tatsächlichen Rahmen und Umfang
der Erfindung fallen.