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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Untersetzungseinheit für rohrförmige Motoren,
d.h. Motoren, die dazu geeignet sind, zum Aufwickeln und Abwickeln
von flexiblem Gewebe oder für
Aufrollelemente verwendet zu werden, beispielsweise für Fenster
oder andere Anwendungsfälle.
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Untersetzungseinheiten
für rohrförmige Motoren
sind im allgemeinen so konzipiert, daß sie unterschiedlichen Anforderungen
gerecht werden. Die erste und sicherlich die wichtigste besteht
darin, in einem kleinstmöglichen
Raum eine starke Reduzierung der Geschwindigkeit zu erreichen. Das
ist deswegen so wichtig, weil die Untersetzungseinheit in einem
Zylinder mit einem Durchmesser eingebaut ist, der im allgemeinen
nicht sehr groß ist
und auch eine geringe Länge
hat.
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Die
zweite Aufgabe besteht darin, in dem oben angegebenen, eingeschränkten Bauraum
ein größtmögliches
Moment zu übertragen.
Eine weitere und sehr wichtige Aufgabe besteht darin, daß die Untersetzungseinheit
so leise wie möglich
arbeiten soll, weil derartige Motoren in Wohnräumen verwendet werden und damit
in einer Umgebung, in der die Geräuschentwicklung nur bis zu
einem bestimmten Grad toleriert wird.
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Damit
das größtmögliche Drehmoment
in korrekter Weise übertragen
wird, ohne daß die
miteinander kämmenden
Zähne in
den Untersetzungseinheiten beschädigt
werden, ist es ideal, daß die Verzahnungen
auf ihrem Teilkreisdurchmesser arbeiten, so daß sich nur eine Wälzreibung
und keine Gleitreibung einstellt, die zu Rutschbewegungen und damit
zu Geräuschentwicklung
und Abnützung
der Verzahnung führen
würde.
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Aus
diesem Grunde setzen manche Hersteller dieser Getriebebauarten Kunststoff
für die
Herstellung der Zahnräder
ein und engen dabei diese Zahnräder
nicht zu stark ein, sondern erlauben vielmehr, daß diese
oszillieren können,
damit sich die Zähne
während
des Betriebes anpassen. Diese Technologie löst jedoch weder das Problem
des Verschleißes
der Verzahnungen noch das der Geräuschentwicklung.
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Eine
Untersetzungseinheit, wie sie in
DE
11 30 237 beschrieben ist, weist die Merkmale des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 auf und hat drei Planetenstufen. Allerdings
löst auch
dieses Dokument nicht die oben angesprochenen Probleme.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterten
Nachteile zu vermeiden. Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht
nämlich darin,
eine Untersetzungseinheit zur Verfügung zu stellen, in der die
Zahnräder
in korrekter Weise und so leise wie möglich arbeiten. Hiermit verbunden
ist es eine weitere Aufgabe, ein Getriebe zu schaffen, das über eine
lange Zeit weitgehend unverändert bleibt
und keinem raschen Verschleiß unterliegt.
Gemäß einer
weiteren Aufgabe soll auch der leise Lauf nochmals verbessert werden,
ohne daß sich
das auf höhere
Kosten der Untersetzungseinheit auswirkt.
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Diese
und weitere Aufgaben werden nachstehend im einzelnen erläutert und
durch eine Untersetzungseinheit gelöst, die dazu dient, die Bewegung einer
Motorwelle auf eine Leistungs- oder Abtriebswelle der Untersetzungseinheit
zu übertragen,
die koaxial zur Motorwelle ausgerichtet ist, wobei in Übereinstimmung
mit dem ersten Anspruch die folgenden Merkmale verwirklicht sind:
- – eine
schnelle Stufe mit einem ersten Sonnenrad, das direkt mit der Motorwelle
in Eingriff ist und mit ersten Planetenrädern zusammenwirkt, deren Zähne mit
den Zähnen
des ersten Sonnenrades und den Zähnen
eines Zahnkranzes kämmen;
- – wenigstens
eine mittlere Stufe mit einem zweiten Sonnenrad, das im vorderen
Teil aus einem Zwischenflansch besteht, der die Achsen der ersten
Planetenräder
trägt,
und im folgenden, hinteren Teil aus einer verzahnten Welle, die
koaxial zu dem ersten Sonnenrad verläuft und mit zweiten Planetenrädern zusammenwirkt,
deren Zähne
sowohl mit den Zähnen
des zweiten Sonnenrades als auch des Zahnkranzes in Eingriff sind;
- – eine
langsame Stufe mit einem dritten Sonnenrad, das im vorderen Teil
aus einem langsamen Flansch besteht, der die Achsen der zweiten
Planetenräder
aufnimmt, und im folgenden hinteren Teil aus einer verzahnten Welle,
die koaxial zu dem ersten und dem zweiten Sonnenrad verläuft und
mit dritten Planetenrädern
zusammenwirkt, deren Zähne
mit den Zähnen
des dritten Sonnenrades und eines weiteren Zahnkranzes kämmen;
- – eine
Leistungsstufe, die im vorderen Teil aus einem Flansch besteht,
der die Achsen der dritten Planetenräder trägt, und im hinteren Teil aus
der Welle zur Übertragung
der Motorleistung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch und der
langsame Flansch des zweiten Sonnenrades bzw. des dritten Sonnenrades
einen Durchmesser aufweisen, der im wesentlichen dem Kopfdurchmesser
des Zahnkranzes entspricht, so daß sie gemeinsam eine freie
Koppelung herstellen, die im wesentlichen ohne Radialspiel ist,
und daß das vordere
Ende jeder Zahnwelle des zweiten Sonnenrades bzw. des dritten Sonnenrades
einen Zentrierstift aufnimmt, dessen gegenüberliegendes Ende in eine koaxiale
Bohrung eingreift, die in jeden Flansch im Anschluß an die
Zahnwelle eingearbeitet ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es vorteilhaft, wenn jedes Sonnenrad der zweiten und der dritten
Stufe in jedem der gegenüberliegenden
Enden geführt
ist, d.h. an der Verzahnung des Sonnenrades mittels eines Stiftes,
während
der Flanschteil dadurch geführt wird,
daß er
die Zahnenden des Zahnkranzes streift, mit dem die von diesem Flansch
getragenen Sonnenräder
in Eingriff sind.
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Weitere
Merkmale und konstruktive Einzelheiten werden nachstehend anhand
eines nicht einschränkenden,
bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, das
in der 1 dargestellt ist, welche einen Schnitt durch
die Untersetzungseinheit zeigt, die mit der Welle eines Elektromotors
verbunden ist.
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In
dieser Figur ist zu erkennen, daß die Untersetzungseinheit,
die allgemein mit 1 bezeichnet ist, von dem Ende einer
Welle 2 eines in der Figur nicht weiter dargestellten Elektromotors
angetrieben wird, wobei diese Welle über eine Kupplung 3 in
Eingriff mit einem ersten Sonnenrad 4 ist, welches Teil der
ersten, schnellen Stufe der Untersetzungseinheit ist.
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Das
Sonnenrad 4 kämmt
mit mehreren Planetenrädern 41,
im allgemeinen drei oder vier, deren Tragachsen 42 im Flansch 51 eines
zweiten Sonnenrades 50 gelagert sind. Die Zähne 43 jedes
Planetenrades 41 kämmen
nicht nur mit dem ersten Sonnenrad 4, sondern auch mit
einem Zahnkranz 7, der in dem Gehäuse 8 der Untersetzungseinheit
befestigt ist.
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Die
ersten Planetenräder 41 übertragen
die Bewegung auf das zur mittleren Stufe gehörende, zweite Sonnenrad 5,
weil in dem davor liegenden Flanschteil 51 die Achsen 42 der
Planetenräder 41 gelagert
sind.
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Der
mit 52 bezeichnete, vordere Abschnitt des zweiten Sonnenrades 5 ist
verzahnt und in Eingriff mit zweiten Planetenrädern 53, deren Zähne ihrerseits
ebenfalls mit dem Zahnkranz 7 kämmen.
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Gemäß der Erfindung
hat der Flansch 51 des zweiten Sonnenrades 5 einen
Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Kopfdurchmesser der
Zähne des
Zahnkranzes 7 ist, so daß mit diesem eine freie Koppelung
geschaffen wird, die im wesentlichen frei von Radialspiel ist.
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Zusätzlich befindet
sich vor dem verzahnten Abschnitt 52 des zweiten Sonnenrades 5 ein
Zentrierstift 54, der koaxial zur Hauptachse X der Untersetzungseinheit
verläuft
und zur Hälfte
in eine Bohrung eingreift, die in den vorderen Teil des verzahnten
Abschnittes 52 eingearbeitet ist, zur anderen Hälfte in
eine koaxiale Bohrung eines nachfolgenden Flansches 61,
der Teil des dritten Sonnenrades 6 der langsamen Stufe
der Untersetzungseinheit ist.
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Es
ist daher festzustellen, daß gemäß der Erfindung
das zweite Sonnenrad 5 sowohl über seine Achse mittels des
Zentrierstiftes 54 als auch über den Durchmesser des Flansches
im am meisten zurückgesetzten
Teil des Sonnenrades geführt
wird, wodurch eine im wesentlichen exakte Führung ohne Spiel erzielt wird,
welches die Zähne
schädigen
und auf jeden Fall eine Geräuschentwicklung
der Verzahnungen hervorrufen würde.
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In ähnlicher
Weise wird auch für
die dritte und langsame Stufe mit dem dritten Sonnenrad 6 vorgegangen,
das einen Flansch 61 hat, der die Achsen 55 der
Planetenräder 53 aufnimmt,
die Teil der mittleren Stufe sind. Das Sonnenrad 6 hat
im vorderen Teil einen verzahnten Abschnitt 62, der mit
den Planetenrädern 63 kämmt, die
von Achsen 64 getragen werden, welche im Flansch 91 gelagert
sind, der Teil der Leistungswelle 9 ist, die die langsame
Ausgangswelle der Untersetzungseinheit bildet.
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Auch
in diesem Fall ist festzustellen, daß das Sonnenrad 6 an
dem Flansch 61 einen Durchmesser hat, der im wesentlichen
gleich dem Kopfdurchmesser der Innenverzahnung 7 ist, und
daß der
Führungszapfen 65 koaxial
zur Achse X der Untersetzungseinheit verläuft, wodurch das Sonnenrad 6 sowohl
durch den Zapfen 65 als auch durch die Tatsache geführt wird,
daß dessen
Flanschdurchmesser in Gleitberührung
mit dem Zahnkranz 7 ist.
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Auch
in diesem Fall ist das kinematische Element und damit das Sonnenrad 6 ähnlich wie
das Sonnenrad 5 mehr den Belastungen und Oszillationen
unterworfen und wird sowohl vorn als auch hinten so geführt, daß es keinerlei
irgendwie geartete Schwingungen erleidet. Die Achsen 64,
welche die Planetenräder 63 aufnehmen,
setzen den Flansch 91 der langsamen Welle 9 in
Bewegung, welche die Ausgangsleistung der Untersetzungseinheit abgibt.
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Diese
Welle 9 ist sowohl von einer Buchse 92 als auch
im hinteren Teil durch den Zapfen 65 gelagert und geführt.
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In
diesem Fall muß der
Durchmesser des Flansches 91 nicht notwendigerweise gleich
dem Kopfdurchmesser des Zahnkranzes 10 sein, weil die Buchse 92 und
der Zapfen 65 eine mehr als ausreichende Zentrierung gewährleisten.
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Untersuchungen
haben ergeben, daß der Aufbau
einer Untersetzungseinheit mit den Merkmalen der Erfindung zu einer
Verringerung der Geräuschentwicklung
der gesamten Einheit beitragen.
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Weiter
wurde festgestellt, daß sich
an den Verzahnungen keinerlei Verschleißspuren einstellen, was auf
die exakte Zentrierung der Sonnenräder und auch der damit verbundenen
Planetenräder
zurückzuführen ist,
deren Verzahnungen effektiv am Teilkreisdurchmesser arbeiten, was
der Theorie entspricht und bei bekannten Konstruktionen nicht erreicht
wird.