DE69727590T2

DE69727590T2 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE69727590T2
Application number: DE69727590T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Minamiazumi-gun TANIOKA; Norio Minamiazumi-gun SHIROKOSHI; Hiroshi Minamiazumi-gun NAKAGAWA; Hiroshi Minamiazumi-gun KAMEDA; Harushige Minamiazumi-gun AOYAGI
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: US6129648A; EP0957291A1; DE69727590D1; EP0957291B1; WO1999025992A1; EP0957291A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Planetengetriebevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Einschlägiger Stand der Technik
Als Planetengetriebevorrichtung ist bereits eine zweistufige Planetengetriebe-Untersetzungsvorrichtung vorgeschlagen worden, wie sie in 6 gezeigt ist. Die zweistufige Planetengetriebe-Untersetzungsvorrichtung 1 weist einen Frontstufen-Planetengetriebemechanismus 2 und einen Heckstufen-Planetengetriebemechanismus 3 auf. Der Heckstufen-Planetengetriebemechanismus 3 besitzt ein kreisförmiges innenverzahntes Zahnrad 5, einen ersten und einen zweiten Träger 8 und 9, die durch ein Paar Hauptlager 6 und 7 drehbar abgestützt sind, die beidseits der Innenverzahnung 4 an einer Innenumfangsfläche des innenverzahnten Zahnrads 5 angeordnet sind, eine Mehrzahl von Planetenrädern 11, die mit der Innenverzahnung 4 in Eingriff stehen und auf einer Mehrzahl von Planetenwellen 10 drehbar abgestützt sind, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Träger 8, 9 erstrecken, ein Sonnenrad 13, das mit den Planetenrädern 11 in Eingriff steht, die auf dem Außenumfang einer Ritzelwelle 12 vorhanden sind, die sich in einer Richtung 1a einer Vorrichtungs-Axiallinie durch die Träger 8, 9 erstreckt, sowie eine Ausgangswelle 14, die mit dem zweiten Träger 9 verbunden ist und sich in der Richtung 1a der Vorrichtungs-Axiallinie erstreckt.
Der Frontstufen-Planetengetriebemechanismus 2 besitzt eine Innenverzahnung 15, die auf einer Innenumfangsfläche des ersten Trägers 8 auf der Heckseite bzw. Rückseite ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Planetenrädern 16, die mit der Innenverzahnung 15 in Eingriff stehen, einen die Planetenrädern 16 drehbar abstützenden Träger 17 sowie ein Sonnenrad 19, das auf dem Außenumfang einer Ritzelwelle 18 ausgebildet ist, die sich entlang der Richtung 1a der Vorrichtungs-Axiallinie und der Planetenräder 16 erstreckt. Der Träger 17 ist auf der Rückseite mit der Ritzelwelle 12 verbunden.
Die Planetengetriebevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung beinhaltet folgende Probleme, die der Lösung bedürfen.

(1) In dem Heckstufen-Planetengetriebemechanismus 3 müssen der erste und der zweite Träger 8 und 9 aneinander befestigt werden, während die Planetenräder 11 dazwischen gehalten werden, und die Ausgangswelle 14 muss ebenfalls befestigt werden. Bei dieser Konstruktion, bei der separate Elemente befestigt werden, kommt es zu solchen Problemen, dass die Herstellungskosten und die Montagevorgänge zunehmen, sich die Montagegenauigkeit verschlechtert und ferner die Anzahl der Bestandteile groß ist.
(2) Die Ritzelwelle 12, deren eines Ende mit dem Träger 17 auf der Frontstufenseite verbunden ist, ist an einem Außenumfangsflächenbereich ihres axialen Endes auf einer Innenumfangsfläche des zweiten Trägers 9 über das Hauptlager drehbar abgestützt. Wenn der Lagerbereich der Ritzelwelle 12 mit einer vereinfachten Konstruktion ausgebildet wird, ist dies hinsichtlich seiner Ausbildung sowie der Herstellungskosten von Vorteil.
(3) Eine Lagermutter, eine Unterlegscheibe, eine Feder und andere Elemente werden zum Aufbringen eines Vorspannungsdrucks auf Lager, wie z. B. die Hauptlager 6, 7 verwendet, die zum drehbaren Abstützen der Träger 8, 9 auf der Innenumfangsfläche des innenverzahnten Zahnrads 5 angeordnet sind. Die Situation ist jedoch so, dass die Lagermutter teuer ist, dass die Unterlegscheibe hinsichtlich ihrer Dicke eingestellt werden muss und dass die Feder in solchen Fällen nicht verwendet werden kann, in denen kein ausreichender Raum für die Unterbringung derselben gewährleistet ist. Aus diesem Grund ist es hinsichtlich des Lager-Vorspannungsdruck-Beaufschlagungsmechanismus wünschenswert, dass die Herstellungskosten niedrig sind, die Bearbeitbarkeit gut ist und dieser auf engem Raum montiert werden kann.
(4) Wenn die Hauptlager 6 und 7, die zum drehbaren Abstützen der Träger 8, 9 auf der Innenumfangsfläche des innenverzahnten Zahnrads 5 angeordnet sind, nicht in geeigneter Weise mit Vorspannungsdruck beaufschlagt werden können, wenn ein Biegemoment auf die Ausgangswelle 14 und andere Bereiche als externe Last aufgebracht wird, wird die Spanne der Lager-Beaufschlagungsstellen zwischen diesen Hauptlagern kurz, wodurch die Gefahr entsteht, dass hohe Spannungen auftreten.
(5) Das Planetenrad 16 ist drehbar abgestützt. In diesem Fall ist ein Schnappring 16b auf dem Ende der Planetenwelle 16a fixiert, um ein Entfernen des Planetenrads 16 von dieser zu verhindern. Wenn der Schnappring jedoch als eine ein Entfernen verhindernde Einrichtung verwendet wird, muss das Ende der Planetenwelle 16a bearbeitet werden, um eine Nut für den Schnappring zu bilden. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass der Schnappring nicht korrekt angebracht wird.
(6) Das innenverzahnte Zahnrad 5 ist in integraler Weise an dem Vorrichtungsgehäuse 5a ausgebildet. Es ist auch eine derartige Konstruktion bekannt, bei der das innenverzahnte Zahnrad aufgrund von Konstruktionsgesichtspunkten und anderen Gesichtspunkten separat von dem Vorrichtungsgehäuse hergestellt wird und an dem Vorrichtungsgehäuse montiert wird, wobei metallische Befestigungsteile, wie z. B. eine Befestigungsschraube, zum Befestigen des innenverzahnten Zahnrads verwendet werden. Dieses Befestigungsverfahren macht jedoch Zeit für das Schneiden eines Gewindes erforderlich und erhöht die Herstellungskosten.
(7) Die Planetengetriebevorrichtung wird manchmal als Getriebekopf für einen Motor verwendet. Aus diesem Grund ist die Planetengetriebevorrichtung an ihrer Endfläche mit einem Adapterflansch versehen, der zur Verwendung bei der Anbringung des Motors dient. Der Adapterflansch ist normalerweise auf der Seite der Untersetzungsvorrichtung mittels Befestigungsschrauben angebracht. Wenn andere Bestandteile der Untersetzungsvorrichtung unter Verwendung der durch die Befestigungsschrauben aufgebrachten Fixierkraft befestigt werden können, läßt sich die Konstruktion der Untersetzungsvorrichtung vereinfachen, die Anzahl von Bestandteilen läßt sich vermindern und die Herstellungskosten lassen sich senken.
(8) Wenn sich das Planetenrad 10 oder 16 dreht, gleitet seine Endfläche auf der Endfläche des Trägers 8 oder 9. Zum Reduzieren des Gleitwiderstands zwischen diesen Teilen wird eine Unterlegscheibe oder eine andere Einrichtung dazwischen eingesetzt. Das Anbringen von solchen zusätzlichen Elementen führt jedoch zu einer Erhöhung der Anzahl von Bestandteilen und macht den Montagevorgang kompliziert, da auch diese Elemente montiert werden müssen.

Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart die US 4,304,152 A eine Planetengetriebevorrichtung, bei der die Hauptführungslager nicht vorgespannt werden.
Die FR 1 275 017 A offenbart eine Planetengetriebevorrichtung, bei der eine Ritzelwelle mittels eines Stahlkugelelements abgestützt ist, das auf der Axiallinie der Vorrichtung angeordnet ist.
Die WO 96/35 888 A offenbart eine zweistufige Planetengetriebevorrichtung, bei der Hauptführungslager mittels eines Tangentialrings oder einer Scheibenfeder vorgespannt werden, der bzw. die in Axialrichtung der Vorrichtung wirkt.
Die DE 35 07 232 A1 offenbart eine Planetengetriebevorrichtung, bei der verschiedene Oberflächen zwischen Planetenrädern und einer Endfläche eines Trägers vorgesehen sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Planetengetriebevorrichtung, die in der Lage ist, das vorstehend geschilderte Problem (3) zu lösen.
Offenbarung der Erfindung
Zum Lösen des vorstehend genannten Problems (3) weist die Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer zweistufigen Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte partielle Ansicht eines in 1 eingekreisten Bereichs unter Darstellung eines Vorspannungsdruck-Beaufschlagungsmechanismus für Hauptführungslager;
3 eine Ansicht zur Erläuterung eines frontstufenseitigen Planetengetriebemechanismus der 1 unter Darstellung eines ein Entfernen verhindernden Mechanismus des Planetenrads;
4 eine Ansicht zur Erläuterung eines Mechanismus zum Reduzieren eines Gleitwiderstands zwischen dem Planetenrad und dem Träger;
5 eine Ansicht zur Erläuterung eines Mechanismus zur Verwendung eines Adapterflansches zum Fixieren des innenverzahnten Zahnrads an dem Vorrichtungsgehäuse;
6 eine schematische Schnittdarstellung einer herkömmlichen zweistufigen Planetengetriebevorrichtung.
Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden wird eine zweistufige Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Gesamtkonstruktion
1 zeigt eine Konstruktion einer zweistufigen Planetengetriebevorrichtung 20. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist die zweistufige Planetengetriebevorrichtung 20 derart ausgebildet, dass sie ein Vorrichtungsgehäuse 21 aufweist, in dem ein Frontstufen-Planetengetriebemechanismus 22 und ein Heckstufen-Planetengetriebemechanismus 23 montiert sind.
Der Heckstufen-Planetengetriebemechanismus 23 besitzt ein kreisförmiges innenverzahntes Zahnrad 25, das auf seiner Innenumfangsfläche mit einer Innenverzahnung 24 ausgebildet ist, einen Träger 29 mit einem ersten und einem zweiten Trägerteil 28A und 28B, die durch ein Paar Hauptführungslager 26 und 27 drehbar abgestützt sind, die auf beiden Seiten der Innenverzahnung 24 angeordnet sind, eine Mehrzahl von Planetenrädern 31, die auf einer Mehrzahl von sich zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerteil 28A und 28B erstreckenden Planetenwellen 30 drehbar abgestützt sind und mit der Innenverzahnung 24 in Eingriff stehen, ein Sonnenrad 33, das auf einer Außenumfangsfläche einer Ritzelwelle 32 ausgebildet ist, die sich durch den ersten Trägerteil 28A hindurch erstreckt und entlang einer Richtung 20a einer Vorrichtungs-Axiallinie verläuft und mit den Planetenrädern 31 in Eingriff steht, sowie eine Ausgangswelle 34, die an dem zweiten Trägerteil 28B in integraler Weise ausgebildet ist und sich entlang der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie erstreckt.
Der Frontstufen-Planetengetriebemechanismus 22 hat ein kreisförmiges innenverzahntes Zahnrad 35, das auf einer kreisförmigen Endfläche 28a des ersten Trägerteils 28A auf der Heckseite bzw. Rückseite fixiert ist, eine Mehrzahl von Planetenrädern 36, die mit einer auf einer Innenumfangsfläche des innenverzahnten Zahnrads 35 ausgebildeten Innenverzahnung 35a in Eingriff stehen, sowie ein Sonnenrad 39, das auf einer Außenumfangsfläche einer Ritzelwelle 38 ausgebildet ist, die sich entlang der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie erstreckt und mit den Planetenrädern 36 in Eingriff steht. Der Träger 37 ist auf der Seite der Heckstufe bzw. rückwärtigen Stufe mit der Ritzelwelle 32 verbunden.
Eine Einheit bildende Konstruktion des Trägers 29 auf der Seite der Heckstufe und der Ausgangswelle 34
Wie vorstehend erwähnt worden ist, ist der Träger 29 auf der Seite der Heckstufe derart ausgebildet, dass ein Paar Träger 8 und 9 auf beiden Seiten, wie dies in 6 beim Stand der Technik dargestellt ist, als ein eine Einheit bildendes Element ausgebildet sind. Ferner sind der in dieser Weise als eine Einheit ausgebildete Träger 29 und die Ausgangswelle 34 zu einem eine Einheit bildenden Element vereinigt. Eine Mehrzahl von Planetenwellen 30 sind als Treibstifte ausgebildet, die in die auf beiden Seiten der Innenverzahnung 24 befindlichen Trägerteile 28A und 28B eingetrieben und in diesen fixiert sind.
Somit ist der Träger 29 als ein eine Einheit bildendes Element ausgebildet, und der Träger 29 sowie die Ausgangswelle 34 sind ebenfalls als ein eine Einheit bildendes Element ausgebildet. Im Vergleich zu dem Fall, in dem diese Teile mittels Befestigungsschrauben oder anderen Einrichtungen zur Schaffung einer integralen Ausbildung aneinander befestigt sind, läßt sich auf diese Weise die Anzahl der Bestandteile vermindern. Ferner lassen sich auch die Montagevorgänge reduzieren. Weiterhin ergibt sich ein Vorteil dahingehend, dass man sich um die Montagegenauigkeit dieser Teile keine Sorgen machen muss. Da ferner die Treibstifte als Planetenwellen 30 verwendet werden, kann im Vergleich zu der herkömmlichen Konstruktion, bei der die Planetenwellen mittels Schrauben fixiert sind, die Anzahl der Bestandteile vermindert werden, und ferner lassen sich auch die Montagevorgänge reduzieren und die Montagegenauigkeit steigern.
Abstützkonstruktion des Trägers auf der Seite der Frontstufe sowie der Ritzelwelle auf der Seite der Heckstufe
Ein integriertes Element, das gebildet ist aus dem Träger 37 auf der Seite der Frontstufe und der an dem einen Ende des Trägers 37 fixierten Ritzelwelle 32 auf der Seite der Heckstufe, weist eine axiale Endfläche, d. h. eine axiale Endfläche 32a der Ritzelwelle 32, die durch eine Stahlkugel abgestützt ist, sowie eine weitere axiale Endfläche 32c auf der gegenüberliegenden Seite auf, die in einem Gleitberührungszustand abgestützt ist.
In dem dargestellten Beispiel weist der Träger 29 eine kreisförmige Endfläche 29a auf, die der axialen Endfläche 32a der Ritzelwelle 32 zugewandt ist, und eine Nut 29b, die sich entlang der Axiallinie 20a erstreckt, ist in der kreisförmigen Nut 29a ausgebildet, wobei darin eine Stahlkugel 29c untergebracht ist. Die axiale Endfläche 32a der Ritzelwelle ist mit einer Nut ausgebildet, die eine konisch ausgebildete Innenumfangsfläche 32b aufweist und mit der Oberfläche der Stahlkugel 29c in Berührung treten kann. Somit ist die axiale Endfläche 32a der Ritzelwelle 29 durch die Stahlkugel 29c abgestützt.
Die axiale Endfläche 32c auf der gegenüberliegenden Seite ist in ihrem Zentrum mit einem kreisförmigen Vorsprung 32d ausgebildet, der geringfügig in Richtung der Axiallinie vorsteht. Der Vorsprung 32d ist der Ritzelwelle 38 auf der Seite der Frontstufe zugewandt, die in ihrer axialen Position fixiert ist, indem sie mit einem externen Element (nicht gezeigt) verbunden ist.
Das integrierte Element, das derart ausgebildet ist, dass es den Träger 37 auf der Seite der Frontstufe aufweist und die Ritzelwelle 32 auf der Seite der Heckstufe aufweist, wobei diese aneinander befestigt sind, ist innerhalb eines Bereichs verschiebbar, der durch die Stahlkugel 29c und die Endfläche 38a der Ritzelwelle 38 auf der Seite der Frontstufe definiert ist.
Somit kann die Ritzelwelle 32 auf der Seite der Heckstufe an ihren axialen Endflächen auf beiden Seiten, wo die relative Gleitgeschwindigkeit gering ist, nämlich an den zentralen Seitenbereichen der axialen Endflächen, durch die Stahlkugel 29c und die frontstufenseitige Ritzelwelle 38 abgestützt werden. Ohne Verwendung von Kugellagern kann somit das integrierte Element drehbar abgestützt werden, während sein Gleitwiderstand aufgrund seiner Rotation reduziert wird. Somit ist es möglich, einen kostengünstigen Wellenabstützmechanismus zu schaffen, der einem Kugellager in Nichts nachsteht.
Ferner befindet sich das integrierte Element in einem schwimmenden Zustand, in dem es entlang der Richtung der Axiallinie beweglich ist. Eine durch das integrierte Element übertragene Last kann somit in geeigneter Weise verteilt werden, wodurch die Drehmomentübertragungseigenschaften verbessert werden.
Hauptführungslager-Vorspannungsdruck-Beaufschlagungsmechanismus
Bei der dargestellten Planetengetriebevorrichtung 20 wird ein Vorspannungsdruck auf das Hauptführungslager 27 folgendermaßen aufgebracht. Wie genauer gesagt in 2 in einem vergrößerten Maßstab dargestellt ist, ist ein Schnappring 41 an einer kreisförmigen Endfläche 27b eines inneren Rings 27a des Hauptführungslagers 27 vorgesehen. Dieser Schnappring 41 weist eine Endfläche auf, die an dem inneren Ring 27a anliegt, wobei es sich um eine ebene kreisförmige Endfläche handelt. Dagegen ist eine kreisförmige Endfläche auf seiner entgegengesetzten Seite auf der Innenseite mit einem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich 41a ausgebildet.
Der Schnappring 41 ist in einer Schnappring-Nut 42 fixiert, die in einer Außenumfangsfläche des Trägers 29 auf der Seite der Heckstufe ausgebildet ist. Die Schnappring-Nut 42 ist mit einer kreisförmigen abgeschrägten Fläche 42a ausgebildet, die dem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich 41a des Schnapprings 41 entspricht. Wenn der Schnappring 41 erweitert und in die Schnappring-Nut eingesetzt wird, wird er auf seine ursprüngliche Formgebung in Richtung auf eine radial innere Seite elastisch verformt. Als Ergebnis hiervon wirken die abgeschrägten Flächen 41a und 42a zusammen, um einen Keileffekt auszuüben, wodurch eine Drückkraft erzeugt wird, um den inneren Ring 27a in Richtung der Axiallinie mit Druck zu beaufschlagen.
Bei dem dargestellten Beispiel wird der Schnappring mit dem schräg verlaufenden Oberflächenbereich zum Aufbringen eines Vorspannungsdrucks auf das Hauptführungslager verwendet. Auf diese Weise läßt sich ein Vorspannungsdruck-Beaufschlagungsmechanismus realisieren, der dem herkömmlichen Vorspannungsdruck-Beaufschlagungsmechanismus, der eine Lagermutter, eine Unterlegscheibe, eine Feder und andere Elemente verwendet, hinsichtlich der Herstellungskosten, der Bearbeitbarkeit und des Montageraums überlegen ist.
Bei der Planetengetriebevorrichtung 20 des vorliegenden Beispiels wird ein Paar Hauptführungslager 26 und 27 an ihren äußeren Ringen 26c und 27c mit einem Vorspannungsdruck in der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie beaufschlagt, um diese Ringe voneinander zu entfernen, während die inneren Ringe 26a und 27a mit einem Vorspannungsdruck in der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie 20 beaufschlagt werden, um diese näher zueinander zu bringen.
Genauer gesagt sind in der in 1 dargestellten Weise kreisförmige Abstandselemente 43 und 44 auf beiden Seiten des innenverzahnten Zahnrads 25 angeordnet. Eine Endfläche des kreisförmigen Abstandselements 43 befindet sich in Berührung mit dem äußeren Ring 26c des Hauptführungslagers 26, während eine Endfläche des kreisförmigen Abstandselements 44 auf der entgegengesetzten Seite mit dem äußeren Ring 27c des Hauptführungslagers auf der anderen Seite in Berührung steht.
Der innere Ring 26a des Hauptführungslagers 26 weist eine außenseitige Endfläche auf, die mit einem kreisförmigen Innenring-Eingriffsbereich 29d in Berührung ist. Der innere Ring 27a des Hauptführungslagers 27 auf der gegenüberliegenden Seite wird durch den Schnappring 41 in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem Vorspannungsdruck beaufschlagt.
Als Ergebnis hiervon befindet sich das Paar der Hauptführungslager 26 und 27 in einem derartigen Zustand auf der Seite der inneren Ringe 26a und 27a, dass sie zwischen dem Innenring-Eingriffsbereich 29d und dem Schnappring 41 gehalten sind und mit einem Vorspannungsdruck in der Richtung beaufschlagt werden, in der sie entlang der Richtung 20a der Axiallinie näher zueinander gelangen. Andererseits wird die Seite der äußeren Ringe 26c und 27c des Paares der Hauptführungslager 26 und 27 gegen die Abstandselemente 43 bzw. 44 gedrückt, so dass sich die Hauptführungslager in einem Zustand befinden, in dem sie mit einem Vorspannungsdruck in der Richtung beaufschlagt werden, in der sie entlang der Richtung 20a der Axiallinie voneinander entfernt werden.
Somit wird die Spanne L1 der Lager-Beaufschlagungsstellen größer als die tatsächliche Spanne L zwischen den Lagern. Wenn z. B. eine externe Kraft F auf die Endseite der Ausgangswelle 34 aufgebracht wird, um ein Biegemoment zu erzeugen, werden somit in der Welle auftretende Spannungen aufgrund der Spanne L1 der Lager-Beaufschlagungsstellen gering. Selbst wenn ein externes Moment aufgebracht wird, kann als Ergebnis hiervon eine nachteilige Auswirkung auf die Eigenschaften der Untersetzungsvorrichtung unterdrückt werden.
Entfernen verhindernde Konstruktion der Planetenräder
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine ein Entfernen verhindernde Konstruktion der frontstufenseitigen Planetenräder 36 erläutert. Wie in dieser Zeichnung zu sehen ist, ist eine Mehrzahl der Planetenwellen 36a in einem freitragenden Zustand entlang der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie von einer Endfläche des Trägers 37 vorstehend angeordnet. Auf jeder Planetenwelle 36a ist das Planetenrad 36 über ein Rollenlager 36b drehbar abgestützt. Das Planetenrad 36 läßt sich in Richtung auf die Endseite der Planetenwelle 36 bewegen sowie von dieser entfernen. Um ein Entfernen desselben zu verhindern, wird im herkömmlichen Fall, wie er in 6 veranschaulicht ist, eine solche ein Entfernen verhindernde Konstruktion aufgegriffen, bei der die Planetenwelle an ihrem Ende mit einer Schnappring-Nut ausgebildet ist, in der ein Schnappring fixiert ist.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein ringartiges Element 61 zum Verhindern eines Entfernens im Presssitz auf dem Ende der Planetenwelle 36a angebracht, um eine festsitzende Verbindung herzustellen. Bei Verwendung dieser Konstruktion besteht keine Notwendigkeit zur Ausbildung der Schnappring-Nut an dem Ende der Planetenwelle, wie diese bei Verwendung des Schnapprings erforderlich ist. Ferner kann man in einfacher Weise durch einen Blick eine Bestätigung dahingehend erhalten, ob der Presssitzzustand des ringartigen Elements 61 angemessen ist oder nicht.
Konstruktion von Gleitbereichen des Planetenrads und des Trägers
Bei einer Planetengetriebevorrichtung, wie der dargestellten Planetengetriebevorrichtung 20, wird im Allgemeinen eine Unterlegscheibe oder dergleichen in einen Gleitbereich zwischen dem Planetenrad und dem Träger eingesetzt, um den Gleitwiderstand zwischen diesen zu reduzieren. Als Konstruktion zum Reduzieren des Gleitwiderstands des Gleitbereichs ist die Verwendung der nachfolgend erläuterten Konstruktion wünschenswert, und zwar im Hinblick auf die Reduzierung der Anzahl von Bestandteilen und der Montierbarkeit.
Die Erläuterung erfolgt unter Bezugnahme auf 4. Bei einer Planetengetriebevorrichtung ist ein Planetenrad 73 durch eine an einem Träger 71 angebrachte Planetenwelle 72 abgestützt. Dadurch ist ein Gleitzustand zwischen einer Endfläche 71a des Trägers 71 und einer dieser gegenüberliegenden Endfläche 73a des Planetenrads gebildet. Zum Reduzieren des Gleitwiderstands in diesem Bereich ist die Träger-Endfläche 71a z. B. mit einer von dieser kreisförmig erhöhten Lagerfläche 74 ausgebildet. Durch die Ausbildung der Lagerfläche 74 wird die Gleitfläche reduziert. Ferner befindet sich der Gleitbereich in der Nähe des Rotationszentrums des Planetenrads, und er weist einen niedrigen Gleitwiderstand auf. Durch die Ausbildung der Lagerfläche 74 kann somit der Gleitwiderstand zwischen der Träger-Endfläche und der Planetenrad-Endfläche reduziert werden, ohne dass andere Elemente, wie eine Unterlegscheibe und dergleichen, montiert werden.
Anstatt der Ausbildung der Lagerfläche 74 auf der Seite der Träger-Endfläche 71a, kann auch die Endfläche 73a des Planetenrads 73 mit einer ähnlichen Lagerfläche ausgebildet werden.
Befestigungskonstruktion des innenverzahnten Zahnrads
Bei der dargestellten Planetengetriebevorrichtung 20 ist das heckstufenseitige innenverzahnte Zahnrad 25 im Inneren des Vorrichtungsgehäuses 21 befestigt. Genauer gesagt ist das Vorrichtungsgehäuse 21 an seiner Innenumfangsfläche mit einer kreisförmigen Endfläche 21b ausgebildet, gegen die die Endfläche des kreisförmigen Abstandselements 44 in der vorstehend beschriebenen Weise gedrückt wird. Das innenverzahnte Zahnrad 25 wird gegen die andere Endfläche des Abstandselements 44 gedrückt. In diesem Zustand sind Eintreibstifte 51 in diese hinein gedrückt, um eine festsitzende Verbindung zu schaffen, wobei sich diese von der Seite des innenverzahnten Zahnrads 25 unter Durchlaufung des Abstandselements 44 zu dem Vorrichtungsgehäuse 21 erstrecken. Anstelle der Eintreibstifte können auch Federstifte verwendet werden.
In gleicher Weise ist auch das frontstufenseitige innenverzahnte Zahnrad 35 an der Endfläche des heckstufenseitigen Trägers 29 mittels Eintreibstiften 52 fixiert, die von der Seite der Endfläche des innenverzahnten Zahnrads 35 her eingedrückt sind, um eine festsitzende Verbindung zu bilden. Auch in diesem Fall können Federstifte anstelle der Eintreibstifte verwendet werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, sind bei der dargestellten Planetengetriebevorrichtung 20 die von dem Vorrichtungsgehäuse 21 oder dem Träger 29 unabhängig hergestellten innenverzahnten Zahnräder 25 und 35 mittels der Eintreibstifte oder der Federstifte fixiert, ohne dass die in der Vergangenheit üblicherweise verwendete Befestigungseinrichtungen, wie z. B. Befestigungsschrauben, verwendet werden. Wenn Befestigungsschrauben verwendet werden, ist ein Gewindeschneidvorgang notwendig, und das Befestigungsdrehmoment muss kontrolliert werden. Wenn jedoch Eintreibstifte oder Federstifte eingedrückt werden, um eine festsitzende Verbindung zu bilden, wird das Gewindeschneiden oder Kontrollieren des Befestigungsdrehmoments überflüssig. Ferner sind die Eintreibstifte kostengünstiger als die Befestigungsschrauben. Auf diese Weise läßt sich eine einfache und kostengünstige Befestigungskonstruktion für das innenverzahnte Zahnrad schaffen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist nun ein weiteres Beispiel des Befestigungsmechanismus des heckstufenseitigen innenverzahnten Zahnrads 25 dargestellt. Unter Bezugnahme auf diese Zeichnung wird die Planetengetriebevorrichtung 20 gelegentlich als Motorgetriebekopf verwendet. Daher wird ein Adapterflansch 82 zwischen der Planetengetriebevorrichtung 20 und einem Motor 81 angebracht. Der Adapterflansch 82 ist an der Endfläche 21c des Vorrichtungsgehäuses 21 mittels Befestigungsschrauben 83 befestigt.
Ein kreisförmiger Vorsprung 82b, der sich in der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie erstreckt, ist an einer Innenumfangsfläche einer kreisförmigen Endfläche 82a des Adapterflansches 82 ausgebildet, die mit der Endfläche 21a des Vorrichtungsgehäuses 21 in Berührung steht. Der kreisförmige Vorsprung 82b besitzt eine kreisförmige Endfläche 82c an seinem Ende, die mit der Endfläche des äußeren Rings 26c des Hauptführungslagers 26 in Berührung kommt.
Wenn der Adapterflansch 82 an dem Vorrichtungsgehäuse 21 fixiert ist, wird somit der äußere Ring 26c des Hauptführungslagers 26 entlang der Richtung 20a der Vorrichtungs-Axiallinie mit Druck beaufschlagt. Die Druckbeaufschlagungskraft wird über das Abstandselement 43 auf das innenverzahnte Zahnrad 25 übertragen. Das Ende des innenverzahnten Zahnrads 25 auf der gegenüberliegenden Seite ist auf der Seite des Vorrichtungsgehäuses 21 über das Abstandselement 44 abgestützt. Als Ergebnis hiervon wird durch die Fixierung des Adapterflansches an dem Vorrichtungsgehäuse 21 auch das innenverzahnte Zahnrad 25 gegen das Vorrichtungsgehäuse 21 gedrückt und an diesem fixiert.
Somit wird bei der Planetengetriebevorrichtung 20, wie sie in 5 gezeigt ist, bei Fixierung des Adapterflansches 82 das innenverzahnte Zahnrad 25 durch die Befestigungskraft gegen das Vorrichtungsgehäuse 21 gedrückt. Da das innenverzahnte Zahnrad 25 durch die Eintreibstifte 51 an dem Vorrichtungsgehäuse 21 fixiert ist, läßt sich ein Zustand erreichen, in dem das innenverzahnte Zahnrad 25 auf der Seite des Vorrichtungsgehäuses 21 mittels der Drückkraft des Adapterflansches 82 fester fixiert ist.
Die Befestigungskraft der Befestigungsschrauben ist gesteigert, so dass die Druckbeaufschlagungskraft der kreisförmigen Endfläche 82c des Adapterflansches 82 erhöht werden kann. Zum Beispiel wird die Seite der Befestigungsschrauben höher bewertet oder wird die Anzahl der Befestigungsschrauben erhöht, so dass die Druckbeaufschlagungskraft gesteigert werden kann. Wenn die Druckbeaufschlagungskraft hoch wird, kann das innenverzahnte Zahnrad 25 selbst ohne Verwendung der Eintreibstifte oder dergleichen auf der Seite des Vorrichtungsgehäuses 21 fixiert werden. In diesem Fall kann der Fixiermechanismus des innenverzahnten Zahnrads 25 und des Vorrichtungsgehäuses 21 noch weiter vereinfacht werden, und es ist kein Raum für die Eintreibstifte oder dergleichen erforderlich.
Industrielle Anwendbarkeit

(1) Bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Träger und die Ausgangswelle in Form eines eine Einheit bildenden Elements ausgebildet. Ferner werden die Treibstifte als Planetenwellen verwendet, die derart eingetrieben sind, dass sie sich zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerteil erstrecken. Im Vergleich zu dem Fall, in dem der erste und der zweite Träger und die Ausgangswelle als separate Elemente ausgebildet sind und die Planetenwellen an dem Träger mittels Befestigungsschrauben befestigt sind, läßt sich somit die Anzahl der Bestandteile vermindern, die Herstellungskosten lassen sich senken, und gleichzeitig lassen sich auch die Montagevorgänge vermindern und die Montagegenauigkeit steigern.
(2) Wenn bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung der frontstufenseitige Träger koaxial an der Ritzelwelle fixiert ist, um den frontstufenseitigen Planetengetriebemechanismus zu bilden, ist der zentrale Bereich von wenigstens einer der axialen Endflächen der Ritzelwelle derart ausgebildet, dass er in einem Gleitberührungszustand abgestützt ist. Es wird z. B. eine derartige Ausbildung verwendet, bei der die axiale Endfläche durch ein Kugelelement, wie z. B. eine Stahlkugel, abgestützt ist, das an einer dieser Endfläche in Richtung der Vorrichtungs-Axiallinie benachbarten Stelle angeordnet ist. Es besteht daher keine Notwendigkeit zur Verwendung einer Lagereinrichtung, wie z. B. einem Kugellager, zum Abstützen der Ritzelwelle, so dass sich die Konstruktion des Lagerbereichs vereinfachen läßt und sich auch die Herstellungskosten davon vermindern lassen.
(3) Bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung sind der Schnappring mit der kreisförmigen Endfläche, die mit dem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich ausgebildet ist, und die Schnappring-Nut vorhanden, die eine dem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich entsprechende kreisförmige abgeschrägte Fläche aufweist und an einer Stelle ausgebildet ist, die der kreisförmigen Endfläche von wenigstens einem der inneren und äußeren Ringe des Hauptführungslagers gegenüberliegt, wobei der Schnappring in die Schnappring-Nut eingesetzt ist, um den Vorspannungsdruck auf das Hauptführungslager aufzubringen. Auf diese Weise läßt sich eine Lager-Vorspannungsdruck-Beaufschlagungseinrichtung schaffen, die kostengünstig ist, sich gut arbeiten läßt und selbst auf engem Raum montiert werden kann.
(4) Bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung werden die äußeren Ringe der Hauptführungslager mit einem Vorspannungsdruck beaufschlagt, um diese entlang der Richtung der Vorrichtungs-Axiallinie voneinander zu entfernen, während ihre inneren Ringe mit einem Vorspannungsdruck beaufschlagt werden, um sie entlang der Richtung der Vorrichtungs-Axiallinie näher zueinander hin zu bringen. Die Spanne der Beaufschlagungsstellen zwischen den Hauptführungslagern läßt sich somit lang ausbilden, so dass bei Erzeugung eines Biegemoments in der Vorrichtung durch eine axiale Last das Auftreten von hohen inneren Spannungen vermieden werden kann.
(5) Bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der die Frontstufen-Planetenräder auf den frontstufenseitigen Planetenwellen drehbar abgestützt sind, die in freitragenden Weise an dem frontstufenseitigen Träger angebracht sind, um den frontstufenseitigen Planetengetriebemechanismus zu bilden, wird ein ein Entfernen verhinderndes, ringartiges Element im Presssitz auf dem Ende der frontstufenseitigen Planetenwelle angebracht und in festsitzender Weise fixiert. Im Vergleich zu dem Fall, in dem der Schnappring als ein ein Entfernen verhindernder Mechanismus verwendet wird, ergibt sich somit ein Vorteil dahingehend, dass ein diesbezüglicher Teilebearbeitungsvorgang nicht notwendig ist.
(6) Bei der Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das innenverzahnte Zahnrad an dem Vorrichtungsgehäuse unter Verwendung der Eintreibstifte oder Federstifte fixiert, die fest eingepasst sind. Im Vergleich zu dem Fall, in dem die Befestigungsschrauben und dergleichen verwendet werden, läßt sich somit ein Fixiermechanismus verwirklichen, der eine geringere Anzahl von Bestandteilen aufweist und sich besser arbeiten läßt.
(7) Bei der Planetengetriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der der Adapterflansch zum Anbringen eines Motors an der einen axialen Endfläche des Vorrichtungsgehäuses fixiert ist, ist der Adapterflansch mit einem Vorsprung ausgebildet, der in der Lage ist, das innenverzahnte Zahnrad in der Richtung der Vorrichtungs-Axiallinie gegen das Vorrichtungsgehäuse zu drücken und dieses daran zu fixieren. Bei dieser Konfiguration läßt sich ein Mechanismus zum Fixieren des innenverzahnten Zahnrads an dem Vorrichtungsgehäuse vereinfachen, und auch der Montagevorgang hierfür läßt sich vereinfachen.
(8) Bei der Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen der kreisförmigen Endfläche des Planetenrads und der Gleitfläche auf der Seite des Trägers, auf der die kreisförmige Endfläche gleitet, eine Lagerfläche vorgesehen, die gebildet ist durch Erhöhen von einer Seite dieser Bereiche in kreisförmiger Weise in Richtung auf die andere Seite. Mit dieser Konfiguration lassen sich die gleichen Wirkungen mit einer einfacheren Konstruktion als in dem Fall erzielen, in dem eine Unterlegscheibe oder dergleichen zum Reduzieren des Gleitwiderstands verwendet wird.

Claims

Planetengetriebevorrichtung (20), aufweisend ein innenverzahntes Zahnrad (25), ein Paar Hauptführungslager (26, 27), die auf beiden Seiten des innenverzahnten Zahnrads (25) angeordnet sind, einen ersten und einen zweiten Träger (28A, 28B) die durch die Hauptführungslager (26, 27) drehbar abgestützt sind, eine Mehrzahl von Planetenwellen (30), die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Träger (28A, 28B) erstrecken, eine Mehrzahl von Planetenrädern (31), die auf den jeweiligen Planetenwellen (30) drehbar abgestützt sind und mit dem innenverzahnten Zahnrad (25) in Eingriff stehen, eine Ritzelwelle (32), die sich durch den ersten Träger (28A) hindurch erstreckt, um sich koaxial in einer Richtung (20a) einer Vorrichtungs-Axiallinie zu erstrecken, ein Sonnenrad (33), das auf einer Außenumfangsfläche der Ritzelwelle (32) ausgebildet ist und mit den Planetenrädern (31) in Eingriff steht, und eine Ausgangswelle (34), die mit dem zweiten Träger (28B) verbunden ist und sich in der Richtung (20a) der Vorrichtungs-Axiallinie erstreckt, wobei der erste und der zweite Träger (28A, 28B) und die Ausgangswelle (34) als ein eine Einheit bildendes Element ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lager-Vorspannungsdruckbeaufschlagungseinrichtung (41, 29d, 43, 44) vorgesehen ist, die mindestens einen von den inneren und den äußeren Ringen (26a, 27a; 26c, 27c) der Hauptführungslager (26, 27) mit einem Vorspannungsdruck entlang der Richtung (20a) der Vorrichtungs-Axiallinie beaufschlagt, wobei die Lager-Vorspannungsdruckbeaufschlagungseinrichtung einen Schnappring (41) aufweist, der an seiner kreisförmigen Endfläche mit einem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich (41a) ausgebildet ist, sowie eine Schnappring-Nut (42) mit einer kreisförmigen abgeschrägten Fläche (42a) aufweist, die dem kreisförmigen abgeschrägten Oberflächenbereich (41a) entspricht und an einer Stelle ausgebildet ist, die einer kreisförmigen Endfläche von mindestens einem (27a) der inneren und äußeren Ringe der Hauptführungslager (26, 27) gegenüberliegt, und wobei der Schnappring (41) in die Schnappring-Nut (42) eingesetzt und in dieser fixiert ist.
Planetengetriebevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen Planetenwellen (30) Treibstifte sind, die derart eingetrieben sind, dass sie sich zwischen dem ersten und dem zweiten Träger (28A, 28B) als dem eine Einheit bildendem Element erstrecken.
Planetengetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einem frontstufenseitigen Träger (28A) eines frontstufenseitigen Planetengetriebemechanismus (22), der koaxial auf der Ritzelwelle (32) angebracht ist, und mit einer Abstützeinrichtung (29c) zum Abstützen eines zentralen Bereichs von mindestens einer der axialen Endflächen (32a) der Ritzelwelle (32) in einem Gleitberührungszustand.
Planetengetriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abstützeinrichtung ein Kugelelement (29c) aufweist, das in Vorrichtungs-Axialrichtung (20a) einer der axialen Endflächen (32a) der Ritzelwelle (32) benachbart angeordnet ist.
Planetengetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Außenringe (26c, 27c) der Hauptführungslager (26, 27) mit einem Vorspannungsdruck beaufschlagt werden, um diese in der Richtung (20a) der Vorrichtungs-Axiallinie voneinander zu entfernen, und wobei die Innenringe (26a, 27a) der Hauptführungslager mit einem Vorspannungsdruck beaufschlagt werden, um diese in der Richtung (20a) der Vorrichtungs-Axiallinie näher zueinander hin zu bringen.
Planetengetriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei frontstufenseitige Planetenräder (36) auf frontstufenseitigen Planetenwellen (36a) drehbar angebracht sind, die freitragend an einem frontstufenseitigen Träger (37) angebracht sind, und wobei ein ein Entfernen verhinderndes, ringartiges Element (61) im Presssitz auf einem Ende der frontstufenseitigen Planetenradwelle (36a) in fest sitzender Weise angebracht ist.
Planetengetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin mit einem Vorrichtungsgehäuse (21), an dem das innenverzahnte Zahnrad (25) fixiert ist, wobei Eintreibstifte (51, 52) oder Federstifte in das innenverzahnte Zahnrad (25) und das Vorrichtungsgehäuse (21) gedrückt und fest in diese eingepasst sind, um diese zu fixieren.
Planetengetriebevorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin mit einem an einer axialen Endfläche des Vorrichtungsgehäuses (21) befestigten Adapterflansch (82) zum Anbringen eines Motors, wobei der Adapterflansch (82) einen Vorsprung (82a) aufweist, der in der Lage ist, das innenverzahnte Zahnrad (25) gegen das Vorrichtungsgehäuse (21) zu drücken und an diesem zu fixieren, und wobei der Vorsprung (82a) das innenverzahnte Zahnrad (25) auf der Seite des Vorrichtungsgehäuses (21) mit einer Drückkraft fixiert, die aufgrund einer Fixierkraft zum Fixieren des Adapterflansches (82) an dem Vorrichtungsgehäuse aufgebracht wird.
Planetengetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwischen einer kreisförmigen Endfläche der Planetenräder (31) und einer Endfläche auf der Seite des ersten oder des zweiten Trägers (28A, 28B), auf der die kreisförmige Endfläche ihre Gleitbewegung ausführt, einer Lagerfläche vorgesehen ist, die durch vorstehen Lassen von einer der Endflächen auf die andere Seite gebildet ist.