DE821302C

DE821302C - Differential reduction gear

Info

Publication number: DE821302C
Application number: DEP23609A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Stoeckicht
Original assignee: WILHELM STOECKICHT DIPL ING
Current assignee: WILHELM STOECKICHT DIPL ING
Priority date: 1948-12-04
Filing date: 1948-12-04
Publication date: 1951-11-15

Description

Differential-Untersetzungsgetriebe Die Erfindung betrifft ein Differential-Untersetzungsgetriebe in Form eines Stirnradumlaufrädergetriebes mit einem Paar von nebeneinander angeordneten Zentralrädern verschiedenen Durchmessers, mit denen mehrere, im allgemeinen drei, je auf einer Welle angeordnete Planetenräderpaare kämmen. Derartige Getriebe bieten große Vorteile. Insbesondere ist es mit ihrer Hilfe möglich, auf kleinem Raum ein Untersetzungsgetriebe mit hohem Untersetzungsverhältnis unterzubringen. Sie konnten sich bisher in der Praxis aber nur wenig durchsetzen, weil ihr Wirkungsgrad schlecht war.Differential reduction gear The invention relates to a differential reduction gear in the form of a spur gear with a pair of juxtaposed Central gears of different diameters, with which several, generally three, mesh each planetary gear pairs arranged on a shaft. Such gears offer great benefits. In particular, with their help it is possible to enter a small space To accommodate reduction gears with high reduction ratio. You could However, they have so far not been widely accepted in practice because their degree of efficiency is poor was.

Eine genauere Untersuchung der Umstände, die den schlechten Übertragungswirkungsgrad derartigen Differential-Untersetzungsgetriebe bedingen, führt zu der Erkenntnis, daß das Verhältnis der übertragenen Leistung zu der potentiellen Leistung oder der Scheinleistung bei den Differential-Untersetzungsgetrieben völlig verschieden ist von dem entsprechenden Verhältnis bei einfachen Umlaufgetrieben. Während bei einfachen Umlaufgetrieben die potentielle Leistung im allgemeinen kleiner ist als die übertragene Leistung, ist bei dem beschriebenen Differential-Untersetzungsgetriebe die übertragene Leistung wesentlich ,geringer als die potentielle Leistung. Hierbei ist die potentielle Leistung bestimmt durch den Zahndruck und die wirksame Zahneingriffsgeschwindigkeit, die sich ihrerseits aus der Differenz zwischen der Drehzahl ,des Zentralrades und der Drehzahl des Umlaufrädergetriebes ergibt. Diese potentielle Leistung ist aber maßgebend für die Höhe der Zahnreibungsverluste und, da diese potentielle Leistung bei den beschriebenen Differential-Untersetzungsgetrieben ein Vielfaches der übertragenen Leistung ist, betragen auch die aus der Zahnreibung sich bei derartigen Getrieben ergebenden Verluste ein Vielfaches derjenigen Verluste, wie sie beispielsweise beim einfachen Umlaufrädergetriel>e mit kleiner potentieller Leistung auftreten. Da sich an diesen Verhältnissen grundsätzlich nichts ändern läßt, führen diese Überlegungen zu der Erkenntnis, daß die aus der potentiellen Leistung bei einem Differential-Untersetzungsgetriebe sich ergebenden Zahnreibungsverluste nur dann klein gehalten werden können, wenn es gelingt; den prozentualen Verlustwert der Zahnreibung niedrig zu halten.A closer study of the circumstances that caused the poor transmission efficiency cause such differential reduction gears, leads to the knowledge that the ratio of the transferred performance to the potential performance or the Apparent power in the differential reduction gears is completely different of the corresponding ratio for simple epicyclic gears. While with simple Revolving driven the potential power is generally smaller than the transmitted Power is the transmitted power in the differential reduction gear described Significant performance, less than potential performance. Here is the potential Performance determined by the tooth pressure and the effective tooth mesh speed, which in turn results from the difference between the speed of the central gear and the speed of the planetary gear. This potential benefit is, however decisive for the amount of tooth friction losses and, since this is potential performance in the differential reduction gears described a multiple of the transmitted Performance is also the result of tooth friction in such gears resulting Losses a multiple of those losses, for example with simple Umlaufrädergetriel> e occur with low potential power. Because of this In principle nothing can change the circumstances, these considerations lead to the Realizing that from the potential performance of a differential reduction gear resulting tooth friction losses can only be kept small if it succeeds; to keep the percentage loss of tooth friction low.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, . ein Differential-Untersetzungsgetriebe der beschriebenen Art zu schaffen, dessen Zahnreibungsverluste derart herabgesetzt sind, daß ihr Gesamtwert in die Größenordnung der üblichen Untersetzungsgetriebe mit hohen Untersetzungsverhältnissengelangt. Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens eines der Hauptglieder des Differential-Umlaufrädergetriebes urigelagert und mit dem sein Drehmoment übertragenden Teil über eine doppelte Zahnkupplung verbunden ist.The invention has the task of. a differential reduction gear to create the type described, whose tooth friction losses are so reduced are that their total value is in the order of magnitude of the usual reduction gears with high reduction ratios. The inventive task is thereby solved that at least one of the main members of the differential epicyclic gear Originally mounted and with the part that transmits its torque via a double tooth coupling connected is.

Es ist bereits bei Stirnräderumlaufgetrieben bekannt, zum Zwecke des Zahndruckausgleiches das eine Sonnenrad urigelagert anzuordnen und es mit dem sein Drehmoment übertragenden Teil über eine doppelte Zahnkupplung zu verbinden. Die Anwendung dieser Maßnahme auf ein Differential-Untersetzungsgetriebe mit einem Paar von nebeneinander angeordneten Zentralrädern verschiedenen Durchmessers, mit denen mehrere, im allgemeinen drei, je auf einer Welle angeordnete Planetenräderpaare kämmen, hat den überraschenden Erfolg, daß der Wirkungsgrad dieses Getriebes derart erheblich steigt, daß er in dieser Hinsicht anderen Untersetzungsgetrieben nicht :mehr unterlegen ist. Man erhält auf diese Weise ein fortschrittliches Untersetzungsgetr.iebe für hohe Untersetzungsverhältnisse von außerordentlich kleinem Raumbedarf. Diese Verringerung im Raumbedarf entspricht einer Verringerung in den Herstellungskosten.It is already known for spur gears for the purpose of Tooth pressure equalization to arrange the one sun gear and be it with that To connect the torque transmitting part via a double tooth coupling. the Applying this measure to a differential gear reducer with a pair of juxtaposed central gears of different diameters with which several, generally three, pairs of planet gears each arranged on a shaft comb has the surprising success that the efficiency of this transmission is so increases significantly that it does not use other reduction gears in this regard : is more inferior. In this way you get an advanced reduction gear for high reduction ratios that require extremely little space. These A reduction in the space required corresponds to a reduction in the manufacturing cost.

Während man in sonst guten Zahnradgetrieben mit einem Zahnreibungsverlust von etwa io/o je Zahneingriff rechnet, hat es sich gezeigt, .daß mit der erfindungsgemäßen Maßnahme der Zahnreibungsverlust je Zahneingriff auf etwa 0,25 bis 0,3 % zurückgeht.While one reckons with a tooth friction loss of about io / o per tooth engagement in otherwise good gear transmissions, it has been shown that with the measure according to the invention the tooth friction loss per tooth engagement is reduced to about 0.25 to 0.3%.

In sehr vielen Fällen wird es ausreichen, wenn nur ein Glied des Umlaufrädergetriebes auf diese Weise urigelagert und mit dem sein Drehmoment übertragenden Teil über eine doppelte Zahnkupplung verbunden ist. In gewissen Fällen-.aber, besonders dann, wenn die Zahngeschwindigkeiten vexhältnismäßig hoch sind, kann es zweckmäßig sein, auch ein zweites Glied des Umlaufrädergetriebes oder sogar alle drei Glieder mit den entsprechenden ihr Drehmoment übertragenden Teilen mittels Zahnkupplungen zu verbinden und im übrigen auch urgelagert zu lassen.In very many cases it will be sufficient if only one link of the epicyclic gear mechanism in this way originally stored and with the part transmitting its torque over a double tooth clutch is connected. In certain cases - but, especially then, if the tooth speeds are relatively high, it may be useful to also a second link of the epicyclic gear or even all three links the corresponding parts transmitting their torque by means of toothed clutches connect and, moreover, leave them originally stored.

Gemäß der Erfindung empfiehlt es sich, die Verzahnungen der Planetenräderpaare und des mit ihnen kämmenden Zentralradpaares selbst als Doppelzahnkupplungen mit freier Einstellmöglichkeit des als Kupplungsstück wirkenden Planetenräderträgers auszubilden. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders einfaches Untersetzungsgetriebe, das insbesondere für solche Fälle in Betracht kommt, bei denen das Gewicht des vollständigen Planetenträgers einschließlich der Planetenräder und deren Lager sehr klein ist im Verhältnis zu den übertragenen Zahndrücken, Die Abbildung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar stellt dar Abb. i ein erfindungsgemäß ausgebildetes Diffetential-Untersetzungsgetriebe im Längsschnitt, Abb. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Differential-Untersetztipgsgetriebes, ebenfalls im Längsschnitt.According to the invention, it is recommended that the teeth of the planetary gear pairs and the pair of central gears meshing with them as double tooth clutches Free adjustment of the planet carrier acting as a coupling piece to train. This results in a particularly simple reduction gear, which is particularly suitable for cases in which the weight of the complete Planet carrier including the planet gears and their bearings is very small in relation to the transmitted tooth pressure, the figure shows two exemplary embodiments of the invention, namely Fig. i shows a differential reduction gear designed according to the invention in longitudinal section, Fig. 2, another embodiment of one designed according to the invention Differential reduction gear, also in longitudinal section.

Das Differential-Untersetzungsgetriebe der Abb. i besteht aus einem Sonnenrad t, mehreren, im vorliegenden Falle drei Planetenrädern 2, welche mit zwei verschiedenen Verzahnungen 3 und 4 ver-Fehen sind. Die eine Verzahnung 3 greift in ein innenverzahntes Zentralrad 5 ein, welches mit dem Gehäuse 7 unverdrehbar verbunden ist, während die andere Planetenradverzahnung 4 in ein anderes innenverzahntes Zentralrad 6 eingreift, welches in an sich bei gewöhnlichen Umlaufradgetrieben bekannter Weise mit der abtreibenden Welle 8 mittels einer doppelten Zahnkupplung 9, io verbunden ist. Die Planetenräder 2 sind mittels Lagern i i, 12 im Planetenträger 13 drehbar gelagert, welcher seinerseits mittels Lager 14, 15 auf der an- und der abtreibenden Welle gelagert ist.The differential reduction gear of Fig. I consists of a sun gear t, several, in the present case three planet gears 2, which are provided with two different toothings 3 and 4. One toothing 3 engages in an internally toothed central wheel 5, which is non-rotatably connected to the housing 7, while the other planetary gear toothing 4 engages in another internally toothed central wheel 6 which, in a manner known per se in ordinary epicyclic gears, is connected to the output shaft 8 by means of a double tooth clutch 9, io is connected. The planet gears 2 are rotatably mounted by means of bearings ii, 12 in the planet carrier 13 , which in turn is mounted by means of bearings 14, 15 on the driving shaft and the driven shaft.

Die Wirkungsweise der Erfindung sei wie folgt beschrieben: Bei der Übertragung einer Leistung stellt sich das selbsteinstellende Zentralrad 6 in bekannter Weise auf Gleichgewicht der drei auf es wirkenden Zahndrücke ein. Dies kann auch so erläutert werden, daß die Wirkung der Verzahnungs-und sonstiger, als Teilungsfehler wirkenden Fehler des Getriebes aufgehoben wird, wobei die doppelte Zahnkupplung 9, io als dämpfendes Glied das Auftreten sekundärer Schwingungserregungen verhindert.The mode of operation of the invention is described as follows: In the The self-adjusting central wheel 6 provides a known transmission of power Indicate the equilibrium of the three tooth pressures acting on it. This can also are explained so that the effect of the toothing and other, as a pitch error acting error of the transmission is canceled, whereby the double tooth clutch 9, io as a damping element prevents the occurrence of secondary vibrational excitations.

Dies wirkt sich so aus, als ob das Getriebe mit praktisch fehlerlosen Verzahnungen versehen sei, und -es hat sich gezeigt, daß dadurch einerseits die Zahnreibungsverluste selbst herabgesetzt werden, andererseits keine Erregungen auftreten, welche zusätzliche dynamische Zahndrücke hervorrufen.This acts as if the transmission was practically flawless Toothing is provided, and it has been shown that on the one hand the Tooth friction losses themselves are reduced, on the other hand no excitations occur, which cause additional dynamic tooth pressures.

Dieser Effekt ist bei Differential-Untersetzungsgetrieben besonders wichtig, weil bei ihnen der größte Teil der Übertragungsverluste in den Verzahnungen auftritt, während die Lagerverluste demgegenüber in der Bedeutung verschwinden.This effect is special with differential reduction gears important because with them most of the transmission losses are in the gears occurs, while the storage losses, on the other hand, disappear in importance.

P'äs Differential-Untersetzungsgetriebe der Abb.2 besteht aus einem Sonnenrad i, drei Planetenrädern 2, welche mit je zwei Verzahnungen 3, 4 versehen sind, die ihrerseits in innenverzahnte Zentralräder 5, 6 eingreifen. Von diesen ist das Zentralrad 5 mit dem Gehäuse 7, das andere Zentralrad 6 mit der abtreibenden Welle 8 starr verbunden. Die Planetenräder 2 sind mittels Lager i i und 12 im Planetenträger 13 gelagert, welcher seinerseits nicht gelagert ist. l fier erfolgt die Einstellung auf glciche Lastverteiliing dadurch, daß der Planetenträger 13 sich auf Gleichgewicht der Zahndrücke einstellen kann. Eine I )iimpfungsw irkung ergibt sich dadurch, daß drei. sich gegenseitig dämpfende Ausgleichserregungen ;auf den Planetenträger wirken.P'äs differential reduction gear of Fig.2 consists of a sun gear i, three planetary gears 2, which are each provided with two toothings 3, 4, which in turn mesh with internally toothed central gears 5, 6. Of these, the central wheel 5 is rigidly connected to the housing 7, and the other central wheel 6 is rigidly connected to the output shaft 8. The planet gears 2 are supported by means of bearings ii and 12 in the planet carrier 13 , which in turn is not supported. Here, the adjustment to equal load distribution takes place in that the planet carrier 13 can adjust itself to the equilibrium of the tooth pressures. A vaccination effect results from the fact that three. mutually damping compensatory excitations; act on the planet carrier.

Claims

PATFNTANSPni'CHF: i..Ditterential-Untei -etztingsgeti-ie.l) e in form a spur gear with a pair of juxtaposed Central gears of different diameters, with which several, generally three, Combine pairs of planetary gears arranged on a shaft, characterized in that that at least one of the main links is originally supported and finitely your torque transmitting part is connected via a dolipelte tooth coupling.

2. Differential reduction gear according to: '' nsl) rticli i, characterized in that the toothing of the planetary gear pairs and the pair of central gears meshing with them themselves as double Zalinkuliplungs with free flexibility of the planetary gear carrier acting as a coupling piece are trained.