DE8511257U1

DE8511257U1 - Epicyclic gear transmission

Info

Publication number: DE8511257U1
Application number: DE19858511257
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1986-08-14

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Epicyclic gear transmission

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Zahnrad-Umlaufgetriebe nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Solche Getriebe werden beispielsweise verwendet für elektromotorisch angetriebene Haushalts- und sonstige Kleingeräte sowie in elektromotorisch betätigten Tor- und Rolladenantrieben. Sie haben den Vorteil, daß sich der Planetenradträger bei Belastung im Betrieb selbständig in die richtige Lage zum Sonnenrad einstellt, wobei Rundlauffehler der umlaufenden Getriebeteile bis zu einem gewissen Grade ausgeglichen werden, sofern das Flankenspiel zwischen den Radzähnen genügend groß gewählt ist. Dadurch erhält der PIanetenradtväger jedoch eine große Beweglichkeit, welche insbesondere bei Kunst stoffgetrieben aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials und der geringen spezifischen Masse der Teile dazu führt, daß der Planetenradträger im Betrieb durch die wechselnden Kräfte im Getriebe im Rahmen der vorhandenen Spiele bewegt wird, wobei das Anschlagen des Trägers an Begrenzungen zu erhöhten Getriebegeräuschen führt.The invention is based on a planetary gear transmission according to the preamble of claim 1. Such transmissions are used, for example, for electric motor-driven Household and other small appliances as well as in electric motor-operated gate and roller shutter drives. They have the advantage that the planet carrier automatically moves into the correct position when it is loaded during operation to the sun gear, with concentricity errors of the rotating Gear parts are compensated to a certain extent, provided the backlash between the gear teeth is chosen sufficiently large. This gives the PIanetenradtväger however, a high degree of mobility, which, in particular in the case of plastic, is driven by the elastic material Properties of the material and the low specific mass of the parts mean that the planetary gear carrier is moved during operation by the changing forces in the transmission within the scope of the existing games, with hitting the girder against boundaries leads to increased gear noise.

Eine Verbesserung des Laufverhaltens und Dämpfung des Geräuschpegels kann durch eine genaue Ausführung der Verzahnung mit möglichst geringem Flankenspiel erreicht werden. Dadurch wird jedoch der Bereich zum Ausgleich der Rundlauffehler eingeengt und die Montage des Getriebes erschwert. Außerdem sind enge Passungen, insbesondere bei Getrieben mit Kunststoffzahnrädern, wegen der vergleichsweise großen Wärmedehnung bei unter Last laufenden Getrieben ohnehin problematisch.An improvement in running behavior and dampening of the noise level can be achieved by a precise design of the toothing with the lowest possible backlash. However, this narrows the area to compensate for the radial run-out errors and makes the assembly of the gearbox more difficult. In addition, there are tight fits, especially in the case of transmissions with plastic gears, because of the comparatively large thermal expansion in gearboxes running under load is problematic anyway.

Eine weitere Maßnahme zur Geräuschminderung besteht in der Verwendung von Zahnrädern mit Schrägverzahnung oder von Zahnrädern, bei denen eine Schrägverzahnung gegen eine Geradverzahnung arbeitet. Außerdem sind Stirnrad-Planetengetriebe bekannt, deren Konstruktionsmerkmale sowohl eine gleiche Aufteilung der Leistung auf die Planetenräder als auch eine gleichmäßige Belastung der Zahnflanken über die Zahnbreite ermöglichen sollen. So wird vorgeschlagen, für die Planetenräder elastische Lagerzapfen zu benutzen oder die Planetenräder elastisch auf die Lagerzapfen aufzubringen. Bekannt sind auch Systeme, bei denen die Planetenräder in Pendellagern sitzen. Bei anderer Konstruktionen wird die axiale und radiale Lage von Getriebeteilen durch elastisch verformbare Druckringe bestimmt (DE-OS 21 10 252).Another measure to reduce noise is the use of helical or helical gears of gears in which a helical toothing against a straight toothing works. In addition, there are spur planetary gears known, whose design features both an equal distribution of power to the planetary gears as well as an even loading of the tooth flanks across the face width. So will proposed to use elastic journals for the planetary gears or the planetary gears resiliently to the Apply bearing journals. Systems are also known for where the planet gears sit in self-aligning bearings. In other designs, the axial and radial position of gear parts determined by elastically deformable pressure rings (DE-OS 21 10 252).

Derartige Maßnahmen sind jedoch im allgemeinen kompliziert und empfindlich. Sie beanspruchen in jedem Fall einen erheblichen zusätzlichen Aufwand, was sich auf die Herstellungskosten und die Abmessungen der Getriebe nachteilig auswirkt.However, such measures are generally complex and delicate. In any case, they claim a considerable amount additional effort, which affects manufacturing costs and the dimensions of the gearbox has a detrimental effect.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Umlaufgetriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber denThe epicyclic gear according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the opposite

Vorteil, daß eine Geräuschsenkung praktisch ohne zusätzlichen Aufwand, insbesondere ohne die Verwendung besonderer Verzahnungsgeometrien, mit üblichen, geradeverzahnten Planetenrädern kostengünstig möglich ist. Durch das Schrägstellen der Lagerzapfen der Planetenräder wird die Beweglichkeit des Planetenrad-Trägersystems gegenüber den übrigen Getriebeteilen reduziert. Die Zahnflanken der geradeverzahnten Planetenräder bleiben mit den Zahnflanken des Sonnenrads und des äiißprpn Zahnkranzes unter Ausschaltung des an sich vorhandenen Flankenspiels in gleichmäßiger Berührung.Advantage that a noise reduction practically without additional effort, in particular without the use of special Tooth geometries with the usual straight-toothed Planet gears is possible inexpensively. By inclining the journal of the planetary gears increases the mobility of the planetary gear carrier system compared to the rest Gear parts reduced. The tooth flanks of the straight-toothed planetary gears remain with the tooth flanks of the Sun gear and the external ring gear with disconnection the existing backlash in even contact.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Zahnrad-Umlaufgetriebes möglich. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache Herstellung des Getriebes ist es, daß die Lagerzapfen für die Planetenräder in gleicher Richtung geneigt sind und gleiche Neigungswinkel haben. Optimale Verhältnisse bezüglich Geräuschminderung lassen sich dabei dadurch erzielen, daß der Neigungswinkel der Lagerzapfen 1 bis 3 , vorzugsweise 1°, beträgt.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the in claim 1 specified epicyclic gear possible. It is particularly advantageous with regard to simple manufacture of the gear that the bearing journals for the planet gears are inclined in the same direction and have the same angle of inclination. Optimal conditions with regard to noise reduction can be achieved in that the angle of inclination of the bearing journals 1 to 3, preferably 1 °.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung mit Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein mit einem Antriebsmotor verbundenes zweistufiges Umlaufgetriebe im Längsschnitt, Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung von Zähnen des Sonnenrades bzw. des äußeren Zahnkranzes und des in einer Zahnlücke befindlichen Gegenzahns eines Planetenrads.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description with details of further advantages. Show it Figure 1 is a two-stage epicyclic gear connected to a drive motor in longitudinal section, Figure 2 is an enlarged Sectional view of the teeth of the sun gear or the outer ring gear and the one in a tooth gap located opposing tooth of a planetary gear.

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Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die Teile des in Figur 1 dargestellten Planetenradgetriebes sind in einem zylindrischen Gehäuse 1 angeordnet, das durch zwei Deckel 2, 3 verschlossen ist. Der Deckel 2 ist dabei einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet. Der Deckel 3 hat eine Bohrung k, in welcher die Antriebswelle 5 eines nicht gezeigten Elektromotors geführt ist. Das freie Wellenende hat eiüe Vci" Zäliiiüiig , "welche dS.S ΐέΰΐϊάΐέ oOilile ίϊϊ SLu υ füi?The parts of the planetary gear shown in FIG. 1 are arranged in a cylindrical housing 1 which is closed by two covers 2, 3. The cover 2 is formed in one piece with the housing 1. The cover 3 has a bore k in which the drive shaft 5 of an electric motor, not shown, is guided. The free shaft end has a Vci "Zäliiiüiig," which dS.S ΐέΰΐϊάΐέ oOilile ίϊϊ SLu υ füi?

eine erste Getriebestufe bildet. Das Sonnenrad 6 ist mit Spiel von einem Planetenradträger 7 umgeben, der mit einem veiteren, koaxial zum Sonnenrad 6 angeordneten Sonnenrad 8 für ein zweite Getriebestufe drehfest verbunden ist. Das Sonnenrad 8 ist in einer stirnseitigen Bohrung einer Abtriebswelle 9 zentriert, welche in einer Hülse 10 drehbar gelagert ist. Die Hülse 10 sitzt in einer im Deckel 2 ausgebildeten Bohrung 11. Zur Lagesicherung der Welle 9 in axialer Richtung dient ein in einer Nut 12 der Welle sitzender Federring 13 und ein mit der Welle einstückig ausgebildeter, ] tellerförmiger Bund 1U, welcher an Abwinkelungen 15 der Hül-forms a first gear stage. The sun gear 6 is with Play surrounded by a planetary gear carrier 7, which is connected to a further sun gear 8 arranged coaxially to the sun gear 6 is rotatably connected for a second gear stage. The sun gear 8 is in an end bore of an output shaft 9 centered, which is rotatably mounted in a sleeve 10. The sleeve 10 is seated in one formed in the cover 2 Bore 11. To secure the position of the shaft 9 in the axial Direction is a seated in a groove 12 of the shaft spring ring 13 and one with the shaft formed in one piece, ] plate-shaped collar 1U, which at bends 15 of the sleeve

Be 10 anliegt. Diese Abwinkelungen stützen sich ihrerseits ftn der Innenfläche des Deckels 2 ab. Der Bund 1 U bildet d~n Planetenradträger für die zweite Getriebestufe, deren Sonnenrad 8 durch die Stirnfläche der Motorwelle 5 in axialer Richtung gesichert wird.Be 10 is applied. These bends are in turn supported ftn the inner surface of the lid 2. The collar 1 U forms d ~ n Planetary gear carrier for the second gear stage, its sun gear 8 is secured by the end face of the motor shaft 5 in the axial direction.

Ein mit dem Gehäuse 1 reibungsschlüssig verbundener äußerer Zahnkranz des Umlaufgetriebes ist mit 16 bezeichnet. Sr hat zwei Innenverzahnungen 17 und 13. Mit der Verzahnung 17 und der Verzahnung des Sonnenrades 6 kämmen Planetenräder 19> während zwischen der Verzahnung 18 und der Verzahnung des Soanenrades 8 der zweiten Getriebestufe Planetenräder 20 angeordnet sind.An outer ring gear of the epicyclic gear that is frictionally connected to the housing 1 is denoted by 16. Sr has two internal gears 17 and 13. Planet gears 19 mesh with the gearing 17 and the gearing of the sun gear 6, while planet gears 20 are arranged between the gearing 18 and the gearing of the Soanenrades 8 of the second gear stage.

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Jede Getriebestufe hat drei Planetenräder 19 bzw. 20, von denen jedes auf einem im Planetenradträger 7 bzw. 1h verankerten Zapfen 21 Bzw. 22 drehbar gelagert ist. Die Lagerzapfen sind im Abstand von 120 Winkelgraden voneinander angeordnet. Während die Achsen der Planetenräder 20 parallel zu der Achse des Plauetenradträgers 1h und des Sonnenrades 8 verlaufen, sind die Achsen der Planetenräder 19 bezüglich der Achse des schwimmend gelagerten Planetenradträger s 7 und des Sonnenrades 6 in Umlaufrichtung des Plinetenradträgers und des Sonnenrades schräggestellt.Each gear stage has three planet gears 19 and 20, each of which is rotatably mounted on a pin 21 or 22 anchored in the planet gear carrier 7 or 1 h. The journals are arranged at a distance of 120 degrees from one another. While the axes of the planet wheels 20 h parallel to the axis of Plauetenradträgers 1 and run of the sun gear 8, the axes of the planet gears 19 with respect to inclined to the axis of the floating planet s 7 and the sun gear 6 in the direction of rotation of the Plinetenradträgers and the sun gear.

Einzelheiten hierüber zeigt Figur 2. Dort sind in einer vergrößerten Schnittdarstellung zwei Zähne 23, 2k gezeigt, die zu der Verzahnung 17 des Zahnkranzes 16 oder zu der Verzahnung des Sonnenrades 6 gehören. Die Achse des die Zähne 23, 2U aufweisenden Zahnrades 6 bzw. 16 ist strichpunktiert angedeutet und mit 25 bezeichnet. Die gestrichelt dargestellte Achse 26 der Lagerzapfen 21 für die Planetenräder 19 ist zu der Achse 25 unter einem spitzen Winkel dL geneigt angeordnet. Dies hat zur Folge, daß die Zahnflanken 27, 28 eines in der Zahnlücke zwischen den Zähnen 23, 2h befindlichen Zahnes 29 der Planetenräder 19 etwas schräg zu den parallelen Zahnflanken 30, 31 der Zähne 23, 2h gerichtet sind-Durch diese Schrägstellung berühren sich die Zahnflanken in Teilbereichen, so daß die Zähne auch ohne eine enge, toleranzarme Passung der Verzahnungen spielfrei ineinander gleiten. Details about this are shown in FIG. 2. There, two teeth 23, 2k are shown in an enlarged sectional view, which belong to the toothing 17 of the ring gear 16 or to the toothing of the sun gear 6. The axis of the toothed wheel 6 or 16 having the teeth 23, 2U is indicated by dash-dotted lines and denoted by 25. The axis 26, shown in dashed lines, of the bearing journals 21 for the planetary gears 19 is inclined to the axis 25 at an acute angle dL. This has the consequence that the tooth flanks 27, 28 of a tooth 29 of the planetary gears 19 located in the tooth gap between the teeth 23, 2h are directed somewhat obliquely to the parallel tooth flanks 30, 31 of the teeth 23, 2h Tooth flanks in partial areas, so that the teeth slide into one another without play, even without a tight, low-tolerance fit of the teeth.

Die Zahnräder bestehen vorzugsweise aus einem widerstandsfähigen und federnd nachgiebigem Kunststoff. Aufgrund dieser Werkstoffeigenschaften können sich die Zähne unter im Betrieb auftretenden Belastungen derart elastisch verformen, daß ihre Zahnflanken 28, 31 bzw. 27, 32 über die gesamte Zahnbreite aneinander anliegen. Dadurch wird eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Zahnlast über dieThe gears are preferably made of a tough and resilient plastic. Based on these Material properties can affect the teeth under im Stresses occurring during operation deform elastically in such a way that their tooth flanks 28, 31 and 27, 32 over the entire Face widths lie against one another. This results in an approximately even distribution of the tooth load over the

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Zahnbreite sichergestellt und ein einseitiger Zahnabtrag verhindert.Tooth width ensured and a one-sided tooth removal prevented.

Messungen an herkömmlichen, gerade verzahnten Planetengetrieben mit Kunststoff-Getriebeteilen haben ergeben, daß ab einer Frequenz von ca. 2 kHz die durch den Eingriffsstoß auf die Zahnflanke der Planetenräder übertragene Kraft die Masse des Planetensystems (Träger und Planetenräder) übersteigt. Dies führt zu einem "Schwimmen" des Planetenradträgers 7 und aperiodischen Anregungen. Weiterhin bewirkt der unstetige Kraftfluß (keine symmetrischen Eingriffsverhältnisse zwischen Sonnenrad 6 und Planetenrad 19 einerseits und Planetenrad 19 und Zahnkranz 16 andererseits) zu einem Kippen des Planetenrads IS und somit zu weiteren Anregungen.Measurements on conventional, straight-toothed planetary gears with plastic gear parts have shown that from a frequency of approx. 2 kHz the force transmitted by the meshing impact to the tooth flank of the planetary gears exceeds the mass of the planetary system (carrier and planetary gears). This leads to a "swimming" of the planet carrier 7 and aperiodic excitations. Furthermore, the discontinuous power flow (no symmetrical meshing relationships between sun gear 6 and planet gear 19 on the one hand and planet gear 19 and ring gear 16 on the other hand) causes the planet gear IS to tilt and thus to further stimuli.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme die vorstehend beschriebenen Erscheinungen wirkungsvoll abgebaut und Geräuschminderungen in der Größenordnung von 5 db(A) erzielt werden können.It has been shown that the measure according to the invention the phenomena described above are effectively reduced and noise reductions in the order of 5 db (A) can be achieved.

Claims

R.19973 March 26, 1985 St / Pi ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1 claims

1. Straight-toothed epicyclic gearbox with at least one planetary gear carrier which, during operation, is supported by floating on a sun gear assigned to it and an outer toothed ring via several planetary gears, characterized in that the bearing journals (21) of the planetary gears (19) to the axis (25) of the planetary gear carrier ( T) and the sun gear (6) are arranged inclined in the direction of rotation of the same at an acute angle ( d.).

2. Straight-toothed epicyclic transmission according to claim 1, characterized characterized in that the bearing journals (21) are inclined in the same direction and the angles of inclination (<£) are the same Have size.

3. Straight-toothed epicyclic gear according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of inclination (cC) the bearing pin (21) is 1 ° to 3 °, preferably 1 °.