KR20220131271A

KR20220131271A - 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트

Info

Publication number: KR20220131271A
Application number: KR1020227028111A
Authority: KR
Inventors: 인고 슐츠
Original assignee: 아크티에볼라게트 에스케이에프
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-09-27
Also published as: DE102020201340A1; CN115053085A; WO2021156155A1; EP4100663A1; US20230096956A1; JP2023513467A; US11788605B2

Abstract

본 개시는 적어도 제1 기어 박스(2) 및 제2 기어 박스(4)를 포함하는 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트(arrangement)이며, 제1 기어 박스(2)는 회전 가능한 제1 중공 휠(hollow wheel)(6), 고정된 제2 중공 휠(8) 및 적어도 하나의 이중 플래닛(double planet)을 포함하고, 적어도 하나의 이중 플래닛은 적어도 하나의 제1 플래닛(12)을 갖는 제1 플래닛 스테이지 및 적어도 하나의 제2 플래닛(14)을 갖는 제2 플래닛 스테이지를 가지며, 제1 플래닛 스테이지의 하나의 제1 플래닛(12) 및 제2 플래닛 스테이지의 하나의 제2 플래닛(14)은 플래닛 샤프트(shaft)(10) 상에 배치되고, 제1 플래닛 스테이지의 적어도 하나의 제1 플래닛(12)은 제1 중공 휠(6)과 맞물리고 제2 플래닛 스테이지의 적어도 하나의 제2 플래닛(14)은 제2 중공 휠(8)과 맞물리며, 제1 중공 휠(6)은 출력부(18)와 커플링되고; 제2 기어 박스(4)는, 제1 기어 박스(2)의 제2 중공 휠(8)인 고정된 중공 휠(8) 및 적어도 하나의 플래닛을 포함하며, 적어도 하나의 플래닛은 제1 기어 박스(2)의 적어도 하나의 이중 플래닛의 제2 플래닛 스테이지에 배치되고, 적어도 하나의 플래닛은 특히 제1 기어 박스(2)의 적어도 하나의 이중 플래닛의 제2 플래닛(14)이며, 제2 기어 박스(4)는 플래닛 샤프트(10)를 구동하기 위한 입력부(M)를 더 포함하고, 입력부(M)는 기어 박스 어레인지먼트(1)의 중심 회전축(X)에 대해 중심에 또는 편심적으로(eccentrically) 배치된다.

Description

모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트

본 발명은 청구항 1에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트(arrangement)에 관한 것이다.

고정밀 기어 박스들은 주로 동축으로 위치된 모터를 가지고 있어 기어 박스가 중심 위치 피니언(centrically positioned pinion) 또는 썬 휠(sun wheel)에 의해 구동되도록 한다. 편심 위치(eccentrically positioned) 모터가 요구되는 경우, 예를 들어, 케이블들이 기어 박스를 통해 직접 가이딩될(guided) 수 있도록 기어 박스는 중공 샤프트(hollow shaft)를 가져야 하기 때문에, 일반적으로 중심 구동(centrically driven) 기어 박스의 구조가 변경될 필요가 있거나 입력 스테이지(stage)가 기술적 해결방안에 있어 더 높은 복잡성을 필요로 한다. 일반적으로, 모터의 편심 위치를 갖는 기어 박스들의 경우, 요구된 중심 위치는 일반적으로 입력 스테이지의 더 높은 복잡성을 필요로 한다. 이 경우 더 높은 복잡성은, 더 많은 부품들, 단 하나의 스퍼(spur) 기어 스테이지보다 더 복잡한 기어 구조, 추가적인 기어 톱니 접촉들(teeth contacts), 베어링들 그리고 추가의 더 길고 덜 유익한 동력 흐름들로 인한 더 많은 동력 손실을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 중심 및 편심 입력 구동부 둘 모두를 갖는 고정밀 기어 박스 어레인지먼트를 실현하게 하는 고정밀 기어 박스 어레인지먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트에 의해 해결된다.

모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트는 적어도 제1 기어 박스 및 제2 기어 박스를 포함한다. 제1 기어 박스는 회전 가능한 제1 중공 휠(hollow wheel), 고정된 제2 중공 휠 및 적어도 하나의 이중 플래닛(double planet)을 포함하고, 적어도 하나의 이중 플래닛은 적어도 하나의 제1 플래닛을 갖는 제1 플래닛 스테이지 및 적어도 하나의 제2 플래닛을 갖는 제2 플래닛 스테이지를 가지며, 제1 플래닛 스테이지의 하나의 제1 플래닛 및 제2 플래닛 스테이지의 하나의 제2 플래닛은 플래닛 샤프트(shaft) 상에 배치된다. 적어도 하나의 제1 플래닛은 제1 중공 휠과 맞물리고 적어도 하나의 제2 플래닛은 제2 중공 휠과 맞물린다. 또한, 제1 중공 휠은 출력 캐리어(carrier)와 커플링된다.

제2 기어 박스는, 제1 기어 박스의 제2 중공 휠인 고정된 중공 휠 및 적어도 하나의 플래닛을 포함하며, 적어도 하나의 플래닛은 제1 기어 박스의 적어도 하나의 이중 플래닛의 제2 플래닛 스테이지에 배치된다. 제2 플래닛 스테이지에 배치된 적어도 하나의 플래닛은 제1 기어 박스의 적어도 하나의 이중 플래닛의 제2 플래닛일 수 있다. 대안적으로, 제2 플래닛 스테이지는 하나의 플래닛 샤프트 상에 2개의 제2 플래닛들을 포함할 수 있는데, 하나는 제1 기어 박스의 이중 플래닛의 제2 플래닛으로서 기능하고 하나는 제2 기어 박스의 적어도 하나의 플래닛으로서 기능한다.

제2 기어 박스는 플래닛 샤프트를 구동하기 위한 입력부를 더 포함하고, 입력부가 기어 박스 어레인지먼트의 중심 회전축에 대해 중심에 또는 편심적으로(eccentrically) 배치된다.

이러한 어레인지먼트로 인해, 제1 기어 박스와 함께 중심 또는 편심(centrically or eccentrically) 구동될 수 있는 제2 기어 박스를 사용하는 것이 가능하며, 제1 기어 박스는 두 구동부들에 존재한다. 제2 기어 박스의 일부는 동시에 제1 기어 박스의 일부이기 때문에, 중심에 또는 편심적으로 배치된 구동부 간의 전환에 필요한 변경들이 기존 해결방안들에 비해 적다. 이것은 가변적으로 사용 가능한 기어 박스 어레인지먼트를 제공한다.

입력부 또는 구동부가 편심적으로 배치되는 실시예에서, 입력부는 입력 피니언에 커플링될 수 있으며, 입력 피니언은 입력 기어와 맞물린다. 입력 기어는 플래닛 샤프트와 커플링된 캐리어를 구동하여 플래닛 샤프트를 구동하므로 출력 캐리어를 구동하도록 입력 기어가 배치된다.

이에 반해, 입력부가 중심에 배치되는 실시예에서, 제2 기어 박스는 썬, 및 플래닛 샤프트 상에 배치된 적어도 하나의 제3 플래닛을 갖는 제3 플래닛 스테이지를 포함할 수 있고, 썬은 적어도 하나의 제3 플래닛과 맞물리며, 입력부는 중심에 배치되고 썬에 커플링된다.

이 실시예에서, 각각의 플래닛 샤프트에 대해, 이미 2개의 플래닛 스테이지들을 갖는 플래닛 샤프트 상에 제3 플래닛 스테이지가 실현된다. 제3 플래닛 스테이지의 제3 플래닛들은 중심 위치 썬과 맞물리며, 중심 위치 썬은 중심 위치 모터에 의해 구동된다. 따라서, 제2 기어 박스는 이중 플래닛을 포함하고, 이러한 이중 플래닛의 제1 플래닛 스테이지는 제1 기어 박스의 제2 플래닛 스테이지이다. 그러므로, 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 전반적인 어레인지먼트는 2개의 이중 플래닛 기어 박스들로 구성된다.

이 중심의 경우에서, 캐리어를 고정하고 제2 중공 휠을 회전시키는 것도 가능하다.

추가의 실시예에 따라서, 제1 플래닛에 대한 제1 중공 휠의 비율은 제2 플래닛에 대한 제2 중공 휠의 비율보다 크다. 비율은 예를 들어 제1 플래닛에 대한 제1 중공 휠의 경우 68/24이고 제2 플래닛에 대한 제2 중공 휠의 경우 68/26일 수 있다. 이러한 비율은 기어 박스 어레인지먼트의 효율성을 향상시킬 수 있다.

기어 박스 어레인지먼트는 하나 이상의 플래닛 샤프트들, 특히 2개, 3개 또는 4개의 플래닛 샤프트들을 포함하며, 각각의 샤프트는 제1 플래닛 스테이지, 제2 플래닛 스테이지 및 제3 플래닛 스테이지를 갖는다. 하나 이상의 플래닛 샤프트를 활용하면 하나 이상의 샤프트에 하중이 분산되므로 샤프트들의 서비스 수명이 더 길어진다.

이러한 하중 분할의 경우, 즉 하나 이상의 플래닛 샤프트, 따라서 플래닛 스테이지당 하나 이상의 플래닛이 사용되는 경우, 플래닛 샤프트들 중 하나만 또는 적어도 전체 수량보다 적은 수량을 구동하는 것이 가능하다. 이는, 부품들의 감소, 따라서 복잡성의 감소, 중량의 감소 및 마찰의 감소의 관점에서 몇 가지 이점들을 제공할 수 있다. 이는 차례로 효율성을 증가시킬 수 있다. 또한, 하나 이상의 플래닛 샤프트를 사용하는 것은 아래에서 설명될 백래시(backlash) 제거를 사용하기 위한 기회를 제공할 수 있다.

기어 박스 어레인지먼트가 제3 플래닛 스테이지에 적어도 2개의 제3 플래닛들(즉, 적어도 2개의 플래닛 샤프트들은 각각 제3 플래닛 스테이지에서 하나의 제3 플래닛을 가지고 있음)을 포함하는 추가 실시예에서, 이러한 제3 플래닛 스테이지의 제3 플래닛들은 동일 평면에서 서로 대향하여 배치될 수 있다. 제3 플래닛들이 간섭하지 않을 때, 그들은 동일 평면에 위치될 수 있다. 특히, 2개 이상의 제3 플래닛들, 즉 2개 이상의 플래닛 샤프트들을 사용할 때, 제3 플래닛들은 그들이 한 평면에 있을 때 간섭할 수 있으며(예를 들어, 4개의 플래닛 샤프트들의 경우), 반대측들에 위치된 2개의 플래닛들이 다른 2개의 플래닛들과는 다른 평면에 로케이팅될 수 있다. 따라서, 서로 인접하게 배치되는 제3 플래닛들은 다른 평면들에 배치된다.

제3 플래닛들 사이의 간섭을 피하기 위한 다른 가능성은 썬을 입력측으로부터 출력측까지 연장하는 것이다. 그 후, 제3 플래닛 스테이지의 제3 플래닛들의 일부가 입력측에 배치될 수 있고, 제3 플래닛 스테이지의 제3 플래닛들의 일부가 출력측에 배치될 수 있다. 특히, 4개의 플래닛 샤프트의 경우, 서로 대향하는 제3 플래닛 스테이지의 2개의 플래닛들은 기어 박스 어레인지먼트의 실제 입력 스테이지측에 로케이팅될 수 있고, 서로 대향하는 다른 2개의 플래닛들은 기어 박스 어레인지먼트의 실제 출력 스테이지 측에 로케이팅될 수 있다. 다른 배열들(constellations)도 가능하며, 예를 들어 모든 플래닛들이 출력 측에 위치될 수 있다.

백래시를 줄이기 위해 플래닛들이 프리로딩될(preloaded) 수 있다. 예를 들어, 하나의 플래닛 샤프트의 제1 플래닛의 기어링(gearing)은 제1 중공 휠의 기어링과 접촉되도록 시계 방향으로 프리로딩될 수 있다. 또한, 하나의 플래닛 샤프트의 제2 플래닛의 기어링(gearing)은 제2 중공 휠의 기어링과 접촉되도록 시계 반대방향으로 프리로딩될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 대향 배치된(oppositely arranged) 2개의 제3 플래닛들의 기어링들은 썬의 기어링과 접촉되도록 시계 방향으로 프리로딩될 수 있다. 또한, 대향 배치된 다른 2개의 제3 플래닛들의 기어링들은 썬의 기어링과 접촉되도록 시계 반대방향으로 프리로딩될 수 있다.

모듈형 기어 박스 어레인지먼트는 하나의 이중-플래닛 기어 구조(제1 기어 박스)의 조합을 제공하고, 각각의 제1 및 제2 플래닛이 다른 기어 구조(제2 기어 박스)와 병합된 하나의 중공 기어(본 명세서에서 설명되는 기어 박스의 경우, 이것이 중심 구동이든 편심 구동이든 상관없이 변경되지 않는 메인 기어 모듈(MGM)로서 간주됨)와 맞물리고, 하나의 (가상) 플래닛이 하나의 내부/중공 기어와 맞물리며 하나의 제3 플래닛이 피니언/썬 기어(본 명세서에서 설명된 기어 박스의 경우, 입력 기어 모듈(IGM)로서 간주됨)와 맞물린다. 제2 기어 박스는 이중-플래닛 구조(중심 구동 기어 박스 어레인지먼트의 경우) 또는 개방형 단일 플래닛 기어 박스(편심 구동 기어 박스 어레인지먼트의 경우)이다.

동시에, 가상 플래닛은 위에서 설명된 제1 기어 박스와 제2 기어 박스의 일부이다. 따라서, MGM의 제2 플래닛과 IGM의 가상 플래닛은 동일한 부분이다. 캐리어에 대해서도 동일한데 즉, MGM의 캐리어는 동시에 IGM의 캐리어이다. 플래닛 샤프트에 대해서도 동일한데 즉, MGM의 플래닛 샤프트는 동시에 IGM의 플래닛 샤프트이다. 다른 예시적인 실시예에서, MGM의 제2 플래닛 및 IGM의 가상 플래닛은 2개의 개별 플래닛들로서 실현될 수 있고, 이들은 둘 다 동일한 플래닛 스테이지, 즉 제2 플래닛 스테이지의 일부이다.

이것은, 편심 및 중심 구동 기어 박스가 동일한 메인 기어 모듈, 즉 MGM의 동일한 감속비, 동일한 치수들, 동일한 인터페이스들로 실현될 수 있다는 이점을 제공한다.

추가의 바람직한 실시예들은 종속항들뿐만 아니라 설명 및 도면들에 규정된다. 따라서, 다른 요소들과 조합하여 설명되거나 도시된 요소들은 보호 범위를 벗어나지 않고 단독으로 또는 다른 요소들과 조합하여 존재할 수 있다.

다음에서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 도면들과 관련하여 설명되며, 도면들은 예시일 뿐이며 보호 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 규정된다.

도면들은 다음을 도시한다:
도 1은 제1 실시예에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 개략도를 도시하고;
도 2는 제2 실시예에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 개략도를 도시하며;
도 3은, 제1 대안의 도 2에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 평면도 및 부분 단면도를 도시하고;
도 4는, 제2 대안의 도 2에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 평면도 및 부분 단면도를 도시하며;
도 5는, 제3 대안의 도 2에 따른 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트의 평면도 및 부분 단면도를 도시한다.

다음의 동일하거나 유사한 기능 요소들은 동일한 참조 번호들로 표시된다.

도 1은 제1 기어 박스(2) 및 제2 기어 박스(4)를 갖는 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트(1)를 도시한다. 도 1의 경우, 제2 기어 박스(4)는 개방형 기어 박스이다. 제1 기어 박스(2)는 회전 가능한 제1 중공 휠(6) 및 고정된 제2 중공 휠(8)을 포함한다. 제1 기어 박스(2)는, 제1 플래닛(12)(제1 플래닛 스테이지를 나타냄) 및 제2 플래닛(14)(제2 플래닛 스테이지를 나타냄)이 배치되어 이중 플래닛을 형성하는 플래닛 샤프트(10)를 더 포함한다. 플래닛 샤프트(10)는 플래닛 샤프트 베어링(bearing)(16 및 22)에 의해 지지된다. 제1 플래닛(12)의 기어링은 제1 중공 휠(6)의 기어링과 맞물리고 제2 플래닛(14)의 기어링은 제2 중공 휠(8)의 기어링과 맞물린다.

또한, 제1 중공 휠(6)은 출력부(18)와 커플링된다. 출력부(18)는 캐리어 베어링(20)을 통해 지지된다. 출력부(18)는 중심 회전축(X)에 배치된다.

제2 기어 박스(4)는 고정된 중공 휠(8)을 포함하고, 동시에 제1 기어 박스(2)의 일부이다. 또한, 제2 기어 박스(4)는 플래닛 샤프트(10) 상에 배치된 플래닛(14)를 포함하고, 플래닛(14)과 플래닛 샤프트(10)는 동시에 제1 기어 박스(2)의 일부이다.

플래닛 샤프트(10)는, 동시에 제1 기어 박스(2)의 일부인 제2 기어 박스(4)의 측면에서 플래닛 샤프트 베어링(22)을 통해 지지된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 기어 박스 어레인지먼트(1)는 모터(M)를 통해 편심 구동된다. 이 경우, 모터 또는 입력부(M)는 입력 피니언(24)과 커플링된다. 입력 피니언(24)은 입력 기어(26)와 맞물리고, 입력 기어(26)는 입력 캐리어(28)와 커플링된다. 캐리어 베어링(30)을 통해 지지되는 입력 캐리어(28)는 차례로 플래닛 샤프트 베어링(22)과 커플링된다.

제1 및 제2 기어 박스(2 및 4)의 일부가 동일한 요소들이기 때문에, 이는 기어 박스 어레인지먼트(1)를 제공하는 간단한 방법을 제공하며, 이는 도 1에서 도시된 것처럼 편심적으로 배치된 입력부뿐만 아니라 아래에서 설명될 도 2에서 도시된 것처럼 편심적으로 배치된 입력부와 함께 사용될 수 있다.

입력 피니언(24) 및 입력 기어(26)를 갖는 도 1의 실시예와 대조적으로, 도 2의 실시예에서 제2 기어 박스(4)는 제3 플래닛(32)(제3 플래닛 스테이지를 나타냄)을 포함하며, 이는 또한 플래닛 샤프트(10) 상에 배치된다. 제3 플래닛(32)은 썬(34)과 맞물리고, 썬(34)은 입력부(M)을 통해 커플링되거나 구동된다.

썬(34)은 입력부(M)과 함께 중심 회전축(X) 상에서 중심에 배치된다. 이 실시예에서, 제1 기어 박스(2)뿐만 아니라 제2 기어 박스(4)는 각각 이중 플래닛을 포함하고, 제1 기어 박스(2)의 제2 플래닛(14)(즉, 제2 플래닛 스테이지)은 동시에 제2 기어 박스(4)의 제1 플래닛(14)이다. 알 수 있는 바와 같이, 동일한 원리 어레인지먼트, 특히 동일한 제1 기어 박스(2)는 중심에 또는 편심적으로 배치된 입력부(M)과 함께 사용될 수 있다.

하나의 제3 플래닛(32)을 갖는 하나의 플래닛 샤프트(10)만이 도 2에 도시되어 있지만, 제2 기어 박스(4)는 하나 이상의 플래닛 샤프트(10)를 포함할 수 있으므로 제3 플래닛 스테이지에서 하나 이상의 제3 플래닛(32)을 포함할 수 있다. 따라서, 플래닛 샤프트들(10)의 수는 하나 이상, 예를 들어 2개, 3개 또는 4개(또는 그 이상)일 수 있으며, 이들의 일부 예들은 다음의 도 3 내지 도 5에 도시된다. 하나 이상의 플래닛 샤프트(10)는 예를 들어 플래닛 샤프트들(10) 사이에서 하중을 분할하기 위해 사용될 수 있으므로, 전반적인 기어 박스 어레인지먼트(1)의 서비스 수명을 증가시킨다.

도 3a 및 도 3b는 2개의 플래닛 샤프트들(10-1 및 10-2)을 갖는 예를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 2개의 플래닛 샤프트들(10-1 및 10-2)은 썬(34)에 대해 서로 대향하여 배치된다. 각 플래닛 샤프트(10-1 및 10-2) 상에서 제3 플래닛 스테이지에 하나의 제3 플래닛(32-1 및 32-2)이 배치된다. 도시되지는 않았지만, 플래닛 샤프트들(10-1 및 10-2)은 또한 제1 플래닛 스테이지 및 제2 플래닛 스테이지를 포함하고, 각각의 플래닛 샤프트(10-1 및 10-2)는 플래닛 스테이지당 하나의 플래닛을 포함한다. 도 3a의 단면도를 도시하는 도 3b에서, 제3 플래닛들(32-1 및 32-2)이 간섭하지 않을 때, 동일 평면에 제3 플래닛들(32-1 및 32-2)이 배치될 수 있음을 알 수 있다.

4개의 플래닛 샤프트들(10-1, 10-2, 10-3 및 10-4)이 사용될 때, 제3 플래닛 스테이지의 해당하는 제3 플래닛들(32-1, 32-2, 32-3 및 32-4)은 간섭할 수 있다. 도 4a에서 알 수 있는 바와 같이, 제3 플래닛들(32-1, 32-2, 32-3 및 32-4)은 겹쳐진다. 따라서, 제3 플래닛들(32-1, 32-2, 32-3 및 32-4) 사이의 간섭을 피하기 위해, 제3 플래닛들(32-1, 32-2, 32-3 및 32-4)은 다른 평면들에 배치될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 대향하는 2개의 제3 플래닛들(32-1 및 32-3)은 동일 평면에 배치되는 반면, 대향 배치된 다른 2개의 플래닛들(32-2 및 32-4)은 제3 플래닛들(32-1 및 32-3)에 대해 다른 평면들에 배치된다. 이것은, 대향 배치된 제3 플래닛들(32-1 및 32-3)이 다른 제3 플래닛들(32-2 및 32-4)보다 다른 평면들에 배치되기 때문에 제3 플래닛들이 간섭하지 않는다는 이점을 제공한다.

다른 가능성은, 도 5a 및 도 5b에 도시된 것처럼, 2개의 제3 플래닛들(32-1 및 32-3)을 기어 박스 어레인지먼트(1)의 입력 스테이지에 배치하고 다른 제3 플래닛들(32-2 및 32-4)을 기어 박스 어레인지먼트(1)의 출력 스테이지에 배치하는 것이 될 수 있다. 이 경우, 썬(34)은 입력측으로부터, 즉 입력부(M)로부터 출력측까지 연장될 수 있고, 제3 플래닛 스테이지는 두 부분들로 구분된다. 또한, 도시되지 않은 다른 어레인지먼트들이 가능할 수 있다.

이 기어 박스 어레인지먼트로 인해, 요약하면 제1 기어 박스와 함께 중심 또는 편심(eccentrically) 구동될 수 있는 제2 기어 박스를 사용하는 것이 가능하며, 제1 기어 박스는 두 구동부들에 동일하게 존재한다. 제1 기어 박스는 중심에 또는 편심적으로 배치된 구동부 간 전환 시 어떠한 변경들을 필요로 하지 않기 때문에, 기존 해결방안들에 비해 기어 박스 어레인지먼트에 필요한 전반적인 변경들은 적다. 이것은 가변적으로 사용 가능한 기어 박스 어레인지먼트를 제공한다.

1 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트
2 제1 기어 박스
4 제2 기어 박스
6 제1 중공 휠
8 제2 중공 휠
10 회전 샤프트
12 제1 플래닛
14 제2 플래닛
16 플래닛 샤프트 베어링
18 출력부
20 캐리어 베어링
22 플래닛 샤프트 베어링
24 입력 피니언
26 입력 기어
28 캐리어
30 캐리어 베어링
32 제3 플래닛
34 썬
M 모터/입력부
X 중심 회전축

Claims

적어도 제1 기어 박스(2) 및 제2 기어 박스(4)를 포함하는 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트(modular high precision gear box arrangement)(1)로서,
상기 제1 기어 박스(2)는 회전 가능한 제1 중공 휠(hollow wheel)(6), 제2 고정된 중공 휠(8) 및 적어도 하나의 이중 플래닛(double planet)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 이중 플래닛은 적어도 하나의 제1 플래닛(12)을 갖는 제1 플래닛 스테이지(stage) 및 적어도 하나의 제2 플래닛(14)을 갖는 제2 플래닛 스테이지를 가지며, 상기 제1 플래닛 스테이지의 하나의 제1 플래닛(12) 및 상기 제2 플래닛 스테이지의 하나의 제2 플래닛(14)은 플래닛 샤프트(shaft)(10) 상에 배치되고, 상기 제1 플래닛 스테이지의 상기 적어도 하나의 제1 플래닛(12)은 상기 제1 중공 휠(6)과 맞물리고 상기 제2 플래닛 스테이지의 상기 적어도 하나의 제2 플래닛(14)은 상기 제2 중공 휠(8)과 맞물리며, 상기 제1 중공 휠(6)은 출력부(18)와 커플링되고;
상기 제2 기어 박스(4)는 상기 제1 기어 박스(2)의 상기 제2 중공 휠(8)인 고정된 중공 휠(8) 및 적어도 하나의 플래닛을 포함하며, 상기 적어도 하나의 플래닛은 상기 제1 기어 박스(2)의 상기 적어도 하나의 이중 플래닛의 상기 제2 플래닛 스테이지에 배치되고, 상기 적어도 하나의 플래닛은 특히 상기 제1 기어 박스(2)의 상기 적어도 하나의 이중 플래닛의 상기 제2 플래닛(14)이며, 상기 제2 기어 박스(4)는 상기 플래닛 샤프트(10)를 구동하기 위한 입력부(M)를 더 포함하고, 상기 입력부(M)는 상기 기어 박스 어레인지먼트(1)의 중심 회전축(X)에 대해 중심에 또는 편심적으로(eccentrically) 배치되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제1항에 있어서,
상기 입력부(M)는 편심적으로 배치되며 입력 피니언(pinion)(24)에 커플링되고, 상기 입력 피니언(24)은 입력 기어(26)와 맞물리며, 상기 입력 기어(26)는 상기 플래닛 샤프트(10)와 커플링된 캐리어(28)를 구동하기 위해 배치되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제1항에 있어서,
상기 제2 기어 박스(4)는 썬(sun)(34), 및 상기 플래닛 샤프트(10) 상에 배치된 적어도 하나의 제3 플래닛(32)을 갖는 제3 플래닛 스테이지를 포함하고, 상기 썬(34)은 상기 적어도 하나의 제3 플래닛(32)과 맞물리며, 상기 입력부(M)는 중심에 배치되고 상기 썬(34)에 커플링되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제3항에 있어서,
상기 제1 플래닛(12)에 대한 상기 제1 중공 휠(6)의 비율은 상기 제2 플래닛(14)에 대한 상기 제2 중공 휠(8)의 비율보다 큰, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 기어 박스 어레인지먼트(1)는 하나 이상의 플래닛 샤프트들(10), 특히 2개, 3개 또는 4개의 플래닛 샤프트들(10)을 포함하며, 각각의 플래닛 샤프트는 제1 플래닛 스테이지, 제2 플래닛 스테이지 및 제3 플래닛 스테이지를 갖는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기어 박스 어레인지먼트(1)는 상기 제3 플래닛 스테이지의 적어도 2개의 제3 플래닛들(32)을 포함하고, 서로 대향하여 배치되는 상기 제3 플래닛들(32)은 동일 평면에 배치되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제6항에 있어서,
서로 인접하게 배치되는 상기 제3 플래닛들(32)은 상이한 평면들에 배치되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 썬(34)은 입력측으로부터 출력측으로 연장되고, 상기 제3 플래닛 스테이지의 상기 제3 플래닛들(32)의 일부는 상기 입력측에 배치되고, 상기 제3 플래닛 스테이지의 상기 제3 플래닛들(32)의 일부는 상기 출력측에 배치되는, 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플래닛들(12, 14 및 32)은 백래시(backlash)를 줄이기 위해 프리로딩되는(preloaded), 모듈형 고정밀 기어 박스 어레인지먼트.