WO1999004184A1 - Rückkehrendes umlaufgetriebe - Google Patents

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WO1999004184A1
WO1999004184A1 PCT/EP1998/004505 EP9804505W WO9904184A1 WO 1999004184 A1 WO1999004184 A1 WO 1999004184A1 EP 9804505 W EP9804505 W EP 9804505W WO 9904184 A1 WO9904184 A1 WO 9904184A1
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Hans Richter
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Hans Richter
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/26—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members with members having orbital motion

Definitions

  • Returning epicyclic gears which have a ring gear having internal teeth, with a planet gear carrier which supports two planet gears which are connected to one another in a rotationally fixed manner, and a sun gear arranged coaxially with the ring gear.
  • the planet gears can have different diameters.
  • One planet gear meshes with the external toothing of the sun gear, while the other planet gear meshes with the internal toothing of the ring gear.
  • a disadvantage of this type of transmission is the inherently rigid transmission chain between the ring gear and the sun gear. This is particularly disadvantageous when vibrations occur. Another disadvantage is the fact that only part of the tooth flanks are in engagement with each other, which in turn promotes wear.
  • DE 39 18 348 C2 shows a two-wheel epicyclic gear with a ring gear having internal teeth and a sun gear having external teeth.
  • a rotating carrier supports two deflection rollers.
  • a roller support bearing is arranged on the rotating carrier, which holds a toothed belt in engagement with the internal toothing of the ring gear. This toothed belt runs over the two pulleys and from there it wraps around the sun gear.
  • the roller support bearing ensures that the toothed belt is in engagement with the internal toothing of the ring gear over a larger circumferential area.
  • the two deflection rollers ensure that the toothed belt is guided over a considerable part of the circumference of the sun gear.
  • a second stage is provided which is constructed identically to the first stage mentioned above. This avoids some of the disadvantages mentioned at the outset.
  • CONFIRMATION COPY The object is to operate the returning epicyclic gear of the type described at the beginning with toothed belts, it being intended to ensure that the forces acting on the planet gears should be as low as possible.
  • FIG. 3 shows a section along the line II-II in FIG. 1;
  • FIGS. 2 and 3 shows a top view of the two stages of FIGS. 2 and 3.
  • the fixed housing 1 has two internal teeth 2, and is thus designed as a ring gear.
  • a planet gear carrier 3 is mounted by the housing 1 and is rotated by an electric drive 4 carried by the housing 1.
  • a sun gear 5 is provided.
  • the sun gear has two external teeth 6.
  • the planet gear carrier 3 is supported via shafts 7 planet gear bodies 8 which have two first planet gears 9 and two second planet gears 10. These planet gears 9, 10 are rigidly connected to one another.
  • the first planet gears 9 are arranged at the level of the two internal gears 6.
  • the diameter of the first planet gears 9 is smaller than the diameter of the second planet gears 10.
  • the planet gears 10 are arranged at the level of the internal toothing 2. he two gear halves A and B are constructed identically.
  • two first planet gears 9 are provided in a 90 ° circular section of the planet gear carrier 3, over which an endless, tensioned toothed belt 11 runs. Between each two first planet gears 9 of a section, two pressure rollers 12 are provided, which hold the toothed belt 11 in engagement with the internal toothing 6.
  • the stage described above is the output stage.
  • the drive stage comprises two second planet gears 10, between which two further gear wheels 13 are arranged.
  • the pressure rollers 12 and the gears 13 are each rigidly connected to one another via shafts 14, these shafts 14 being supported by the planet gear carrier 3.
  • a further, endless toothed belt 15 runs over the two second planet gears 10 of a section and over the two further gears 13.
  • This further toothed belt 15 has internal and external toothing and is held in engagement with the internal toothing 2 by the second planet gears 10.
  • This further toothed belt 15 wraps around the second planet gears 10 over a substantial part of their circumference, in particular the part of the circumference facing the sun gear 5. It runs over the other gears 13 essentially over the part of its circumference facing away from the sun gear 5.
  • the diameter of the further gears 13 corresponds to the diameter of the second planet gears 10, while the diameter of the pressure rollers 12 corresponds to the diameter of the first planet gears 9.
  • the method of operation is as follows:
  • the planet gear carrier 3 is set in rotation by the drive 4.
  • the planet gears 10 are set in rotation.
  • This rotary movement of the second planet gears 10 is transmitted to the first planet gears 9, whereby the toothed belt 11 is driven, which in turn sets the sun gear 5 in rotation by the pressure of the pressure rollers 12 via the external toothing 6.

Abstract

Bei einem rückkehrenden Umlaufgetriebe ist ein eine Innenverzahnung (2) aufweisendes feststehendes Gehäuse (1) vorgesehen, das einen Planetenradträger (3) lagert, der von einem Antrieb in Drehung versetzt wird. Außerdem ist ein eine Außenverzahnung (6) aufweisendes Sonnenrad (5) vorgesehen. Der Planetenradträger (3) lagert starr miteinander verbundene Planetenräder (9, 10). Die Planetenräder (9) sind über Zahnriemen (11) mit dem Sonnenrad (5) und die Planetenräder (10) mit der Innenverzahnung (2) über Zahnriemen (15) verbunden.

Description

Rückkehrendes Umlaufgetriebe
Es sind rückkehrende Umlaufgetriebe bekannt, die ein eine Innenverzahnung aufweisendes Hohlrad aufweisen, mit einem Planetenradträger, der zwei Planetenräder lagert, die drehfest miteinander verbunden sind, sowie einem koaxial zum Hohlrad angeordneten Sonnenrad. Die Planetenräder können unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das eine Planetenrad steht in Eingriff mit der Außenverzahnung des Sonnenrads, während das andere Planetenrad in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads steht.
Nachteilig bei dieser Getriebeart ist die in sich steife Getriebekette zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad. Dies ist insbesondere nachteilig beim Auftreten von Vibrationen. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß nur ein Teil der Zahnflanken miteinander in Eingriff steht, was wiederum den Verschleiß begünstigt.
Die DE 39 18 348 C2 zeigt ein zweirädriges Umlaufgetriebe mit einem eine Innenverzahnung aufweisenden Hohlrad und einem eine Außenverzahnung aufweisenden Sonnenrad. Neben dem Sonnenrad lagert ein Umlaufträger zwei Umlenkrollen. Weiterhin ist auf dem Umlaufträger ein Wälz-Stützlager angeordnet, das einen Zahnriemen in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads hält. Dieser Zahnriemen verläuft über die beiden Umlenkrollen und von dort umschlingt er das Sonnenrad. Durch das Wälz- Stützlager wird erreicht, daß der Zahnriemen über einen größeren Umfangsbereich mit der Innenverzahnung des Hohlrades in Eingriff steht. Durch die beiden Umlenkrollen wird erreicht, daß der Zahnriemen über einen beträchtlichen Teil des Umfangs des Sonnenrads geführt ist. Um ein rückkehrendes Umlaufgetriebe zu erhalten, ist eine zweite Stufe vorgesehen, welche identisch zur vorerwähnten ersten Stufe aufgebaut ist. Ein Teil der eingangs erwähnten Nachteile wird hierdurch vermieden.
BESTATIGUNGSKOPIE Es besteht die Aufgabe, das rückkehrende Umlaufgetriebe der eingangs beschriebenen Art mit Zahnriemen zu betreiben, wobei sichergestellt sein soll, daß die auf die Planetenräder wirkenden Kräfte möglichst gering sein sollen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Ausfuhrungsbeispiel wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hälfte des Umlaufgetriebes;
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie I - I in Figur 1 ;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie II - II in Figur 1 ; und
Fig. 4 eine Draufsicht auf die beiden Stufen der Figuren 2 und 3.
Das feststehende Gehäuse 1 weist zwei Innenverzahnungen 2 auf, und ist somit als Hohlrad ausgebildet. Vom Gehäuse 1 gelagert ist ein Planetenradträger 3, der von einem vom Gehäuse 1 getragenen elektrischen Antrieb 4 in Drehung versetzt wird. Desweiteren ist ein Sonnenrad 5 vorgesehen. Das Sonnenrad weist zwei Außenverzahnungen 6 auf.
Der Planetenradträger 3 lagert über Wellen 7 Planetenradkörper 8, welche zwei erste Planetenräder 9 und zwei zweite Planetenräder 10 aufweisen. Diese Planetenräder 9, 10 sind starr miteinander verbunden. Die ersten Planetenräder 9 sind in Höhe der beiden Innenverzahnungen 6 angeordnet. Der Durchmesser der ersten Planetenräder 9 ist geringer als der Durchmesser der zweiten Planetenräder 10. Die Planetenräder 10 sind in Höhe der Innenverzahnungen 2 angeordnet. ie beiden Getriebehälften A und B sind identisch aufgebaut.
Wie die Figur 2 zeigt, sind in einem Kreisabschnitt von 90° des Planetenradträgers 3 zwei erste Planetenräder 9 vorgesehen, über die ein endloser, gespannt gehaltener Zahnriemen 11 verläuft. Zwischen jeweils zwei ersten Planetenrädern 9 eines Abschnitts sind zwei Andrückrollen 12 vorgesehen, welche den Zahnriemen 11 in Eingriff mit der Innenverzahnung 6 halten. Die vorbeschriebene Stufe ist die Abtriebsstufe.
Die Antriebsstufe umfaßt pro Kreisabschnitt zwei zweite Planetenräder 10, zwischen denen zwei weitere Zahnräder 13 angeordnet sind. Die Andrückrollen 12 und die Zahnräder 13 sind jeweils über Wellen 14 starr miteinander verbunden, wobei diese Wellen 14 vom Planetenradträger 3 gelagert werden. Über die beiden zweiten Planetenräder 10 eines Abschnitts und über die beiden weiteren Zahnräder 13 verläuft ein weiteterer endloser Zahnriemen 15. Dieser weitere Zahnriemen 15 weist eine Innen- und eine Außenverzahnung auf und wird durch die zweiten Planetenräder 10 in Eingriff mit der Innenverzahnung 2 gehalten. Dieser weitere Zahnriemen 15 umschlingt die zweiten Planetenräder 10 über einen wesentlichen Teil ihres Umfangs, insbesondere den dem Sonnenrad 5 zugewandten Teil des Umfangs. Er läuft über die weiteren Zahnräder 13 im wesentlichen über den dem Sonnenrad 5 abgewandten Teil ihres Umfangs. Der Durchmesser der weiteren Zahnräder 13 entspricht dem Durchmesser der zweiten Planetenräder 10, während der Durchmesser der Andrückrollen 12 dem Durchmesser der ersten Planetenräder 9 entspricht.
Die Arbeitsweise ist folgende: Der Planetenradträger 3 wird durch den Antrieb 4 in Drehung versetzt. Infolge des Eingriffs zwischen dem weiteren Zahnriemen 15 einerseits sowie der Innenverzahnung 2 und den zweiten Planetenrädern 10 andererseits werden die Planetenräder 10 in Drehung versetzt. Diese Drehbewegung der zweiten Planetenräder 10 wird auf die ersten Planetenräder 9 übertragen, wodurch der Zahnriemen 11 angetrieben wird, der seinerseits durch den Andruck der Andrückrollen 12 über die Außenverzahnung 6 das Sonnenrad 5 in Drehung versetzt. Dreht sich der Planetenradträger 3 im Uhrzeigersinn, drehen sich Planetenräder 10, 9 im
Gegenuhrzeigersinn und die weiteren Zahnräder 13 und die Andrückrollen 12 im
Gegenuhrzeigersinn. Dies bewirkt eine Drehung des Sonnenrads 5 im Gegenuhrzeigersinn.
Die von den Zahnriemen 11, 15 auf die Planetenräder 9, 10 wirkenden Kräfte sind dort durch Pfeile dargestellt. Da hierbei Kraftkomponenten entgegengesetzt verlaufen, ist die resultierende Kraft geringer als die durch die Pfeile dargestellten Kräfte. Gleiches gilt für die Andrückrollen 12 und die damit verbundenen weiteren Zahnräder 13.

Claims

Patentansprüche
1. Rückkehrendes Umlaufgetriebe mit einem eine Innenverzahnung aufweisenden Hohlrad, einem Planetenradträger, der mindestens zwei drehfest miteinander verbundene Planetenräder lagert und einem von einem ersten Planetenrad in Drehung versetzten und eine Außenverzahnung aufweisenden Sonnenrad, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Planetenrad (9) mit dem Sonnenrad (5) über einen gespannt gehaltenen endlosen Zahnriemen (11) in Wirkverbindung steht, der über einen dem Sonnenrad (5) abgewandten Teil des Umfangs des ersten Planetenrads (9) verläuft und das zweite Planetenrad (10) und das Hohlrad (1) über einen weiteren endlosen Zahnriemen (15) in Wirkverbindung stehen, der über ein weiteres Zahnrad (13) und über einen dem Sonnenrad (5) zugewandten Teil des Umfangs des zweiten Planetenrads (10) geführt ist.
2. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zahnriemen (15) vom zweiten Planetenrad (10) in Eingriff mit der Innenverzahnung (2) gehalten wird.
3. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zahnriemen (15) eine Innen- und Außenverzahnung aufweist.
4. Umlaufgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Planetenräder (9, 10) unterschiedlich sind.
5. Umlaufgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Planetenrad (9) einen zum zweiten Planetenrad (10) geringeren Durchmesser aufweist.
6. Umlaufgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Planetenradpaare vorgesehen sind, zwischen den ersten Planetenrädern (9) der eine Zahnriemen (11) durch mindestens eine Andrückrolle (12) in Eingriff mit der Außenverzahnung (6) gehalten wird, die Andrückrolle (12) drehfest mit dem weiteren Zahnrad (13) verbunden ist und diese vom Planetenradträger (3) gelagert werden und das weitere Zahnrad (13) an seinem dem Sonnenrad (5) abgewandten Teil seines Umfangs mit dem weiteren Zahnriemen (15) in Eingriff steht, der über die beiden zweiten Planetenräder (10) läuft.
7. Umflaufgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Andrückrollen (12) und zwei weitere Zahnräder (13) vorgesehen sind, und der eine Zahnriemen (11) zwischen den Andrückrollen (12) in Eingriff mit der Außenverzahnung (6) gehalten wird.
8. Umlaufgetriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zahnriemen (15) zwischen den beiden zweiten Planetenrädern (10) gegen die Innenverzahnung (2) anliegt.
9. Umlaufgetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des Umlaufgetriebes hinweg mehrere Planetenradpaare mit Andrückrollen (12) und weiteren Zahnrädern (13) vorgesehen sind und jedem Planetenradpaar ein weiterer Zahnriemen (15) zugeordnet ist.
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