DE2545205C3 - Planetengetriebe mit Lastausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Planetengetriebe mit Lastausgleich mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches, insbesondere auf langsam laufende Planetengetriebe, weil diese Getriebe nur einen Ausgleich an der Eingangsseite des Getriebes benötigen, während schnell laufende, sogenannte Turbogetriebe je einen Ausgleich in den Wellen beider Zentralräder aufweisen.

Es sind Planetengetriebe mit Lastausgleich bekannt [Zeitschrift »Konstruktion« 25/1^73, Heft 5 S. 196, Bild 16, Darstellung g) und h)l bei denen für den Lastausgleich ein Gelenk vorgesehen ist, ~?ssen Buchse innen und dessen Zapfen außen verzahnt sind. Bei dem bekannten Gelenk übertragen die miteinander kämmenden Zähne von Buchse und Zapfen das Drehmoment Vorteilhaft ist hieran, daß das Gelenkdrehmoment in beiden möglichen Drehrichtungen der Zentralradwelle in gleicher Weise übertragen werden kann. Nachteilig ist dabei die Reibung, die die für den vollständigen Lastausgleich notwendige Beweglichkeit der beiden Wellecstümpfe behindert Ein vollständiger Lastausgleich setzt nämlich voraus, daß die Umfangskräfte der beiden Zentralräder gleichmäßig auf alle am Umfang angeordneten Planetenräder verteilt werden (Zeitschrift »Konstruktion« 27/1975, S. 106).

Weiterhin ist ein Planetengetriebe bekannt (DE-AS 10 85 738), bei dem auf ein besonderes Gelenk für die Ausgleichsbewegungen des Zentralrades verzichtet wird. Das innere Zentralrad ist mit seiner Innenverzahnung unter ausreichendem Flankenspiel unmittelbar auf eine entsprechende Verzahnung der Antriebswelle aufgesetzt. Der Ausgleich mit Hilfe des Flankenspiels setzt voraus, daß die Verstellkräfte größer als die durch die gleitende Reibung verursachten Gegenkräfte in der Zahnkupplung sind. Wegen der beim Übergang von ruhender in gleitender Reibung und deren Überwindung auftretenden Kräfteunterschiede sind derartige Kupp- w> lungen auf verhältnismäßig geringe Drehmomente und Abmessungen beschränkt Außerdem muß es sich um extrem langsam laufende Getriebe handeln.

Es ist ferner ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches bekannt (DE-AS 12 03 077), bei dem der zuvor geschilderte nachteilige Reibungseinfluß weitgehend ausgeschaltet ist, indem zum Lastausgleich die Welle und ein inneres Zentralrad über reibungsarm und spielfrei gelagerte Kugeln winkelbeweglich und drehmomentenfest verbunden sind. Dazu ist eine Kugel-Doppelgelenkkupplung vorgesehen, damit das Zentralrad die erforderlichen Verschiebungen für die Ausgleichsbewegung ausführen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten und platzsparenden Lastausgleich zu schaffea

Mach der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe weist die Umrißlinie des Querschnittes jeder Nuthälfte eine Krümmung auf, deren Radius vom Mittelpunkt der im tiefsten der Nut liegenden Kugel ausgeht und um einen Bruchteil des Kugelhalbmessers größer ist, derart, daß das innere Zentralred im erforderlichen Maß radial verschiebbar ist Damit ist die erforderliche Radialverschiebung für Ausgleichsbewegungen des Zentralrades gewährleistet

Es ist an sich eine Gelenkwellenkupplung bekannt (US-PS 29 68 936), wobei eine Zwischenwelle mit ihren Enden durch Kugeln gekuppelt ist Die miteinander gekuppelten Wellenenden tragen zur Aufnahme der Kugeln teilzylindrische Nuten, deren Radius größer als der der Kugeln ist zum Drehmomentenausgleich bei abgewinkelter Zwischenwelle.

Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung, es zeigt

F i g. 1 Zentralrad und Zentralwelle eines Planetengetriebes im Längsschnitt und in Seitenansicht und

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie H-II der Fig. 1, wobei die Lagerung des die Buchse bildenden Wellenstumpfes weggelassen ist

Das in den Figuren bezeichnete Planetengetriebe hat einen Lastausgleich, welcher eine gleichmäßige Verteilung der Umfangskräfte, die an einem nicht dargestellten äußeren Zentralrad und einem inneren Zentralrad 1 auf alle am Umfang des inneren Zentralrades 1 angeordneten Planetenräder ermöglicht Die Planetenräder sind nicht dargestellt Insbesondere sind drei Planetenräder vorgesehen. Die außen verzahnten -.'lanetenräder kämmen mit der Verzahnung 2 des inneren Zentralrades 1 und mit der Innenverzahnung des äußeren Zentralrades.

Das innere Zentralrad 1 hat einen Weilenstumpf 3, welcher durch ein Gelenk 7 mit dem Wellenstumpf 4 der Welle 5 verbunden ist Die Welle 5 kann einfach oder zweifach in Wälzlagern 6 gelagert sein. Die zweifache Lagerung ist in der F i g. 1 nicht dargestellt

Das Gelenk besteht seinem grundsätzlichen Aufbau nach aus einer Buchse 8 und einem in die Buchse ragenden Zapfen 9. Zur Verbindung dieser Teile ist die Buchse mit einem Innenflansch 10 vergehen. Der in die Buchse ragende Teil des Zapfens 9 hat einen Außenflansch 1J. Der Formschluß der Verbindung wird durch Kugeln 12 hergestellt von denen mehrere um den Umfang des Zapfens 9 angeordnet sind.

Für jede Kugel 12 ist eine allgemein mit 15 bezeichnete Nut vorgesehen. Jede Nut besteht aus einer teilzylindrischen Nut, welche auf der Außenseite des Flansches 11 des Zapfens 9 bzw. auf der Innenseite des Flansches 10 in der Buchse 8 ausgebildet ist, also aus zwei kongruenten Hälften 16 bzw. 17. Die beiden teilzylindrischen Nuten 16 und 17 verlaufen koaxial zu den Teilen, auf denen sie angebracht sind. So verläuft die Nut 16 koaxial zur Buchse 8 bzw. zum Wellenstumpf 4, während die Nut 17 koaxial zum Zapfen 9 bzw. dem inneren Zentralrad 1 angeordnet ist.

Die kongruenten Nuten 16 und 17 sind nach einem Radius R gekrümmt, der vom Mittelpunkt 18 der Kugel

t ³

*i 12 ausgeht, sofern die Kugel, wie in F i g. 2 dargestellt, ήί mit ihrem Pol 19 auf der das Tiefste der Nut 17 markie- fii renden Linie 20 liegt Das gleiche gilt wegen der Kon-•i< gruenz der Nutkrümmung für die Nut 16, wobei die der ;Hi Linie 20 entsprechende Linie dieser Nut bei 21 wieder- ;.~! gegeben ist. Der Radius R ist um einen Bruchteil des ;.S Halbmessers r der Kugel 12 größer. Gemäß dem darge-Hi stellten Ausführungsbeispiel entspricht die Differenz j'i der Halbmesser R und r etwa einem Viertel des HaIb- :/j messersr.

;,; Wegen der voneinander abweichenden Krümmungen p der Nuten und der Kugeln hat jede bei Übertragung ^K eines Drehmomentes tragende Kugel 12 nur eine punkt- ;^: ; förmige Berührung mit der betreffenden Nut, wodurch ::: sich eine relativ große Beweglichkeit des Gelenkes eryi gibt

j£ Bei dem dargestellten Aissführungsbeispiel sind die

f^:-; Nuten in voller Tiefe über die gesamte Breite der Flanks sehe 10 und 11 geführt Infolgedessen lassen sich nach dem Zusammenbau der beiden Wellenstümpfe 3 und 4 die Kugeln in die Nut einlegen. Um ein Herausfallen der • Kugeln zu verhindern, sind auf die Stirnseiten 23 bzw. 24 des Zapfens 9 bzw. der Buchse 8 Decke! 27 bzw. 26 befestigt Die Befestigung erfolgt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch auf einem Lochkreis sitzende Schrauben, von denen jeweils eine bei 28 bzw. 29 angedeutet ist Der Deckel 26, welcher auf der Stirnseite 24 der Buchse 8 festgeschraubt wird, ist ringförmig, um das Einführen des Wellenstumpfes 9 in die Buchse zu ermöglichen; der Deckel 27 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls ringförmig, kann jedoch auch als volle Scheibe ausgebildet werden.

Da die Nuten kongruent sind, kann der Deckel 27 die auf der Außenfläche des Flansches 11 befindlichen Nuten 17 vollständig verschließen und läßt sich dennoch durch den Ring, der den Deckel 26 bildet, hindurchbewegen. Andererseits kann der Ring, den der Deckel 26 bildet die Nuten 16 auf der Innenseite der Buchse 8 bzw. des dort angebrachten Flansches vollständig verschlie-Ben.

Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, das Gelenk 7 in das Innere des verzahnten Teiles des Zentralrades 1 zu verlegen, indem die Buchse 8 als Nabe des inneren Zentralrades ausgebildet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

60

65

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Planetenrädergetriebe mit Lastausgleich, mit einer das innere Zentralrad mit seiner Welle verbindenden Kugelgelenkkupplung, deren Kugeln in teilzylindrischen, koaxial zum Zentralrad und seiner Welle verlaufenden Nuthälften angeordnet sind, die einerseits auf einem Wellenstumpf oder in einer Nabe des Zentralrades und andererseits in einer Nabe oder auf einem Wellenstumpf der Zentralradwelle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißlinie des Querschnittes jeder Nuthälfte (16 und 17) eine Krümmung aufweist, deren Radius (R) vom Mittelpunkt (18) der im tiefsten (19, 21) der Nut liegenden Kugel (12) ausgeht und um einen Bruchteil des Kugelhalbmessers (r) größer ist, derart, daß das innere Zentralrad im erforderlichen Maß radial verschiebbar ist.

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