DE4234873A1

DE4234873A1 - Baureihe für ein fünfrädriges reduziertes Umlaufrädergetriebe

Info

Publication number: DE4234873A1
Application number: DE19924234873
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Dr Stocker
Original assignee: Buehler GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1994-04-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Baureihe für ein fünfrädriges reduziertes Umlauf rädergetriebe, bestehend aus einem ortsfest angeordneten innenverzahnten Ge triebegehäuse, einem darin koaxial gelagerten, vom Drehmoment z. B. eines Elek tromotors beaufschlagten Antriebsritzel, mindestens einem davon angetriebenen, sich in der Innenverzahnung des Getriebegehäuses abwälzenden ersten Umlaufrad, einem damit einstückigen zweiten Umlaufrad mit in bezug auf das erste Umlauf rad unterschiedlicher Zähnezahl und einem vom zweiten Umlaufrad angetriebenen Abtriebsrad in Form eines innenverzahnten Hohlrads, wobei die Übersetzung durch Auswechseln des Antriebsritzels und/oder der Umlaufräder und/oder des Abtriebs rads veränderbar ist.

Getriebe der vorstehend angesprochenen Art sind bspw. aus dem in F & M 89 (1981) 4, S. 177-184, erschienenen Aufsatz "Das Wolfromgetriebe - eine Plane tengetriebebauform für hohe Übersetzungen" von B. Klein bekannt. Um möglichst alle in der betrieblichen Praxis vorkommenden Drehzahlbereiche abdecken zu kön nen, muß beim Getriebehersteller eine Vielzahl von Varianten dieses Getriebetyps verfügbar sein. Da die Bauteile für jede Variante unterschiedlich sind, bedingt das eine sehr aufwendige Lagerhaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Getriebe der eingangs beschriebe nen Art eine Baureihe zu entwickeln, mittels welcher ein großer Übersetzungsbe reich mit einer gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verringerten Zahl an Bauteilen beherrschbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombi nation der folgenden Merkmale gelöst:

a) Die Innenverzahnung des Getriebegehäuses ist für die gesamte Baureihe kon stant und weist 69 Zähne auf;
b) der Übersetzungsbereich der Baureihe ist in mehrere Übersetzungsverhältnisse mit annähernd gleichmäßiger Stufung unterteilt.

Das Merkmal lit. a schafft die Voraussetzung dafür, daß die Baureihe mit einem einzigen Getriebegehäuse für den gesamten Übersetzungsbereich auskommt. Dabei ermöglicht die Zähnezahl 69 der Innenverzahnung eine funktionsfähige Anpassung der sonstigen Getriebebauteile über den gesamten Übersetzungsbereich. Durch die gemäß Merkmal lit. b vorgesehene Unterteilung dieses Übersetzungsbereichs in mehrere Stufungen wird eine Minimierung der Varianten der sonstigen Getriebe bauteile erreicht, indem für jede Stufung nur eine Variante vorgesehen ist. Das Maß der Stufung wird von der Möglichkeit des Ausgleichs unterschiedlicher Anfor derungen an das Abtriebsdrehmoment und/oder die Abtriebsdrehzahl beeinflußt (z. B. Bestromung oder Bewicklung des Antriebsmotors). Die Gleichmäßigkeit der Stufung gewährleistet eine optimale Ausnutzung des gesamten Übersetzungsbe reichs mit kleinstmöglicher Zahl von Stufungen (= Minimierung der Varianten der sonstigen Getriebebauteile unter Verwendung desselben Motortyps).

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Übersetzungsbereich zwischen 1935.6 und 3.87 gewählt. Dieser Übersetzungsbereich deckt alle wesent lichen Anforderungen der betrieblichen Praxis ab. Dabei hat es sich als zweck mäßig erwiesen, wenn aus diesem Übersetzungsbereich zehn Übersetzungsverhält nisse (1935.6 = Übersetzungsverhältnis 1; 3.87 = Übersetzungsverhältnis 10) her ausgegriffen sind, wobei der Stufungsfaktor zwischen zwei benachbarten Überset zungsverhältnissen etwa 0.5 (bzw. 2.0) beträgt. Dadurch wird einerseits die Zahl der Stufungen - und damit die Zahl der Varianten der sonstigen Getriebebauteile - minimiert, während andererseits ein Ausgleich des Abtriebsdrehmoments und/oder der Abtriebsdrehzahl noch möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebsritzel 9 oder 24 Zähne auf, wobei die Zähnezahl 9 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 24 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbereichs gewählt ist. Bei dieser Ausgestaltung des An triebsritzels weist das erste Umlaufrad 30 oder 22 Zähne auf, wobei die Zähne zahl 30 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 22 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Überset zungsbereichs gewählt ist.

Es kann von Vorteil sein, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bei den Übersetzungsverhältnissen 9 und 10 das zweite Umlaufrad weggelassen und der Abtrieb an die Achse des ersten Umlaufrads angeschlossen ist.

Bei der zuvor angegebenen Ausgestaltung des Antriebsritzels und des ersten Um laufrads weisen erfindungsgemäß das zweite Umlaufrad für die Übersetzungsver hältnisse 1-6 Zähnezahlen zwischen 23 und 29 sowie für die Übersetzungsver hältnisse 7 und 8 Zähnezahlen von 17 und 15 und das Abtriebsrad für die Überset zungsverhältnisse 1-8 Zähnezahlen zwischen 63 und 68 auf.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß einem weiteren we sentlichen Merkmal der Erfindung Zahnräder gleicher Zähnezahlen gleiche Zahn formen aufweisen. Aufgrund dieser Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, ein sonstiges Getriebebauteil, das für mehrere Übersetzungsverhältnisse dieselbe Zähnezahl aufweist, in mehreren Getriebe-Varianten einzusetzen und so die Zahl der auf Lager zu haltenden Bauteile weiter zu verringern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die angegebenen Zähnezahlen für ein Getriebe mit drei jeweils aus einem ersten und einem zwei ten Umlaufrad bestehenden Umlaufräderpaaren ausgelegt sind, deren Achsen einen Winkelabstand von 120° aufweisen.

Für die Anwendung der Getriebe der erfindungsgemäßen Baureihe hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei allen Übersetzungsverhältnissen die Drehrichtung von Antriebsritzel und Abtriebsrad gleich ist. Auf diese Weise sind keine Manipu lationen des Antriebsmotors erforderlich.

In weiterer Fortentwicklung des Erfindungsgedankens ist gefunden worden, daß eine Lösung der eingangs wiedergegebenen Aufgabe auch durch die Kombination der folgenden Merkmale möglich ist:

a) Die Innenverzahnung des Getriebegehäuses ist für die gesamte Baureihe kon stant und weist 75 Zähne auf;
b) der Übersetzungsbereich der Baureihe ist in mehrere Übersetzungsverhältnisse mit annähernd gleichmäßiger Stufung unterteilt.

Dabei ist der Übersetzungsbereich zwischen 2498.2 und 4.1 gewählt, aus dem wie der zehn Übersetzungsverhältnisse (2498.2 = Übersetzungsverhältnis 1; 4.1 = Übersetzungsverhältnis 10) herausgegriffen sind, wobei der Stufungsfaktor zwischen zwei benachbarten Übersetzungsverhältnissen etwa 0.5 (bzw. 2.0) beträgt.

Auch in diesem Fall weist das Antriebsritzel 9 oder 24 Zähne auf, wobei die Zähnezahl 9 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbe reichs und die Zähnezahl 24 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbereichs gewählt ist.

Anders als im vorigen Fall weist das erste Umlaufrad 33 oder 25 Zähne auf, wo bei die Zähnezahl 33 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Überset zungsbereichs und die Zähnezahl 25 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbereichs gewählt ist, während das zweite Umlaufrad für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 Zähnezahlen zwischen 26 und 32 sowie für die Übersetzungsverhältnisse 7 und 8 Zähnezahlen von 21 und 18 sowie das Abtriebs rad für die Übersetzungsverhältnisse 1-8 Zähnezahlen zwischen 69 und 74 auf weist.

Auch in diesem Fall weisen Zahnräder gleicher Zähnezahlen gleiche Zahnformen auf. Ebenso sind die angegebenen Zähnezahlen für ein Getriebe mit drei jeweils aus einem ersten und einem zweiten Umlaufrad bestehenden Umlaufräderpaaren ausgelegt, deren Achsen einen Winkelabstand von 120° aufweisen. Schließlich ist auch hier wieder bei allen Übersetzungsverhältnissen die Drehrichtung von An triebsritzel und Abtriebsrad gleich.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darge stellt. Ein Antriebsritzel 1 kämmt mit einem ersten Umlaufrad 2, das in einem innenverzahnten Getriebegehäuse 3 abrollt. Das erste Umlaufrad 2 ist mit einem zweiten Umlaufrad 4 einstückig, das ein als innenverzahntes Hohlrad ausgebilde tes Abtriebsrad 5 antreibt. Die gemeinsame Achse der Umlaufräder 2 und 4 ist mit 6 bezeichnet.

Von diesen Getriebebauteilen 1-5 weist das Getriebegehäuse 3 eine konstante Ausgestaltung mit der Zähnezahl 69 bzw. 75 auf. Die nachstehend wiedergegebe nen Aufstellungen 1 und 2 zeigen zunächst die Unterteilung des Übersetzungsbe reichs in 10 Übersetzungsverhältnisse mit Stufungsfaktoren von jeweils etwa 0.5 (bzw. 2.0) sowie weiter die den einzelnen Übersetzungsverhältnissen zugeordneten Zähnezahlen der sonstigen Getriebebauteile 1, 2, 4 und 5.

Aufstellung 1 (Ansprüche 1-14)

Aufstellung 2 (Ansprüche 15-27)

Bezugszeichenliste

1 Antriebsritzel
2 erstes Umlaufrad
3 Getriebegehäuse
4 zweites Umlaufrad
5 Abtriebsrad
6 Achse des ersten und zweiten Umlaufrads

Claims

1. Baureihe für ein fünfrädriges reduziertes Umlaufrädergetriebe, bestehend aus einem ortsfest angeordneten innenverzahnten Getriebegehäuse, einem darin ko axial gelagerten, vom Drehmoment z. B. eines Elektromotors beaufschlagten Antriebsritzel, mindestens einem davon angetriebenen, sich in der Innenverzah nung des Getriebegehäuses abwälzenden ersten Umlaufrad, einem damit ein stückigen zweiten Umlaufrad mit in bezug auf das erste Umlaufrad unter schiedlicher Zähnezahl und einem vom zweiten Umlaufrad angetriebenen Ab triebsrad in Form eines innenverzahnten Hohlrads, wobei die Übersetzung durch Auswechseln des Antriebsritzels und/oder der Umlaufräder und/oder des Ab triebsrads veränderbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Die Innenverzahnung des Getriebegehäuses (3) ist für die gesamte Baureihe konstant und weist 69 Zähne auf;
b) der Übersetzungsbereich der Baureihe ist in mehrere Übersetzungsverhält nisse mit annähernd gleichmäßiger Stufung unterteilt.

2. Baureihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungsbe reich zwischen 1935.6 und 3.87 gewählt ist.

3. Baureihe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Übersetzungs bereich zehn Übersetzungsverhältnisse (1935.6 = Übersetzungsverhältnis 1; 3.87 = Übersetzungsverhältnis 10) herausgegriffen sind, wobei der Stufungs faktor zwischen zwei benachbarten Übersetzungsverhältnissen etwa 0.5 (bzw. 2.0) beträgt.

4. Baureihe nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das An triebsritzel (1) 9 oder 24 Zähne aufweist.

5. Baureihe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl 9 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 24 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbe reichs gewählt ist.

6. Baureihe nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umlaufrad (2) 30 oder 22 Zähne aufweist.

7. Baureihe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl 30 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 22 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbe reichs gewählt ist.

8. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß bei den Übersetzungsverhältnissen 9 und 10 das zweite Um laufrad (4) weggelassen und der Abtrieb an die Achse (6) des ersten Umlaufrads (2) angeschlossen ist.

9. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Umlaufrad (4) für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 Zähnezahlen zwischen 23 und 29 sowie für die Übersetzungsverhältnisse 7 und 8 Zähnezahlen von 17 und 15 aufweist.

10. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß das Abtriebsrad (5) für die Übersetzungsverhältnisse 1-8 Zähnezahlen zwischen 63 und 68 aufweist.

11. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß Zahnräder gleicher Zähnezahlen gleiche Zahnformen aufwei sen.

12. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß die angegebenen Zähnezahlen für ein Getriebe mit drei je weils aus einem ersten und einem zweiten Umlaufrad (2 und 4) bestehenden Umlaufräderpaaren ausgelegt sind.

13. Baureihe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei Umlaufräder paaren deren Achsen einen Winkelabstand von 120° aufweisen.

14. Baureihe nach Anspruch 1 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß bei allen Übersetzungsverhältnissen die Drehrichtung von Antriebsritzel (1) und Abtriebsrad (5) gleich ist.

15. Baureihe für ein fünfrädriges reduziertes Umlaufrädergetriebe, insbesondere nach Anspruch 1, bestehend aus einem ortsfest angeordneten innenverzahnten Getriebegehäuse, einem darin koaxial gelagerten, vom Drehmoment z. B. eines Elektromotors beaufschlagten Antriebsritzel, mindestens einem davon angetrie benen, sich in der Innenverzahnung des Getriebegehäuses abwälzenden ersten Umlaufrad, einem damit einstückigen zweiten Umlaufrad mit in bezug auf das erste Umlaufrad unterschiedlicher Zähnezahl und einem vom zweiten Umlauf rad angetriebenen Abtriebsrad in Form eines innenverzahnten Hohlrads, wobei die Übersetzung durch Auswechseln des Antriebsritzels und/oder der Umlauf räder und/oder des Abtriebsrads veränderbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Die Innenverzahnung des Getriebegehäuses (3) ist für die gesamte Baureihe konstant und weist 75 Zähne auf;
b) der Übersetzungsbereich der Baureihe ist in mehrere Übersetzungsverhältnis se mit annähernd gleichmäßiger Stufung unterteilt.

16. Baureihe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungsbe reich zwischen 2498.2 und 4.1 gewählt ist.

17. Baureihe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Überset zungsbereich zehn Übersetzungsverhältnisse (2498.2 = Übersetzungsverhältnis 1; 4.1 = Übersetzungsverhältnis 10) herausgegriffen sind, wobei der Stufungsfaktor zwischen zwei benachbarten Übersetzungsverhältnissen etwa 0.5 (bzw. 2.0) be trägt.

18. Baureihe nach den Ansprüchen 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß das An triebsritzel (1) 9 oder 24 Zähne aufweist.

19. Baureihe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl 9 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 24 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbe reichs gewählt ist.

20. Baureihe nach den Ansprüchen 15-19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umlaufrad (2) 33 oder 25 Zähne aufweist.

21. Baureihe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl 33 für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 und 9 des Übersetzungsbereichs und die Zähnezahl 25 für die Übersetzungsverhältnisse 7, 8 und 10 des Übersetzungsbe reichs gewählt ist.

22. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß bei den Übersetzungsverhältnissen 9 und 10 das zweite Um laufrad (4) weggelassen und der Abtrieb an die Achse (6) des ersten Umlauf rads (2) angeschlossen ist.

23. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Umlaufrad (4) für die Übersetzungsverhältnisse 1-6 Zähnezahlen zwischen 26 und 32 sowie für die Übersetzungsverhältnisse 7 und 8 Zähnezahlen von 21 und 18 aufweist.

24. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß das Abtriebsrad (5) für die Übersetzungsverhältnisse 1-8 Zähnezahlen zwischen 69 und 74 aufweist.

25. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß Zahnräder gleicher Zähnezahlen gleiche Zahnformen aufwei sen.

26. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß die angegebenen Zähnezahlen für ein Getriebe mit drei je weils aus einem ersten und einem zweiten Umlaufrad (2 und 4) bestehenden Umlaufräderpaaren ausgelegt sind.

27. Baureihe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei Umlaufräder paaren deren Achsen einen Winkelabstand von 1200 aufweisen.

28. Baureihe nach Anspruch 15 und mindestens einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß bei allen Übersetzungsverhältnissen die Drehrichtung von Antriebsritzel (1) und Abtriebsrad (5) gleich ist.