DE102010005289A1

DE102010005289A1 - Planet-gear speed reducer, has two internal rings providing around sections of carrier, rollers and cage for positioning rollers between internal ring and two smooth strips, respectively and bearing locating between sun gear set and shell

Info

Publication number: DE102010005289A1
Application number: DE201010005289
Authority: DE
Inventors: Robin C. S. Chang
Original assignee: Apex Dynamics Inc
Current assignee: Apex Dynamics Inc
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28

Abstract

The reducer has two annular smooth strips (111, 112) formed on an internal side. A planet gear set (2) includes a carrier (20) rotationally located within a shell (10) and planet gears (25) carried on the carrier. A sun gear set (3) is engaged with the planet gears. Two semi-bearings (11, 12) include two internal rings provided around sections of the carrier, rollers and a cage for positioning the rollers between the internal ring and the two smooth strips, respectively. A bearing (13) is located between the sun gear set and the shell.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Planetenuntersetzungsgetriebe und hierbei besonders auf ein kleines und ruhig laufendes Planetenuntersetzungsgetriebe.The present invention relates to a planetary reduction gear, and in particular to a small and smooth-running planetary reduction gear.

Zum Antrieb einer Vorrichtung wird häufig ein Motor eingesetzt. Die vom Motor gelieferte Drehzahl ist bei manchen Anwendungen jedoch zu hoch und das vom Motor erbrachte Drehmoment zu gering, um die Vorrichtung angemessen anzutreiben. Zudem stellt die hohe Drehzahl, die der Motor liefert, eine Herausforderung für die Stabilität der Vorrichtung dar und kann deren Lebensdauer verkürzen. Deshalb wird zwischen Motor und Vorrichtung ein Untersetzungsgetriebe angeordnet. Ein Untersetzungsgetriebe kann mehrere Stufen beinhalten, wobei jeweils ein Ritzel mit einem größeren Zahnrad in Eingriff steht. Solche Untersetzungsgetriebe bringen allerdings einen komplizierten Aufbau sowie intensive Schwingungen und laute Geräusche mit sich. Zur Vereinfachung der Bauweise und um Schwingungen und Geräusche zu verringern, kann ein Planetenuntersetzungsgetriebe verwendet werden. Für Planetenuntersetzungsgetriebe gibt es verschiedene Entwürfe.To drive a device often a motor is used. However, the speed provided by the engine is too high in some applications and the torque provided by the engine is too low to adequately drive the device. In addition, the high speed that the engine delivers poses a challenge to the stability of the device and can shorten its life. Therefore, a reduction gear is placed between the engine and the device. A reduction gear may include multiple stages, with one pinion each engaging a larger gear. However, such reduction gears bring a complicated structure and intense vibrations and loud noises with it. To simplify the construction and to reduce vibration and noise, a planetary reduction gear can be used. There are different designs for planetary gearboxes.

Planetenuntersetzungsgetriebe verfügen über einen Käfig, einen Planetenradsatz und einen Sonnenradsatz. An der Innenseite des Käfigs sind Zähne ausgebildet. Der Planetenradsatz umfasst einen Träger, der drehbar in dem Käfig angeordnet ist und Planetenräder, die drehbar von dem Träger getragen werden. Die Zähne der Planetenräder kämmen mit den Zähnen des Käfigs. Der Sonnenradsatz weist ein Sonnenrad auf, das mit den Planetenrädern in Eingriff steht. Ein Eingangsende des Trägers ist mit dem Sonnenradsatz verbunden, der wiederum mit der Welle des Motors in Verbindung steht. Das Ausgangsende des Trägers ist mit der Vorrichtung verbunden.Planetary reduction gears have a cage, a planetary gear set and a sun gear set. Teeth are formed on the inside of the cage. The planetary gear set includes a carrier rotatably disposed in the cage and planetary gears rotatably supported by the carrier. The teeth of the planetary gears mesh with the teeth of the cage. The sun gear set has a sun gear that meshes with the planetary gears. An input end of the carrier is connected to the sun gear set, which in turn communicates with the shaft of the motor. The output end of the carrier is connected to the device.

In 4 ist ein herkömmliches Planetenuntersetzungsgetriebe abgebildet. Zwischen dem Käfig und dem Planetenradsatz sind Lager angeordnet, durch die eine gleichmäßige relative Rotation zwischen Planetenradsatz und Käfig sichergestellt wird. Die Lager werden in den Käfig eingepasst. Dadurch herrscht im Käfig eine Spannung. Damit der Käfig der Spannungsbelastung standhält, verfügt er über eine dicke Wandstärke und einen großen Außendurchmesser h2. An der Innenseite des Käfigs sind ringförmige Absätze ausgebildet. Die Lager werden jeweils an dem entsprechenden ringförmigen Absatz abgestützt, so dass ihre präzise Position im Käfig gewährleistet ist. Auch die axiale Dimension w2 des Käfigs ist groß. Durch die ringförmigen Absätze und die Einpassung der Lager ist es zudem schwierig, den Planetenradsatz im Käfig genau koaxial anzuordnen. Sind jedoch Planetenradsatz und Käfig nicht genau koaxial ausgerichtet, verschleißen sie sich gegenseitig.In 4 is a conventional planetary reduction gear shown. Bearings are located between the cage and the planetary gear set to ensure even relative rotation between the planetary gear set and the cage. The bearings are fitted in the cage. As a result, there is tension in the cage. So that the cage withstands the stress load, it has a thick wall thickness and a large outer diameter h2. On the inside of the cage annular shoulders are formed. The bearings are each supported on the corresponding annular shoulder, so that their precise position is ensured in the cage. The axial dimension w2 of the cage is also large. Due to the annular shoulders and the fitting of the bearings, it is also difficult to arrange the planetary gear set in the cage exactly coaxial. However, if the planetary gear set and cage are not exactly aligned coaxially, they will wear each other out.

Folglich ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Probleme im Stand der Technik zu beheben oder zumindest zu mildern.Consequently, the object of the present invention is to remedy or at least alleviate the problems in the prior art.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein kleines und zuverlässiges Planetenuntersetzungsgetriebe zu schaffen.The main object of the present invention is to provide a small and reliable planetary reduction gear.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Planetenuntersetzungsgetriebe mit den in Anspruch 1 dargelegten Merkmalen vor. Vorteilhafte Ausführungen sind in weiteren Ansprüchen aufgezeigt.To this end, the invention provides a planetary reduction gear having the features set forth in claim 1. Advantageous embodiments are shown in further claims.

Das erfindungsgemäße Planetenuntersetzungsgetriebe umfasst ein Gehäuse, einen Planetenradsatz, einen Sonnenradsatz, zwei Halblager und ein Lager. An der Innenseite weist das Gehäuse einen ringförmigen gezahnten Streifen auf, einen ersten ringförmigen glatten Streifen sowie einen zweiten ringförmigen glatten Streifen. Der Planetenradsatz verfügt über einen Träger, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und Planetenräder, die von dem Träger getragen werden. Das Sonnenrad steht mit den Planetenrädern in Eingriff. Das erste Halblager umfasst einen inneren Ring, der um einen Abschnitt des Trägers herum angeordnet ist, Wälzkörper und einen Käfig, mit dem die Wälzkörper zwischen dem inneren Ring und dem ersten ringförmigen glatten Streifen des Gehäuses positioniert werden. Das zweite Halblager umfasst einen inneren Ring, der um einen weiteren Abschnitt des Trägers herum angeordnet ist, Wälzkörper sowie einen Käfig, mit dem die Wälzkörper zwischen dem inneren Ring und dem zweiten ringförmigen glatten Streifen des Gehäuses positioniert werden. Das Lager befindet sich zwischen dem Sonnenradsatz und dem Gehäuse.The planetary reduction gear according to the invention comprises a housing, a planetary gear, a sun gear, two half bearings and a bearing. On the inside, the housing has an annular toothed strip, a first annular smooth strip and a second annular smooth strip. The planetary gear set has a carrier rotatably disposed in the housing and planetary gears supported by the carrier. The sun gear is engaged with the planetary gears. The first half bearing includes an inner ring disposed about a portion of the support, rolling elements, and a cage for positioning the rolling elements between the inner ring and the first annular smooth strip of the housing. The second half bearing includes an inner ring disposed about another portion of the carrier, rolling elements and a cage for positioning the rolling elements between the inner ring and the second annular smooth strip of the housing. The bearing is located between the sun gear set and the housing.

Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung deutlich, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt.Other objects, advantages and features of the present invention will become apparent from the following description taken with reference to the accompanying drawings.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der detaillierten Illustration der bevorzugten Ausführung im Gegensatz zum Stand der Technik näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The present invention will be explained in more detail with reference to the detailed illustration of the preferred embodiment in contrast to the prior art. The drawing shows in:

1 eine aufgeschnittene Darstellung eines Planetenuntersetzungsgetriebes entsprechend der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung; 1 a cutaway view of a planetary reduction gear according to the preferred embodiment of the present invention;

2 eine auseinander gezogene Darstellung des Planetenuntersetzungsgetriebes aus 1; 2 an exploded view of the planetary reduction gear 1 ;

3 eine Querschnittdarstellung des Planetenuntersetzungsgetriebes aus 1; und in 3 a cross-sectional view of the planetary reduction gear 1 ; and in

4 eine Querschnittdarstellung eines herkömmlichen Planetenuntersetzungsgetriebes. 4 a cross-sectional view of a conventional planetary reduction gear.

Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Planetenuntersetzungsgetriebe gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 10, einen Planetenradsatz 2, einen Sonnenradsatz 3, zwei Halblager 11 und 12, und ein Lager 13.As in 1 As shown, a planetary reduction gear according to the preferred embodiment of the present invention comprises a housing 10 , a planetary gear set 2 , a sun gear set 3 , two half camps 11 and 12 , and a warehouse 13 ,

Das Gehäuse 10 besitzt einen ersten und einen zweiten Teil, die getrennt hergestellt und anschließend zusammengefügt werden. An der Innenseite des ersten Teils des Gehäuses 10 ist ein ringförmiger gezahnter Streifen 15 ausgebildet. Außerdem weist die Innenseite des ersten Teils des Gehäuses 10 zwei ringförmige glatte Streifen 111 und 121 auf. In dem ringförmigen glatten Streifen 121 ist eine ringförmige Nut 122 ausgebildet.The housing 10 has a first and a second part, which are manufactured separately and then joined together. On the inside of the first part of the housing 10 is a ring-shaped serrated strip 15 educated. It also indicates the inside of the first part of the housing 10 two circular smooth stripes 111 and 121 on. In the circular smooth strip 121 is an annular groove 122 educated.

Der Planetenradsatz 2 umfasst einen Träger 20, der drehbar in dem Gehäuse 10 angeordnet ist und Planetenräder 25, die drehbar von dem Träger 20 getragen werden. Von einem Ende des Trägers 20 erstreckt sich eine Ausgangsachse 21. Die Planetenräder 25 kämmen mit dem ringförmigen gezahnten Streifen 15 des Gehäuses 10.The planetary gear set 2 includes a carrier 20 which is rotatable in the housing 10 is arranged and planet gears 25 which is rotatable from the carrier 20 be worn. From one end of the carrier 20 extends an output axis 21 , The planet wheels 25 comb with the annular toothed strip 15 of the housing 10 ,

Der Sonnenradsatz 3 verfügt über ein Sonnenrad mit Zähnen, die mit den Zähnen der Planetenräder 25 in Eingriff stehen. Gleichzeitig ist der Sonnenradsatz 3 mit der Welle eines Motors verbunden. Das Lager 13 befindet sich zwischen dem Sonnenradsatz 3 und dem zweiten Teil des Gehäuses 10.The sun gear set 3 has a sun gear with teeth that mesh with the teeth of the planetary gears 25 engage. At the same time is the sun gear set 3 connected to the shaft of an engine. The warehouse 13 is located between the sun gear set 3 and the second part of the housing 10 ,

Die Halblager 11 und 12 sind jeweils zwischen dem Gehäuse 10 und dem Planetenradsatz 2 angeordnet, so dass eine gleichmäßige relative Rotation zwischen Planetenradsatz und Gehäuse sichergestellt ist. Die Einheiten 11 und 12 werden deshalb als „Halblager” bezeichnet, da sie nicht alle Komponenten enthalten, die üblicherweise zu einem Lager gehören. Lager weisen üblicherweise einen inneren Ring auf, einen äußeren Ring, Kugeln oder Wälzkörper sowie einen Käfig zur Positionierung der Kugeln oder Wälzkörper zwischen dem inneren und äußeren Ring. Das Halblager 11 verfügt über einen inneren Ring 14, Wälzkörper 16 und einen Käfig 17 zur Positionierung der Wälzkörper 16 um den inneren Ring 14, besitzt jedoch keinen äußeren Ring. Die Wälzkörper 16 haben die Form eines Stifts. Das Halblager 12 verfügt über einen inneren Ring 18, Wälzkörper 19 und einen Käfig 22 zur Positionierung der Wälzkörper 19 um den inneren Ring 18, besitzt jedoch keinen äußeren Ring. Die Wälzkörper 19 sind in Form von Kugeln ausgebildet. Der ringförmige glatte Streifen 111 dient als äußerer Ring für das Halblager 11. Der ringförmige glatte Streifen 121 dient als äußerer Ring für das Halblager 12. In der ringförmigen Nut 122 werden die Kugeln des Halblagers 12 aufgenommen.The half camp 11 and 12 are each between the case 10 and the planetary gear set 2 arranged so that a uniform relative rotation between the planetary gear set and the housing is ensured. The units 11 and 12 are therefore referred to as "half bearings" because they do not contain all the components that usually belong to a bearing. Bearings usually have an inner ring, an outer ring, balls or rolling elements and a cage for positioning the balls or rolling elements between the inner and outer ring. The half camp 11 has an inner ring 14 , Rolling elements 16 and a cage 17 for positioning the rolling elements 16 around the inner ring 14 but does not have an outer ring. The rolling elements 16 have the shape of a pen. The half camp 12 has an inner ring 18 , Rolling elements 19 and a cage 22 for positioning the rolling elements 19 around the inner ring 18 but does not have an outer ring. The rolling elements 19 are formed in the form of balls. The circular smooth strip 111 serves as an outer ring for the half bearing 11 , The circular smooth strip 121 serves as an outer ring for the half bearing 12 , In the annular groove 122 become the balls of the half camp 12 added.

Das Planetenuntersetzungsgetriebe weist mehrere Vorteile gegenüber dem oben erklärten herkömmlichen Planetenuntersetzungsgetriebe auf. Zunächst ist der Außendurchmesser h1 des Planetenuntersetzungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung kleiner als der Außendurchmesser h2 des herkömmlichen Planetenuntersetzungsgetriebes. Zum Teil liegt das daran, dass die normalerweise lagertypischen äußeren Ringe weggelassen werden. Zum Teil liegt es auch daran, dass die Wand des Gehäuses 10 nicht dick sein muss, um großen Spannungsbelastungen standzuhalten. Die durch die Anordnung der Halblager 11 und 12 in dem Gehäuse 10 entstehenden Spannungsbelastungen sind gering, da die Halblager 11 und 12 nicht mit Kraftaufwand in das Gehäuse 10 eingesetzt werden müssen.The planetary reduction gear has several advantages over the above-explained conventional planetary reduction gear. First, the outer diameter h1 of the planetary reduction gear according to the present invention is smaller than the outer diameter h2 of the conventional planetary reduction gear. In part, this is because the usually bearing typical outer rings are omitted. Partly it is also because of the wall of the housing 10 does not have to be thick to withstand high stress loads. The by the arrangement of the half bearings 11 and 12 in the case 10 resulting stress loads are low, since the half bearings 11 and 12 not with effort in the housing 10 must be used.

Zweitens ist die axiale Dimension w1 des Planetenuntersetzungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung kleiner als der Außendurchmesser w2 des herkömmlichen Planetenuntersetzungsgetriebes. Das liegt daran, dass das Gehäuse 10 keine ringförmigen Absätze an der Innenseite benötigt, an welchen die Lager anliegen müssten.Second, the axial dimension w1 of the planetary reduction gear according to the present invention is smaller than the outer diameter w2 of the conventional planetary reduction gear. That's because the case 10 no annular heels on the inside needed, to which the bearing would have to rest.

Drittens kann der Planetenradsatz 2 gemäß der vorliegenden Erfindung leichter in dem Gehäuse 10 angeordnet werden als gemäß dem Stand der Technik. Ein Grund dafür ist, dass das Gehäuse 10 keine ringförmigen Absätze aufweist und so auch nicht die damit verbundenen Probleme mit sich bringt. Ein weiterer Grund dafür ist, dass der Planetenradsatz nicht unter Kraftaufwand in den Käfig eingesetzt wird und die entsprechenden Defekte wegfallen.Third, the planetary gear set 2 according to the present invention more easily in the housing 10 can be arranged as according to the prior art. One reason is that the case 10 has no annular heels and so does not bring the associated problems with it. Another reason is that the planetary gear set is not placed under force in the cage and the corresponding defects are eliminated.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand der detaillierten Darstellung der bevorzugten Ausführung beschrieben. Fachleute können von der bevorzugten Ausführung Variationen ableiten, die ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen. Die bevorzugte Ausführung stellt folglich keine Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, dar.The present invention has been described with reference to the detailed description of the preferred embodiment. Those skilled in the art can derive variations from the preferred embodiment which are also within the scope of the present invention. The preferred embodiment thus does not limit the scope of the present invention as defined in the claims.

Claims

Planetenuntersetzungsgetriebe, umfassend: – ein Gehäuse (10), das einen ringförmigen gezahnten Streifen (15), einen ersten ringförmigen glatten Streifen (111) und einen zweiten ringförmigen glatten Streifen (112) aufweist, die an einer Innenseite ausgebildet sind; – einen Planetenradsatz (2), der einen Träger (20) umfasst, der drehbar in dem Gehäuse (10) angeordnet ist, und Planetenräder (25), die drehbar von dem Träger (20) getragen sind; – einen Sonnenradsatz (3), der mit den Planetenrädern (25) in Eingriff steht; – ein erstes Halblager (11), das einen inneren Ring (14) umfasst, der um einen Abschnitt des Trägers (20) herum angeordnet ist, Wälzkörper (16) und einen Käfig (17), mit dem die Wälzkörper (16) zwischen dem inneren Ring (14) und dem ersten ringförmigen glatten Streifen (111) des Gehäuses (10) positioniert sind; – ein zweites Halblager (12), das einen inneren Ring (18) umfasst, der um einen weiteren Abschnitt des Trägers (20) herum angeordnet ist, Wälzkörper (19) und einen Käfig (22), mit dem die Wälzkörper (19) zwischen dem inneren Ring (18) und dem zweiten ringförmigen glatten Streifen (121) des Gehäuses (10) positioniert sind; und – ein Lager (13), das zwischen dem Sonnenradsatz (3) und dem Gehäuse (10) angeordnet ist.A planetary reduction gear comprising: - a housing ( 10 ), which has an annular toothed strip ( 15 ), a first annular smooth strip ( 111 ) and a second annular smooth strip ( 112 ) formed on an inner side; A planetary gear set ( 2 ) carrying a carrier ( 20 ) rotatably mounted in the housing ( 10 ), and planetary gears ( 25 ) rotatable by the carrier ( 20 ) are worn; - a sun gear set ( 3 ), with the planetary gears ( 25 ) is engaged; - a first half stock ( 11 ), which has an inner ring ( 14 ) around a portion of the support ( 20 ) is arranged around, rolling elements ( 16 ) and a cage ( 17 ), with which the rolling elements ( 16 ) between the inner ring ( 14 ) and the first annular smooth strip ( 111 ) of the housing ( 10 ) are positioned; - a second half bearing ( 12 ), which has an inner ring ( 18 ) around another portion of the support ( 20 ) is arranged around, rolling elements ( 19 ) and a cage ( 22 ), with which the rolling elements ( 19 ) between the inner ring ( 18 ) and the second annular smooth strip ( 121 ) of the housing ( 10 ) are positioned; and - a warehouse ( 13 ) between the sun gear set ( 3 ) and the housing ( 10 ) is arranged.

Planetenuntersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine ringförmige Nut (122) aufweist, die in dem zweiten ringförmigen glatten Streifen (121) definiert ist, wobei die Wälzkörper (19) des zweiten Halblagers (12) Kugeln sind, die in der ringförmigen Nut (122) angeordnet sind.Planetary reduction gear according to claim 1, characterized in that the housing ( 10 ) an annular groove ( 122 ), which in the second annular smooth strip ( 121 ) is defined, wherein the rolling elements ( 19 ) of the second half bearing ( 12 ) Are balls which are in the annular groove ( 122 ) are arranged.

Planetenuntersetzungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (16) des ersten Halblagers (11) Stifte sind.Planetary reduction gear according to claim 1 or 2, characterized in that the rolling bodies ( 16 ) of the first half bearing ( 11 ) Pins are.