DE112008000344B4

DE112008000344B4 - Leistungsübertragungsvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112008000344B4
Application number: DE112008000344.0T
Authority: DE
Inventors: Kiyoji Minegishi; Yuji Yano
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: TWI391583B; CN101606005B; TW200902879A; JP5551875B2; US7938748B2; JPWO2008096747A1; CN101606005A; US20100004087A1; WO2008096747A1; DE112008000344T5

Abstract

Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B), die Folgendes aufweist:einen innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus mit einer Eingangswelle (44; 144), einem an der Eingangswelle (44; 144) vorgesehenen Exzenterkörper (46; 146; 246), einem exzentrisch über den Exzenterkörper (46; 146; 246) oszillierenden außenverzahnten Zahnrad (54; 154; 254) und einem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260), mit dem das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) von innen in Eingriff steht, wobei das innenverzahnte Zahnrad (60, 160, 260) mit äußeren Stiften (60A) als innere Zähne versehen ist, wobei die äußeren Stifte (60A) von dem Gehäuse (62) der Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) getragen werden; undwobei das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) mit dem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260) in einer Presspassung montiert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsübertragungsvorrichtung und insbesondere auf eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit einer Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs und ein Herstellungsverfahren dafür.
Technischer Hintergrund
Abhängig von ihrer Anwendung kann eine Leistungsübertragungsvorrichtung bzw. Leistungsgetriebevorrichtung eine Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs bzw. eine Selbsthemmungsfunktion erfordern. In der Patentschrift 1 ist eine Konfiguration offenbart, bei der ein Drehzahlreduktionsmechanismus mit einem Anfangswirkungsgrad von 40% oder mehr als ein Drehzahlreduktionsmechanismus eines Antriebssystems geeignet ist, und Mittel zum Aufbringen einer Reibkraft, die immer einen Widerstand während des Betriebs aufgrund von Reibung vorsehen werden, die zwischen irgendeinem sich drehenden Glied des Leistungsübertragungspfades des Drehzahlreduktionsmechanismus auftritt, an irgendeiner Position im Leistungsübertragungspfad angeordnet.
Diese Erfindung verwendet die Differenz zwischen statischer Reibung und dynamischer Reibung oder die Differenz zwischen Startwirkungsgrad und Betriebswirkungsgrad zum Verwirklichen einer „Rückwärtsdrehsperre“ und hat Merkmale, wie beispielsweise dass der Betriebswirkungsgrad selbst des Drehzahlreduktionsmechanismus der Leistungsübertragungsvorrichtung hoch ist und der Anfangswirkungsgrad durch die Mittel zum Aufbringen von Reibung niedrig gemacht wird. Da die Reibkraft, die von den Mitteln zum Aufbringen einer Reibkraft abgegeben wird, sinkt, wenn der Drehzahlreduktionsmechanismus sein Drehung beginnt, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung den Betrieb derart ausführen, dass sie ihren inhärenten Wirkungsgrad verbessert, sobald sie gestartet hat.
Bei dieser nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-301278 wird zusätzlich ein innen eingreifender Planetengetriebemechanismus mit einer Eingangswelle, einem Exzenterkörper, der an der Eingangswelle vorgesehen ist, einem außenverzahnten Zahnrad, welches exzentrisch über den Exzenterkörper oszilliert, und ein innenverzahntes Zahnrad, mit dem das außenverzahnte Zahnrad von Innen in Eingriff steht, als ein Beispiel des Drehzahlreduktionsmechanismus mit großem Anfangswirkungsgrad genommen.
Da jedoch die Technik, die in dieser Patentschrift 1 offenbart wird, einen „durch Reibung verursachten Widerstand“ im Leistungsübertragungspfad vorsieht, tritt entsprechend unvermeidlicherweise die Verringerung des Wirkungsgrades auf (obwohl der dynamische Reibungskoeffizient klein ist). Daher wird es bei einer Vorrichtung, die zu verwenden ist, während sie sich andauernd bewegt (ohne wiederholtes Starten und Stoppen), wie beispielsweise ein Paneel für die photovoltaische Leistungserzeugung aus Sonne oder eine Antriebseinheit eines Windleistungserzeugungssystems, als problematisch angesehen, dass dieser Effekt nicht immer gezeigt werden kann.
Die Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades eines einfachen Antriebssystems, welches den obigen „abzugebenden Reibungswiderstand“ kleiner macht, ist direkt mit einer Verschlechterung der Funktion des Verhinderns eines umgekehrten Antriebs bzw. einer Rücklaufsperre verbunden. Bei einer Solarleistungserzeugungsvorrichtung wurde in jüngster Zeit auch die Technik der Bestrahlung eines Wandlers mit Licht, welches unter Verwendung einer Linse konzentriert wurde, vorgeschlagen, um den Leistungserzeugungswirkungsgrad zu verbessern. Bei dieser Vorrichtung ist eine außerordentlich genaue Positionierung (Nachführung) der Sonne nötig. Das heißt, eine leistungsfähige Funktion zum Verhindern eines Rücklaufs ist erforderlich, da weder Beschleunigung noch Abbremsung zusätzlich zur Rückwärtsdrehung bezüglich des normalen Antriebs (Nachführung) des Leistungserzeugungspaneels gestattet ist. Zusätzlich ist es auch bei der Windleistungserzeugung nötig, die Richtung des Nasenkegels bzw. Führungskegels eines Windmühlenblattes mit der Richtung auszurichten, aus der der Wind bläst, und die Anstellung des Windmühlenblattes in einem Zustand zu halten, wo es wenig Windwiderstand gibt, um das System beispielsweise zum Zeitpunkt eines Sturms zu schützen. Das heißt, die leistungsfähige Funktion zum Verhindern einer umgekehrten Drehung ist auch hier erforderlich.
Darüber hinaus ist bei der Vorrichtung gemäß der Patentschrift 1 ein Getriebemechanismus zur Leistungsübertragung eingesetzt. Da der Leergang bzw. das Spiel durch Eingriff unvermeidlicherweise auftritt, wird daher die Vorrichtung als problematisch angesehen, insbesondere bei einer Anwendung, die eine weit entwickelte Positionierungsgenauigkeit erfordert. Da das Spiel als Schwingung des Windmühlenblattes scheint, ist es beispielsweise im Fall des Windleistungserzeugungssystems ebenfalls nicht wünschenswert, dass das Spiel vorhanden ist.
DE 198 57 031 A1 beschreibt ein innen eingreifendes Umlaufgetriebe mit einem innenverzahnten Zahnrad und einem außenverzahnten Zahnrad. Die Zähne des innenverzahnten Zahnrades werden durch Stifte erzeugt, deren beiden Enden gestützt sind und auf denen Wälzlager aufgesetzt sind. Die Stifte können frei eingeschoben werden ohne die an einer vorbestimmten Eingriffsposition angeordneten Zahnoberflächen mit Druck zu beaufschlagen.
EP 0 347 738 A2 offenbart eine Pumpe für Strömungsmittel und ein iteratives Herstellungsverfahren, welches zum Ziel hat, ein möglichst geringes Spiel zwischen einem Rotor und einem darin laufenden Sternkörper vorzusehen.
DE 196 00 191 A1 offenbart ein Planetengetriebe mit einem innenverzahnten Zahnrad mit halbkreisförmigen Zähnen und einem darin eingreifenden außenverzahnten Zahnrad. Es werden Verfahren zur Optimierung der Zahnform vorgestellt, um die Flächenpressung in der Verzahnung zu verringern.
EP 1 559 610 A2 offenbart eine Getriebevorrichtung mit außen- und innenverzahnten Zahnrädern, die beispielsweise zum Einstellen eines Automobilsitzes geeignet ist. Ein Zwischenring, der sowohl innen als auch außen Zähne aufweist, ist zwischen dem innenverzahnten und dem außenverzahnten Zahnrad vorgesehen.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die oben dargelegten Probleme zu lösen, und ein Ziel davon ist, eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit hohem inhärenten Antriebswirkungsgrad und einer starken Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs vorzusehen, und die Möglichkeit zu haben, ein Spiel zu minimieren, und das bei einer Anwendung, die immer kontinuierlich angetrieben wird, beispielsweise bei einer Anwendung wie der Solarleistungserzeugung oder der Windleistungserzeugung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.
Ein innen eingreifender Planetengetriebemechanismus mit einer Eingangswelle, einem Exzenterkörper, der an der Eingangswelle vorgesehen ist, einem außenverzahnten Zahnrad, welches exzentrisch über den Exzenterkörper oszilliert, und einem innenverzahnten Zahnrad wird offenbart. Mit dem innenverzahnten Zahnrad steht das außenverzahnte Zahnrad von Innen in Eingriff, und die Relativdrehung zwischen dem außenverzahnten Zahnrad und dem innenverzahnten Zahnrad als Ausgangsgröße nach außen führt, während eine oszillierende Komponente des außenverzahnten Zahnrades aufgenommen wird, wobei das außenverzahnte Zahnrad mit dem innenverzahnten Zahnrad in einer Presspassung montiert ist, wodurch die obigen Probleme gelöst werden.
Der innen eingreifende Planetengetriebemechanismus ist als Grundkonfiguration des Drehzahlreduktionsmechanismus vorgesehen, und es wird nicht „Reibungswiderstand‟ sondern „Passwiderstand“ durch eine Presspassung bzw. einen Festsitz an das Antriebssystem abgegeben, und zwar als eine Konfiguration, die in zuverlässiger Weise eine Funktion zum Verhindern einer umgekehrten Drehung garantiert.
Es kann gesagt werden, dass in vorzüglicher Weise die Eigenschaften des Leistungsübertragungsbetriebs des innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus verwendet werden. Der Ausdruck „innen eingreifender Planetengetriebemechanismus“ meint eine Struktur, bei der ein Planetengetriebemechanismus, der von innen das innenverzahnte Zahnrad berührt, während das außenverzahnte Zahnrad oszilliert, und ein innenverzahnter Mechanismus mit gleichförmiger Geschwindigkeit, der nur die Relativdrehung des außenverzahnten Zahnrades und des innenverzahnten Zahnrades als eine Ausgangsgröße hinausführt, während die oszillierende Komponente der Oszillationsbewegung des außenverzahnten Zahnrades aufgenommen wird.
Wie unten im Detail beschrieben, wird bei dieser Struktur, wenn das außenverzahnte Zahnrad durch die Drehmomenteingabe von der Eingangswelle „oszilliert wird“ ein Spiel voraus in der Richtung der axialen Drehung des außenverzahnten Zahnrades gebildet (des innenverzahnten Zahnrades, wenn die axiale Drehung des außenverzahnten Zahnrades eingeschränkt bzw. gestoppt ist und die Ausgabe aus dem innenverzahnten Zahnrad vorgenommen wird), und zwar aufgrund einer elastischen Verformung durch eine Antriebskraft, das Oszillieren kaum behindert, und zwar ungeachtet dessen, ob der Passwiderstand vorhanden ist, und somit kann das außenverzahnte Zahnrad sanft gedreht werden. Wenn das Drehmoment zum direkten „Drehen“ des außenverzahnten Zahnrades (des innenverzahnten Zahnrades im Fall der Ausgabe aus dem innenverzahnten Zahnrad) (in Umfangsrichtung) durch das Drehmoment aufgebracht wird, welches von der Ausgangswelle eingegeben wird, wird übrigens dieses „Rotationsdrehmoment“ kaum in die „Oszillation“ des außenverzahnten Zahnrades umgewandelt, und dies wirkt als starker Widerstand in Zusammenarbeit mit dem Vorhandensein des Passungswiderstandes.
Da die Eigenschaften, dass der Betriebswirkungsgrad hoch ist und der umgekehrte Antrieb hart bzw. kaum vorhanden ist, zum Zeitpunkt des Betriebs oder zum Zeitpunkt eines Stopps indifferent sind, wird ein hervorragender Betrieb auch bei einer Anwendung erreicht, bei der der Betrieb kontinuierlich ist, und auch bei Anwendungen, bei denen Start/Stopp oder Beschleunigung/Abbremsung wiederholt werden.
Da das außenverzahnte Zahnrad und das innenverzahnte Zahnrad miteinander durch eine Presspassung in Eingriff stehen, wird zusätzlich ein Spiel im Grunde genommen nicht erzeugt (oder das Spiel ist am kleinsten, auch wenn es bezüglich der Beziehung der Genauigkeit oder Ähnlichem vorhanden ist). Entsprechend ist ein Rattern klein (beispielsweise auch wenn die Erfindung bei Anwendungen eingesetzt wird, bei denen das Starten/Stoppen oder die Beschleunigung/Abbremsung wiederholt wird), der Betrieb ist sanft und die Genauigkeit der Positionierung ist hoch.
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit einer leistungsfähigen Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs zu erhalten, obwohl der inhärente Betriebswirkungsgrad hoch ist, wobei die Vorrichtung fähig ist, ein Spiel zu minimieren und sowohl eine sanfte Drehung als auch eine hohe Positionierungsgenauigkeit hat.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration eines gesamten Solarleistungserzeugungssystems, wo ein Beispiel einer Antriebseinheit gemäß der Erfindung angewandt wird.
2 ist eine vergrößerte geschnittene Seitenansicht, wenn die Umgebung der Antriebseinheit 26 der 1 aus der Richtung eines Pfeils II angesehen wird.
3 ist eine Frontschnittansicht, wie sie aus der Richtung eines Pfeils III der 2 zu sehen ist.
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht von wichtigen Teilen der 3.
5 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie V-V in der Pfeilrichtung der 4 aufgenommen ist.
6 ist eine schematische Ansicht, die in übertriebener Weise eine Zahnform in einer Spielpassung abbildet.
7 ist eine schematische Ansicht, die in übertriebener Weise eine Zahnform in Anlage ohne irgendein Spiel abbildet.
8 ist eine schematische Ansicht, die in übertriebener Weise eine Zahnform in einer Presspassung bzw. einem Festsitz abbildet.
9 ist eine schematische Frontansicht eines Windleistungserzeugungssystems, bei dem eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt wird.
10 ist eine Seitenansicht des Windleistungserzeugungssystems.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die den Umriss der Antriebseinheit in diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist eine teilweise aufgebrochene Frontansicht, die eine Konfiguration nahe einem Reduktionsgetriebe zum Gierungsantrieb in diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
13 ist eine Schnittansicht des gesamten Reduktionsgetriebes für den Gierungsantrieb.
14 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie XIV-XIV in Pfeilrichtung der 13 aufgenommen ist.
15 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration nahe einem Reduktionsgetriebe zum Pitch- bzw. Anstellungsantrieb bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
16 ist eine vergrößerte Schnittansicht von wichtigen Teilen des Reduktionsgetriebes.
17 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie XVII-XVII in Pfeilrichtung der 16 aufgenommen ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung
Ein Beispiel einer Antriebseinheit eines Solarleistungserzeugungssystems, bei dem ein Reduktionsgetriebe, welches in Beziehung zu einem Beispiel einer Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist, montiert ist, wird unten im Detail beschrieben. 1 zeigt den Umriss des gesamten Solarleistungserzeugungssystems 20.
Das Solarleistungserzeugungssystem 20 ist mit einem Leistungserzeugungspaneel 22 und einem zylindrischen Ständer (Träger) 24 versehen, welcher das Leistungserzeugungspaneel 22 trägt, um elektrische Leistung aus Sonnenlicht zu ziehen. Der zylindrische Ständer 24 ist auf einem Fundament (Basis) 25 errichtet, welches in der Erde vergraben ist. Eine Antriebseinheit 26 zum Antrieb des Leistungserzeugungspaneels 22 ist an einem oberen Teil des zylindrischen Ständers 24 angeordnet und aufgenommen.
Um den Wirkungsgrad der Leistungserzeugung auf sein höchstes Niveau zu verbessern, wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Konfiguration eingesetzt, bei der Sonnenlicht unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Linse fokussiert wird, während konstant die Position der Sonne nachverfolgt wird, wodurch die Einstrahlung auf mehrere hundert Mal der Intensität vergrößert wird, und dann auf einen Wandler aufgebracht wird. Aus diesem Grund ist die Abmessung dp des Leistungserzeugungspaneels 22 in Dickenrichtung beträchtlich groß im Vergleich zum herkömmlichen Leistungserzeugungspaneel (2). Es ist nötig, dass das Leistungserzeugungspaneel 22 der Sonne mit großer Genauigkeit folgt. Daher ist das Paneel mit der Antriebseinheit 26 versehen, wie sie unten im Detail in 2 gezeigt ist.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, wobei die Umgebung der Antriebseinheit 26 der 1 zu sehen ist, 3 ist eine Frontschnittansicht, wie sie aus der Richtung eines Pfeils III in 2 zu sehen ist, 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht von wichtigen Teilen der 3; und 5 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie V-V der 4 aufgenommen ist.
Mit Bezug auf die 2 bis 4 ist die Antriebseinheit 26 mit einem Reduktionsgetriebe 26A (Leistungsübertragungsvorrichtung) versehen, um eine Drehbewegung vorzusehen (zum horizontalen Antrieb), welche die Drehzahl eines Motors M1 reduziert. Das Reduktionsgetriebe 26A setzt einen innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus ein und hat ein Durchgangsloch 30, um zu gestatten, dass ein Leistungskabel oder Ähnliches dort hindurch eingeführt wird, und es ist, was das Wichtigste ist, innerhalb des obersten Teils des zylindrischen Ständers 24 aufgenommen und darin angeordnet. Zusätzlich dazu ist die Antriebseinheit 26 auch mit einem Reduktionsgetriebe 26B (Leistungsübertragungsvorrichtung) zum Kippen (zum vertikalen Antrieb) versehen, welche an einer Ausgangswelle 74 des Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen installiert ist. Das Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen und das Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen sind im Grunde genommen das gleiche Reduktionsgetriebe, außer was die Ausgangswelle und ein Anbringungsgehäuse betrifft. Daher wird zur vereinfachten Darstellung hier das Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen im Detail beschrieben.
Mit Bezug auf die 3 bis 5 ist das Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen mit einer Eingangswelle 44 versehen, welche die Drehung eines Ritzels 40 des Motors M1 über ein Zahnrad 42 aufnimmt. Beim Zahnrad 42 sind die Zahnradkörper 42A und 42B miteinander durch einen Bolzen bzw. eine Schraube 43 verbunden, so dass sie in einem sogenannten Scherenzustand sind, und ein Spiel wird fast vollständig auf Null gebracht. Die Eingangwelle 44 hat einen Exzenterkörper 46 an einem Teil ihres Außenumfangs. Ein außenverzahntes Zahnrad 54 ist exzentrisch oszillierend und in drehbarer Weise an einem Außenumfang des Exzenterkörpers 46 über ein Kugellager 50 montiert. Das außenverzahnte Zahnrad 54 greift von innen in ein innenverzahntes Zahnrad 60 ein. Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel, obwohl zwei außenverzahnte Zahnräder 54 parallel mit einer Exzenterphasendifferenz von 180 Grad vorgesehen sind, um ihre Kapazität bzw. Tragfähigkeit zu vergrößern, ihre grundlegende Struktur die gleiche wie jene von jedem außenverzahnten Zahnrad 54.
Das innenverzahnte Zahnrad 60 ist mit rollenartigen äußeren Stiften 60A als innere Zähne versehen. Die äußeren Stifte (inneren Zähne) 60A des innenverzahnten Zahnrades 60 sind bezüglich ihrer Anzahl um eins größer als die Anzahl der äußeren Zähne 54A des außenverzahnten Zahnrades 54. Das innenverzahnte Zahnrad 60 ist mit einem ersten Gehäuse (Hauptgehäuse) 62 des Reduktionsgetriebes 26A integriert.
Ein zweites Gehäuse 64 und ein drittes Gehäuse 66, die als eine Reduktionsgetriebeabdeckung dienen, sind mit beiden axialen (vertikalen) Seitenteilen des ersten Gehäuses 62 jeweils über Bolzen bzw. Schrauben 68 verbunden. Das dritte Gehäuse 66 ist mit einem zylindrischen Teil 66A und einem Flansch 66B versehen, und das Reduktionsgetriebe 26A ist an dem zylindrischen Ständer 24 festgelegt, indem der Flansch 66B an einem oberen Flansch 24B mit Schrauben 63 befestigt ist, welcher integral mit dem zylindrischen Ständer 24 ausgeformt ist. Zusätzlich wird die Ausgangswelle 74 durch ein Paar von Lagern 70 und 72 getragen, die an den Enden des zylindrischen Teils 66A angeordnet sind.
Ein Innenbolzen 76 ist in einen Flanschteil 74A der Ausgangswelle 74 pressgepasst, und der Innenbolzen 76 ist lose in ein Innenbolzenloch 78 des außenverzahnten Zahnrades 54 gepasst. Ein innerer Wälzkörper 82 ist drehbar auf den Innenbolzen 76 gesetzt und somit wird die Reibung zum Innenbolzenloch 78 verringert.
Die zuvor erwähnte Eingangswelle 44 ist an beiden Enden durch ein Paar von Lagern 84 und 86 durch die Ausgangswelle 74 und das zweite Gehäuse 64 getragen. Die Eingangswelle 44 und die Ausgangswelle 74 haben Durchgangslöcher 30 (ein Eingangswellendurchgangsloch 30A und ein Ausgangswellendurchgangsloch 30B), die an radial mittleren Teilen davon axial ausgebildet sind.
Ein Rohr 92 ist in dem Durchgangsloch 30 angeordnet, sodass es dort hindurch verläuft. Ein Ende des Rohrs 92 wird von einem vierten Gehäuse 69 des Reduktionsgetriebes 26A getragen, und das andere Ende wird durch einen Deckel (Glied) 94 getragen, der mit der Ausgangswelle 74 mittels einer Schraube 75 integriert ist.
O-Ringe (der Bauart zur Maschinenabdichtung) 96 und 98 sind jeweils zwischen den jeweiligen Tragteilen vorgesehen, d.h. dem Außenumfang des Rohrs 92 und dem vierten Gehäuse 69 und dem Deckel 94 (mit der Ausgangswelle 74 integriert), wodurch die Innenseite des Reduktionsgetriebes 26A von der äußeren Umgebung isoliert ist. Anders gesagt, das Rohr 92 dient auch als ein Gehäuse an der Innenumfangsseite des Reduktionsgetriebes 26A und bildet einen Raum, der Schmiermittel aufnimmt.
Zusätzlich stellt das Bezugszeichen 100 einen Dichtungsring dar, das Bezugszeichen 102 stellt ein Fenster zur Überprüfung und zum Ersatz des Motors dar, und das Bezugszeichen 104 stellt eine Öffnungs- und Verschlusstür zum Öffnen und Schließen des Fensters 102 dar.
Hauptsächlich wiederum mit Bezug auf die 2 und 3 ist die Ausgangswelle 74 des Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen mit einer Drehbefestigung 74C versehen, die über eine Passfeder 74B angeschlossen ist. Das Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen ist mit der Drehbefestigung 74C über eine Schraube 110 verbunden, und die Ausgangswelle 112 des Reduktionsgetriebes 26B zum Kippen wird drehbar von den Traglöchern 114 und 116 getragen. Die Ausgangswelle 112 des Reduktionsgetriebes 26B zum Kippen ist mit einer Paneelhaltebefestigung 120 zum Anbringen des Leistungserzeugungspaneels 22 über eine Passfeder 112A verbunden. Zusätzlich hat das Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen, wie oben erwähnt, im Grunde genommen vollständig die gleiche Konfiguration wie das Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen, welches schon beschrieben wurde, außer das die Form der Ausgangswelle 112 abweicht.
Hier wird im Detail der Eingriffszustand des außenverzahnten Zahnrades 54, des innenverzahnten Zahnrades 60 usw. beschrieben. Wie oben erwähnt, wird in diesem Ausführungsbeispiel das außenverzahnte Zahnrad 54 mit dem innenverzahnten Zahnrad 60 in einer Presspassung montiert. Hier bedeutet „Presspassung“ eine Beziehung, bei der das außenverzahnte Zahnrad 54 und das innenverzahnte Zahnrad 60 nicht aneinander montiert werden können (miteinander in Eingriff gebracht werden können), wenn sie in einer normalen Montageumgebung sind, d.h. unter der Bedingung, dass die Temperaturen der Zahnräder die Gleichen sind.
6 bildet schematisch und in übertriebener Weise eine herkömmliche Zahnform in einer Spielpassung ab, 7 bildet schematisch und übertrieben eine theoretische Zahnform (oder eine erzeugte Zahnform) ab, die überhaupt kein Spiel hat, und 8 bildet schematisch und in übertriebener Weise eine Zahnform in einer Presspassung ab. Wie in 6 gezeigt, wurde bei dieser Art von innen eingreifendem Planetengetriebemechanismus die Montage des außenverzahnten Zahnrades 54 und des innenverzahnten Zahnrades 60 in herkömmlicher Weise in einer „Spielpassung“ ausgeführt, die ein Spiel von - (minus) 0,1% bis - 0,05% bezüglich des Durchmessers von der Mitte des außenverzahnten Zahnrades 54 zu einem Eingriffspunkt mit dem innenverzahnten Zahnrad 60 des äußeren Zahns 54A des außenverzahnten Zahnrades 54 hat. Entsprechend könnten das außenverzahnte Zahnrad 54 und das innenverzahnte Zahnrad 60 aneinander montiert werden (in Eingriff miteinander gebracht werden), da sie in einer normalen Montageumgebung gleich sind, d.h., unter der Bedingung, dass die Temperaturen der Zahnräder gleich sind. Jedoch wird bei diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 8 gezeigt ist, die Montage des außenverzahnten Zahnrades 54 und des innenverzahnten Zahnrades 60 in einer „Presspassung“ von beispielsweise + (plus) 0,005% bis +0.1% ausgeführt, ein Zustand, in dem die Zahnräder nicht einfach aneinander montiert werden können, so wie sie sind.
Es können einige Techniken eingesetzt werden, um diesen Zustand zu bilden.
Es wird beispielsweise, wie unten gezeigt, in Betracht gezogen, dass die Abmessung des herkömmlichen „Index s“, wie in 6 gezeigt, auf die Abmessungen des „Index t“ gesetzt wird, wie in 8 gezeigt, und zwar mit Bezug auf die Abmessung des „Index r“, in einer theoretischen Zahnform (oder einer erzeugten Zahnform), die überhaupt nicht das in 7 gezeigte Spiel hat.

a) Ein herkömmlicher Durchmesser D1s, der größer war als ein Durchmesser D1r des Kreises, der die am weitesten innen liegenden Umfangspunkte (Spitzen) der äußeren Stifte (inneren Zähne) 60A des innenverzahnten Zahnrades 60 verbindet, wird auf D1t gesetzt, was kleiner ist als der Durchmesser D1r (D1s>D1r>D1t).
b) Ein herkömmlicher Durchmesser L1s, der kleiner als eine Abmessung L1r von der Achse O1 des außenverzahnten Zahnrades 54 zur Spitze des außenverzahnten Zahnrades 54 war, wird auf L1t gesetzt, was größer als die Abmessung L1r ist (L1s<L1r<L1t).
c) Eine herkömmliche Abmessung L2s, die größer war als eine Abmessung L2r von einer Achse O2 des innenverzahnten Zahnrades 60 zu den am weitesten außen liegenden Umfangspunkten (Zahnfüße) der äußeren Stifte 60A des innenverzahnten Zahnrades 60 war, wird auf eine Abmessung L2t gesetzt, die kleiner als die Abmessung L2r ist (L2s>L2r>L2t).
d) Ein herkömmlicher Durchmesser ds, der kleiner als der Duchmesser dr der äußeren Stifte 60A war, wird auf eine Abmessung dt gesetzt, die größer als der Durchmesser dr ist (ds<dr<dt).

Kurz zusammengefasst, kann gesagt werden, dass, wenn die Zahnform, d.h. die theoretische Zahnform (oder die erzeugte Zahnform) von sowohl dem außenverzahnten Zahnrad 54 als auch dem innenverzahnten Zahnrad 60 in einem Zustand, wo die Zahnräder aneinander ohne irgendein Spiel und ohne irgendeine elastische Verformung an ihrem Eingriffsteil anliegen, als eine anliegende Zahnform definiert ist, ein gewisser Teil der Zahnform des außenverzahnten Zahnrades 54 oder des innenverzahnten Zahnrades 60 in einem Zustand des Überhangs bzw. Übermaßes zu seinem dazu passenden Zahnrad vergleichsweise mehr ausgeformt ist als die anliegende Zahnform. Zusätzlich weist das Konzept bzw. der Ausdruck „ein gewisser Teil der Zahnform“ auf, dass ein gewisser Teil der äußeren Zähne von allen äußeren Zähnen oder ein gewisser Teil der inneren Zähne von allen inneren Zähnen ist. Beispielsweise können in 7. diese Techniken nur für verschiedene äußere Zähne 54Ar (beispielsweise für jedes zweite Teil oder für mehrere Teile der äußeren Zähne) von 17 Zähnen oder äußeren Zähnen 54Ar verwendet werden. In anderer Weise können diese Techniken nur für verschiedene äußere Stifte 60Ar (beispielsweise für jedes zweite Teil oder eine Vielzahl von Teilen der äußeren Stifte) von 18 Zähnen oder äußeren Stiften (inneren Zähnen) 60Ar verwendet werden. Dies kann weiter den Betriebswirkungsgrad verbessern, während kaum ein Effekt des Verhinderns eines umgekehrten Antriebs verringert wird.
Darüber hinaus kann als Modifikation dieser Techniken beispielsweise e) eine Technik eingesetzt werden, bei der eine herkömmliche Exzentrizität ΔEs, die kleiner war als die Exzentrizität ΔEr des außenverzahnten Zahnrades 54, auf eine Exzentrizität ΔEt eingestellt wird, die größer ist als die Exzentrizität ΔEr (ΔEs<ΔEr<ΔEt). Kurz zusammengefasst, bei dieser Technik kann gesagt werden, dass, wenn die Exzentrizität des außenverzahnten Zahnrades 54 in einem Zustand, wo das außenverzahnte Zahnrad 54 und das innenverzahnte Zahnrad 60 aneinander ohne irgendein Spiel und ohne irgendeine elastische Verformung an ihrem Eingriffsteil anliegen, als eine anliegende Exzentrizität ΔEr definiert wird, die Exzentrizität ΔEt des außenverzahnten Zahnrades 54 auf einen Wert eingestellt wird, der größer ist als die anliegende Exzentrizität ΔEr.
Da die Technik des Erreichens einer Presspassung durch zunehmenden Betrieb bzw. zunehmende Veränderung der Exzentrizität nur ausreichend ausgeführt wird, indem die Formposition eines Exzenterkörperloches 54h (eines Loches in Eingriff mit dem Wälzlager 50), welches in dem außenverzahnten Zahnrad 54 ausgeformt ist, im Großen und Ganzen größer als eine Abmessung ausgeführt wird, die einer normalen Exzentrizität äquivalent ist, kann eine Veränderung der Konstruktion in einem herkömmlichen Artikel bzw. einer herkömmlichen Maschine so unterdrückt werden, dass sie klein ist.
Zusätzlich sind alle obigen Techniken Beispiele einer Einstellung, und die Anwendung von anderen Techniken ist nicht ausgeschlossen. Zusätzlich kann irgendeines der obigen Beispiele von Einstellungen eingesetzt werden und zwei oder mehr Beispiele der Einstellungen können in geeigneter Weise in Kombination angewendet werden. In einem Fall, wo beispielsweise der Durchmesser (die Form der inneren Zähne) der äußeren Stifte 60A auf der Seite des innenverzahnten Zahnrades 60, abgesehen von der Größe, verändert ist, kann darüber hinaus, falls es besser ist, dass die Form der Zahnform 54A des außenverzahnten Zahnrades 54 gemäß dem veränderten Durchmesser (der Form der inneren Zähne), verändert wird, dies natürlich ausgeführt werden. In dieser Hinsicht ist als eine Folge der Eingriff in einer Presspassung erforderlich.
Das außenverzahnte Zahnrad 54 und das innenverzahnte Zahnrad 60 haben Abmessungen, die so eingestellt sind, dass sie in dieser Weise eine „Presspassung“ werden und in einem eingreifenden Zustand mit Kraft in einem Montageverfahren montiert werden, wie beispielsweise einem Schrumpfpassvorgang, der die Temperatur des innenverzahnten Zahnrades 60 hoch macht, einem Kühlpassvorgang, der die Temperatur des außenverzahnten Zahnrades 54 niedrig macht, oder einem (Längs-)Presspassvorgang.
Als nächstes wird der Betrieb des Solarleistungserzeugungssystems 20 mit Konzentration auf dem Betrieb der Antriebseinheit 26 beschrieben.
Wenn das Ritzel 40 des Motors M1 sich dreht, dreht sich das Zahnrad 42 und die Eingangswelle 44 dreht sich integral mit dem Zahnrad 42. Da der Exzenterkörper 46 integral auf der Eingangswelle 44 ausgeformt ist, beginnt das außenverzahnte Zahnrad 54, sich exzentrisch über das Wälzlager 50 durch die Drehung der Eingangswelle 44 zu drehen. Da jedoch das außenverzahnte Zahnrad 54 von innen mit dem innenverzahnten Zahnrad 60 in Eingriff steht, und da das innenverzahnte Zahnrad 60 mit dem ersten Gehäuse 62 integriert ist und in einem festgelegten Zustand gehalten wird, wird die freie Drehung des außenverzahnten Zahnrades 54 eingeschränkt, und die Eingriffsposition der äußeren Stifte (inneren Zähne) 60A des innenverzahnten Zahnrades 60 und der äußeren Zähne 54A des außenverzahnten Zahnrades 54 verschieben sich sequentiell beim Oszillieren. Als eine Folge verschiebt sich bezüglich des innenverzahnten Zahnrades 60 nur die Phase des außenverzahnten Zahnrades 54 (axiale Drehung) um einen Winkel, der einer Differenz der Zähnezahl dazwischen äquivalent ist, und zwar immer dann, wenn die Eingangswelle 44 eine Drehung ausführt. Die Richtung, in der die Eingriffsposition sich verschiebt, fällt mit der Drehrichtung (d.h. der Richtung, in der sich der Exzenterkörper dreht: beispielsweise der Pfeil A) der Eingangswelle 44 zusammen, und die axiale Drehrichtung (d.h. die Drehrichtung der Ausgangswelle 74: in diesem Fall der Pfeil B) des außenverzahnten Zahnrades 54 wird eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Eingangswelle 44. Die oszillierende Komponente des außenverzahnten Zahnrades 54 wird durch die lose Passung zwischen dem inneren Wälzkörper 82 und dem Innenbolzenloch 78 aufgenommen, und nur eine Axialdrehungskomponente wird auf die Ausgangswelle 74 über den Innenbolzen 76 und den inneren Wälzkörper 82 übertragen.
Zusätzlich wird der Betrieb einer „Presspassung“ zu diesem Zeitpunkt unten beschrieben.
Die Drehung der Ausgangswelle 74 wird aus der Drehbefestigung 74C über die Passfeder 74B herausgeführt. Dadurch drehen sich das Reduktionsgetriebe 26B für die Kippbefestigung und die Drehbefestigung 74C und die Ausgangswelle 112 horizontal, und die Paneelhaltebefestigung 120, die an der Ausgangswelle 112 angebracht ist, dreht sich horizontal, wodurch das Leistungserzeugungspaneel 22, welches an der Paneelhaltebefestigung 120 angebracht ist, sich horizontal dreht. Als eine Folge kann das Leistungserzeugungspaneel 22 in eine gewünschte Richtung geleitet werden.
Andrerseits wird das Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen durch genau den gleichen Betriebsvorgang angetrieben, und die Ausgangswelle 112 wird gedreht, wodurch die Paneelhaltebefestigung 120, die sich über die Passfeder 112A integral mit der Ausgangswelle 112 dreht, sich vertikal dreht (siehe 2). Als eine Folge kann das Leistungserzeugungspaneel 22 zum gewünschten Höhenwinkel geleitet werden.
Der innen eingreifende Planetengetriebemechanismus, der bei dem Reduktionsgetriebe 26A verwendet wird, ist kompakt, kann ein starkes Reduktions- bzw. Untersetzungsverhältnis erreichen und kann mit Spiel auch in einem engen zylindrischen Ständer 24 aufgenommen und angeordnet werden.
Da das Durchgangsloch 30 (das Eingangswellendurchgangsloch 30A und das Ausgangswellendurchgangsloch 30B) in dem Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen derart ausgeformt ist, dass es dort hindurch verläuft, kann zusätzlich ein Leistungskabel, welches hier nicht gezeigt ist, durch das Loch eingeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Rohr 92 zusammen mit den O-Ringen 96 und 98 (Bauart einer Maschinenabdichtung) in dem Durchgangsloch 30 angeordnet, und das Rohr 92 ist auch derart ausgeführt, dass es als ein Gehäuse an der Innenumfangsseite des Reduktionsgetriebes 26A wirkt. Daher kann verhindert werden, dass ein in das Rohr 92 eingefügtes Leistungskabel durch die Drehung der Eingangswelle 44 mit hoher Drehzahl beschädigt wird. Durch Anwesenheit des Rohrs 92 ist zusätzlich das Reduktionsgetriebe 26A innerhalb der zylindrischen Ständer 24, und seine Innenseite ist vollständig von der Umgebung isoliert. Daher kann verhindert werden, dass das Reduktionsgetriebe 26A direkt Regen, Staub, der Sommerhitze, Schnee, Frost oder Ähnlichem im Winter ausgesetzt wird, die zeitliche Haltbarkeit ist hoch und Probleme, wie beispielsweise eine Fehlfunktion, treten kaum auf.
Zusätzlich kann effektiv verhindert werden, dass beispielsweise ein Tier oder ein wilder Vogel sich im Antriebssystem des Reduktionsgetriebes 26A fängt, oder im Gegensatz dazu kann auch effektiv verhindert werden, dass das Reduktionsgetriebe 26A durch ein Tier oder einen wilden Vogel beschädigt wird.
Zusätzlich wird Regen, der durch die Drehbefestigung 108 hindurch gekommen ist, oder Ähnliches, verteilt, nachdem er durch die Innenseite des Rohrs 92 zur Erde geleitet wird. Obwohl das Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen nicht in dem zylindrischen Ständer aufgenommen ist, kann zusätzlich fast der gleiche Effekt erreicht werden, da das Reduktionsgetriebe in einem abgedichteten Gehäuse aufgenommen ist.
Zusätzlich kann ein Ersatz des Motors M1 im zylindrischen Ständer 24 oder eine Instandhaltung des Reduktionsgetriebes 26A durch das Fenster 102 ausgeführt werden, indem die Öffnungs- und Verschlusstür 104 geöffnet und geschlossen wird.
Hier wird der Betrieb der „Presspassung“ des außenverzahnten Zahnrades 54 und des innenverzahnten Zahnrades 60 beschrieben:

Obwohl zur Bequemlichkeit die Beschreibung unter Verwendung des Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen als Beispiel dargelegt wird, ist die Situation auch beim Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen genau die Gleiche. Wenn das Leistungserzeugungspaneel 22 dazu tendiert, sich unter dem Einfluss des Windes zu drehen, tritt ein Zustand auf, in dem Drehmoment von der Ausgangswelle 74 auf das Reduktionsgetriebe 26A aufgebracht wird.

<Wenn das Reduktionsgetriebe 26A gestoppt ist>
Wenn beispielsweise das Leistungserzeugungspaneel 22 bei der Nacht oder Ähnlichem nicht angetrieben wird, ist das Reduktionsgetriebe 26A gestoppt. Wenn das Leistungserzeugungspaneel 22 Wind aufnimmt und Drehmoment von der Ausgangswelle 74 aufgebracht wird, tendiert zu diesem Zeitpunkt das Drehmoment dazu, den Teil des Innenbolzenlochs 78 des außenverzahnten Zahnrades 54 in einer Umfangsrichtung über den ,,Innenbolzen 76" zu drehen.
Wenn jedoch das Drehmoment in Umfangsrichtung von der Position des Innenbolzenlochs 78 aufgebracht wird, wird eine zu vernachlässigende Kraft in der Richtung aufgebracht, in der die Eingriffsposition nicht in Richtung eines Vektors verändert ist. Darüber hinaus stehen das außenverzahnte Zahnrad 54 und (die äußeren Stifte 60A des) innenverzahnten Zahnrades 60 miteinander in einem zusammengedrückten (elastisch verformten) Zustand durch eine Presspassung in Eingriff. Daher kann im Vergleich dazu, wenn die Zahnräder miteinander in einer Spielpassung in Eingriff stehen, die Eingriffsposition nicht verändert werden, und das außenverzahnte Zahnrad 54 kann nicht beginnen zu oszillieren oder sich axial zu drehen, außer wenn das weitere Drehmoment, welches ausreichend ist, um die elastische Verformung zu überwinden, die durch diese Kompression bzw. Pressung verursacht wird, nicht aufgebracht wird. Entsprechend kann das Leistungserzeugungspaneel 22 einen angehaltenen Zustand auch gegen starke Winde beibehalten, und zwar im Vergleich dazu, wenn die Zahnräder in einer Presspassung sind.
<Start durch den Motor M1>
Wenn die Eingangswelle 44 durch den Motor M1 gedreht wird, tritt die notwendige Kraft zur Bewegung der radialen Position des außenverzahnten Zahnrades 54 über den Exzenterkörper 46 und das Wälzlager 50 auf. Das heißt, wenn ein Antrieb durch den Motor M1 vorliegt, wird eine Kraft sehr effektiv in einer Richtung aufgebracht, in der die Eingriffsposition gegenüber der vorherigen Ausgangsseite verschoben ist, außer wenn das Drehmoment in Umfangsrichtung eingegeben wird. Daher kann die Oszillationsbewegung ausreichend durch die Antriebskraft des Motors M1 gestartet werden, und das außenverzahnte Zahnrad 54 beginnt sich zu drehen (Axialdrehung).
<Kontinuierlicher Antrieb durch den Motor M1 (nach dem Start)>
Wie oben erwähnt, ist in dem Fall, wo die Eingangswelle 44 sich beispielsweise in der Richtung des Pfeils A dreht, die Richtung, in der die Eingriffsposition des au-ßenverzahnten Zahnrades 54 und des innenverzahnten Zahnrades 60 sich verschiebt, die Richtung des Pfeils A, und die Richtung, in der sich das außenverzahnte Zahnrad 54 axial dreht, ist die Richtung des Pfeils B entgegengesetzt dazu. Der Fall, wo sich die Eingangswelle 44 in der Richtung des Pfeils A dreht, wird nun betrachtet, wobei die gegenüberliegend eingreifende Seite P2, auf die das Antriebsdrehmoment des außenverzahnten Zahnrades 54 nicht aufgebracht wird, ursprünglich in eine Situation gebracht wird, wo ein Spiel geformt werden soll (siehe 6 und 7, die leicht zu verstehen sind), und zwar in dem Moment, wenn die Drehung gestartet wird, und ein geringfügiges Spiel wird auf der entgegengesetzt eingreifenden Seite P2 gemäß der „Verformung (Pressung) des außenverzahnten Zahnrades 54A“ gebildet, die durch die Antriebskraft des Motors M1 verursacht wird (ungeachtet der Presspassung). Das heißt, die Richtung, in der ein Spiel gebildet wird, ist die Vorwärtslaufrichtung der axialen Drehung des außenverzahnten Zahnrades. Sobald ein Spiel geformt ist, verschwindet der Passungswiderstand im Wesentlichen, und das außenverzahnte Zahnrad 54 kann weiter oszillieren und sich axial sanft drehen.
Auch wenn der zusätzliche Aspekt der Anwendung des „Einschränkens der axialen Drehung des außenverzahnten Zahnrades und des Drehens des innenverzahnten Zahnrades“ des innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus eingesetzt wird, ist zusätzlich der Betrieb, wo die Richtung, in der ein Spiel gebildet wird, die Vorwärtslaufrichtung der axialen Drehung des innenverzahnten Zahnrades ist, der Gleiche.
Sobald gestartet wurde, wird der Getriebe- bzw. Übertragungswirkungsgrad während des Betriebs fast vergleichbar dazu, wie wenn das Reduktionsgetriebe 26A mit der gleichen Spielpassung konfiguriert ist, wie ein herkömmliches Reduktionsgetriebe, und als eine Folge kann ein Betrieb mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden.
<Wenn eine kleine Störung während des Antriebs durch den Motor M1 verursacht wird>
Obwohl eine Störung bei der Bewegung des Leistungserzeugungspaneels in der gleichen Richtung wie der normalen Laufrichtung des Leistungserzeugungspaneels 22 und eine Störung bei der Bewegung des Leistungserzeugungspaneels in einer entgegengesetzten Richtung als Störung während des Antriebs durch den Motor M1 angesehen werden, setzt der Exzenterkörper 46 seine Drehung mit der gleichen Drehzahl fort, und das außenverzahnte Zahnrad 54 setzt seine Oszillation mit der gleichen Geschwindigkeit fort, sofern nicht die Drehzahl des Motors M1 durch die Störung in irgendeiner Richtung verändert wird. Entsprechend kann auch die Ausgangswelle 74 eine Drehung mit der gleichen Drehzahl fortsetzen.
Zusätzlich und typischerweise fällt ein größerer Teil des Betriebs in diesen Bereich.
<Wenn eine große Störung während des Antriebs durch den Motor M1 verursacht wird>
Wenn eine große Störung bei der Bewegung des Leistungserzeugungspaneels 22 in der gleichen Richtung wie der normalen Laufrichtung bewirkt wird, nimmt die Belastung des Motors M1 ab. Daher wird die elastische Verformung, die durch den Antrieb des Motors M1 beim Eingriffspunkt P1 bewirkt wird, klein, und der Passungswiderstand tritt wieder auf. Daher tritt eine Oszillation des außenverzahnten Zahnrades 54 kaum auf, und eine Beschleunigung des Leistungserzeugungspaneels 22 kann effektiv unterdrückt werden.
Da die Antriebskraft selbst des Motors M1 als ein Widerstandsfaktor aufgebracht wird, wenn eine große Störung bei der Bewegung des Leistungserzeugungspaneels 22 in einer Richtung entgegengesetzt zur normalen Laufrichtung bewirkt wird, kann zusätzlich eine Abbremsung und Rückwärtsdrehung ebenfalls verhindert werden.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann einen hohen Betriebswirkungsgrad erreichen, während sie gute Charakteristiken bei der Verhinderung eines Rückwärtsantriebs erreicht, und zwar ungeachtet dessen, ob sie angehalten ist oder kontinuierlich angetrieben wird. Das heißt, im Wesentlichen ideale Charakteristiken als Antriebseinheit des Solarleistungserzeugungssystems werden vorgesehen, und der letztendliche Leistungserzeugungswirkungsgrad kann in großem Ausmaß verbessert werden.
Obwohl das Beispiel, in dem die Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung bei dem Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen oder bei dem Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen der Antriebseinheit 26 des Solarleistungserzeugungssystems eingesetzt wird, im Detail beschrieben worden ist, kann zusätzlich, auch wenn die Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise auf eine Antriebseinheit eines Windleistungserzeugungssystems angewendet wird, der genau gleiche Betrieb, insbesondere der Betrieb, der für die „Presspassung“ vorteilhaft ist, effektiv erreicht werden.
Ein Beispiel, wo die Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf eine Antriebseinheit eines Windleistungserzeugungssystems angewendet wird, wird unten beschrieben.
9 ist eine schematische Frontansicht eines Windleistungserzeugungssystems 520, und 10 ist eine Seitenansicht des Windleistungserzeugungssystems.
Das Windleistungserzeugungssystem 520 hat eine Antriebseinheit 526 an einem obersten Teil eines zylindrischen Ständers 524. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die den Umriss der Antriebseinheit 526 zeigt. Ein Reduktionsgetriebe 526A zum Gierungsantrieb (Leistungsübertragungsvorrichtung) und ein Reduktionsgetriebe 526B zum Pitch- bzw. Anstellungsantrieb (Leistungsübertragungsvorrichtung), welche eine Modifikation davon ist, sind zur Antriebseinheit 526 zusammenmontiert. Das Reduktionsgetriebe 526A zum Gierungsantrieb wird verwendet, um den gesamten Drehwinkel der Antriebseinheit 526 zu steuern, und vier Reduktionsgetriebe sind in dem veranschaulichten Beispiel abgebildet. Das Reduktionsgetriebe 526B zum Anstellungsantrieb wird verwendet, um den Steigungswinkel der drei Windmühlenschaufeln 512 zu steuern, die an einem Führungskegel 510 angebracht sind.
12 ist eine teilweise aufgebrochene Frontansicht, die eine Konfiguration nahe dem Reduktionsgetriebe zum Gierungsantrieb 526A zeigt. 13 ist eine Schnittansicht des gesamten Reduktionsgetriebes 526A zum Gierungsantrieb, und 14 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie XIV-XIV in der Richtung des Pfeils in 13 aufgenommen ist.
Das Reduktionsgetriebe 526A zum Gierungsantrieb ist mit einer Konfiguration versehen, bei der innen eingreifende Planetengetriebemechanismen 127 und 227 mit im Wesentlichen der gleichen Konfiguration, wie die Bauart des innen eingreifenden Reduktionsplanetengetriebes beim Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen (und beim Reduktionsgetriebe 26B zum Kippen) bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel in Reihe verbunden sind. Dies kommt daher, dass das Reduktionsgetriebe 526A zum Gierungsantrieb ein sehr hohes Reduktionsverhältnis von 1/1000 bis 1/2000 benötigt, um zu funktionieren. Der innen eingreifende Planetengetriebemechanismus 127 oder 227 hat eine Eingangswelle 144 oder 244, einen Exzenterkörper 146 oder 246, der an der Eingangswelle 144 oder 244 vorgesehen ist, ein außenverzahntes Zahnrad 154 oder 254, welches exzentrisch über den Exzenterkörper 146 oder 246 oszilliert, und ein innenverzahntes Zahnrad bzw. Hohlrad 160 oder 260, mit dem das außenverzahnte Zahnrad 154 oder 254 von innen in Eingriff steht. Die Konfiguration und der Betrieb der einzelnen Glieder sind die Gleichen wie die Konfiguration und der Betrieb der entsprechenden Glieder bei dem vorangegangenen Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen. Zusätzlich ist das außenverzahnte Zahnrad 154 oder 254 mit dem innenverzahnten Zahnrad 160 oder 260 mit einer Presspassung montiert. Dieser Punkt ist der Gleiche wie bei dem vorangegangenen Reduktionsgetriebe 26A zum Drehen.
Ein Ritzel 514 zum Gierungsantrieb ist an der Ausgangswelle 274 des Reduktionsgetriebes 526A zum Gierungsantrieb angebracht. Das Ritzel 514 zum Gierungsantrieb steht innen mit einem Hohlradteil 518 in Eingriff, der einen inneren Ring des Gierungslagers 516 bildet. Der Hohlradteil 518 ist an dem zylindrischen Ständer 524 befestigt, und ein äußerer Rahmenteil 522, der einen äußeren Ring des Gierungslagers 516 bildet, ist an einem Gehäusekörper 527 der Antriebseinheit 526 befestigt. Diese Konfiguration gestattet, dass die gesamte Antriebseinheit 526 um eine Achse 523 des zylindrischen Ständers 524 durch den Eingriff zwischen dem Hohlradteil 518 des Ritzels 514 zum Gierungsantrieb und dem Gierungslager 516 durch Drehung der Ausgangswelle 274 des Reduktionsgetriebes 526A zum Gierungsantrieb gestattet.
Zusätzlich stellt das Bezugszeichen 519 der 12 eine Bremseneinheit dar, welche die Drehung der Windmühlenschaufel 512 unterdrückt und aus einem Bremsbackenträger 519A, einem Scheibenbremssattel 519B, einer Bremsscheibe 519C usw. besteht.
Zwischenzeitlich zeigt 15 eine Konfiguration, in der das Reduktionsgetriebe 526B zum Anstellungsantrieb montiert ist. 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht von wichtigen Teilen des Reduktionsgetriebes und 17 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie XVII-XVII in der Richtung des Pfeils in 16 aufgenommen ist. Bei dem Reduktionsgetriebe 526B für den Anstellungsantrieb ist ein erforderliches Reduktionsverhältnis ungefähr 1/100 bis 1/300. Daher ist ein einstutiger Getriebemechanismus 329 mit parallelen Achsen, welcher die Ausgabe eines Motors M3 an drei Systemeingangswellen 344 verteilt, während er die Drehzahl des Motors reduziert, geeignet, um an der vorhergehenden Stufe des innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus 327 angeordnet zu werden. Das heißt, die Drehung des Motors M3 wird zuerst an die drei Eingangswellen 344 über ein Ritzel 340 und drei Zahnräder 341 übertragen, die mit dem Ritzel 340 in Eingriff stehen. Jede der drei Eingangswellen 344 ist mit Exzenterkörpem 346 A und 346B versehen (siehe 16, in 17 ist der Exzenterkörper 346A nicht sichtbar). Die Exzenterphasen der (drei) Exzenterkörper 346A sind die gleichen, und ein außenverzahntes Zahnrad 354A (siehe 16, das Zahnrad ist in 17 nicht sichtbar) wird exzentrisch oszilliert. Die Exzenterphasen der (drei) Exzenterkörper 346B sind die gleichen und sie sind jeweils um 180 Grad von der Exzenterphase des Exzenterkörpers 346A verschoben, und das andere außenverzahnte Zahnrad 354B ist exzentrisch oszilliert (mit einer Phasendifferenz von 180 Grad vom außenverzahnten Zahnrad 354A).
Durch diese Struktur kann der gleiche Eingriffszustand wie beim außenverzahnten Zahnrad 54 und beim innenverzahnten Zahnrad 60 des Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen im Ausführungsbeispiel geformt werden, und die außenverzahnten Zahnräder 354A und 354B können langsam axial bezüglich des innenverzahnten Zahnrades 360 gedreht werden. Diese axialen Drehungskomponenten werden an dem Flanschteil 374A übertragen, der mit der Ausgangswelle 374 integral ist, und zwar als eine „Umdrehung“, um die Reduktionsgetriebeachse der drei Eingangswellen 344, und wird aus der Ausgangswelle 374 abgeführt.
Ein Ritzel 530 für die Anstellung ist an der Ausgangswelle 374 angebracht. Das Ritzel 530 für die Anstellung steht von innen in Eingriff mit dem Hohlradteil 534 (siehe 11, 15 und 16), der einen inneren Ring des Lagers 532 zur Anstellung bildet. Der Hohlradteil 534 ist an jedem Windmühlenblatt 512 über eine Schraube 535 befestigt.
Zusätzlich ist ein äußerer Rahmenteil 536, der einen Außenring des Lagers 532 für die Anstellung bildet, an einem Gehäusekörper 540 des Führungskegels 510 über eine Schraube 541 befestigt. Ein Gehäuse 546 des Reduktionsgetriebes 526B für den Anstellungsantrieb ist auch mit dem Gehäusekörper 540 des Führungskegels 510 über eine Schraube 543 verbunden. Durch diese Konfiguration kann der Anstellwinkel der drei Windmühlenblätter 512 gleichzeitig gesteuert werden, indem die Ausgangswelle 374 des Reduktionsgetriebes 526B zum Anstellungsantrieb gedreht wird.
Zusätzlich ist die Konfiguration von jedem Glied von jedem der innen eingreifenden Planetengetriebemechanismen 127, 227 und 327 im Grunde genommen die Gleiche wie die Konfiguration von jedem Glied in dem innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus 27 des vorangegangenen Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen. Daher werden in den Zeichnungen Bezugszeichen vergeben, deren letzte zwei Ziffern die Gleichen sind, die für die gleichen oder funktionell gleichen Teile vergeben wurden, wie für die jeweiligen Glieder in dem innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus 27 des vorangegangenen Reduktionsgetriebes 26A zum Drehen, und eine detaillierte Beschreibung der jeweiligen Glieder der innen eingreifenden Planetengetriebemechanismen 127, 227 oder 327 der Reduktionsgetriebe 526A oder 526B wird weggelassen. Zusätzlich ist ein (nicht gezeigter) Bremsenmechanismus an dem Motor M2 oder M3 angebracht, um einen Drehwinkel und einen Anstellwinkel in willkürlichen Positionen festzustellen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Drehwinkel der Antriebseinheit 526 gegenüber dem zylindrischen Ständer 524 gesteuert werden, indem das Reduktionsgetriebe 526A für den Gierungsantrieb über den Motor M2 angetrieben wird. Als eine Folge kann der Führungskegel 510 zu einer gewünschten Richtung geleitet werden (beispielsweise in eine Richtung im Wind) und der Winddruck kann effizient aufgenommen werden.
Durch Antrieb des Reduktionsgetriebes 526B für den Anstellungsantrieb über den Motor M3 kann zusätzlich der Anstellwinkel der Windmühlenblätter 512 gesteuert werden und als eine Folge kann eine vernünftige Leistungserzeugung entsprechend der Windgeschwindigkeit ausgeführt werden. Wenn beispielsweise die Windgeschwindigkeit niedrig ist, kann der Anstellwinkel so gesteuert werden, dass er in einem Winkel ist, der den Winddruck am effizientesten aufnehmen kann. Andererseits wird, wenn die Windgeschwindigkeit hoch ist, der Anstellwinkel derart gesteuert, dass er in geeigneter Weise den Winddruck verringert, der von den Windmühlenblättem 512 aufgenommen wird.
Wenn die Windgeschwindigkeit sehr hoch ist, werden zusätzlich der Drehwinkel der Antriebseinheit 526 und der Anstellwinkel der Windmühlenblätter 512 durch das Reduktionsgetriebe 526A zum Gierungsantrieb bzw. das Reduktionsgetriebe 526B für den Anstellungsantrieb gesteuert, und die Drehung der Windmühlenblätter 512 selbst wird durch die Bremseneinheit 519 gestoppt, sodass der Winddruck, der von den Windmühlenblättern 512 aufgenommen wird, auf einem Minimum ist. Entsprechend kann die Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs der Reduktionsgetriebe 526 A und 526B verhindern, dass der Motor M2 oder M3 sich über die Reduktionsgetriebe 526A und 526B aufgrund des Winddruckes rückwärts dreht, der zu diesem Zeitpunkt von den Windmühlenblättem 512 aufgenommen wird. Wie oben erwähnt, ist der Motor M2 oder M3 selbst auch mit einer Bremseinheit versehen. Wenn jedoch die Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs des Reduktionsgetriebes 526A oder 526B ausreichend vorhanden ist, kann, auch wenn die Windgeschwindigkeit sehr hoch ist, sicher verhindert werden, dass sich der Drehwinkel der Antriebseinheit 526 (Führungskegel 510) verdreht, oder es kann sicher verhindert werden, dass sich der Anstellwinkel der Windmühlenblätter 512 verändert.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind das außenverzahnte Zahnrad 154, 254 oder 354 und das innenverzahnte Zahnrad 160, 260 oder 360 derart zusammengebaut, dass die gleiche „Presspassung“ vorhanden ist, wie bei dem außenverzahnten Zahnrad 54 und dem innenverzahnten Zahnrad 60 in dem Ausführungsbeispiel, welches schon beschrieben worden ist. Daher können die verschiedenen Betriebsabläufe gemäß der Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs, die durch die „Presspassung“ erreicht wurden, vollständig in ähnlicher Weise erreicht werden, und zwar jene, die erreicht wurden, <wenn das Reduktionsgetriebe 26A gestoppt ist>, <zum Zeitpunkt des Starts durch den Motor M1>, <während des kontinuierlichen Antriebs durch den Motor M1 (nach dem Starten)>, <wenn eine kleine Störung während des Antriebs durch den Motor M1 bewirkt wird>, <wenn eine große Störung während des Antriebs durch den Motor M1 bewirkt wird> usw.
Zusätzlich ist der innen eingreifende Planetengetriebemechanismus der Bauart, bei der das innenverzahnte Zahnrad festgelegt ist und das außenverzahnte Zahnrad oszilliert und sich axial dreht, in dem obigen Ausführungsbeispiel eingesetzt worden. Bei der Erfindung werden jedoch die gleichen Betriebseffekte wie oben auch in einem innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus einer Bauart erreicht, bei der das außenverzahnte Zahnrad nur in einem Zustand oszilliert, wenn dessen axiale Drehung eingeschränkt ist, und das innenverzahnte Zahnrad sich dreht.
Darüber hinaus ist bei dieser Art eines innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus eine Bauart weithin bekannt, bei der eine mit einem Exzenterkörper versehene Eingangswelle nicht in der Mitte der Vorrichtung in ihrer radialen Richtung vorgesehen ist, anders als beim obigen Ausführungsbeispiel, sondern eine oder eine Vielzahl von Eingangswellen mit einem Exzenterkörper drehbar an Positionen vorgesehen ist bzw. sind, die den Innenbolzen des obigen Ausführungsbeispiels entsprechen, und jeder Exzenterkörper der Eingangswelle wird in der gleichen Phase durch einen Motor angetrieben, wodurch das außenverzahnte Zahnrad exzentrisch oszilliert. Die Erfindung kann in ähnlicher Weise auf eine derartige Bauart eines innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus angewandt werden, und die gleichen Betriebseffekte werden erreicht.
Industrielle Anwendbarkeit
Obwohl die Erfindung eine hervorragende Eigenschaft als Antriebseinheit eines Solarleistungserzeugungssystems hat, kann die Erfindung auf alle Gebiete angewendet werden, die eine solche Selbsthemmungseigenschaft außer dieser Eigenschaft erfordern. Insbesondere können in einem Fall, wo die Erfindung bei einem System angewandt wird, welches wiederholt stoppt und startet, ein hoher Betriebswirkungsgrad und eine hervorragende Funktion zum Verhindern eines umgekehrten Antriebs miteinander kompatibel gemacht werden.

Claims

Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B), die Folgendes aufweist: einen innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus mit einer Eingangswelle (44; 144), einem an der Eingangswelle (44; 144) vorgesehenen Exzenterkörper (46; 146; 246), einem exzentrisch über den Exzenterkörper (46; 146; 246) oszillierenden außenverzahnten Zahnrad (54; 154; 254) und einem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260), mit dem das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) von innen in Eingriff steht, wobei das innenverzahnte Zahnrad (60, 160, 260) mit äußeren Stiften (60A) als innere Zähne versehen ist, wobei die äußeren Stifte (60A) von dem Gehäuse (62) der Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) getragen werden; und wobei das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) mit dem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260) in einer Presspassung montiert ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) nach Anspruch 1, wobei, wenn die Zahnform von sowohl dem außenverzahnten Zahnrad (54; 154; 254) als auch dem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260) in einem Zustand, wo die Zahnräder aneinander ohne irgendein Spiel und ohne irgendeine elastische Verformung aneinander anliegen, als eine anliegende Zahnform definiert ist, die Presspassung erhalten wird, indem ein Teil der Zahnform des außenverzahnten Zahnrades (54; 154; 254) oder des innenverzahnten Zahnrades (60; 160; 260) in dem Zustand erhalten wird, dass das Zahnrad zu seinem dazu passenden Zahnrad vergleichsweise mehr überhängt bzw. ausgedehnt ist als bei der anliegenden Zahnform.
Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Exzentrizität des außenverzahnten Zahnrades (54; 154; 254) in einem Zustand, wo das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) und das innenverzahnte Zahnrad (60; 160; 260) ohne irgendein Spiel und ohne irgendeine elastische Verformung an ihrem Eingriffsteil aneinander anliegen, als eine anliegende Exzentrizität definiert ist, die Presspassung erreicht wird, indem die Exzentrizität des außenverzahnten Zahnrades (54; 154; 254) auf einen Wert eingestellt ist, der größer ist als die anliegende Exzentrizität.
Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Ausgangsglied (74) mit einem Glied eines Leistungserzeugungspaneels (22) verbunden ist, oder wobei ein an dem Ausgangsglied (274) vorgesehenes Ritzel (514) mit einem Zahnrad (514) in Eingriff steht, das an einem Windleistungserzeugungssystem (520) vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B), die einen innen eingreifenden Planetengetriebemechanismus mit einer Eingangswelle (44; 144), ein exzentrisch mit dem Exzenterkörper (46; 146; 246) oszillierendes außenverzahntes Zahnrad (54; 154; 254) und ein innenverzahntes Zahnrad (60; 160; 260) aufweist, mit dem das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) von innen in Eingriff steht, wobei das innenverzahnte Zahnrad (60, 160, 260) mit äußeren Stiften (60A) als innere Zähne versehen ist, wobei die äußeren Stifte (60A) von dem Gehäuse (62) der Leistungsübertragungsvorrichtung (26A, 26B; 526A, 526B) getragen werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen des außenverzahnten Zahnrades (54; 154; 254) mit derartigen Abmessungen, dass das außenverzahnte Zahnrad (54; 154; 254) nicht mit dem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260) ohne Veränderung unter einer Atmosphäre mit gleicher Temperatur montiert werden kann; und Zusammenbauen des außenverzahnten Zahnrades (54; 154; 254) mit dem innenverzahnten Zahnrad (60; 160; 260) durch Schrumpfpassung, Abkühlungspassung oder Längspresspassung.