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Innenzahnkranzbef estigung in Planetengetrieben Die Erfindung betrifft
die Innenzahnkranzbefestigung in Planetengetrieben zum Zwecke der selbsttätigen
Einstellung des Innenzahnkranzes zu den Planetenrädern.
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Es sind Lösungen bekannt, bei den der Innenzahnkranz mittels einer
auf den Innenzahnkranz aufgeschnittenen Außenverzahnung in einer Doppelzahnkupplung
ausgehängt ist, die die Einstellung des Innenzahnkranzes parallel und winklig zu
den Planetenachsen zuläßt, Andre Lösungen sehen die Aufhängung des Innenzahnkranzes
mittels Gelenkstäbe im Gehäuse vor, die aber nur eine parallele Beweglichkeit zur
Zentralachse zuläßt.
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Bekannt sind Befestigungen des Innenzahnkranzes mittels in beiden
Drehrichtungen sich abstützender Federn ebenso wie paarweise angeordnete, am Gehäuse
befestigte Gelenkstäbe, die ebenfalls nach beiden Drehrichtungen im Innenzahnkranz
beweglich radial und winklig zur Zentralachse abstützen, ferner Nockeneinrichtungen
und Schrägflächen zur kraftabhängigen Anpressung und Rückführung des Innenzahnkranzes.
Außerdem sind Lösungen bekannt, die das Ausgleichen des Innenzahnkranzes durch Aufbringung
von elastischen Werkstoffen oder Anordnung hydraulischer Elemente vorsehen.
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Zum Stand der Technik gehören Vorrichtungen, bei denen zur selbsttätigen
Anpressung .von Getriebeteilen Ringe mit kegelförmigen auf gegenüberliegenden Kreisringen
angeordneten Vertiefungen, zwischen denen Kugeln eingespannt sind.
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Bekannt ist auch die Aufhängung des Innenzahnkranzes mittels gummiumhüllter
Bolzen, die im Gehäuse befestigt sind und die rückkehrende Anpassung des Innenzahnkranzes
an die Belastung ermöglicht.
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Doppelzahnkupplungen haben den Nachteil, daß sie nicht generell, z.
B. für Zweimotoren-Planetengreiferwindwerke, anwendbar sind, weil diese den Baudurchmesser
vergrößern und verhältnismäßig hohe Anfertigungskosten für die Doppelzahnkränze
bzw. Kupplungskränze entstehen. Ausgleiche mit Gelenkstangen haben den Nachteil
der ungenügenden allseitigen Beweglichkeit des Innenzahnkranzes mit nur zwei Freiheitsgraden
bei größerem Baudurchmesser. Letzteres ist ein Mangel bei fast allen angeführten
Lösungen. Bei Verwendung elastischer Elemente muß, auf `lange Sicht gesehen, mit
Ermüdung und Auswechselung gerechnet werden, je nach dem verwendeten Werkstoff.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine allseitig bewegliche
Innenzahnkranzbefestigung mit radialer; winkliger und axialer Bewegungsfreiheit
in Planetengetrieben zu finden, deren Anwendung es gestattet, wesentlich kleiner
und damit leichter als die bekannten Lösungen zu bauen. Der Einbau muß in reinen
Planetengetrieben, aber auch in Getriebekombinationen von Stimradgetrieben mit Planetengetrieben,
wie z. B. Zwei- bzw. Dreimotoren-Greiferwindwerke mit eingebauten Planetensätzen,
mit geringem Aufwand möglich sein.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Innenzahnkranz
an beiden Stirnflächen, am Umfang gleichmäßig verteilt, gleiche kegelige Vertiefungen
eingearbeitet sind; die deckungsgleich und spiegelbildlich im Gehäuse gegen Verdrehungen
gesicherten Ringen mit gleichen Vertiefungen gegenüberliegen und daß in den Vertiefungen
als drehmomentübertragende Teile Stahlkugeln mit Spiel eingelegt sind; dabei ist
der Winkel der kegligen Vertiefungen größer als der Selbsthemmungswinkel und sind
die drehmomentaufnehmenden Gehäuseteile so miteinander verspannt, daß die auftretenden
Kräfte aufgenommen werden.
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Die Erfindung trägt somit der Notwendigkeit Rechnung; daß die Innenzahnkranzlagerung
nach dem axialen Ausweichen von sich aus in ihre Mittellage zurückkehrt, ohne daß
elastische Elemente verwendet werden.
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Je nach dem Werkstoff der Gehäuseteile und der angewendeten Technologie
ist es möglich, die Vertiefungen direkt in das Gehäuse einzuarbeiten.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt Fig.
1 einen Längsschnitt durch ein Planetengetriebe mit erfindungsgemäßer Innenzahnkranzbefestigung,
Fig. 2 die Innenzahnkranzbefestigung mit im Gehäuse eingesetzten Druckringen.
Fig.
1 stellt ein Planetengetriebe dar, bestehend aus den Gehäuseteilen 1 und 2; die
miteinander lösbar verbunden sind. Die Antriebswelle 3, gelagert in Wälzlagern 4,
5, ist als Zahnmuffe ausgebildet. Das Sonnenritzel6 mit beiderseits der abrollenden
Verzahnung aufgearbeiteten Verzahnungen ist einerseits in der Zahnmuffe der Antriebswelle
3, andererseits in einer weiteren Zahnmuffe 7, die in einem Wälzlager 8 drehbar
ist; das wiederum im Planetenträger 13 eingesetzt ist, gelagert. Das Sonnenritzel
6 treibt über Planetenräder 9, die sich im Innenzahnkranz 10 abstützen, und Planetenachsen
11 mit Wälzlägern 12 den Planetenträger 13 an. Der Innenzahnkranz 10 stützt sich
mittels Stahlkugeln 1, 2 ab. Der Planetenträger 13 ist mit Lagern 15,16 im Gehäuseteil
2 gelagert.
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Fig. 2 zeigt die Innenzahnkranzbefestigung mit im Gehäuse eingesetzten
Druckringen. Die Planetenräder 9 stützen sich im Innenzahnkranz 18 ab; der über
Stahlkugeln 14 in kegeligen Vertiefungen das Drehmoment auf Druckringe 19 abgibt,
die mittels vorzugsweise Scherstifte 20 das Drehmoment auf die Gehäuseteile 1, 2
übertragen.
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Das einzuleitende Drehmoment übernimmt die Antriebswelle 3, die es
mittels der eingearbeiteten Zahnmuffe auf das Sonnenritzel6 abgibt. Das Sonnenritzel6
übernimmt das Drehmoment mittels des angearbeiteten verzahnten Zapfens und stützt
sich dabei mit dem anderen Zapfen in der Zahnmuffe 7 über das Lager 8 im Planetenträger
13 ab. Die Zahnmuffe 7 ist eine Führungsmuffe, die das gleichmäßige Ausrichten des
Sonnenritzels 6 unterstützt: In den beiden Zahnmuffen ist sowohl radial in der Verzahnung
als auch axial an den Stirnseiten des Sonnenritzels 6 genügend Spiel vorhanden,
um das Einstellen des Sonnenritzels 6; wie es für die gleichmäßige Lastverteilung
erforderlich ist, zu gewährleisten. Dazu dient auch der im Planetenträger
13 befindliche Arretierungsbolzen17. Das Drehmoment übernehmen die Planetenräder
9 und leiten es gleichmäßig verteilt über Wälzlager 12 und Planetenachsen 11 auf
den Planetenträger 13, der gleichzeitig Abtrieb ist, weiter.
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Bei diesem Vorgang stützen sich die Planetenräder 9 im Innenzahnkranz
10 ab. Dieser hat, um ebenfalls die gleichmäßige Lastverteilung in den Planetenrädern
9 zu gewährleisten, allseitige Bewegungsmöglichkeit und gleichzeitig durch Zwangsführung
das Bestreben, nach dem Ausweichen in seine theoretische Mittelläger rechtwinklig
zur Zentralachse zurückzukehren. Aus diesem Grunde sind an den Stirnseiten des Innenzahnkranzes
10 sowie in den gegenüberliegenden Gehäuseteilen 1; 2 am Umfang kegelförmige Vertiefungen
deckungsgleich angebracht, in die die Stahlkugeln 14 eingelegt sind. Zwischen den
kegligen Vertiefungen und den Stahlkugeln 14 muß je nach dem Durchmesser des Innenzahnkranzes
10 allseitige Beweglichkeit, d. h.. sowohl radial und winklig zur Zentralachse
als auch axial vorhanden sein. Die Abführung des Drehmomentes geschieht über die
Anlagestellen der Stahlkugeln 14. Die auftretenden Axialkräfte werden durch die
die Gehäuseteile 1, 2 verbindenden Schrauben oder ähnliches aufgenommen.
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Gemäß Fig. 2 unterscheidet sich die Bauweise dadurch, daß durch näheres
Aneinanderführen der Stirnseiten und damit der Berührungspunkte des Innenzahnkranzes
10 mit den Stahlkugeln 14 das erforderliche Spiel zwischen den kegligen Vertiefungen
und den Stahlkugeln 14 eingeschränkt wird. Zum anderen sind Druckringe 19 eingesetzt,
die über Scherstifte 20 das aufzunehmende Drehmoment auf die Gehäuseteile 1, 2 abgeben.