DE2620242A1

DE2620242A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE2620242A1
Application number: DE19762620242
Authority: DE
Inventors: Sven Walter Nilsson
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1976-12-30
Also published as: CS221259B2; GB1530363A; SE388468B; BR7603372A; NL7605884A; SE388468C; CA1039082A; DD125226A5; FR2324950B1; CH608579A5; US4095488A; JPS51148158A; FR2324950A1; IT1063179B

Description

SKP KÜGELEAGEi?PABRIKEK GMBH Schweinfurt, 14. 4.1976

Planetengetriebe

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe, bestehend aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, wenigstens einer Zwischenwelle, einem Planetenradträger, der auf wenigstens einer der Wellen angeordnet ist und wenigstens zwei Planetenradbolzen, die an dem Planetenradträger befestigt sind.

Es ist bereits bekannt, Planetengetriebe mit einer Anzahl Zwischenwellen zu versehen, so daß die gesamte Getriebeübersetzung in zwei oder mehr Stufen erreicht wird. Jede Zwischenwelle ist dabei mit einem geeigneten Planetenradträger, mit einer Anzahl von Planetenradbolzen, auf welchen Planetenräder angeordnet sind und einem Sonnenrad versehen. Die Planetenräder wirken dabei mit einem Sonnenrad zusammen, das auf einer benachbarten Welle vorgesehen ist und das Sonnenrad arbeitet mit Planetenrädern zusammen, die auf einer anderen benachbarten Welle angeordnet sind. Bei der Verwendung von zwei oder mehr Getriebestufen kann eine große Getriebeübersetzung erreicht werden, die aber auf Kosten einer verhältnismäßig großen axialen Ausdehnung des Planetengetriebes erzielt wird. Jede Zwischenwelle sowie die Antriebswelle und die Abtriebswelle muß mit Lagerund Zentriermitteln versehen werden, die zusammen mit den Planetenradträgern und den Sonnenrädern ebenfalls dazu beitragen, die axiale Ausdehnung der Anordnung zu vergrößern. Eine andere Schwierigkeit bei Viel-

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fach-Stufengetrieben ist, daß sich mögliche Zahnflankenspiele zu einem störenden großen Gesamtspiel addieren können, das Laufprobleme und Geräusehstörungen zur Polge hat.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Planetengetriebe der oben beschriebenen Art zu schaffen, das eine verhältnismäßig kleine axiale Ausdehnung besitzt und bei dem die Drehmomentübertragung sanft, leise und unabhängig von einem möglichen Plankenspiel zwischen den Zahnrädern der Anordnung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Planetenradbolzen mit jeweils einem Flanetenreibrad versehen sind, welche an einem diese umgebenden Reibring und einem Sonnenreibrad anliegen, wobei das Sonnenreibrad auf einer benachbarten Welle angeordnet ist, und daß wenigstens einer der Planetenradbolzen mit einem Planetenzahnrad versehen ist, das mit einem äußeren Zentralrad und einem Sonnenzahnrad, das auf der benachbarten Welle vorgesehen ist, zusammenwirkt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Planetenzahnrad auf dem gleichen Planetenradbolzen vorgesehen, wie ein Planetenreibrad und in axialer Richtung zwischen dem Planetenradträger und dem Planetenreibrad angeordnet.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Planetengetriebes ist, daß die Zwischenwellen nicht mit speziellen Lager- und Zentriermitteln versehen werden müssen, sondern daß die Lagerung und die Zentrierung der Zwischenwellen durch die drehmomentübertragenden Vorrichtungen, die in der Anordnung enthalten sind, erfolgen. Weiterhin können die Biegekräfte auf die Planetenradbolzen, die durch die Zahnräder verursacht werden, leicht aufgenommen und auf die umgebenden Maschinenelemente übertragen werden.

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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nach folgend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 das Planetengetriebe gemäß der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II gemäß Figur 1.

Die Bezugszahl 1 zeigt die Antriebswelle, die mit einem Sonnenreibrad 2 versehen ist. Die Welle 1 ist in dem Kugellager J> zentriert. Eine erste Zwischenwelle 4 ist fest mit einem Planetenradträger 5 und einem Sonnenreibrad 6 verbunden und weist ein Sonnenzahnrad 7 auf, das einstückig mit der Zwischenwelle 4 ausgeführt ist. Auf dem Planetenradträger 5 sind drei Planetenreibräder 8 auf den Planetenradbolzen 81 gelagert. Die Planetenreibräder 8 wirken mit dem Sonnenreibrad 2 und mit einem Reibring 10 zusammen, der in der Bohrung des Gehäuses 9 angeordnet ist. Die Welle 1 treibt die Welle 4 über das Sonnenreibrad 2 und die Planetenreibräder 8. sowie den Planetenradträger 5 an.

Eine weitere Zwischenwelle ist mit 11 bezeichnet, mit der ein Planetenradträger 12, ein Sonnenreibrad IJ und ein Sonnenzahnrad 14 fest verbunden ist. Drei planetenradbolzen 15 sind an dem Planetenradträger 12 angeordnet, wobei jeder Planetenradbolzen 15 mit einem Planetenzahnrad 16 und einem Planetenreibrad 17 versehen ist. Die Planetenreibräder 17 wirken mit dem Sonnenrad 6 und einem Reibring 18, entsprechend dem Reibring 10, zusammen und die Planetenzahnräder 16 arbeiten mit dem Sonnenzahnrad 7 und mit einem äußeren Zentralrad 19 zusammen. Die Zwischenwelle 4 treibt die Zwischenwelle 11 über die Reibräder 6 und 17 und den Planetenradträger 12 sowie auch über die Zahnräder 7 und 16 und den Planetenträger 12 an.

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Die Reibräder 6 und 17 haben dabei die gleiche übersetzung, wie die Zahnräder 7 und l6, so daß die Reibräder 6 und 17 auch die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Zahnräder 7 und 16 in Höhe des Teilkreises haben. Dabei tritt kein Gleiten an den Berührungsflächen zwischen den Reibrädern 17 und 6 bzw. dem Reibring 18 auf. Eine Abtriebswelle 20, die in dem Lager 21 angeordnet ist, weist in gleicher Weise wie die Zwischenwelle 11 einen Planetenradträger 22 auf, an dem drei Planetenradbolzen 23 mit Planetenreibrädern 24 und Planetenzahnräder 25 vorgesehen sind. Die Reibräder 24 wirken mit dem Sonnenreibrad I3 und einem die Reibräder 24 umgebenden Reibring 2.6 in gleicher Weise zusammen, wie die Reibräder 17, das Reibrad 6 und der Reibring 18. Das Planetenzahnrad 25 arbeitet mit dem Sonnenzahnrad 14 und einem äußeren Zentralrad 27 in der gleichen Weise zusammen, wie das Planetenzahnrad 16, das Sonnenzahnrad J und das äußere Zentralrad 19. Die Welle 11 treibt ferner die Welle 20 in der gleichen Weise an, wie die Welle 4 die Welle 11. Zu dieser erfindungsgemäßen Getriebeanordnung werden niedrige Drehmomente über die Reibräder 2, 6, 8, 13* 17 und 24, mittlere Drehmomente über die Reibräder 2, 6, 8 und 17 und die Zahnräder 14 und 25 und hohe Drehmomente über die Reibräder 2 und 8 und die Zahnräder 7, 14, 16 und 25 übertragen.

Bei niedrigen Drehmomenten übertragen die Zahnräder keine Kräfte, wodurch ein gleichmäßiger und ruhiger Lauf der Anordnung erzielt wird. Durch das Vorhandensein von Reibrädern auf den Planetenräderbolzen ist das Ineinandergreifen der Zahnräder immer fixiert, wodurch Getriebegeräusche, die durch das Zahnflankenspiel hervorgerufen werden, vermieden werden.

Es ist offensichtlich nicht erforderlich, alle Getriebestufen mit Zahnrädern zu versehen. In dem oben beschriebenen Beispiel fehlen Zahnräder in der Getriebestufe, welche am nächsten zu der Antriebswelle angeordnet ist , die mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als die Abtriebswelle rotiert, weil die Drehmomente an dieser Stelle vergleichsweise klein sind, während

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dafür die Winkelgeschwindigkeiten vergleichsweise hoch sind.

Weil die Planetenreibräder, um wirksam zu sein, mit einer gewissen Kraft gegen die Sonnenreibräder und die die ersteren umgebenden Reibringe gepreßt werden müssen, sind sie so konstruiert, daß ihr Umfang elastisch verformbar ist. Ferner werden sie mit einer gewissen Vorspannung zwischen dem Reibring und dem Sonnenreibrad angeordnet. Die Elastizität der Planetenreibräder kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Z. B. dadurch, daß man die Räder aus einem elastischen Material fertigt, oder daß man ihnen eine Form gibt, die die Nachgiebigkeit weiter verbessert, z.B. wie es bei dem Planetenreibrad 8 gezeigt wird. Es ist auch möglich, die Mantelfläche der Räder mit einem speziellen elastischen Teil zu versehen. Die Räder können z.B. mit einer Umfangsnut versehen werden, in die ein O-Ring aus Gummi eingesetzt wird. Das Planetenreibrad 17 zeigt eine weitere konstruktive Möglichkeit. Die Mantelfläche dieses Reibrades wird durch einen Federring 28 nach außen gepreßt. Als eine Ergänzung oder eine Alternative zu der elastischen Ausführung der Planetenreibräder können die Reibringe und/oder die Sonnenreibräder so ausgeführt werden, daß ihre Mantelflächen elastisch deformierbar sind. Die Sonnenreibräder können dabei in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie die Planetenreibräder. Durch die Ausbildung des Reibringes 10 ist es ferner möglich, eine einstellbare Vorspannung zwischen dem Reibring und den Planetenreibrädern zu erzielen. Dieser Reibring 10 hat einen Querschnitt, der wie ein U mit divergierenden Flanschen geformt ist. Die Flansche sind zwischen dem Reibring 18 und einem axial verstellbaren Deckel 29 eingespannt. Wenn der Deckel in die Endbohrung des Gehäuses 9 eingeschraubt wird, werden die Flansche des Reibringes 10 zusammengepreßt, wobei sein unbelasteter Bohrungsdurchmesser abnimmt. Die Einstellung der Lage des Deckels in dem Gehäuse ist möglich, weil dem Rad 2, das in einem Kugellager im Deckel 29 angeordnet ist, eine gewisse axiale Verschiebung in Bezug auf das Planetenreibrad 8 erlaubt werden kann. Es ist natürlich auch möglich, spezielle Befestigungsmittel an jedem Reibring vorzunehmen, um eine Einstellung der Abmessungen möglich zu machen.

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Wenn ein Drehmoment durch das Getriebe über die Zahnräder 7, 16, I9 bzw. 14, 25, 27 übertragen wird, werden die Zapfen I5 bzw. 23 großen Biegekräften ausgesetzt. Diese Kräfte können in einer Anordnung gemäß der Erfindung durch die Planetenreibräder aufgenommen und von den Reibringen l8, 26 auf das Gehäuse 9 übertragen werden, wenn die Planetenzahnräder auf den Planetenradbolzen in axialer Richtung zwischen den Planetenradträgern und den Planetenreibrädern vorgesehen sind, wie es in der Pig. I gezeigt wird.

Die Sonnenreibräder, die Reibringe und die Planetenreibräder sind auch als Zentrier- und Lagermittel für die Zwischenwellen 4, 11 geeignet. Es ist theoretisch möglich, eine Zentrier- und Lagerfunktion dadurch zu erhalten, daß Jeder Planetenradträger auf den Zwischenwellen mit jeweils zwei Planetenreibrädern versehen wird. In der Praxis ist es jedoch immer erforderlich, die Planetenradträger mit jeweils 3 Reibrädern zu versehen, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Es wurde nachgewiesen, daß mit einer derartigen Ausführung weitere Zentrier- und Lagermittel für die Zwischenwellen unnötig sind.

Es sind natürlich im Rahmen der Erfindung auch andere Darstellungen möglich. Z.B. ist die Zahl der Zwischenwellen willkürlich gewählt. Es können z.B. auch nur eine oder mehr als zwei Zwischenwellen angeordnet werden. Die Zahl der Gefcriebestufen ohne Zahnräder ist natürlich abhängig von den Drehmomenten, die durch jede Stufe übertragen werden. Es kann manchmal notwendig sein, alle Stufen mit Zahnrädern auszuführen und manchmal kann in verschiedener Stufen auf Zahnräder verzichtet werden. Die erfindungsge mäße Getriebeanordnung kann für eine Übersetzung ins Schnelle und für eine Übersetzung ins Langsame verwendet werden und es ist so möglich, falls erforderlich, in der gezeigten Ausführung die Bezugszahlen der Antriebsund Abtriebswelle auszuwechseln, d.h. die Abtriebswelle als Antriebswelle zu verwenden. Es ist ebenfalls möglich, die Planetenreibräder und die Planetenzahnräder auf versohiedeneiBolzen anzuordnen.

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Claims

SKP MIGEIIAOERPABRIKM GMESl Schweinfurt, 14. 4. I976

Patentansprüche

■Ι» Planetengetriebe, bestehend aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einer Anzahl von Zwischenwellen, einem Planetenradträger auf wenigstens einer der Wellen und wenigstens zwei Planetenradbolzen an dem Planetenradträger, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Planetenradbolzen (15, 23, 8l) mit jeweils einem Planetenreibrad (8, 17, 24) versehen sind, welche an einem diese umgebenden Reibring (10, 18, 26) und einem Sonnenreibrad (2, 6, 13) anliegen, wobei das Sonnenreibrad auf einer benachbarten Welle angeordnet ist, und daß wenigstens einer der Planetenradbolzen mit einem Planetenzahnrad (16, 25) versehen ist, das mit einem äußeren Zentralrad (19, 27) und einem Sonnenzahnrad (7, 14), das auf der benachbarten Welle (4, 11) vorgesehen ist, zusammenwirkt.
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (10) elastisch verformbar ist, und daß Mittel (29) zur Einstellung des Bohrungsdurohmessers des Reibringes (10) vorgesehen sind.
3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem wenigstens zwei Wellen mit Planetenradträgern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetentoadträger (5), der am nächsten zur Welle (1 bzw. 20) angeordnet ist, die schneller rotiert, nicht mit Zahnrädern versehen ist.
4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenzahnrad (16, 25) auf dem gleichen Planetenradbolzen (15, 23) vorgesehen ist, wie das Planetenreibrad (17, 24) und in axialer Richtung zwischen dem Planetenradträger (12, 22) und dem Planetenreibrad (17, 24) angeordnet ist.

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