DE2937827A1 - Compact belt drive gearbox - has epicyclic drive with planet wheels guided by belt loops - Google Patents
Compact belt drive gearbox - has epicyclic drive with planet wheels guided by belt loopsInfo
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Abstract
Description
Zugmittelgetriebe Traction drive
Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a traction mechanism according to the preamble of claim 1.
Ein solches bekanntes Zugmittelgetriebe ist ein Riementrieb, der über zwei Riemenscheiben auf der Antriebswelle und auf der Abtriebswelle geführt ist und das Drehmoment überträgt.Such a known traction mechanism is a belt drive that over two pulleys are guided on the drive shaft and on the output shaft and transmits the torque.
Ein solcher Riementrieb hat jedoch verhältnismäßig große Abmessungen, so daß er zur Verwendung in kleinen Antriebseinheiten nicht geeignet ist. Hinzu kommt, daß mit kleinerer Bauweise der Umschlingungswinkel des Riemens ebenfalls verringert wird, wodurch die Leistun£sübertragung verschlechtert wird.However, such a belt drive has relatively large dimensions, so that it is not suitable for use in small drive units. In addition comes that with a smaller design, the wrap angle of the belt also is reduced, whereby the power transfer is deteriorated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zugmittelgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß es kleine Abmessungen hat, dennoch aber eine hohe Leistungsübertragung ermöglicht.The invention is based on the object of the traction mechanism according to to form the preamble of claim 1 so that it has small dimensions, nevertheless but enables high power transmission.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.This task is according to the characterizing part of claim 1 solved.
Das Planetengetriebe ermöglicht, das Zugmittelgetriebe klein zu bauen und dennoch große Leistungen und Drehmonente zu übertragen. Das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe kann dadurch in Steuerungsmotoren, Schrittmotoren, Büromaschinen, wie etwa Schreibmaschinen, u. dgl. vorteilhaft eingesetzt werden.The planetary gear enables the traction mechanism to be built small and yet to transmit great powers and torques. The inventive Traction mechanism can thereby in Control motors, stepper motors, Office machines such as typewriters and the like can be used to advantage.
Das Zugmittel dient hierbei als Umlaufführung für das Planetenrad, das an dem Zugmittel abläuft und das Sonnenrad des Planetengetriebes umläuft. Vorzugsweise wird als Zugmittel ein Zahnriemen verwendet, so daß kein Spiel und kein Schlupf im Zugmittelgetriebe auftritt. Zudem wird dadurch das Laufgeräusch des Zugmittelgetriebes erheblich herabgesetzt, so daß ein solches Zugmittelgetriebe auch einen Beitrag zum Umweltschutz leistet.The traction mechanism serves as a circulating guide for the planetary gear, which runs on the traction mechanism and rotates the sun gear of the planetary gear. Preferably a toothed belt is used as the traction means, so that no play and no slippage occurs in the traction mechanism. This also reduces the running noise of the traction mechanism considerably reduced, so that such a traction mechanism also makes a contribution to protect the environment.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung.Further features of the invention emerge from the description, the claims and the drawing.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe, Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie III-III' in Fig. 1, Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Ansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 1, Fg. 5 in schematischer Darstellung die Führung von zwei Zugmitteln der ersten Stufe des Planetengetriebes um das antriebsseitige Sonnenrad des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes gemäß Fig. 1, Fig. 6 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführung form eIner antriebsseitigen Planetenradstufe des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail. 1 shows a section through a traction mechanism according to the invention, Fig. 2 in a schematic representation a view along the line II-II in Fig. 1, 3 shows a view along the line III-III 'in FIG. 1, FIG. 4 in schematic form Representation is a view along the line IV-IV in Fig. 1, Fg. 5 in a schematic Representation of the leadership of two traction means of the first stage of the planetary gear around the drive-side sun gear of the traction mechanism according to the invention Fig. 1, 6 shows a schematic representation of a second embodiment form of a drive-side planetary gear stage of the traction mechanism according to the invention.
Das Zugmittelgetriebe ist in einem Gehäuse 1 untergebracht und hat eine Antriebswelle 2 und eine achsgleich dazu liegende Abtriebswelle 3, die durch eine Gehäusewand 4 nach außen ragt.The traction mechanism is housed in a housing 1 and has a drive shaft 2 and an output shaft 3 coaxially therewith, which through a housing wall 4 protrudes outwards.
Die Antriebswelle 2 bildet einen Teil einer antriebsseitlgen Planetenradstufe 5, die mit einer abtriebsseitigen Planetenradstufe 6 antriebsverbunden ist.The drive shaft 2 forms part of a planetary gear stage on the drive side 5, which is drive-connected to a planetary gear stage 6 on the output side.
Die Planetenradstufe 5 hat ein Sonnenrad 7, das drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist. Das Sonnenrad 7 ist mit wenigstens einem Planetenrad 8 antriebsverbunden, das Abstand vom Sonnenrad hat und durch ein Zugmittel 9 mit dem Sonnenrad verbunden ist. Um eine große Laufruhe zu verhalten, hat die erste Planetenradstufe 5 bevorzugt zwei Planetenräder 8, 8', deren Drehachsen 10, 10' zusammen mit der Achse 11 des Sonnenrades 7 in einer gemeinsamen Ebene A liegen. Diese Anordnung trägt ebenfalls zu der hohen Laufruhe des antriebsseitlgen Planetengetriebes bei. Die beiden Planetenräder 8, 8' haben gleichen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Sonnenrades 7 ist und etwa das Vier- bis Fünffache des Sonnenraddurchmessers beträgt.The planetary gear set 5 has a sun gear 7, which rotates with the drive shaft 2 is connected. The sun gear 7 is drivingly connected to at least one planet gear 8, which is at a distance from the sun gear and is connected to the sun gear by a traction mechanism 9 is. In order to run smoothly, the first planetary gear set has preferred 5 two planet gears 8, 8 ', the axes of rotation 10, 10' together with the axis 11 of the Sun gear 7 lie in a common plane A. This arrangement is also beneficial contributes to the smooth running of the planetary gear on the drive side. The two planet gears 8, 8 'have the same diameter, which is larger than the diameter of the sun gear 7 and is about four to five times the sun gear diameter.
Das Zugmittel 9 kann ein Riemen, ein Zahnriemen, ein Keilriemen, ein Seil, eine Rundschnur, eine Kette, ein Metallband u. dgl. sein. Vorzugsweise wird das Zugmittel 9 durch einen Riemen gebildet, damit das Planetengetriebe 5, 6 geräuscharm läuft. Um ein spielfreies Getriebe zu erhalten und den Schlupf zu verhindern, wird als Riemen bevorzugt ein Zahnriemen verwendet. Der Riemen 9 ist derart um die Planetenräder 8, 8' und das Sonnenrad 7 gelegt, daß das Sonnenrad 7 auf der Außenseite des Riemens 9 liegt (Fig. 2). Da die Achsen 10, 10' und 11 der Planetenräder 8, 8' und des Sonnenrades 7 in der gemeinsamen Ebene A liegen und außerdem das Sonnenrad wesertlich kleineren Durchmesser als die Planetenräder hat, wird das Sonnenrad über einen Winkel von etwa 1800 vom riemen 9 umschlungen. Dieser hohe Umschlingungswinkel ist beonders vorteilhaft für die gewünschte hohe Leistung des Zugmittelgetriebes. Infolge dieser Ausbildung und Anordnung uer Planetenräder und des Sonnenrades der Planetenradstufe 5 kann dieser große Umschlingungswinkel auch bei kleinen Ab-Abmessungen der Räder erreicht werden.The traction means 9 can be a belt, a toothed belt, a V-belt Rope, a round cord, a chain, a metal band and the like. Preferably will the traction means 9 is formed by a belt so that the planetary gear 5, 6 is quiet runs. To get a backlash-free gear and the slip to impede, a toothed belt is preferred as the belt. The belt 9 is so around Planet gears 8, 8 'and the sun gear 7 placed that the sun gear 7 on the outside of the belt 9 (Fig. 2). Since the axes 10, 10 'and 11 of the planet gears 8, 8 'and the sun gear 7 are in the common plane A and also the sun gear significantly smaller diameter than the planetary gears, the sun gear is about the belt 9 wrapped around an angle of about 1800. This high angle of wrap is particularly advantageous for the required high performance of the traction mechanism. As a result of this training and arrangement of uer planet gears and the sun gear Planetary gear 5 can have this large wrap angle even with small dimensions of the wheels can be achieved.
Um ein laufstabiles und praktisch keine Unwuehten aufweisendes Flanetengetriebe zu erhalten, sind die Planetenräder 8, 8' und das Sonnenrad 7 durch einen weiteren Riemen 9' miteinander antriebsverbunden (Fig. 3). Zu diesem Zweck weisen die Planetenrader und das Sonnenrad jeweils zwei Umfa w rillen 12, 12a bzw.To a stable running and practically no troubles exhibiting flanet gear To get the planet gears 8, 8 'and the sun gear 7 by another Belt 9 'drive-connected to one another (FIG. 3). To this end, the planet gears point and the sun gear each two circumferences w grooves 12, 12a and
13, 13a bzw. 14, 14a für die beiden Riemen 9, 9' auf (Fig. 1).13, 13a or 14, 14a for the two belts 9, 9 '(Fig. 1).
Die beiden Riemen 9, 9' sind in der in den Fig. 2 und 3 ersichtlochen Weise um die Planetenräder und das Sonnenrad geführt.The two belts 9, 9 'can be seen in FIGS. 2 and 3 Way around the planet gears and the sun gear.
Wie Fig. 5 zeigt, wird das Sonnenrad 7 auf diese Weise auf beiden Seiten von dem Riemen 9 und 9' umschlungen, so daß es In der Ansicht gemäß Fig. 5 über etwa 3600 von den beiden Riemen umschlungen ist. Infolge dieser Anordnung ergibt sich eine symmetrische Ausbildung des Planetengetriebes , wodurch eine hohe Laufruhe erreicht und ein ausgeglichenes Laufsystem gebildet werden.As shown in Fig. 5, the sun gear 7 is in this way on both Sides of the belt 9 and 9 'wrapped around, so that in the view according to FIG. 5 is wrapped around about 3600 of the two belts. As a result of this arrangement the result is a symmetrical design of the planetary gear, whereby a high Smooth running is achieved and a balanced running system is formed.
Anstelle der beiden Umfangsrillen in den Planetenrädern und im Sonnenrad können auch jeweils zwei Planetenräder und zwei SonnenrSider drehfest miteinander verbunden werden, die jeweils et e'- winzige Umfangsrille haben. Zusätzlich zu den beiden Riemen 9, 9' kann die Planetenradstufe 5 noch weitere Riemen oder andere Zugmittel aufweisen.Instead of the two circumferential grooves in the planet gears and in the sun gear can also have two planetary gears and two SonnenrSider rotatably with each other are connected, each having et e'- tiny circumferential groove. In addition to the both Belt 9, 9 ', the planetary gear stage 5 can also have additional belts or have other traction means.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 hat die Planetenradstufe 5b ein Sonnenrad 7b, das drehfest mit der (nicht dargestellten) Antriebswelle verbunden ist. Auf dem Sonnenrad 7b wälzen sich zwei Planetenräder 8b, 8b' ab, die somit in unmittelbarem Eingriff mit dem Sonnenrad 7b stehen. Bei dieser Ausführung ist kein Zugmittel vorgesehen. Eine solche Ausführung empfiehlt sich, wenn auf einen geräuscharmen Lauf des Zugmittelgetriebes kein Wert gelegt wird.In the embodiment according to FIG. 6, the planetary gear set 5b has a Sun gear 7b, which is non-rotatably connected to the (not shown) drive shaft is. Two planet gears 8b, 8b 'roll on the sun gear 7b, which are thus shown in FIG are in direct engagement with the sun gear 7b. In this version there is no Traction means provided. Such a design is recommended when on a quiet Running of the traction mechanism is not valued.
Dfe beiden Planetenräder 8, 8' sind über Wellen 15, 16 drehfest mit Planetenrädern 17, 17' der zweiten Planetenradstufe 6 verbunden. Die Wellen 15, 16 sind in Lageröffnungen 18, 19 eines scheibenförmigen Umlaufträgers 20 drehbar abgestützt, der zwischen den beiden Planetenradstufen 5, 6 angeordnet ist. Mit dem Umlaufträger 20 ist die Abtriebswelle 3 drehfest verbunden, die an die von der antriebsseitigen Planetenradstufe 5 abgewandte Seite des Umlaufträgers anschließt und durch die Gehäusewand 4 nach außen ragt. Die abtriebsseitige Planetenradstufe 6 hat eh gehäusefest gelagertes Sonnenrad 21, das an der Innenwandung der Gehäusewand 4 befestigt ist. Um eine sichere Befestigung des Sonnenrades 21 an dieser Gehäusewand 4 zu erreichen, ist sie im Bereich der Befestigung des Sonnenrades 21 verdickt ausgebildet (Fig. 1). Das Sonnenrad 21 hat eine Durchgangsöffnung 22 für die Abtriebswelle 3.Dfe two planet gears 8, 8 'are non-rotatably with via shafts 15, 16 Planet gears 17, 17 'of the second planetary gear set 6 connected. The waves 15, 16 are rotatable in bearing openings 18, 19 of a disk-shaped rotating carrier 20 supported, which is arranged between the two planetary gear sets 5, 6. With the Revolving carrier 20 is rotationally fixedly connected to the output shaft 3, which is connected to the from the drive-side Planetary gear stage 5 adjoins side of the rotating carrier facing away and through the housing wall 4 protrudes outwards. The planetary gear stage 6 on the output side is mounted on the housing anyway Sun gear 21, which is fastened to the inner wall of the housing wall 4. To be safe To achieve attachment of the sun gear 21 on this housing wall 4, it is in The area of the fastening of the sun gear 21 is thickened (FIG. 1). The sun gear 21 has a through opening 22 for the output shaft 3.
Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, haben die Planetenräder 17, 17' kleineren Durchmesser als das gehäusefeste Sonnenrad 21, dessen Durchmesser etwa das Drei- bis Fünffache des Planetenraddurchmessers beträgt. Die Planetenräder 17, 17' liegen mit Abstand vom Sonnenrad 21 und werden bei ihrem Umlauf um das Sonnenrad in Richtung des Pfeils 23 (Fig. 4) an einer Umlaufführung 24 geführt, die durch ein Zugmittel gebildet wird, das ebenso wie das Zugmittel 9, 9' der Planetenradstufe 5 ein Riemen, Zahnriemen, Keilriemen, ein Seil, enne Rundschnur, eine Kette, ein Metallband u. dgl. sein kann. Um einen Schlupf auszuschalten und ein spielfreies Getriebe zu erhalten, wird die Umlaufführung 24 vorteilhaft durch einen Zahnriemen gebildet, der außerdem noch den Vorteil eines geräuscharmen Laufes bietet. Im Gegensatz zum Zugmittel 9, 9' der Planetenradstufe 5 ruht der Riemen 24 jedoch und läuft nicht um das Sonnenrad 21 um. Beim Umlauf der Planetenräder 17, 17' bleibt somit der Riemen 24 in bezug auf das Sonnenrad 21 stehen, ändert aber je nach Lage der Planetenräder in bezug auf das Sonnenrad seine Berührungsstellen 25, 25' mit dem Sonnenrad.As can be seen from FIG. 4, the planet gears 17, 17 'have smaller ones Diameter than the fixed sun gear 21, whose diameter is about three to five times the diameter of the planetary gear. The planet gears 17, 17 'are at a distance from the sun gear 21 and when they revolve around the sun gear guided in the direction of arrow 23 (Fig. 4) on a circulating guide 24, which by a traction means is formed, which like the traction means 9, 9 'of the planetary gear set 5 a belt, toothed belt, V-belt, a rope, a round cord, a chain, a Metal tape and the like. To eliminate a slip and a backlash-free one To obtain transmission, the circulating guide 24 is advantageously by means of a toothed belt formed, which also offers the advantage of a quiet run. In contrast However, the belt 24 rests and does not run in relation to the traction means 9, 9 'of the planetary gear set 5 around the sun gear 21 around. The belt thus remains when the planet gears 17, 17 'rotate 24 are related to the sun gear 21, but changes depending on the position of the planetary gears with respect to the sun gear, its points of contact 25, 25 'with the sun gear.
Da der Riemen 24 nicht umläuft, wird eine besonders hohe Laufruhe des Zugmittelgetriebes erreicht.Since the belt 24 does not rotate, it runs particularly smoothly of the traction drive reached.
Entsprechend wie bei der Planetenradstufe 5 liegen auch bei der Planetenradstufe 6 die Achsen 26, 26 und 27 der Planetenräder 17, 17' und des Sonnenrades 21 in einer gemeinsamen Ebene B.As in the case of the planetary gear stage 5, there are also the planetary gear stage 6 the axes 26, 26 and 27 of the planet gears 17, 17 'and the sun gear 21 in one common level B.
Im Betrieb wird die Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles in Fig. 2 angetrieben. Die beiden Riemen 9, 9 werden von dem drehfest mit der Antriebswelle verbundenen Sonnenrad 7 in Richtung der Pfeile in den Fig. 2 und 3 angetrieben. Über die Riemen 9, 9' werden auchdie Planetenräder 8, 8' in Richtung der Pfeile in den Fig. 2 und 3 um ihre Achsen 10, 10' rotierend angetrieben. Die über die Wellen 15, 16 mit diesen Planetenrädern 8, 8' drehfest verbundenen Planetenräder 17, 17' der zweiten Planetenradstufe 6 werden dadurch ebenfalls um ihre Achsen 26, 26' rotierend angetrieben. Außerdem aber laufen die Planetenräder 17, 17' im ruhenden Riemen 24 ab, so daß die Planetenräder 17, 17' und damit auch die Planetenräder 8, 81 um die Achse des gehäusefesten Sonnenrades 21 bzw.In operation, the drive shaft 2 is in the direction of the arrow in Fig. 2 powered. The two belts 9, 9 are locked in rotation with the drive shaft connected sun gear 7 driven in the direction of the arrows in FIGS. The planet gears 8, 8 'are also moved in the direction of the arrows via the belts 9, 9' 2 and 3 driven to rotate about their axes 10, 10 '. The ones over the waves 15, 16 with these planet gears 8, 8 'rotatably connected planet gears 17, 17 'of the second planetary gear set 6 are thereby also about their axes 26, 26 'driven in rotation. In addition, however, the planet gears 17, 17 'run at rest Belt 24 from so that the planet gears 17, 17 'and thus also the planet gears 8, 81 around the axis of the sun gear 21 or
um das rotierende Sonnenrad 7 umlaufen. Die vom Umlaufträger 20 abgestützten Getriebeteile 8, 8', 15, 16 und 17, 17' drehen dadurch in Richtung des Sonnenrades 7 der ersten Planetenradstufe 6 mit verminderter Drehzahl. Infolge der Umlaufbewegung der Planetenräder 8, 8', 17, 17' wird auch der Umlaufträger 20 und damit die drehfest mit ihm verbundene Abtriebswelle 3 um ihre Achsen gedreht. Die Drehzahl des Umlaufträgers 20 entspricht somit der Abtriebsdrehzahl des Zugmittelgetriebes. Der ruhende Riemen 24 setzt also das Getriebesystem in Drehbewegung.revolve around the rotating sun gear 7. The supported by the rotating carrier 20 Gear parts 8, 8 ', 15, 16 and 17, 17' thereby rotate in the direction of the sun gear 7 of the first planetary gear set 6 with reduced speed. As a result of the orbital movement of the planet gears 8, 8 ', 17, 17' also the rotating carrier 20 and thus the non-rotatable connected to it output shaft 3 rotated about their axes. The speed of the rotating carrier 20 thus corresponds to the output speed of the traction mechanism. The dormant belt 24 thus sets the gear system in rotation.
Das beschriebene Getriebesystem kann im Baukastenprinzip auch aneinandergereiht werden, so daß auf diese Weise zwei-, vier-, sechs- und mehrstufige Planetengetriebe hergestellt werden können. Das Zugmittelgetriebe ist sehr geräuscharm und benötigt keine Schmierung und keine Wartung. Durch Verwendung von Zahnriemen arbeitet das Getriebe spielfrei, so daß keine Leistungsverluste auftreten. Das Getriebe kann vorteilhaft kompakt und klein gebaut werden und hat dennoch eine große Leistung. Trotz dieser kompakten Bauweise ist der Umschlingungswinkel des Sonnenrades 7 infolge der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Führung der Riemen 9, 9' außerordentlich groß, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Getriebeleistung auswirkt. Wegen seiner kompakten Ausbildung kann das Zugmittelgetriebe in Steuerungsmotoren, in Schrittmotoren, in Büromaschinen, beispielsweise Schreibmaschinen, aber auch in Spielzeugen u. dgl. eingesetzt werden.The transmission system described can also be lined up in a modular manner so that in this way two-, four-, six- and multi-stage planetary gears can be produced. The traction mechanism is very quiet and required no lubrication and no maintenance. This works by using toothed belts Gear backlash-free, so that no power losses occur. The transmission can advantageously compact and small in size and still has a great performance. Despite this compact design, the wrap angle of the sun gear 7 is a result the guide shown in Figs. 2 and 3 of the belts 9, 9 'extremely large, which also has a beneficial effect on the transmission performance. Because of its compact Training can be the traction mechanism in control motors, in stepper motors, in Office machines, such as typewriters, but also in toys and the like. can be used.
Claims (14)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |