DE3306998A1

DE3306998A1 - Reduktionsgetriebe

Info

Publication number: DE3306998A1
Application number: DE19833306998
Authority: DE
Inventors: Takafumi Hikone Shiga Hamabe; Hikoyoshi Shijonawate Osaka Hara; Hirozo Hirakata Osaka Imai
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1983-09-15
Also published as: JPH028177B2; US4561326A; GB8305708D0; GB2117083A; US4541305A; JPS58152963A; FR2522763A1; FR2522763B1; GB2117083B

Description

Reduktionsgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf Reduktionsgetriebe/ die als Antrieb eines Massagegeräts des Masseurs, als Motor oder Getriebe für ein Fahrzeug, als Kupplung für einen Elektroantrieb, als Untersetzung für Getriebe, insbesondere als Untersetzungsgetriebe mit großem Untersetzungsverhältnis eingesetzt werden.

Bei den meisten Reduktionsgetrieben werden Zahnräder verwendet, besonders wenn ein großes Untersetzungsverhältnis ohne Mehrstufenuntersetzung gefordert wird; Schneckengetriebe, Planetengetriebe oder harmonische Gangwechsel werden für Spezialzwecke benutzt. Zahnradgetriebe verursachen aber starke Geräusche und sind wegen Einschränkungen hinsichtlich der Zahnform in ihrem Untersetzungsverhältnis beschränkt, wes halb es schwierig oder unmöglich ist, ein gefordertes Untersetzungsverhältnis zu erhalten, und außerdem ist auch der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung alles andere als gut. Eine Rollübersetzungs-Reduktion (Reibantrieb oder Zugantrieb) mit Rollen oder Kugeln, die weniger Geräusch verursachen oder Planetenradsysteme sind in großem Umfang verwendet worden; derartige Getriebe sind beispielsweise in der US-Patentschrift Re Nr. 26 978 beschrieben.

Der Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus nach der US-Patentschrift Re Nr. 26 978 hat aber folgende Nachteile:

1.) der rollende Teil von Kugeln in den Kontaktflächen zwischi Kugeln und innerem und äußerem Laufring ist kleiner (wege]

der punktförraigen Berührung), so daß der zulässige Kontaktdruck gering und ein Übertragungsdrehmoment niedrig ist.

2.) Zwischen den Kugeln und dem inneren und dem äußeren Laufring bestehen unterschiedliche SchlupfVerhältnisse/ so daß hohe Drehmomentverluste und starke Reibungsverluste auftreten. Mit anderen Worten: Oa der Krümmungsradius der Kugeln kleiner ist als der Krümmungsradius des inneren und des äußeren Laufrings, können die Kugeln in den Laufringen axial auswandern, so daß einige Kugeln das Zentrum eines Laufringes, andere aber die seitlichen Flanken der Laufringfläche berühren. Da die Umfangsgeschwindigkeit in der Laufringmitte sich von derjenigen an den Laufringflanken unterscheidet, entsteht Schlupf.

3.) Das niedrige übertragungsdrehmoment begrenzt das Verlangsamung-Beschleunigungs-Verhältnis noch stärker auf nur etwa 1 : 10.

Angesichts der angeführten Nachteile hat die Erfindung sich die Aufgabe gestellt, ein kleinbauendes Reduktionsgetriebe mit hohem üntersetzungsverhältnis zu entwickeln, das nur geringe Geräuschentwicklung hat, kleines Spiel und einen hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung.

Nach der Erfindung werden Rollen in einem Planetensystem verwendet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Planetenrollen aus ersten und zweiten Planetenrollen bestehen, die sich auf einer gemeinsamen Achse als einheitliches Bauteil drehen und umwälzen und unterschiedlichen Durchmesser haben, so daß zwei Ausgangsringe, in die jede Planetenrolle einbeschrieben ist, un d jede Planetenrolle in Druckberührung miteinander gebracht werden, und daß eine Planetenrolle und eine Antriebswelle in Druckberührung miteinander gebracht

werden, wodurch einer der Ausgangsringe seine Drehung unterbricht/ um durch den anderen Ausgangsring den Ausgang eines größeren Untersetzungsverhältnisses zu erhalten, das durch die Differentialbewegung verursacht ist.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele des Reduktionsgetriebes anhand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von dem Erfindungsgegenstand, wobei einzelne Flächen im Schnitt gezeichnet sind;

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch die Ausführung?form der Erfindung nach Fig. 1;

Flg. 3 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der Fig. 1; Fig. 4a und 4b Teilschnitte durch den gleichen Gegenstand;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7a und 7b Teilschnitte durch den Gegenstand der Fig. 6;

Fig. 8 ein Diagramm mit der Kennlinie für den Wirkungsgrad der Leistungsübertragung;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine nochmals abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Gegenstands der Fig. 9 von

rechts bei abgenommenem Gehäuse;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des teilweise aufgeschnittenen Gegenstands der Fig. 9 bei abgenommenem Gehäuse.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Darin ist mit 1 eine als Sonnenrolle arbeitende Antriebswelle bezeichnet/ um die herum eine Mehrzahl von Planetenrollen 3 in gleichmäßigem gegenseitigen Abstand angeordnet sind; jede Rolle 3 wird an ihren beiden axialen Enden in Radialnuten 21 aufgenommen/ die in einem Träger 2 vorgesehen sind/ der sich gegenüber der Antriebswelle 1 frei zu drehen vermag. Zu den Planetenrollen 3 gehören Planetenrollen 32 und 34 und eine von diesen im Durchmesser verschiedene Planetenrolle 33; die Planetenrollen bilden ein einheitliches/ koaxiales Bauteil/ wobei die beiden Planetenrollen 32 und 34 mit gleichem Durchmesser an den beiden Axialenden der Antriebswelle 1 angeordnet sind, während die Planetenrolle 33 zwischen die Rollen 32 und 34 eingeschaltet ist. Am äußeren Umfang der Planetenrollen 32 befindet sich ein Ausgangsring 4, der koaxial zu der Antriebswelle 1 ist, und am äußeren Umfang der Planetenrolle 33 befindet sich ein Ausgangsring 5/ dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Ausgangsringes 4. Ausgangsverbindungsringe 6 bzw. 7 tragen außen jeweils eine Verzahnung und liegen an dem äußeren Umfang der Ringe 4 bzw. 5 an/ wobei die Ausgangsverbindungsringe 6 und 7 mit den axialen Enden auf scheibenförmige Bedienungselemente 8 geschraubt sind, die die Planetenrollen 3 an deren axialen Enden verdecken. Im vorliegenden Falle sind die Ausgangsringe 4 und 5 jeweils aus im Querschnitt U-förmigen Federn gebildet/ wobei im Querschnitt die Öffnung des U größer ist als sein unterer Steg; sie sind eingesetzt in Nuten/ die zwischen den Bedienungselementen 8 und den Ausgangsverbindungsringen 6 und 7 ausgebildet sind/ so daß die Bedienungselemente 8 aufgeschraubt

werden und dabei die Ringe 4 und 5 in axialer Richtung zusammendrücken können, wodurch der Innendurchmesser dieser Ringe verkleinert wird. Daher gelangt der Ausgangsring 4 in Druckberührung mit der Planetenrolle 32, so daß die Planetenrollen 32 und 34 in Druckberührung mit der Antriebswelle 1 geraten, während der Ausgangsring 5 in Druckberührung mit der Planetenrolle 33 gelangt. In diesem Falle ist der Berührungsdruck P, der proportional einer Axialversetzung der zugehörigen Ausgangsringe 4 und 5 ist und von einer Axialverschiebung des zugehörigen Bedienungselements 8 hervorgerufen wird, leicht einstellbar, so daß er entsprechend dem zulässigen Ausgangsdrehmoment bestimmbar ist.

Da die in ihrem Durchmesser übereinstimmenden Planetenrollen 32 und 34 einen größeren Durchmesser aufweisen als die Planetenrolle 33 und axial zu beiden Seiten der Planetenrolle 3: angeordnet sind und in Druckberührung mit der Antriebswelle 1 kommen, bleiben die Achsen der Planetenrollen 3 und der Antriebswelle 1 zueinander parallel, so daß ein Kippen der einzelnen Planetenrollen 3 vermieden und eine ruhige Drehbewegung hervorgebracht wird. Außerdem wird das Reduktionsgetriebe als Ganzes an einem Ausleger drehbar angeordnet oder axial beiderseits gelagert, wie in Fig. 3 dargestellt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstands, bei der zwischen der Antriebswelle 1 und den Planetenrollen 3 eine Druckberührungseinrichtung vorgesehen ist, die den Berührungsdruck P zwischen der Antrie welle 1 und den Planetenrollen 32, den Planetenrollen 32 und dem Ausgangsring 4 und den Planetenrollen 33 und dem Ausgangs ring 5 ausübt. Die Druckberührungseinrichtung besteht aus einer Mehrzahl von Keilringpaaren 9 und 10, die mit ihren Schrägflächen übereinandergreifend und axial nebeneinander angeordnet sind und zwischen den Planetenrollen 3 und dem äußeren Umfang der Antriebswelle 1 befestigt ist, so daß

jedes auf der Hohlwelle 11 durch Schrauben verschiebbare Bedienungselement 8 einen Axialdruck auf die Druckberührungselemente aus Keilringen 9 und 10 über einen Kragen 12 ausübt; dabei wird der Durchmesser an jedem Druckberührungselement vergrößert, so daß der Berührungsdruck P erzeugt werden kann. Gegenüber der oben beschriebenen Ausführungsform mit den Ausgangsringen 4 und 5 als Druckberührungselementen sind bei dieser Ausführung nach Fig. 6 die Ausgangsringe 4 und 5 mit den Ausgangsverbindungsringen 6 und 7 zu jeweils einheitlichen Bauteilen zusammengefaßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Reduziergetriebe wird nun einer der beiden Ausgangsringe 4 und 5 festgehalten, so daß er sich nicht drehen kann, wodurch der andere die Drehung in dem größeren Reduktionsgetriebeverhältnis abgeben kann, was der Differentialausgang ist. Dieser Punkt wird anschließend anhand der Fig. 5 erläutert. Die Antriebswelle 1 hat danach den Durchmesser Dw die Planetenrolle 32 den Durchmesser D₂/ die Planetenrolle 33 den Durchmesser D,, der Ausgangsring 4 den Innendurchmesser Ό,, der Ausgangsring 5 den Innendurchmesser D₅, und eine bestimmte Gerade X, die durch die Mitte der Antriebswelle 1 verläuft, wird als absolute Achse betrachtet. Für den Fall der Planetenrolle 3: Die Planetenrollen 32 und 33 werden mit ihrer Mitte O₃ auf die absolute Achse X gesetzt, und sie berühren in einem Punkt A den äußeren Umfang der Antriebswelle 1, und die Antriebswelle 1 dreht sich um einen Winkel Θ.., so daß die eine Planetenrolle 3 sich in die in der Zeichnung gestrichelt angegebene Stellung bewegt, mit anderen Worten: die Mitte O₃ bewegt sich an einen Punkt O₃ ¹ und der Punkt A bewegt sich an einen Punkt A¹, wobei ein Winkel ^O₃OO₃ ¹ als Umwälzwinkel ® der Planetenrolle 3 angesehen wird und der Winkel ^0O₃ ¹A* als ihr Drehwinkel Θ₂· Wenn ferner angenommen wird, daß die Ausgangsringe 4 bzw. 5 sich um Winkel O₄ bzw. θ₅ durch Berührung mit der Planetenrolle 3 drehen und jede Berührung als schlupffreie Rollbewegung be-

trachtet wird, ist eine Rollberührungsstrecke der Antriebswelle 1 mit der Planetenrolle 32 gleich derjenigen der Planetenrolle 32 mit der Antriebswelle 1.

Daher gilt folgende Gleichung:

(Θ., - ®) D₁/2 = e₂D₂/2
(O₁ - β) D₁ = Q₂O₂

Daraus folgt β = O₁ - O₂D₂ZD₁ (1)

Andererseits wird angenommen/ daß die Ausgangsringe 4 und mitgenommen werden und sich um den Umwälzwinkel 9 jeder Planetenrolle 32 ader 33 drehen und sich gleichzeitig in der entgegengesetzten Richtung drehend verschieben um Winkel/ die dem Drehwinkel @₂ der Planetenrollen 32 und 33 entsprecht Daher gelten die folgenden Beziehungen:

e₄D₄/2 = -·ο₄/2 + e₂D₂/2

Daraus folgt Θ. = -β + ©₂D₂/D₄ (2)

und θ₅ = -9 + Ö₂ ^D3/^D5

Wird die Gleichung (3) von der Gleichung (2) subtrahiert/ so ergibt sich

V⁹S ^=e2^(D2^/D4 - VV
und damit Θ, = <⁴>

Durch Substitution von Gl. (1) in Gl. (2) ergibt sich

^Θ4 - - <^Θ1 - ^e2^D2^/D1 ⁺ ®2^D2^/D4 = - S₁ + (D₂ZD₁ + D₂ZD₄) Q₂

- li -

Setzt man Gl. (4) in die obige Gleichung ein, so ergibt sich

(D₂ZD₁ + D₂/D₄) (θ₄ - θ₅) ^{Θ Θ +}

Hieraus ergibt sich beim drehfesten Anhalten des Ausgangsringes 4 aus θ₄ * ο die folgende Gleichung:

(D₂ZD₁ + D₂ZD₄)θ₅

¹ D₂ZD₄ -

Daher gilt

D₂ZD₄ - D₃ZD₅
^Θ5 ^Ä - D₂ZD₁ + D₂ZD₄ ^Θ1

Wenn umgekehrt der Ausgangsring 5 drehfest angehalten wird, läßt sich mit θ₅ = O die Gleichung (5) umordnen zu

D₂ZD₁ + D₂ZD

₄
^Θ

4 - ^Θ1 ⁺ D₂ZD₄ - D₃ZD₅ ^Θ4

+ D

^Θ1 -

1 - ⁽D₂ZD₄ - D₃ZD₅

Daraus ergibt sich

D₂ZD₄ - D₃ZD₅
^Θ4 ⁼ D₂ZD₁ - D₃ZD₅ ^Θ1

Nun stellen die Drehwinkel ©₁, θ₄ und θ₅ bei mit gleichbleibender Drehzahl umlaufender Antriebswelle 1 jeweils Drehwinkel pro Zeiteinheit dar, d.h. die Winkelgeschwindigkeit, wodurch die Gleichungen (6) bzw. (7) Geschwindigkeitsverhältnisse der Ausgangsringe 5 bzw. 4 gegenüber der Antriebs-

welle 1 bedeuten. Wie aus den Gl. (6) und (7) zu entnehmen/ erscheinen die Differentialdrehungen aus einer Differenz zwischen den Durchmessern D₂ und D₃ der Planetenrollen 32 und 33 und einer Differenz zwischen den Innendurchmessern D4 und Dr an dem Ausgangsring 4 oder 5, wodurch sie in dem Reduktionsgetriebeverhältnis außerordentlich viel größer sind. Außerdem sind die Planetenrollen 32 und 33 und die Aus gangsringe 4 und 5 gezüglich des Reduktionsverhältnisses von einander verschieden/ wodurch die Ausgänge von unterschiedlich großen Reduktionsverhältnissen wahlweise abgenommen werden können. Andererseits können drei Planetenrollen oder mehr mit unterschiedlichen Durchmessern in die Ausgangsringe einbeschrieben werden/ und jeder von ihnen kann festgehalten werden/ so daß eine Mehrzahl weiterer Ausgangsringedie Drehung in anderen ReduktionsVerhältnissen ausgeben kann.

Nun soll der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung besprochei werden. Das Reduktionsgetriebe überträgt die Leistung durch die rollende Übertragung, und die als Reibantrieb und Zugantrieb bezeichnete rollende Übertragung erteilt den Rollen oder Kugeln den als vorläufiger Druck bezeichneten Berührungs druck, wodurch die Leistung von den Rollen oder Kugeln weitgehend schlupffrei übertragen wird. Der Wirkungsgrad hängt somit in weitem Umfang von der Reibung von Rolle oder Kugel ab/ so daß der Gleitreibungsfaktor und der Zugfaktor des Schmieröls (dessen Reibungsfaktor) den erforderlichen Berührungsdruck aus dem zulässigen Ausgangsdrehmoment bestimmen. Außerdem bestimmen die Summe der Berührungsdrücke auf die Rollen und der Gleitreibungsfaktor das Leerlaufverlustdrehmoment/ das der Antriebswelle zugeführt wird. Der theoretische Wirkungsgrad der Ausgangsübertragung nach der Erfindung bei einem Reduktionsverhältnis von 1 : 65 ist in Fig. 8 dargestellt/ aus der sich ergibt/ daß das erfindungsgemäße Reduktionsgetriebe einen guten Wirkungsgrad der Leistungsübertragung besitzt.

In den Fig. 9 bis 11 ist eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Reduktionsgetriebes dargestellt. Der Aufbau sieht in erster Linie vor, daß die Ausgangsringe auf die Antriebswelle geschrumpft sind, so daß die Ausgangsringe, die Planetenrollen und die Antriebswelle einer Druckberührungskraft ausgesetzt sind, und zwei Gehäuse sind auf die beiden axialen Enden jeder Planetenrolle gesetzt, wobei die Gehäuse umlaufende Führungsflächen aufweisen, durch die die Drehungen von Ausgangsringen in gleitender Berührung mit dem zugeordneten Gehäuse geführt werden; ferner sind an den jeweiligen Planetenrollen an deren äußerem Umfang Ringnuten angebracht, in die der innere Umfang eines Ausgangsringes eingreift. Bei einer derartigen Konstruktion verhindern die umlaufenden Führungsflächen an der Mehrzahl von Gehäusen durch den Ausgangsring das Klemmen von Planetenrollen.

Im einzelnen wird jede Planetenrolle 3¹ von der Ringnut am äußeren Umfang in Planetenrollen 32· und 34' von gleichem Durchmesser und eine Planetenrolle 33* aufgeteilt, die dazwischen liegt und deren äußerer Umfang der Boden der Ringnut ist, wobei die Planetenrolle 32' an ihrem äußeren Umfang Kontakt mit dem äußeren Umfang der Antriebswelle 1' und mit dem inneren Umfang des Ausgangsringes 4* hat, während die Planetenrolle 34· mit ihrem äußeren Umfang Kontakt mit dem äußeren Umfang der Antriebswelle I¹ hat und die Planetenrolle 33' mit ihrem äußeren Umfang Kontaktmit dem inneren Umfang des Ausgangsringes 5' hat. Kurz zusammengefaßt: Der Innendurchmesser des Ausgangsringes 5' ist kleiner als der des Ausgangsringes 4', der Außendurchmesser der Planetenrolle 33' ist kleiner als der der Planetenrollen 32' und 34'. Die Schultern an dem einen axialen Ende der Planetenrollen 32' und 34', die sich zu der Ringnut an jeder Planetenrolle 3¹ öffnen, sind bei 35 über den ganzen Umfang der Rollen 32* und 34' abgeschrägt, und an dem Ausgangsring 5¹ sind beide seitlichen Innenkanten 15 entsprechend den zugeordneten abgeschrägten

Flächen 35 abgeschrägt.

Am äußeren Umfang der Ausgangsringe 4' und 5¹ sind mit Außenverzahnung versehene Ausgangsverbindungsringe 6¹ und 7¹ vorgesehen/ die zusammen mit den zugeordneten Ausgangsringen 4¹ und 5¹ umlaufen, weil die Ausgangsringe 4¹ und 5¹ an ihrem äußeren Umfang mit Kerbflächen 17 versehen sind unc die Ausgangsverbindungsringe 6' und 7' mit zugeordneten Ausnehmungen 18 versehen sind, so daß Stahlkugeln 16 zwischen den Kerbflächen 17 und den Ausnehmungen 18 liegen können, wc bei jede Ausnehmung 18 an ihrem Rande verstemmt oder jede Kugel 16 festgelegt ist. Das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen zwischen den Ausgangsringen 4¹ und 5" axial angebrachten Beilagring, der aus Kunstharz hergestellt ist und einen niedrigen Reibungsbeiwert hat; 19 bezeichnet einen C-förmige Sprengring, der an jedem axialen Ende der Antriebswelle 1* an den Planetenrollen 3* angeordnet ist, und 20 bezeichnet Wälzlager. Der Träger 2¹ ist in zwei gleich geformte Teile aufgeteilt, die von einem Haltestift 22 festgehalten und mit einem Stift 23 verstemmt ist.

Dieser Blockmechanismus befindet sich in zwei Gehäusen 8* un 9¹, wie in Fig. 9 gezeichnet und praktisch ausgeführt; das Gehäuse 8* nimmt das eine Wälzlager 20 auf und hält die Unterlegscheibe 36, die als die erwähnte Drehführungsfläche für den Ausgangsring 4¹ dient, und das Gehäuse 9' nimmt das andere Wälzlager 20 auf und hält die Unterlegscheibe 38, die als Drehführungsfläche für den Ausgangsring 5¹ dient. Diese Unterlegscheiben 36 und 38 sind aus Kunststoff gespritzt und haben einen niedrigen Reibungsbeiwert; sie gleiten über die axialen Endflächen der Ausgangsringe 4· und 5' und stützen diese Ringe gegen Axialdruck ab. Die Gehäuse 8¹ und 9' sind außerdem durch Schrauben gegen Axialdruck gesehü-

Bei dem Reduktionsgetriebe mit Planetenrollen in der oben

beschriebenen Art sind die Ausgangsringe 4' und 5' aufgeschrumpft und liefern die Druckberührungskraft zwischen der jeweiligen Planetenrolle 3¹ und der Antriebswelle 1' sowie zwischen jeder Planetenrolle 3* und den Ausgangsringen 4' und 5', wodurch Schlupf an allen Berührungsstellen vermieden wird und eine Drehmomentübertragung durch Schmieröl vorgenommen wird. Einer der Ausgangsringe 4' und 5¹ wird drehfest angehalten, wodurch die von der Antriebswelle I¹ eingeführte Drehenergie als Differentialausgang abgenommen werden kann: Die ausgehende Drehenergie mit großem Übersetzungsverhältnis. Die Antriebswelle I¹ wird in ungleichmäßigen zylindrischen Kontakt mit den Rollen 32' und 34' gebracht und erhält die Druckberührungskraft von den Ausgangsringen 4' und 5', und außerdem wird das Ausgangsdrehmoment von einem der Ausgangsringe 4· oder 5¹ abgenommen, so daß unvermeidlich Schiefaufsitzen eintritt, wobei das Schiefaufsitzen, je nachdem welcher der Ausgangsringe 4' oder 5* das Drehmoment erzeugt, oder auch bei umgekehrt umlaufender Antriebswelle 1' auf die Planetenrolle 3¹ einwirkt, um sie in Richtung des Pfeils in Fig. 9 zu bewegen. Folglich bringt die Unterlegscheibe 36 als die Drehführungsfläche an dem Gehäuse 8¹ den Ausgangsring 5¹ durch den Ausgangsring 4¹ und die Unterlegscheibe 37 in eine solche Position, daß die abgeschrägte Fläche 15 an dem Ausgangsring 5¹ jede Planetenrolle 3¹ daran hindert, in Pfeilrichtung durch die abgeschrägte Fläche 35 der Öffnungskante an der Nut der Rolle 3' sich zu bewegen, in der die entgegengesetzte Bewegung der Antriebswelle I¹ als Reaktion auf die obige Bewegung durch die Wälzlager 20 und die Sprengringe 19 verhindert werden kann.

Nun ist der durch die Reibung infolge Gleitberührung der Unterlegscheiben 36, 37, oder 38 mit den beiden Axialflächen der beiden Ausgangsringe 4' oder 5' verursachte Drehmomentverlust, bezogen auf die Antriebswelle 1', wehr gering, weil die Ausgangsringe 4' und 5* im Vergleich zu der Antriebswelle

I¹ mit stark herabgesetzter Drehzahl umlaufen und weil die Reibungsbeiwerte der Unterlegscheiben 36, 37 und 38 sehr niedrig sind. Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der Planetenträger 2¹ in keiner Weise durch Axialdruck belastet ist, und der Ausgangsring 5¹ und die Nut an jeder Planetenrolle 3' besitzen die abgeschrägten Flächen 15 bzw. 35, wodurch die Reibungsverluste zwischen dem Ausgangsring 5¹ und der Planetenrolle 3' niedrig ist, und letztere läuft ruhig um, weil das differentiale Gleiten an den abgeschrägten Flächen erfolgt, um den Axialdruck zu vermeiden.

Das Ausgangsdrehmoment von dem Ring 4· oder dem Ring 5· wird durch Ausgangsverbindungsringe 6' und 7' auf andere mechanische Vorrichtungen übertragen; die Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangsringen 4' und 5' und den Ausgangsverbindungsringen 6' und 7¹ erfolgt durch die zwischen den Kerbflächen 17 und den Ausnehmungen 18 eingesetzten Stahl kugeln 16. Wenn die Ausgangsringe 4* und 5' an den Ausgangsverbindungsringen 6¹ und 7¹ befestigt werden, ist das durch die Befestigung übertragbare Drehmoment begrenzt, aber das durch die obige Konstruktion nach dieser Ausführungsform übertragene Drehmoment ohne Verwendung einer Befestigung wird für sehr viel größer gehalten.

Die Ausgangsringe 4' und 5' können aber auch unmittelbar durcl die Endflächen der Gehäuse 8¹ und 9¹ statt durch die Unterlegscheiben 36 und 38 geführt werden. Da die Ausgangsringe 4' und 5' zur Vermeidung des Schiefaufsitzes der Planetenrolle 3¹ sehr langsam laufen, drehen sich die Rollen 3* ganz ruhig, sogar ohne ein gleitreibungsminderndes Zwischenstück, ebenso ist natürlich die Rollreibung nicht erforderlich Wird der Differential-Verlangsamungs-Typ angewandt, sind die Planetenrollen mit unterschiedlichem Durchmesser in die Ausgangsringe einbeschrieben, um einen von ihnen festzulegen, wodurch es möglich wird, die im Untersetzungsverhältnis jeweils unterschiedlichen Ausgänge von anderen Ausgangsringen

abzunehmen. In jedem Falle verbessert die rollende Übertragung von Drehmoment durch Reib- oder Zugtrieb den Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung sehr erheblich wegen der das Schiefaufsitzen vermeidenden Konstruktion

Wie oben beschrieben, wird nach der Erfindung der eine der beiden Ausgangsringe angehalten, in dem zwei Planetenrollen unterschiedlichen Durchmessers, die miteinander sich drehen und umwälzen, eingeschrieben sind, so daß die Ausgangsgröße von dem anderen Ausgangsring abgenommen werden kann dank der Differentialbewegung, die durch den Unterschied zwischen den Durchmessern der Planetenrollen hervorgerufen wird. Darüber hinaus ist das Reduktionsgetriebe natürlich raumsparend gebaut, entwickelt wegen der Rollenübertragung nur wenig Lärm, zeigt keinen Schlupf an den Berührungsstellen, die durch Druckberührung miteinander verbunden sind, arbeitet ruhig ohne Schwingungen und hat einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung. Wenn außerdem an dem Ausgang ein höheres als das zulässige Drehmoment angelegt wird, beginnen die Planetenrollen zu rutschen und verhindert es dadurch, daß der an die Antriebswelle angeschlossene Primärantrieb überlastet oder abgeschaltet wird, sie stellen somit eine Sicherheitsvorrichtung dar. Die rollende Leistungsübertragung gemäß der Erfindung erfordert keine Kosten für Schneidarbeit beim Herstellen von Zahnrädern, so daß das Reduktionsgetriebe so billig hergestellt werden kann wie beim Walzen von Rollenlagern, und bei Anwendung von Zugantrieb entsteht praktisch keine metallische Berührung, so daß die Lebensdauer außerordentlich hoch ist. Da außerdem die differentiale Ausgangsgröße von einem von zwei Ausgangsringen abgenommen wird, kann man wahlweise zwei Arten von hohen üntersetzungsverhältnissen erzielen, so daß beispielsweise beide Ausgänge für

und für dessen Bewegung benutzt werden können. Außerdem hängt

das Untersetzungsverhältnis von dem Unterschied zwischen den Durchmessern von Planetenrollenpaaren ab/ so daß sich verschiedene Untersetzungsverhältnisse mit Leichtigkeit herstellen lassen.

Claims

Dietrich Lewinsky

Heinz - Joachim Huber

Reiner Prietsch

Gotthardstr. 81

München 21

28. Februar 1983

Matsushita Electric Works, Ltd. 14.597-IV/ek

Patentansprüche :

fl..^! Reduktionsgetriebe, gekennzeichnet durch eine in Drehung versetzbare Antriebswelle, durch um die genannte Antriebswelle herum angeordnete erste Planetenrollen, durch einen ersten Ausgangsring, der koaxial mit der genannten Antriebswelle angeordnet ist und in den die genannten ersten Planetenrollen einbeschrieben sind, durch koaxial zu den genannten ersten Planetenrollen angeordnete zweite Planetenrollen, die sich mit jenen gemeinsam als einheitliches Bauteil drehen und umwälzen und sich im Durchmesser jeweils von den ersten Planetenrollen unterscheiden, und durch einen zweiten Ausgangsring, der koaxial mit der genannten Antriebswelle angeordnet ist und in den die genannten zweiten Planetenrollen einbeschrieben sind, so daß die genannte Antriebswelle, die genannten ersten Planetenrollen und der genannte erste Ausgangsring in Druckberührung zueinander gelangen und die genannten zweiten Planetenrollen in Druckberührung zu dem genannten zweiten Ausgangsring gelangen.
2. Reduktionsgetriebenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten ersten Planetenrollen mit jeder der genannten zweiten Rollen zu einem einheitlichen

Bauteil verbunden ist und daß eine Druckberührungseinrichtung vorgesehen ist/ die jede der genannten Planetenrollen/ die genannte Antriebswelle und jeden der genannten Ausgangsringe in Druckberührung untereinander bringt.
3. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Axialseiten jeder der genannten zweiten Planetenrollen zwei erste Planetenrollen von untereinander gleichem Durchmesser angeordnet sind, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser jeder der genannten zweiten Planetenrollen.
4. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Druckberührungseinrichtung Bedienungselemente aufweist, die axial beweglich auf den genannten Ausgangsringen oder der genannten Antriebswelle angebracht sind, sowie Druckberührungselemente, die die genannten Planetenrollen durch axiale Bewegung der einzelnen Bedienungselemente radial gegen die genannte Antriebswelle drücken.
5. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Druckberührungselemente als ringförmiges Federelement ausgebildet sind, das im Querschnitt U-förmig ist, das an der öffnung des ü größer ist als am unteren Steg und in Breitenrichtung zusammendrückbar ist, so daß sich sein Durchmesser ändert.
6. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Druckberührungselemente auch als Ausgangsringe dienen, so daß die scheibenförmigen Bedienungselemente, die die axialen Enden der genannten ersten und zweiten Planetenrollen bedecken, geschraubt werden, wobei Ausgangsübertragungsringe an dem äußeren

Umfang des jeweiligen Druckberührungselements angeordnet sind.
7. Reduktionsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Ausgangsring oder der genannte zweite Ausgangsring unbeweglich ist.