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Umlaufgetriebe, z. B. für Hebezeuge aller Art 1)ie I:rfinidung bezieht
sich auf Umlaufgetriebe, z. B. für Hebezeuge aller Art (Winden, Förderbandantriebe,
elektrische Flaschenzüge od. dgl.), insbesondere auf ein Untersetzungsgetriebe für
elektrische Kettenwinden. Die Erfindung besteht darin, daß mindestens drei Planetenräder
zwischen einem Sonnenrad und Innenzahnkränzen tangential zur Planetenbahn frei einstellbar,
also auf dem Sonnenrad gleichachsigen Kreisbahnen, ohne einen ihre gegenseitige
Winkellage bestimmenden Träger, Armkreuz od. d@gl., geführt sind. Dies trägt wesentlich
zur Erreichung des Zieles bei, daß alle drei Planetenräder über die ganze Zahnbreite
stets gleichmäßig belastet werden, ohne daß die Zahnräder radial ineinandergepreßt
werden. Die bei allen Belastungsfällen gleichmäßige Verteilung der Belastung ermöglicht
eine kleine Zahnteilung und damit eine besonders kleine und leichte Bauart. Die
im Eingriff befindlichen Zähne der ungelagerten Planetenräder können sich ungehindert
auf die Zähne der Zahnkränze, mit denen sie kämmen, einstellen, weil keinerlei Auflagerkräfte
in Armkreuzlagern od. dgl. sie daran hindern. Da sich der Zahndruck mit Sicherheit
gleichmäßig verteilt, braucht beim Vorhandensein von n Planetenrädern nur mit dem
;1-ten Teil der Gesamtlast gerechnet zu werden.
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Die Führung der Planetenräder auf einer Kreisbahn ist zweckmäßig für
ein Abrollen mit den Planetenrädern verbundener zahnfreier Teile, z. B. axialer
Ansätze der Planetenräder, eingerichtet. Diese gegebenenfalls mitLaufbuchsenausgerüsteten
Ansätze sind vorteilhaft zwischen Laufringflächen geführt, z. B. zwischen Innenmänteln
äußerer Führungskörper und Außenmänteln innerer Führungskörper. Die Laufflächen
der Ansätze haben
mindestens angenähert den Durchmesser des Wälzkreises
der Planetenräder; daraus folgt, daß die äußeren Laufflächen, also die Innenmäntel
äußerer Führungskörper, wenigstens annähernd den Wälzkreisdurchmesser der Innenzahnkränze
und die inneren Laufringflächen, also die Außenmäntel innerer Führungskörper, den
WälzkTeisdurchmesser des Sonnenrades haben, so daß nur oder nahezu nur rollende
Reibung auftritt.
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Eine Reihe weiterer Merkmale trägt dazu bei, die Zahndrücke so auszugleichen,
daß die Planetenräder untereinander gleichmäßig belastet sind und daß alle Zähne
auf ihrer ganzen Breite auch dann voll zum Tragen kommen, wenn das übliche Verhältnis
von Zahnbreite zu Teilung erheblich überschritten, z. B. verdoppelt wird. Zu diesen
Merkmalen gehört es, daß die Laufringflächen, gegen die sich die Planetenräder unter
der Wirkung des Zahndruckes abstützen (beim Zusammenarbeiten mit Innenzahnkränzen
also die inneren Führungskörper), nicht fest, sondern nachgiebig angebracht sind,
so daß sie bei drei oder mehr Planetenrädern einen Ausgleich der Zahndrücke übernehmen
können. Dies kann in der Weise verwirklicht sein, daß auf der Welle des zentralen
Sonnenrades angebrachte Ringe, die als innere Führungskörper für die Planetenräder
dienen, die einzige Lagerung des das Sonnenrad tragenden Teils der Sonnenradwelle
bilden.
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Die bisher beschriebenen Merkmale lassen sich bei Getrieben anwenden,
bei denen die Planetenräder mit mehreren Innenzahnkränzen zusammenwirken, deren
Zähnezahlen voneinander abweichen, und zwar bei drei Planetenrädern um drei Zähne
oder ein Vielfaches hiervon, derart, daß beim Festhalten von Innenzahnkränzen der
einen Zähnezahl die anderen Innenzahnkränze mit einer der abweichenden Zähnezahl
entsprechenden Umlaufzahl angetrieben werden. Dabei ist es vorteilhaft, Innenzahnkränze,
an denen sich die Planetenräder abstützen, und Innenzahnkränze, die von den Planetenrädern
angetrieben werden, symmetrisch anzuordnen, also z. B. einen gegenüber der Betriebsbelastung
festen Innenzahnkranz in der Mitte zwischen zwei unter sich gleichen, anzutreübenden
Innenzahnkränzen oder einen anzutreibenden Innenzahnkranz in der Mitte zwischen
zwei unter sich gleichen, gegenüber der Betriebsbelastung festen Zahnkränzen. Die
beiden unter sich gleichen und gleichartig verwendeten Kränze können dabei auch
als die Hälften eines geteilten Kranzes aufgefaßt werden. Die Zahndrücke, die zwischen
jedem Planetenrad und den Hälften des geteilten Kranzes wirken, und die Zahndrucke,
die zwischen demselben Planetenrad und dem anderen Innenzahnkranc wirken, ergeben
dann ein Drehmoment nur um die Achse des Planetenrades, nicht um die beiden anderen
dazu senkrecht stehenden Raumachsen. Eine Lagerung gegenüber Drehung um diese anderen
Achsen wird dadurch entbehrlich.
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Eine weitere Möglichkeit, die Zahndrücke an den Planetenrädern auf
alle vorhandenen Planetenräder gleichmäßig zu verteilen, ist in weiterer Ausbildung
der Erfindung dadurch geschaffen, daß die bei 8etriebslast sich nicht drehenden
Zahnkränze in ihrer Ebene, also radial um ein Spiel verschiebbar sind, das einen
Ausgleich der Planetenradzalindrücke ermöglicht. Zugleich hiermit werden weitere
Vorteile erreicht, wenn die sich unter der normalen Betriebsbelastung nicht drehenden
Zahnkränze in einer Rutschkupplung od. dgl. so gehalten sind, daß sie bei Überlastung
des Getriebes in Drehung versetzt werden. Damit ist das Getriebe gegen Überlastung
geschützt. Außerdem sind besondere Endschalter zum Abschalten des Getriebes hei
Erreichen der Endstellungen entbehrlich.
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Von besonderer Bedeutung isst die Anwendung der Erfindung bei Untersetzungsgetrieben
für elektrische Kettenwinden. Ketten haben als Zug- und Tragmittel vor Drahtseilen
den Vorzug, daß sie über wesentlich kleinere Räder geleitet werden können. Der Vorteil
dieser Eigentümlichkeit liegt neben der Platzersparnis als solcher darin, daß ein
bei gleicher Hubgeschwin@digkeit kleineres Antriebsmittel, nämlich ein gegenüber
einer Seiltrommel im Durchmesser kleineres Kettenrad bzw. eine entsprechend kleine
sogenannte Kettennuß auch eine weniger starke Untersetzung und damit wiederum ein
kleineres Getriebe erfordert.
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Für elektrische Kettenwinden mit Rundgliederketten braucht man ein
kleines Kettenrad von etwa sieben Zähnen. Wenn man die Vorteile eines solchen kleinen
Kettenrades ausnutzen wollte, mußte man bisher in Kauf nehmen, daß sich das Getriebe
nicht innerhalb des Kettenrades einbauen ließ wie bei Seilwinden in die Seiltrommel,
trotzdem es wegen der geringeren Untersetzung an sich kleiner war. Man verlor also
wieder Raum. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes wird dieser Nachteil
vermieden, weil sich das neue Untersetzungsgetr.iebe ohne weiteres auch in ein Kettenrad
von kleinem Durchmesser einbauen läßt. Zweckmäßig wird einer der erwähnten drehbaren
Innenzahnkränze selbst als Kettenrad ausgebildet.
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Weitere Einzelheiten von erfinderischer Bedeutung ergeben sich aus
der Beschreibung und der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten Untersetzungsgetriebes für eine elektrische Kettenwinde. Fig. i ist
ein senkrechter Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht.
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Bei dem gezeichneten Beispiel sitzt auf einer Welle i, die z. B. die
Welle eines an das Getriebegehäuse 3 angeflanschten Elektromotors sein kann, das
als Sonnenrad benutzte Antriebsritzel 2. Im Getriebegehäuse 3 sind zwei ringförmige
Führungskörper 4 und $ mit Nietbolzen 6 befestigt. In diesen Führungskörpern sind
Innenzahnkränze 8 und geführt. Die die Zahnkränze 8 und 9 tragenden Ringkörper 7
bzw. 77 sind an ihrem Umfang U-förmig profiliert und greifen in die Führungskörper
4 bzw. 5 en. In den Führungskörpern 4 bzw. 5 sind Bohrungen 25 bzw. 26 angebracht.
Die die Innenzahnkränze 8 und 9 tragenden Ringkörper umgreifen diese Bohrungen der
Führungskörper (vgl. Fig. i). In die zwischen den Schenkeln, des
U-Profils
1)cfin(llichen Bohrungsabschnitte sind 1)rticl;federn 27 eingelegt. Hierdurch ist
eine Reibungsverl)indnng zwischen den die Innenzahn l:r:inze 8 und g tragenden Ringkörpern
und den im ( iehäuse befestigten Führungskörpern .4 und 5 geschattezi, die so fest
ist, (laß die Zahnkränze 8 und 9 bei 1>eti-icl)sm;iß@iger Belastung gegen Drehung
festgelialtcii sind, die aber bei Überlast, z. 13. beim Anfahren, oder beim Erreichen
der Endstellungen der Kette eine Drehung der Zahnkränze 8 und 9 zuläßt. Statt der
in den U-Profilen wirkenden Druckfedern könnte auch eine 1Zeil>uiiI,skupplung anderer
Art vorgesehen sein. Die die Zahnkränze 8 und 9 tragenden Körper haben in ihrer
Ebene, also in radiak°r Richtung, etwas Spiel, wie dies bei 28 angedeutet ist.
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Zwischen den Führungskörpern 4 und 5 ist ein weiterer ringförmiger
Körper io drehbar gelagert, der mit einem Innenzahnkranz z i ausgerüstet und zugleich
als Kettenrad ausgebildet ist. Die Zähne für die Kettenglieder sind als besondere
Bauteile 12 in den ringförmigen Körper io eingesetzt. Zwischen dem Zahnkranz des
Antriebsritzels 2 und den lnnenzahnkränzen 8, 9 und 11 laufen die drei I'laiietenr:ider
j,3, 14 und 15, deren durchlaufende Verzahnungen sowohl mit dem Zahnkranz des IZitzels
2 als auch mit allen drei Innenzahnkränzen im l,.itigriff stehen. Der Innenzahnkranz
l z des Ringkörpers io hat eine von derjenigen der bei Betriebsbelastung festgehaltenen
Innenzahnkränze 8 und 9 abweichende Zähnezahl., damit er beim Abrollen der Planetenräder
13, 14, 15 gegenüber den steliendeti Zahnkränzen 8 und 9 in Umdrehung still versetzt
wird. Da drei I'laiietenräder verwendet sind. muß der Unterschied zwischen der Zähnezahl
des Zahnkranzes einerseits und der Zähnezahl der Zahiikrinze S und 9 andererseits
derart sein, daß die zalitiliicketi an mindestens drei Stellen des Umfangs der lnnenzalinkriinze
miteinander übereinstimmen, damit dort die über die ganze Breite <lurchlaufenden
Zähne der drei Planetenräder eingreifen können. Bei der Verwendung von drei 1'la»etenr<i(ierii
müssezi sich also die Zähnezahlen tini drei Zähne oder um ein Vielfaches von drei
Zähnen unterscheiden.
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Die Planetenräder 13, 14 und 15 besitzen axiale Ansätze 16, 17.
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Mit diesen Ansätzen rollen sie auf zyliindrischen Innenmänteln 20.
21 von im Gehäuse fest angebrachten Bauteilen 18, 19 ab, die vorteilhaft die Stirnwände
des Getriebegehäuses bilden. Zugleich laufen die Ansätze 16, 17 der Planetenräder
auf den tlußciimätitelii der inneren Führungskörper 22 und 23, welche auf die Welle
T aufgesetzte Ringe darstellen. Die Ansätze 16, 17 haben den Durchmesser des Wälzkreises
der Planetenräder.
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Der mit dem Innenzahnkranz 11 ausgerüstete, als Kettenrad ausgebildete
Ringkörper io ist im Gehäuse 3 auf Rollen 24 gelagert, die zwischen zvlindrischen
Außenflachen des Ringkörpers io und der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses3
laufen. Statt' dessen könnten auch besondere äußere Führungshöi-1)er für die Planetenräder
oder die gezeichneten Führungskörper 18, l9 zugleich Führungskörper für die Wälzlagerung
des den Innenzahnkranz l T tragenden Körpers io sein, der statt auf äußeren auch
mit inneren Ringflächen auf Rollen gelagert sein könnte.
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Da den Planetenrädern eine ausreichende radiale Einsteilbarkeit gegeben
ist, ist ein statisch bestimmtes System gegeben, bei welchem stets an allen drei
Planetenrädern gleicher Zahndruck auftritt. Die infolge des Wegfalls eines Armkreuzes
od. dgl., in dem die Planetenräder gelagert sind, ermöglichte tangentiale Einsteilbarkeit
bewirkt dabe,i, wie schon eingangs erläutert, daß jeder im Eingriff stehende Zahn
über eine ganze Breite gleichmäßig belastet ist.
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Etwaige Laufbuchsen auf den axialen Ansätzen der Planetenräder und/oder
die Laufringflächen der inneren und äußeren Führungskörper für diese Ansätze bzw.
diese Führunigskörper selbst könnten auch drehbar gelagert sein, z. B. ebenfalls
mittels einer Wälzlagerung; es wird dann reines Rollen erzielt.
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Das ganze Getriebe läßt sich wegen seiner geringen Abmessungen und
seiner geschlossenen Gesamtform leicht in 01 kapseln. Die zusammengedrängte
geschlossene Bauweise ermöglicht auch den Zusammenbau des Getriebes mit einem Flan.schmotor
zu einem einheitlichen Ganzen.