DE8707305U1 - Planetary gear - Google Patents

Description

Planetengetriebe *Planetary gear *

Zur Drehzahlreduzierung und der daraus resultierenden Krafterhöhung werden Verzahnungsgetriebe verschiedenster bekannter Bauart verwendet* Durch den Eingriff der Zähne treten vor allem bei höheren Drehzahlen Geräusche auf, die in vielen Fällen störend, manchmal als untragbar laut empfunden v/erden.To reduce the speed and the resulting increase in power, gear transmissions of various known designs are used.* The engagement of the teeth causes noise, especially at higher speeds, which in many cases is perceived as disturbing and sometimes as unbearably loud.

Durch Verwendung von Schneckengetrieben kann zwar das Geräusch auf ein Minimum reduziert werden, jedoch treten je nach Untersetzung bis zu SO % Wirkungsgradverluste auf, was in vielen Einsatzbereichen nicht tragbar ist.By using worm gears, the noise can be reduced to a minimum, but depending on the reduction ratio, efficiency losses of up to 50 % can occur, which is not acceptable in many applications.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Getriebe anzugeben, das bei einem Minimum an Laufgeräuschen ein Optimum an Wirkungsgrad ergibt, ohne daß etwa andere nachteilige Wirkungen in Kauf genommen werden müßten.The object of the invention is therefore to provide a transmission which provides optimum efficiency with a minimum of running noise, without having to accept other disadvantageous effects.

Sine Reduzierung der Laufgeräusche ist bereits mit einem in BS-OS 31 12 598 vorgeschlagenen Planetengetriebe versucht worden, bei dem Sonnen-, Planeten- und Hohlelemente bezw. Singelemente verwendet werden, die als Rollen bezw. Wälzkörper ausgelegt sind, wobei die gegenseitige Anpressung der Elemente des Getriebes durch eine Vorbelastungseinrichtung erreicht wird. Diese Vorbelastungseinricbtung hat die Form von Gewindegängen, die dazu dienen, die Sonnen- und Hohlelemente auf den zugeordneten Wellen derartA reduction in running noise has already been attempted with a planetary gear proposed in BS-OS 31 12 598, in which sun, planet and hollow elements or singular elements are used, which are designed as rollers or rolling elements, whereby the mutual pressing of the elements of the gear is achieved by a preloading device. This preloading device has the form of threads which serve to press the sun and hollow elements on the associated shafts in such a way that

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anzubringen, daß "bei der Drehbewegung der Antriebswelle das eingangsseitige Element (das Hohlelement oder das Sonnenelement) versucht, sich von dem Ende der Eingangswelle loszuschrauben, wodurch das eingangsseitige Element in Eichtung des abtriebsseitigen Elements (nämlich das Sonnenelement oder das Hohlelement) bewegt wird. Durch dieses Losschrauben besteht die Neigung, daß das lingangselement in festen Eingriff mit den Planetenrollen getrieben v/ird und andererseits werden die Planetenrollen in festen Kontakt mit dem abtriebseitigen Element durch Vorbelastung gehalten, so daß sich eine entsprechende Antriebsverbindung zwischen den Rollen bezw. Wälzkörpern ergibt. Das Losschrauben ist beendet, wenn sich ein Gleichgewicht zwischen der Kraft eingestellt hat, die versucht, das Eingangselement loszuschrauben und der Reaktionskraft, die sich entsprechend aus der Bewegung des Eingangselementes in Richtung auf das Abgabe»element ergibt.to install that "during the rotation of the input shaft, the input side element (the hollow element or the sun element) attempts to unscrew itself from the end of the input shaft, whereby the input side element is moved in the direction of the output side element (namely the sun element or the hollow element). This unscrewing tends to drive the input element into firm engagement with the planetary rollers and, on the other hand, the planetary rollers are kept in firm contact with the output side element by preloading, so that a corresponding drive connection between the rollers or rolling elements is obtained. Unscrewing is completed when a balance has been established between the force attempting to unscrew the input element and the reaction force resulting from the movement of the input element towards the output element.

Nachteilig bei diesem bekannten Planetengetriebe, bei dem die Planetenräder das Profil eines Doppelkegelstumpfes aufweisen, ist die Tatsache, daß durch die unsymmetrische Belastung der Laufflächen der Planetenräder auf die Achsen der Planetenräder Biegemomente einwirken, die zu einer Verklemmung und einem eventuellen Bruch der Planetenräder führen können.The disadvantage of this known planetary gear, in which the planetary gears have the profile of a double truncated cone, is the fact that the asymmetrical loading of the running surfaces of the planetary gears causes bending moments to act on the axes of the planetary gears, which can lead to jamming and possible breakage of the planetary gears.

Darüber hinaus ist bei diesem bekannten Getriebe eine Drehrichtungsumkehr nur bedingt möglich. Bei einer solchen Umkehr der Drehrichtung entsteht nämlich durch die Gewinde, über die sowohl das Sonnenrad als auch das Hohlele— ment gehalten werden, ein totes Spiel.Furthermore, reversing the direction of rotation is only possible to a limited extent with this known gear. When the direction of rotation is reversed in this way, a dead play is created by the threads that hold both the sun gear and the hollow element.

Diese Nachteile werden vermieden bei einem Planetengetriebe, welches zwar nach dem Prinzip dieses bekanntenThese disadvantages are avoided with a planetary gear, which is based on the principle of this well-known

Getriebes arbeitet, "bei dem jedoch gemäß der Erfindung das Sonnenrad sowie die Planetenräder kegelstümpffÖrmige Profile und die Innenfläche des Hohlrades ebenfalls ein den vorgenannten kegelstumpfförmigen Profilen korrespondierendes Profil aufweisen, bei dem das Sonnenrad auf einer Welle längsverschieblich, jedoch drehstarr und ein dietransmission, "in which, however, according to the invention, the sun gear and the planet gears have truncated cone-shaped profiles and the inner surface of the ring gear also has a profile corresponding to the aforementioned truncated cone-shaped profiles, in which the sun gear is longitudinally displaceable on a shaft, but torsionally rigid and a

einer zweiten, zur ersten axial verlaufenden Welle ebenfalls längsverschieblich sowie drehstarr angeordnet sind und bei dem zwei Kraftspeicher als Vorbelastungsmittel vorgesehen sind, welche einerseits durch Drück auf den Planetenträger die Rollflächen der Planetenräder an die innere Abrollfläche des Hohlrades, andererseits die Abrollfläche des Sonnenrades an die AbrollflHchen der Planetenräder anpressen.a second shaft, which runs axially to the first, is also arranged so that it can be moved longitudinally and is rotationally rigid, and in which two energy accumulators are provided as preloading means, which on the one hand press the rolling surfaces of the planetary gears onto the inner rolling surface of the ring gear by pressing on the planet carrier, and on the other hand press the rolling surface of the sun gear onto the rolling surfaces of the planetary gears.

Als einfachste Ausführungsform der Kraftspeicher bieten sich Tellerfedern an, die sich an den Lagern der Wellen abstützen.The simplest form of energy storage is the use of disc springs, which are supported on the shaft bearings.

Es wäre aber auch möglich, als Kraftspeicher drehmomentabhängige, mechanische Anpreßvorrichtungen bekannter Bauart oder aber hydraulisch arbeitende Mittel vorzusehen. However, it would also be possible to use torque-dependent, mechanical pressure devices of a known design or hydraulically operating means as energy storage devices.

In jedem Falle ist eine spielfreie, kraftschlüssige Kupplung zwischen den einzelnen Elementen des Getriebes erzielbar, die ohne weiteres eine Drehrichtungsumkehr gestattet. In any case, a play-free, force-locking coupling between the individual elements of the gearbox can be achieved, which allows the direction of rotation to be reversed without any problem.

Alle Elemente des erfindungsgemäßen Getriebes können aus Wälzlagerstahl hergestellt werden. Zur Erzielung einer größeren Laufruhe empfiehlt es sich jedoch, zumindest die Planetenräder aus Kunststoff zu fertigen. Letztere könnte man in ihrem Profil auch ballig ausführen, um damit größere Fertigungstoleranzen zu erreichen. Eine solcheAll elements of the gear according to the invention can be made of roller bearing steel. However, to achieve greater smoothness of operation, it is recommended to manufacture at least the planetary gears from plastic. The latter could also be made with a crowned profile in order to achieve greater manufacturing tolerances. Such a

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Ausführung dürfte aber im wesentlichen auf baulich feieine Getriebe beschränkt SeIn₄ von denen lediglich die Übertragung kleinerer Kräfte verlangt wird.However, the design should essentially be limited to structurally simple gears ₄ which are only required to transmit small forces.

Bei Ausführungsformen mit TelLerfedern als Kraftspeicher wird man dem kegelstumpfförmigen Profil der einzelnen Elemente zweckmäßig eine Neigung von etwa 15 gegenüber der Achse geben, wobei man eine optimale Kraftübertragung erreicht *In designs with plate springs as energy storage devices, the truncated cone-shaped profile of the individual elements is best given an inclination of about 15° relative to the axis, whereby optimum power transmission is achieved *

Planetengetriebe gemäß der Erfindung sind mit Erfolg in den verschiedensten Bereichen einsetzbar.Es wird in erster linie an die medizinische Technik gedacht, wo z.B. Bedarf bei Beatmungsgeräten, Infusions- und anderen Pumpen, Verstelleinrichtungen im Röntgenbetrieb sowie bei Rollstuhlantrieben besteht. In diesen Anwendungsbereichen wird stets extreme Laufruhe gefordert.Planetary gears according to the invention can be used successfully in a wide variety of areas. The primary focus is on medical technology, where there is a need for ventilators, infusion and other pumps, adjustment devices in X-ray operations and wheelchair drives. Extremely smooth running is always required in these areas of application.

Dies gilt auch auf anderen Anwendungsgebieten, z.B. bei Bodenreinigungsmaschinen, Verpackungsmaschinen usw*This also applies to other areas of application, e.g. floor cleaning machines, packaging machines, etc.*

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt*
Es Zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing*
Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Planetengetriebe gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a cross section through a planetary gear according to the invention.

Fig. 2 eine Frontansicht dieses Getriebes, senkrecht zu der Darstellung von Fig. 1, jedoch mit abgenommenem vorderen Gehäuseteil.Fig. 2 is a front view of this gearbox, perpendicular to the illustration in Fig. 1, but with the front housing part removed.

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittdarstellung des vorderen Gehäuseteils mit Sonnenrad.Fig. 3 is a sectional view corresponding to Fig. 1 of the front housing part with sun gear.

In der Schnittdarstellung gemäß Fig„1 erkennt man die das Sonnenrad 5 antreibende Welle 1. Das Sonnenrad 3 ist auf der Welle 1 längsverschieblieh, jedoch drehstarr ge-In the sectional view according to Fig. 1 you can see the shaft 1 driving the sun gear 5. The sun gear 3 is longitudinally displaceable on the shaft 1, but is rotationally rigid.

lagert, wozu gemäß Fig.3 eine auf der Welle 1 angeordnete Paßfeder 15 vorgesehen ist. Die Welle 1 selbst ist in den Lagern 10 geführt, die ihrerseits in das vordere Gehäuseteil 6 abgedichtet eingebaut sind. Die Abdichtung ist mit 11 bezeichnet. Mit 12, 15 und 14- sind übliche Seeger-Ringe angedeutet. Beide Lager 10 sind durch eine Dintanzscheibe beabstandet., for which purpose a feather key 15 is provided on the shaft 1 as shown in Fig.3. The shaft 1 itself is guided in the bearings 10, which in turn are installed in a sealed manner in the front housing part 6. The seal is designated 11. 12, 15 and 14 indicate standard Seeger rings. Both bearings 10 are spaced apart by a spacer disk.

In dem linken Gehäuseteil &dgr; sind die Lager für die abtreibende Welle 9 in gleicher Weise abgedichtet eingebaut wie die in Fig. 5 dargestellten Lager 10. Die beidseitige Abdichtung der Wellen 1 und 9 ist wegen der Ölfüllung des Getriebes erforderlich.In the left housing part &dgr; the bearings for the output shaft 9 are installed in the same sealed manner as the bearings 10 shown in Fig. 5. The sealing on both sides of the shafts 1 and 9 is necessary because of the oil filling of the gearbox.

Auf der Welle 9 ist der Planetentrager 7 drehstarr,aber längsbeweglich geführt $ er dient der Lagerung der Planetenräder 4. Ferner ist das Hohlrad 5 in dem linken Gehäuseteil 6 axial ausgerichtet gehalten. Es kommt mit seiner inneren konischen Lauffläche in Kontakt mit dem äußeren Laufflächen der Planetenräder 4, welche außerdem mit der konischen Lauffläche des Sonnenrades 3 in Kontakt stehen. Auf beiden Wellen 1 und 9 sind Tellerfedern 2 und 8 angeordnet, die als Kraftspeicher fungieren. Sie stützen sich an den beiderseitigen Lagern ab und drücken das Sonnerad 3 in Achsrichtung zu den Planetenrädern 4 sowie den Planetenträger 7 und damit die Planetenräder 4 in Richtung auf das Hohlrad 5 sowie das Sonnenrad 3·The planet carrier 7 is guided on the shaft 9 in a rotationally rigid but longitudinally movable manner; it serves to support the planet gears 4. The ring gear 5 is also held axially aligned in the left housing part 6. Its inner conical running surface comes into contact with the outer running surfaces of the planet gears 4, which are also in contact with the conical running surface of the sun gear 3. Disc springs 2 and 8 are arranged on both shafts 1 and 9 and act as energy storage devices. They are supported on the bearings on both sides and press the sun gear 3 in the axial direction towards the planet gears 4 and the planet carrier 7, and thus the planet gears 4 in the direction of the ring gear 5 and the sun gear 3.

Durch die von den Tellerfedern 2 und 8 auf die Elemente des Getriebes ausgeübten Kräfte stehen diese Elemente in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Weise in kraftschlüssigem gegenseitigen Eingriff, wodurch die gewünschte Kraftübertragung mögliöh igt*Due to the forces exerted by the disc springs 2 and 8 on the elements of the gear, these elements are in frictional mutual engagement in the manner shown in the drawings, which makes the desired power transmission possible*

Es sei abschließend erwähnt, daß in eines? erprobten Aus«Finally, it should be mentioned that in a? proven

fülrcting der Scfindung Tellerf edern aus Federstab.1 nach. DIlT 2093, Reihe A verwendet worden sind, die sich, bei der ErproTDung bestens bewährt haben.For the invention, disc springs made of spring rods.1 according to DIIT 2093, Series A were used, which have proven to be very effective in testing.

Claims (1)

SchutzansprücJie,Protection claims, 1. Planetengetriebe, bei dem Sonnenrad, Hohlrad sowie die Planetenräder als Rollen bezw. Wälzkörper ausgebildet sind und über ihre Abrollflächen unter Verwendung von Vorbelastungsmitteln gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (3) sowie die Planetenräder (4-) kegelstumpfförmige Profile und die Innenfläche des Hohlrades (5) ebenfalls ein den vorgenannten kegelstumpfförmigen Profilen korrespondierendes Profil aufweisen, daß das Sonnenrad (3) auf einer Welle (1) längsverschieblich, jedoch drehstarr und ein die Achsen der Planetenräder (4) führender Planetenträger C⁷) auf einer zweiten, zur ersten axial verlaufenden Welle (9) ebenfalls längsverschieb¹ich sowie drehstarr angeordnet sind und da3 zwei Kraftspeicher (2,8) als Vorbelastungsmittel vorgesehen sind, welche einerseits durch Druck auf den Planetenträger (7) die Rollflächen der Planetenräder (4·) an die innere Abrollfläche des Hohlrades (5)_s andererseits die Abrollfläche des Sonnenrades (3) an1. Planetary gear, in which the sun gear, ring gear and the planet gears act as rollers. Rolling bodies are formed and are coupled via their rolling surfaces using preloading means, characterized in that the sun gear (3) and the planet gears (4-) have frustoconical profiles and the inner surface of the ring gear (5) also have a profile corresponding to the aforementioned frustoconical profiles, that the sun gear (3) is arranged on a shaft (1) so as to be longitudinally displaceable but torsionally rigid and a planet carrier (C ⁷ ) guiding the axes of the planet gears (4) is arranged on a second shaft ( ⁹ ) which runs axially to the first and is also longitudinally displaceable and torsionally rigid and that two energy accumulators (2,8) are provided as preloading means which, on the one hand, by pressure on the planet carrier (7), press the rolling surfaces of the planet gears (4·) onto the inner rolling surface of the ring gear (5) and, on the other hand, _press the rolling surface of the sun gear (3) onto die Abrollflächen der Planetenräder (4·) anpressen.Press the rolling surfaces of the planet gears (4·). 2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftspeicher sich an den Lagern der Wellen (1,9) abstützende Tellerfedern(2,8) vorgesehen sind.2. Planetary gear according to claim 1, characterized in that disc springs (2,8) supported on the bearings of the shafts (1,9) are provided as energy storage devices. 3. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftspeicher drehmomentabhängige, mechanische Anpreßvorrichtungen bekannter Bauart vorgesehen sind.3. Planetary gear according to claim 1, characterized in that torque-dependent, mechanical pressure devices of known design are provided as energy storage devices. t. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (3) und das Hohl-t. Planetary gear according to claims 1 to 3, characterized in that the sun gear (3) and the hollow I rad (5) aus Wälzlagerstahl und die Planetenräder (4) I wheel (5) made of rolling bearing steel and the planet gears (4) I aus Kunststoff gefertigt sind.I are made of plastic. 5. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (*0 in ihrem _s Profil ballig ausgebildet sind.5. Planetary gear according to claims 1 to 4, characterized in that the planet wheels (*0) are crowned in _their profile.