Planetengetriebe Diese Erfindung betrifft e in Planetengetriebe. Die Mehrzahl heutiger Planetengetriebe besteht normaler weise aus zusammenwirkenden Zahnrädern, ein schliesslich daran ausgebildeter Doppelschraubenver zahnung. Es ist allgemein bekannt, dass die Verwen dung von Pfeilzähnen in einem Planetengetriebe von Vorteil ist, indem dabei die Anzahl gleichzeitig inein andergreifender und eine gleichmässige Verbindung bewirkender Zähne zunimmt und zwei einander ge genüberliegende Verzahnungen der Pfeilverzahnung dahin tendieren, gleichmässig belastet zu werden und dadurch Berührungsunebenheiten zwischen den Zäh nen selbst in dem Fall kompensieren, dass eine Zahn breite extrem breit oder ein Getriebekasten defor miert sein sollte.
Anderseits muss das Pfeilverzahnungsrad mit Be zug auf seinen Steigungswinkel, Zahnprofil, Zahn stärke usw. mit grösster fachmännischer Geschick lichkeit sehr genau maschinell bearbeitet werden. Be sonders wenn es erwünscht ist, ein Winkelzahnge triebe von einheitlicher Konstruktion herzustellen, sind maschinelle Bearbeitungen, einschliesslich Schneiden von Zähnen, Scheiben, Honen und der gleichen, erforderlich, wobei diese Arbeitsgänge im Vergleich zur Herstellung eines Stirnrades oder eines einflachen schrägverzahnten Rades grössere technische Geschicklichkeit und zeitraubenden Arbeitsaufwand erfordern. Das Endprodukt ist daher teuer.
Ferner sollte ein doppelt schrägverzahntes, sogenanntes Pfeilrad immer an seinem Umfang zwischen den Verzahnungen mit einer umfänglichen Nut von ziem lich grosser Breite versehen sein, wobei diese Nut als offener Raum dient, in welchem der Arbeitsteil eines Schneidwerkzeuges oder eines Schleifrades aus weichen kann. Dies hat jedoch eine Vergrösserung der axialen Dimension des fertigen Zahnrades und eine Tendenz zum Verbiegen der Zahnwelle und zum Verdrehen des Getriebegehäuses zur Folge. Ausser dem können dadurch auch die Zahnräder unregel mässig ineinander eingreifen.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die oben genannten Nachteile behoben werden.
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Innenverzahnungsgetriebe teil, der koaxial zum Sonnenrad liegt, einer Planeten rädergruppe, die sowohl mit dem Sonnenrad als mit denn Innenverzahnungsgetriebeteil in Eingriff steht, und einem Planetenradträger für das drehbare Ab stützen der Planetenrädergruppe.
Bei dem erfindungsgemässen Planetengetriebe weist der Innenverzahnungsgetriebeteil und/oder das Sonnenrad eine Mehrzahl paarweise gegeneinander liegender Radteile auf, von denen jedes Paar durch einflach schrägverzahnte Zahnkupplungen mit in ent gegengesetzten Richtungen verlaufenden Verzahnun gen miteinander gekuppelt ist. Diese Kupplungen weisen keine Anschläge auf, und daher können die gekuppelten, gegeneinanderliegenden Radteile eine relative Drehbewegung und somit eine relative Schraubenbewegung zur Kupplung ausführen, sind jedoch an der Ausführung einer relativen Axialbe wegung verhindert.
Alle Zahnräder können entweder vom Stirnrad typ oder vom einfachen Schrägverzahnungstyp sein. Im letztgenannten Fall kann entweder das Sonnen rad oder der Innenverzahnungsgetriebeteil, vorzugs weise ein Paar axial angrenzende Radteile umfassen, welche ,ihrerseits idurch ,ein Paar einfach schrägver zahnte .Kupplungen mit in @entgegengesetzten Rich tungen laufenden Verzahnungen miteinander ver- bu Aden sind.
Um idie Anzahl :gleichzeitig eingreifender Zähne zu erhöhen, können die anliegenden Radteile einen vorbestimmten Bruchteil ihrer Zahnteilung, bieispiels- weise eine halbe Zahnteilung, voneinander versetzt sein.
Eine Mehrzahl Verbindungsstangen kann vor zugsweise vorgesehen sein, um entweder die Radteile des Innenverzahnungsgetriebeteiles oder des Sonnen rades für eine begrenzte Drehbewegung und zur Ver hinderung einer relativen Axialbewegung zu verbin den, wodurch sich eine beim Betrieb auftretende Belastung gleichmässig auf die Radteile verteilen lässt.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispiels weise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig.l einen teilweisen Axialschnitt durch ein erfindungsgemässes Planetengetriebe, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 im grösseren Massstab eine Verbindungs stange, Fig.4 eine Schnittansicht eines Halteelementes zum Festhalten von Kugeln zwischen einem Paar benachbarter Radteile des Innenverzah nungsgetriebe- teiles, Fig.5 eine Seitenansicht eines Teiles des in Fig. 4 dargestellten Halteelementes, Fig. 6 in grösserem Massstab ebne Schnittansicht eines zwischen einem Paar benachbarter Radteile des Innenverzahnungsgetriebeteiles angeordneten, spi raligen Federteils und Fig. 7 die Seitenansicht eines Teiles der in Fig. 6 dargestellten Feder.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Planetengetriebe. Ein Sonnenradgetriebeteil 1, ein Planetenradgetriebeteil 2 und ein Innenverzahnungsgetriebeteil 3 sind inner halb eines Gehäuses angeordnet, das aus einer Mehr zahl Deckelteile 4, 5, 6, 7 und 8 besteht. Innerhalb ,des Gehäuses ist das Sonnenradgetriebeteil 1 zum Drehen um seine eigene ortsfeste Achse zentral angeordnet, während das Planetenradgetriebeteil 2 sowohl mit dem Sonnenradgetriebeteil 1 als auch mit dem konzentrisch zum letzteren angeordneten Innenverzahnungsgetriebeteil 3 in Eingriff steht und sich um das Sonnenrad 1 dreht und längs dem In nenumfang des Innenzahnkranzes 3 bewegt, wobei sich der Getriebeteil 2 um seine drehende Achse dreht. Der Innenzahnkranz 3 verbleibt normaler weise ortsfest.
Wie aus Fg. 1 ersichtlich, ist eine schnellaufende Antriebswelle 9 fest an einem Hauptmotor, zum Beispiel einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, angeschlossen und andernends mit dem Getriebeteil 1 durch eine Flanschkupplung 101 verbunden, welche ihrerseits durch eine Zahnradkupplung 102 und einem Paar Halteringglieder 103 mit einem Endteil einer rohrförmigen Übertragungswelle 104 verkoppelt ist. Die Transmissionswelle 104 ist mit ihrem anderen Endteil in ähnlicher Weise mit der Welle 107 der Sonnenräder 1 durch eine Zahnradkupplung 105 und ein Paar Halteringteile 106 verbunden. Die Wellen 9, 104 und 107 sind somit wirksam miteinander ver bunden und verhindert, sich voneinander zu lösen.
Die Welle 107 des Getriebeteiles 1 ist durch ein Paar Zahnradkupplungen 108, 109 und ein Paar Halte ringteile 110, 111 mit einem Paar axial anliegenden Sonnenradteilen 112 und 113 verbunden.
Vorzugsweise besteht das Paar Sonnenradteile 112 und 113 aus einem Paar Stirnräder von gleichem Durchmesser und gleicher Zähnezahl, welche um die Hälfte ihrer Zahnteilung versetzt voneinander ange ordnet sind.
Das Sonnenradteil 1 ist frei beweglich im Innern des Getriebeteiles 2 abgestützt, welcher nun be schrieben werden soll.
Gemäss Fig. 1 besitzt der Planetengetriebeteil 2 einen Planetenradträger 203, welcher an den Deckel teilen 5 und 6 gegenaxiale Bewegung und durch ein Paar Lager 201, 202, die in mittlere Öffnungen der genannten Deckelteile eingepasst sind, drehbar abge stützt ist. Der Träger 203 trägt eine Mehrzahl bei- denendsdaran gelagerte, parallele Achszapfen 205, und es ist ferner an seinem Aussenende eine aus einem Stück mit ihm bestehende Transmissions- oder Ab triebswelle 204 gebildet. Das dargestellte Getriebe besitzt, wie in Fig. 2 gezeigt, drei Achszapfen 205. Jeder der Achszapfen 205 trägt ein Paar Planeten räderteile 206, 207, deren gegeneinanderliegende Endflächen einander berühren.
Die Planetenräder,- teile sind so angeordnet, dass sie in die zugeordneten Sonnenradteile 112 bzw. 113 eingreifen, welche aus Stirnrädern bestehen, die, wie oben beschrieben, um die Hälfte ihrer Zahnteilung voneinander versetzt sind.
Der Innenzahnkranz 3 ist frei beweglich vom Deckelteil 4 im Innern desselben abgestützt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, trägt der Deckelteil 4 an seiner inneren Oberfläche einen hohlen, zylinderförmigen Teil 303 mittels einer Zahnkupplung 301 und einem Paar Halteringteile 302, wodurch dieser zylindrische Teil am Ausführen einer axialen Bewegung gehindert wird. Der hohle zylindrische Teil 303 trägt ein Paar Innenverzahnungsradteile 306 und 307 über ein Paar im Abstand angeordnete, schrägverzahnte Zahn kupplungen 304, 305, welche an der inneren Ober fläche benachbart deren Mitte vorgesehen sind und deren Umfänge jeweils in entgegengesetzten Rich tungen verzahnt sind.
Die Endteile des hohlen, zylindrischen Gebildes 303 erstrecken sich über die entsprechenden Enden der Planetenräder 2 hinaus. An den Endteilen des Zylindergebildes 303 sind axialdruckaufnehmende, ringförmige Scheiben 312, 3e13 mittels Zahnkupp- lungen 308, 309 und Halteringteile 310, 311 ange bracht, wodurch .die Planetenradteile an der Aus führung .axialer Bewegung gehindert werden.
Die inneren Umfangsflächen der ringförmigen Scheiben 312 und 313 sind in Berührung .mit .den seitlichen Endflächen der entsprechenden Planetenradteile ge bracht und vorzugsweise benachbart den Lagen an geordnet, in welchen die zugeordneten I.nnenverzah- .nungsradteile den entsprechenden Zahnkreis aufwei sen.
Wie allgemein bekannt, befindet sich ein Ver- zahnungsradteil jeweils in .abrollender Berührung mit :dem zugeordneten Verzahnungsradteil an passenden Teilkreisen. Die beschriebene Anordnung ermöglicht es daher, die Gleitgeschwindigkeit der Seitenend- fläche des Planetenradteiles relativ zum Innenumfang der axialdruckaufnehmenden Scheibe beträchtlich zu verringern, was eine grosse Verringerung an Rei bungsverlust zur Folge hat.
Wie Fig. 1 zeigt und aus der in grösserem Mass stab dargestellten Fig. 3 ersichtlich ist, erstreckt sich eine Verbindungsstange 312' lose jeweils durch meh rere Paare ausgerichtete axiale Bohrungen, welche passenderweise am Paar Innenverzahnungsradteilen 306 bzw. 307 ausgebildet sind und mit einem Paar halbkugelförmigen Scheiben 314 und einem Paar Muttern 313' zusammenarbeiten, um eine selbst zentrierende, lose Verbindung der beiden Innenver zahnungsradteile herzustellen. Ein Splint 3L6 (Fig. 3) dient dazu, zu verhindern, dass sich die Mutter 313' während des Betriebes der Vorrichtung lockert.
Gemäss den Fig.4 und 5 wird eine Vielzahl Kugeln 317 durch eine Haltevorrichtung 318 zwi schen den gegenüberliegenden Flächen der Innen verzahnungsradteile 306 und 307 festgehalten.
Auf diese Weise wird es einem der Innenver zahnungsradteile ermöglicht, eine winklige Verschie bung mit Bezug auf das andere Innenverzahnungs radteil rauszuführen.
Ein schraubenförmiger Federteil 320 gemäss den Fig. 6 und 7 kann aber auch an die Stelle der in den Fig. 4, 5 gezeigten Kugeln 319 treten.
Beim Betrieb setzt sein nicht dargestellter An triebsmotor die Sonnenradteile 112, 113 mittels der Wellen 9, 104 und 107 in Drehung u m die ge meinsame ortsfeste Achse, wodurch wiederum die Planetenräder 206 um die Sonnenräder und entlang dem Innenumfang der Innenverzahnungsradteile 306, 307 unter gleichzeitigem Drehen um ihre eigenen Drehachsen kreisen. Die Drehbewegung der Welle 9 wird daher der mit letzterer ein Ganzes bildenden Abtriebswelle 204 übertragen, welche ihrerseits mit einer Geschwindigkeit rotiert, die sich durch die Zähnezahl der Verzahnungseinheiten 1, 2 und 3 be stimmt.
Die schrägverzahnten Zahnkupplungen 304, 305 ,sind an ihrem Umfang mit Zähnen von solcher Schrägrichtung ausgebildet, dass bei der in einer Richtung erfolgenden Drehbewegung der Sonnen räder 112, 113 die durch die Kupplungen 304, 305 bewirkten Axialdrücke ein Aneinanderstossen der beiden Innenverzahnungsradteile 306, 307 bewirken.
Beim Betrieb in der genannten einen Richtung kann die erste Rädergruppe der Zahnradteile 112, 206 und 306 Belastungen unterworfen werden, deren Grössen unterschiedlich sein können; das gleiche trifft für die zweite Rädergruppe der Zahnradteile 113, 207 und 307 zu, und zwar infolge von Teilkreis fehlern, von ungenauen Zahnprofilen der betreffenden Verzahnungsradteile und aus anderen Gründen. In einem solchen Fall unterscheidet sich der Axialdruck, welcher eine axiale Komponente der oben genannten Belastung darstellt und durch die schrägverzahnte Zahnkupplung 304 bewirkt wird, von dem durch die Zahnkupplung 305 hervorgerufenen Axialdruck. Dies verursacht eine Axialbewegung der Innenverzah nungsradteile 305 und 307.
Essei nun angenommen, die erste Getriebegruppe sei einer grösseren Belastung oder grösserer Drehkraft unterworfen als die zweite Getriebegruppe. Das In nenverzahnungsradteil 306 in der ersten Getriebe gruppe ruft einen Axialdruck hervor, der grösser ist und in umgekehrter Richtung verläuft wie der Druck des Verzahnungsradteiles 307 in der zweiten Ge triebegruppe, um dadurch einen Druck gegen den letzteren Radteil auszuüben. Es wind darauf ver wiesen, dass beide Innenverzahnungsradteile durch die Verbindungsstangen 312 für eine relative Ver drehung innerhalb gewisser Grenzen miteinander verbunden sind.
Somit ist ersichtlich, dass das der grösseren Drehkraft unterworfene Innenverzahnungs radteil 306 etwas in der Richtung der Drehkraft wer dreht wird, während sich das der geringeren Dreh kraft unterworfene Innenverzahnungsradteil 307 in entgegengesetzter Richtung dreht. Diese Drehbewe gung dauert an bis die von beiden Innenverzah nungsradteilen aufgenommenen Belastungen einander gleich sind, woraufhin die axialen Drücke im Gleich gewicht sind. Auf diese Weise wird die Belastung der ersten Getriebegruppe während des Betriebes stets gleich der Last der zweiten Getriebegruppe gehalten.
Wird die dargestellte Vorrichtung in der umge kehrten oder zweiten Richtung gedreht, dann werden den Innenvenzahnungsradteilen 306 und 307 jeweils Drehkräfte zur Schaffung von Axialdrücken erteilt, welche die Tendenz besitzen, die Verzahnungsradteile auseinander zu bewegen. Wenn die Drehkräfte ein ander gleich ist, dann kompensieren sich die Axial drücke durch die Verbindungsstangen, welche die Innenverzahnungsradteile miteinander verbinden. Wenn die Drehkräfte dagegen voneinander verschie den sind, dann werden die beiden Innenverzahnungs radteile durch die Verbindungsstangen axial ver schoben, wodurch sich ein Lastenausgleich wie inn früheren Fall ergibt.
Es ist somit ersichtlich, dass sich die axialen Lagen der Innenverzahnungsradteile 306, 307 auto matisch innerhalb von Grenzen befinden, die durch den Lastenausgleich, wie oben beschrieben, bestimmt werden. Die axialen Lagen der mit den Innenver zahnungsradteilen in Eingriff stehenden Planetenrä der 206 und 207 sind jedoch ziemlich unbestimmt. Die Planetenräder 206, 207 können daher in beiden Richtungen jeweils längs ihrer gemeinsamen Welle 205 bewegt wenden.
Die beiden axialdruckaufnehmenden, rin@gförmi- g:en Scheiben 312,<B>313</B> dienen, wie bereits beschrie ben, :zum Verhindern einer solchen Axialbewegung der Planetenräder. Da die druckfesten Scheiben 312, 313 indirekt mit Iden Innenverzahnungsradteilen durch :
die Zahnkupplungen 308, 309 bzw. idurch Iden abstützenden Zylinderteil 303 verbunden sind, so kann nie Vorrichtung leicht zusammengefügt bzw. zerlegt werden, und gleichzeitig können die Innen- verzahnungsradteile eine begrenzte Lockerheit und Biegsamkeit aufweisen.
Wie bereits erwähnt, ist jeder Verzahnungsrad teil in der ersten Getriebegruppe vom zugeordneten Verzahnungsradteil der zweiten Getriebegruppe um die Hälfte der entsprechenden Zahnteilung versetzt angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Anzahl von gleichzeitig eingreifenden Zähnen zu verdoppeln im Vergleich mit den ausgerichteten Zähnen an einem Paar von üblicherweise zusammen wirkenden Zahnradteilen, wodurch ein gleichmässiger und ruhiger Betrieb sichergestellt wind.
Wenn ein Paar Verzahnungsradteile, wie bei spielsweise Innenverzahnungsradteile oder Sonnen radteile, welche durch zwei einfach schrägverzahnte Zahnkupplungen mit in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Zähnen miteinander verbunden wer den sollen, an der zugeordneten Welle in ausgerichte tem oder in versetztem Zustand angeordnet sind, dann können solche Zahnradteile mit Bezug auf die genannten Zahnkupplungen axial versetzt wenden, um dadurch in entgegengesetzten Richtungen relativ verdreht zu werden, wobei sich kleine Zahnteilungs fehler kompensieren lassen.
Beim Vorhandensein von grösseren Zahnteilungsfehlern lässt sich eine solche Kompensation leicht durchführen, indem eine solche Zähnezahl für den Verzahnungsradteil und eine ent sprechende Zähnezahl für die zugeordnete Zahnkupp lung gewählt wird, dass beide keinen gemeinsamen Teiler haben. Das Eingreifen der Zahnkupplung in das Verzahnungsradteil kann somit allmählich ge ändert werden, um die relative Lage der Zahnradteile präzise einzustellen. Die Zähnezahlen der beiden Zahnkupplungen können aber auch keinen gemein samen Teiler aufweisen, um eine solche Einstellung zu bewirken.
Wie aus vorangehender Beschreibung ersichtlich, sieht die Erfindung ein Planetengetriebe vom Stirn radtyp vor, das sich zur Übertragung einer relativ grossen Leistung eignet und welches jede Verdrehung des Lagerrahmens zum Abstützen der Planetenräder und somit der Wellen der letztgenannten Teile wirk sam kompensieren kann, was durch,die Tatsache ver ursacht wird, dass Leistung der den einen Endteil des Lagerrahmens bildenden Abtriebswelle entnommen wind, und ferner ,auch durch maschinelles Bearbeiten hervorgerufene Teilkreisfehler der jeweiligen Ver zahnungsradteile und irgendwelches Nichtfluchten beim Ineinandergreifen kompensieren kann, welches durch ein ungenaues Zahnprofil und durch falsches Zusammenfügen verursacht wird.
Obgleich die Erfindung für Anwendung des Stirnradtyps beschrieben wurde, kann auch der ein fach schrägverzahnte Typ Verzahnungsradteile mit Vorteil zur Kraftübertragung verwendet werden. In diesem Fall kann entweder eine Sonnenradeinheit oder eine Innenverzahnungseinheit ein Paar axialan liegende, einfach schrägverzahnte Zahnradteile auf- weisen, welche durch ein Paar einfach schrägver zahnte Zahnkupplungen mit in entgegengesetzten Richtungen verlaufender Verzahnung miteinander verbunden sind. Die Richtung der Verzahnung der Zahnkupplung wird auf Grund der Erwägung be stimmt, welche mit Bezug auf die einfachen Zahn kupplungen 304, 305 bereits beschrieben wunden.
Eine Mehrzahl Verbindungsstangen oder Bolzen 312 kann auch vorgesehen sein, um zu verhindern, dass sich ein Paar verbundener Zahnradteile auseinander bewegt.
Da bei dem beschriebenen Getriebe Stirnräder oder Verzahnungsradteile vom einfach schrägver zahnten Typ zur Kraftübertragung Verwendung fin den, so kann die maschinelle Bearbeitung zur Her stellung derselben, einschliesslich Zahnschneiden, Schaben, Härten, Schleifen usw. leicht und genau durchgeführt wenden.
Obgleich die Zahnradteile des Innenzahnkranzes und auch des Sonnenrades zum Eingreifen in die einfach schrägverzahnten Zahnkupplungen notwen digerweise in entgegengesetzten Richtungen verzahnt sind, so sind solche Zähne doch angeordnet, um gleichzeitiges Eingreifen zu ermöglichen, und können daher kleinere Zahnbreiten als Zähne für Kraftüber tragungszwecke besitzen, wodurch sich eine Erleich terung ihrer Herstellung ergibt. Die in Paaren ange ordneten, einfach schrägverzahnten Zahnkupplungen können im Ganzen als ein einziges Konstruktionsge bilde einer doppelt schrägverzahnten Zahnkupplung betrachtet werden.
Es ist ferner zu ersehen, dass zwischen den paarweisen Kupplungen ein genügend breiter Raum freigelassen bleibt, in welchem der Arbeitsteil eines Schneidwerkzeuges oder eines Schleifrades während des Bearbeitungsvorganges ent weichen kann.
Obgleich die Erfindung mit Bezug auf wenige Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, so können selbstverständlich mehrere Abänderungen gemacht werden, ohne dadurch, den Erfindungsbereich zu überschreiten. Eine vorzugsweise geradzahlige An zahl von mehr als zwei axial anliegenden Verzah nungsradteilen kann zum Beispiel erwünschtenfalls in jedem Sonnenrad-, Planetenrad- und jedem In- nenvenzahnungsgetriebeteil vorgesehen sein.
Wenn vier Verzahnungsradteile in jedem Getriebeteil be- nutzt werden, so kann ein Zahnradteil vorzugsweise von Aden benachbarten Zahnradteilen um ein Viertel ihrer Zahnteilung versetzt sein. Die Anordnung der einfach schrägverzahnten Zahnkupplungen und Ver- bindungsstangen kann den Sonnenradteilen :
an de ren inneren Oberflächen zugeordnet sein. Der Son- nenradgetriebeteil kann eine Konstruktionseinheit 'bilden.