CH677391A5

CH677391A5 -

Info

Publication number: CH677391A5
Application number: CH364689A
Authority: CH
Inventors: Ruslan Mikhailovic Ignatischev; Boris Vladimirovich Karmugin; Vsevolod Anatolievi Ananievsky; Viktor Iosifovich Dovzhenko; Alexandr Ivanovich Krez; Petr Nikolaevich Gromyko; Mikhail Lukich Grudev; Marina Valentinovna Zgonnik
Original assignee: Mogilevsky Mashinostroitelny I; Uk Ts K Bjuro Armaturostroenia
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1991-05-15
Also published as: JPH02503108A; GB8919763D0; DE3891233T1; GB2220461A; WO1989007212A1; FR2637667A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Montage eines solchen Planetengetriebes.

Das nach Art eines Sinuswellen-Planetengetriebes aufgebaute Getriebe dient insbesondere bei Antrieben von Maschinen zur Übertragung von Drehbewegungen. Dabei weisen die Getriebeglieder Laufnuten auf, in welche Wälzkörper, insbesondere Kugeln, eingreifen. Die Laufnuten sind im Grundriss als kreisförmig geschlossene, aneinandergereihte Sinuskurven mit einer vorgegebenen Periodenzahl ausgebildet.

Stand der Technik

Bei einem aus der SU-A 1 321 965 bekannten Planetengetriebe sind in einem Gehäuse eine Antriebs- und eine Abtriebswelle koaxial zueinander angeordnet. An einem Exzenter der Antriebswelle sind ein scheibenförmiges erstes Getriebeglied und ein scheibenförmiger Käfig als ein Drehpaar beweglich angeordnet. Das erste Getriebeglied weist auf seiner Flanke eine kreisförmig geschlossene Laufnut und der Käfig weist über den Umfang verteilte Ansätze auf, zwischen denen kugelförmige Wälzkörper angeordnet sind.

Ein scheibenförmiges zweites Getriebeglied ist am Gehäuse und ein drittes ist an der Abtriebswelle angeordnet. Diese beiden Getriebeglieder liegen beiderseits des ersten Getriebegliedes und des Käfigs mit den Wälzkörpern. Dabei werden folgende Drehpaare gebildet: zweites Getriebeglied - Käfig - erstes Getriebeglied sowie erstes Getriebeglied - drittes Getriebeglied. Die Übertragung der Drehbewegung vom ersten Getriebeglied erfolgt dadurch, dass auf den des ersten Getriebegliedes zugekehrten Seitenflächen des zweiten und dritten Getriebegliedes am Kreisumfang Laufnuten angeordnet sind, die im Grundriss die Form von Sinuskurven mit unterschiedlicher Periodenzahl aufweisen und die mit den Wälzkörpern in Eingriff bringbar sind.

Dieses bekannte Planetengetriebe ist jedoch mit dem Nachteil einer geringen Lebensdauer und eines niedrigen Wirkungsgrades behaftet, da beim Betrieb lediglich ein Drittel der Wälzkörper gleichzeitig beansprucht wird, auf welche ausschliesslich schiebende Kräfte von den Ansätzen des Käfigs einwirken.

Bei einem weiteren, aus der SU-A 1 276 869 bekannten Planetengetriebe sind ebenfalls in einem Gehäuse eine Antriebs- und eine Abtriebswelle koaxial zueinander angeordnet. An einem Exzenter der Antriebswelle ist ein scheibenförmiges erstes Getriebeglied mit einer Laufnut an seiner Flanke drehbar gelagert. Beiderseits des ersten Getriebegliedes sind je ein weiteres scheibenförmiges Getriebeglied koaxial zur gemeinsamen Wellenachse angeordnet. Die weiteren Getriebeglieder weisen an ihren, dem ersten Getriebeglied zugekehrten Seitenflächen sinusförmige Laufnuten mit unterschiedlicher Periodenzahl auf.

Zwischen den Getriebegliedern sind in der Laufnut des ersten Getriebegliedes gleichmässig über den Umfang verteilt kugelförmige Wälzkörper angeordnet, die mit den Laufnuten der beiden weiteren Getriebeglieder gleichzeitig in Wechselwirkung stehen. Dabei kann die Laufnut des ersten Getriebegliedes als Einperioden-Sinuskurve betrachtet werden. Somit erfolgt die Übertragung der Drehbewegung durch das Zusammenwirken der Wälzkörper bei der Bewegung in drei Laufnuten in Form von geschlossenen Sinuskurven mit unterschiedlicher Periodenzahl. Es handelt sich dabei um sogenannte Dreisinuskurven-Getriebe.

Das erste Getriebeglied berührt mit seiner Laufnut die Wälzkörper, die sowohl in die Laufnut des am Gehäuse befestigten zweiten Getriebegliedes als auch in die Laufnut des auf die Abtriebswelle aufgesetzten dritten Getriebegliedes eingreifen. Die Laufnut des dritten Getriebegliedes weist eine von der Laufnut des zweiten Getriebegliedes abweichende Periodenzahl auf. Somit wird die Drehbewegung auf das dritte Getriebeglied übertragen. Dabei bewegt sich jeder Wälzkörper gleichzeitig längs einer Kreislinie und einer Sinuskurve.

Dieses bekannte Planetengetriebe weist jedoch einen niedrigen Wirkungsgrad und eine geringe Lebensdauer auf, da die Bewegung der Wälzkörper nicht synchronisiert ist und diese in den Scheitelpunkten der Sinuskurven der Laufnuten angehalten und einer erheblichen Kontaktbeanspruchung bei der Bewegung ausgesetzt werden. Ferner nimmt jeweils nur ein Drittel der Wälzkörper an der Bewegungsübertragung teil, wobei ausschliesslich schiebende Kräfte von den Wänden der Laufnuten auf die Wälzkörper einwirken.

Ausserdem ist es bei diesem bekannten Planetengetriebe notwendig, die Aussenabmessungen und damit den Materialaufwand zu erhöhen, wenn ein hohes Übersetzungsverhältnis in einer einzigen Stufe oder die Übertragung eines grossen Drehmomentes verlangt wird.

Aus der genannten SU-A 1 276 869 ist auch ein Verfahren zur Montage eines Sinuswellen-Planetengetriebes bekannt, bei dem das eine geschlossene Laufnut aufweisende scheibenförmige erste Getriebeglied starr am Gehäuse befestigt und das scheibenförmige zweite Getriebeglied am Exzenter der Antriebswelle beweglich angeordnet wird. Anschliessend werden die kugelförmigen Wälzkörper am Umfang dieses Getriebegliedes nahe seiner Flanke eingebracht. Sodann wird auf die koaxial zur Antriebswelle angeordnete Abtriebswelle das nächste scheibenförmige Getriebeglied aufgesetzt, welches eine mit den Wälzkörpern in Eingriff zu bringende Laufnut aufweist.

Dieses bekannte Verfahren wird dadurch erschwert, dass es nicht möglich ist, eine stabile Lage der Wälzkörper während der Montage zu erzielen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein synchroner Lauf der Wälzkörper gewährleistet ist, auf welche nunmehr sowohl schiebende als auch ziehende Kräfte von seiten der Getriebeglieder einwirken, so dass der Wirkungsgrad erhöht und die Lebensdauer verlängert wird.

Ferner soll ein Verfahren für eine vereinfachte Montage eines solchen Planetengetriebes geschaffen werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.

In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beansprucht.

Die vorliegende Erfindung gestattet eine Steigerung des Wirkungsgrades des Planetengetriebes sowie eine Verlängerung der Lebensdauer desselben. Ferner lässt sich der Materialaufwand an Metall herabsetzen, da das übertragbare Drehmoment erhöht werden kann, weil jeweils zwei Drittel der Wälzkörper beansprucht werden, indem sowohl schiebende als auch ziehende Kräfte daran angreifen. Dies wird durch die Durchbrüche im ersten Getriebeglied erreicht, da die beanspruchenden Kräfte synchron auf die entgegengesetzt liegenden Wälzkörper einwirken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Planetengetriebes, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das zweite bzw. dritte scheibenförmige Getriebeglied;
Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III gemäss Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV gemäss Fig. 2;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das erste scheibenförmige Getriebeglied;
Fig. 6 eine Schnittansicht nach der Linie VI-VI gemäss Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf das erste eine Bandage aufweisende scheibenförmige Getriebeglied;
Fig. 8 eine Schnittansicht nach der Linie VIII-VIII gemäss Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittansicht nach der Linie IX-IX gemäss Fig. 7;
Fig. 10 eine Einzelheit gemäss Abschnitt B nach Fig. 9 in vergrössertem Massstab;

Fig. 11 ein Strukturschema eines Planetengetriebes;
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Getriebegliedes;
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Teil eines Wälzkörperkäfigs;
Fig. 14 eine Montageeinheit des ersten Getriebegliedes mit dem Wälzkörperkäfig bei Anwendung von Kugeln als Wälzkörper, in einer Anordnung am Exzenter der Antriebswelle;
Fig. 15 eine Schnittansicht nach der Linie XV-XV gemäss Fig. 14;
Fig. 16 eine Schnittansicht nach der Linie XVI-XVI gemäss Fig. 14;
Fig. 17 eine Montageeinheit des ersten Getriebegliedes mit dem Wälzkörperkäfig bei Anwendung von Rollen als Wälzkörper, in einer Anordnung am Exzenter der Antriebswelle;

Fig. 18 eine Schnittansicht nach der Linie XVIII-XVIII gemäss Fig. 17 und
Fig. 19 einen Laufnutenabschnitt mit der Bewegungsbahn einer Rolle während einer Umdrehung des Exzenters.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Planetengetriebe sind in einem Gehäuse 1 eine Antriebswelle 2 (treibende Welle) und eine Abtriebswelle 3 (getriebene Welle) koaxial zueinander angeordnet. Die Antriebswelle 2 trägt einen Exzenter 4 mit einem Gegengewicht 5. Am Exzenter 4 ist ein erstes Getriebeglied 6 in Form einer Scheibe mittels eines Lagers 7 drehbar gelagert. Das Lager 7 mit dem ersten Getriebeglied 6 und das Gegengewicht 5 sind am Exzenter 4 mittels Schrauben 8 befestigt.

Auf der einen Seite des ersten Getriebegliedes 6 ist ein zweites Getriebeglied 9 in Form einer Scheibe starr am Gehäuse 1 befestigt. Auf der anderen Seite des ersten Getriebegliedes 6 ist ein drittes Getriebeglied 10 in Form einer Scheibe auf die Abtriebswelle 3 aufgesetzt. Beide Getriebeglieder 9 und 10 sind koaxial zur gemeinsamen Achse der Antriebs- und der Abtriebswelle 2, 3 angeordnet.

Im ersten Getriebeglied 6 sind in Durchbrüchen 12 Wälzkörper 11 in Form von Kugeln abwälzbar angeordnet. Die Wälzkörper 11 dienen zur Übertragung der Drehbewegung vom ersten Getriebeglied 6 zum zweiten und dritten Getriebeglied 9, 10 durch Eingreifen in diese Getriebeglieder. Die Antriebswelle 2 ist an einen Motor 13 gekuppelt, an welchen eine Grundplatte bzw. Bodenteil 14 des Gehäuses 1 mittels Schrauben 15 befestigt ist.

Die Fig. 2 zeigt das zweite Getriebeglied 9 von der dem ersten Getriebeglied 6 (Fig. 1) zugekehrten Seite, auf der eine Laufnut 16 eingearbeitet ist. Diese Laufnut 16 weist im Grundriss die Form einer kreisförmig geschlossenen Sinuskurve auf.

Die Scheibe 9 des zweiten Gliedes hat eine mittige durchgehende Bohrung 17 für die Anordnung am Exzenter 4 (Fig. 1). Hierin bedeutet R (Fig. 2) einen gemeinsamen Einbauradius, der die Lage des Einbaukreises 18 festlegt, welche die Lage der Laufnut 16 bestimmt. Jede Seite der Laufnut 16 (Fig. 2) weist die Form einer periodischen Kurve, und zwar einer Sinuskurve mit einer Amplitude A auf.

In Fig. 3 und 4 sind zwei Ausführungsbeispiele für die Laufnut 16, d.h. ihres Einschnittes gezeigt. In dem einen Fall ist der Einschnitt der Laufnut 16 entsprechend der Form der Wälzkörper 11, d.h. Kugeln, rundlich und in Fig. 4 ist die Laufnut 16 mit rechteckförmigem Einschnitt ausgebildet, insofern dies bei Anwendung von Rollen als Wälzkörper 11 sinnvoll ist. In beiden Fällen wird die Tiefe der Laufnut 16 aus konstruktionsbedingten Gründen gewählt und beträgt etwa ein Drittel vom Querschnitt des Wälzkörpers 11 - Kugel oder Rolle. Die Tiefe der Laufnut 16 ist somit für die Ausbildung der Laufnut 16 und für die Wahl deren Breite bei Anwendung von Kugeln als Wälzkörper 11 ausschlaggebend.

Bei Anwendung von Rollen als Wälzkörper 11 wird die Breite der Laufnut 16 durch die Rollenabmessungen bestimmt. Nachstehend wird dies ausführlich behandelt. Die Ausbildung der Scheibe 10 (Fig. 1) des dritten Getriebegliedes ist gleich der bereits beschriebenen für die Scheibe 9, der Unterschied besteht lediglich in der Anzahl der Perioden T (Fig. 2) der Laufnut 16.

Bekannt ist ein Verfahren zur Berechnung des Über setzungsverhältnisses "u" und der Winkelgeschwindigkeit omega in Abhängigkeit von der gewählten Anzahl der Perioden T der Laufnut 16 (SU, A, 1 276 869).

In Fig. 5 und 6 ist das erste Glied eines Planetengetriebes in Form einer Scheibe 6 gezeigt. In der Scheibe 6 sind Durchbrüche 12 ausgeführt, die gleichmässig über einen mit dem Einbaukreis 18 zusammenfallenden Kreis verteilt sind, der koaxial zum Mittelpunkt der Scheibe 9 und zur Achse der treibenden Welle 2 (Fig. 1) ist. In der Mitte der Scheibe 9 (Fig. 5) ist eine zentrale Bohrung 19 zur Anordnung der Scheibe 9 auf der treibenden Welle 2 (Fig. 1) ausgebildet. Die Wälzkörper 11 sind beispielsweise als Kugeln ausgebildet. Die über den Einbaukreis 18 gemessene Grösse "a" jedes Durchbruchs 12 (Fig. 5) ist gleich mindestens der Summe von dem Durchmesser d des Wälzkörpers 11, d.h. der Kugel, und der doppelten Sinuskurvenamplitude A (Fig. 2) der Laufnut 16, d.h.

a >/= d + 2A

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Dicke der Scheibe 6 so gewählt ist, dass die Wälzkörper 11 auf beiden Seiten zum Eingreifen in die Laufnuten 16 (Fig. 2) des zweiten und des dritten Gliedes vorstehen.

In Fig. 7, 8, 9 und 10 ist eine andere Ausführungsform des ersten Gliedes gezeigt. Hierbei ist das erste Glied wie auch in Fig. 5 und 6 als eine Scheibe 6 mit Durchbrüchen 12 ausgebildet, die zur Aufnahme der Wälzkörper 11 bestimmt sind. Der Mittenbereich 20 der Scheibe 6 besteht beispielsweise aus Kohlenstoffstahl oder Kunststoff, und die Arbeitsbereiche 21 der Scheibe 6, die an den Durchbrüchen 12 anliegen und die Wälzkörper 11 berühren, bestehen aus einem Werkstoff hoher Festigkeit, beispielsweise aus legiertem Stahl. Die Scheibenabschnitte 22 zwischen den Durchbrüchen 12 sind gemäss dem Prinzip gleicher Festigkeit ebenfalls aus legiertem Stahl ausgeführt. Die Scheibe 6 ist von einer Bandage in Form eines Ringes 23 aus weichem Werkstoff, beispielsweise Kohlenstoff stahl, fest umschlossen.

Eine derartige Ausführung der Scheibe 6 macht es möglich, ihre Lebensdauer durch Erhöhung der Festigkeit an den Berührungsstellen der Wälzkörper 11 und der Scheibe 6 bei gleichzeitiger Verminderung des Gewichtes wesentlich zu verlängern.

In Fig. 8 ist ein Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7 gezeigt. Dabei ist es erkennbar, dass als Wälzkörper 11 Rollen verwendet werden (nähere Angaben über diese Ausführungsform sind nachstehend angeführt). In Fig. 9, in der eine andere Ausführungsform der Scheibe 6 gezeigt ist, sind als Wälzkörper 11 Kugeln benutzt. Aus Fig. 10 ist es deutlich zu ersehen, dass bei den Durchbrüchen 12 die Flächen 24, die den jeweiligen Wälzkörper 11 - im vorliegenden Fall Kugel - berührt, im Profilschnitt eine sphärische Form aufweist, die der Form der Kugeln entspricht, während bei Anwendung von Rollen (Fig. 8) die Berührungsflächen im Profilschnitt plan sein sollen.

Die Dicke der Scheibe 6 (Fig. 10) soll etwa ein Drittel vom Durchmesser d des Wälzkörpers betragen, um dessen sicheren Eingriff in die Laufnuten 16 (Fig. 2) des zweiten und des dritten Getriebegliedes zu ermöglichen, worauf bereits vorstehend hingewiesen worden ist.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform des Planetengetriebes schematisch dargestellt. Hierbei besteht das erste Getriebeglied aus einem Paket, das aus miteinander fest verbundenen Scheibenelementen 25 zusammengesetzt ist.

Zwischen den Scheibenelementen 25 ist ein Käfig in Form einer Scheibe 26 verschiebbar angeordnet, der zur Trennung und Synchronisierung der Bewegung der Wälzkörper 11, beispielsweise Kugeln, bestimmt ist. Der als Scheibe 26 ausgebildete Käfig ist am Exzenter 4 der treibenden Welle 2 mittels der Lager 7 angeordnet.

In Fig. 12 ist eine Ausführung des Scheibenelementes 25 gezeigt, die der der Scheibe 6 (Fig. 5) ähnlich ist, jedoch eine geringere Dicke aufweist, da die Gesamtdicke des Pakets gleich der Dicke der Scheibe 6, d.h. einem Drittel des Durchmessers "d" (Fig. 10) des Wälz körpers 11, sein muss. Die Grösse "a" (Fig. 12) der Durchbrüche 12 ist genauso gewählt, wie dies für die Scheibe 6 beschrieben ist. In der Mitte jedes Scheibenelementes 25 ist eine zentrale Bohrung 27 vorgesehen, deren Durchmesser gleich dem der Bohrung 19 (Fig. 5) ist.

In Fig. 13 ist eine Ausführung des Käfigs gezeigt, welcher - wie bereits angegeben - als Scheibe 26 ausgebildet ist, die Durchbrüche 28 zur Aufnahme der Wälzkörper 11 aufweist, welche auf einem mit dem Einbaukreis 18 zusammenfallenden Kreis angeordnet sind. Die in radialer Richtung gemessene Grösse "b" der Durchbrüche 28 ist gleich mindestens der Summe von dem Durchmesser des Wälzkörpers 11 (Fig. 10) und der doppelten Sinuskurvenamplitude A der Laufnut 16 (Fig. 2), um die Bewegbarkeit der Wälzkörper 11 (Fig. 10) in der Laufnut 16 (Fig. 2) zu gewährleisten, wobei als Wälzkörper 11 Kugeln gewählt sind. In der Mitte des Käfigs (Fig. 12) ist eine Bohrung 30 hergestellt, die ungehinderte Verschiebung des Käfigs beim Drehen der Wälzkörper 11 (Fig. 1) mitsamt den Scheiben 9, 10 und den Scheibenelementen 25 ermöglicht.

In Fig. 14, 15, 16 sind real existierende Ausführungen einer Montageeinheit detailliert dargestellt, welche das erste Glied in Form der am Exzenter 4 angeordneten Scheibe 6, den Käfig als Scheibe 26 und die Wälzkörper 11 einschliesst, für die Kugeln gewählt sind. Es ist die gegenseitige Lage der Durchbrüche 12 der Scheibe 9 und der Durchbrüche 28, des Käfigs und der nur in die Laufnut 16 (Fig. 2) nur etwas eingelassenen Kugeln zu erkennen. In Fig. 15 ist eine Ausführungsform des ersten Getriebegliedes in Form eines Pakets aus zwei Scheibenelementen 25 gezeigt. Diese Ausführungsform ist bei Anwendung von Kugeln als Wälzkörper 11 bevorzugt. In einer Nut 29, die durch die Herstellung der Scheibenelemente 25 bestimmter Form, beispielsweise durch Fräsen, gebildet ist, ist der Käfig als Scheibe 26 angeordnet.

In Fig. 16 ist das erste Getriebeglied als ein Paket aus sechs Scheibenelementen 25 ausgebildet, die aus dünnem Blech bestehen. In diesem Fall ist die Nut durch die Ausbildung der mittleren Scheibenelemente 25 mit einem geringeren Durchmesser und ohne Durchbrüche 12 gebildet. Diese Ausführungsform ist dank deren Flexibilität besonders zu bevorzugen. Eine derartige Ausführung des ersten Getriebegliedes gestattet die Herstellungsfehler von Baugruppen auszugleichen, in denen das erfindungsgemässe Planetengetriebe verwendet wird. Die Scheibenelemente 25 können geformt oder ausgestanzt und dann durch Punktschweissen verbunden werden, so dass die Herstellungskosten für die Ausführung recht gering sind.

Die beiden Ausführungsformen (Fig. 15 und 16) gestatten den Entsynchronisierungsgrad bei der Bewegung der Wälzkörper 11 gegenüber den in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen herabzusetzen.

In dem in Fig. 17, 18 gezeigten Planetengetriebe sind als Wälzkörper 11 Rollen benutzt. Der Unterschied von den in Fig. 14, 15 und 16 beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, dass hier (Fig. 17 und 18) der Käfig aus zwei Scheiben 31 (Fig. 18) mit Durchbrüchen 32 (Fig. 17) zur Aufnahme der Wälzkörper 11, d.h. Rollen, besteht.

Die Durchbrüche 32 sind über den Einbaukreis 18 (Fig. 2 und 5) verteilt, wobei die in radialer Richtung gemessene Grösse "b" jedes der Durchbrüche 32 mindestens gleich der Summe von dem Durchmesser d min des vorragenden Rollenteils 33 und der doppelten Sinuskurvenamplitude A (Fig. 2) der Laufnut 16 ist: b min = d min + 2A. Das erste Getriebeglied ist wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen als Scheibe 6 mit Durchbrüchen 12 ausgebildet, wobei die in Richtung des Einbaukreises 18 gemessene Grösse "a min " des Durchbruchs 12 mindestens gleich der Summe von dem Durchmesser D des Mittenteils 34 der Rolle und der doppelten Sinuskurvenamplitude A (Fig. 2) der Laufnut 16 ist:

alpha min = D + 2A.

Die Scheibe 6 (Fig. 18) ist gleichachsig zwischen den Scheiben 31 des Käfigs gelagert, welche ihrerseits zwischen den beiden anderen Getriebegliedern, d.h. der Scheibe 9 (Fig. 1) und der Scheibe 10 ebenfalls gleichachsig angeordnet sind. Das Planetengetriebe ist in diesem Fall mit einem Zentrierring 35 (Fig. 18) versehen, welcher im Gehäuse 1 mittels eines Gleitsitzes eingebaut ist. Auf den beiden Seiten weist der Zentrierring 35 auf seinem Umfang Sitzbünde 36 auf, gegen welche sich die Scheiben 31 abstützen, die am Körper des Zentrierringes 35 durch Schrauben 37 befestigt sind.

Die Dicke " l " der Scheibe 6 soll um 0,3 bis 0,4 mm kleiner sein als die Höhe "q" des Rollenmittenteils 34, und sie soll zur Sicherung des Spiels zwischen der Scheibe 6 des ersten Gliedes und den Scheiben 31 des Käfigs, damit zwischen diesen keine Reibung eintritt, gleich dem Abstand "p" zwischen den Bünden 36 des Zentrierringes 35 sein.

In Fig. 19 ist eine Strecke der Laufnut 16 gezeigt, die vom Wälzkörper 11 - Rolle - während einer Umdrehung des Exzenters 4 (Fig. 1), d.h. während einer Drehperiode, zurückgelegt wird. Dabei ist die Drehrichtung des Exzenters 4 mit Pfeil j markiert, während mit den Bezugszeichen alpha , beta , gamma , delta bzw. alpha min , beta min , gamma min , delta min jeweils Punkte der rechnerischen Bewegungsbahn (Vollinie) in der tatsächlichen Bewegungsbahn (gestrichelte Linie) der Rolle in der Laufnut 16 bei einer Umdrehung des Exzenters 4 bezeichnet sind. Die Lagen des Punktes "0" des Exzenters, die den Punkten alpha min , beta min , gamma min , delta min der tatsächlichen Rollenbewegungsbahn entsprechen, sind mit den Bezugszeichen A, B, GAMMA und DELTA bezeichnet.

Es ist ersichtlich, dass die Wälzkörper 11 auf den Scheiteln der Sinuskurve die Wände der Laufnut 16 nicht berühren. Die Breite "m" der Laufnut 16 ist gleich 1,12 bis 1,14 d min gewählt, wobei d min den Durchmesser des vorragenden Rollenteils 33 bedeutet. Dieser Massbereich der Laufnut 16 gewährleistet die günstigsten Zugkräfte, die durch den Eingriff zwischen den Wälzkörpern 11 (Rollen) und der Laufnut 16 erzeugt werden. Bei Überschreiten der Grösse 1,14 d min nimmt die Zugkraft ab.

Die erfindungsgemässen Ausführungsformen des Planetengetriebes (Fig. 17, 18 und 19) gestatten es, die Be lastbarkeit des Planetengetriebes durch Vergrösserung der Berührungsfläche des Wälzkörpers 11 und der Laufnut 16 - die Berührung erfolgt über die ganze Stirnseite des vorragenden Rollenteils 33 und nicht in einem Punkt wie bei Kugel - zu erhöhen, wodurch die Kontaktbeanspruchung herabgesetzt und folglich die Lebensdauer erhöht wird. Bei der Ausführung der Laufnut 16 mit einer Breite "m" von 1,12 bis 1,14 d min wird durch Vermeidung der Berührung der Rolle mit den Wänden der Laufnut 16 auf den Scheiteln der Sinuskurve, auf denen die Wälzkörper 11 im Leerlauf bleiben, eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Planetengetriebes erzielt.

Ausserdem wird der Pegel des Lärms herabgesetzt, der gewöhnlich bei Anstossen der Wälzkörper 11 an die Wände der Laufnut 16 bei der Bewegung im Bereich der Sinuskurvenscheitel entsteht.

Das vorstehend in Anpassung an Fig. 1 bis 10 beschriebene Planetengetriebe wurde hergestellt, indem man ein Montageverfahren anwendete, welches darin bestand, dass die das zweite Getriebeglied bildende Scheibe 9 (Fig. 1) am Gehäuse starr befestigt wurde. Dann wurde auf die Stirnseite eines die Scheibenform aufweisenden Halbzeugs aus Kohlenstoffstahl ein Ring aus legiertem Stahl aufgepresst, wodurch auf diese Weise ein Teil des Berührungsabschnitts 21 (Fig. 7) mit erhöhten Festigkeitswerten gebildet wurde. Anschliessend wurde das Halbzeug mit dem Teil des Abschnitts 21 auf eine ebene Fläche gelegt, die Löcher für die Aufnahme der Wälzkörper 11 aufwies, in welche die Wälzkörper 11 abwechselnd mit Zwischenstücken aus legiertem Stahl eingelegt wurden, indem man diese um das Halbzeug herum anordnete und auf diese Weise die Durchbrüche 12 und Abschnitte 22 dazwischen bildete.

Danach montierte man einen zuvor radial zerschnittenen Ring aus legiertem Stahl, welcher die Wälzkörper 11 umschloss, und beendete damit die Bildung des Abschnitts 21. Dieser Arbeitsgang ist der letzte bei der Bildung der Scheibe 6 mit den Durchbrüchen 12, wobei in den Durchbrüchen 12 die Wälzkörper 11 bereits eingesetzt waren. Dann wurde die Scheibe 6 mit den Wälzkörpern 11 von dem weiteren Ring 25 aus Kohlenstoffstahl unter Anzug umschlossen, wodurch die Bandage 23 gebildet und als Ergebnis eine Montageeinheit des ersten Getriebegliedes gefertigt wurde, die aus der Scheibe 6 mit der Bandage 23 und den Wälzkörpern 11 bestand.

Die fertige Montageeinheit wurde am Exzenter 4 (Fig. 1) der treibenden Welle 2 beweglich gelagert, wonach man die Scheibe 10 auf die getriebene Welle 3 koaxial zu der treibenden Welle aufsetzte, indem die Wälzkörper 11 und die Laufnuten 17 (Fig. 2) der Scheiben 9 und 10 in Eingriff gebracht wurden. Bei der Montage der in Fig. 5 gezeigten Scheibe 6 wird der Arbeitsgang zum Aufsetzen der Bandage 23 überflüssig.

Die Wirkungsweise des Planetengetriebes ist wie folgt: Beim Einschalten des Motors 13 (Fig. 1) versetzt die treibende Welle 2 das erste Glied, d.h. die am Exzenter 4 angeordnete Scheibe 6, in Bewegung. Die in den Durchbrüchen 12 untergebrachten Wälzkörper 12 werden beim Drehen abwechselnd durch schiebende und ziehende Kräfte seitens der Wände der Durchbrüche 12 belastet, wobei ein Drittel von der gesamten Anzahl der Wälzkörper 11 durch ziehende Kräfte und ein weiteres Drittel von der gesamten Anzahl der Wälzkörper 11 durch schiebende Kräfte belastet werden. Somit nehmen zwei Drittel der gesamten Anzahl der Wälzkörper 11 an der Arbeit teil. Die restlichen Wälzkörper 11 befinden sich im Leerlaufzustand.

Beim Drehen der Scheibe 6 greifen die Wälzkörper 11 in die Laufnut 16 der Scheibe 9 und die Laufnut der auf der getriebenen Welle 3 gelagerten Scheibe 10 ein, wodurch die Scheibe 10 und die getriebene Welle 3 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit gedreht werden, die durch die gewählte Periodenzahl der Laufnuten 16 in den Scheiben 9 und 10 bestimmt wird.

Nachstehend werden Besonderheiten der Bewegung der Wälzkörper 11 (Rollen) in der Laufnut 16 bei Ausbildung derselben mit einer Breite "m" von 1,12 bis 1,14 d min (Fig. 19) näher beschrieben.

Bei der Bewegung des Exzenters 4 (Pfeil "j") schieben die Durchbrüche 12 der Scheibe 6 den Mittenteil 34 der Rolle (Fig. 18), wodurch der vorragende Rollenteil 33 (Fig. 19) sich in der Laufnut 16 von der Stellung "0" zur Stellung alpha min zu bewegen beginnt, in der die tatsächliche Bewegungsbahn (gestrichelte Linie) von der rechnerischen (Stellung " alpha " - Vollinie) dank der gewählten Breite m der Laufnut 16 abzuweichen beginnt. In der Stellung alpha min wird der vorragende Rollenteil 33 an die Aussenwand der Laufnut 16 angedrückt, wodurch die Scheibe 9 oder 10 (Fig. 1) zum Drehen gebracht wird, so dass die Funktionsfähigkeit des Getriebes gewährleistet wird.

Die Rolle bleibt bei der Bewegung bis zum Erreichen der Stellung beta min an die Aussenwand der Laufnut 16 angedrückt, wonach die Rolle ausser Eingriff mit der Aussenwand der Laufnut 16 gebracht wird und in der Stellung gamma min mit der Innenwand der Laufnut 16 in Berührung kommt. Dank derartiger Ausführung wird der Wälzkörper 11 über die Scheitel der Sinuskurven berührungslos befördert, an denen die Wälzkörper 11 einen Leerlauf ausführen, wodurch der Wirkungsgrad erhöht und ausserdem der Lärmpegel des Planetengetriebes herabgesetzt werden kann.

Bei dem Planetengetriebe, in dem ein Käfig in Form der Scheibe 6 und ein Käfig in Form der Scheibe 31 verwendet werden, wird die Bewegung der Wälzkörper 11 durch die zusätzliche Schubwirkung der Wände der Durchbrüche 28 bzw. 32 des Käfigs synchronisiert, wodurch die Funktionssicherheit des Planetengetriebes und sein Wirkungsgrad erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, den Wirkungsgrad des Planetengetriebes durch Vergrösserung der Zugkraft zu erhöhen sowie die Lebensdauer des Planetengetriebes zu verlängern, da die Kontaktbeanspruchung der Scheibe 6 durch die Wälzkörper 11 bei der Bewegung vermindert wird. Durch den erfindungsgemäss vorgesehenen Eingriff wird das Drehmoment vergrössert, wodurch der Metallaufwand für die Konstruktion gesenkt wird.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann bei verschiedenen Triebwerken zur Änderung der Drehgeschwindigkeit von Wellen, beispielsweise in der Haushaltstechnik, im Leichtmaschinenbau, Schwermaschinenbau, in der Bautechnik, in Industrieanlagen und in der Landtechnik Anwendung finden.

Claims

1. Planetengetriebe, mit einer in einem Gehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (2) und einer koaxial dazu angeordneten Antriebswelle (3), mit einem an einem Exzenter (4) der Antriebswelle (2) drehbar gelagerten ersten Getriebeglied (6) sowie mit einem zweiten und einem dritten Getriebeglied (9, 10), die mit dem Gehäuse (1) bzw.

mit der Antriebswelle (3) verbunden sowie beiderseits des ersten Getriebegliedes (6) und koaxial zur gemeinsamen Achse der Antriebs- und der Abtriebswelle (2, 3) gelagert sind und Laufnuten (16) aufweisen, die im Grundriss kreisförmig geschlossene Sinuskurven darstellen, mit am ersten Getriebeglied (6) angeordneten, in den Laufnuten (16) der beiden anderen Getriebeglieder (9, 10) verschiebbaren Wälzkörpern (11), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) auf einem Einbaukreis (18) und koaxial um dessen Drehpunkt Durchbrüche (12) aufweist, in denen die Wälzkörper (11) untergebracht sind.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) als Kugeln ausgebildet sind und dass die gegenüberliegenden, zum Einbaukreis (18) parallelen Wände der Durchbrüche (12) im Profilschnitt kugelförmig sind.

3.

Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) als Rollen ausgebildet sind und dass die gegenüberliegenden, zum Einbaukreis (18) parallelen Wände der Durchbrüche (12) im Profilschnitt eben sind.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste die Durchbrüche (12) aufweisende Getriebeglied (6) scheibenförmig und umfangsseitig mit einer Bandage in Form eines fest umschliessenden Ringes (23) ausgerüstet ist und dass die an die Wälzkörper (11) angrenzenden Bereiche (21) des Getriebegliedes (6) aus legiertem Stahl bestehen.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Mittenbereich (20) bildende Scheibe des Getriebegliedes (6) aus Kohlenstoffstahl, Aluminium oder Kunststoff besteht.

6.

Planetengetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) ein Paket aus fest miteinander verbundenen Scheibenelementen (25) mit zentralen \ffnungen (27) aufweist, dass dieses Paket in seinem auf die Dicke bezogenen mittleren Teil einen Spalt (29) aufweist, in welchem ein scheibenförmiger Käfig (26) mit auf dem Einbaukreis (18) liegenden weiteren Durchbrüchen (28) zur Aufnahme der Wälzkörper (11) verschiebbar angeordnet ist und dass die in radialer Richtung gemessene Grösse (b) jedes der weiteren Durchbrüche (28) mindestens gleich der Summe des Durchmessers der Wälzkörper (11) und der doppelten Sinuskurvenamplitude (A) der Laufnut (16) der anderen Getriebeglieder (9, 10) ist.

7.

Planetengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung des Einbaukreises (18) gemessene Grösse (a) jedes der Durchbrüche (12) des ersten Getriebegliedes (6) mindestens gleich der Summe des Durchmessers eines Wälzkörpers (11) und der doppelten Sinuskurvenamplitude der Laufnuten (16) der anderen Getriebeglieder (9, 10) ist.

8.

Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des ersten Getriebegliedes (6) sowie zwischen diesem und den beiden anderen Getriebegliedern (9, 10) gleichachsig je eine, gemeinsam einen Käfig bildende Käfigscheibe (31) gelagert ist, von denen jede auf dem Einbaukreis (18) weitere Durchbrüche (32) zur Aufnahme der Wälzkörper (11) aufweist, dass die in radialer Richtung gemessene Grösse (b min ) jeder der weiteren Durchbrüche (32) mindestens gleich der Summe des Durchmessers (d min ) des aus dem Getriebeglied (6) herausragenden Teils (33) der Wälzkörper (11) und der doppelten Sinuskurvenamplitude (A) der Laufnut (16) ist,

dass das die erstgenannten Durchbrüche (12) aufweisende erste Getriebeglied (6) scheibenförmig ist und dass die in Richtung des Einbaukreises (18) gemessene Grösse (a min ) jedes der erstgenannten Durchbrüche (12) mindestens gleich der Summe der doppelten Sinuskurvenamplitude (A) der Laufnut (16) und dem Durchmesser (D) des Mittelteils (34) der Wälzkörper (11) ist.

9. Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) ein Zentrierring (35) mittels eines Gleitsitzes angeordnet ist, der auf beiden Seiten am Umfang Sitzbünde (36) aufweist, an denen die Käfigscheiben (31) abgestützt sind.

10.

Planetengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Laufnut (16) 1,12 d min bis 1,14 d min beträgt, wobei mit d min der Durchmesser des mit der Laufnut (16) zusammenwirkenden herausragenden Teils (33) der Wälzkörper (11) bezeichnet ist.

11. Verfahren zur Montage eines Planetengetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite, eine Laufnut (16) aufweisende Getriebeglied (9) starr am Gehäuse (1) befestigt wird, das scheibenförmige erste Getriebeglied (6) am Exzenter (4) der Antriebswelle (2) beweglich gelagert wird, am Umfang der Scheibe des ersten Getriebegliedes (6) Wälzkörper (11) angeordnet werden und das dritte, eine Laufnut (16) aufweisende Getriebeglied (10) koaxial zur Antriebswelle (2) auf die Abtriebswelle (3) aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) vormontiert wird,

indem auf die Stirnseite des Halbzeuges für seine den Mittenbereich (20) bildende Scheibe ein Ring (21) aus legiertem Stahl aufgepresst wird, dass die derart hergestellte Montageeinheit auf eine ebene, Bohrungen zur Aufnahme der Wälzkörper (11) aufweisende Fläche gelegt wird, dass die Wälzkörper (11) in die Bohrungen gelegt werden, indem sie abwechselnd mit Zwischenstücken (22) am Umfang der Montageeinheit zu liegen kommen, dass ein weiterer, radial aufgeschnittener Ring (23) montiert wird, der die Wälzkörper (11) und die Zwischenstücke (22) umschliesst, so dass die Durchbrüche (12) im ersten Getriebeglied (6) gebildet werden, wonach die fertige Montageeinheit am Exzenter (4) der Antriebswelle (2) vor dem Einbau des die Laufnut (16) aufweisenden dritten Getriebegliedes (10) beweglich gelagert wird. 1. Planetengetriebe, mit einer in einem Gehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (2) und einer koaxial dazu angeordneten Antriebswelle (3), mit einem an einem Exzenter (4) der Antriebswelle (2) drehbar gelagerten ersten Getriebeglied (6) sowie mit einem zweiten und einem dritten Getriebeglied (9, 10), die mit dem Gehäuse (1) bzw.

mit der Antriebswelle (3) verbunden sowie beiderseits des ersten Getriebegliedes (6) und koaxial zur gemeinsamen Achse der Antriebs- und der Abtriebswelle (2, 3) gelagert sind und Laufnuten (16) aufweisen, die im Grundriss kreisförmig geschlossene Sinuskurven darstellen, mit am ersten Getriebeglied (6) angeordneten, in den Laufnuten (16) der beiden anderen Getriebeglieder (9, 10) verschiebbaren Wälzkörpern (11), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) auf einem Einbaukreis (18) und koaxial um dessen Drehpunkt Durchbrüche (12) aufweist, in denen die Wälzkörper (11) untergebracht sind. 2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) als Kugeln ausgebildet sind und dass die gegenüberliegenden, zum Einbaukreis (18) parallelen Wände der Durchbrüche (12) im Profilschnitt kugelförmig sind. 3.

Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) als Rollen ausgebildet sind und dass die gegenüberliegenden, zum Einbaukreis (18) parallelen Wände der Durchbrüche (12) im Profilschnitt eben sind. 4. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste die Durchbrüche (12) aufweisende Getriebeglied (6) scheibenförmig und umfangsseitig mit einer Bandage in Form eines fest umschliessenden Ringes (23) ausgerüstet ist und dass die an die Wälzkörper (11) angrenzenden Bereiche (21) des Getriebegliedes (6) aus legiertem Stahl bestehen. 5. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Mittenbereich (20) bildende Scheibe des Getriebegliedes (6) aus Kohlenstoffstahl, Aluminium oder Kunststoff besteht. 6.

Planetengetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) ein Paket aus fest miteinander verbundenen Scheibenelementen (25) mit zentralen \ffnungen (27) aufweist, dass dieses Paket in seinem auf die Dicke bezogenen mittleren Teil einen Spalt (29) aufweist, in welchem ein scheibenförmiger Käfig (26) mit auf dem Einbaukreis (18) liegenden weiteren Durchbrüchen (28) zur Aufnahme der Wälzkörper (11) verschiebbar angeordnet ist und dass die in radialer Richtung gemessene Grösse (b) jedes der weiteren Durchbrüche (28) mindestens gleich der Summe des Durchmessers der Wälzkörper (11) und der doppelten Sinuskurvenamplitude (A) der Laufnut (16) der anderen Getriebeglieder (9, 10) ist. 7.

Planetengetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung des Einbaukreises (18) gemessene Grösse (a) jedes der Durchbrüche (12) des ersten Getriebegliedes (6) mindestens gleich der Summe des Durchmessers eines Wälzkörpers (11) und der doppelten Sinuskurvenamplitude der Laufnuten (16) der anderen Getriebeglieder (9, 10) ist. 8.

dass das die erstgenannten Durchbrüche (12) aufweisende erste Getriebeglied (6) scheibenförmig ist und dass die in Richtung des Einbaukreises (18) gemessene Grösse (a min ) jedes der erstgenannten Durchbrüche (12) mindestens gleich der Summe der doppelten Sinuskurvenamplitude (A) der Laufnut (16) und dem Durchmesser (D) des Mittelteils (34) der Wälzkörper (11) ist. 9. Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) ein Zentrierring (35) mittels eines Gleitsitzes angeordnet ist, der auf beiden Seiten am Umfang Sitzbünde (36) aufweist, an denen die Käfigscheiben (31) abgestützt sind. 10.

Planetengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Laufnut (16) 1,12 d min bis 1,14 d min beträgt, wobei mit d min der Durchmesser des mit der Laufnut (16) zusammenwirkenden herausragenden Teils (33) der Wälzkörper (11) bezeichnet ist. 11. Verfahren zur Montage eines Planetengetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite, eine Laufnut (16) aufweisende Getriebeglied (9) starr am Gehäuse (1) befestigt wird, das scheibenförmige erste Getriebeglied (6) am Exzenter (4) der Antriebswelle (2) beweglich gelagert wird, am Umfang der Scheibe des ersten Getriebegliedes (6) Wälzkörper (11) angeordnet werden und das dritte, eine Laufnut (16) aufweisende Getriebeglied (10) koaxial zur Antriebswelle (2) auf die Abtriebswelle (3) aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (6) vormontiert wird,

indem auf die Stirnseite des Halbzeuges für seine den Mittenbereich (20) bildende Scheibe ein Ring (21) aus legiertem Stahl aufgepresst wird, dass die derart hergestellte Montageeinheit auf eine ebene, Bohrungen zur Aufnahme der Wälzkörper (11) aufweisende Fläche gelegt wird, dass die Wälzkörper (11) in die Bohrungen gelegt werden, indem sie abwechselnd mit Zwischenstücken (22) am Umfang der Montageeinheit zu liegen kommen, dass ein weiterer, radial aufgeschnittener Ring (23) montiert wird, der die Wälzkörper (11) und die Zwischenstücke (22) umschliesst, so dass die Durchbrüche (12) im ersten Getriebeglied (6) gebildet werden, wonach die fertige Montageeinheit am Exzenter (4) der Antriebswelle (2) vor dem Einbau des die Laufnut (16) aufweisenden dritten Getriebegliedes (10) beweglich gelagert wird.