DD288202A5 - Reibradplanetengetriebe sehr grosser untersetzung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibradplanetengetriebe sehr groszer Untersetzung, das als Drehzahlreduziergetriebe zwischen schnellaufenden Motoren und langsamlaufenden Maschinen, beispielsweise in der Polymer- oder Gummiverarbeitung, in Industrierobotern sowie in Positioniereinrichtungen im Maschinen-, Anlagen- oder Geraetebau einsetzbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Getriebe dergestalt weiterzuentwickeln, dasz trotz geringen fertigungstechnischen Aufwandes die UEbertragung groszer und unterschiedlicher Drehmomente bei gleichem und ruhigem Lauf seiner UEbertragungsglieder erfolgt. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die planetenartig um das Zentralrad positionierten Reibrollen (5) durch zwei in gleicher Achshoehe uebereinander angeordnete elastisch verformte Reibringe (6, 7) gegen das Zentralrad (2) gepreszt werden, wobei in an sich bekannter Weise einer der Reibringe (6) oder (7) mit dem Gehaeuse (1) der andere mit der Abtriebswelle (3) drehfest verbunden ist. Fig. 1{Reibradplanetengetriebe; Zentralrad; Reibrollen; innerer Reibring; aeuszerer Reibring; Reibringanordnung; Reibringdurchmesser; Abrollbahndurchmesser}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Umlauf-Reibradplanetengetriebe für sehr große Über- oder Untersetzungen, das besonders als Drehzahlreduziergetriebe zwischen schnellaufenden Motoren und langsamlaufenden Maschinen geeignet ist. Spezielle Anwendungsgebiete sind der Antrieb von rotierenden Nachfolgemaschinen der Plast-, Elast- oder Gummiverarbeitung, der Antrieb von Transportketten, Fördereinrichtungen, Industrierobotern sowie rotatotische und lineare Positioniereinrichtungen im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannte Lösungen von Umlauf-Reibradplanetengetrieben sind im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch um ein Zentralrad angeordnete Reibräder durch einen oder zwei hart- oder zähelastische Ringe an das Zentralrad angepreßt werden (DE 2160307 A1, DD 143651 A1).

Bekannt sind auch Untersetzungsgetriebe mit Reibrollen und -kugeln.

Alle diese Reduktionsgetriebe haben gegenüber den Verzahnungsgetrieben den Vorteil eines geräuscharmen Laufes, eines höheren Wirkungsgrades der Leistungsübertragung, höherer Elastizität und eines besseren Beschleunigungs-Verzögerungsverhältnisses. Der Nachteil der bekannten Umlauf-Reibradplanetengetriebe mit einem äußeren Ring besteht darin, daß die mögliche Über- oder Untersetzung durch die gewählte Bauform auf ca. 1:14 und damit auch der Einsatz dieser Getriebe auf kleinere Über- und Untersetzungen begrenzt ist.

Bei den Umlauf-Reibradplanetengetrieben mit zwei äußeren Ringen gemäß DD 143651 A1 ist durch geringe Durchmesserdifferenzen der Ringe nahezu jede Untersetzung bei geringem Bauvolumen möglich. Der Nachteil dieser Getriebe besteht dairn, daß beide Ringe aus hart· oder zähelastischem Material genau definierter Formänderungsfestigkeit bestehen müssen. Der Anpreßdruck von den Ringen auf die Rollen und das Zentralrad halbiert sich annähernd. Damit kann das mögliche Abtriebsdrehmoment von einem Ring auch nur der Reibkraft des halben Anpreßdruckes entsprechen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Lösungen zu beseitigen und ein konstruktiv und fertigungstechnisch einfaches Reibradpliinetengetriebe mit hohen Gebrauchswerteigenschaften bereitzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibradplanetengetriebe für sehr große Über- bzw. Untersetzungen zu schaffen, das die Übertragung großer und unterschiedlicher Drehmomente bei gleichmäßigem und ruhigem Laufseiner Übertragungsglieder gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß planetenartig um das Zentralrad angeordnete Reibrollen gleichen, abgestuften oder nicht abgestuften Durchmessers durch zwei übereinander angeordnete elastisch verformbare Reibringe aus elastischem und/oder viskoelastischem Material an das Zentralrad angepreßt werden. Die Innen- und Außendurchmesser des inneren Reibringes sind dabei kleiner al« der Durchmesser der äußeren Abrollbahn der Planeten und der Innendurchmesser des äußeren Reibringes. Zur Kraftübertragung ist einer der Reibringes mit dem Gehäuse, der andere mit der Abtriebswelle drehfest verbunden. Zur Erhöhung der Kraftübertragung und besseren Führung der Reibringe aufeinander können deren Kontaktflächen konvex bzw. konkav gewölbt sein.

Bei Betrieb wandern die elastischen bzw. viskoelastischen Deformationen der Reibringe mit den Kontaktstellen der Reibrollen am inneren Ring entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit auf der äußeren ringförmigen Abrollbahn entlang. Die geringe Drehbewegung der Abtriebswelle resultiert aus der Differenz der Durchmesser der Reibringe. Die Dimensionierung der Reibringe, die ausschlaggebend für den Kontaktdruck mit den Reibrollen ist, wird so vorgenommen, daß die an den Kontaktflächen maximal auftretenden Umfangskräfte übertragen werden und einen Schlupf nahezu ausschließen, und die Pressung an den Kontaktflächen Reibrollen-Zentralrad den zulässigen Wert nicht übersteigt.

Das erfindungsgemäße Reibradplanetengetriebe erreicht durch die symmetrische Anordnung und elastische Verformbarkeit seiner Übertragungsglieder eine sehr hohe Über- bzw. Untersetzung, ein sehr kleines Spiel und einen hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung bei geringem Bauvolumen und geringem Fertigungsaufwand.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung sei nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dem Ausführungsbeispiel wird ein Reibradgetriebe mit zylindrischen, nicht abgestuften Reibrollen zugrundegelegt. Es sind

jedoch auch solche mit zylindrisch abgestuften Reibrollen denkbar. Es zeigen

Fig. 1: einen Schnitt C-D durch ein erfindungsgemäßes Reibradplanetengetriebe Fig. 2: einen Schnitt A-B durch das Getriebe Fig. 3: ein kinematisches Schema der oberen Hälfte des Getriebes Fig.4: einen Drehzahlplan nach Kutzbach.

In oinorn Gehäuse 1 sind die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 3 zueinander fluchtend drehbar gelagert. Der Steg 4 hält die beispielsweise drei relativ starren Reibrollen in ihrer Lage im gleichmäßigen Winkelabstand um die Antriebswelle. An ihrem Außenumfang werden die Reibrollen 5 durch den elastischen oder viskoelastischen Reibring 6, der vom Reibring 7 umgeben ist, umschlossen. Der Reibring 7 ist durch radial bewegliche Zungen 8 mit dem Gehäuse 1 drehfest verbunden, während Reibring 6 durch radial bewegliche Zungen 9 mit einer Scheibe 10 drehfest verbunden ist. Scheibe 10 wiederum ist drehfest mit der Abtriobswelle 3 verbunden.

Die Abmessungen der Reibringe 6 und 7 sind derart, daß sie an den Kontaktstellen der Reibrollen 5 am Reibring 6 leicht radial verformt werden und durch ihre Eigenelastizität diese in eine kraftschlüssige Anlage an die Antriebswelle 2 bringen. Um das zu ermöglichen, sind die Reibrollen 5 im Steg 4 radial beweglich angeordnet. Im Betrieb wird den Reibrollen 5 durch das Drehen der Antriebswelle 2 gegenüber Gehäuse 1 eine Drehbewegung um die Innenperipherie des Reibringes 6 erteilt. Durch den geringfügigen Unterschied der Innendurchmesser der Reibringe 6 und 7 wird Reibring 6 durch die Reibrollen 5 eine Drehbewegung verliehen, die dieser über die Zungen 9 und Scheibe 10 auf die Abtriebswelle 3 überträgt Das Drehzahlverhältnis zwischen /·.. ι- und Abtriebswelle hängt dabei wesentlich von der Differenz der Innendurchmesser beider Reibringe 6 und 7 ab. Sehr große Über- bzw. Untersetzungen erfordern geringe Unterschiede. Die Drehrichtung der Abtriebswelle 3 ist bei deren Anbindung an den inneren Reibring 7 entgegengesetzt der Drehrichtung der Antriebswelle 6. Die Untersetzung ergibt sich aus folgender Beziehung:

ne r₂ + η?

ti T_n + r,e

wobei X₂ Radius des Zentralrades

Γίβ Innenradius des Reibringes 6

r_j6 Außenradius des Reibringos 6

Γη Innenradius des Reibringes 7

bedeuten.

Claims (3)

1. Reibradplanetengetriebe sehr großer Untersetzung mit mindestens drei in oinem Steg gelagerten und symmetrisch um ein Zentralrad, beispielsweise eine Antriebswelle, angeordneten abgestuften oder nicht abgestuften Reibrollen gleichen Durchmessers, die durch zwei elastisch verformte Reibringe umschlossen und gegen das Zentralrad gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Innen- und Außendurchmesser des Reibringes (6) kleiner sind als sowohl der Durchmesser der äußeren Abrollbahn der Reibrollen (5) als auch der Innendurchmesser des Reibringes (7), und diese Reibringe (6) und (7) in gleicher Achshöhe übereinander angeordnet sind, wobei in an sich bekannter Weise einer der Reibringe (6) oder (7) mit dem Gehäuse, der andere mit der Abtriebsdwelle (3) drehfest verbunden ist.

2. Reibradplanetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Reibringe (6) und (7) konvex bzw. konkav gewölbt sind.

3. Reibradplanetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (6) und (7) aus elastischem und/oder viskoelastischem Material bestehen.