WO2014001003A2 - Planetengetriebe mit positionsversatz - Google Patents

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WO2014001003A2
WO2014001003A2 PCT/EP2013/060826 EP2013060826W WO2014001003A2 WO 2014001003 A2 WO2014001003 A2 WO 2014001003A2 EP 2013060826 W EP2013060826 W EP 2013060826W WO 2014001003 A2 WO2014001003 A2 WO 2014001003A2
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planetary gear
gear
planetary
offset
web
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Alexander Vaehning
Jürgen HÖRSCH
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/2863—Arrangements for adjusting or for taking-up backlash

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of transmission technology and more particularly to a planetary gear with positional offset according to claim 1 and a preferred use of this transmission for a steering system according to claim 9.
  • An object is to provide a planetary gear with an improved engagement behavior, which overcomes the above disadvantages and which is structurally particularly easy to implement.
  • An essential point of the present invention consists in the fact that at least one planetary gear is offset from its ideal angular distance with respect to the axes of rotation of the respective adjacent planetary gears. This positional offset causes above all a tangential adjustment of its axis, based on an imaginary circle about the central axis of the ring gear through the axes of rotation of the planetary gears.
  • the planet gear is braced via the web, the sun gear and the ring gear with its respective adjacent planetary gear, which significantly reduces the elastic component in the system and - especially at higher torques - not noticeable by angular deceleration in the system.
  • Play from all gearing interventions does not increase the friction torque in addition.
  • the ideal angular distance from which the at least one planetary gear is arranged offset out can result, for example, from a division of the full circle of the ring gear by the number of all planetary gears.
  • the position offset of at least one of the planetary gears can be fixed.
  • the planetary gear has an adjusting device, which is designed to adjust the positional offset of the at least one planetary gear.
  • a position offset can be controlled manipulated, which not only allows the exact adjustment of the steering gear from the factory, but in particular also the compensation of operational wear.
  • the adjusting device has an eccentric, which allows a largely rigid mechanical adjustment of the teeth interventions by the positional offset of the at least one planetary gear.
  • the eccentric is arranged between the web and the at least one planetary gear to change the position of the axis of rotation of the planet relative to the position of the axis of rotation of the web and thus the position of all other planetary gears.
  • the planetary gear has a catching device, which is designed to generate the positional offset of the at least one planetary gear.
  • this allows easy mounting of the at least one offset planetary gear, which can be used against the pressure of the springing disengaged in the correct angular position.
  • the ring gear and the sun gear With the advantages already mentioned.
  • it eventually comes to rebound of the teeth, so that even in this operating condition, a uniform load distribution is ensured in the planetary gear.
  • the spring device preferably has at least one elastic element for generating the positional offset, which results in a defined elasticity of the transmission. allowed to admit.
  • the at least one elastic element is preferably arranged between the web and the at least one planetary gear. Additionally or alternatively, the at least one elastic element is at least partially formed by the web itself. Providing the web with elastic or resilient portions provides the structurally simplest and most efficient way of influencing the axis of rotation of the planetary gear relative to the axis of rotation of the web in order to bring about a positional offset of the planetary gear relative to the other planetary gears.
  • An elastic element may consist of a resilient plastic component, such as an O-ring, which is mounted on an eccentrically arranged recess in a Planetenradzapfen. But it can also be designed as a mechanical spring element such as an annular spring. In any case, a predetermined elasticity of the transmission can be achieved.
  • the planetary gear according to the invention should preferably be used for a steering system, in particular in a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a planetary gear according to the invention
  • Fig. 2A the first embodiment of the planetary gear of Figure 1
  • FIG. 2B shows the positional offset of the planetary gear to the ring gear of FIG. 2A
  • Fig. 2C shows the positional offset from planetary gear to sun gear of Fig. 2A;
  • FIG. 3A shows a second embodiment of a planetary gear according to the invention
  • Fig. 3B shows the adjusting device for the planetary gear of Figure 3A
  • FIG. 3C is a geometric representation of the eccentric of Figure 3B
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the planetary gear according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a planetary gear P according to the invention with a ring gear 10 and a sun gear 20 extending centrally therein.
  • the ring gear 10 and the sun gear 20 are rotatable relative to one another about a central axis 11.
  • Three planetary gears 30 ... 30 "engage on the one hand with the sun gear 20 and on the other hand with the ring gear 10.
  • Their axes of rotation 31 ... 31" are for common movement via a web 40; 40 'interconnected.
  • the planetary gear 30 is to be arranged offset from its ideal position in relation to the other planetary gears 30 'and 30 ", which means that it is not exactly at an angular distance of 120 ° to the two adjacent wheels 30' and 30". but so tangentially moved out of this position that it maintains a greater angular distance to the planetary gear 30 "and a smaller angular distance to the planetary gear 30 'This results in a position of the teeth between this planetary gear 30 and the ring gear 10 on the one hand and the planetary gear 30 and the sun gear 20. As a result, two adjacent wheels 30 ... 30 "are braced via the web 40 and the sun gear 20 in the ring gear 10, whereby the play in the transmission P is significantly reduced.
  • FIG. 2A shows the first embodiment of the planetary gear P of FIG. 1, in which, for reasons of clarity, the reference numbers have been omitted.
  • the positions 1... 4 designate the contact points between planetary gear 30 and ring gear 10 (FIG. 1), between planetary gear 30 and sun gear 20 (FIG. 2), between sun gear 20 and planetary gear 30 ', and between planetary gear 30' and ring gear 10 (FIG ).
  • the ring gear 10 and the web 40 are assumed to be rotationally fixed.
  • FIG. 2B shows the positional offset V of the planetary gear 30 to the ring gear 10 of FIG. 2A, which is to be carried out with an adjusting device 50 (not described here in detail)
  • the axis of rotation of the planetary gear 30 should here be offset by a tangential setting path a with respect to the instantaneous pole M between the planetary gear 30 and the sun gear 20.
  • the torsional backlash J_t at the pitch circle planetary gear / ring gear (PI / HR), ie in position 1, is thereby minimized.
  • FIG. 2C shows the position offset V of the planetary gear 30 to the sun gear 20 of FIG. 2A, which is to be performed with the adjusting device 50.
  • the direction of rotation of both wheels is here reversed as in FIG. 2B, whereby the torsional backlash J_t on the pitch circle sun gear / planetary gear (So / PI), ie in position 2, 3 and 4, then J_t max / min 0.25 / 0.11 is.
  • J_t234 J_tpi / HR + 2 * J_tso / Pl
  • FIG. 3A shows a second embodiment of a planetary gear P 'according to the invention with an adjustment of the toothing according to the invention.
  • the axes of rotation 31 ... 31 "of the planet wheels 30 ... 30" are arranged on an imaginary circle K about the central axis 11 of the ring gear 10 around.
  • the planet gear 30 in this case has a position offset V, so that its axis of rotation 31 is approximately offset on the circle K by a defined angular error, in which the planetary gear P 'free blocked.
  • FIG. 3B shows the adjusting device 51 for the planetary gear 30 of FIG. 3A, whose position is shown below 0 °.
  • the adjusting device 50 in this case has an eccentric 51 with an eccentric sleeve 32, in which a Planetenradzapfen 33 is received.
  • the planetary gear 30 itself is rotatably held on a bearing inner ring 34, which in turn receives the eccentric sleeve 32.
  • FIG. 3C shows a geometrical representation of the eccentric 51 of FIG. 3B.
  • the angular position of the eccentric sleeve 32 is rotated by the angle ⁇ .
  • the axis 31 describes a circular path about the center of the planetary wheel journal 33 with a radius of 2 mm.
  • the adjustment movement deviates from the ideal rail of the circle K from.
  • With small adjustment angles ⁇ the unwanted adjustment value x keeps within limits of the axial distance tolerance.
  • At a Anstellweg of a about 0.5 to about 0.25 mm and an eccentricity of
  • the eccentricity R and the adjustment path a can be chosen so that a radial engagement of the offset planetary gear 30, so its radial Abstellweg x is minimized on average. This can be done by correcting, in the present example, the center distance of the planetary pin 33 of the planetary gear 30 from the outset by approximately 0.035 mm, whereby the adjustment error of the eccentric 51 is approximately compensated on average.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the planetary gear P "according to the invention, which has an outer recess 60 for generating a positional offset V which comprises an elastic element 61 in the form of a resilient web 40 ' defined angular error of the rotary Axis 31 of the planetary gear 30 must already be considered in the production, so that the planet carrier spring arm can be resiliently deflected in the neutral position.
  • its tension is guaranteed free of play with a respective adjacent planetary gear 30 ', 30 "via the web 40', the ring gear 10 and the sun gear 20.
  • the toothing rebounds, so that even in this operating state uniform load distribution in the planetary gear P "is guaranteed.
  • At least one axis of rotation of the planetary gears occurs in each of the above embodiments to a position of the teeth of the wheels in the transmission.
  • the backlash of the toothing is thereby significantly reduced and as a result existing in known transmissions resilience and angular deceleration equal as rattling at a torque change safely excluded without a wear of the transmission is increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

Planetengetriebe mit Positionsversatz
BESCHREIBUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Getriebetechnik und insbesondere ein Planetengetriebe mit Positionsversatz nach Anspruch 1 und eine bevorzugte Verwendung dieses Getriebes für ein Lenksystem nach Anspruch 9.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus dem Stand der Technik sind Planetengetriebe mit einem starren Achsabstand der Räder zueinander bekannt, die einen mit Flankenspiel behaftetem Zahneingriff aufweisen. Vereinzelt wird das Flankenspiel durch radiales Anfedern eines Planetenrades zum Sonnenrad reduziert. Ebenso ist ein axiales Anstellen eines Planetenrades relativ zum Sonnenrad und/oder Hohlrad mit leicht kegeliger Verzahnung üblich. Allerdings ist das radiale Anfedern mit einer geringen Steifigkeit verbunden. Bei höheren Drehmomenten erfolgt ein Ausfedern mit entsprechender Nachgiebigkeit und Winkel Verzögerung des Getriebes. Bei schnellem Richtungs Wechsel des Moments können zudem Geräusche durch Klappern auftreten. Umgekehrt wirkt eine axiale Anstellung entweder nur auf das Sonnenrad oder nur auf das Hohlrad. Beides zugleich stellt eine Überbestimmung des Systems dar. Somit ist keine eindeutige Spieleinengung gewährleistet, wenn ein System aus Sonnen-, Planeten- und Hohlrad verwendet wird. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe ist es, ein Planetengetriebe mit einem verbesserten Eingriffs verhalten bereitzustellen, das die vorstehenden Nachteile überwindet und das konstruktiv besonders einfach zu verwirklichen ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, die in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Vorteile der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammen- hang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, dass wenigstens ein Planetenrad aus seinem idealen Winkelabstand gegenüber den Drehachsen der jeweils benachbarten Planetenräder versetzt ist. Dieser Positionsversatz bewirkt vor allem eine tangentiale Anstellung seiner Achse, bezogen auf einen gedachten Kreis um die zentrale Achse des Hohlrades durch die Drehachsen der Planetenräder. Dadurch wird das Planetenrad über den Steg, das Sonnenrad und das Hohlrad mit seinem jeweiligen Nachbar-Planetenrad verspannt, was den elastischen Anteil im System deutlich reduziert und sich - insbesondere bei höheren Drehmomenten - nicht durch Winkelverzögerung im System bemerkbar macht. Durch die Herausnahme des
Spiels aus allen Verzahnungseingriffen (Sonnenrad/Planetenrad und Planetenrad/Hohlrad) erhöht sich auch das Reibmoment nicht zusätzlich. Der ideale Winkelabstand, aus dem das wenigstens eine Planetenrad heraus versetzt angeordnet ist, kann sich dabei z.B. aus einer Teilung des Vollkreises des Hohlrades durch die An- zahl aller Planetenräder ergeben. Grundsätzlich kann der Positionsversatz von wenigstens einem der Planetenräder fest vorgegeben sein. Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Planetengetriebe aber eine Einsteileinrichtung auf, die zum Einstellen des Positionsversatzes des wenigstens einen Planetenrades ausgelegt ist. Damit ist ein Positionsversatz kontrolliert manipulierbar, was nicht nur die exakte Einstellung des Lenkgetriebes ab Werk, sondern insbesondere auch den Ausgleich betriebsbedingten Verschleißes zulässt. Bevorzugt weist die Einsteileinrichtung einen Exzenter auf, der eine weitestgehend starre mechanische Einstellung der Verzahnungseingriffe durch den Positionsversatz des wenigstens einen Planetenrades zulässt. In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist der Exzenter dabei zwischen dem Steg und dem wenigstens einen Planetenrad angeordnet, um die Lage der Drehachse des Planetenrades gegenüber der Lage der Drehachse des Steges und damit der Lage aller anderen Planetenräder zu verändern.
Zusätzlich oder alternativ kann es aber auch von Vorteil sein, wenn das Planetengetriebe eine Anfedereinrichtung aufweist, die zum Erzeugen des Positionsversatzes des wenigstens einen Planetenrades ausgelegt ist. Zunächst wird dadurch eine leichte Montage des wenigstens einen versetzten Planetenrades ermöglicht, das gegen den Druck der Anfederung ausgerückt in der richtigen Winkellage eingesetzt werden kann. Bei kleinen Drehmomenten ist dessen Verspannung mit einem jeweiligen Nachbar-Planetenrad über den Steg, das Hohlrad und das Sonnenrad mit den bereits genannten Vorteilen gewährleistet. Bei großen Drehmomenten kommt es schließlich zur Ausfederung der Verzahnung, so dass auch in diesem Betriebszustand eine gleichmäßige Lastverteilung im Planetengetriebe gewährleistet ist.
Bevorzugt weist die Anfedereinrichtung wenigstens ein elastisches Element zum Er- zeugen des Positionsversatzes auf, was eine definierte Elastizität des Getriebes vor- zugeben erlaubt. Aus Gründen der Platzersparnis ist das wenigstens eine elastische Element dabei bevorzugt zwischen dem Steg und dem wenigstens einen Planetenrad angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine elastische Element wenigstens bereichsweise auch durch den Steg selbst gebildet ist. Den Steg mit elas- tischen bzw. federnden Anteilen zu versehen stellt die konstruktiv einfachste und effizienteste Möglichkeit dar, die Drehachse des Planetenrades gegenüber der Drehachse des Steges zu beeinflussen, um einen Positionsversatz des Planetenrades gegenüber den anderen Planetenrädern herbeizuführen. Ein elastisches Element kann dabei aus einem rückfedernden Kunststoffbauteil bestehen, wie z.B. einem O-Ring, der an einem exzentrisch angeordneten Einstich in einem Planetenradzapfen gelagert ist. Es kann aber auch als mechanisches Federelement wie eine ringförmige Feder ausgeführt sein. In jedem Fall ist eine vorbestimmte Elastizität des Getriebes erzielbar.
Aufgrund seines einfachen und robusten Aufbaus sowie seiner praktisch spielfreien Verzahnung soll das erfindungsgemäße Planetengetriebe bevorzugt für ein Lenksystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes; Fig. 2A die erste Ausführungsform des Planetengetriebes der Figur 1 ; Fig. 2B den Positionsversatz von Planetenrad zu Hohlrad der Figur 2A; Fig. 2C den Positionsversatz von Planetenrad zu Sonnenrad der Figur 2A;
Fig. 3A eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes;
Fig. 3B die Einsteileinrichtung für das Planetenrad der Figur 3A;
Fig. 3C eine geometrische Darstellung des Exzenters der Figur 3B, und Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planetengetriebes.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes P, mit einem Hohlrad 10 und einem sich zentrisch darin erstreckenden Sonnenrad 20. Das Hohlrad 10 und das Sonnenrad 20 sind um eine zentrale Achse 11 gegeneinander verdrehbar gelagert. Drei Planetenräder 30...30" stehen einerseits mit dem Sonnenrad 20 und andererseits mit dem Hohlrad 10 in Eingriff. Deren Drehach- sen 31...31 " sind zur gemeinsamen Bewegung über einen Steg 40; 40' miteinander verbunden. Das Planetenrad 30 soll dabei erfindungsgemäß aus seiner idealen Position heraus gegenüber den anderen Planetenrädern 30' , und 30" versetzt angeordnet sein. Das bedeutet, dass es nicht genau in einem Winkelabstand von 120° zu den beiden benachbarten Rädern 30' und 30" steht, sondern so tangential aus dieser Position herausgerückt ist, dass es einen größeren Winkelabstand zum Planetenrad 30" und einen kleineren Winkelabstand zum Planetenrad 30' einhält. Dadurch kommt es zu einer Anstellung der Verzahnung zwischen diesem Planetenrad 30 und dem Hohlrad 10 einerseits und dem Planetenrad 30 und dem Sonnenrad 20 andererseits. In der Folge werden zwei nebeneinander liegende Räder 30...30" über den Steg 40 und das Sonnenrad 20 in dem Hohlrad 10 verspannt, wodurch das Spiel in dem Getriebe P deutlich verringert wird. Eine üblicherweise vorhandene Nachgiebigkeit und Winkelverzögerung gleich wie ein Klappern bei einem Drehmomentenwechsel ist dadurch sicher ausgeschlossen, ohne dass der Verschleiß des Getriebes P erhöht wird. Die Figur 2A zeigt die erste Ausführungsform des Planetengetriebes P der Figur 1, bei der aus Über sichts gründen die Bezugszeichen weggelassen wurden. Die Positionen 1...4 bezeichnen die Kontaktpunkte zwischen Planetenrad 30 und Hohlrad 10 (1), zwischen Planetenrad 30 und Sonnenrad 20 (2), zwischen Sonnenrad 20 und Planetenrad 30' (3) und zwischen Planetenrad 30' und Hohlrad 10 (4). Das Hohlrad 10 und der Steg 40 werden dabei als verdrehfest angenommen. Der Versteilantrieb erfolgt über die Einsteileinrichtung 50, 50' relativ zum feststehenden Planetenradzapfen so lange, bis das Getriebe P frei blockiert. Es werden dadurch zwei der Planetenräder 30...30" über den Steg 40 miteinander verspannt. Die Figur 2B zeigt den Positionsversatz V von Planetenrad 30 zu Hohlrad 10 der Figur 2A, der mit einer (hier nicht näher beschriebenen) Einsteileinrichtung 50 vorgenommen werden soll. Die Drehachse des Planetenrads 30 soll hier um einen tangentialen Anstellweg a gegenüber dem Momentanpol M zwischen Planetenrad 30 und Sonnenrad 20 versetzt sein. Das Verdrehspiel J_t am Wälzkreis Planetenrad/Hohlrad (PI/HR), also in Position 1 wird dabei minimiert.
Die Figur 2C zeigt den Positionsversatz V von Planetenrad 30 zu Sonnenrad 20 der Figur 2A, der mit der Einsteileinrichtung 50 vorgenommen werden soll. Die Drehrichtung beider Räder ist hier umgekehrt wie die in Figur 2B, wodurch das Verdreh- spiel J_t am Wälzkreis Sonnenrad/Planetenrad (So/PI), also in Position 2, 3 und 4 dann J_t max/min 0,25/0,11 beträgt.
Ein Verdrehspiel in der Position 1 ergibt sich damit zu ai = Vi * J_tpi/HR 0,5 * 0,29
0,145 und ein Verdrehspiel in Positionen 2, 3 und 4 mit
J_t234 = J_tpi/HR + 2 * J_tso/Pl
= 0,29 + 2 * 0,25
= 0,79
zu
Figure imgf000009_0001
= 0,5 * 0,79
= 0,395 was in der Summe zu einem maximalen tangentialen Anstellweg von amax/min — al + a234
= 0,145 + 0,395
= 0,54; 0,26 führt. Es sei hier angemerkt, das eine Schwankung des Verdrehflankenspiels auf Grund von Achsabstandstoleranzen, Teilungsfehlern und Zahndickenschwankungen nicht berücksichtigt wird. Die Figur 3A zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes P' mit einer erfindungsgemäßen Anstellung der Verzahnung. Die Drehachsen 31...31 " der Planetenräder 30...30" sind auf einem gedachten Kreis K um die zentrale Achse 11 des Hohlrades 10 herum angeordnet. Das Planetenrad 30 weist dabei einen Positionsversatz V auf, so dass dessen Drehachse 31 annähernd auf dem Kreis K um einen definierten Winkelfehler versetzt ist, bei dem das Planetengetriebe P' frei blockiert. Über den Steg 40, das Sonnenrad 20 und das Hohlrad 10 sind die beiden benachbarten Planetenräder 30', 30" gegen das versetzte Planetenrad 30 verspannt, womit die Verzahnung spielfrei angestellt ist, was den elastischen Anteil im System deutlich reduziert und sich - insbesondere bei höheren Drehmomenten - nicht durch Winkelverzögerung im System bemerkbar macht. Durch die Herausnahme des Spiels aus allen Verzahnungseingriffen (Sonnenrad 20/Planetenrad 30 und Planetenrad 30/Hohlrad 10) erhöht sich auch das Reibmoment nicht zusätzlich. Der ideale Winkelabstand, aus dem das Planetenrad 30 heraus versetzt angeordnet ist, ergibt sich hier z.B. aus einer Teilung des Vollkreises des Hohlrades 10 durch die Anzahl aller Planetenräder zu 120°. Der ideale Winkelabstand der Planetenräder 30...30" ist abhängig von der Anzahl dieser Räder 30...30" und den Zähnezahlen aller im Getriebe P, P' vorhandenen Räder. Die theoretisch ideale Auslegung des Getriebes P, P' kann auch ungleiche Teilungen der Planetenräder 30...30" zueinander vorsehen. Die Figur 3B zeigt die Einsteileinrichtung 51 für das Planetenrad 30 der Figur 3A, dessen Stellung unter 0° dargestellt ist. Die Einsteileinrichtung 50 weist dabei einen Exzenter 51 mit einer Exzenterhülse 32 auf, in der ein Planetenradzapfen 33 aufgenommen ist. Das Planetenrad 30 selbst ist drehbar an einem Lagerinnenring 34 gehalten, welcher wiederum die Exzenterhülse 32 aufnimmt. Eine Achse des Planetenrad- zapfens soll hier um R = 2 mm radial nach innen versetzt sein, so dass - abhängig von der Winkellage der Exzenterhülse 32 - unterschiedliche Positionsversätze V des Planetenrades 30 einstellbar sind.
Die Figur 3C zeigt eine geometrische Darstellung des Exzenters 51 der Figur 3B. Hierbei ist die Winkellage der Exzenterhülse 32 um den Winkel α verdreht. Die Position der Drehachse 31 des Planetenrades 30 wandert dabei um den Anstellweg a = 0,5 mm tangential nach rechts und gleichzeitig um den Wert x nach unten. Die Achse 31 beschreibt bei der Verstellbewegung eine Kreisbahn um die Mitte des Planeten- radzapfens 33 mit Radius 2 mm. Die Verstellbewegung weicht dabei von der Ideal- bahn des Kreises K ab. Bei kleinen Verstell winkeln α hält sich der unerwünschte Verstellwert x in Grenzen der Achsabstands-Toleranz. Bei einem Anstellweg von a = ca. 0,5 bis ca. 0,25 mm und einer Exzentrizität von
R = 2 mm ergibt sich ein Verdrehwinkel von α = arctan (a/R)
= ca. 14,03° bis ca. 7,13° und ein radialer Anstellweg von x = R - R * cosa
= ca. 0,06 bis ca. 0,015 mm. Die Exzentrizität R und der Anstellweg a können so gewählt werden, dass ein radiales Einrücken des versetzten Planetenrads 30, also dessen radialer Anstellweg x im Mittel minimiert wird. Dies kann dadurch geschehen, dass im vorliegenden Beispiel der Achsabstand des Planetenradzapfens 33 des Planetenrades 30 von vornherein fertigungstechnisch um ca. 0,035 mm korrigiert wird, wobei der Verstellfehler des Ex- zenters 51 im Mittel etwa ausgeglichen wird.
Die Figur 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planetengetriebes P", das eine A n edere i n i ch t u n g 60 zum Erzeugen eines Positionsversatzes V aufweist, die ein elastisches Element 61 in Form eines federnden Steges 40' umfasst. Ein entsprechender Positionsversatz V, also ein definierter Winkelfehler der Dreh- achse 31 des Planetenrades 30 muss dabei bereits in der Fertigung berücksichtigt werden, damit der Planetenträger-Federarm in Neutralstellung federnd ausgelenkt werden kann. Bei kleinen Drehmomenten ist dessen Verspannung mit einem jeweiligen Nachbar-Planetenrad 30', 30" über den Steg 40', das Hohlrad 10 und das Sonnenrad 20 spielfrei gewährleistet. Bei großen Drehmomenten kommt es zur Ausfederung der Verzahnung, so dass auch in diesem Betriebszustand eine gleichmäßige Lastverteilung im Planetengetriebe P" gewährleistet ist.
Durch den erfindungsgemäßen Positionsversatz wenigstens einer Drehachse der Planetenräder kommt es in jeder der vorstehenden Ausführungsformen zu einer Anstellung der Verzahnung der Räder in dem Getriebe. Das Flankenspiel der Verzahnung wird dadurch deutlich verringert und in der Folge eine bei bekannten Getrieben vorhandene Nachgiebigkeit und Winkelverzögerung gleich wie ein Klappern bei einem Drehmomentenwechsel sicher ausgeschlossen, ohne dass ein Verschleiß des Getriebes erhöht wird.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen" weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff„ein" und„eine" mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich der besseren Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN a Anstellweg
K Kreis
M Momentanpol
Ρ, Ρ', Ρ" Planetengetriebe
V Positionsversatz
1 Kontaktpunkt Hohlrad/Planetenrad
2 Kontaktpunkt Planetenrad/Sonnenrad
3 Kontaktpunkt S onnenrad/Planetenrad
4 Kontaktpunkt Planetenrad/Hohlrad
10 Hohlrad
11 Zentrale Achse des Hohlrades
20 Sonnenrad
32 Exzenterhülse
33 Planetenradzapfen
34 Lagerinnenring
30...30" Planetenräder
31...31 " Drehachsen
40, 40' Steg
50, 50' EinStelleinrichtung
51, 51 ' Exzenter
60 Anfedereinrichtung
61 Elastisches Element

Claims

ANSPRÜCHE
1. Planetengetriebe (P...P"), mit einem Hohlrad (10) und einem sich zentrisch darin erstreckenden Sonnenrad (20), wobei das Hohlrad (10) und das Sonnenrad (20) gegeneinander verdrehbar gelagert sind, und mit Planetenrädern (30...30"), die einerseits mit dem Sonnenrad (20) und andererseits mit dem Hohlrad (10) in Eingriff stehen, und deren Drehachsen (31...31") zur gemeinsamen Bewegung über einen Steg (40; 40') miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung der zentralen Achse (11) des Hohlrades (10) gesehen die Drehachse (31...31") von wenigstens einem der Planetenräder (30...30") einen Positionsversatz (V) aufweist, bei dem diese Drehachse (31...31") versetzt aus einem idealen Winkelabstand gegenüber den Drehachsen (31...31") der jeweils benachbarten Planetenräder (31...31") angeordnet ist.
2. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 1, mit einer Einsteileinrichtung (50;
50'), die zum Einstellen des Positionsversatzes (V) des wenigstens einen Planetenrades (30...30") ausgelegt ist.
3. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 2, bei dem die Einsteileinrichtung (50; 50') einen Exzenter (51; 51 ') zum Einstellen des Positionsversatzes (V) aufweist.
4. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 3, bei dem der Exzenter (51; 51 ') zwischen dem Steg (40; 40') und dem wenigstens einen Planetenrad (30...30") angeordnet ist.
5. Planetengetriebe (P...P") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anfedereinrichtung (60), die zum Erzeugen des Positionsversatzes (V) des wenigstens einen Planetenrades (30...30") ausgelegt ist.
6. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 5, bei dem die Anfedereinrichtung (60) wenigstens ein elastisches Element (61) zum Erzeugen des Positionsversatzes (V) aufweist.
7. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 6, bei dem das wenigstens eine elastische Element (61) zwischen dem Steg (40') und dem wenigstens einen Planetenrad (30...30") angeordnet ist.
8. Planetengetriebe (P...P") nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das wenigstens eine elastische Element (61) wenigstens bereichsweise durch den Steg (40') selbst gebildet ist.
9. Verwendung eines Planetengetriebes (P...P") nach einem der vorstehenden Ansprüche für ein Lenksystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
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