Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PLANETARY GEAR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/048394
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a planetary gear system which is provided with a housing, is simple in design and enables extremely high transmission ratios. The inventive planetary gear system is characterized in that a first shaft (2) is rotatably mounted about an axis X; a sun wheel (4) is rigidly connected to a first shaft (2); the axis Y of the sun wheel (4) runs parallel to and is offset in relation to the axis X at a distance therefrom, whereby the sun wheel (4) is arranged eccentrically on the first shaft (2); said sun wheel (4) engages with planet wheels (5) of a planet wheel rotation carrier (6); the planet wheels (5) are arranged in a ring gear (7) which is rigidly connected to the gear housing (1) having an orbit which is symmetrically oriented to the axis X; engaging pieces (8) which are distributed above the periphery of the rotation carrier (6) engage with associated recesses (10) of a rotatably mounted disk (9) in the axis X, whereby said disk is connected to a second shaft. The recesses (10) in the shaft (9) are shaped in such a way that the engaging pieces (8) which engage in said recesses (10) contact the inner circumference of said recesses (10) in an even manner but move over the inner circumference during a complete revolution of the rotation carrier (6) upon which the engaging pieces are mounted.

Inventors:
BAYER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/004424
Publication Date:
July 05, 2001
Filing Date:
December 12, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ALPHA GETRIEBEBAU GMBH (DE)
BAYER THOMAS (DE)
International Classes:
F16H1/28; F16H13/08; (IPC1-7): F16H1/28; F16H13/08
Foreign References:
US4481842A1984-11-13
DE2458762A11976-06-16
US2293407A1942-08-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Pfusch, Volker (Patentanwalts-Partnerschaft Rotermund+Pfusch+Bernhard Waiblinger Strasse 11 Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. l.
2. Umlaufgetriebe mit einem Gehäuse mit den Merkmalen eine erste Welle (2) ist um eine Achse X drehbar ge lagert, mit der ersten Welle (2) fest verbunden ist ein Son nenrad (4), die Achse Y des Sonnenrades (4) verläuft in einem Abstand e parallel versetzt zu der Achse X, wodurch das Sonnenrad (4) exzentrisch an der ersten Welle (2) angeordnet ist, das Sonnenrad (4) greift in Planetenräder (5) eines PlanetenradUmlaufträgers (6) ein, die Planetenräder kämmen in einem fest mit dem Ge triebeGehäuse (1) verbundenen Hohlrad (7) mit einer symmetrisch zur Achse X ausgerichteten Umlaufbahn, über den Umfang des Umlaufträgers (6) verteilte Mit nehmer (8) greifen in zugeordnete Ausnehmungen (10) einer drehbar in der Achse X gelagerten Scheibe (9) ein, die mit einer zweiten Welle (3) fest verbunden ist, die Ausnehmungen (10) in der Scheibe (9) sind derart geformt, daß die in diese eingreifenden Mitnehmer (8) den Innenumfang dieser Ausnehmungen (10) jeweils gleichmäßig, jedoch über den Innenumfang wandernd während einer gesamten Umdrehung des die Mitnehmer (8) lagernden Umlaufträgers (6) direkt oder indirekt über jeweils ein Lager kontaktieren.
3. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (4), die Planetenräder (8), sowie das Hohlrad (7), Zahnräder sind.
4. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (8) zylindrische Bolzen und die Ausnehmun gen (10) in der Scheibe (9) zylindrische Bohrungen sind.
Description:
Umlaufgetriebe Die Erfindung betrifft ein Umlaufgetriebe mit einem Gehäuse.

Bekannt sind als Planetengetriebe ausgebildete Umlaufgetrie- be, bei denen ein Sonnenrad in Planetenräder eingreift, die einen Umlaufträger, in dem sie gelagert sind, antreiben, wo- bei diese Planetenräder gleichzeitig in einem Hohlrad des Getriebegehäuses kämmen. Das Sonnenrad und der Umlaufträger rotieren dabei um eine gemeinsame Achse. Solche Getriebe sind insbesondere als Zahnradgetriebe ausgebildet.

Bekannt sind darüber hinaus Umlaufgetriebe, die als Exzen- tergetriebe wie folgt ausgebildet sind. Um eine Zentralachse eines Getriebes rotiert ein Exzenter innerhalb einer sich in einem feststehenden Ring des Getriebes der Exzenterdrehung entsprechend abwälzenden Kreisscheibe. Dabei drehen die Kreisscheibe und der Exzenter in jeweils umgekehrtem Dreh- sinn um ihre jeweils eigene Achse. Bei schlupffreiem Abwäl- zen der Kreisscheibe in dem Getriebering stimmen die absolu- ten Rotationsgeschwindigkeiten des Exzenters und der Kreis- scheibe überein, so daß jeweils einer vollständigen Exzen- ter-Drehung eine einer vorgegebenen Übersetzung entsprechen- de Kreisscheibendrehung mit lediglich umgekehrtem Drehsinn entspricht. Eine gegenüber der Exzenter-Drehung unterschied- liche Drehgeschwindigkeit der Kreisscheibe läßt sich dadurch erzielen, daß die Kreisscheibe über eine Außenverzahnung in einer Innenverzahnung des Getrieberinges eingreift und beide Verzahnungen eine unterschiedliche Teilung aufweisen. Je nach dem, an welchem der beiden ineinandergreifenden Teile die Teilung größer als an dem anderen Teil ist, ergibt sich eine entsprechende Drehgeschwindigkeitsveränderung. Die Drehgeschwindigkeitsveränderung wird für eine Drehzahlveran- derung zwischen An-und Abtriebsseite des Getriebes ausge- nützt, indem auf der einen Getriebeseite die Rotationsge- schwindigkeit des Exzenters um die Zentralachse des Getrie- bes und auf der anderen Getriebeseite der Rotationsgeschwin- digkeitsunterschied zwischen dem Exzenter und der Kreis- scheibe die dort jeweils herrschende Drehgeschwindigkeit be- stimmen.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein hoch übersetzendes, einfach aufgebautes Umlaufgetriebe zu schaf- fen.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Umlaufgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran- sprüche. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Prin- zip eines Planetenumlaufgetriebes mit jeweils zentrisch zu- einander rotierenden Teilen mit dem Prinzip eines Exzenter- getriebes mit teilweise exzentrisch zueinander drehenden Teilen in vorteilhafter Weise miteinander zu kombinieren, um besonders hohe Übersetzungsverhältnisse bei einem einfachen und volumenmäßig kleinen Aufbau zu erreichen.

Die erzielbaren Übersetzungsverhältnisse werden bestimmt durch eine Kombination verschiedener Exzentrizitäten und verschieden großer Sonnen-und Planetenräder.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann ein-oder mehrstufig aus- geführt sein. Die An-und Abtriebsseiten können vertauscht sein, so daß das erfindungsgemäße Getriebe ins Schnelle oder Langsame übersetzen kann.

Ein erfindungsgemäßes Umlaufgetriebe kann je nach Auslegung gleich-oder gegensinnig übersetzen. Bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles wird dies noch näher erklärt werden.

Im Gegensatz zu Planetengetrieben können mit dem erfindungs- gemäßen Umlaufgetriebe hohe Übersetzungen bereits in einem einstufigen Getriebe mit nur einem Hohlrad erreicht werden.

Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Herstellung. Auch läßt sich eine hohe Genauigkeit wegen des Einsatzes weniger drehend ineinandergreifender Teile besonders einfach errei- chen, da nur eine geringe Toleranzkette zu beachten ist.

Im Anschluß an eine den Grundgedanken der Erfindung erläu- ternde Prinzipdarstellung ist in der Zeichnung ein Ausfüh- rungsbeispiel dargestellt.

Es zeigen Fig. 1 schematische Darstellungen eines Planeten-und ei- nes Exzentergetriebes sowie der erfindungsgemäßen Kombination dieser beiden Getriebeprinzipien mit 1.1 Planetengetriebe, 1.2 Exzentergetriebe, 1.3 Planeten-Exzentergetriebe als Kombinations- getriebe, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Um- laufgetriebe, Fig. 3 einen Schnitt durch das Umlaufgetriebe nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch das Umlaufgetriebe nach Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 eine auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 4 bezogene schematische Ablaufdarstellung der von der Lage des Umlaufträgers bestimmten Planetenpo- sitionen bei verschiedenen Drehwinkeln.

Beschreibung der Prinzipdarstellungen in Fig. 1 Bei dem Planetengetriebe nach Fig. 1.1 greift ein antreiben- des Sonnenrad S mit einem Drehsinn A in Planetenräder P ei- nes nicht dargestellten, einen Drehsinn U aufweisenden Um- laufträgers ein. Die Planetenräder P wälzen wiederum in ei- nem getriebefesten Hohlrad H. Der Drehsinn des antreibenden Sonnenrades S und des abtreibenden Umlaufträgers ist jeweils gleich.

Mit einem solchen Planetengetriebe können in der Praxis bei einer sinnvollen Auslegung Übersetzungen bis maximal etwa i = 10 erzielt werden.

Bei einem Exzentergetriebe nach Fig. 1.2 rotiert an- triebsseitig eine Exzenterscheibe E um eine Zentralachse Z und zwar mit einer Exzentrizität Exzenterscheibe- nachse gegenüber der Zentralachse Z. Die Exzenterscheibe E rotiert dabei in einer Kreisscheibe K, die mit ihrem Außen- umfang auf dem Innenumfang eines getriebefesten Ringes R der Exzenter-Drehung entsprechend abwälzt. Die Drehsinne der Ex- zenterscheibe E und der Kreisscheibe K sind entgegengerich- tet. Bei einem verzahnten Eingriff zwischen Kreisscheibe K und getriebefestem Ring R kann durch unterschiedliche Zahn- teilung ein absoluter Drehgeschwindigkeitsunterschied zwi- schen Kreisscheibe K und Exzenterscheibe E erreicht werden.

Der Drehgeschwindigkeitsunterschied kann über die Kreis- scheibe K als Abtriebsdrehgeschwindigkeit abgegriffen wer- den.

In derartigen Exzentergetrieben können in jeweils einer Ge- triebestufe ohne weiteres Übersetzungen von i = 30 und mehr realisiert werden. Dabei drehen An-und Abtrieb gegensinnig.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe entsprechend der Prinzip- darstellung nach Fig. 1.3 sind die beiden Getriebetypen nach den Fig. 1. 1 und 1.2 derart miteinander kombiniert, daß sich die in den Einzeltypen jeweils erzielbaren Übersetzungen überlagern. Ausgehend von einer Übersetzung von mindestens i = 30 bei dem Exzenter-und maximal i = 10 bei dem Plane- tengetriebe lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Planeten- Exzentergetriebe je Getriebestufe beliebige Übersetzungen zwischen i = 10 bis i = unendlich erzielen. Je nach Ausle- gung können An-und Abtriebsdrehrichtung gleich oder gegen- sinnig sein.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 bis 5 Das Umlaufgetriebe besitzt ein feststehendes Gehäuse 1 mit jeweils einer in diesem drehbar gelagerten ersten Welle 2, die als Antriebswelle dient und einer zweiten Welle 3, die als Abtriebswelle fungiert. Durch das zwischen diesen beiden Wellen 2,3 liegende Getriebe erfolgt eine Übersetzung ins Langsame.

Grundsätzlich können An-und Abtriebswelle, das heißt erste und zweite Welle 2,3 vertauscht sein, so daß das Getriebe je nach Einsatzfall ins Schnelle oder Langsame übersetzen kann.

Die An-und Abtriebswelle als erste und zweite Wellen 2,3 drehen gemeinsam um eine Achse X.

Mit der Antriebswelle 2 fest verbunden ist ein Sonnenrad 4, dessen Achse Y um einen Wert e gegenüber der Achse X paral- lel versetzt ist. Das Sonnenrad 4 stellt somit einen Exzen- ter mit Bezug auf die Antriebswelle 2, mit der es fest ver- bunden ist, dar.

Das Sonnenrad 4 kämmt in Planetenrädern 5, die in einem Um- laufträger 6 drehbar gelagert sind. Der Umlaufträger 6 selbst ist um die Achse Y drehbar gleichzeitig auf der An- triebswelle 2 und dem Sonnenrad 4 gelagert. Die Planetenrä- der 5 greifen in ein fest mit dem Gehäuse l verbundenes Hohlrad 7 ein, das zentrisch zu der Achse X der An-und Ab- triebswelle 2,3 ausgerichtet ist. Drehbar gelagert sind die Planetenräder 5 in dem Umlaufträger 6 durch Planetenradbol- zen 8, die axial auf der von der Antriebswelle 2 abgewandten Stirnseite des Umlaufträgers 6 aus diesem herausragen.

Zweckmäßigerweise sind die Planetenräder 5 auf den jeweili- gen Planetenradbolzen 8 über Nadellager gelagert.

Die Abtriebswelle 3 ist innerhalb des Getriebes in einen dem Umlaufträger 6 benachbarten Bereich als Scheibe 9 mit auf deren Umfang verteilten zylindrischen Ausnehmungen 10 ausge- bildet. Die zylindrischen Ausnehmungen 10 sind derart ange- ordnet, daß in diese die aus dem Umlaufträger 6 herausragen- den Planetenradbolzen 8 eingreifen können. Die Scheibe 9 ro- tiert gemeinsam mit der Abtriebswelle 3, mit der sie fest verbunden ist, auf der gleichen Achse X.

Die Mittelpunkte der zylindrischen Ausnehmungen 10 liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt auf der X-Achse liegt.

Der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmungen 10 entspricht dem Durchmesser des jeweils zugeordneten Planetenradbolzens 8 zuzüglich dem doppelten Wert der Exzentrizität e.

Ob das Getriebe gleichsinnig oder gegensinnig übersetzt, hängt von dem Verhältnis zwischen der Exzentrizität"e", den Teilkreisdurchmessern des Sonnenrades 4, der Planetenräder 5 und des Hohlrades 7 ab.

Durch die Exzentrizität des Sonnenrades 4 und die hierdurch bedingte Zuordnung der Planetenräder 5 ist bei einem Vorhan- densein von beispielsweise drei Planetenrädern 5 mindestens eines jeweils nicht innerhalb des gehäusefesten Hohlrades 7 in Eingriff. Das Sonnenrad 4, die Planetenräder 5 sowie das Hohlrad 7 sind als Zahnräder ausgebildet.

In Fig. 5 sind für das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 verschiedene Drehwinkelpositionen (5.1. bis 5.8) des die Planetenräder 5,5,5"lagernden Umlaufträgers 6 dar- gestellt und zwar mit Bezug auf die Drehwinkel der Antriebs- welle 2 (in der Zeichnung wiedergegeben durch die Stellungen des Sonnenrades 4), zu dem die jeweiligen Winkelwerte zwi- schen 0° und 360° eingetragen sind. In der Position der Dar- stellung 5.8, das heißt bei einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle 2, hat der Umlaufträger 6 und damit die von diesem betätigte Abtriebswelle erst einen Drehwinkel von etwa a = 20° erreicht. Dies entspricht einer Übersetzung ins Langsame von etwa i = 18.