WO2008037563A1 - Mehrstufiges untersetzungsgetriebe - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a multi-stage reduction gear according to the preamble of patent claim 1.
- a two-stage reduction gear in which a first reduction stage is designed as a planetary gear and in which a second Untersefzungslose three pinions, which are at respective different locations on the circumference in Zah ⁇ eingriff with a large gear and of which a first pinion rotatably is connected to the planet carrier of the planetary gear and the two other pinions are triebiich connected via a spur gear with the ring gear of the Pianetengetriebes.
- the present invention has for its object to further develop such a transmission, so that at approximately the same space requirement higher torques and benefits are transferable.
- a multi-stage reduction gear in which a first reduction stage is designed as Pianetengetriebe, with an apprehensible first sun gear, with a plurality rotatably mounted in a first planet carrier rotatably mounted first Pla ⁇ etenrädem in simultaneous meshing with the first sun gear and a likewise rotatably mounted first Ring gear, in which a second reduction gear stage at least two pinion ⁇ mutzt, both of which are in different positions on the circumference in meshing engagement with a large gear and of which a first pinion rotatably connected to the first planet carrier and at least a second pinion is connected via a reversing direction gear stage drivingly connected to the first ring gear.
- At least one further similar reduction gear is present, wherein the at least two reduction gear have a common large gear.
- the first reduction stages with respect to the central axis of the large gear are arranged radially outwardly offset at a position of the circumference of the large wheel.
- two, three or more first reduction stages can be distributed around the circumference of the large wheel with corresponding torque requirements.
- Each first reduction stage may be associated with its own electric drive motor, so that overall with the number of first reduction stages and the overall performance of the drive system thus formed increases accordingly.
- the entire system can also be described such that a plurality of "drive units” are driven off via at least two pinions on a common large wheel
- Each of these "drive units” comprises in each case the planetary gear, the pinions and the direction of rotation reversing gear stage,
- the pinion and the large wheel can be conical, with Einstelimittei for adjusting the axial position of each pinion relative to the large wheel are available.
- the large wheel having a central passage, which is usable for the implementation of supply and control lines.
- the first reduction stage can be preceded by a further reduction stage designed as a pianeta stage, wherein a second planetary carrier is rotatably connected to the first sun gear, second planetary gears are rotatably mounted in the second planet carrier and in constant meshing engagement with a second sun gear rotatably drivable stand a rotatably connected to the first ring gear, second Hohirad.
- a further reduction stage designed as a pianeta stage, wherein a second planetary carrier is rotatably connected to the first sun gear, second planetary gears are rotatably mounted in the second planet carrier and in constant meshing engagement with a second sun gear rotatably drivable stand a rotatably connected to the first ring gear, second Hohirad.
- This Vorschaitcutt is particularly inexpensive to produce when the first and the second ring gear are formed as a single Hohlradbauteii, wherein the first and the second planet gears engage with their teeth on different axial portions of the Hohlradbauteiis or even the Hohlradbauteil has a continuous toothing.
- the large gear and the pinions can also be designed as bevel gears with non-parallel axes of rotation in order to take account of particular installation tolerances.
- 1 shows a longitudinal section of a transmission.
- Fig. 2 is a schematic plan view of a transmission
- Fig. 3 is a schematic 3D view of a transmission
- Fig. 4 is a plan view of a Erftndungshieles transmission.
- Figs. 1 to 3 serve to explain the structure of the transmission according to the invention shown in Fig. 4, which as the only all Merkmaie of the present invention has.
- Fig. 1 shows a multi-stage reduction gear 1.
- a first reduction stage is formed of a planetary gear 8, while a second reduction stage comprises two pinions 4, 6, which are engaged with a large gear 2 at different positions on the circumference of the large wheel.
- the first pinion 4 is rotatably connected to a planet carrier 10 of the planetary gear 8 and the second pinion is formed by a spur gear 12, 14 spur gear in triebiicher connection with a ring gear 16 of the planetary gear 8.
- Fig. 1st Different cutting planes are shown.
- the planetary gear 8 acts aiso as a differential gear, are coupled to the planet carrier 10 and ring gear 16 via the Stirnradst ⁇ fe 12, 14, the pinion 4 and the large gear 2 with each other driebfich
- planetary gears 20 are rotatably mounted on Pianetenbolzen 18, which are in simultaneous meshing with the Hohirad 16 and a sun gear 22.
- the planetary gear 8 formed from sun gear 22, planet gears 20 and Hohirad 16 is preceded by a further, designed as a planetary stage reduction stage. This includes the mounted on the Pianetenarme 24 planet gears 26, which are in simultaneous meshing with the driven by an electric motor, not shown sun gear 28 and the ring gear 16.
- the ring gears of the two Pianetenlinin are rotatably connected to each other, in the illustrated embodiment, the ring gears are united in a Hohlradbauteil 16, which even has a continuous toothing.
- the planet gears 20 and 26 are thus at different axial portions of the same Hohirads 16 with this engaged.
- Both the pinion 4, 6 and the large gear are conical. Shims 30, which are arranged between the snap ring 32 and the bearing inner ring of the Ritzefagers 34, serve as adjusting means for adjusting the axial position of each pinion relative to the large gear.
- Shims 30, which are arranged between the snap ring 32 and the bearing inner ring of the Ritzefagers 34 serve as adjusting means for adjusting the axial position of each pinion relative to the large gear.
- the large wheel has a central passage 40, which can be used in a robotic gearbox to perform control and supply lines.
- Fig. 4 shows in plan view schematically a transmission according to the invention.
- a common large wheel so that not only two but four pinions mesh with the ASAP.
- a doubling of the transmittable torque and the transmittable power is achieved.
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Abstract
Es wird ein mehrstufiges Untersetzungsgetriebe vorgeschlagen, bei dem eine erste Untersetzungsstufe als Planetengetriebe (8) ausgebildet ist, mit einem antreibbaren ersten Sonnenrad (22), mit mehreren in einem ersten drehbar gelagerten Planetenträger (10) drehbar gelagerten ersten Planetenrädern (20), die in gleichzeitigem Zahneingriff mit dem ersten Sonnenrad (22) und einem ebenfalls drehbar gelagerten ersten Hohlrad (16) stehen, bei dem eine zweite Untersetzungsstufe mindestens zwei Ritzel (4,6) umfasst, die beide an unterschiedlichen Stellen am Umfang in Zahneingriff mit einem Großrad (2) stehen und von denen ein erstes Ritzel (4) drehfest mit dem ersten Pianetenträger (10) verbunden ist und mindestens ein zweites Ritzel (6) über eine drehrichtungsumkehrende Zahnradstufe (12, 14) trieblich mit dem ersten Hohlrad (16) verbunden ist. Es ist mindestens ein weiteres gleichartiges Untersetzungsgetriebe vorhanden, wobei die mindestens zwei Untersetzungsgetriebe ein gemeinsames Großrad (2) aufweisen.
Description
Mehrstufiges Untersetzungsgetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrstufiges Untersetzungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 2420232 A1 ist ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe bekannt, bei dem eine erste Untersetzungsstufe als Planetengetriebe ausgebildet ist und bei dem eine zweite Untersefzungsstufe drei Ritzel umfasst, die an jeweils unterschiedlichen Stellen am Umfang in Zahπeingriff mit einem Großrad stehen und von denen ein erstes Ritzel drehfest mit dem Planetenträger des Planetengetriebes verbunden ist und die beiden anderen Ritzel über eine Stirnradstufe triebiich mit dem Hohlrad des Pianetengetriebes verbunden sind.
Bei relativ kompakter Bauform können mit einem derartigen Getriebe sehr hohe Drehmomente hochübersetzend übertragen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Getriebe weiterzubilden, so dass bei annähernd gleichem Bauraumanspruch höhere Drehmomente und Leistungen übertragbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein mehrstufiges Untersetzungsgetriebe vorgeschlagen, bei dem eine erste Untersetzungsstufe als Pianetengetriebe ausgebildet ist, mit einem anfreibbaren ersten Sonnenrad, mit mehreren in einem ersten drehbar gelagerten Planetenträger drehbar gelagerten ersten Plaπetenrädem, die in gleichzeitigem Zahneingriff mit dem ersten Sonnenrad und einem ebenfalls drehbar gelagerten ersten Hohlrad stehen, bei dem eine zweite Untersetzungs-
stufe mindestens zwei Ritzel υmfasst, die beide an unterschiedlichen Stellen am Umfang in Zahneingriff mit einem Großrad stehen und von denen ein erstes Ritzel drehfest mit dem ersten Planetenträger verbunden ist und mindestens ein zweites Ritzel über eine drehrichtungsumkehrende Zahnradstufe trieblich mit dem ersten Hohlrad verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein weiteres gleichartiges Untersetzungsgetriebe vorhanden, wobei die mindestens zwei Untersetzungsgetriebe ein gemeinsames Großrad aufweisen. Dies ist deshalb möglich, weil die ersten Untersetzungsstufen gegenüber der Mittelachse des Großrads nach außen radial versetzt an einer Stelle des Umfangs des Großrads angeordnet sind. Je nach Umfangsgröße des Großrads können bei entsprechenden Drehmomentanforderungen also zwei, drei oder mehrere erste Untersetzungsstufen am Umfang des Großrades verteilt angeordnet werden. Jeder ersten Untersetzungsstufe kann dabei ein eigener elektrischer Antriebsmotor zugeordnet sein, so dass insgesamt mit der Zahl der ersten Untersetzungsstufen auch die Gesamtleistung des so gebildeten Antriebssystems entsprechend steigt.
Das Gesamtsystem kann auch so beschrieben werden, dass mehrere „Antriebseinheiten" über jeweils mindestens zwei Ritzel auf ein gemeinsames Großrad abtreiben. Jede dieser „Antriebseinheiten" umfasst jeweils das Planetengetriebe, die Ritzel und die drehrichtungsumkehrende Zahnradstufe,
Bei vielen Anwendungen, die ein großes Großrad aufweisen, beispielsweise auch der Drehantrieb für einen Panzerturm oder der Drehantrieb eines Lastkrans, ist es so möglich, unter Verwendung von mehreren baugleichen und daher kostengünstigeren „Antriebseinheiten", die benötigte Antriebsleistung bereitzustellen. Ein zusätzlicher Vorteil ist die erhöhte Betriebssicherheit aufgrund Redundanz.
Für Präzistonsanwendungen als Robotergetriebe, bei denen es auf Spielfreiheit und flexible Zuleitungsführung ankommt, können die Ritzel und das Großrad konisch ausgebildet sein, wobei Einstelimittei für die Einstellung der Axialposition jedes Ritzels gegenüber dem Großrad vorhanden sind. Dabei kann das Großrad einen Zentraldurchlass aufweisen, der für die Durchführung von Versorgungs- und Steuerleitungen nutzbar ist.
Sind höhere Gesamtübersetzungen gefordert, kann der ersten Untersetzungsstufe eine weitere als Pianetenstufe ausgebildete Untersetzungsstufe vorgeschaltet sein, wobei ein zweiter Planetenträger drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, zweite Planetenräder im zweiten Planetenträger drehbar gelagert sind und in ständigem Zahneingriff mit einem drehantreibba- ren zweiten Sonnenrad und einem mit dem ersten Hohlrad drehfest verbundenen, zweiten Hohirad stehen.
Diese Vorschaitstufe ist insbesondere dann kostengünstig herstellbar, wenn das erste und das zweite Hohlrad als ein einziges Hohlradbauteii ausgebildet sind, wobei die ersten und die zweiten Planetenräder mit ihren Verzahnungen an unterschiedlichen axialen Bereichen des Hohlradbauteiis eingreifen oder gar das Hohlradbauteil eine durchgehende Verzahnung aufweist.
Das Großrad und die Ritzel können, um besonderen Einbauverhälfnis- sen Rechnung zu tragen, auch als Kegelräder mit nichtparallelen Drehachsen ausgebildet sein.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich, wenn beide Ritzel die gleiche Zähnezahl aufweisen und wenn die drehrichtungsumkehrende Zahnradstufe im Verhältnis (u/(u+1 )) ins Langsame untersetzt ist, wobei u dem Verhältnis der Hohlrad- zu Sonnenrad-Zähnezahl beim vorgeschalteten Planeteπ- getriebe entspricht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen;
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Getriebes;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Getriebe;
Fig. 3 eine schematische 3D Ansicht auf ein Getriebe und
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erftndungsgemäßes Getriebe.
Die Fig. 1 bis 3 dienen der Erläuterung des Aufbaus des in Fig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Getriebes, weiches als einziges alle Merkmaie der vorliegenden Erfindung aufweist.
Fig. 1 zeigt ein mehrstufiges Untersetzungsgetriebe 1. Eine erste Untersetzungsstufe wird gebildet aus einem Planetengetriebe 8, während eine zweite Untersetzungsstufe zwei Ritzel 4, 6 umfasst, die mit einem Großrad 2 an unterschiedlichen Steilen am Umfang des Großrades in Eingriff sind. Dabei ist das erste Ritzel 4 drehfest verbunden mit einem Planetenträger 10 des Planetengetriebes 8 und das zweite Ritzel ist über eine von Stirnrädern 12, 14 gebildete Stirnradstufe in triebiicher Verbindung mit einem Hohlrad 16 des Planetengetriebes 8. Ober- und unterhalb der Mittellinie in Fig. 1 sind verschiedene Schnittebenen gezeigt.
Aus Fig. 2 und 3 ist die Lage der Stirnräder 12, 14 zueinander ersichtlich, die miteinander in Eingriff sind.
Das Planetengetriebe 8 wirkt aiso als Differentialgetriebe, bei dem Planetenträger 10 und Hohlrad 16 über die Stirnradstυfe 12, 14, die Ritzel 4 und das Großrad 2 miteinander triebfich gekoppelt sind,
!n dem Planetenträger 10 sind auf Pianetenbolzen 18 Planetenräder 20 drehbar gelagert, welche in gleichzeitigem Zahneingriff mit dem Hohirad 16 und einem Sonnenrad 22 stehen.
Dem aus Sonnenrad 22, Planetenrädern 20 und Hohirad 16 gebildeten Planetengetriebe 8 ist eine weitere, als Planetenstufe ausgebildete Untersetzungsstufe vorgeschaltet. Diese umfasst die auf dem Pianetenträger 24 gelagerten Planetenräder 26, die in gleichzeitigem Zahneingriff mit dem von einem nicht gezeigten Elektromotor antreibbaren Sonnenrad 28 und dem Hohlrad 16 stehen.
Dabei sind die Hohlräder der beiden Pianetenstufen drehfest miteinander verbunden, in der dargestellten Ausführungsform sind die Hohlräder in einem Hohlradbauteil 16 vereint, welches sogar eine durchgehende Verzahnung aufweist. Die Planetenräder 20 und 26 sind also an unterschiedlichen axialen Bereichen desselben Hohirads 16 mit diesem in Eingriff.
Die Tatsache, dass das Hohlrad während des Betriebes nicht stillsteht, wirkt sich dabei in vorteilhafter Weise auf die Übersetzung der vorgeschalteten Planetenstufe aus.
Sowohl die Ritzel 4, 6 als auch das Großrad sind konisch ausgebildet. Einstellscheiben 30, welche zwischen dem Sprengring 32 und dem Lagerinnenring des Ritzefagers 34 angeordnet sind, dienen als Einstell mittel für die Einstellung der Axialposition jedes Ritzels gegenüber dem Großrad. Damit kann das Verzahnungsspie! zwischen Ritzel und Großrad, das sich auf das Gesamtspiel des Getriebes am stärksten auswirkt, eingestellt bzw. eliminiert werden, so
dass eine für ein Robotergetriebe notwendige Präzision erreicht wird. Für die Ritze! 4, 6 ist jeweils noch ein zweites Lager 36 auf der anderen Seite der Verzahnungsebene angeordnet, welches axial zwischen dem Ritzel und der Verzahnungsebene der Stirnräder 12, 14 angeordnet ist.
Das Großrad weist einen Zentraldurchlass 40 auf, der bei einem Robotergetriebe zur Durchführung von Steuer und Versorgungsleitungen genutzt werden kann.
Zwischen dem Großrad 2 und der relativ zum Großrad verdrehbaren Baueinheit 42, in welcher auch die Ritzel gelagert sind, sind zwei axial angestellte Lager 44, 46 in O-Anordnung vorhanden. Diese Art der Lagerung ist präzise und erlaubt hohe Axiaf- und Querkräfte abzustützen.
Gleiche Positionen sind in den weiteren Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Fig. 4 zeigt in der Draufsicht schematisch ein erfindungsgemäßes Getriebe. Bei diesem teilen zwei gleichartige Untersetzungsgetriebe ein gemeinsames Großrad, so dass nicht nur zwei sondern vier Ritzel mit dem Großrad kämmen. Auf diese Weise wird eine Verdoppelung des übertragbaren Drehmoments und der übertragbaren Leistung erzielt.
Bezugszeichen
1 Untersetzungsgetriebe
2 Großrad
4 Ritzel
6 Ritzel
8 Planetengetriebe
10 Planetenträger
12 Stirnrad
14 Stirnrad
16 Hohlrad
18 Planetenbolzen
20 Planetenrad
22 Sonnenrad
24 Planetenträger
26 PSanetenrad
28 Sonnenrad
30 Einsteüscheibe
32 Sprengring
34 Lager
36 Lager
40 Zentraldurchlass
42 Baueinheit
44 Lager
46 Lager
Claims
1. Mehrstufiges Untersetzungsgetriebe bei dem eine erste Untersetzungsstufe als Planetengetriebe ausgebildet ist, mit einem antreibbaren ersten Sonnenrad (22), mit mehreren in einem ersten drehbar gelagerten Pfanetenträ- ger drehbar gelagerten ersten Planetenrädern (10), die in gleichzeitigem Zahn- eingriff mit dem ersten Sonnenrad (22) und einem ebenfalls drehbar gelagerten ersten Hohirad (16) stehen, bei dem eine zweite Untersetzungsstufe mindestens zwei Ritzel (4, 6) umfasst, die beide an unterschiedlichen Stellen am Umfang in Zahneingriff mit einem Großrad (2) stehen und von denen ein erstes Ritzel (4) drehfest mit dem ersten Planetenträger (10) verbunden ist und mindestens ein zweites Ritzel (6) über eine drehrichtungsumkehrende Zahnradstufe (12, 14) triebiich mit dem ersten Hohirad (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres gleichartiges Untersetzungsgetriebe vorhanden ist, wobei die mindestens zwei Untersetzungsgetriebe ein gemeinsames Großrad (2) aufweisen.
2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ritze! (4, 6) und das Großrad (2) konisch ausgebildet sind und dass Einstelimittei (30) für die Einstellung der Axialposition jedes Ritzels (4, 6) gegenüber dem Großrad (2) vorhanden sind,
3. Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Großrad (2) einen Zentraidurchiass (40) aufweist.
4. Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Uπtersetzungsstufe eine weitere als Planetenstufe ausgebildete Untersetzungsstufe vorgeschaltet ist, wobei ein zweiter Planetenträger (24) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (22) verbunden ist, zweite Planeten räder (26) im zweiten Pianetenträger (24) drehbar gelagert sind und in ständigem Zahneingriff mit einem drehantreibbaren zweiten Sonnenrad (28) und einem mit dem ersten Hohlrad (16) drehfest verbundenen, zweiten Hohirad (16) stehen.
5. Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Hohlrad als ein einziges Hohlradbauteil (16) ausgebildet sind, wobei die ersten und die zweiten Planetenräder mit ihren Verzahnungen an unterschiedlichen axialen Bereichen des Hohlradbauteiis eingreifen.
6. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohiradbauteil (16) eine durchgehende Verzahnung aufweist.
7. Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Großrad (3) und die Ritzel als Kegelräder mit nichtparallelen Drehachsen ausgebildet sind,
8. Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ritzel (4, 6) der Abtriebsstufe die gleiche Zähnezahl aufweisen und dass die umkehrende Stirnrad- bzw. Kegelrad-Stufe (12, 14) im Verhältnis (u/(u+1)) ins Langsame untersetzt ist, wobei u dem Verhältnis der Hohlrad- zu Sonnenrad-Zähnezahl beim vorgeschalteten Pfanetensatz entspricht
Applications Claiming Priority (2)
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Legal Events
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07803162 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| DPE1 | Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07803162 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |