DE69408425T2

DE69408425T2 - Planetengetriebe mit Lastverteilung

Info

Publication number: DE69408425T2
Application number: DE69408425T
Authority: DE
Inventors: Benedicte Anne-Marie Lefranc; Hugues Henri Raymond Linet; Michel Roger Charles Virmoux
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Transmission Systems SAS
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2014-12-15
Also published as: EP0658704B1; UA26354C2; CA2138216C; WO1995016866A1; CA2138216A1; US5558594A; EP0658704A1; FR2713732A1; RU2114343C1; FR2713732B1; DE69408425D1

Description

Die Erfindung betrifft Umlaufrädergetriebe, die auch als epizykloidische Getriebe bezeichnet werden, und bezieht sich insbesondere auf Getriebe dieses Typs, die mit einer großen Anzahl von Satellitenrädern ausgestattet sein können. Solche Getriebe ermöglichen die Übertragung großer Leistung bei verringerter Masse und geringem Raumbedarf, so daß sie sich in besonderer Weise für den Einsatz in der Luftfahrt eignen, ohne jedoch auf diese Anwendung beschränkt zu sein.
Umlaufrädergetriebe sind bekannte Vorrichtungen zur Übertragung eines Drehmoments mit großer Leistung und zur Übersetzung oder Untersetzung der Drehgeschwindigkeit.
In seiner einfachsten Form als sogenanntes einstufiges Getriebe besteht ein Getriebe dieser Art aus einer zentralen Verzahnung, die auch als innere Planetenverzahnung bezeichnet wird, einer äußeren Verzahnung, die auch als äußere Planetenverzahnung bezeichnet wird, und einem oder mehreren Zwischenzahnrädern oder Satelliten, die gleichzeitig mit der inneren Planetenverzahnung und mit der äußeren Planetenverzahnung in Eingriff stehen. Die Satelliten sind drehbar auf Wellen montiert, die von einem Satellitenträger gehalten werden.
Je nach der angestrebten Wirkung ist eines der drei Organe, d. h. die innere Planetenverzahnung, die äußere Planetenverzahnung oder der Satellitenträger fest angeordnet, während die beiden anderen drehbar sind. Eines der drehbaren Organe dient als Eingang der Bewegung, das andere als Ausgang.
Bei gleicher zu übertragender Leistung ermöglicht die Erhöhung der Anzahl der Satellitenräder und die Verwendung von hochfesten Metallen eine Verringerung der Größe der Zahnräder und infolgedessen eine Verkleinerung und Gewichtsverringerung des epizykloidischen Getriebes. Im Gegenzug ist es jedoch schwieriger, die in dem Getriebe in Wärme umgesetzte Leistung abzuführen, so daß die Betriebstemperatur dieses Getriebes höher ist.
Bei diesen Bedingungen bezüglich Raumbedarf und Betriebstemperatur wird eine gute Verteilung der zu übertragenden Kraft auf alle Satelliten vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß die Satelliten auf flexiblen Metallwellen montiert werden. Diese Wellen sind, genauer gesagt, mit einem Ende in den Satellitenträgern eingespannt, während ihr anderes Ende frei ist und unter Zwischenschaltung einer drehbaren und kugelgelenkartig bewegbaren Vorrichtung den Satelliten trägt. Diese Vorrichtung kann ein Pendelwälzlager enthalten, das beide Funktionen gleichzeitig erfüllt, d. h. bei dem eine der Wälzbahnen sphärisch ausgebildet ist. Die Vorrichtung kann hingegen auch ein Wälzlager aufweisen, das nicht als Kugelgelenk ausgebildet und mit einem separaten Kugelgelenk kombiniert ist.
Durch das US-Patent 3 303 713 ist ein Umlaufrädergetriebe bekannt, dessen Satelliten 15 auf dem freien Ende 17 einer flexiblen Welle 13 montiert sind, wobei die Kugelgelenkwirkung durch eine Durchbiegung des freien Endes 17 in entgegengesetzter Richtung erreicht wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß ein sehr großes Kippmoment an dem Satelliten erzeugt wird, das von dem Eingriff der Ritzelverzahnungen aufgenommen wird und dadurch die Lebensdauer der Verzahnungen reduziert.
Durch das US-Patent 1 586 309 ist außerdem ein Umlaufrädergetriebe bekannt, das diesen Nachteil nicht aufweist. Hierbei sind die Satelliten 4 mit Hilfe von Pendelkugellagern 11 an dem freien Ende von Wellen montiert, die ihrerseits an ihrem anderen Ende schwenkbar montiert sind, wobei sie durch Federn 26 und Einstellschrauben 23 in ihrer Position gehalten werden. Ein solches Getriebe hat den Nachteil, daß es sehr komplex ist, aus vielen Teilen besteht und voluminös ist. Insbesondere kann es nicht viele Satellitenrädern aufnehmen und eignet sich deshalb nicht für die Übertragung großer Leistung mit geringer Masse und geringem Raumbedarf.
Die drehbare und nach Art eines Kugelgelenks bewegbare Vorrichtung ist so, wie sie oben beschrieben wurde, ausreichend, wenn das Getriebe aus Zahnrädern mit gerader Verzahnung oder mit "Pfeilverzahnung" besteht, weil dann jedes Satellitenrad seine Drehachse automatisch zu der inneren Planetenverzahnung und der äußeren Planetenverzahnung ausrichtet. Zahnräder mit gerader Verzahnung haben jedoch den Nachteil, daß bei der Übertragung der Drehbewegung Vibrationen entstehen, während Zahnräder mit "Pfeilverzahnung" den Nachteil haben, daß sie kostenaufwendig sind und große Präzision bei der Herstellung erfordern, damit die übertragene Kraft gut auf die Zähne verteilt wird.
Zahnräder mit Schrägverzahnung haben diese Nachteile nicht. Sie sind im Vergleich zu Zahnrädern mit "Pfpfeilverzahnung" kostengünstig und ermöglichen eine vibrationsfreie Übertragung mit hervorragender Kraftverteilung über die ganze Länge der Zähne.
Zahnräder mit Schrägverzahnung verursachen jedoch parasitäre Axialkräfte, die auf die Verzahnungen einwirken und ein Drehmoment erzeugen, das die Tendenz hat, die Zahnräder in die von den Achsen dieser Zahnräder definierte Ebene zu kippen. im Falle der kugelgelenkartig gelagerten Satelliten würden diese nur noch dadurch gehalten, daß ihre Verzahnungen sich gegen die Verzahnungen des inneren Planetenrades und des äußeren Planetenrades abstützen, was einen vorzeitigen Verschleiß dieser Verzahnungen zur Folge hätte.
Ziel der Erfindung ist ein epizykloidisches Getriebe mit einem inneren Planetenrad, einem äußeren Planetenrad, einem Satellitenträger und mehreren Sateilitenrädern, die gleichzeitig mit dem inneren Pianetenrad und dem äußeren Planetenrad kämmen, wobei jedes Satellitenrad auf dem Ende einer flexiblen Welle drehbar montiert ist, deren anderes Ende fest mit dem Satellitenträger verbunden ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen Schrägverzahnungen sind, daß die Satellitenräder in Pendellagern montiert sind und daß jedes Satellitenrad durch ein Element in Position gehalten wird, das in einer Ebene gleitet, die parallel zu der geometrischen Drehachse des Satellitenrads und senkrecht zu den durch die geometrische Drehachse des Satellitenrads und die Drehachse des Planetenrads definierten Ebene verläuft. Dieses gleitende Element ist relativ zu dem Pendellager vorzugsweise zur Seite des Satellitenträgers hin versetzt.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Satellitenrad auf einem Pendelwälzlager montiert, d. h. einem Lager, das eine sphärische Wälzbahn besitzt, wobei das Satellitenrad fest mit dem Innenring eines zweiten Wälzlagers verbunden ist, während der äußere Ring dieses zweiten Lagers zwischen zwei ebenen Flächen gleitet, die parallel zueinander und parallel zu der geometrischen Achse des Satellitenrads und senkrecht zu der durch die Achse des Satellitenrads und die Achse des Planeten rads definierten Ebene verlaufen.
Das Lager ist vorzugsweise zu dem Satellitenträger hin versetzt, und sein äußerer Ring weist an seiner Peripherie zwei ebene und parallele Flächen auf, auf denen er gleitet.
in einer.zweiten Realisierungsform der Erfindung ist jedes Satellitenrad auf einem geraden Lager montiert, das nicht als Pendellager ausgebildet ist. Der innere Ring des Lagers ist mittels eines Kugelgelenks auf der Welle montiert und fest mit dem Ende wenigstens eines Fingers verbunden, dessen anderes Ende in einer Nut gleitet, die zwei ebene Flächen aufweist, die parallel zueinander, parallel zur geometrischen Drehachse des Satellitenrads und senkrecht zu der durch die Achse des Satellitenrads und die Achse des Planetenrads definierten Ebene verlaufen.
Die Finger sind vorzugsweise dem Satellitenträger zugewandt. Es sind vorzugsweise zwei Finger vorgesehen, die relativ zur geometrischen Drehachse des Satellitenrads einander diametral gegenüberliegen. Die Nuten sind vorzugsweise in einer Schulter der flexiblen Achse ausgebildet.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie den Aufbau sehr kompakter epizykloidischer Getriebe ermöglicht, die vollständig aus Metall bestehen, d. h. keine verformbaren Elemente aus organischen Werkstoffen aufweisen, und deshalb bei hohen Temperaturen betrieben werden können.
Die Erfindung ermöglichte die Herstellung von Untersetzungsgetrieben mit bis zu sieben Satellitenrädern, die eine Leistung von 30 MW bei 2000 Umdrehungen/Minute am Ausgang übertragen können. Mit flexiblen Wellen und einem Satellitenträger aus Stahl kann die Überbelastung, die auf ein Satellitenrad im Vergleich zu den anderen Satellitenrädern einwirkt, auf 20% begrenzt werden. Diese Überbelastung kann auf 10% reduziert werden, wenn man flexible Wellen und einen Satellitenträger aus Titan benutzt, die bei gleicher Festigkeit doppelt so elastisch sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Lager zur Lagerung des Satellitenrads außerdem die Funktion eines Pendellagers hat,
Fig. 2 zeigt einen der Linie AA entsprechenden Schnitt durch das zweite Lager, mit dem das Satellitenrad in seiner Position gehalten wird,
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Pendellager, das von dem Lager für das Satellitenrad getrennt ist.
Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen. Das Getriebe 1 besitzt eine auch als zentrales Planetenrad bezeichnete zentrale Verzahnung 2 mit der geometrischen Achse 3, einen ebenfalls auf der geometrische Achse 3 zentrierten Satellitenträger 4, eine oder mehrere auch als Satellitenräder bezeichnete Verzahnungen 5, wobei diese Satellitenräder 5 sich jeweils auf einer Welle 6 mit der geometrischen Achse 7 drehen. Die Welle 6 ist ihrerseits fest mit dem Satellitenträger 4 verbunden. Das Getriebe 1 umfaßt ferner eine Innenverzahnung 8, die die Satelliten 5 umschließt und hier als äußere Planetenverzahnung bezeichnet wird. Die Achse 7 bildet eine geometrische Drehachse für das Satellitenrad 5. Die Satellitenräder 5 kämmen sowohl mit der inneren Planetenverzahnung 5 als auch mit der äußeren Planetenverzahnung 8.
Da das epizykioidische Getriebe als Untersetzungsgetriebe verwendet wird, wird die Bewegung über das zentrale Planetenrad 2 eingeführt. Je nach gewähltem Untersetzungsverhäitnis ist entweder der Satellitenträger 4 oder die äußere Planetenverzahnung 8 fest, und die Bewegung wird an demjenigen dieser beiden Organe abgenommen, das beweglich ist.
Jedes Satellitenrad 5 dreht sich auf der Welle 6 mittels eines Lagers 9. Im vorliegenden Beispiel ist das Lager 9 ein Pendelwälzlager. Dieser Wälzlagertyp ist allgemein bekannt. im vorliegenden Beispiel ist der äußere Ring des Lagers 9 mit dem Satellitenrad 5 vereinigt. Er besitzt eine äußere sphärische Wälzbahn 10, die sich auf Wälzkörper 11 abstützt, die in diesem Beispiel die Form von Tönnchen haben. Die Wälzkörper 11 stützen sich ihrerseits auf Wälzbahnen 12 ab, die an dem inneren Ring 13 des Lagers 9 ausgebildet sind. Die Wälzkörper 11 werden durch Käfige 14 im Abstand voneinander gehalten. Das Lager 9 besitzt vorzugsweise zwei Reihen von Wälzelementen. Der innere Ring 13 ist auf der Weile 6 angeordnet und kommt an einer an der Welle 6 ausgebildeten Schulter 15 zum Anschlag. Der innere Ring 13 wird von einer Schraubenmutter 16 gegen die Schulter 15 gehalten, wobei die Schraubenmutter 16 ihrerseits durch eine federnde Unterlegscheibe 17 gesichert ist. Die Welle 6 ist mit einem Ende 18 fest mit dem Satellitenträger 4 verbunden, während ihr anderes Ende 19 frei ist. Das Satellitenrad 5 und sein Lager 9 sind auf dem freien Ende 19 angeordnet. Die Welle 6 weist zwischen ihrem fest eingespannten Ende 18 und ihrem freien Ende 19 eine verformbare Zone 20 auf, die ihr ihre Flexibilität verleiht. Diese verformbare Zone 20 besteht vorzugsweise aus einem dünnwandigen rohrförmigen Abschnitt 21.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Welle 6 an ihrem mit dem Satellitenträger 4 fest verbundenen Ende 18 eine zylindrische Auflagefläche 22, die mit geringem oder negativem Spiel in eine Bohrung des Satellitenträgers 4 eindringt. Die Auflagefläche 22 ist einer Schulter 23 benachbart, die auf der Seite des Satellitenrades 5 liegt. Die Schulter 23 kommt an der Innenfläche 24 des Satellitenträgers 4 zum Anschlag. Die Welle 6 ist an dem Satellitenträger 4 mittels einer Schraubenmutter 25 und einer Sicherungsscheibe 26 arretiert, die der Schulter 23 gegenüberliegen.
Aufgrund der Flexibilität der Weile 6 kann sich jedes Satellitenrad 5 gleichzeitig an den Zähnen des zentralen Planetenrads 2 und an den Zähnen der äußeren Planetenverzahnung 8 abstützen. Dies ermöglicht eine ausgezeichnete Verteilung der übertragenen Kraft auf alle Satellitenräder. Die Biegung der Welle 6 erzeugt eine Winkelauslenkung ihres freien Endes 19, das das Lager 9 trägt, wobei jedoch der Eingriff des Satellitenrades 5 mit den Planetenverzahnungen 2 und 8 das Satellitenrad 5 aufgrund der in diesem Beispiel durch das Lager 9 gewährleisteten Kugelgelenkfunktion in guter Position gehalten wird.
Die maximale Überbelastung, die auf ein Satellitenrad einwirkt, ist gleich dem auszugleichenden Abstand geteilt durch die Flexibilität der Welle 6, wobei der auszugleichende Abstand seinerseits von den Herstellungstoleranzen abhängt. Die Überbelastung kann verringert werden, indem man die Welle flexibler macht. Dies kann im vorliegenden Beispiel dadurch geschehen, daß man die Länge der Wandung 21 vergrößert oder ihren Durchmesser oder ihre Dicke verringert. Wenn man die Welle 6 flexibler macht, reduziert man auch ihre Festigkeit. Um die Welle 6 nicht allzusehr zu schwächen, empfiehlt es sich mitunter, ein Material zu wählen, das bei gleichem Abstand einen kleineren Elastizitätsmodul besitzt als das ursprünglich gewählte Material. Wenn man beispielsweise Stahl durch eine Titanlegierung, z. B. TA6V, ersetzt, das einen zweimal niedrigeren Elastizitätsmodul besitzt, kann man die Nachgiebigkeit der Welle verdoppeln, ohne ihre Festigkeit herabzusetzen.
Da die Verzahnungen Schrägverzahnungen sind, ist das Satellitenrad 5 in dem Punkt 30, in dem er mit dem zentralen Planetenrad 2 kämmt, bzw. in dem Punkt 31, in dem er mit der äußeren Planetenverzahnung 8 kämmt, Reaktionskräften 32 und 33 ausgesetzt, die parallel zur geometrischen Drehachse 7 und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Diese Reaktionskräfte 32 und 33 erzeugen also ein Kippmoment, das dazu tendiert, das Satellitenrad 5 in der durch die geometrischen Achsen 3 und 7 definierten Ebene zu kippen. Das Tonnenlager 9 des Satellitenrads 2, das außerdem eine Pendellagerwirkung ermöglicht, kann diesem Moment nicht entgegenwirken.
Den Satellitenrädern 5 ist infolgedessen jeweils eine Vorrichtung 34 zur Kompensation des Kippmoments zugeordnet. Diese Vorrichtungen 34 verhindern, daß die Satellitenräder 5 unter dem Einfluß des genannten Moments eine Kippbewegung ausführen.
Die Kompensationsvorrichtung 34 umfaßt ein Lager 35, das auf der Achse 7 zentriert und relativ zu dem Satellitenrad 5 in Richtung auf den Satellitenträger 4 versetzt ist. Dieses Lager 35 besitzt einen ersten Ring, der fest mit dem Satellitenrad 5 verbunden ist, und einen zweiten Ring, der fest mit dem Satellitenträger 4 verbunden ist, diesem gegenüber jedoch einen Freiheitsgrad in einer senkrecht zu der durch die beiden geometrischen Drehachsen 3 und 7 definierten Ebenen verlaufenden Richtung hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lager 35 zylindrische Rollkörper 36 auf. Der innere Ring 37 des Lagers 35 ist über eine zylindrische oder kegelstumpfförmige Zwischenwand 37A fest mit dem Satellitenrad 5 verbunden. Der äußere Ring 38 des Lagers 35 besitzt an seiner Peripherie zwei ebene Flächen 39A und 39B, die parallel zueinander und senkrecht zu der durch die Achsen 3 und 7 definierten Ebene verlaufen. Der äußere Ring 38 des Lagers 35 gleitet mit seinen Flächen 39A und 39B zwischen den Flächen 40A und 40B einer Führung 40 in einer zu der durch die Achsen 3 und 7 definierten Ebene senkrechten Richtung. Die Flächen 40A und 40B sind ihrerseits eben und verlaufen parallel zueinander und parallel zu der Achse 7 und senkrecht zu der durch die Achsen 3 und 7 definierten Fläche.
Man erkennt, daß die Gleitbewegung, durch die das Satellitenrad 5 in seiner Position gehalten wird, die Resultierende zweier elementarer Gleitbewegungen ist: Die erste erfolgt durch die Flächen 39A, 39B und 40A, 40B in einer zu der durch die geometrischen Achsen 3 und 7 definierten Ebene senkrechten Richtung, während die zweite durch den inneren Ring 37 und die Wälzkörper 36 in Richtung der Achse 7 erfolgt, wobei diese Bewegungen zusammen einer Gleitbewegung in einer zu der Achse 7 parallelen und zu der durch die Achsen 3 und 7 definierten Ebene senkrechten Richtung äquivalent ist.
Die Breite der Führung 40 ist etwas größer als die Breite des äußeren Rings 38, wobei die Führung 40 und der Ring 38 jeweils sandwichartig zwischen zwei zur geometrischen Drehachse 7 radialen Platten 41A und 41B gefaßt sind. Diese Platten 41A und 41B überlappen die Seitenflächen des Rings 38 teilweise und vervollständigen so die Führung des Rings 38 in einer Richtung senkrecht zu der durch die Achsen 3 und 7 definierten Ebene.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Führung 40 und die Platten 41A und 41B radial nach außen von einer zylindrischen Fläche 42 begrenzt. Der Sateihtenträger 4 besitzt seinerseits eine Bohrung, die zur Seite des Satellitenrads 5 hin offen ist und radial nach außen durch eine zylindrische Wandung 43 begrenzt wird, deren Durchmesser geringfügig größer ist als derjenige der Fläche 42, wobei diese Bohrung seitlich durch eine Ebene und zur Achse 7 radiale Wandung 44 begrenzt wird.
In dieser Bohrung sind - ausgehend von der Wandung 44 - aufeinanderfolgend angeordnet: die Platte 41A, die Führung 40 mit dem äußeren Ring 38 und den Wäizkörpern 36 und schließlich die Platte 41B. Diese Gruppe wird von Schrauben 45 gegen die Fläche 44 gehalten, die nacheinander die Platte 41B, die Führung 40 und die Platte 41A durchdringen und durch die Wandung 44 in den Satellitenträger 4 eingeschraubt sind.
Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die einen der Linie AA entsprechenden Schnitt durch die Vorrichtung 34 zur Kompensation des Kippmoments zeigt. Die Führung 40 ist in einer Bohrung des Satellitenträgers 4 angeordnet und wird über ihre Außenfläche 42, die mit der zylindrischen Wandung 43 der Bohrung in Kontakt steht, auf der Achse 7 zentriert.
Die Führung 40 besitzt eine innere Ausnehmung 46, in der der äußere Ring 38 des Lagers 35 angeordnet ist. Dieser Ring 38 verschiebt sich im Innern der Ausnehmung 46 in einer zu der durch die geometrischen Drehachsen 3 und 7 definierten Ebene senkrechten Richtung 47. Der Ring 38 gleitet mit seinen Flächen 39A und 39B zwischen den Flächen 40A und 40B der Führung 40.
In der Führung 40 können zur Gewichtsersparnis weitere Ausnehmungen 48 vorgesehen sein.
Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Zur Verkürzung der Darstellung werden zunächst die Punkte zusammengefaßt, die das zweite Ausführungsbeispiel mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gemeinsam hat:
Das Getriebe 1 besitzt ein zentrales Planetenrad 2 und eine äußere Planetenverzahnung 8 mit der gemeinsamen geometrischen Drehachse 3. Wenigstens ein Satellitenrad 5 kämmt gleichzeitig mit dem zentralen Planetenrad 2 und der äußeren Planetenverzahnung 8. Jedes Satellitenrad 5 ist mittels eines Lagers 9 auf dem freien Ende 19 einer Welle 6 drehbar, deren anderes Ende 18 fest mit einem Satellitenträger 4 verbunden ist. Die Welle 9 besitzt eine geometrische Achse 7, die gleichzeitig die geometrische Drehachse für das Satellitenrad 4 darstellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Welle 6 auf der Seite ihres Endes 18 mit einer zylindrischen Auflagefläche 22 in einer Bohrung des Satellitenträgers 4 eingepaßt Die zylindrische Auflagefläche 22 ist einer Schulter 23 benachbart, die an einer Fläche 24 des Satellitenträgers 4 zum Anschlag kommt, wobei diese Fläche 24 eben ist, radial zu der Achse 7 verläuft und der Seite des Satellitenrads 5 zugewandt ist. Die Welle 6 wird so von einer Mutter 25, die durch eine Sicherungsscheibe 26 gesichert ist, im Anschlag gehalten.
Die Welle 6 besitzt in ihrem mittleren Bereich eine flexible Zone 20, die von einer zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Wandung 21 mit verringerter Wandstärke gebildet wird.
Im folgenden werden die spezifischen Punkte des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben:
Das Lager 9 ist ein "Wälzlager" und besitzt zwei Reihen zylindrischer Wälzkörper 11, die mit der zylindrischen Bohrung 10 des Satellitenrads 5 und mit den ebenfalls zylindrischen Laufbahnen 12 des inneren Rings 13 des Lagers 9 in Kontakt stehen.
Die Ausnehmung 60 des inneren Rings 13 besitzt in ihrer Mitte eine ringförmige sphärische Auflagefläche 61. Diese sphärische Auflagefläche 61 ist konkav, auf der Achse 7 zentriert und wird in axialer Richtung von zwei ringförmigen und radialen Flächen 61A und 61B begrenzt.
Ein Kugelgelenk 62 besitzt eine sphärische konvexe Außenfläche 63, die mit geringem Spiel im Innern der konkaven Fläche 61 verschwenkbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Kugelgelenk 62 die Form eines Rings, der innen von einer konkaven Zylinderfläche 64 und axial durch zwei radiale kranzförmige Flächen 65A und 65B begrenzt wird. Das Gelenk 62 ist auf der Welle 6 montiert. Es justiert sich durch Festspannen seiner Innenfläche 64 auf einer zylindrischen Tragfläche 66 der Welle 6 und kommt mit einer Seitenfläche 65B an einer Schulter 67 der Welle 6 zum Anschlag. Das Kugelgelenk 62 wird von einer selbstsichernden Schraubenmutter 68, die auf die Welle 6 geschraubt wird und sich über die Seitenfläche 65A des Kugelgelenks 62 an diesem abstützt, im Anschlag gegen die Schulter 67 gehalten. Um das Kugelgelenk 62 im Innern des Rings 13 montieren zu können, besitzt die Ausnehmung 60 einen Durchmesser, der zumindest größer ist als der Außendurchmesser des Kugelgelenks 62, d. h. als der Durchmesser der sphärischen Fläche 63. Im Innern des Rings 13 sind zwei zusätzliche Ausnehmungen 69 vorgesehen, die relativ zu der geometrischen Achse 7 zueinander symmetrisch sind und die peripheren Teile des von der sphärischen konkaven Fläche 61 und dem restlichen Teil der Ausnehmung 60 definierten Innenraums mit einer der Seiten des Rings 13 verbinden, wobei diese Ausnehmung beispielsweise auf der Fläche 61B münden. Die Ausnehmungen 69 werden außen von zwei zylindrischen Flächenabschnitten mit der geometrischen Achse 7 begrenzt, deren Durchmesser zumindest gleich dem Durchmesser der sphärischen Fläche 61 ist. Diese Ausnehmungen 69 werden außerdem außen von zwei relativ zu der geometrischen Achse symmetrischen parallelen Ebenen begrenzt, deren Abstand geringfügig größer ist als die Breite des Kugelgelenks 62, d. h. als der Abstand zwischen den Flächen 65A und 65B, die das Kugelgelenk 62 in axialer Richtung begrenzen.
Um das Kugelgelenk 62 im Innern des Rings 13 zu montieren, muß man das Kugelgelenk zunächst in die Ausnehmung 60 gegenüber den Ausnehmungen 69 plazieren, wobei das Kugelgelenk 62 um 90º, d. h. so gedreht ist, daß seine geometrische Achse senkrecht zur Achse 7 gerichtet ist, und seine Seitenflächen 65A und 65B mit den Flächen fluchten, die die Ausnehmungen 69 seitlich begrenzen. Man führt dann das Kugelgelenk 62 in die Ausnehmungen 69 ein, bis ihre sphärische Außenfläche 63 mit der sphärischen konkaven Fläche 61 in Kontakt kommt. Schließlich dreht man das Kugelgelenk 62 um 90º, so daß seine geometrische Achse mit der Achse 7 zusammenfällt und das Kugelgelenk dann in dem Ring 13 im Innern seiner konkaven Fläche 61 eingeschlossen ist. Das zuvor auf dem Lager 9 montierte Satellitenrad 5 wird dann auf der Welle 6 angeordnet, bis das Kugelgelenk 62 mit der Schulter 67 in Kontakt kommt. Sodann wird das Kugelgelenk 62 mit Hilfe der selbstsichernden Schraubenmutter 68 gegen die Schulter 67 festgelegt.
Aufgrund der Tatsache, daß das Getriebe 1 Schrägverzahnungen besitzt, ist das Satellitenrad 5 in dem Punkt 30, in dem es mit dem inneren Planetenrad 2 kämmt, und in dem Punkt 31, in dem es mit der äußeren Planetenverzahnung 8 kämmt, Reaktionskräften 32 bzw. 33 ausgesetzt, die parallel zu der geometrischen Drehachse 7 und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Diese Reaktionskräfte 32 und 33 erzeugen also ein Kippmoment, das dazu tendiert, das Satellitenrad in der durch die Achsen 3 und 7 definierten Ebenen zu kippen. Das in diesem Beispiel auf dem Kugelgelenk 62 montierte Lager 9 kann diesem Moment nicht entgegenwirken. Das ist der Grund dafür, daß das Getriebe 1 eine Vorrichtung 80 zur Kompensation des auf das Satellitenrad 5 einwirkenden Kippmoments aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Kompensationsvorrichtung 80 zwei Finger 81, die, bezogen auf die geometrische Achse 7, diametral einander gegenüberliegen. Diese Finger 81 liegen in einer Ebene, die senkrecht zu der durch die geometrischen Achsen 3 und 7 definierten Ebene verläuft und diese Ebene entlang der geometrischen Achse 7 schneidet, wobei ein Ende 82 jedes Fingers 81 mit dem inneren Ring 13 des Lagers 9 fest verbunden ist, während das andere Ende 83 sich mit geringem Spiel zwischen den Wandungen 84A und 84B einer Nut 84 justiert. Die beiden Nuten 84 sind relativ zu dem Satellitenträger 4 fest angeordnet und können in dem Satellitenträger 4 ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten 84 jedoch in der Schulter 23 der Welle 6 angebracht, und die Wandungen 84A und 84B der Nuten 84 sind eben, zueinander parallel, parallel zur geometrischen Achse 7 und senkrecht zu der durch die geometrischen Achsen 3 und 7 definierten Ebene.
Auf diese Weise verhindert die Vorrichtung 80 zur Kompensation des Kippmoments, daß der innere Ring 13 des Lagers 9 unter der Wirkung des Kippmoments in der durch die geometrischen Achsen 3 und 7 definierten Ebene um das Kugelgelenk 62 kippt. Die Vorrichtung 80 verhindert außerdem, daß der Ring 13 sich durch den von der Rotation des Satellitenrads 5 in dem Lager 9 verursachten Mitnehmereffekt auf dem Kugelgelenk 62 um die geometrische Drehachse 7 dreht.
Die Vorrichtung 80 ermöglicht auf der anderen Seite, daß alle anderen Freiheitsgrade des Rings 13 beibehalten werden. Es sei erwähnt, daß die Kompensationsvorrichtung 80 auch mit nur einem Finger 81 arbeiten kann, wobei dann jedoch eine Radialkraft erzeugt wird, die auf das Kugelgelenk 62 einwirkt und dessen Verschleiß beschleunigt und außerdem das Ausfedern des Rings 13 um das Kugelgelenk 62 behindert.
Um eine Verschiebung des Satellitenrads 5 entlang der geometrischen Drehachse 7 zu verhindern, wird außerdem die Wandung der Bohrung 10, auf der die Wälzkörper 11 abrollen, an ihren Enden durch zwei Ringe 85A und 85 begrenzt, die jeweils von Federringen 86A bzw. 86B gehalten werden.

Claims

1. Umlaufrädergetriebe mit Lastverteilung, wobei das Getriebe (1) aufweist;

eine zentrale Planetenverzahnung (2) mit geometrischer Drehachse (3),

eine äußere Planetenverzahnung (8)

und wenigstens ein Satellitenrad (5), das gleichzeitig mit der zentralen Flanetenverzahnung (2) und der äußeren Planetenverzahnung (8) kämmt,

wobei jedes der Satellitenräder (5) in einem Lager (9) auf dem freien Ende (19) einer fl xiblen Welle (6) mit geometrischer Achse (7) drehbar montiert ist und das andere Ende (18) der Welle (6) mit dem Satellitenträger (4) fest verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verzahnungen Schrägverzahnungen sind,

daß die Satellitenräder (5) sich in Pendellagern (9) drehen

und daß jedes Satellitenrad (5) mit dem Innenring (37) eines Lagers (35) fest verbunden ist, dessen Außenring (38) in einer zu der durch die geometrischen Achsen (3, 7) definierten Ebene senkrechten Richtung gleitet, wenn der Innenring (37) in Richtung der geometrischen Achse (7) gleitet.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (35) in Richtung auf den Satellitenträger (4) versetzt ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (38) des Lagers (35) an seiner Peripherie zwei ebene und zueinander parallele Flächen (39A, 39B) aufweist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (38) auf den g nannten Flächen (39A 39B) zwischen den Flächen (40A, 40B) einer Führung (40) gleitet, die ihrerseits eben und zueinander parallel sind und parallel zur der Achse (7) und senkrecht zu der durch zu der durch die Achsen (3, 7) definierten Ebene verlaufen.

5. Umlaufrädergetriebe mit Lastverteilung, wobei das Getriebe (1) aufweist;

eine zentrale Planetenverzahnung (2) mit geometrischer Drehachse (3),

eine äußere Planetenverzahnung (8)

und wenigstens ein Satellitenrad (5), das gleichzeitig mit der zentralen Planetenverzahnung (2) und der äußeren Planetenverzahnung (8) kämmt,

wobei jedes der Satellitenräder (5) in einem Lager (9) auf dem freien Ende (19) einer flexiblen Welle (6) mit geometrischer Achse (7) drehbar montiert ist und das andere Ende (18) der Welle (6) mit dem Satellitenträger (4) fest verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verzahnungen Schrägverzahnungen sind,

daß die Satellitenräder (5) sich in Lagern (9) drehen, deren Innenring (13) in einem auf der Welle (6) montierten Kugelgelenk (62) verschwenkbar ist,

und daß der Innenring (13) wenigstens einen fest mit ihm verbundenen Finger (81) aufweist, dessen Endbereich (83) sich zwischen den Wandungen (84A und (84B) einer Nut (84) ausrichtet, die relativ zu dem Satellitenträger (4) fest angeordnet ist, wobei die genannten Wandungen (84A und (84B) eben und zueinander und zu der geometrischen Achse (7) parallel sind und senkrecht zu der durch die geometrischen Achsen (3, 7) definierten Ebene verlaufen.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (13) fest mit zwei Fingern (81) verbunden ist, die an relativ zu der geometrischen Achse (7) diametral entgegengesetzten Positionen angeordnet sind.

7. Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (84) in einer Schulter (23) der Welle (6) angebracht sind.