DE60029662T2

DE60029662T2 - Zykloidengetriebe und Planeten-Reibradgetriebe

Info

Publication number: DE60029662T2
Application number: DE60029662T
Authority: DE
Inventors: Kiyoji Chita-gun Minegishi; Akira Ohbu-shi Yamamoto; Jun Ohbu-shi Temenaga
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: DE60029662D1; US20020111243A1; CN1266957A; EP1036954A2; KR20000071452A; EP1036954B1; EP1036954A3; CN1278057C; TW512211B; KR100415846B1; US6440030B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Antriebseinrichtung, welche ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff als Einrichtung zur Geschwindigkeitsveränderung aufweist, wie beispielsweise einen Getriebemotor.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Üblicherweise ist ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff allgemein bekannt, wobei ein Innen- oder Sonnenrad und ein Umlaufrad vorgesehen sind, das mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und wobei die zentrale Achse des Sonnenrads innerhalb des Umfangs des Umlaufrades liegt (womit dieser Zahneingriff im Einklang steht mit der Internationalen Patentklassifikation (IPC) F16H 1/32).
Die 22 zeigt das Beispiel eines Getriebemotors, welches als Untersetzungseinrichtung solch ein konventionelles reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff besitzt und das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 5-231482 beschrieben ist. Dieser Getriebemotor 1 umfasst das zuvor erwähnte Untersetzungsgetriebe (das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff) 2 und einen Motor 3, welche miteinander verbunden und ineinander integriert sind.
Das Untersetzungsgetriebe 2 besitzt ein Gehäuse 51, welches aus einem zentralen Gehäuse 52 im Achszentrum angeordnet ist, ein Verbindungsgehäuse 53 auf der dem Motor 3 näher liegenden Seite und ein Vordergehäuse 54 auf der dem Motor 3 gegenüberliegenden Seite. Der Motor 3 besitzt seinerseits ein Gehäuse 55, welches aus einem zylindrischen Gehäuse 56 mit einem darin angeordneten Stator oder der Gleichen besteht, wobei das Verbindungsgehäuse 53 auf der dem Untersetzungsgetriebe 2 näher liegenden Seite angeordnet ist, und einen Rückdeckel 57 auf der dem Untersetzungsgetriebe 2 gegenüberliegenden Seite. In diesem Falle umfasst das zuvor erwähnte Verbindungsgehäuse 53 für das Untersetzungsgetriebe 2 und den Motor 3 sowohl das Gehäuse 51 als auch das Gehäuse 55. Das Untersetzungsgetriebe 2 und der Motor 3 sind demzufolge über das Verbindungsgehäuse 53 integral miteinander verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 2 besitzt eine erste und eine zweite Welle 11 bzw. 12, welche als Eingangs- bzw. Ausgangswelle dienen. Beide Wellen sind zur Zentralachse L des Untersetzungsgetriebes ausgerichtet. Die erste Welle 11 ist an einem axialen Ende des Untersetzungsgetriebes 2 vorgesehen. Die zweite Welle 12 ist am anderen axialen Ende des Untersetzungsgetriebes 2 angeordnet.
Ein erster sowie ein zweiter exzentrischer Schaft 13a und 13b sind am äußeren Umfang der ersten Welle 11 in einer Weise befestigt, dass sie in axialer Richtung zueinander ausgerichtet sind und zwar mit einer vorgegebenen Phasendifferenz (im vorliegenden Beispiel 180 Grad). Der erste und der zweite Schaft 13a und 13b führen zusammen mit der ersten Welle 11 Rotationsbewegungen aus. Das jeweilige Zentrum der exzentrischen Schäfte 13a und 13b befinden sich in einer vorgegebenen Exzentrizität von der Achse der ersten Welle 11. Umlaufräder 15a und 15b sind mittels Lagern 14a bzw. 14b auf dem äußeren Umfang des exzentrischen Schafts 13a bzw. 13b befestigt.
Die mehrfachen Reihen an Umlaufrädern 15a und 15b, welche auf dem exzentrischen Schaft 13a und 13b befestigt sind, weisen eine Mehrzahl von inneren Stiftlöchern 16a bzw. 16b auf. Innere Stifte 17 sind in die inneren Stiftlöcher 16a und 16b mit etwas Spiel eingepasst.
Die Umlaufräder sind in zwei (in mehreren Reihen) hauptsächlich deshalb angeordnet, damit die Übersetzungskapazität verbessert wird, die Festigkeit gewahrt und das rotatorische Gleichgewicht erhalten werden.
Am äußeren Umfang der Umlaufräder 15a und 15b sind nach außen abstehende Zähne vorgesehen, von denen jeder ein Kehl-Zahnprofil oder ein Kreisbogen-Zahnprofil aufweist. Diese nach außen abstehenden Zähne kommen in Inneneingriff mit einem Innenrad 20, das konzentrisch zur ersten Welle 11 angeordnet ist. Das Innenrad 20 ist als integraler Bestandteil des Innenumfangs des zentralen Gehäuses 52 ausgebildet. Jeder Innenzahn des Innenrads 20 besitzt einen äußeren Stift 21, welcher am Innenumfang des zentralen Gehäuses 52 gehalten wird.
Hieraus resultiert, dass das Untersetzungsgetriebe 2 gekennzeichnet ist durch das Innenrad 20 und die Umlaufräder 15a und 15b, welche im Inneneingriff mit dem Innenrad 20 stehen, wobei das Zentrum des Innenrades 20 innerhalb des Umfangs der Umlaufräder 15a, 15b liegen (das heißt, es handelt sich um die Merkmale, welche in der IPC F16H 1/32 beschrieben sind).
Die beiden Umlaufräder 15a und 15b sind zwischen einem Trägerelement 23 und einem Trägerelement 24 angeordnet. Diese Trägerelemente 23 und 24 sind mittels Lagern 31 bzw. 32 am Innenumfang des Verbindungsgehäuses 53 bzw. des Vordergehäuses 54 drehbar gelagert. Die Trägerelemente 23 und 24 sind des weiteren integral miteinander verbunden und zwar durch eine Vielzahl von Trägerstiften (Verbindungsstiften) 25 und Abstandhaltern 26, welche durch die Umlaufräder 15a und 15b hindurchragen.
Die inneren Stifte 17, welche mit etwas Spiel in die inneren Stiftlöcher 16a und 16b der zuvor erwähnten Umlaufräder 15a und 15b eingepasst sind, sind an ihren beiden Enden mit den Trägerelementen 23 und 24 auf beiden Seiten derart verbunden, dass sie eine Gleit- Drehbewegung ausführen können. Dies führt dazu, dass lediglich die Drehbewegungsanteile der Umlaufräder 15a und 15b durch die inneren Stifte 17 auf die Trägerelemente 23 und 24 auf beiden Seiten übertragen werden.
Das Trägerelement 23, welches dem Motor 3 näher liegt, besitzt eine kreisförmige Form mit einer Mittenbohrung 23a. Ein Ende der ersten Welle 11 liegt innerhalb dieser Mittenbohrung 23a, so dass das Ende mit einer Motorwelle 61 gekoppelt werden kann.
Das andere Trägerelement 24 ist als Teil der Basis der zweiten Welle 12 ausgebildet und besitzt eine Aussparung 24a, in welche das andere Ende der ersten Welle 11 eingesetzt ist. Ein Lager 33 ist mit dem Innenumfang der Mittenbohrung 23a im Trägerelement 23 verbunden und ein Lager 34 ist am Innenumfang des anderen Trägerelements 24 befestigt. Die erste Welle 11 ist in den Lagern 33 und 34 drehbar gelagert.
Die Motorwelle 61 des Motors 3 ist an ihrem hinteren Ende mittels eines Lagers 62 und an ihrem vorderen Ende mittels eines Lagers 63 gelagert. Die Lager 62 und 63 sind mit dem Rückdeckel 57 bzw. dem Verbindungsgehäuse 53 fest verbunden. Damit ist die Motorwelle 61 in einer Weise ausgerichtet, dass sie koaxial zur Zentralachse L des Untersetzungsgetriebes 2 verläuft.
Das von der Motorwelle 61 abstehende Ende, welches vom frontseitigen Lager 63 nach außen absteht, ist in das Untersetzungsgetriebe 2 eingesetzt. Innerhalb der Mittenbohrung 23a des Trägerelements 23 des Untersetzungsgetriebes 2 ist das äußere Ende mit dem Ende der zuvor erwähnten ersten Welle 11 über ein Kupplungsstück 70 gekoppelt.
In diesem Fall sind Keilnuten auf dem Innenumfang des Kupplungsstücks 70 und auf dem Außenumfang der beiden Wellen 11 und 61 derart vorgesehen, dass die Welle 11 und die Motorwelle 61 über das Kupplungsstück 70 in Keilnuteingriff gelangen. Hierbei sorgen die Keilnuten für eine schwimmende Verbindung zwischen der ersten Welle 11 und der Motorwelle 61, wobei sie in radialer Richtung Spiel zulassen.
Nachfolgend wird nunmehr die Funktion und der Betrieb des Getriebemotors beschrieben.
Bei einem derartig ausgebildeten Getriebemotor 1 führt eine Drehung der ersten Welle 11, welche mit der Motorwelle 61 gekoppelt ist, zu einer Drehung des exzentrischen Schafts 13a und 13b. Diese eine Drehung des exzentrischen Schafts 13a und 13b veranlasst die Umlaufräder 15a und 15b zur Oszillation und zur Rotation um die erste Welle 11. Da ihre freie Drehbewegung auf der Achse jedoch in Folge des Innenrads 20 eingeschränkt ist, führen die Umlaufräder 15a und 15b nahezu ausschließlich hin- und hergehende Bewegungen aus, während sie im Inneneingriff mit dem Innenrad 20 kämmen (dies ist ein charakteristisches Merkmal einer Untersetzungsstruktur der vorgegebenen Art).
Nimmt man nunmehr an, dass die Zähnezahl der jeweiligen Umlaufräder 15a und 15b N beträgt und die Zähnezahl des Innenrades 20 N + 1, dann ist die Differenz zwischen der Zähnezahl „1". Damit werden bei jeder Drehbewegung der Eingangswelle 1 die Umlaufräder 15a und 15b um einen Betrag verschoben (gedreht), welcher im Hinblick auf das feste Innenrad 20 einem Zahn entspricht. Dies bedeutet, dass eine Drehbewegung der ersten Welle 11 reduziert wird auf –1/N Drehbewegungen der Umlaufräder 15a und 15b.
Die oszillierenden Bewegungsanteile bei den Drehbewegungen der Umlaufräder 15a und 15b werden durch den zwischen den inneren Stiftlöchern 16a, 16b und den inneren Stiften 17 bestehenden Spielraum ausgeglichen. Demzufolge werden lediglich die Drehbewegungsanteile von den inneren Stiften 17 auf die Trägerelemente 23 und 24 und danach anschließend auf die zweite Welle 12 übertragen.
Hierdurch wird dementsprechend eine Geschwindigkeitsreduzierung von –1/N im Untersetzungsverhältnis erzielt (hier bezeichnet das Minuszeichen eine Rückwärtsdrehung).
Im Anschluss folgt die Beschreibung eines weiteren üblichen Ausführungsbeispiels.
Die 23 und 24 zeigen das Beispiel eines konventionellen Getriebemotors, welcher in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 10-299841 beschrieben ist und das eine Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14 aufweist. Dieser bekannte Getriebemotor 500 verwendet ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff vom Typus mit vortriebsgeteilten Wellen. Dieses Planetengetriebe mit Inneneingriff weist eine erste Welle 502, vortriebsgeteilte Wellen 503, mehrere exzentrische Schäfte 504, Umlaufräder 505, ein Innenrad 506 und eine zweite Welle 507 auf. Die erste Welle 502 soll mit einer äußeren Motorwelle 501 gekoppelt werden. Die Vielzahl an vortriebsgeteilten Wellen 503 sind auf dem Außenumfang eines zur ersten Welle 502 konzentrischen Kreises angeordnet und führen Drehbewegungen in Abhängigkeit von der ersten Welle 502 aus. Die exzentrischen Schäfte 504 sind auf der Vielzahl an vortriebsgeteilten Wellen 503 im Verhältnis 1 zu 1 angeordnet. Die Umlaufräder 505 sind auf den exzentrischen Schäften 504 derart befestigt, dass sie in Bezug auf die erste Welle 502 exzentrische Bewegungen durchführen können. Das Innenrad 506 ist zur ersten Welle 502 konzentrisch angeordnet. Die zuvor erwähnten Umlaufräder 505 kommen zum Inneneingriff mit dem Innenrad 506, während sie die exzentrischen Rotationsbewegungen mit Bezug auf die erste Welle 502 durchführen. Die zweite Welle 507 ist mit der Vielzahl an vortriebsgeteilten Wellen 503 gekoppelt. Bei diesem Aufbau eines Planetengetriebes mit Inneneingriff sind die exzentrischen Schäfte 504 zwischen zwei Trägerelementen 523 und 524 angeordnet, während die vortriebsgeteilten Wellen 503 von den Trägerelementen 523 und 524 drehbar abgestützt werden. Die zuvor erwähnte erste Welle 502 ist darüber hinaus mit einem Sonnenrad 511 versehen. Eine Vielzahl vortriebsgeteilter Rollen 512, welche für externen Kontakt mit dem Sonnenrad 511 vorgesehen sind, werden in eine Keilnutverbindung mit der Vielzahl an vortriebsgeteilten Schäften 503 auf der Basis 1 zu 1 gebracht. Um diese Vielzahl an vortriebsgeteilten Rollen 512 herum ist ein Ring 513 mit Presssitz angeordnet, dessen innerer Durchmesser etwas kleiner ist als die Summe der Durchmesser des erwähnten Sonnenrades 511 und des doppelten Wertes des Durchmessers der vortriebsgeteilten Rollen 512. Die vortriebsgeteilten Rollen 512 stehen im internen Kontakt mit dem Ring 513 mit Presssitz. Hier hat der Ring 513 mit Presssitz die Aufgabe, zwischen dem Sonnenrad 511 und dem vortriebsgeteilten Rollen 512 für Anpresskräfte zu sorgen, was diesen Typus unterscheidet von einem in einem einfachen Planetengetriebe eingesetzten Ring.
Diese Art von Getriebeaufbauten, wie sie in den 22 und 23 dargestellt sind, sind in zwei unterschiedliche Typen unterteilt: nämlich ein Typus, bei dem die Umlaufräder oszillierende oder reversierende Drehbewegungen mit Bezug auf die Innenräder ausführen, wie zuvor beschrieben, und dem davon abweichenden zweiten Typus, bei dem die Innenräder mit Bezug auf die Umlaufräder oszillierende oder reversierende Drehbewegungen durchführen.
Im Hinblick auf die neueren Entwicklungen in der Industrie hat die wachsende Vielzahl an Verbraucheranwendungen übrigens die Nachfrage nach Antriebseinrichtungen erhöht, bei denen noch höhere Untersetzungsverhältnisse (zum Beispiel Untersetzungsverhältnisse größer oder gleich 1/200) in kompakter Form bereit gestellt werden. 28 zeigt eine Antriebseinrichtung vom Zweistufentypus, welche als Antwort auf diese Anforderungen vorgeschlagen worden ist.
Diese Antriebseinrichtung 1001 besitzt eine zusätzliche Untersetzungseinrichtung, welche zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem Motor zur Bereitstellung höherer Untersetzungsverhältnisse von bis zu 1/1000 angeordnet ist. Insbesondere umfasst die Antriebseinrichtung 1001: Eine Antriebseinheit (Motor) 1002 zur Erzeugung einer Drehkraft; eine erste Untersetzungseinrichtung 1004, welche mit dem Motor zur Übertragung einer Drehkraft gekoppelt ist; und eine zweite Untersetzungseinrichtung 1006 in Form eines Planetengetriebes mit Inneneingriff, welches mit der ersten Untersetzungseinrichtung zur Übertragung von Drehkraft gekoppelt ist.
Die zweite Untersetzungseinrichtung 1006 der Antriebseinrichtung 1001 besitzt eine erste Welle (Eingangswelle) 1011, welche mit der ersten Untersetzungseinrichtung 1004 gekoppelt werden soll, und eine zweite Welle 1012, welche koaxial zur ersten Welle 1011 ausgerichtet ist und als Ausgangswelle dienen soll. Zwei exzentrische Schäfte 1013a und 1013b sind am Außenumfang der ersten Welle 1011 derart befestigt, dass sie in axialer Richtung aneinander angrenzen, wobei dazwischen eine Phasendifferenz (180 Grad im vorliegenden Beispiel) vorgegeben ist. Diese exzentrischen Schäfte 1013a und 1013b führen zusammen mit der ersten Welle 1011 Drehbewegungen aus. Das jeweilige Zentrum dieser exzentrischen Schäfte 1013a und 1013b ist dabei mit vorgegebener Exzentrizität im Bezug auf die Achse der ersten Welle 1011 angeordnet. Umlaufräder 1015a und 1015b sind auf der Außenfläche der exzentrischen Schäfte 1013a und 1013b mittels Lagern 1014a bzw. 1014b befestigt.
Die Vielzahl an Umlaufrädern 1015a und 1015b, welche auf den exzentrischen Schäften 1013a und 1013b befestigt sind, weisen eine Vielzahl an inneren Stiftlöchern 1016a, bzw. 1016b auf. Innere Stifte 1017 werden mit etwas Spiel in den inneren Stiftlöchern 1016a und 1016b eingepasst.
Die Umlaufräder werden in zwei (in einer Mehrzahl von Reihen) hauptsächlich zur Verbesserung der Übertragungskapazität, der Beibehaltung der Belastbarkeit und der Aufrechterhaltung des rotatorischen Gleichgewichts bereit gestellt. Eine mehrere Reihen aufweisende Konfiguration ist insbesondere dann von Vorteil, wenn dieser Aufbau wie im vorliegenden Beispiel auf die nachfolgende Stufe einer Antriebseinrichtung vom Zweistufentypus angewandt wird. Der Grund hierfür ist, dass die Übertragungskapazität (das Übertragungsdrehmoment) sich in der nachfolgenden Stufe erhöht. Auf dem jeweiligen Außenumfang der Umlaufräder 1015a und 1015b sind nach außen abstehende Zähne vorgesehen, welche ein Kehl-Zahnprofil oder ein Kreisbogen-Zahnprofil besitzen. Diese nach außen abstehenden Zähne kommen in Zahneingriff mit einem Innenrad 1020, welches konzentrisch zur ersten Welle 1011 angeordnet ist. Das Innenrad 1020 ist als integraler Bestandteil des Innenumfangs eines Gehäuses 1051 ausgeführt. Jeder der nach innen abstehenden Zähne des Innenrades 1020 ist mit einem äußeren Stift 1021 versehen.
Das Resultat ist, dass die zweite Untersetzungseinrichtung 1006 sich dadurch auszeichnet, dass sie ein Innenrad 1020 sowie mit diesem Innenrad 1020 im Inneneingriff liegende Umlaufräder 1015a und 1015b aufweist, wobei das Zentrum des Innenrades 1020 sich innerhalb des Umfangs der Umlaufräder 1015a, 1015b befindet (charakterisches Merkmal, wie es in der IPC S16H 1/32 beschrieben ist).
Das Gehäuse 1051, so sei besonders erläutert, besteht aus einem zentralen Gehäuse 1052 einem Verbindungsgehäuse 1053 auf der der Antriebseinrichtung 1002 naheliegenden Seite und einem Vordergehäuse 1054, welches auf der dem Verbindungsgehäuse 1053 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Das Gehäuse 1051 nimmt auf diese Art und Weise die zweite Untersetzungseinrichtung 1006 auf.
Die beiden Umlaufräder 1015a und 1015b sind zwischen zwei Trägerelementen (Stützelementen) 1023 und 1024 angeordnet. Diese Trägerelemente 1023 und 1024 sind drehbar gelagert und zwar mittels zweier Lager 1031 und 1032, welche am Innenumfang des Gehäuses 1051 befestigt sind. Die Trägerelemente 1023 und 1024 sind integral miteinander verbunden und zwar durch eine Vielzahl von Trägerstiften (Kopplungsstiften) 1025 und Abstandhaltern 1026, welche sich durch die Umlaufräder 1015a und 1015b hindurch erstrecken.
Die inneren Stifte 1017, welche in den inneren Stiftlöchern 1016a und 1016b der Umlaufräder 1015a und 1015b mit etwas Spiel eingepasst sind, sind zu beiden Seiten durch die beiden Trägerelemente 1023 und 1024 in einer Weise abgestützt, dass sie eine Gleit- Drehbewegung durchführen können. Dies ermöglicht, dass lediglich die Drehbewegungsanteile der Umlaufräder 1015a und 1015b auf die Trägerelemente 1023 und 1024 übertragen werden.
Das Trägerelement 1023, welches näher am Motor 1002 angeordnet ist, besitzt eine Kreisform mit einer zentralen Mittenbohrung. Ein Ende der ersten Welle ist in dieser Mittenbohrung 1023a mittels eines Lagers abgestützt. Das andere Wellenende ist mittels eines weiteren Lagers abgestützt, welches auf der gegenüberliegenden Seite im Trägerelement 1024 befestigt ist. Kurz gesagt, die erste Welle 1011 ist zwischen den beiden Trägerelementen 1023 und 1024 drehbar angeordnet.
Bei dieser zweiten Untersetzungseinrichtung sorgt eine Drehung der ersten Welle 1011 für die Drehung sowohl des exzentrischen Schafts 1013a als auch des exzentrischen Schafts 1013b. Dieses veranlasst die Umlaufräder 1015a und 1015b zu oszillieren und um die Achse der erste Welle 1011 zu drehen. Da ihr Freiheitsgrad der Bewegung wegen des Innenrades 1020 jedoch eingeschränkt ist, führen die Umlaufräder 1015a und 1015b nahezu ausschließlich eine oszillierende Bewegung durch, während sie im Inneneingriff mit dem Innenrad 1020 stehen.
Nimmt man an, dass die Zähnezahl auf den jeweiligen Umlaufrädern 1015a und 1015b N ist und die Zähnezahl auf dem Innenrad 1020 N + 1, dann beträgt die Differenz zwischen diesen Zahlen an Zähnen „1". Jede Drehbewegung der ersten Welle 1012 verschiebt (dreht) die Umlaufräder 1015a und 1015b demzufolge um den Betrag, welcher einem Zahn mit Bezug auf das feste Innenrad 1020 entspricht. Das Ergebnis ist, dass eine Drehbewegung der ersten Welle 1011 reduziert wird auf minus 1/N Drehbewegungen der Umlaufräder 1015a und 1015b.
Die oszillierenden oder reversierenden Anteile bei der Drehbewegung der Umlaufräder 1015a und 1015b werden durch den Spielraum zwischen den inneren Stiftlöchern 1016a, 1016b und den inneren Stiften 1017 absorbiert. Auf diese Weise werden lediglich die Drehbewegungsanteile von den inneren Stiften 1017 auf die Trägerelemente 1023 und 1024 sowie letztendlich auf die zweite Welle 1012 übertragen.
Hierdurch wird entsprechend eine Geschwindigkeitsreduzierung von –1/N im Untersetzungsverhältnis erzielt (das negative Vorzeichen bedeutet eine Rückwertsdrehung).
Bei dieser Antriebseinrichtung 1001 setzt die erste Untersetzungseinrichtung 1004 ebenfalls ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff ein und besitzt dabei fast die selbe Konfiguration wie die zweite Untersetzungseinrichtung 1006. Um unnötige wiederholende Beschreibungen zu verhindern sind gleiche Bauteile oder Bausteine in diesem Schaubild demzufolge mit vergleichbaren Bezugszahlen, deren letzte beide Ziffern identisch sind, bezeichnet und jegliche Beschreibung des Aufbaus, des Betriebs sowie weiterer detaillierter Erklärungen wird weggelassen.
Die erste Untersetzungseinrichtung 1004 unterscheidet sich von der zweiten Untersetzungseinrichtung 1006 im wesentlichen durch die Bereitstellung eines einzigen (einer einzigen Reihe von) Umlaufrades 1315. Der Grund für diesen Unterschied scheint dadurch gegeben, dass die vorgelagerte Stufe im Bezug auf die nachfolgende Stufe bezüglich der Übertragungskapazität (des Übertragungsdrehmoments) kleiner ist, so dass ein einziges Umlaufrad sehr wohl die Anforderungen an die Festigkeit und andere Erfordernisse erfüllen kann.
Ein Trägerelement 1324 auf der Ausgangsseite der ersten Untersetzungseinrichtung 1004 ist mit der ersten Welle 1011 der zweiten Untersetzungseinrichtung 1006 mittels einer Keilnutverbindung gekoppelt. Eine erste Welle 1311 der ersten Untersetzungseinrichtung 1004 ist mit einer Antriebswelle 1061 des Motors 1002 gekoppelt.
Das Gehäuse 1351, welches zur Aufnahme der ersten Untersetzungseinrichtung 1004 dient, besteht aus einem Zentralgehäuse 1352, einem Verbindungsgehäuse 1353 auf der dem Motor 1002 näher liegenden Seite, wobei das Verbindungsgehäuse 1053 auf der der zweiten Untersetzungseinrichtung 1006 näher liegenden Seite vorgesehen ist. Es ist demzufolge das Verbindungsgehäuse 1053 das die erste und zweite Untersetzungseinrichtung 1004 und 1006 integral miteinander verbindet und dabei sowohl Teile des Gehäuses 1051 als auch 1351 umfasst.
Bei der Antriebseinrichtung 1001 des vorbeschriebenen Aufbaus wird die Rotationskraft des Motors 1002 in zwei Stufen durch die erste und die zweite Untersetzungseinrichtung 1004 und 1006 heruntergeregelt, wobei beide als reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff ausgeführt sind, und über die zweite Welle 1012 abgeleitet.
Diese herkömmlichen Beispiele haben jedoch ein gemeinsames Problem zu eigen. Ein Untersetzungsgetriebe, welches diesen Aufbau eines Planetengetriebes mit Inneneingriff anwendet, bei dem die Umlaufräder (oder die Innenräder) oszillierende oder reversierende Drehbewegungen im Bezug auf die im Zahneingriff stehenden Getrieberäder durchführen, hat tatsächlich den Vorteil, dass damit höhere Untersetzungsverhältnisse erzielbar sind als bei einem einfachen, kompakten hochsteifen Aufbau. Solch ein Untersetzungsgetriebe hat jedoch unvermeidlich das Problem hoher Laufgeräusche, welche dadurch bedingt sind, dass die Umlaufräder (oder die Innenräder) oszillierende oder reversierende Bewegungen durchführen, während sie im Eingriff mit anderen Zahnrädern stehen.
Da solch eine Untersetzungsgetriebeeinheit insbesondere in der tatsächlichen Anwendung mit einer anderen externen Einheit verbunden ist, führen diese Einrichtungen zu einer gegenseitigen Resonanz, was zu einem noch höheren Problem an Lärmerzeugung führt.
Wird das Untersetzungsgetriebe beispielsweise mit einem Motor verbunden, um einen, wie oben beschriebenen Getriebemotor zusammen zu stellen, dann führen die Vibrationen, welche von der Untersetzungsgetriebeeinheit erzeugt werden, zu Vibrationen des mit der Einheit gekoppelten Motors. Diese Vibrationen werden dann noch zu solchen hinzugefügt, die der Motor selbst erzeugt, was zu einer komplexen Resonanz führt. Weiterhin können diese Vibrationen zu weilen auch zum Untersetzungsgetriebe zurückkehren, was zu noch komplexeren Resonanzerscheinungen führt und damit möglicherweise zu extrem hohen Geräuschen des gesamten Getriebemotors.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die in den zuvor beschriebenen Beispielen erwähnten Getriebemotoren bereits mit Vorsichtsmaßnahmen gegen solche Resonanzen zwischen der Motoreinheit und der Getriebeeinheit oder der Getriebeeinheiten ausgerüstet sind. Beispielsweise sind die Motorwelle 61 und die erste Welle 11 des Ausführungsbeispiels gemäß 22 in schwimmender Verbindung miteinander über das Kupplungsstück 70 mit Keilnutverbindung verbunden, um die gemeinsame Übertragung von Vibrationen zwischen dem Motor 3 und dem Untersetzungsgetriebe 2 zu unterbinden.
Lediglich durch die Bereitstellung einer schwimmenden Verbindung durch Zwischenschaltung des Kupplungsstücks 70 lässt sich jedoch nicht eine besonders erfolgreiche Unterdrückung gegen die gegenseitige Übertragung von Vibrationen erzielen, so dass keine ausreichende Verbesserung der Verminderung der Arbeitsgeräusche erzielbar ist.
Der Getriebemotor gemäß 23, welcher einen Planetengetriebeaufbau mit Inneneingriff vom Typus vortriebsgeteilte Wellen anwendet, wurde tatsächlich in Betrieb gesetzt. Dabei hat sich herausgestellt, dass er eine Reduzierung des Arbeitsgeräuschs in dem erwarteten hohem Maße nicht erfüllen konnte. Die Gründe hierfür scheinen folgende zu sein:
Bei diesem Konstruktionsaufbau mit vortriebsgeteilten Wellen sind die jeweiligen vortriebsgeteilten Wellen 503 Vibrationen und Durchbiegungen ausgesetzt welche als Begleiterscheinung der oszillierenden Bewegungen der Umlaufräder 505 auftreten. Dies vergrößert unweigerlich die Möglichkeit, dass die vortriebsgeteilten Wellen 503 Vibrationen ausgesetzt werden oder deformiert (gebogen) werden unter der Last der Umlaufräder 505. Dieser Getriebemotor sieht im übrigen dazu noch die Anordnung der vortriebsgeteilten Rollen 512, welche im Druckkontakt mit dem Sonnenrad 511 stehen, auf den vortriebsgeteilten Wellen 503 vor. Hieraus resultiert, dass die Vibrationen und Deformationen der vortriebsgeteilten Wellen 503 unmittelbar auf die vortriebsgeteilten Rollen 512 und daran anschließend auf das Sonnenrad 511 übertragen werden, wodurch der durch die Verwendung der Reibrollen erzielbare Effekt, nämlich die Übertragung der Vibrationen abzublocken, an einer erfolgreichen Ausführung gehindert wird. Mit anderen Worten: Der hierfür verantwortliche Grund scheint in dem Aufbau zu liegen, dass die Rollen 512, welche sich für eine Hochgeschwindigkeits-, drehmomentschwache Kraftübertragung eignen, direkt auf den vortriebsgeteilten Wellen 503 angeordnet sind, die ihrerseits den direkten Deformationseinflüssen ausgesetzt sind, welche die Lastübertragungen in der Planetengetriebestruktur mit Inneneingriff begleiten.
Auf jeden Fall (unabhängig vom vorliegenden Grund), hat die zuvor beschriebene konventionelle Ausführung, trotz der Bereitstellung von Reibrollen, zu keiner solch profunden Verbesserung der Geräuschbelastung führen können, wie man das aufgrund des allgemeinen Wissens angenommen hätte. Als Zwischenbilanz ist festzuhalten, dass die Antriebseinrichtung 1001 gemäß 28 in der Lage war, ein extrem hohes Untersetzungsverhältnis durch Verwendung der ersten und zweiten Untersetzungseinrichtung 1004 bzw. 1006 zu erzielen, welche beide einen reversierenden Planetengetriebeaufbau mit Inneneingriff verkörpern. Unter diesem Aspekt hat die Antriebseinrichtung 1001 sehr wohl die weitläufigen Anforderungen des Markts erfüllt. Mit anderen Worten: Ein Merkmal dieser Antriebseinrichtung 1001 war, dass die Drehkraft vom Motor 1002 auf die zweite Welle 1012 der zweiten Untersetzungseinheit 1006 übertragen werden kann, welche in koaxialer Ausrichtung gehalten wird, um einen extrem hohen Ausgang sicher zu stellen.
Die Antriebseinrichtung 1001 war jedoch derart konfiguriert, dass das neue Zentralgehäuse 1352 und das Verbindungsgehäuse 1353 zwischen der zweiten Untersetzungseinrichtung 1006 und dem Motor 1002 angeordnet waren, um die erste Untersetzungseinrichtung 1004 aufzunehmen. Dieser konstruktive Aufbau verursachte eine große axiale Ausdehnung des gesamten Geräts und führte letztendlich zu beträchtlich hohen Herstellungskosten.
Selbst bei dieser Antriebseinrichtung gemäß 28 bestanden sowohl die erste als auch die zweite Untersetzungseinrichtung 1004 und 1006 aus einem Untersetzungsgetriebeaufbau mit Zahnrädern (äußere, innere Zahnräder). Wurden diese beide miteinander gekoppelt, dann sorgten diese Einrichtungen für ein Problem der stark angewachsenen Lärmbelästigung. Man scheint dies der tatsächlichen Ausgestaltung zuordnen zu können, bei der man das Gehäuse 1051 und das Gehäuse 1351, welche einen voneinander unabhängigen Innenraum besitzen, einfach miteinander koppelt (verkettet). Dabei werden die Geräusche innerhalb des jeweiligen Gehäuses zum Mitschwingen gebracht und in beiden der internen Räume verstärkt. Ein anderer Grund scheint darin zu bestehen, dass wie im Falle der zuvor beschriebenen Beispiele gemäß den 22 und 23 der Motor 1002 und die beiden Untersetzungseinrichtungen 1004 und 1006, welche jeweils eine oder mehrere Spitzenfrequenzen aufweisen, die sich von den der jeweils anderen Einrichtung unterscheiden, miteinander gekoppelt sind und damit zu einem komplexen Resonanzphänomen führen. Übrigens scheinen die Ansätze, um zu einem zweistufigen Untersetzungsgetriebe mit höherem Untersetzungsverhältnis zu gelangen, abgesehen von der Antriebseinrichtung 1001, die zuvor beschrieben wurde, darin zu liegen, dass man die erste Untersetzungseinrichtung in einen Getriebeaufbau mit paralleler Achse und damit kombinierten geradverzahnten Stirnrädern umwandelt.
Um ein hohes Untersetzungsverhältnis zu erzielen erfordert dieser Getriebeaufbau mit paralleler Achse jedoch einen größeren Zentrumsabstand zwischen dem eingangsseitigen Zahnrad (Ritzel) und dem ausgangsseitigen Zahnrad, damit man einen größeren Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen den im Zahneingriff stehenden Zahnrädern erzielt. Als Folge dieses größeren Zentrumsabstandes erwartet man dann, dass die gesamte Antriebseinrichtung in radialer Ausrichtung (zusammen mit der axialen Ausrichtung) größer wird. Um im übrigen die Antriebseinheit (den Motor) und die Ausgangswelle koaxial zueinander auszubilden erfordert die erste Untersetzungseinrichtung ihrerseits zwei Zahnradstufen (drei Stufen für das gesamt Gerät), um die Abweichung vom Wellenzentrum zu korrigieren, was unweigerlich zu einer axialen Ausweitung des Geräts führt.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 06-341501 beschreibt eine Antriebseinrichtung gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 17.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtung der vorhergehend beschriebenen Probleme gemacht. Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche einen reversierenden Planetengetriebeaufbau mit Inneneingriff umfasst, der eine große Reduzierung im Bezug auf Vibrationen und den Geräuschpegel zulässt.
Ein weitere Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Antriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Untersetzungsverhältnis ermöglicht, das höher ist als bei den konventionellen Ausführungsformen, bei der die Lärmbelästigung sehr reduziert ist und bei der eine Größenzunahme und eine Kostenzunahme so gut wie irgend möglich verhindert wird. Diese Vorteile werden von einer Antriebseinrichtung gemäß den Ansprüchen 1, 14 und 17 erzielt.
Die zuvor beschriebenen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erzielt durch die Bereitstellung einer Antriebseinrichtung, die umfasst: Ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff, das ein Innenrad und ein im Innenkontakt mit diesem Innenrad stehendes Umlaufrad aufweist, wobei das Zentrum des Innenrads innerhalb des Umfangs des Umlaufrads liegt; und eine mit dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff gekoppelte äußere Einheit, um dieser Leistung zuzuführen (oder von dieser abzuziehen). Zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit ist ein Reibgetriebe angeordnet, das zur Übertragung von Drehkraft zwischen dem reversierenden Planetengetriebe und der äußeren Einheit unter Anwendung von Reibung zwischen mehreren Reibrollen, die im Reibkontakt miteinander stehen, dient. Die Reibrolleneinheit besteht aus einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung, welche die Reibrollen bestehend aus einer Sonnenrolle, mehreren Planetenrollen, die von einem Planetenträger gehalten werden und die im Rollkontakt mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle stehen, und eine Ringrolle umfasst, mit der die Vielzahl an Planetenrollen im Innenkontakt stehen. Bei dieser einfachen Planetenrollen-Einrichtung dient entweder die Sonnenrolle, der Planetenträger oder die Ringrolle als Fixelement, während ein anderes Element als das Eingangselement und das übrige Element als das Ausgangselement zum Einsatz kommen.
Das wesentliche dieser Antriebseinrichtung besteht in zwei Aspekten. Zum einen besteht sie darin, dass eine Reibgetriebeeinheit zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der externen Einheit angeordnet ist. Zum anderen besteht sie darin, dass als Reibgetriebeeinheit eine einfache Planetenrollen-Einrichtung vorgesehen ist.
Es wird aus der nachfolgenden Beschreibung und den Testergebnissen ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung ihre inhärenten Eigenschaften (außerhalb der Grenzen des Allgemeinwissens) nur durch die Kombination der zuvor erwähnten beiden Punkte ermöglicht. Mit anderen Worten: Keiner der zuvor erwähnten Punkte führt für sich allein zu einem vorteilhaften Effekt.
Die nachfolgenden Ausführungen beschreiben dies in ausführlicher Form.
Bei dieser Antriebseinrichtung ist das Reibgetriebe in einfacher Planetenrollenausführung zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit angeordnet und demzufolge besitzt das reversierende Planetengetriebe zunächst und zu aller erst nur eine geringe Eingangsdrehgeschwindigkeit. Dies erlaubt die Reduzierung der in dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff erzeugten Vibrationen. Darüber hinaus können die Vibrationen, welche zwischen den Einheiten auf beiden Seiten des Reibungsgetriebes übertragen werden (insbesondere die Vibrationen in Rotationsrichtung und die Vibrationen längs der axialen Richtung) durch die Kontaktoberflächen der Reibrollen im Reibungsgetriebe absorbiert werden.
Hieraus resultiert, dass sich das komplexe Resonanzphänomen, welches von der Vibrationsübertragung zwischen dem oszillierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit stammt, vermieden werden kann und zur Reduzierung des Geräuschpegels, welcher von der gesamten Antriebseinrichtung erzeugt wird, beitragen kann.
Mit anderen Worten: Da eine dritte Einheit (das Reibungsgetriebe), das man als Umleitungskreislauf zum Abblocken der Vibrationsübertragungen betrachten kann, bewusst zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit angeordnet ist, wird es möglich, in effizienter Weise sowohl die Vibrationsübertragung vom reversierenden Planetengetriebe zur äußeren Einheit als auch von der äußeren Einheit zum reversierenden Planetengetriebe zu unterbinden, was zu einer allgemeinen Reduzierung des Geräuschpegels führt.
Hier ist von Bedeutung, dass als Reibungsgetriebe eine einfache Planetenrollen-Einrichtung zur Anwendung kommt.
Insbesondere ist zu beachten, dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung, welche hier als Reibungsgetriebe eingesetzt wird, die Drehkraftübertragung durch Einsatz von Reibung zwischen den Kontaktflächen der Rollen durchführt, und zwar insbesondere aufgrund der Kraftübertragungsstruktur, welche für solch eine einfache Planetenrollen-Einrichtung typisch ist, bei der sowohl Drehbewegungen als auch Umdrehungen der Planetenrollen auftreten. Diese jeweiligen Kontaktflächen und die Geräteabschnitte, in denen der Planetenträger die Planetenrollen abstützt, sorgen demnach für die Absorption der Vibrationen (insbesondere solcher, welche in Drehrichtung und längs der axialen Richtung auftreten) unter der gegenseitigen Übertragung zwischen den Einheiten auf beiden Seiten des Reibungsgetriebes (nämlich dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit).
Bei der oben beschriebenen Antriebseinrichtung mit vortriebsgeteilten Wellen gemäß 23 kamen ebenfalls Reibrollen zum Einsatz. Die vortriebsgeteilten Wellen benutzen jedoch keine einfache Planetenrollen-Einrichtung, sondern einen Aufbau, bei dem die vortriebsgeteilten Rollen 512, welche zwischen der Sonnenrolle 511 und dem Ring 513 mit Presssitz eingesetzt sind, von sich aus in der Lage sind, Vibrationen der vortriebsgeteilten Wellen 503 aufzunehmen. Im Hinblick auf die Vibrationen und die Burchbiegung der vortriebsgeteilten Wellen 503 führten die vortriebsgeteilten Rollen 512 demzufolge Stellungswechsel und Vibrationen aus und unterbanden eine einwandfreie Kraftübertragung (ohne Geschwindigkeitsveränderungen) mit der Sonnenrolle 511. Als Resultat stellte sich hierbei heraus, dass die Vibrationen der vortriebsgeteilten Rollen 512 selbst die insgesamt anfallenden Vibrationen und Geräusche beeinflussten, ehe die Rollen 512 ihre über die Reibkontaktflächen wirkende Funktion der Absorption von Vibrationen erfüllen konnten.
Mit anderen Worten, diese Antriebseinrichtung unterlag ursprünglich nicht der Philosophie oder dem Prinzip, Resonanzerscheinungen zu vermeiden. Diese Antriebseinrichtung besaß einen derartigen Aufbau, dass die von den vortriebsgeteilten Wellen 503 stammenden Vibrationen unmittelbar auf die vortriebsgeteilten Rollen 512 und danach anschließend auf die Sonnenrolle 511 übertragen werden. Die Einrichtung verfügte jedoch nicht über einen Aufbau zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nämlich Resonanzerscheinungen zu vermeiden, indem man die Übertragung von Vibrationen unterdrückt.
Hier sei bemerkt, dass die Bereitstellung von Reibrollen nicht zu solch einem profunden Effekt der Geräuschreduzierung geführt hat, wie man es aufgrund der allgemeinen Anschauung für Getriebemotoren angenommen hätte. Dies führte letztendlich zu der Meinung, dass „Reibrollen können im besten Fall lediglich für solch einen Effekt sorgen," mit der Folge, dass die Entwicklungen ohne weitere Anstrengungen zu machen eingestellt wurden.
Im Gegensatz hierzu wird im Falle der vorliegenden Erfindung, bei der eine einfache Planetenrollen-Einrichtung als Reibungsgetriebe zum Einsatz kommt, die Leistungsübertragung durch Relativbewegung zwischen den drei Bauteilen, nämlich der Sonnenrolle auf der Innenseite, der Ringrolle auf der äußeren Seite und den dazwischen angeordneten Planetenrollen bewirkt (und zwar an Stelle der direkten Kraftübertragung durch die Rotationsbewegungen der vortriebsgeteilten Rollen selbst). Es ist festzustellen, dass das Reibungsgetriebe keinen unnötigen Deformationen ausgesetzt werden muss oder Vibrationen, welche unmittelbar von dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff stammen.
Obgleich die Planetenrollen zwischen der Sonnenrolle und der Ringrolle angeordnet sind stehen sie lediglich im Rollkontakt mit der Sonnenrolle und der Ringrolle und zwar unter Einhaltung eines Drucks, der für eine Reibübertragung erforderlich ist. Die Reibkontaktflächen unterliegen einer geringen Druckschwankung. Hieraus resultiert, dass die Vibrationsübertragung durch das Reibungsgetriebe hindurch unterdrückt wird. Die Reibungskontaktflächen erfüllen darüber hinaus in effizienter Weise ihre Funktion zur Absorption von Vibrationen, wie zuvor beschrieben, und verhindern hierdurch eine gegenseitige Vibrationsübertragung innerhalb der Einheiten, was zu einem hohen Effekt an Geräuschreduzierung führt. Der Einsatz einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung lässt auch zu, dass die Eingangs- und Ausgangsabschnitte des Reibgetriebes koaxial zueinander angeordnet werden können. Der Kopplungsabschnitt zwischen der Sonnenrolle und der äußeren Einheit und der Kopplungsabschnitt zwischen dem Planetenträger und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff kann demzufolge zum Beispiel auf der selben Achse angeordnet werden.
Diese vorhandene Koaxialität führt insbesondere zu einem Konstruktionsaufbau, bei dem die zuvor erwähnten Lasten von den äußeren Zahnrädern ausschließlich auf die einzige Welle in einem zentralen Abschnitt der Einheit (anders als bei dem Typus mit vortriebsgeteilten Wellen) einwirken. Diese Koaxialität ist des weiteren von Vorteil, weil durch einfache Vergrößerung der Steifigkeit des zentralen Abschnitts die Steifigkeit der gesamten Einheit verbessert werden kann. Sie ist auch von Vorteil in Bezug auf das Abblocken von Vibrationen, weil die Vibrationen von den äußeren Zahnrädern auf die einzige, mit Hochgeschwindigkeit laufende Welle konzentriert werden und weil durch Kopplung dieser mit Hochgeschwindigkeit laufenden Welle mit einem Ende des Reibungsgetriebes die Verbindung mit diesem Reibungsgetriebe vollendet werden kann.
Mit anderen Worten: Dieser einfache, kompakte Konstruktionsaufbau dient nicht nur zu einer Verbesserung der Steifigkeit und damit zu einer vorteilhaften höheren Drehmomentübertragung um diesen Betrag, sondern ist auch von Vorteil im Hinblick auf die Reduzierung von Geräuschen.
Die vorhandene Koaxialität ist auch vorteilhaft bei der einfachen Anwendung der vorliegenden Erfindung für einen Getriebemotor, bei dem die Antriebswelle der äußeren Einheit und die Eingangs- sowie Ausgangswellen seines reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff auf einer einzigen zentralen Achse ausgerichtet sind. Die Antriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass man ein Reibungsgetriebe der zuvor beschriebenen einfachen Art vom Typus Planetenrollen-Einrichtung zwischen dem Motor 3 und dem reversierenden Planetengetriebe 2 des konventionellen, in 22 dargestellten Getriebemotors hinzufügt. Bei dem in 22 beschriebenen Getriebemotor 1 waren die Motorwelle 61 und die erste Welle 11 des reversierenden Planetengetriebes 2 durch das Kupplungsstück 70 miteinander verbunden. Dieses Kupplungsstück 70 lässt sich anderweitig zur Kopplung des Planetenträgers der einfachen Planetenrollen-Einrichtung und des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff oder aber zur Kopplung der Welle der Sonnenrolle und der Antriebswelle der externen Einheit einsetzen.
Durch die Bereitstellung der einfachen Planetenrollen-Einrichtung ist es auch möglich, in dieser Stufe ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis zu erzielen. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung in der vorgelagerten Stufe kann demzufolge mit dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff der nachfolgenden Stufe zur einfachen Erzielung eines höheren Untersetzungsverhältnisses kombiniert werden. Anders als bei Zahnrädern lässt sich bei einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung das Untersetzungsverhältnis auf einfache Weise sehr fein einstellen. Dies lässt die einfache Bereitstellung einer Reihe von Getriebemotoren mit vielen Stufen von Untersetzungsverhältnissen oder aber eines Getriebemotors zu, welcher ein bestimmtes Untersetzungsverhältnis besitzt, dass einer besonderen Anwendung entspricht.
Die Drehmomentenübertragung durch Reibungsübertragung in der vorgelagerten Stufe kann keine so große Drehmomentenübertragung sicherstellen, wie sie bei einem Fall auftritt, bei dem Zahnräder in der nachgelagerten Stufe in Zahneingriff stehen. Dies macht jedoch aus den nachfolgenden zwei Gründen keinen großen Unterschied. Zum einen ist der Drehmomentenbetrag, welcher in der vorgelagerten Untersetzungsstufe übertragen werden soll von sich aus relativ gering. Zum zweiten lässt sich die einfache Planetenrollen-Einrichtung, wie zuvor beschrieben, für jede der Rollen in Bezug auf das zu übertragende Drehmoment einstellen, indem man die Eingangs- und Ausgangsglieder auswählt.
Insbesondere kann die einfache Planetenrollen-Einrichtung ihre Planetenrollen durch Verwendung eines Planetenträgers abstützen, welcher von den Bauteilen des reversierenden Planetengetriebes getrennt ist. Selbst wenn also das reversierende Planetengetriebe Vibrationen und Deformationen ausgesetzt sein sollte, dann hat dies wenig Einfluss auf die Kontaktflächen der Rollen der einfachen Planetenrollen-Einrichtung. Hierdurch kann die Drehmomentenübertragung zuverlässig und stabil erfolgen, wobei die Möglichkeit von auftretenden Problemen weiter reduziert wird.
Die Antriebseinrichtung der vorliegenden Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit einer äußeren Einheit einsetzen, welche entweder mit der eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden einen Seite oder der eine geringe Geschwindigkeit aufweisenden anderen Seite der Welle des reversierenden Planetengetriebes, oder aber mit beiden verbunden ist. Da die höchsten Vibrationen auf der Wellenseite mit hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, lässt sich die vorliegende Erfindung in besonderes effizienter Weise bei einer externen Einheit anwenden, die mit der Wellenseite mit hoher Geschwindigkeit verbunden ist.
Bei den externen Einheiten kann es sich um Maschinen handeln, die angetrieben werden sollen und nicht um Antriebseinrichtungen, wie zum Beispiel einen Motor. Nachfolgend sind Beispiele für eine Verbindung der Einheit beschrieben.
Bei der Anwendung, bei der das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff als Untersetzungsgetriebe zum Einsatz kommt, ist die Wellenseite für Hochgeschwindigkeit mit einem Motor als Antriebsquelle gekoppelt, während die Wellenseite für die geringe Geschwindigkeit mit einer Maschine, die angetrieben werden soll, gekoppelt ist. Hierbei handelt es sich um einen typischen Anwendungsfall für einen Getriebemotor. Bei der Anwendung, bei der das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff als Übersetzungsgetriebe ins Schnelle zum Einsatz kommt, ist die Wellenseite mit geringer Geschwindigkeit mit der Antriebsquelle gekoppelt, während die Wellenseite für die Hochgeschwindigkeit mit der Maschine, die angetrieben werden soll, gekoppelt ist. Die vorliegende Erfindung wird dann zwischen zwei Einheiten angewandt, die Resonanzverhalten zeigen können.
Falls insbesondere zwischen der Antriebsquelle und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff es zur Resonanzerscheinungen kommen kann, wenn diese miteinander verbunden sind, dann wird das Reibungsgetriebe zwischen der Antriebsquelle und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff vorgesehen. Sollten die Resonanzerscheinungen zwischen der Maschine, die angetrieben werden soll, und dem reversierenden Planetengetriebe auftreten, dann wird das Reibungsgetriebe zwischen der Maschine, die angetrieben werden soll, und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff angeordnet. Auf diese Art und Weise können die insgesamt auftretenden Vibrationen und Geräusche reduziert werden.
Das Reibungsgetriebe sorgt für die Kraftübertragung aufgrund der zwischen den Reibrollen bestehenden Reibung. Auf diese Art und Weise lässt sich ein erwünschtes Untersetzungsverhältnis dieser Einheiten erzielen, indem man die jeweiligen Durchmesser der Reibrollen, die im Reibeingriff miteinander stehen, modifiziert. Reibübertragung eignet sich jedoch nicht zur Übertragung hoher Drehmomente. Diese Einheit kommt vorzugsweise zum Beispiel in der vorgelagerten Stufe der Untersetzungseinrichtung zur Anwendung und zwar in Fällen, bei denen das reversierende Planetengetriebe zur Reduzierung der Geschwindigkeit eingesetzt wird. Indem man so handelt, lässt sich das gesamte Untersetzungsverhältnis auf einem höheren Niveau einstellen.
Es gibt nunmehr die folgenden zwei Möglichkeiten, um die Planetenrollen in der zuvor erwähnten einfachen Planetenrollen-Einrichtung zu lagern.
Bei einer Ausführungsform besitzt der Planetenträger der einfachen Planetenrollen-Einrichtung einen Käfig, welcher den Raum um die Vielzahl an Planetenrollen herum einnimmt und diese Planetenrollen in konstantem Abstand voneinander hält (nachfolgend als Käfigausführung bezeichnet).
Beim zweiten Ausführungsbeispiel besitzt der Planetenträger der einfachen Planetenrollen-Einrichtung Stifte, welche sich durch das jeweilige Zentrum der Planetenrollen hindurch erstrecken und diese Planetenrollen im zueinander konstanten Abstand halten (nachfolgend als Stiftausführung bezeichnet).
Was die Unterschiede zwischen der Käfigausführung und der Stiftausführung anbelangt, so ist die Stiftausführung der Käfigausführung in Bezug auf a) Effizienz der Kraftübertragung, b) Stabilität der Kraftübertragung und c) Zulassung von Torsions- und Lagerfehlern überlegen. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Stiftausführung einen Konstruktionsaufbau aufweist, bei dem die Planetenrollen auf der äußeren Peripherie der Stifte mittels Lagern derart befestigt sind, dass es für die Planetenrollen einfacher ist, ein höheres Rotations-Betriebsverhalten aufrecht zu erhalten, als bei der Käfigausführung.
Darüber hinaus lassen die Effekte a) bis c) die Annahme zu, dass die Stiftausführung im Vergleich zur Käfigausführung ganz allgemein zusätzliche vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf einen lang anhaltenden „Vibrations-Unterdrückungseffekt" hat.
Was diesen „Vibrations-Unterdrückungseffekt" anbelangt, so besteht die Möglichkeit auch bei der Käfigausführung einen verbesserten Effekt gegenüber der Stiftausführung zu bewerkstelligen und zwar abhängig von dem Konstruktionsaufbau und der Instandhaltung. Der Grund hierfür scheint darin zu liegen, dass die Käfigausführung, wie nachfolgend beschrieben, einen Ausgangs-Extraktionskäfig besitzt, welcher außer Druckkontakt mit der Sonnenrolle oder der Ringrolle gehalten wird oder sich in einer Art freiem Zustand befindet, um ausschließlich Umfangsantriebskräfte der Planetenrollen aufzunehmen. Dieser Käfigaufbau ermöglicht, dass Vibrationsübertragungen über folgende beiden Pfade verhindert werden:

a) Stifte (auf der Seite des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff) → Planetenrollen → Sonnenrolle (motorseitig); und
b) Stifte (auf der Seite des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff) → Planetenrollen → Ringrolle (gehäuseseitig).

Dies führt dazu, dass Vibrationen zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußeren Einheit mit noch größerer Zuverlässigkeit unterbunden werden können.
Die zwischen den festen, den Eingangs- und den Ausgangselementen der einfachen Planetenrollen-Einrichtung bestehenden Beziehungen ermöglichen die in der Tabelle gemäß 16 gezeigten Kombinationen. Diese Kombinationen ergeben sich wie folgt:

1. Handelt es sich bei der Sonnenrolle um das Eingangselement, dann wird die Ringrolle zum Festelement und die Planetenrollen zum Ausgangselement oder aber die Ringrolle wird zum Ausgangselement und die Planetenrollen zum Festelement;
2. Mit den Planetenrollen als dem Eingangselement wird die Ringrolle zum Festelement und die Sonnenrolle zum Ausgangselement oder die Ringrolle wird zum Ausgangselement und die Sonnenrolle zum Festelement; und
3. Mit der Ringrolle als Eingangselement werden die Planetenroller zum Festelement und die Sonnenrolle zum Ausgangselement oder die Planetenrollen werden zum Ausgangselement und die Sonnenrolle zum Festelement.

Für die einfache Planetenrollen-Einrichtung ist vorzuziehen, dass die Ringrolle das Festelement bildet, der Planetenträger zur Lagerung der Vielzahl an Planetenrollen oder der Sonnenrolle das Eingangselements bilden und die übrigen Bauteile des Ausgangselement.
Besteht das Festelement demzufolge aus der Ringrolle, welche am Umfang angeordnet ist, dann muss diese Ringrolle lediglich mit dem Gehäuse verbunden werden, was zu einer verhältnismäßig einfachen Bauweise für diese Einrichtung führt.
Es ist des weiteren von Vorteil, wenn es sich bei der zuvor erwähnten äußeren Einheit um einen Motor handelt, welcher eine Rotationsbewegung an das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff abgibt; wenn des weiteren das Reibgetriebe zwischen einer Antriebswelle des Motors und dem reversierenden Planetengetriebe angeordnet ist; und wenn das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff und der Motor durch Einsatz eines Verbindungsgehäuses integral miteinander verbunden werden, wobei dieses Gehäuse Teile der Gehäuse dieser Einheiten aufweist und das Reibgetriebe innerhalb des Verbindungsgehäuses angeordnet ist.
Handelt es sich bei der äußeren Einheit um einen Motor, dann ist die Antriebswelle dieses Motors mit der für Hochgeschwindigkeiten vorgesehenen Wellenseite des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff verbunden, wenn das Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe verwendet wird. Kurz gesagt, es handelt sich um einen typischen Getriebemotor. In solch einem Getriebemotor kann der von Resonanz resultierende Vibrationsverstärkungseffekt vermieden werden, indem man das Reibgetriebe zwischen die mit Hochgeschwindigkeit betriebene Wellenseite des reversierenden Planetengetriebes und der Antriebswelle des Motors anordnet, um eine Vibrationsübertragung zwischen dem Motor und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff zu verhindern.
Übrigens sind bei solch einer typischen Ausgestaltung eines Getriebemotors das Gehäuse des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff und das Gehäuse des Motors derart miteinander gekoppelt, dass sie einen integralen Getriebemotor bilden. Bei herkömmlichen Anwendungen sind die beiden Einheiten über ein Verbindungsgehäuse miteinander gekoppelt, das aus einem Teil des einen wie auch dem des anderen Gehäuses besteht (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 5-231482).
Das neue hinzugekommene Reibgetriebe kann demzufolge innerhalb dieses Verbindungsgehäuses angeordnet werden, was seinen leichten Einbau ohne wesentliche Veränderungen im Aufbau dieser Einheiten auf beiden Seiten zulässt.
Von den Verbindungsabschnitten zwischen dem Reibgetriebe und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff einerseits und zwischen dem Reibgetriebe und der äußeren Einheit andererseits ist zumindest ein Verbindungsabschnitt vorzugsweise als Schwimmverbindungsaufbau ausgeführt.
Gemäß diesem Aufbau besitzt der Verbindungsabschnitt des Reibgetriebes mit dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff oder der äußeren Einheit einen Schwimmverbindungsaufbau. Die durch die oszillierenden Bewegungen jeder Einheit verursachten Vibrationen können demnach davon abgehalten werden, auf die Reibrollen über den Kupplungsabschnitt einzuwirken, wodurch sich Fluktuationen im Auflagedruck zwischen den Reibrollen unterdrücken lassen. Dies lässt eine stabile, sichere Drehmomentübertragung ohne Fluktuationen im Bezug auf die Drehmomentübertragung im Reibgetriebe zu.
Hierbei ist es jedoch von Vorteil, wenn von den Verbindungsabschnitten zwischen dem Planetenträger des Reibgetriebes der einfachen Planetenrollen-Einrichtung und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und zwischen der Sonnenrolle und der äußeren Einheit zumindest der Verbindungsabschnitt zwischen dem Planetenträger und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff als Schwimmverbindungsaufbau ausgeführt ist.
Gemäß diesem Konstruktionsaufbau ist insbesondere zumindest der Kupplungsabschnitt zwischen dem Planetenträger und dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff als Schwimmverbindungsaufbau ausgeführt, um die Übertragung radialer Vibrationen vom reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff zu der einfachen Planetenrollen-Einrichtung zu minimieren und zwar für den Fall, bei dem die Ringrolle der einfachen Planetenrollen-Einrichtung das Festelement bildet, der Planetenträger mit dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff gekoppelt ist und die Sonnenrolle mit der äußeren Einheit. Konsequenterweise lässt sich dadurch eine weitere Unterdrückung der Übertragung gegenseitiger Vibrationen zwischen dem reversierenden Planetengetriebe mit Inneneingriff und der äußern Einheit zur Vermeidung von Resonanzproblemen erzielen.
Bei dem zuvor erwähnten Schwimmverbindungsaufbau kann es sich zum Beispiel um eine Keilnutverbindung handeln. Dies erleichtert die Ausführung dieses Verbindungsaufbaus, da mittels der Keilnuten eine Schwimmverbindung erzielbar ist und es sich hierbei um eine allgemein verfügbare Wellenverbindung handelt.
Übrigens umfassen andere Ausführungsbeispiele eines Schwimmverbindungsaufbaus auch eine Getriebeverbindung.
Wie zuvor erwähnt ermöglicht die gegenseitige Beziehung zwischen dem Festelement, dem Eingangs- und dem Ausgangselement in einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung die in 16 dargestellten Kombinationen. Von diesen Kombinationen sorgt der Aufbau, bei dem die Ringrolle der einfachen Planetenrollen-Einrichtung das Festelement bildet, wobei entweder der die Vielzahl an Planetenrollen tragende Planetenträger oder die Sonnenrolle das Eingangselement bilden und die übrigen Elemente das Ausgangselement (dies entspricht dem Aufbau gemäß den Buchstaben A und C in 16), insbesondere dann für zusätzliche Vorteile, wenn er mit einer Anordnung kombiniert wird, bei der ein Aufbau unter Bildung einer Referenzanlagefläche gewählt ist.
Mit anderen Worten, wenn das Festelement durch die auf der Peripherie angeordnete Ringrolle verkörpert ist, dann ist es möglich, diese Ringrolle mit den größten Abmessungen am Gehäuse zu befestigen. Dies erlaubt grundsätzlich einen einfacheren Aufbau sowohl für die einfache Planetenrollen-Einrichtung als auch das Gehäuse und führt zu einer weiteren Verringerung der Lärmbelästigung.
Ein Aufbau, der eine Referenzanlagefläche vorsieht, wird vorzugsweise aus den nachfolgenden Gründen angewandt.
In ihrem Planungsaufbau verwendet die Antriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung herkömmliche Bauteile, um die Ringrolle mit dem Gehäuse zu verbinden. Insbesondere wurde im Gehäuse ein zylindrischer Aufnahmeabschnitt vorgesehen, dessen Innendurchmesser etwas geringer ist als der Außendurchmesser der Ringrolle, so dass die Ringrolle unter Presssitz im Aufnahmeabschnitt fixiert wird. Tests haben jedoch gezeigt, dass die Methode der Fixierung der Ringrolle durch „Presssitz" zu einer beträchtlichen Zahl an Problemen führt. Die Gründe hierfür scheinen folgende zu sein:

1) Im Hinblick auf die Miniaturisierung benötigt die Ringrolle eine Stärke, die so klein wie irgend möglich sein sollte. Wird solch eine Ringrolle der Methode des Befestigens durch Presssitz ausgesetzt, dann kann dies zu einer radial nach innen erfolgenden Deformation der Ringrolle führen. Diese nach innen gerichtete Deformation kann zu Fluktuationen im Auflagedruck (Linienpressung) führen und zwar sowohl auf den Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen und der Ringrolle als auch auf den Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen und der Sonnrolle. Dies führte dazu, dass der Betrag an Kontaktdruck (Linienpressung) nach tatsächlichem Einbau der Ringrolle sich unterschied von dem Wert des Kontaktdrucks, welcher vor dessen Einbau vorbestimmt wurde. Der tatsächliche Druck wechselte insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Umfangsposition, so dass ungestörte Rotationen/Drehungen der Planetenrollen ausgeschlossen waren.
2) Unter diesen Umständen, bei denen das mit hoher Eigensteifigkeit versehene Gehäuse hohe Drücke auf die Ringrolle radial von außen ausübte, wurde die Majorität der radialen Vibrationen, welche auf die Planetenrollen übertragen wurden (durch die Sonnenrolle oder den Planetenträger), wie tatsächlich vorhanden durch den Planetenträger oder die Sonnenrolle auf die Gegenseite übertragen. Mit anderen Worten: Im Zustand des Presssitzes besaß die Ringrolle wenig Freiheit, sich leicht in radialer Richtung durchzubiegen (zu verformen). Bei dieser Antriebseinrichtung (nach dem erfindungsgemäßen Aufbau), bei dem die Ringrolle mit Presssitz eingepasst ist, wurde demzufolge die Majorität der radialen Vibrationsenergie, die von den Planetenrollen über den Planetenträger empfangen wurden, „unmittelbar" auf die Sonnenrolle übertragen, während die Majorität der radialen Vibrationsenergie, die von den Planetenrollen über die Sonnenrolle empfangen wurden, „unmittelbar" auf den Planetenträger übertragen wurden. Insbesondere kam es in der einfachen Planetenrollen-Einrichtung zu einer sogenannten „Übertragungsstruktur für radial wirkende Vibrationsenergie".
3) Die auf die Ringrolle übertragenen Vibrationen wurden dann auf das Gehäuse übertragen, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit von Vibrationen des Gehäuses führte.

Das heißt, nach der Ausführung des Presssitzes führten die auf die Ringrolle übertragenen Vibrationen zu unmittelbaren Vibrationen der Zylinderfläche der Rolle in radialen Richtungen (in Richtung der Dicke) und zwar gegen das Gehäuse, das im wesentlichen eine zylindrische Form aufwies. Das Gehäuse konnte demzufolge leicht Resonanzerscheinungen zeigen, welche auf die Gehäuse der äußeren Einheit und des Planetengetriebes mit Inneneingriff übertragen wurden und damit zu Resonanzerscheinungen der gesamten Antriebseinrichtung führte.
Gibt man die Fixierung mittels Presssitz auf und ersetzt diesen jedoch durch eine Anordnung, bei der eine Referenzanlagefläche verwendet wird, dann kann die Lagerdeformation der Ringrolle, welche vom Presssitz herrühren, zur Aufrechterhaltung der Gleichförmigkeit und Stabilität der tangentialen Linienpressungen minimiert werden. Gleichzeitig können die Eigenvibrationen der Ringrolle in gewissem Maße zugelassen werden, um an dieser Stelle eine Energieabsorption zu erzielen. Zusätzlich können diese Vibrationen mit Sicherheit von der Referenzanlagefläche aufgenommen werden (welche in radialer Richtung eine höhere Stabilität aufweist), wobei diese Referenzanlagefläche in Richtung der Dicke des Gehäuses ausgebildet ist (oder durch eine dieser entsprechenden Fläche, wie sie nachfolgend näher beschrieben wird), wodurch die Vibrationen daran gehindert werden, unmittelbar in Richtung der Dicke des Gehäuses übertragen zu werden.
Mit anderen Worten: Die Ringrolle kann am Gehäuse befestigt werden ohne radial Drücken ausgesetzt zu sein oder aber gegen die Referenzanlagefläche quer zur Axialrichtung gepresst werden, um ungestörte Rotations-Umdrehungen der Planetenrollen zu erzielen. Darüber hinaus kann die Eigenschaft der Ringrolle, radiale Deformationen zuzulassen, für die Ringrolle selbst eine radiale Vibrationen absorbierende Funktion herstellen und dafür sorgen, dass die von dieser Ringrolle auf die Gehäuseseite übertragenen Vibrationen minimiert werden, was zu einer weiteren Geräuschreduzierung führt.
Diese Methodik der Fixierung der Ringrolle ist besonders vorteilhaft im Bezug auf Geräuschunterdrückung, wie zuvor beschrieben. Zusätzlich zu dieser einfachen Geräuschreduzierung eliminiert diese Methodik auch die Notwendigkeit, die Ringrolle mittels Presssitz einzupassen, was zu einer Verbesserung der Effizienz des Zusammenbaus führt.
Die Ringrolle kann derart ausgestaltet sein, dass sie in axialer Position innerhalb der Referenzanlagefläche einstellbar ist. Bei einer derartigen Konstruktionsweise lässt sich die Achse der Ringrolle aus einfacher Weise so anpassen, dass sie mit den Achsen der jeweiligen Kraftübertragungswellen des reversierenden Planetengetriebes und der äußeren Einheit, mit der das Reibgetriebe gekoppelt ist, zusammenfällt. Dies ermöglicht einen schnelleren, einfacheren Zusammenbau des Reibgetriebes. Genauer gesagt, wenn die Ringrolle mittels Presssitz befestigt wurde, dann war eine Achsenanpassung (Ausrichtung) unmöglich, es sei denn das reservierende Planetengetriebe und die äußere Einheit wurden zueinander versetzt. Ist die Ringrolle jedoch keiner Radialpressung ausgesetzt und mit genügend Spielraum für eine radiale Versetzung, wie bei der vorliegenden Erfindung, ausgestattet, dann lässt sich die Achse andererseits leicht anpassen und dadurch die Effizienz beim Zusammenbau dramatisch verbessern.
Um darüber hinaus den größtmöglichen Nutzen aus der Koaxialität, welche der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, zu ziehen, kann die Sonnenrolle mit einer sonnenrollenseitigen Aufnahmeöffnung versehen sein, in welche eine Kraftübertragungswelle der äußeren Einheit einsetzbar ist, während der Planetenträger mit einer planetenträgerseitigen Aufnahmeöffnung versehen ist, in die eine Kraftübertragungswelle des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff einsetzbar ist, wodurch das Reibgetriebe einen Aufbau zur Wellenkopplung bildet, der Relativdrehungen der Kraftübertragungswellen zulässt.
Solch ein Konstruktionsaufbau ist in Bezug auf den folgenden Aspekt von besonderem Vorteil. Die Koaxialität zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen der einfachen Planetenrollen-Einrichtung führt bei der vorliegenden Erfindung nämlich dazu, dass sie auf einfache Weise mit einem Getriebemotor zur Anwendung kommen kann, der einen inzwischen allgemein bekannten Aufbau besitzt, bei dem die Antriebswelle der äußeren Einheit und die Eingangs- bzw. Ausgangswellen des reversierenden Planetengetriebes auf einer einzigen zentralen Achse ausgerichtet sind und wobei diese Einheiten mittels einer einfachen Kopplungsvorrichtung miteinander verbunden sind.
Bei dem in 22 gezeigten herkömmlichen Getriebemotor 1 sind zum Beispiel die Motorwelle 61 des Motors 3 und die erste Welle 11 des reversierenden Planetengetriebes 2 über ein gemeinsames Kupplungsstück (Wellenkupplung) miteinander gekoppelt. Getriebemotoren dieses Aufbaues sind nicht auf die in 22 gezeigte Version beschränkt. Die meisten der herkömmlichen Antriebseinrichtungen, welche ein reversierendes Planetengetriebe und eine äußere Einheit aufweisen, besitzen ähnliche Strukturen. Unter solchen Gegebenheiten lässt sich das Reibgetriebe, welches mit dem „Wellenkupplungsaufbau" durch Ausbildung von Aufnahmeöffnungen im Träger und der Sonnenrolle versehen ist, einsetzen und mit der einfachen Kupplung ersetzen, um die Antriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise und mit nur kleinen Veränderungen im Konstruktionsaufbau zu realisieren. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung lässt sich darüber hinaus in axial kompakter Form realisieren, was zu keinerlei axialer Verlängerung der gesamten Antriebseinrichtung führt.
Die Anwendung des „Wellenkupplungsaufbaus" bei einem Reibgetriebe wird insbesondere kombiniert mit der Bereitstellung einer Referenzanlagefläche, was den Ersatz des Reibgetriebes durch ein anderes Reibgetriebe mit unterschiedlichem Untersetzungsverhältnis zulässt, mit in etwa dem selben Aufwand, der erforderlich ist, um eine gewöhnliche Kupplung zu ersetzen. Dies ermöglich demzufolge eine flexible Anpassung der Antriebseinrichtung an Anwenderanforderungen bezüglich eines weiten Bereichs an Untersetzungsverhältnissen. Was hierbei ersetzt werden muss ist einzig und allein das Reibgetriebe; die Kosten für diesen Austausch sind geringer als der Austausch des gesamten Getriebemotors.
Beim Reibgetriebe mit „Wellenkupplungsaufbau" ist zumindest entweder die sonnenrollenseitige Aufnahmeöffnung oder die trägerseitige Aufnahmeöffnung als Teil eines Schwimmverbindungsaufbaus im Bezug auf die sich dadurch erstreckende Kraftübertragungswelle ausgebildet. Dies ermöglicht den vorerwähnten Schwimmverbindungsaufbau auf dem Wellenkopplungsabschnitt des Reibgetriebes mit dem reversierenden Planetengetriebe oder der äußeren Einheit.
Die Ringrolle dieses Reibgetriebes ist insbesondere an der Basis der Referenzanlagefläche mit dem Gehäuse verbunden. Anders als bei gewöhnlichen Kupplungsverbindungen, welche einfach auf Wellen befestigt werden, um ihre Eigenposition aufrecht zu erhalten (um ihrerseits von diesen Wellen dann getragen zu werden), wie beispielsweise die in den 22 und 23 dargestellten Verbindungen, kann das Reibgetriebe seine eigene Stellung aufrecht erhalten und zwar unabhängig von den Kraftübertragungswellen. Dies resultiert darin, dass jede Kraftübertragungswelle und die dazu gehörige Aufnahmeöffnung einen konstanten Freiraum dazwischen zu jeder Zeit aufrecht erhalten, was die Abschirmung gegen Vibrationen und Geräusche weiter verbessert. Unter Berücksichtigung, dass dieses Reibgetriebe in axialer Richtung einstellbar ist, lassen sich diese Abstände von Anfang an präzis einstellen. Dies geht einher mit der Aufrechterhaltung konstanter Freiräume, um die Unterdrückung an Geräuschen und Vibrationen weiter zu verbessern.
Bei einer konkreten Anwendung der Befestigung der Ringrolle mit dem Gehäuse ist diese Ringrolle mit einem sich dadurch in axialer Richtung erstreckenden Bolzenloch versehen, damit die Ringrolle mittels eines durch dieses Bolzenloch eingesetzten Fixierbolzens bezüglich der Referenzanlagefläche fixierbar ist und mit einer in dieser Referenzanlagefläche ausgebildeten Gewindebohrung verschraubbar ist. Hierbei besitzt das Bolzenloch einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser des Fixierbolzens, wodurch die Ringrolle in axialer Stellung innerhalb der Referenzanlagefläche solange einstellbar ist, als der Fixierbolzen im Bolzenloch mit Spiel eingepasst ist.
Dies ermöglicht, dass die Ringrolle mit einfachsten Mitteln oder Bolzen sicher befestigt werden kann ohne dass hierdurch die Herstellkosten wesentlich vergrößert würden. Da sich die Axialstellung der Ringrolle auf eine einfachere Vorgehensweise anpassen lässt, lassen sich darüber hinaus Kosten sparen und der Aufbau wird vereinfacht.
Der Planetenträger der einfachen Planetenrollen-Einrichtung kann des weiteren mit Stiften versehen sein, die sich durch zentrale Öffnungen erstrecken, welche in den Drehzentren der jeweiligen Planetenrollen ausgebildet sind, um diese Planetenrollen in konstantem gegenseitigem Abstand zu halten. Eine Innenrolle mit allgemein zylindrischer Form wird in den Freiraum zwischen der äußeren Umfangsfläche eines jeden Stifts und der inneren Umfangsfläche des dazugehörigen Stiftlochs eingesetzt, so dass die Innenrolle eine Gleitdrehung in Bezug auf die beiden Umfangsflächen ausführt.
Bei einem derartigen Konstruktionsaufbau können die Innenrollen Drehbewegungen durchführen, während sie über die äußere Umfangsfläche der Stifte und die innere Umfangsfläche der Planetenrollen gleiten, um den Unterscheid an Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Stiften und den Planetenrollen zu absorbieren. Die Innenrollen, welche zwischen die Stifte und die Planetenrollen eingesetzt sind, führen insbesondere Drehungen mit einer Geschwindigkeit durch, welche zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Stifte und der Drehgeschwindigkeit der Planetenrolle liegt. Im Vergleich zu der Ausführungsform, bei der die Stifte und die Planetenrollen in „unmittelbarem" Kontakt miteinander stehen gleiten die inneren und äußeren Kontaktflächen der Innenrollen mit einem Geschwindigkeitsdifferential, welches geringer ist als die tatsächliche Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Stiften und den Planetenrollen. Dies ermöglicht in Konsequenz die Reduzierung der Erzeugung von Reibungshitze, Reibungswiderständen und der Gleichen. Die Innenrollen ermöglichen im Vergleich zu Nadelrollen eine überlegene Festigkeit, wodurch die Standzeit im Bezug auf Langzeitbetrieb und Hochgeschwindigkeitsdrehungen verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde bisher im Hinblick auf die Kopplung innerhalb der Einheiten beschrieben. Aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt sich ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher auf eine Antriebseinrichtung Bezug nimmt, die von äußeren Einheiten getrennt ist.
Die vorliegende Erfindung kann sich auch in folgender Weise manifestieren: Eine Drehwelle (214, 414 bei diesem Ausführungsbeispiel), welche mit einer äußeren Einheit verbunden werden soll; ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff, welches ein Innenrad und ein Umlaufrad in internem Kontakt mit dem Innenrad aufweist, wobei sich das Zentrum des Innenrades innerhalb des Umfangs des Umlaufrades befindet; und ein Reibgetriebe, welches eine einfache Planetenrollen-Einrichtung besitzt, die Reibrollen einschließlich einer Sonnenrolle, mehrere Planetenrollen, die von einem Planetenträger gehalten werden und in Rollberührung mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle stehen, und eine Ringrolle besitzt, in der die Planetenrollen zur Herstellung von internem Kontakt angeordnet sind. Dabei sind entweder die Sonnenrolle, der Planetenträger oder die Ringrolle fixiert. Eines von den jeweils anderen zwei Elementen ist dabei mit dem reversierenden Planetengetriebe gekoppelt. Das verbleibende Element ist mit der Drehwelle gekoppelt.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Ringrolle fixiert ist, der Planetenträger mit dem reversierenden Planetengetriebe gekoppelt und die Sonnenrolle mit der Drehwelle gekoppelt ist. Von den Kopplungsabschnitten zwischen dem Planetenträger und dem reversierenden Planetengetriebe einerseits und zwischen der Sonnenrolle und der Drehwelle andererseits besitzt wenigstens ein Kopplungsabschnitt vorzugsweise einen Schwimmverbindungsaufbau.
Als vorerwähntes reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff kann ein reversierendes Planetengetriebe zur Anwendung kommen, das eine erste Welle und eine zweite Welle auf der Hauptachse der Antriebseinrichtung besitzt. Ein Umlaufrad ist dabei unter Einsatz eines exzentrischen Schafts am äußeren Umfang der ersten Welle befestigt, um mit Bezug auf die erste Welle reversierende Drehbewegungen durchführen zu können. Ein Innenrad, das mit dem Umlaufrad im Inneneingriff steht, ist konzentrisch zur ersten Welle angeordnet. Die zweite Welle ist mit dem Umlaufrad in einer Weise gekoppelt, dass lediglich der Drehbewegungsanteil des Umlaufrades entnehmbar ist.
Konzentriert man sich übrigens auf die Kombination einer „Einrichtung mit Reibschluss und einer Schwimmverbindung", dann kann dies zu einem Reibgetriebe 2300, wie beispielsweise in 21 dargestellt, führen. In der Zeichnung sind mit der Bezugszahl 2301 eine Eingangswelle bezeichnet, die mit einer Motorwelle 2161 über einen Schwimmverbindungsabschnitt F1 verbunden werden soll, mit der Bezugszahl 2302 eine antriebsseitige Rolle, welche auf der Eingangswelle 2301 angeordnet ist, mit der Bezugszahl 2303 eine ausgangsseitige Welle, die mit einer ersten Welle 2111 eines Untersetzungsgetriebes 2102 unter Einsatz eines Schwimmverbindungsabschnitts F2 verbunden werden soll, und mit der Bezugszahl 2304 eine ausgangsseitige, auf der ausgangsseitigen Welle 2303 angeordnete Rolle bezeichnet. Mit der Bezugszahl 2305 ist eine Leerlaufwelle bezeichnet, welche parallel zu den vorerwähnten Eingangswellen 2301 bzw. den ausgangsseitigen Wellen 2303 angeordnet ist. Auf dieser Leerlaufwelle 2305 sind eine erste Leerlaufrolle 2306 und eine zweite Leerlaufrolle 2307 angeordnet, die in Berührung mit der vorerwähnten antriebsseitigen Rolle 2302 bzw. der ausgangsseitigen Rolle 2304 kommen.
Das Reibgetriebe 2300 überträgt Drehbewegungen der Motorwelle 2161 in dieser Reihenfolge: Schwimmverbindungsabschnitt F1 → Eingangswelle 2301 → antriebsseitige Rolle 2302 → erste Leerlaufrolle 2306 → Leerlaufrolle 2305 → zweite Leerlaufrolle 2307 → ausgangsseitige Rolle 2304 → ausgangsseitige Welle 2303 → Schwimmverbindungsabschnitt F2 → erste Welle 2111.
Bei erster Betrachtung scheint die Kombination eines Reibgetriebes 2300 mit Schwimmverbindungsabschnitten eine Reduzierung des Geräuschpegels zu erbringen. Und dieser Konstruktionsaufbau hat tatsächlich einen gewissen Effekt. Der tatsächlich erzielte Effekt einer Geräuschreduzierung erwies sich jedoch als nicht so „dramatisch" wie er bei der vorliegenden Erfindung erzielbar ist.
Die zuvor beschriebenen Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich auch durch die nachfolgende sinnvolle Realisierung der vorliegenden Erfindung erzielen.
Eine Antriebseinrichtung umfasst dabei einen Antrieb zur Erzeugung einer Drehkraft, eine erste Untersetzungseinrichtung, welche mit einer Ausgangswelle des Antriebs zur Übertragung der Drehkraft gekoppelt ist, und eine zweite Untersetzungseinrichtung vom Typ Stützträger-Übersetzungsgetriebe, welche Untersetzungszahnräder besitzt, die mit der ersten Untersetzungseinrichtung gekoppelt werden sollen, und zwei Stützträger, welche mittels Lagern an den beiden axialen Enden der Untersetzungszahnräder in einem Gehäuse drehbar gelagert sind, wobei die Stützträger zur Entnahme von Drehkraft der Untersetzungszahnräder dienen, dabei weist die erste Untersetzungseinrichtung einen einfachen Planetenrollenaufbau vom Typus Reibgetriebe auf, der eine Sonnenrolle, die mit der Ausgangswelle des Antriebs gekoppelt werden soll, eine Planetenrolle im Rolleingriff mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle, eine Ringrolle, mit der die Planetenrolle im Innenkontakt steht, und einen Planetenträger aufweist, welcher zur Entnahme des Drehanteils der Planetenrollen dient und diesen einer Eingangswelle der zweiten Untersetzungseinrichtung zuführt, wobei der äußere Durchmesser der Ringrolle innerhalb des äußeren Durchmessers des äußeren Laufrings des Lagers abgestützt ist, mittels dessen der antriebsseitige Stützträger der beiden Stützträger in der zweiten Untersetzungseinrichtung abgestützt ist; und wobei die vorerwähnte Ringrolle innerhalb des Gehäuses in einem Abschnitt angeordnet ist, welcher auf der antriebsseitigen Seite des Lagers liegt.
Kurz gesagt, das erste Untersetzungsgetriebe, welches als Untersetzungsvorstufe der Antriebseinrichtung dient, besteht dabei aus einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung vom Typ Reibgetriebe, während der Außendurchmesser der Ringrolle des ersten Untersetzungsgetriebes innerhalb des Außendurchmessers des Lagers im zweiten Untersetzungsgetriebe festgelegt ist. Dies ermöglicht eine Verbindung der ersten und der zweiten Untersetzungseinrichtung miteinander, wobei eine höchst kompakte Bauweise erzielbar ist.
Wird dieser Aufbau gewählt, dann lässt sich der Hohlraum innerhalb des Gehäuses auf der antriebsseitigen Seite des Lagers so ausdehnen, dass er die einfache Planetenrollen-Einrichtung aufnehmen kann, wobei eine lediglich extrem kleine Konstruktionsänderung erforderlich ist (nämlich eine geringfügige Verlängerung des Gehäuses). Darüber hinaus hat diese Vergrößerung des Innraums einen geringen Effekt auf die Größe der gesamten Antriebseinrichtung.
Durch Festlegung des Außendurchmessers der Ringrolle innerhalb des Durchmessers des vorerwähnten Lagers kann die Ringrolle von der der Antriebseinheit gegenüberliegenden Seite im Gehäuse gelagert werden (mit separat gehaltenem Lager), mit anderen Worten von der Seite aus, die näher zur zweiten Untersetzungseinrichtung liegt, die später montiert werden soll. Dies führt zu einer wesentlichen Vereinfachung der inneren Ausgestaltung des Gehäuses und vereinfacht signifikant die Herstellung und den Zusammenbau der Einrichtung (die Herstellung und andere Verfahren werden nachfolgend beschrieben).
Es wird demzufolge möglich, dass die erste Untersetzungseinrichtung einer einfachen Planetenrollen-Einrichtung in den Raum auf der antriebsseitigen Seite des Lagers vorgesehen werden kann, wobei es sich dabei um das gleiche Gehäuse handelt wie das, welches die zweite Untersetzungseinrichtung enthält. Die erste und die zweite Untersetzungseinrichtung lassen sich demnach miteinander kombinieren, wodurch Untersetzungsverhältnisse erzielbar sind, die hoch genug sind, um den Markterfordernissen zu entsprechen, während gleichzeitig eine beachtliche Verkürzung der axialen Dimensionen und eine Reduzierung der Herstellungskosten im Vergleich zu den konventionellen Ausführungsformen erzielbar ist. Eine Antriebseinrichtung, die nach der zuvor beschriebenen Weise konstruiert ist, kann offensichtlich ohne Verlust der Koaxialität zu einer Ausgangsleistung der Antriebseinheit führen. Dabei weist die Antriebseinrichtung keinerlei Erhöhung der Baugröße in radialer Ausrichtung auf.
Darüber hinaus kann die Antriebseinrichtung die inhärenten, verfügbaren Effekte der vorliegenden Erfindung erfüllen. Die erste Untersetzungseinrichtung vom Typus Reibgetriebe ermöglicht nämlich einen ruhigen Betrieb. Des weiteren lassen sich die erste und die zweite Untersetzungseinrichtung in einem einzigen Gehäuse unterbringen. Damit lassen sich die Resonanzerscheinungen und andere Phänomene, welche herkömmlicher Weise durch die Innenräume zweier Gehäuse verursacht werden, unterdrücken. Da die Vibrationsübertragung zwischen der Antriebseinheit (dem Motor) und der zweiten Untersetzungseinrichtung im Hinblick auf die Bereitstellung der ersten Untersetzungseinrichtung vom Typus Reibgetriebe geblockt wird, werden die Resonanzerscheinungen in den jeweiligen Einrichtungen verringert und die Betriebsgeräusche werden reduziert. Das führt zu dem Ergebnis, dass die drei Erfordernisse, deren Erfüllung man für schwierig gehalten hat, nämlich ein großes Untersetzungsverhältnis, ein kompakter Aufbau und geringe Laufgeräusche tatsächlich erzielbar sind.
Die Anwendung einer der zuvor beschriebenen Antriebseinrichtung lässt auch eine beträchtliche Vereinfachung der Herstellungsstufen zu. Der tatsächliche Herstellungsaufbau umfasst die Stufen: Befestigung der Antriebseinheit auf dem Gehäuse; Befestigung der ersten Untersetzungseinrichtung auf diesem Gehäuse mit dem darauf bereits befindlichen Antrieb und zwar von der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite; und Befestigung der zweiten Untersetzungseinrichtung auf dem Gehäuse mit der darauf bereits befestigten ersten Untersetzungseinrichtung.
Dieses Fertigungsverfahren führt zu hohen Einsparungen an Arbeitszeit, weil die erste und die zweite Untersetzungseinrichtung (die zueinander koaxial sind) sich in Bezug auf die Antriebswelle des Antriebs, der zunächst auf dem Gehäuse befestigt wurde, nacheinander einbauen lassen.
Insbesondere sind auch die einfache Planetenrollen-Einrichtung, welche als erste Untersetzungseinrichtung ausgewählt ist, und das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff, welches als zweite Untersetzungseinrichtung ausgewählt ist, beide von hoher Modularität. Diese Einheiten lassen sich demgemäß in einem gewissen Maße unabhängig voneinander zusammenbauen, ehe sie zusammen in das Gehäuse eingebaut werden. Da beide Aufbauten für eine koaxiale Übertragung der Drehkraft vorgesehen sind, erleichtern sie die Ausrichtung und ermöglichen einen schnellen Zusammenbau.
Im Hinblick auf die Erleichterung des Zusammenbaus ist es von Vorteil, dass sowohl die beiden Kopplungsstrukturen zwischen der Ausgangswelle des Antriebs und der Sonnenrolle des ersten Untersetzungsgetriebes und zwischen dem Planetenträger des ersten Untersetzungsgetriebes und der ersten Welle des zweiten Untersetzungsgetriebes zur Ermöglichung von axialem Spiel eine Keilnutverbindung aufweisen. Auf diese Weise benötigen die ersten und die zweite Untersetzungseinrichtung kaum eine Feinjustierung bei der Ausführung der Verfahrensschritte ihrer Lagerung und können deshalb noch einfacher und schneller zusammen gebaut werden.
Die zweite Untersetzungseinrichtung ist im wesentlichen vom Typus Stützträger-Übersetzungsgetriebe, das ein mit der ersten Untersetzungseinrichtung koppelbares Geschwindigkeitsreduzierelement umfasst und zwei Stützträger aufweist, welche an den beiden axialen Enden des Geschwindigkeitsreduzierelements mittels Lagern innerhalb des Gehäuses drehbar angeordnet sind, um die Drehkraft des Geschwindigkeitsreduzierelements zu entnehmen. Aber selbst ein reversierendes Planetengetriebe vom Typ Stützträger-Übersetzungsgetriebe wäre für dieses zweite Untersetzungsgetriebe gleichermaßen anwendbar. Dieser Konstruktionsaufbau lässt sich auch mit der oben beschriebenen Bauweise unter Einsatz einer „Referenzanlagefläche" kombinieren.
Die Eigenschaften, die prinzipielle Wirkungsweise und die Anwendbarkeit der Erfindung werden von der nachfolgend angeführten detaillierten Beschreibung noch klarer, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen und verstanden werden, in denen gleiche Bauteile mit vergleichbaren Bezugszahlen oder Kennzeichen bezeichnet sind.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen
1 einen Schnitt durch einen Getriebemotor gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 einen Schnitt durch ein Reibgetriebe (die einfache Planetenrollen-Einrichtung) des Getriebemotors;
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der 2;
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der 1;
5 eine der 4 ähnlichen Schnitt, welcher einen Aufbau mit anderem Untersetzungsverhältnis darstellt;
6 einen Schnitt durch einen Getriebemotor eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 einen Schnitt durch das Reibgetriebe (die einfache Planetenrollen-Einrichtung) des Getriebemotors;
8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der 7;
9 eine Aufstellung der Arten an Getriebemotoren, welche zur Messung der Geräuschbelastung als Beispiele herangezogen wurden;
10 eine Tabelle mit den Ergebnissen der Geräuschmessungen;
11 eine graphische Darstellung der Geräuschmessungen;
12a) bis 12f) Darstellungen der unterschiedlichen Geräuschspektren;
13a) bis 13f) Darstellungen der unterschiedlichen Geräuschspektren;
14a) bis 14f) Darstellungen der unterschiedlichen Geräuschspektren;
15a) bis 15f) Darstellungen der unterschiedlichen Geräuschspektren;
16 eine Darstellung der Eingangs-Ausgangs-fixierten Kombinationsmöglichkeiten, die für eine einfache Planetenrollen-Einrichtung auswählbar sind;
17A) bis 17C) schematische Schnitte, welche den Zusammenbau der Antriebseinrichtung zeigen;
18 einen Schnitt durch einen Getriebemotor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 einen Schnitt durch das Reibgetriebe (die einfache Planetenrollen-Einrichtung) des Getriebemotors;
20 einen Schnitt längs der Linie XX-XX der 19;
21 eine perspektivische schematische Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Reibgetriebes;
22 einen Schnitt durch einen herkömmlichen Getriebemotor;
23 einen Schnitt durch ein herkömmliches reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff mit vortriebsgeteilten Wellen;
24 einen Schnitt längs der Linien XXV-XXV gemäß 23;
25 einen Schnitt durch einen Getriebemotor, welcher als Referenzbeispiel bei der Geräuschmessung herangezogen wurde;
26 ein Schnitt durch einen weiteren Getriebemotor, welcher als Referenzbeispiel zur Geräuschmessung herangezogen wurde;
27 einen Schnitt durch einen weiteren Getriebemotor, welcher als Referenzbeispiel bei der Geräuschmessung herangezogen wurde;
28 einen Schnitt durch eine herkömmliche Antriebseinrichtung.
Die 1 zeigt einen Schnitt eines Ausführungsbeispiels eines Getriebemotors, während die 2 einen vergrößerten Schnitt des darin befindlichen Reibgetriebes (der Reibgetriebeeinrichtung) zeigt. 3 zeigt eine Ansicht längs der Linie III-III der 2 und 4 eine Ansicht längs der Linien VI-VI der 1. Die 5 entspricht im wesentlichen der 4, sie zeigt jedoch ein Beispiel für ein anderes Übersetzungsverhältnis.
Es werden in der nachfolgenden Beschreibung solche Bauteile, die den bei der in 18 gezeigten bekannten Ausführungsform zur Anwendung kommenden Bauteilen in identischer oder ähnlicher Weise entsprechen, mit vergleichbaren Bezugszahlen bezeichnet, deren letzte beide Ziffern identisch sind; dabei sollen selbstverständlich Wiederholungen vermieden werden.
Der in 1 gezeigte Getriebemotor 101 besitzt ein Untersetzungsgetriebe 102 (das zuvor beschriebene reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff, die reversierende Planetengetriebeeinrichtung und das zweite Untersetzungsgetriebe) und einen Motor 103 (die äußere Einheit, der Antrieb), welche miteinander verbunden und integriert sind. Das Untersetzungsgetriebe 102 umfasst einen reversierenden Planetengetriebeaufbau mit Inneneingriff. Ein Reibgetriebe 104 (die Reibgetriebeeinrichtung, das erste Untersetzungsgetriebe) ist zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 angeordnet. Dieses Reibgetriebe 104 umfasst eine einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 zur Übertragung von Drehkraft zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 durch Einsatz von Reibung zwischen einer Vielzahl von Rollen (den Reibrollen), welche in gegenseitiger Berührung stehen.
Das Untersetzungsgetriebe 102 besitzt ein Gehäuse 151, welches ein zentrales Gehäuse 152 in der Achsmitte, ein Verbindungsgehäuse 153 auf der dem Motor 103 näher liegenden Seite und ein Vordergehäuse 154 auf der dem Motor 103 gegenüberliegenden Seite. Der Motor 103 besitzt seinerseits ein Gehäuse 155, welches aus einem zylindrischen Gehäuse 156 mit einem darin ausgebildeten Stator, dem Verbindungsgehäuse 153 auf der dem Untersetzungsgetriebe 102 näher liegenden Seite, und einem Rückdeckel 157 auf der dem Untersetzungsgetriebe 102 gegenüberliegenden Seite besteht.
Das Verbindungsgehäuse 153 umfasst dabei beide Teile der Gehäuse 151 und 155 des Untersetzungsgetriebes 2 (Anmerkung des Übersetzers: Muss wohl 102 lauten) und des Motors 3 (Anmerkung des Übersetzers: Muss wohl 103 lauten). Durch die Einschaltung dieses Verbindungsgehäuses 153 werden das Untersetzungsgetriebe 102 und der Motor 103 integral miteinander verbunden. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202, welche als Reibgetriebe 104 zum Einsatz kommt, ist dann innerhalb dieses Verbindungsgehäuses 153 angeordnet.
Hier korrespondiert die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 mit dem Untersetzungsteil der Vorstufe. Das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff, welches als Untersetzungsgetriebe 102 zum Einsatz kommt, korrespondiert mit dem Untersetzungsteil der nachfolgenden Stufe.
Das Untersetzungsgetriebe 102 weist eine erste Welle 111 auf, welche als Eingangswelle dient (die Welle mit hoher Geschwindigkeit), sowie eine zweite Welle 112, welche als Ausgangswelle (die Welle mit geringer Geschwindigkeit) dient, wobei beide Wellen auf der Zentralachse L der Einheit liegen.
Zwei exzentrische Schäfte 113a und 113b sind am äußeren Umfang der ersten Welle 111 in einer Weise befestigt, dass sie in axialer Richtung einander gegenüber liegen und zwar mit einer vorgegebenen Phasendifferenz (180 Grad bei diesem Ausführungsbeispiel). Diese exzentrischen Schäfte 113a und 113b führen zusammen mit der ersten Welle 111 Drehbewegungen aus. 4 ist zu entnehmen, dass die jeweiligen Zentren 01 der exzentrischen Schäfte 113a und 113b und Zentrum 02 der ersten Welle 111 einen durch eine vorgegebene Exzentrizität e gegebenen Abstand aufweisen. Umlaufräder 115a und 115b sind am äußeren Umfang der exzentrischen Schäfte 113a und 113b mittels Lagern 114a bzw. 114b befestigt.
Die mehreren Reihen an Umlaufrädern 115a und 115b, welche auf den exzentrischen Schäften 113a und 113b befestigt sind, besitzen eine Vielzahl an inneren Stiftlöchern 116a bzw. 116b. Innere Stifte 117 sind in diese inneren Stiftlöcher 116a und 116b mit etwas Spiel eingepasst.
Am äußeren Umfang der Umlaufräder 115a und 115b sind nach außen abstehende Zähne vorgesehen, von dem jeder ein Kehl-Zahnprofil oder ein Kreisbogen-Zahnprofil aufweist. Diese nach außen abstehenden Zähne kommen in Eingriff mit einem Innenrad 120, das konzentrisch zur ersten Welle 111 angeordnet ist. Das Innenrad 120 ist als integrierter Bestandteil des Innenumfangs des zentralen Gehäuses 152 ausgebildet. Jeder Innenzahn des Innenrads 120 besitzt einen äußeren Stift 121, welcher am Innenumfang des zentralen Gehäuses 152 gehalten wird.
Der Unterschied in der Zähnezahl zwischen jedem Umlaufrad 115a, 115b und dem Innenrad 120 ist „4" beim Beispiel gemäß 4 „1" beim Beispiel gemäß 5.
Die beiden Umlaufräder 115a und 115b sind zwischen einem Trägerelement 123 und einem Trägerelement 124 (den Trägerelementen) angeordnet. Diese Trägerelemente 123 und 124 sind mittels Lagern 131 und 132 am Innenumfang des Verbindungsgehäuses 153 bzw. des Vordergehäuses 154 drehbar gelagert. Die Trägerelemente 123 und 124 sind des weiteren integral miteinander verbunden und zwar durch eine Vielzahl von Trägerstiften (Verbindungsstiften) 125 und Abstandhaltern 126, welche durch die Umlaufräder 115a und 115b hindurchragen.
Die inneren Stifte 117, welche mit etwas Spiel in die inneren Stiftlöcher 116a und 116b der Umlaufräder 115a und 115b mit etwas Spiel eingepasst sind, sind an ihren beiden Enden von den beiden Trägerelementen 123 und 124 derart abgestützt, dass sie eine Gleit-Drehbewegung ausführen können. Dies führt dazu, dass lediglich die Drehbewegungsanteile der Umlaufräder 115a und 115b durch die inneren Stifte 117 auf die Trägerelemente 123 und 124 übertragen werden.
Das Trägerelement 123, welches dem Motor 103 näher liegt, besitzt eine kreisförmige Form mit einer Mittenbohrung 123a. Ein Ende (ein Keilwellenabschnitt, welcher später beschrieben wird) 111a der ersten Welle 111 liegt innerhalb dieser Mittenbohrung 123a. Das andere Trägerelement 124 ist als Teil der Basis der zweiten Welle 112 ausgebildet und besitzt eine Aussparung 124, in welche das andere Ende 111b der ersten Welle 111 eingesetzt ist. Die erste Welle 111 ist mittels Lagern 133 und 134 drehbar gelagert. Dabei ist das Lager 133 mit dem Innenumfang der Mittenbohrung 123 im Trägerelement 123 verbunden und das Lager 134 ist am Innenumfang des anderen Trägerelements 124 befestigt.
Die Motorwelle (die Antriebswelle, die Umlaufwelle) 161 des Motors 103 ist an ihrem hinteren Ende mittels eines Lagers 162 und an ihrem vorderen Ende mittels eines Lagers 163 abgestützt. Die Lager 162 und 163 sind mit dem Rückdeckel 157 bzw. dem Verbindungsgehäuse 153 fest verbunden. Die Motorwelle 161 ist derart ausgerichtet, dass sie koaxial zur Zentralachse L des Untersetzungsgetriebes 102 verläuft.
Der Getriebemotor 101 besitzt damit bisher fast den selben Aufbau wie der in 22 dargestellte herkömmliche Getriebemotor 1.
Ein Unterschied besteht allerdings darin, dass zusätzlicher Raum neben dem Lager 131 verfügbar ist, welches das Trägerelement 123 näher am Motor 103 abstützt, und dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 in diesem Raum als das Reibgetriebe 104 eingebaut ist.
Um diese einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 zu halten, ist das Verbindungsgehäuse 153 etwas in axialer Richtung verlängert. Das Verbindungsgehäuse 153 weist dabei auch eine tief gebohrte Aussparung 251 auf, welche an seinem Innenumfang ausgebildet ist und zwar auf der dem Untersetzungsgetriebe 102 näher liegenden Seite. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird am Boden oder der Seite, die näher zum Motor 103 liegt, der Aussparung 251 gelagert.
Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 Reibrollen besitzt, welche umfassen eine Sonnenrolle 211, eine Vielzahl (4 in diesem Ausführungsbeispiel) an Planetenrollen 212 und eine Ringrolle 213. Die Sonnenrolle 211 besitzt einen Keilwellenabschnitt 214. Die Planetenrollen 212 sind als Hohlzylinder ausgebildet und stehen im Rollkontakt mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 211. Die Ringrolle 213 besitzt einen Innendurchmesser D3, welcher etwas schmäler ist als die Summe der Durchmesser D1 der Sonnenrolle 211 und des zweifachen Betrages des Durchmessers D2 der vorerwähnten Planetenrollen 212. Innerhalb der Ringrolle 213 sind die Planetenrollen 212 angeordnet und stehen mit diesem im Innenkontakt.
In diesem Fall ist die Ringrolle 213 am Verbindungsgehäuse 153 mittels Bolzen 252 befestigt und wird hierdurch zum Fixelement (Festelement) der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202. Die Sonnenrolle 211 wird zum Einfangselement und ein Planetenträger 215, welcher die Planetenrollen 212 trägt, zum Ausgangselement.
Der Planetenträger 215 besitzt zur Ableitung der Drehbewegungen der Planetenrollen 212 einen hohlzylindrischen Ausgangswellenabschnitt 216, welcher in Richtung des Untersetzungsgetriebes 102 ragt, sowie einen Käfigabschnitt (das Käfig) 217 von ebenfalls kreisförmiger Form. Eine innere Keilnut 218 ist am Innenumfang des Ausgangswellenabschnitts 216 ausgebildet.
Vier kreisförmige Aussparungen 219, welche jeweils ein offenes Ende auf der dem Ausgangswellenabschnitt 216 gegenüberliegenden Seite aufweisen, sind in dem Käfigabschnitt 217 des Planetenträgers 215 in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen ausgebildet. Jede der Aussparungen 219 dient zur drehbaren Aufnahme einer der Planetenrollen 212. Jede der kreisförmigen Aussparungen 219 besitzt eine Umfangsfläche, die zum Teil offen ist und zwar sowohl zu der äußeren als auch der Innenseite des Käfigabschnitts 217. Jede der Planetenrollen 212 legt von der außenseitigen Öffnung 219a einen Teil ihrer Umfangsfläche frei, um in Berührung mit der Innenfläche der Ringrolle 213 zu treten. Jede der Planetenrollen 212 legt darüber hinaus einen Teil ihrer Außenfläche von der innenseitigen Öffnung 219b frei, um in Kontakt mit der Außenfläche der Sonnenrolle 211 zu treten.
Dieser Käfigabschnitt 217 ist in dem die Vielzahl an Planetenrollen 212 umgebenden Raum angeordnet und dient zur Aufnahme der Planetenrollen 212 in zueinander konstantem Abstand. Der Planetenträger 215, welcher diesen Käfigabschnitt 217 besitzt, dient demzufolge zur drehbaren Lagerung der Planetenrollen 212 und zur Entnahme der Drehbewegungsanteile der Planetenrollen 212.
An den beiden Endflächen der Ringrolle 213 sind kreisförmige Seitenplatten 221 vorgesehen. Mittels dieser Seitenplatten ist die Kontaktfläche der Ringrolle 213 mit den Planetenrollen 212 über den gesamten Umfang von Einwirkungen von außerhalb abgeschirmt. Dieser abgeschirmte Raum ist auch innenseitig abgedichtet und zwar durch den äußeren Umfang des Käfigabschnitts 217, so dass man in dem abgeschirmten Raum Traktionsschmiermittel einbringen kann, dessen Preis höher ist als der von Schmierfett für Zahnräder. Aufgabe des Traktionsschmiermittels ist es, Reibkräfte sicherzustellen, nicht jedoch die Reibung zu vermindern.
Am Ende der Sonnenrolle 211 ist zusätzlich eine Trennplatte 222 vorgesehen, welche den die Sonnenrolle 211 aufnehmenden Raum vom Innenraum des Ausgangswellenabschnitts 216 trennt.
Diese einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird beispielsweise in der nachfolgend beschriebenen Weise zusammen gebaut:
Zunächst werden die Planetenrollen 212 im Käfigabschnitt 217 des Planetenträgers 215 gelagert. Darauf werden die derart gelagerten Planetenrollen 212 in Außenkontakt mit der Außenfläche der Sonnenrolle 211 gebracht. In diesem Stadium wird die Ringrolle 213 erhitzt, um sich auszuweiten, und die im Planetenträger 215 gehaltenen Planetenrollen 212 werden in die Bohrung der Ringrolle 213 eingesetzt. Daran anschließend kühlt sich diese Anordnung ab und vollendet die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202, bei der die Ringrolle 213 und die Planetenrollen 212, wie auch die Planetenrollen 212 und die Sonnenrolle 211 unter vorgegebenem Anlagedruck in gegenseitigem Kontakt miteinander stehen.
Die derart vorgefertigte einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird daran anschließend im unteren Teil der Aussparung 251, welche im Verbindungsgehäuse 153 ausgebildet ist, eingebaut, wobei der Ausgangswellenabschnitt 215 (Anmerkung des Übersetzers: müsste 216 heißen) des Planetenträgers 215 in Richtung des Untersetzungsgetriebes 102 zeigt, während der Keilwellenabschnitt 214 der Sonnenrolle 211 in Richtung des Motors 103 zeigt. Die Bolzen 252, welche durch die Ringrolle 213 hindurch gesteckt werden, werden dann mit der Bodenwand der Aussparung 251 verschraubt, um hierdurch die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 am Verbindungsgehäuse 153 zu befestigen. Dieser Aspekt wird übrigens nachfolgend noch näher erläutert.
In diesem Stadium wird der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 in die Mittenbohrung 123a, welche im Trägerelement 123 näher zum Motor 103 ausgebildet ist, des Untersetzungsgetriebes 102 eingesetzt.
Das Lager 131, das das Trägerelement 123 des Untersetzungsgetriebes 102 abstützt, ist an der Eingangsöffnung der Aussparung 251 befestigt. Dieses Lager 131 wird in axialer Richtung mittels eines Abstandhalters 253, welcher zwischen dem Lager 131 und der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 liegt, positioniert.
Auf diese Weise wird die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 eingebaut. Die Sonnenrolle 211 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 und die Motorwelle 161 des Motors 103 sind miteinander über ein Kopplungsstück 170 verbunden. Der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215 der einfachen Planetenrollen-Anordnung 202 und die erste Welle 111 des Untersetzungsgetriebes 102 werden miteinander gekoppelt, indem ein Ende (Keilwellenabschnitt) 111a der ersten Welle 111 in die Bohrung des Ausgangswellenabschnitts 216 eingesetzt wird.
Durch die Zwischenschaltung des Kopplungsstücks 170, das mit einem Innenkeil 170a versehen ist, kommen ein Keilwellenabschnitt 161a am einen Ende der Motorwelle 161 und der Keilwellenabschnitt 214 der Sonnenrolle 211 in gegenseitige Schwimmverbindung, wobei sie Spiel in radialer Richtung zulassen. Zusätzlich wird der Keilwellenabschnitt 111a am einen Ende der Welle 111 in den mit einer inneren Keilnut 218 versehenen Ausgangswellenabschnitt 216 eingesetzt, wodurch der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215 und die erste Welle 111 in gegenseitige Schwimmverbindung kommen, dabei jedoch Spiel in radialer Richtung zulassen.
In Folge der innerhalb des Planetenträgers 215 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 angeordneten Trennplatte 222 wird der Innenraum des Ausgangswellenabschnitts 216 im Kontaktbereich mit der Endfläche der Sonnenrolle 211 versiegelt. Dies ermöglicht die Befüllung der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 mit Schmiermittel, welches eine Reibübertragung unterstützt, im Gegensatz zum Schmieröl für das Untersetzungsgetriebe 102.
Nachfolgend wird der Betrieb des Getriebemotors 101 beschrieben.
Treibt man die Motorwelle 161 an, dann wird deren Drehung auf die Sonnenrolle 211 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 übertragen, was seinerseits zum Antrieb der Planetenrollen 212 führt. Dabei stehen die Planetenrollen 212 in Kontakt mit der fixierten Ringrolle 213. Die Planetenrollen 212 führen demnach Drehbewegungen und Umdrehungen längs der Innenfläche der Ringrolle 213 aus und der Drehbewegungsanteil wird der ersten Welle des Untersetzungsgetriebes 102 über den Planetenträger 215 zugeführt.
Wie bei den herkömmlichen Getriebemotoren führen die Umlaufräder 115a und 115b oszillierende Bewegungen durch, während sie im Innenkontakt mit dem Innenrad 120 stehen. Dies hat zur Folge, dass die Bewegungsanteile der oszillierenden Bewegungen der Umlaufräder 115a und 115b über die Trägerelemente 123 und 124 in Richtung der zweiten Welle 112 weitergeleitet werden.
Während der zuvor beschriebenen Kraftübertragung erzeugen das Untersetzungsgetriebe 102 und der Motor 103 unabhängig voneinander eigenständige Vibrationen. Die Kopplungsabschnitte des Untersetzungsgetriebes 102 mit dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor auf beiden Seiten, nämlich der Kopplungsabschnitt zwischen dem Planetenträger 215 und der ersten Welle und der Kopplungsabschnitt zwischen der Sonnenrolle 211 und der Motorwelle 161 sind jedoch mit einer Keilwellenverbindung (dem Schwimmverbindungsaufbau) versehen und ermöglichen Spiel in radialer Richtung. Diese Abschnitte absorbieren zunächst Vibrationen (insbesondere radiale Vibrationen), welche bei der Übertragung zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 auf beiden Seiten entstehen.
Zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 ist die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 als Reibgetriebe 104 angeordnet. Demzufolge werden solche Vibrationen (insbesondere Vibrationen in Umfangsrichtung und in axialer Richtung), welche bei der Übertragung zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 auf beiden Seiten entstehen durch die Kontaktflächen innerhalb der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 absorbiert. Zu diesen Flächen gehören die Kontaktflächen zwischen der Sonnenrolle 211 und den Planetenrollen 212, die Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen 212 und der Ringrolle 213 und selbst die Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen 212 und dem Planetenträger 215. Auf diese Weise wird die Vibrationsübertragung zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 auf beiden Seiten mit Erfolg unterbunden.
Als Ergebnis ist festzuhalten, dass das komplexe Resonanzphänomen, welches von einer Vibrationsübertragung zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 herrührt, vermieden werden kann, wodurch der Pegel an Vibrationen und Geräuschen, welcher vom gesamten Getriebemotor 101 erzeugt wird, reduziert werden kann.
Mit anderen Worten: Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 (104) ist mit Absicht zwischen dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 als dritte Einrichtung angeordnet. Auf diese Weise lässt sich die Vibrationsübertragung von dem Untersetzungsgetriebe 102 zum Motor 103 und die Vibrationsübertragung vom Motor 103 zum Untersetzungsgetriebe 102 in effizienter Weise unterdrücken, was konsequenter Weise zu einer Reduzierung der Vibrationen und Geräusche des gesamten Getriebemotors führt.
Die Reduzierung von Vibrationen sorgt für eine größere Standfestigkeit der Bauteile nicht nur des Motors 103 sondern auch der Bauteile des Untersetzungsgetriebes 102, wie beispielsweise der Umlaufräder 115a, 115b, der exzentrischen Schäfte 113a, 113b und des Innenrades 120.
Zuvor wurde erwähnt, dass die Wellenverbindungsabschnitte der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 (104) mit dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 auf beiden Seiten mit einem Schwimmverbindungsaufbau zur Ermöglichung radialen Spiels versehen ist. Dies ermöglicht, dass die Planetenrollen 212 und die Sonnenrolle 211 wirksam gegen radiale Außenkräfte (und Vibrationen) von dem Untersetzungsgetriebe 102 und dem Motor 103 auf beiden Seiten abgeschirmt werden können.
Fluktuationen im Auflagedruck an den Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen 212 und der Sonnenrolle 211 und an den Kontaktflächen zwischen den Planetenrollen 212 und der Ringrolle 213 lassen sich hierdurch unterdrücken. Dies führt seinerseits zu einer Unterdrückung von Fluktuationen bei der Drehmomentenübertragung in der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202, was eine stabile sichere Drehmomentenübertragung zulässt.
Das Untersetzungsgetriebe 102, welches bei diesem Getriebemotor 101 zur Anwendung kommt, hat sowohl die erste als auch die zweite Welle 111 und 112 zur Zentralachse L ausgerichtet. Dieses Untersetzungsgetriebe 102 hat in Folge seines einfachen, kompakten Aufbaus demgemäß einen Vorteil, der darin liegt, dass sich seine Steifigkeit um einen Betrag erhöhen lässt, welcher zu einer eben solchen Erhöhung in der Drehmomentenübertragung führt.
Die erste Welle 111, welche der größtmöglichen Belastung durch die Umlaufräder 115a und 115b ausgesetzt ist, kann zum Beispiel mit einer höheren Steifigkeit ausgeführt werden, um hierdurch das Problem von druckbedingten Vibrationen zu verringern.
Anders als bei den herkömmlichen, zuvor beschriebenen Einrichtungen vom Typus mit vortriebsgeteilten Wellen sind die Planetenrollen 212 im Planetenträger 215 gelagert, welcher isoliert ist von der vibrationserzeugenden ersten Welle 111. Das führt dazu, dass selbst in den Fällen, in denen Vibrationen oder Deformationen der ersten Welle 111 auftreten, keinerlei Einfluss auf die Kontaktflächen der Rollen der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 haben können. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 erfährt somit ebenfalls eine sichere, stabile Drehmomentenübertragung über diese Kontaktflächen.
Bei dem zuvor beschriebenen Getriebemotor 101 ist die neu hinzugefügte einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 in das Verbindungsgehäuse 153 zur Verbindung des Untersetzungsgetriebes 102 und des Motors 103 eingebaut. Dies lässt die genannten Verbesserungen ohne eine große Veränderung im jeweiligen Aufbau des Untersetzungsgetriebes 102 und des Motors 103 auf beiden Seiten zu.
Insbesondere liegen bei der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 sowohl ihr Eingangsteil (die Sonnenrolle 211) als auch ihr Ausgangsteil (der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215) auf ein und der selben Achse. Der Getriebemotor 101 dieses Ausführungsbeispiels lässt sich demzufolge mit nur geringen Veränderungen gegenüber dem herkömmlichen Getriebemotor 1 der 22 herstellen. Dieser Aspekt wird ebenfalls nachfolgend noch näher erläutert.
Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 ermöglicht ihrerseits eine Geschwindigkeitsreduzierung. Der Getriebemotor 101, welcher die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 in der vorgelagerten Stufe und das Untersetzungsgetriebe 102 vom Typ reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff in der nachgelagerten Stufe aufweist, kann demgemäß insgesamt höhere Untersetzungsverhältnisse zur Verfügung stellen. Anders als bei Zahnrädern lässt sich das Untersetzungsverhältnis bei der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 auf einfache Weise fein einstellen. Dies ermöglicht die unkomplizierte Bereitstellung einer Serie von Getriebemotoren mit vielen Stufen an Untersetzungsverhältnissen oder aber eines Getriebemotors mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis, welches einer bestimmten Anwendung entspricht.
Es ist beispielsweise möglich, eine Zahl von Untersetzungsgetrieben 102 vom Typus reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff zur Verfügung zu stellen, welche geometrisch progressive Untersetzungsverhältnisse ermöglichen. Diese Untersetzungsgetriebe 102 lassen sich mit der in der ersten Stufe erzielbaren Reduzierung der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 in einer Weise kombinieren, dass sich in einer Vielzahl von Stufen insgesamt geometrisch-progressive Übersetzungsverhältnisse erzielen lassen.
Die Drehmomentenübertragung in der vorgelagerten Stufe mittels Reibübertragung lässt lediglich einen kleinen Betrag an Drehmomentenübertragung zu. Dies spielt jedoch deshalb keine Rolle, weil der Betrag an Drehmoment welcher in der vorgelagerten Reduktionsstufe übertragen werden soll, ohnehin klein ist und weil die vorgelagerte Stufe stetige Drehbewegungen frei von Vibrationen ermöglicht.
Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel befasste sich mit dem Fall, bei dem das Reibgetriebe 104 zwischen dem Untersetzungsgetriebe, oder dem reversierenden Planetengetriebe 102 und dem Motor 103 angeordnet ist. Das Reibgetriebe lässt sich jedoch auch zwischen dem reversierenden Planetengetriebe und jeder beliebigen äußeren Einheit anordnen und den zuvor beschriebenen Effekt der Resonanzverhinderung sichern.
Beispielsweise wird bei einem Fall, bei dem die zweite Welle 112 und eine damit gekoppelte äußere Einheit zu Resonanzerscheinungen führen können, die Anordnung eines Reibgetriebes zwischen der zweiten Welle und der Eingangswelle der äußeren Einheit empfohlen.
Wird das reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff als Übersetzungsgetriebe ins Schnelle eingesetzt dann wird seine zweite Welle zur Eingangswelle und seine erste Welle zur Ausgangswelle; somit ist die zweite Welle mit dem Motor verbunden und die erste Welle mit der äußeren Einheit. Selbst in diesem Falle ist das Reibgetriebe in wirksamer Weise zwischen den Einheiten angeordnet, die Resonanzerscheinungen erzeugen können.
Das vorerwähnte Ausführungsbeispiel befasste sich auch mit dem Fall, bei dem der Planetenträger 215 zur Aufnahme der Planetenrollen 212 mit dem Käfigabschnitt 217 versehen ist und bei dem dieser Käfigabschnitt 217 die Mehrzahl an Planetenrollen in zueinander konstantem Abstand lagert. Das Reibgetriebe kann jedoch eine einfache Planetenrollen-Einrichtung umfassen, welche die Planetenrollen mittels Stiften hält.
6 zeigt einen Getriebemotor 301, welcher als Reibgetriebe 304 eine mit Stiften versehene einfache Planetenrollen-Einrichtung 402 aufweist. 7 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch die einfache Planetenrollen-Einrichtung 402, während 8 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der 7 zeigt. Dieser Getriebemotor 301 besitzt übrigens fast den selben Aufbau wie der in den 1 bis 5 dargestellte Getriebemotor 101 wobei gegenüber den 1 bis 5 lediglich geringfügige Änderungen bei der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 402 vorgesehen sind. Für die nachfolgende Beschreibung werden demzufolge ähnliche Bauteile, wie die in den 1 bis 5 gezeigten, mit Bezugszahlen bezeichnet, die identische Zahlen in den letzten beiden Ziffern aufweisen, und wiederholende Beschreibungen sollen vermieden werden. Die im einhunderter Bereich liegenden Bezugszahlen in den 1 bis 5 werden durch solche im dreihunderter Bereich ersetzt, während solche im zweihunderter Bereich durch solche im vierhunderter Bereich ersetzt werden.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, besitzt die einfache Planetenrollen-Einrichtung 402 dieses Getriebemotors 301 Reibrollen, welche aus einer Sonnenrolle 411, einer Mehrzahl (4 in diesem Ausführungsbeispiel) an Planetenrollen 412 und einer Ringrolle 413 bestehen. Die Sonnenrolle 411 besitzt ein Keilwellenabschnitt 414. Die Planetenrollen 412 sind von hohlzylindrischer Gestalt und stehen im Kontakt mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 411. Die Ringrolle 413 besitzt einen Innendurchmesser D3, welcher etwas kleiner ist als die Summe der Durchmesser D1 der Sonnenrolle 411 und des doppelten Wertes des Durchmessers D2 der vorerwähnten Planetenrollen 412. Die Ringrolle 413 steht mit den darin angeordneten Planetenrollen 412 im Innenkontakt.
In 6 ist gezeigt, dass die Ringrolle 413 mittels Durchgangsbolzen 452 wiederum am Verbindungsgehäuse 353 befestigt ist und damit das Fixelement oder Festelement der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 402 bildet. Die Sonnenrolle 411 bildet dabei das Eingangselement, während ein Planetenträger 415, in dem die Planetenrollen 412 abgestützt sind, das Ausgangselement bildet.
Der Planetenträger 415 besitzt zur Ableitung der Drehbewegungen der Planetenrollen 412 einen Ausgangswellenabschnitt 416 von hohlzylindrischer Form, der sich in Richtung des Untersetzungsgetriebes 302 von einem kreisförmigen Flanschabschnitts 415a erstreckt. Der Planetenträger 415 weist des weiteren vier Stifte 417 auf, die mit dem Flanschabschnitt 415a an ihrer Basis fest verbunden sind und an ihren freien Enden in Richtung des Motors 303 ragen. Eine innere Keilnut 418 ist in der Innenfläche des Ausgangswellenabschnitts 416 ausgebildet.
Die jeweiligen Planetenrollen 412 sind mittels Nadellagern 419 am äußeren Umfang der Stifte 417 drehbar eingepasst, so dass die Planetenrollen 412 in zueinander konstanten Abständen und Stellungen gehalten werden. Bei diesem Status kommen die jeweiligen Planetenrollen 412 an ihren Außenseiten mit dem Innenumfang der Ringrolle 413 in Berührung, während sie mit ihren Innenseiten mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 411 in Kontakt kommen. Der mit den Stiften 417 Planetenträger funktioniert demnach in der Weise, dass die Planetenrollen 412 drehbar unter Einhaltung der Intervalle untereinander gehalten werden und dass sich die Umdrehungsanteile der Planetenrollen 412 abführen lassen.
Darüber hinaus sind kreisförmige Abstandhalter 421a und 421b auf beiden Endflächen der Ringrolle 413 vorgesehen. Eine Trennplatte 422 ist am Ende der Sonnenrolle 411 vorgesehen, um den die Sonnenrolle 411 aufnehmenden Raum vom Innenraum des Ausgangswellenabschnitts 416 zu trennen. Diese einfache Planetenrollen-Einrichtung 402 wird beispielsweise in der nachfolgenden Weise zusammen gebaut:
Zunächst werden die Planetenrollen 412 mittels der Nadellager 419 am jeweiligen äußeren Umfang der Stifte 417 des Planetenträgers 415 gelagert. Die derart gelagerten Planetenrollen 412 werden dann in Außenkontakt mit dem Außenumfang der Sonnenrolle 411 gebracht. In diesem Zustand wird die Ringrolle 413 erhitzt, um sich auszudehnen, und die vom Planetenträger 415 gehaltenen Planetenrollen 412 werden in die Bohrung der Ringrolle 413 eingesetzt. Mit der nachfolgenden Abkühlung wird die einfache Planetenrollen-Einrichtung 402 vervollständigt, bei der sowohl die Ringrolle 413 und die Planetenrollen 412 als auch die Planetenrollen 412 und die Sonnenrolle 411 bei vorgegebenem Auflagedruck in gegenseitigen Kontakt stehen.
Die Beispiele gemäß den 18 bis 20, welche später beschrieben werden, weisen übrigens ebenfalls eine einfache Planetenrollen-Einrichtung mit Stiften auf.
[Geräuschmessungstest]
Unter Bezug auf die Daten, die in objektiver Weise die Effizienz der vorliegenden Erfindung zeigen, werden nachfolgend die Ergebnisse der Geräuschmessungstests beschrieben, die mit den zuvor erwähnten beiden Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung durchgeführt wurden, das heißt mit den Getriebemotoren 101 und 301. Für einen Vergleich wurden die selben Testmethoden zur Messung mehrere anderer Getriebemotoren herangezogen.
Gegenstand der Messungen waren sechs Typen von Getriebemotoren, von denen jeder einen Motor und zwei Stufen von Untersetzungseinheiten besitzt. Insbesondere wurde jede dieser Einrichtungen mit einem Motor als äußere Einheit gekoppelt. Sechs Ausführungsformen einer erststufigen Untersetzungseinheit wurden vorbereitet einschließlich der Referenzbeispiele. Bei jeder Untersetzungseinheit in der zweiten Stufe handelte es sich um ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff.
Nachfolgend wird der Aufbau der Getriebemotoren gemäß den Beispielen a) bis f) beschrieben. Aus Gründen der Vereinfachung werden die Kombinationsmöglichkeiten der Einrichtungselemente in den jeweiligen Ausführungsformen als Getriebemotors in 9 mit Symbolen bezeichnet.
Die nachfolgende Liste erläutert die Bedeutung der hier angewandten, jeweiligen Symbole:

M: ... Motor;
C: ... reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff;
F: ... Typ mit vortriebsgeteilter Welle;
P: ... einfacher Planetentypus;
G: ... Zahnradausführung; und
T/D: ... Reibgetriebe unter Einsatz von Rollen. Insbesondere:
C1: ... Untersetzungsstufe des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff (in der nachfolgenden Stufe = der zweiten Stufe);
C2: ... Untersetzungsstufe des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff (in der vorgelagerten Stufe = der ersten Stufe);
F(G): ... Untersetzungsstufe eines Getriebesystems vom Typus mit vortriebsgeteilter Welle;
F(T/D): ... Untersetzungsstufe eines Reibgetriebes mit Reibrollen vom Typus mit vortriebsgeteilten Wellen;
P(G): ... Untersetzungsstufe eines Getriebesystems vom Typ Planetengetriebe;
P(T/D): ... Untersetzungsstufe eines Reibgetriebes mit Reibrollen vom Typ Planetengetriebe;
A: ... Typ, bei dem die Rollen mittels eines Käfigs gehalten werden; und
B: ... Typ, bei dem die Rollen mittels Stiften gehalten werden.

[Typen von Getriebemotoren, welche im Test zur Anwendung kamen]
Die Getriebemotoren gemäß den Beispielen (a) bis (f) sind durch folgende Symbole gekennzeichnet:

Testeinheit (a): ... "C1 + C2 + M";
Testeinheit (b): ... "C1 + F(G) + M";
Testeinheit (c): ... "C1 + F(T/D) + M";
Testeinheit (d): ... "C1 + P(G) + M";
Testeinheit (e): ... "C1 + P(T/D)A + M"; und
Testeinheit (f): ... "C1 + P(T/D)B + M."

Bei den Testeinheiten (a) bis (d) handelt es sich um die Getriebemotoren, welche als Referenzbeispiele vorbereitet wurden, und bei den Testeinheiten (e) und (f) um die Getriebemotoren gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Der Getriebemotor gemäß der Testeinheit (a), oder "C1 + C2 + M", wurde in Gestalt eines Getriebemotors 600 gemäß 25 eingesetzt. Dieser Getriebemotor 600 weist als erststufige Untersetzungseinheit ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff 601 (C2) und als zweitstufige Untersetzungseinheit ebenfalls ein reversierendes Planetengetriebe 602 (C1) auf. Die Eingangswelle des erststufigen reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff 601 wird in Schwimmverbindung mit der Welle des Motors 603 (M) über eine Keilnut 605 gebracht. Die Ausgangswelle des erststufigen reversierenden Planetengetriebes 601 wird in Schwimmverbindung mit der Eingangswelle des zweitstufigen reversierenden Planetengetriebe 602 über eine Keilnut 604 gebracht.
Der Getriebemotor gemäß der Testeinheit (b), oder "C1 + F(G) + M", besitzt den Aufbau eines Getriebemotors 700, wie er in 26 dargestellt ist. Bei diesem Getriebemotor 700 werden die „Reibrollen (die Sonnenrolle 511 und die vortriebsgeteilten Rollen 512)" gemäß 23 durch „Zahnräder (ein Sonnenzahnrad 711 und vortriebsgeteilte Zahnräder 712)" ersetzt. Mit anderen Worten: Der Getriebemotor 700 ist derart aufgebaut, dass sein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff 751 (C1) vom Typ mit vortriebsgeteilten Wellen eingangsseitig mit von einem Zahnradgetriebe 752 [F(G)] stammenden Drehbewegungen versorgt wird, wobei letztere ein Sonnenzahnrad 711 und vortriebsgeteilte Zahnräder 712 umfasst. Die Eingangswelle 702, auf deren Ende das Sonnenzahnrad 711 sitzt, wird in Keilwellenverbindung mit der Welle 701 des Motors 753 (M) gebracht.
Bei dem Getriebemotor gemäß der Testeinheit (c) oder "C1 + F(T/D) + M", handelt es sich um den herkömmlichen Getriebemotor 500, welcher in 23 dargestellt ist. Bei diesem Getriebemotor 500 werden die vortriebsgeteilten Wellen eingangsseitig mit von der Übertragungseinrichtung vom Typus Reibrollen stammenden Drehungen versorgt.
Der Getriebemotor gemäß der Testeinheit (d), oder "C1 + P(G) + M", steht in Form eines Getriebemotors 800 gemäß 27 zur Verfügung. Dieser Getriebemotor 800 besitzt ein Planetengetriebe 801 [P(G)] als erststufige Untersetzungseinheit und ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff 802 (C1) als zweitstufige Untersetzungseinheit. Ein Schwimmverbindungsaufbau wird sowohl für den Kopplungsabschnitt 805 zwischen der Eingangswelle und dem Planetengetriebe 801 und der Ausgangswelle des Motors 803 (M) einerseits und dem Kopplungsabschnitt 804 zwischen der Ausgangswelle des Planetengetriebes 801 und der Eingangswelle des reversierenden Planetengetriebes 802 andererseits bereit gestellt.
Beim Getriebemotor gemäß der Testeinheit (e), oder "C1 + P(T/D)A + M", handelt es sich um den Getriebemotor 101 gemäß 1, wobei es sich um das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt. Dieser Getriebemotor 101 weist als Reibgetriebe 201 eine einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 auf und lagert die Planetenrollen 212 mittels des Käfigabschnitts, welcher auf dem Planetenträger 215 vorgesehen ist.
Der Getriebemotor gemäß der Testeinheit (f), oder "C1 + (T/D)B + M", ist der in 6 dargestellte Getriebemotor 301 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieser Getriebemotor 301 besitzt als Reibgetriebe 304 die einfache Planetenrollen-Einrichtung 402 und lagert die Planetenrollen 412 mittels der auf den Planetenträger 415 angeordneten Stifte.
[Testbedingungen und Vorgehensweise]
Folgende Testbedingungen und folgende Vorgehensweise wurden bei den Testmessungen eingesetzt.

(1) Die Messung wurde ohne und mit 100%-iger Last durchgeführt.
(2) Vor der eigentlichen Messung wurde jede Testeinheit zwei Minuten im Uhrzeigersinn und zwei Minuten gegen den Uhrzeigersinn angetrieben und zwar unabhängig vom Schmiersystem.
(3) Die Messungen wurden sowohl bei Drehung im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn durchgeführt.
(4) Die Messungen wurden durch fünf Mikrofone überwacht, welche sich im Abstand von einem Meter von den Oberflächen des Getriebemotors, nämlich den Oberflächen an der oberen, linken und rechten Seite des Getriebemotors vor der Welle mit geringer Geschwindigkeit und auf der Rückseite des Motors befanden (wobei der Einmeter Abstand jeglichen Vorsprung ausschloss).
(5) Ein Mikrofonauswahlschalter wurde zum Auslesen der Messungen von einem Präzisionsgeräuschmeter nach einander von einer Messstelle zur anderen Messstelle umgeschaltet.
(6) Die Messungen wurden in einer schallgedämmten Kammer durchgeführt.
(7) Die Testeinheiten wurden auf einem Fundament von geringem Gewicht und geringer Steifigkeit (eine dünne oder wenig steife Basis) unter Annahme schwieriger Installationsbedingungen gelagert. Manche der Testeinheiten wurden auch auf einer FC Grundplatte (aus Gusseisen bestehendes Fundament) für die Messung gelagert. In beiden Fällen wurden die Testeinheiten in unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des Fundaments oder der Platte gebracht, um dadurch keinen Zwischenraum dazwischen entstehen zu lassen.
(8) Als Last kam ein Bremszaum zur Anwendung.
(9) Die Hörbarkeit wurde A-gewichtet.

Die jeweiligen Ausgangswerte des Geräuschmessers wurden zur Bestimmung des Geräuschspektrums einer FFT-Analyse unterzogen. Dies geschah im zweiundreißigfachen SUM (Durchschnitts) Modus.
[Geräuschmessungen]
Die durchgeführten Geräuschmessungen sind in Tabelle 1 der 10 als Zahlen angegeben. Die Unterschiede im jeweiligen Geräuschpegel bei einer Last von 100% sind in der Grafik gemäß 11 dargestellt. Die 12 bis 15 zeigen die Geräuschspektrumsanalysen.
[Rückschlüsse aus den Geräuschmessungen]
Die Geräuschmessungen lassen folgende Schlüsse zu.

(1) In Bezug auf den Getriebemotor (a) zeigte der zahnradgetriebene Getriebemotor (b) vom Typ mit vortriebsgeteilten Wellen höhere Geräusche. Dies liegt wohl daran, dass letzterer, weil er zum Typ mit vortriebsgeteilten Wellen gehört, die gemeinsame Übertragung von Vibrationen durch seine vortriebsgeteilten Wellen zulässt und hierdurch insgesamt zu Resonanzerscheinungen führt.
(2) Durch Vergleich zwischen den mit vortriebgeteilten Wellen laufenden Typen stellte sich heraus, dass die Testeinheit (c), bei der das vortriebsgeteilte Übersetzungssystem durch die Reibrollen ersetzt wurde, geringere Geräusche aufwies als die Testeinheit (b). Dies scheint daran zu liegen, dass die Kontaktflächen der Reibrollen in zu erwartender Weise ihrer Funktion zur Vibrationsabsorption gerecht wurden. Dieser Reibrollentypus unterschied sich jedoch nur wenig von der Testeinheit (a). Dies zeigt, dass die einfache Anwendung von Reibrollen nicht immer den erwünschten Geräuschreduzierungseffekt liefert.
(3) Es zeigt sich, dass der Getriebemotor (d), welcher in der vorgelagerten Stufe ein Planetenzahnradgetriebe aufweist im Vergleich mit den Testeinheiten (a) bis (c) einen bemerkenswert hohen Geräuschpegel aufweist. Dies scheint daran zu liegen, dass das Planetenzahnradgetriebe selbst eine Zahl eine Zahneingriffspositionen aufweist und diese Vibrationen erzeugen, welche den gesamten Geräuschpegel anwachsen lassen. Dies zeigt wiederum, dass lediglich durch Dazwischenschalten einer einfachen Planetenrollen-Untersetzungseinheit kein Geräuschreduzierungseffekt erzielbar ist und möglicherweise sogar zu einem Anwachsen des Geräuschpegels führt.
(4) Im Gegensatz dazu ist klar ersichtlich, dass die Getriebemotoren vom Typ (e) und (f), welche als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, eine beträchtliche Geräuschreduzierung im Vergleich zu den anderen Testeinheiten ermöglichen. Der hauptsächliche Grund dafür scheint darin zu liegen, dass die einfachen Planetenrollen-Typen an Stelle von Zahnrädern die Reibrollen einsetzen. Mit anderen Worten: Der Getriebemotor vom Typ Planetenzahnradgetriebe (d) besaß in Folge seines Aufbaus als Planetengetriebe unvermeidlich eine größere Zahl an Zahneingriffsstellen unter seinen Zahnrädern und erzeugte hierdurch extrem höhere Geräusche. Andererseits ist festzuhalten, dass die Getriebemotoren vom Typ (e) und (f) die Zahnräder durch die Reibrollen ersetzten und deshalb eine Zahl von Reibkontaktflächen sicherstellten, welche die Geräuschabsorptionsfunktion verstärkten und hierdurch eine Reduzierung des Gesamtgeräusches ermöglichten.
(5) Was nun für den Unterschied zwischen der Testeinheit (c) und den Testeinheiten (e), (f) verantwortlich zu sein scheint ist folgendes: Während die Testeinheit (c) mit vortriebsgeteilten Rollen so viele Reibkontaktflächen sichern konnte, wie bei den Testeinheiten (e) und (f), trugen diese bei Kontaktflächen eher zur Aufnahme von Vibrationen von den vortriebsgeteilten Wellen bei (wie zuvor beschrieben) und verhinderten damit die Verwirklichung des ihnen eigenen Reduzierungseffekts für hohe Geräusche. Im Gegensatz hierzu scheint es, dass die Testeinheiten (e) und (f), aufgrund ihrer Ausbildung als einfaches Planetengetriebe, keine Möglichkeit hatten, unnötige Vibrationen aufzunehmen und auf diese Weise zu einer Reduzierung der Geräusche beitragen konnten.
(6) Änderte man die Auflager vom Fundament mit leichtem Gewicht zu den Richtplatten, dann trat bei der Testeinheit (a) eine signifikante Veränderung auf, während bei den Testeinheiten (e) und (f) keine große Veränderung im Geräuschpegel zu verzeichnen war. Diese Tatsache ermöglicht die folgende Erklärung. Der Getriebemotor in Form der Testeinheit (a) hat für sich bereits ein beträchtliches Ausmaß an Vibrationen und wenn dieser Getriebemotor auf einem Fundament mit leichtem Gewicht gelagert wird, dann wird dieses Fundament von dem Getriebemotor zu Vibrationen angeregt, was zu einer höheren Geräuschbelastung (durch Resonanz) führt. Wird dieser Getriebemotor dagegen auf einen daran angepassten Fundament, welches im Bezug auf die Steifigkeit extrem robust ist, wie beispielsweise eine Richtplatte montiert, dann werden diese Vibrationen aufgrund dieser Lagerung unterdrückt, was zu einer Reduzierung der Geräusche führt. Die Getriebemotoren nach den Testeinheiten (e) und (f) unterliegen ihrerseits in Bezug auf den Vibrationspegel einer gewissen Kontrolle und es macht deshalb wenig aus, wie diese installiert sind oder wie das daran angepasste Fundament für die Installation ausgebildet ist. Auf jeden Fall (unabhängig davon, ob die zuvor beschriebene Begründung nunmehr korrekt ist oder nicht), ist es zumindest ersichtlich, dass der Vibrationsreduzierungseffekt für die Getriebemotoren (e) und (f) der vorliegenden Erfindung in dem Ausmaß Bestand haben, dass unterschiedliche Installationsmethoden lediglich geringere Unterschiede im Geräuschpegel nach sich ziehen. Im Hinblick darauf, dass ein Getriebemotor dieser Art in Wirklichkeit auf einem daran angepassten Fundament gelagert werden muss, ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn es „unabhängig vom jeweiligen Fundament einen geringen Geräuschpegel aufweist".
(7) Aus den Geräuschspektren lässt sich des weiteren erkennen, dass die Getriebemotoren (e) und (f) im Vergleich mit den anderen Getriebemotoren (a) bis (d) nahezu über die gesamten Frequenzbereiche einen wesentlich reduzierten Geräuschpegel aufwiesen. Daraus kann man schließen, dass große Reduzierungen sowohl im Bezug auf die Geräusche, welches bei höheren Frequenzen leicht festzustellen ist, als auch in Bezug auf Vibrationen, welches bei geringen Frequenzen leicht festzustellen ist, erzielbar sind. Nachfolgend sind bestimmte Variationen bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Jedes der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele befasst sich mit dem Fall, bei dem das Verbindungsgehäuse 153, 353 einen Teil des Gehäuses 151, 351 des Untersetzungsgetriebes 102, 302 und einen Teil des Gehäuses 155, 355 des Motors 103, 303 umfasst, so dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202, 402, welche als Reibgetriebe 104, 304 dient, innerhalb des Verbindungsgehäuses 153, 353 angeordnet ist und hierdurch die Einheit als Getriebemotor sicher stellt. Beabsichtigt man jedoch eine weitere „Geräuschverminderung", dann können die Gehäuse des Untersetzungsgetriebes, des Reibgetriebes und des Motors mit Absicht voneinander getrennt werden, um hierdurch Vibrationen abzublocken, welche über diese Einheiten durch die Gehäuse übertragen werden.
In diesem Fall können Vibrationsabsorptionsmittel, wie beispielsweise Gummi, in die Kopplungsabschnitte der Gehäuse eingesetzt werden, wodurch sich eine weitere Blockade gegen eine Vibrationsübertragung erzielen lässt.
Um eine weitere nach außen gerichtete Vibrationsübertragung durch die Gehäuse zu verhindern ist es auch von Vorteil, dass die direkte Befestigung zwischen der Ringrolle 213, 413 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202, 402 und dem Verbindungsgehäuse 153, 353 aufgegeben wird und zwischen diesen beiden Baugruppen Vibrationsabsorptionsmittel oder ein Zwischenraum vorgesehen sind.
Führt man das so durch, dann können die drei Einheiten, nämlich das Untersetzungsgetriebe, das Reibgetriebe und der Motor im Bezug auf die Kraftübertragungspfade sowie im Hinblick auf die Gehäuse voneinander isoliert werden. Dies unterdrückt insbesondere Gehäusevibrationen, was zu einer Verbesserung des Effekts führt, Resonanz mit dem angepassten Fundament sowie den Einheiten untereinander zu verhindern. Werden die drei Gehäuse in diesem Zusammenhang voneinander getrennt, dann werden die Stützlager des Getriebemotors, die zu seiner externen Installation benutzt werden, vorzugsweise auf dem Gehäuse des Reibgetriebes angeordnet, das die einfache Planetenrollen-Einrichtung umfasst, um die Funktion der Vibrationsabsorption zur Anwendung kommen zu lassen. Der derart installierte Getriebemotor kann für eine zusätzliche Unterdrückung der Vibrationsübertragung auf das daran angepasste Fundament beitragen, was eine weitere Reduzierung des Geräuschpegels ermöglicht. Die zuvor beschriebene Ausführungsbeispiele haben sich mit dem Fall befasst, bei dem die Sonnenrolle 211, 411 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202, 402 das Eingangselement bildeten, die Planetenträger 215, 415, welche die Planetenrollen 212, 412 abstützen, die Ausgangselemente und die Ringrollen 213, 413 die Fix- oder Festelemente bilden. Die Eingangs-, Ausgangs- und Fixelemente ermöglichen jedoch die in 16 dargestellten sechs Kombinationen, von denen jede, falls gewünscht, ausgewählt werden kann. Diese Eingangs-, Ausgangs-, Fixelementkombinationen lassen sich mit unterschiedlichen Rollendurchmessern kombinieren, wodurch eine Vielzahl an Antriebseinrichtungen mit einer großen Vielzahl an Untersetzungsverhältnissen und Funktionen erzielbar sind.
In Folge seines Aufbaus besteht ein reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff aus besonderen Bauteilen. Hält man eine Vielzahl solcher unterschiedlicher Bauteile stets auf Lager, dann führt dies zu höheren Lagerkosten, was eines der großen fabrikseitigen Probleme darstellt. Ein Reibgetriebe lässt sich dagegen bezüglich seines Geschwindigkeitsveränderungsverhältnisses durch Veränderung der Durchmesser der Reibrollen sehr leicht modifizieren. Zusätzlich kann ein Reibgetriebe ein extrem breites Spektrum an Variationen in Bezug auf das Geschwindigkeitsveränderungsverhältnis sicherstellen, einschließlich einer Übersetzung ins Schnelle, indem die Eingangs-, Ausgangs-Fixelementkombinationen verändert werden. Da jede der Reibrollen auch eine kontinuierliche Veränderung in ihrem Durchmesser zulässt, ist solch ein Reibgetriebe im Bezug auf eine noch präzisere Einstellung des Geschwindigkeitsveränderungsverhältnisses wesentlich vielseitiger einsetzbar. Das Reibgetriebe kann demzufolge eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen bereit stellen und hierdurch den variablen Einsatz der gesamten Antriebeinrichtung sicherstellen (selbst wenn man das identische reversierende Planetengetriebe mit Inneneingriff und/oder den selben Motor verwendet). Damit besitzt das Reibgetriebe einen besonders großen Vorteil bei der Entwicklung unterschiedlicher Antriebseinrichtungen.
Obgleich es zu einigen Wiederholungen kommt, folgt nunmehr eine ausführliche Beschreibung der zuvor erwähnten Gerätschaften im Bezug auf die Anordnung und den Zusammenbau der ersten Untersetzungseinrichtung (dem Reibgetriebe) 104. Diese Gerätschaften sind besonders effizient in Bezug auf Anwendung der vorliegenden Erfindung, minimieren jedoch die Veränderungen gegenüber den herkömmlichen Antriebseinrichtungen.
Nimmt man erneut auf die 1 Bezug, dann ist das Trägerelement 123, welches näher am Motor 103 liegt, von ringförmiger Gestalt und besitzt die Mittenbohrung 123a. Innerhalb dieser Mittenbohrung 123a liegt das eine Ende 111a der ersten Welle 111. Das andere Trägerelement 124 ist als integraler Bestandteil der Basis der zweiten Welle 112 ausgebildet und besitzt die Aussparung 124a, in welche das andere Ende 111b der ersten Welle 111 eingesetzt ist. Die erste Welle 111 ist mittels des Lagers 133 in der Mittenbohrung 123a des Trägerelements 123 drehbar gelagert, während das Lager 134 in der Nähe der Aussparung 124a des anderen Trägerelements 124 eingesetzt ist.
Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist besitzt die erste Untersetzungseinrichtung 104 eine einfache Planetenrollen-Einrichtung, welche die Sonnenrolle 211, die Planetenrollen 212, die Ringrolle 213 und den Planetenträger 215 umfasst. Die Sonnenrolle 211 soll mit der Antriebswelle 161 (der Motorwelle) des Motors 103 gekoppelt werden. Die Planetenrollen 212 stehen in Rollberührung mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 211. Die Planetenrollen 212 stehen des weiteren in Innenkontakt mit der Ringrolle 213. Der Planetenträger 215 leitet die Drehbewegungsanteile der Planetenrollen 212 ab und überträgt diese an die erste Welle 111 der zweiten Untersetzungseinrichtung 102 (des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff). Der Außendurchmesser der Ringrolle 213 dieser ersten Untersetzungseinrichtung 104 befindet sich innerhalb des Außendurchmessers des Lagers 131, welches von den beiden Trägerelementen 123 und 124 der zweiten Untersetzungseinrichtung 102 (nämlich dem Trägerelement 123) das Trägerelement abstützt, welches näher am Motor 103 liegt. Die Ringrolle 213 ist innerhalb des Gehäuses 151 (genauer gesagt innerhalb des Verbindungsgehäuses 153) angeordnet und zwar in dem Raum auf der motorseitigen Seite des Lagers 131.
Der Innendurchmesser D3 der Ringrolle 213 ist etwas geringer als die Summe des zweifachen Wertes des Durchmessers D2 der zuvor erwähnten Planetenrollen 212 und des Durchmessers D1 der Sonnenrolle 211. Sind die Planetenrollen 212 und die Sonnenrolle 211 innerhalb der Ringrolle 213 angeordnet, dann unterliegt die Ringrolle 213 einer gewissen elastischen Deformation in Richtung radial nach außen. Durch die bei dieser Deformation auftretenden Spannungen ergibt sich ein gewisser Pressdruck auf die Kontaktflächen innerhalb der jeweiligen Reibrollen 211, 212 und 213, wodurch Reibkräfte entstehen.
Die Ringrolle 213 ist mittels Bolzen 252 fest mit dem Verbindungsgehäuse 153 verbunden und bildet dabei das Fix- oder Festelement der einfachen Planetenrollen-Einrichtung. Die Sonnenrolle 211 bildet dabei das Eingangselement und der Planetenträger 215, welcher die Planetenrollen 212 abstützt, das Ausgangselement. Um die Einwirkung radialer äußerer Drücke auf die Ringrolle 213 zu vermeiden, ist der Außendurchmesser der Ringrolle 213 geringer ausgeführt als der Bohrungsdurchmesser des Verbindungsgehäuses 153.
Der Planetenträger 215, welcher zur Entnahme der Umdrehungen der Planetenrollen 212 dient, weist einen hohlzylindrischen Ausgangswellenabschnitt 216 auf, der in Richtung des Untersetzungsgetriebes 102 ragt, wobei der Käfigabschnitt (das Käfig) 217 einen integralen Teil mit der Basis des Ausgangswellenabschnitts 216 bildet. Die innere Keilnut 218 ist auf der inneren Umlauffläche des Ausgangswellenabschnitts 216 ausgebildet. Diese innere Keilnut 218 steht im Eingriff mit der äußeren Keilnut, die auf dem Wellenendabschnitt der ersten Welle 111 der zweiten Untersetzungseinrichtung 202 (siehe 1) ausgebildet ist und führt mit diesem zusammen Drehbewegungen durch.
Der Käfigabschnitt 217 besitzt vier axial abstehende Vorsprünge 217a bis 217d, welche zwischen die vier Planetenrollen 212 eingesetzt werden sollen. Jeder dieser Vorsprünge 217a bis 217d ist mit konkaven Bogenflächen 219 versehen, welche die selbe Krümmung wie die Außenflächen der Planetenrollen 212 besitzen.
Der Käfigabschnitt 217 bringt die konkaven Bogenflächen 219 in Kontakt mit den Planetenrollen 212 und hält die jeweiligen Planetenrollen 212 in gleichmäßigen über die Umfangsrichtung verteilten Stellungen und zwar im Abstand von 90 Grad. Der Planetenträger 215, der mit diesem Käfigabschnitt 217 ausgestattet ist, dient damit zur drehbaren Lagerung der Planetenrollen 212 und zur Ableitung der Drehbewegungsanteile dieser Planetenrollen 212.
An beiden Endflächen der Ringrolle 213 sind die ringförmigen Seitenplatten 221 angeordnet. Durch diese Seitenplatten wird die Kontaktfläche der Ringrolle 213 mit den Planetenrollen 212 über den ganzen Umfang verteilt von außen abgeschirmt. Dieser abgeschirmte Raum ist auch von innen heraus abgeschirmt und zwar durch die äußeren Abmessungen des Käfigabschnitts 217, so dass Traktionsschmiermittel, dessen Preis höher ist als Zahnradschmiermittel, in diesem abgeschirmten Raum eingebracht werden kann. Aufgabe dieses Traktionsschmiermittels ist es, Reibkräfte aufrecht zu erhalten, nicht jedoch Reibung zu reduzieren.
Die Trennplatte 222 ist ebenfalls am Ende der Sonnenrolle 211 angeordnet, um den die Sonnenrolle 211 aufnehmenden Raum vom Innenraum des Ausgangswellenabschnitts 216 zu trennen.
Es ist zu beachten, dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung für die erste Untersetzungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf den zuvor beschriebenen Käfigabschnitt beschränkt ist. Es kann sich auch um einen Aufbau mit Stiften handeln, bei denen der Planetenträger 215 axial nach außen abstehende Stifte besitzt, so dass die runden Planetenrollen 212 mittels der Stifte drehbar gelagert werden.
Bei der ersten Untersetzungseinrichtung 104 treibt der Motor 103 die Sonnenrolle 211 an, was die Planetenrollen 212 veranlasst, sich um die Sonnenrolle 211 zu drehen. Da sie zwischen der Ringrolle 213 und der Sonnenrolle 212 eingelagert sind, rollen die Planetenrollen 212 über den inneren Umfang der Ringrolle 213 ab, während sie sich um die Sonnenrolle 211 herumdrehen. Mit anderen Worten: Die Planetenrollen 212 führen ihre eigenen Drehungen durch, während sie sich um die Sonnenrolle 211 herum drehen. Die Drehbewegungen der Planetenrollen 212 werden über den Planetenträger 215 und über den Käfigabschnitt 217 abgeleitet und an die erste Welle der zweiten Untersetzungseinrichtung 102 bei einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis übertragen. Der Planetenträger 215 und die erste Welle der zweiten Untersetzungseinrichtung 102 lassen sich im übrigen auch miteinander integrieren.
Wie zuvor beschrieben werden die Drehbewegungen übertragen durch die zweite Untersetzungseinrichtung 102 des reversierenden Planetengetriebes mit Inneneingriff bei einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis und können an der zweiten Welle 112 abgegriffen werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sich auf die Tatsache konzentriert, dass die Ringrolle 213 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung den selben Ringaufbau besitzt wie das Lager 131 und dabei herausgefunden, dass eine kleine Veränderung des Innenaufbaus des Gehäuses 151 den Einbau der ersten Untersetzungseinrichtung 104 an sinnvollen Positionen in der Nähe des Lagers 131 zulässt. Im Hinblick auf diese Idee wird der Außendurchmesser der Ringrolle 213 innerhalb des Umfangs des Lagers 131 vorgesehen, um das Trägerelement 123 der zweiten Untersetzungseinrichtung 102 abzustützen. Dies ermöglicht, dass die Ringrolle 213 auf der Seite der Ringrolle 213 konzentrisch angeordnet werden kann, die auf der dem Motor 103 näher liegenden Seite liegt.
Daraus folgt, dass die erststufige Untersetzungseinrichtung, zieht man ihren einfachen Planetenaufbau in Betracht, höhere Untersetzungsverhältnisse (höhere Ausgangsleistungen) ermöglicht, während die Antriebseinrichtung 101 bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb von ungefähr 5% in axialer Ausdehnung im Vergleich zu einer Antriebseinrichtung, welche lediglich aus dem Motor 103 und der zweiten Untersetzungseinrichtung 101 besteht, kontrollierbar ist. Die sich an sich widersprechenden Forderungen nach höheren Untersetzungsverhältnissen und kompakteren Ausgestaltungen lassen sich somit in sinnvoller Weise gleichzeitig einhalten, was bisher als schwierig erachtet wurde. Dies reduziert auch die Herstellkosten im großen Maße, wenn man diese mit den herkömmlichen Kosten vergleicht.
Die erste Untersetzungseinrichtung 104 wendet die einfache Planetenrollen-Einrichtung als Reibgetriebe an, bei dem die Drehkraft mittels Reibkräften, die zwischen den Reibrollen 211, 212 und 213 entstehen, übertragen wird. Die erste Untersetzungseinrichtung 104 ist demnach leiser, als dies bei einer Einrichtung mit Zahnrädern möglich ist. Trotz seiner zweistufigen Untersetzung mit einer kombinierten ersten und zweiten Untersetzungseinrichtung 104 und 102 führt die Antriebseinrichtung 101 nicht zu einem Problem bezüglich des Anwachsens der Geräusche, sondern trägt zu einer Geräuschminderung bei, die, wie zuvor beschrieben, jegliche Erwartungen übertrifft. Insbesondere nimmt die Antriebseinrichtung sowohl die erste als auch die zweite Untersetzungseinrichtung 104 und 102 im selben Innenraum innerhalb seines Gehäuses 151 auf. Dies verhindert ein gegenseitiges Einwirken der beiden eigenständigen Resonanzerscheinungen in den beiden Räumen und damit die Erzeugung neuer Resonanzerscheinungen, wodurch ein weiteres Anwachsen im Geräuschpegel vermieden wird.
Unter Hinweis auf die 17(A) bis 17(C) wird nunmehr die Vorgehensweise beim Zusammenbau (der Herstellung) der Antriebseinrichtung 101 beschrieben.
17(A) ist zu entnehmen, dass das Gehäuse 151 (genauer gesagt, das Verbindungsgehäuse 153, welches dieses umfasst) anfänglich an dem Motor 103 angeflanscht wird. Mit anderen Worten: Der Motor 103, der in einer vorgelagerten Stufe zusammen gebaut und modular gestaltet wurde, wird mit dem Gehäuse 151 verbunden.
17(B) ist zu entnehmen dass dann die erste Untersetzungseinrichtung 104 in Form der einfachen Planetenrollen-Einrichtung auf der dem Motor abgekehrten Seite (der gegenüberliegenden Seite) im Gehäuse 151 (dem Verbindungsgehäuse 153) gelagert wird, an dem der Motor 103 bereits befestigt ist. Diese erste Untersetzungseinrichtung wurde in einer vorgeschalteten Verfahrensstufe zusammen gebaut und zwar durch Einschrumpfverbindung der Sonnenrolle 211, der Planetenrollen 212 und der Ringrolle 213 und durch darauf folgendes Einsetzen des Käfigabschnitts 217 des Planetenträger 215 in diese Einrichtung. Die gesamte Einheit muss demzufolge lediglich in das Gehäuse 151 eingesetzt werden, ehe die Ringrolle 213 mittels der Bolzen 252 damit befestigt wird.
Die erste Untersetzungseinrichtung 104 lässt sich leicht einsetzen, weil die Sonnenrolle 211 und die Antriebswelle 161 in Schwimmverbindung miteinander stehen (Keilwellenaufbau) und in radialer Richtung Spiel zulassen.
Daraufhin wird, gemäß 17(C) die zweite Untersetzungseinrichtung 102, die als reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff ausgestaltet ist, im Gehäuse 151 gelagert, in das bereits die erste Untersetzungseinrichtung 104 eingebaut hat. Diese zweite Untersetzungseinrichtung 102 (mit Ausnahme des Innenrades 120) kann in einer vorgelagerten Stufe nahezu vollständig zu einer Einheit (einem Modul) zusammengebaut werden und muss demzufolge nur noch in das Gehäuse 151 eingefügt werden. Übrigens wird das Innenrad 120 (und das zentrale Gehäuse 152, welches dieses umfasst) vorzugsweise mit dem Verbindungsgehäuse 153 vorab verbunden.
Im Anschluss daran wird das Vordergehäuse 154 zur Vollendung der Antriebseinrichtung 101 montiert. Gemäß dieser Vorgehensweise können die Einheiten, welche ein hohen modularen Aufbau besitzen, nämlich der Motor 103, die erste Untersetzungseinrichtung 104 und die zweite Untersetzungseinrichtung 102 unter Einsatz des Gehäuses 151 (des Verbindungsgehäuses 153) schnell miteinander kombiniert werden. Dieser Vorteil wird der Tatsache zugeschrieben, dass der Außendurchmesser der ersten Untersetzungseinrichtung 104 (der Außendurchmesser der Ringrolle 213) kleiner ist als der Außendurchmesser des Lagers 131 in der zweiten Untersetzungseinrichtung 102, so dass die Einheiten im gleichen Innenraum untergebracht werden können.
Des weiteren ist zu beachten, dass die erste und die zweite Untersetzungseinrichtung 104 und 102, welche beide einen Aufbau mit koaxialer Kraftübertragung aufweisen, im Bezug auf die Zentralachse der Antriebswelle 161 des zuerst gelagerten Motors 103 gelagert werden können. Dies erleichtert die zentrale Ausrichtung und verbessert damit die beim Zusammenbau erzielbare Präzision und Geschwindigkeit im großem Maße.
Als Ergebnis zeigt sich, dass der von einer Arbeitsperson aufzubringende Aufwand für den Zusammenbau weitgehend vereinfacht werden kann und das sich die Herstellkosten damit auch reduzieren lassen.
Die vorerwähnten Ausführungsformen befassen sich mit den Fällen, bei denen die zweite Untersetzungseinrichtung dieser Antriebseinrichtung als reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff ausgebildet ist. Im Hinblick auf das ihr eigene Grundkonzept ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt auf die zuvor erwähnte Struktur. Mit anderen Worten: Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar mit jeder beliebigen zweiten Untersetzungseinrichtung, solange diese einen Aufbau mit Trägerelement-Übertragung besitzt und ein mit der ersten Untersetzungseinrichtung gekoppeltes Geschwindigkeitsreduzierelement und zwei Trägerelemente aufweist, die im Gehäuse mittels Lagern zur Ableitung der Drehleistung der Untersetzungseinrichtung gelagert sind.
Schließlich wird unter Bezug auf die Ausführungsform gemäß den 18 bis 20 im einzelnen der Aufbau zur Lagerung des Reibgetriebes 104 unter Verwendung der „Referenzanlagefläche" (und von Details des Schwimmverbindungsaufbaus) beschrieben. Übrigens enthält diese Ausführungsform ganz allgemein eine Zahl von Komponenten, die auch dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 zu eigen sind. Vergleichbare Komponenten werden demgemäß mit Bezugszahlen bezeichnet, die in ihren beiden letzten Ziffern identisch sind und Wiederholungen sollen vermieden werden.
Diese einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 ist in einer tief gebohrten Aussparung 251 gelagert, welcher in der Innenfläche eines Verbindungsgehäuses 153 auf der dem Untersetzungsgetriebe 102 näher liegenden Seite ausgebildet ist. Hierbei ist der Innendurchmesser dieser Aussparung 251 kleiner gewählt als der Durchmesser eines Abschnitts 253 zur Aufnahme eines Lagers 131 wodurch der Unterschied im Innendurchmesser zu einer Schulter 260 am Verbindungsgehäuse 153 führt. Eine Endfläche des Lagers 131 liegt an dieser Schulter 260 an und legt hierdurch die Zentralachse L des Lagers 131 in ihrer Ausrichtung fest.
Den 19 und 20 ist zu entnehmen, dass die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 Reibrollen besitzt, die aus einer Sonnenrolle 211, einer Mehrzahl (vier in diesem Beispiel) an Planetenrollen 212 und einer Ringrolle 213 bestehen. Die Sonnenrolle 211 besitzt einen Keilwellenabschnitt 214. Die Planetenrollen 212 sind hohlzylindrisch ausgebildet und stehen im Rollkontakt mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 211. Die Ringrolle 213 hat einen Innendurchmesser D3, welcher etwas kleiner ist als die Summe des Durchmessers D1 der Sonnenrolle 211 und des zweifachen Wertes des Durchmessers D2 der zuvor erwähnten Planetenrollen 212. Innerhalb der Ringrolle 213 sind die Planetenrollen 212 im Inneneingriff mit diesem angeordnet.
Wiederum bildet die Ringrolle 213 das Fix- oder Festelement der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202. Die Sonnenrolle 211 bildet das Eingangselement und ein Planetenträger 215, der die Planetenrollen 212 abstützt, das Ausgangselement.
Am Fuß der Aussparung 251 des Verbindungsgehäuses 153 ist eine Referenzanlagefläche 261 ausgebildet, welche sich senkrecht zur Richtung der Drehachsen/Umlaufachsen der Sonnenrolle 211, der Planetenrolle 212 und der Ringrolle 213 (die Richtung der Zentralachse L) erstreckt. Die Ringrolle 213 wird gegen die Referenzanlagefläche 261 gedrückt und hierdurch mit dem Verbindungsgehäuse 153 fest verbunden. Was die Mittel zum Andrücken der Ringrolle 213 gegen die Referenzanlagefläche 261 bei diesem Ausführungsbeispiel anbelangt, so ist die Ringrolle 213 mit Bolzenlöchern 262 versehen, welche sich in Richtung der Drehachse (der Richtung der Zentralachse L) hindurch erstrecken. Die Ringrolle 213 wird mit der Referenzanlagefläche 261 fest verbunden, indem man Bolzen 252 durch die Bolzenlöcher 262 einführt und mit den in der Referenzanlagefläche 261 ausgebildeten Gewindelöchern verschraubt.
Die vorliegende Erfindung kann übrigens auch jede andere beliebige Anpressmethode als die zuvor beschriebene zum Einsatz bringen.
Der Innendurchmesser der Aussparung 251 ist etwas größer gewählt als der Außendurchmesser der Ringrolle 213. Der Innendurchmesser der Bolzenlöcher 262 ist dabei größer gewählt, als der Außendurchmesser der Bolzen 252. Das führt dazu, dass die Ringrolle 213 und die Bolzen 252 sowohl mit der Aussparung 251 als auch den Bolzenlöchern 262 mit Spiel verbunden sind. Die Ringrolle 213 lässt sich innerhalb des vorhandenen Spielraums verschieben, ehe die Bolzen 252 vollständig festgeschraubt sind. Dies führt dazu, dass die Ringrolle 213 (die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202) in ihrer axialen Position innerhalb der Referenzanlagefläche 261 einstellbar ist.
19 ist zu entnehmen, dass der Planetenträger 215 zur Ableitung der Drehbewegungen der Planetenrollen 212 einen kreisförmigen Flanschabschnitt 215A, einem Ausgangswellenabschnitt 216 in der Ausbildung als Hohlzylinder und vier Stifte 217 aufweist. Der Ausgangswellenabschnitt 216 erstreckt sich vom Flanschabschnitt 215A in Richtung des Untersetzungsgetriebes 102. Die Stifte 217 sind an ihrer Basis mit dem kreisförmigen Flanschabschnitt 415a fest verbunden und ragen an ihren anderen Enden in Richtung des Motors 103. Zylindrische Innenrollen 264 sind auf diesen Stiften 217 angeordnet, so dass sie gleitende Drehbewegungen zulassen.
Jede der Planetenrollen 212 besitzt eine Mittenbohrung 212A, welche in Achsrichtung ausgebildet ist. In Folge der Mittenbohrungen 212A und durch die Einschaltung der Innenrollen 264 werden die Planetenrollen 212 am äußeren Umfang der jeweiligen Stifte 217 drehbar befestigt, so dass die Planetenrollen 212 in zueinander gleichmäßigen Abständen gehalten werden. In diesem Stadium ist die äußere Umfangsfläche eines jeden Planetenrollers 212 in Berührung mit der inneren Umfangsfläche der Ringrolle 213 und mit der äußeren Umfangsfläche der Sonnenrolle 211. Der Planetenträger 215, welcher mit den Stiften 217 versehen ist, dient demzufolge zur Aufrechterhaltung des Abstandes der Planetenrollen 212 untereinander und zur Weiterleitung der Drehbewegungsanteile der Planetenrollen 212.
Die Innenrollen 264 führen Drehbewegungen durch, während sie an den Kontaktflächen mit der äußeren Umfangsfläche der Stifte 217 und mit den Mittenbohrungen 212A eine Gleitbewegung durchführen, um hierdurch den Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen den Stiften 217 und den Planetenrollen 212 aufzufangen. Mit anderen Worten: Die Drehbewegungen der zylindrischen Innenrollen 264 sind größer als die Drehgeschwindigkeit (die Umlaufgeschwindigkeit) der Stifte 217 und geringer als die Drehgeschwindigkeit der Planetenrollen 212. Dies ermöglicht die jeweiligen Kontaktflächen mit einer geringeren Geschwindigkeit zu gleiten als die tatsächliche Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Stiften 217 und den Planetenrollen 212 beträgt. Dies führt dazu, dass sich die Reibungshitzeentwicklung, der Reibungswiderstand und der Gleichen reduzieren lassen.
Zu beiden Seiten der Planetenrollen 212 sind kreisförmige Abstandshalter 221A und 221B vorgesehen.
Der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215 weist des weiteren eine trägerseitige, in seiner axialen Stellung ausgebildete Wellenaufnahme 265 auf. In diese trägerseitige Wellenaufnahme 265 lässt sich eine erste Welle 111 derart einsetzen, dass der Planetenträger 215 in Rotationsrichtung die erste Welle 111 berührt und somit gemeinsame Drehbewegungen ermöglicht. Diese trägerseitige Wellenaufnahme 265 besitzt insbesondere eine innere Keilwellenstruktur, um eine Schwimmverbindung mit der ersten Welle 111 in Rotationsrichtung aufzubauen, dabei jedoch in radialer Richtung einen konstanten Freiraum (Spiel) sicher zu stellen.
Die Sonnenrolle 211 besitzt eine sonnenseitige Wellenaufnahme 266, die in ihrer Achsposition ausgebildet ist. Eine Motorwelle 161 des Motors 103 kann in diese sonnenrollenseitige Wellenaufnahme 266 derart eingesetzt werden, dass die Sonnenrolle 211 in Drehrichtung die Motorwelle 161 berührt und hierdurch gemeinsame Drehungen durchführen lässt. Diese sonnenrollenseitige Wellenaufnahme 266 besitzt insbesondere eine innere Keilwellenstruktur, um eine Schwimmverbindung mit der Motorwelle 161 in Rotationsrichtung aufzubauen, dabei jedoch einen konstanten radialen Freiraum (Spiel) zuzulassen.
Das gesamte Reibgetriebe 104, welches die sonnenrollenseitige Wellenaufnahme 266 in der Sonnenrolle 211 und die trägerseitige Wellenaufnahme 265 im Planetenträger 215 besitzt, bildet somit einen sogenannten Wellenkopplungsaufbau.
Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird beispielsweise in der nachfolgendes Weise zusammen gebaut. Zunächst werden die Planetenrollen 212 am äußeren Umfang der Stifte 217 des Planetenträgers 215 unter Einschluss der zylindrischen Innenrollen 264 befestigt. Darauf werden die derart gelagerten Planetenrollen 212 in Außenkontakt mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle 211 gebracht. In diesem Stadium wird die Ringrolle 213 erhitzt und dehnt sich dabei aus und die Planetenrollen 212, welche vom Planetenträger 215 gehalten werden, werden in die Bohrung der Ringrolle 213 eingesetzt. Bei der nachfolgenden Abkühlung wird die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 komplettiert, bei der die Ringrolle 213 und die Planetenrollen 212, wie auch die Planetenrollen 212 und die Sonnenrolle 211, im gegenseitigen Kontakt miteinander stehen und zwar mit einem vorgegebenen Kontaktdruck.
Bei einer Lagerung in einem Gehäuse wird die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202, wie zuvor erwähnt, auf der Referenzanlagefläche 261 gelagert. Dieser Vorgang der Lagerung wird zu einem Zeitpunkt durchgeführt, bei dem der Motor 103 bereits in einem vorhergehenden Schritt im Gehäuse 153 installiert worden ist. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird in die Aussparung 251 eingeführt, wodurch die Motorwelle 161 in die sonnenrollenseitige Wellenaufnahme 266 eingesetzt wird. Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 wird innerhalb der Referenzanlagefläche 261 verschoben, damit die jeweiligen Achsen der sonnenrollenseitigen Wellenaufnahme 266 und der Motorwelle 161 zusammen fallen. Nachdem diese Anpassung abgeschlossen ist und zwischen der sonnenrollenseitigen Wellenaufnahme 266 und der Motorwelle 161 in Umfangsrichtung ein konstanter Freiraum (Spiel) besteht, wird die Ringrolle 213 mittels der Bolzen 252 befestigt. Im Anschluss daran wird das Untersetzungsgetriebe 102 in einer Weise befestigt, dass der Ausgangswellenabschnitt 216 des Planetenträgers 215 der einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 innerhalb einer Mittenbohrung 123a des Trägerelements 123 des Untersetzungsgetriebes 102 zum liegen kommt. Dies vervollständigt den Aufbau eines Getriebemotors 101.
Die Ringrolle 213 dieser einfachen Planetenrollen-Einrichtung 202 ist fest mit dem Verbindungsgehäuse 153 verbunden. Anders als bei herkömmlichen Kupplungen, wie sie zum Beispiel in den 22 und 23 dargestellt sind, die einfach auf Wellen aufgesetzt werden, um ihre eigene Position zu sichern (und hierdurch von diesen Wellen abgestützt werden), kann die Ringrolle 213 einen gewissen Freiraum zwischen jeder Kraftübertragungswelle (der Motorwelle 161, der ersten Welle 111) und den dazu gehörigen Wellenaufnahmen 265, 266 ständig aufrecht erhalten. Dies stellt die Blockade und Absorption von Vibrationen und Geräuschen sicher. Da die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 in axialer Stellung einstellbar ist, lässt sich dieser Freiraum darüber hinaus in erster Linie sehr präzise einstellen. Dies wird kombiniert mit der abgesicherten Blockade und Absorption, um eine weitergehende Unterdrückung von Geräuschen und Vibrationen zu erzielen.
Bei diesem Getriebemotor 101 ist die Ringrolle 213 des weiteren mit dem Verbindungsgehäuse 153 verbunden, ohne hierbei radialen Drücken ausgesetzt zu sein, das heißt Drücken gegen die Referenzanlagefläche 261, die sich senkrecht zur Zentralachse L erstreckt. Im Vergleich zu den Fällen, bei denen die Ringrolle 213 durch Presssitz oder eine andere Methode befestigt wird, sind die Kontaktdrücke innerhalb der Reibrollen von Fluktuationen verschont. Das führt zu sauberen Drehungen/Umdrehungen der Planetenrollen 212 und der Sonnenrolle 211. Die Ringrolle 213 kann dabei in gewissem Umfang eigene Vibrationen zulassen, um dort Energieabsorption zu realisieren. Zur gleichen Zeit kann die Referenzanlagefläche, welche in Dickenausrichtung des Verbindungsgehäuses 153 ausgebildet ist und demnach eine hohe Steifigkeit in radialer Richtung besitzt, ohne weiteres die Vibrationen aufnehmen und dafür sorgen, dass diese Vibrationen auf das gesamte Gehäuse übertragen werden.
Die zuvor beschriebene Verfahrensweise der Befestigung der Ringrolle 213 ist von höchstem Vorteil in Bezug auf die Geräuschunterdrückung, wie zuvor beschrieben. Außer solch eine einfache Geräuschreduzierung zu erzielen führt diese Vorgehensweise aber auch dazu, dass man auf den Presssitzeinbau der Ringrolle 213, wie ebenfalls im vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, verzichten kann und hierdurch den Zusammenbau vereinfacht.
Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 sieht sowohl für den Planetenträger 215 als auch die Sonnenrolle 211 eine Wellenaufnahme vor und führt hierdurch zu einer „Wellenkopplungsstruktur". Diese einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 lässt sich demnach durch eine einfache Kopplung ersetzen, die bisher die Motorwelle 171 und die erste Welle 111 unmittelbar miteinander verbunden hat, um diesen Getriebemotor 101 auf einfache Weise zu realisieren (was jedoch eine kleine Änderung in den Gehäusen erforderlich macht). Die einfache Planetenrollen-Einrichtung 202 lässt sich auch in einer in axialer Richtung kompakten Konfiguration ausführen, was zu keiner großen Vergrößerung in der axialen Größe des gesamten Getriebemotors 101 führt.
Während sich die vorliegende Erfindung mit dem Fall befasst hat, bei dem die Ringrolle 213 unmittelbar an der Referenzanlagefläche 261 befestigt ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die wesentliche Funktion dieser Referenzanlagefläche besteht darin, die Position zur Festlegung der Ringrolle zu bestimmen. Die vorliegende Erfindung umfasst demnach auch solch eine Konfiguration, bei der die Ringrolle gegen die Referenzanlagefläche zu ihrer Positionierung gedrückt wird und daran anschließend durch einen anderen Abschnitt des Gehäuses fixiert wird. Mit anderen Worten: Die vorliegende Erfindung deckt im allgemeinen solche Konfigurationen ab, bei denen die Ringrolle nicht nur an ihrer äußeren Umfangsseite positioniert wird (durch Presssitz oder andere Mittel), sondern auch an ihrer Endflächenseite und derart gelagert wird, dass auf die Ringrolle radial von außen einwirkende Außenkräfte nicht unmittelbar in Richtung der Dicke des Gehäuses übertragen werden können.

Claims

Antriebseinrichtung (101, 301) umfassend ein reversierendes Planetengetriebe (102, 302) mit Inneingriff, welches ein Innenrad (120, 320) und ein Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) aufweist, das im Innenkontakt mit dem Innenrad (120, 320) steht, wobei die Drehachse des Innenrades (120, 320) innerhalb des Umfangs des Umlaufrades (115a, 115b, 315a, 315b) liegt, und eine äußere Einheit (103, 303), welche mit dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) in Verbindung gebracht werden soll, damit diesem Leistung zugeführt oder entnommen werden kann, wobei zwischen dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) und der äußeren Einheit (103, 303) ein Reibgetriebe (104, 304) vorgesehen ist, welches mehrere in gegenseitiger Berührung miteinander stehende Reibrollen besitzt, um aufgrund der zwischen der Vielzahl an Reibrollen bestehenden Reibung eine Drehkraft zwischen dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) und der äußeren Einheit (103, 303) zu übertragen; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Reibgetriebe (104, 304) um eine einfache Planetenrollen-Einrichtung (202, 402) handelt, welche die Reibrollen umfasst, mit einer Sonnenrolle (211, 411), einer Vielzahl an Planetenrollen (212, 412), die von einem Planetenträger (215, 415) gehalten werden und mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle (211, 411) in Rollberührung stehen, und eine Ringrolle (213, 413), mit dem die Vielzahl an Planetenrollen (212, 412) im internen Reibkontakt stehen, wobei entweder die Sonnenrolle, der Planetenträger oder die Ringrolle der einfachen Planetenrollen-Einrichtung als Fixelement dient, während ein anderes Element als das Eingangselement und das übrige Element als das Ausgangselement zum Einsatz kommen.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (215) der einfachen Planetenrollen-Einrichtung (202) einen die Mehrzahl der Planetenrollen (212) räumlich umfassenden Käfig (217) aufweist, mittels dessen die Planetenrollen (212) in zueinander unveränderbaren Positionen gehalten werden können.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (415) der einfachen Planetenrollen-Einrichtung (402) Stifte (417) aufweist, die sich durch den jeweiligen Mittelpunkt der Planetenrollen (412) hindurch erstrecken, um die Planetenrollen (412) in zueinander unveränderbaren Positionen zu halten.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) der einfachen Planetenrollen-Einrichtung (202, 402) fixiert ist und dass entweder der Planetenträger (215, 415), welcher die Vielzahl an Planetenrollen (212, 412) hält, oder die Sonnenrolle (211, 411) zur Eingangsseite wird, während das andere Element zur Ausgangsseite wird.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der äußeren Einheit (103, 303) um einen Motor (103, 303) handelt, welcher eingangsseitig für eine Versorgung des reversierenden Planetengetriebes (102, 302) mit einer Drehbewegung sorgt; dass das Reibgetriebe (104, 304) zwischen einer Antriebswelle (161, 361) des Motors (103, 303) und dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) angeordnet ist; und dass das reversierende Planetengetriebe (102, 302) und der Motor (103, 303) über ein Verbindungsgehäuse (153, 353) miteinander verbunden sind, wobei dieses Verbindungsgehäuse Teile der übrigen Gehäuse (151, 155, 351, 355) für diese Einheiten umfasst und das Reibgetriebe (104, 304) innerhalb des Verbindungsgehäuses (153, 353) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Kopplungsabschnitten zwischen dem Reibgetriebe (104, 304) und dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) einerseits und zwischen dem Reibgetriebe (104, 304) und der äußeren Einheit (103, 303) andererseits zumindest ein Kopplungsabschnitt einen Schwimmverbindungsaufbau aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den Kopplungsabschnitten zwischen dem Planetenträger (215, 415) des Reibgetriebes (104, 304) der Planetenrollen-Einrichtung (202, 402) und dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) einerseits und zwischen der Sonnenrolle (211, 411) und der äußeren Einheit (103, 303) andererseits zumindest der Kopplungsabschnitt zwischen dem Planetenträger (215, 415) und dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) einen Schwimmverbindungsaufbau aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schwimmverbindungsaufbau um einen Keilwellenverbindungsaufbau handelt.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse zur Aufnahme des Reibgetriebes (104, 304) eine Referenzanlagefläche (261) aufweist, welche senkrecht zur Richtung der jeweiligen Drehachse der Sonnenrolle (211, 411), der Planetenrolle (212, 412) und der Ringrolle (213, 413) ausgerichtet ist; und dass die Antriebseinrichtung (101, 301) des weiteren Fixiereinrichtungen zum fixieren der Ringrollen (213, 413) am Gehäuse und zum gleichzeitigen Anpressen dieser Ringrollen (213, 413) gegen die Referenzanlagefläche (261) aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) innerhalb der Referenzanlagefläche (261) in axialer Stellung einstellbar ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenrolle (211, 411) eine sonnenrollenseitige Aufnahmeöffnung (266) aufweist, in die eine Kraftübertragungswelle (161, 361) einer externen Einheit (103, 303) einsetzbar ist, und dass der Planetenträger (215, 415) mit einer trägerseitigen Aufnahmeöffnung (265) versehen ist, in welche eine Kraftübertragungswelle (111, 311) des reversierenden Planetengetriebes (102, 302) einsetzbar ist, wodurch das Reibgetriebe (104, 304) als Aufbau zur Wellenkopplung ausgeführt ist, die Relativdrehungen der Kraftübertragungswellen (111, 161, 311, 361) zulassen.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die sonnenrollenseitige Aufnahmeöffnung (266) oder die trägerseitige Aufnahmeöffnung (265) einen Schwimmverbindungsaufbau in Bezug auf die sich dadurch hindurch erstreckende Kraftübertragungswelle (161, 361) aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) mit einem sich dadurch in Richtung der Drehachse erstreckenden Bolzenloch (262) versehen ist, damit die Ringrolle (213, 413) mittels eines durch dieses Bolzenloch (262) eingesetzten Fixierbolzens (252, 452) bezüglich der Referenzanlagefläche (261) fixierbar und mit einer in dieser Referenzanlagefläche (261) ausgebildeten Gewindebohrung (263) verschraubbar ist; und dass das Bolzenloch (262) einen Durchmesser besitzt, der etwas größer ist als der Durchmesser des Fixierbolzens (252, 452), wodurch die Ringrolle (213, 413) in axialer Stellung innerhalb der Referenzanlagefläche (261) so lange einstellbar ist, als der Fixierbolzen (252, 452) im Bolzenloch (262) mit Spiel eingepasst ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) umfassend eine Drehwelle (214, 414), welche mit einer äußeren Einheit (103, 303) verbunden werden soll; ein reversierendes Planetengetriebe (102, 302) mit Inneneingriff, welche ein Innenrad (120, 320) und ein Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) in internem Kontakt mit dem Innenrad (120, 320) aufweist, wobei sich das Zentrum des Innenrades (120, 320) innerhalb des Umfangs des Umlaufrades (115a, 115b, 315a, 315b) befindet; und ein Reibgetriebe (104, 304), dadurch gekennzeichnet, dass das Reibgetriebe (104, 304) eine einfache Planetenrollen-Einrichtung (202, 402) umfasst, welche Reibrollen einschließlich einer Sonnenrolle (211, 411), mehrere Planetenrollen (212, 412), die von einem Planetenträger (215, 415) gehalten werden und in Rollberührung mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle (211, 411) stehen, und eine Ringrolle (213, 413) besitzt, in der die Planetenrollen (212, 412) zur Herstellung von internem Kontakt angeordnet sind, wobei entweder die Sonnenrolle (211, 411) der Planetenträger (215, 415) oder die Ringrolle (213, 413) fixiert ist und ein von den jeweils anderen zwei Elementen mit dem reversierenden Planetengetriebe (102, 302) gekoppelt ist, während das verbleibende Element mit der Drehwelle (214, 414) gekoppelt ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) fixiert ist, der Planetenträger (215, 415) mit dem reversierendem Planetengetriebe (102, 302) gekoppelt und die Sonnenrolle (211, 411) mit der Drehwelle (161, 361) gekoppelt ist; und dass von den Kopplungsabschnitten zwischen dem Planetenträger (215, 415) und dem reservierendem Planetengetriebe (102, 302) einerseits und zwischen der Sonnenrolle (211, 411) und der Drehwelle (161, 361) andererseits zumindest ein Kopplungsabschnitt einen Schwimmverbindungsaufbau besitzt.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das reversierende Planetengetriebe (102, 302) eine erste Welle (111, 311) sowie eine zweite Welle (112, 312) auf der Hauptachse der Antriebseinrichtung (101, 301) besitzt, wobei ein Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) unter Einsatz eines exzentrischen Schafts (113a, 113b, 313a, 313b) am äußeren Umfang der ersten Welle (111, 311) eingepasst ist, um mit Bezug auf die erste Welle (111, 311) reversierende Drehbewegungen durchführen zu können, wobei ein Innenrad (120, 320), das mit dem Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) im Inneneingriff steht, konzentrisch zur ersten Welle (111, 311) vorgesehen ist und die zweite Welle (112, 312) mit dem Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) in einer Weise gekoppelt ist, dass lediglich der Drehbewegungsanteil des Umlaufrades (115a, 115b, 315a, 315b) entnehmbar ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) umfassend einen Antrieb (103, 303) zur Erzeugung einer Drehkraft, eine erste Untersetzungseinrichtung (104, 304) welche mit einer Ausgangswelle (161, 361) des Antriebs (103, 303) zur Übertragung der Drehkraft gekoppelt ist, und eine zweite Untersetzungseinrichtung (102, 302) vom Typ Stützträger-Übersetzungsgetriebe, welche Untersetzungszahnräder besitzt, die mit der ersten Untersetzungseinrichtung (104, 304) koppelbar ist, und zwei Stützträger (123, 124, 323, 324), welche mittels Lagern (131, 132, 331, 332) an den beiden axialen Enden der Untersetzungszahnräder in einem Gehäuse (151, 153, 351, 353) drehbar gelagert sind, dabei dienen die Stützträger (123, 124, 323, 324) zur Entnahme von Drehkraft der Untersetzungszahnräder, wobei die erste Untersetzungseinrichtung (104, 304) einen einfachen Planetenrollenaufbau vom Typus Reibgetriebe aufweist, der eine Sonnenrolle (211, 411), die mit der Ausgangswelle (161, 361) des Antriebs (103, 303) gekoppelt werden soll, eine Planetenrolle (212, 412) im Rolleingriff mit dem äußeren Umfang der Sonnenrolle (211, 411), eine Ringrolle (213, 413), mit der die Planetenrolle (212, 412) im Innenkontakt steht, und einen Planetenträger (215, 415) aufweist, welcher zur Entnahme des Drehanteils der Planetenrollen (212, 412) dient und diesen einer Eingangswelle (111, 311) der zweiten Untersetzungseinrichtung (102, 302) zuführt, wobei die Ringrolle (213, 413) innerhalb des Gehäuses (151, 158, 351, 358) in einem antriebsseitigen Raum des Lagers (131, 331) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser der Ringrolle (213, 413) kleiner ist als der äußere Durchmesser des äußeren Laufrings des Lagers (131, 331) mittels dessen der antriebsseitige Stützträger (123, 323) der beiden Stützträger (123, 124, 323, 324) in der zweiten Untersetzungseinrichtung (102, 302) abgestützt ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Untersetzungseinrichtung (102, 302) als reversierendes Planetengetriebe mit Inneneingriff ausgebildet ist, welches umfasst: die Eingangswelle (111, 311), welche mit der ersten Untersetzungseinrichtung (104, 304) verbunden werden soll; ein Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) zur Ausführung exzentrischer Drehbewegungen in Bezug auf die Eingangswelle (111, 311); ein Innenrad (120, 320), welches mit dem Gehäuse (151, 153, 351, 353) fest verbunden ist, wobei das Umlaufrad (115a, 115b, 315a, 315b) im Inneneingriff mit dem Innenrad (120, 320) steht; wobei die beiden Stützträger (123, 124, 323, 324) an beiden axialen Endstellungen der Untersetzungszahnräder mittels Lagern (131, 132, 331, 332) in einem Gehäuse (151, 153, 351, 353) drehbar gelagert sind und die Stützträger (123, 124, 323, 324) zur Entnahme einer Drehkomponente des Umlaufrades (115a, 115b, 315a, 315b) dienen; und eine koaxial zur Eingangswelle (111, 311) angeordnete Ausgangswelle (112, 312), wobei die Drehbewegungen der Stützträger (123, 124, 323, 324) auf die Ausgangswelle (112, 312) übertragbar sind.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Aufnahme der ersten Untersetzungseinrichtung (104, 304) dienende Gehäuse (151, 153, 351, 353) eine Referenzanlagefläche (261) besitzt, die sich senkrecht zur jeweiligen Drehachse der Sonnenrolle (211, 411), der Planetenrollen (212, 412) und der Ringrolle (213, 413) erstreckt; und wobei die Antriebseinrichtung (101, 301) des weiteren eine Fixiereinrichtung zum fixieren der Ringrolle (213, 413) im Innenraum des Gehäuses (151, 153, 351, 353) und zum gleichzeitigen Andrücken der Ringrolle (213, 413) an die Referenzanlagefläche (261) aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) in ihrer axialen Stellung innerhalb der Referenzanlagefläche (261) einstellbar ist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenrolle (211, 411) eine sonnenrollenseitige Aufnahmeöffnung (266) aufweist, in die die Kraftübertragungswelle (161, 361) des Antriebs (103, 303) einsetzbar ist, und dass der Planetenträger (215, 415) mit einer trägerseitigen Aufnahmeöffnung (265) versehen ist, in welche die Eingangswelle (111, 311) des reversierenden Planetengetriebes (102, 302) einsetzbar ist, wobei die erste Untersetzungseinrichtung (104, 304) als Aufbau zur Wellenkopplung ausgeführt ist, die Relativdrehungen der Eingangs- bzw. Ausgangswellen (111, 161, 311, 361) zulässt.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die sonnenrollenseitige Aufnahmeöffnung (266) oder die trägerseitige Aufnahmeöffnung (265) einen Schwimmverbindungsaufbau in Bezug auf die sich dadurch hindurch erstreckenden Eingangs-/Ausgangswelle (161, 361) aufweist.
Antriebseinrichtung (101, 301) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrolle (213, 413) mit einem sich dadurch in axialer Richtung erstreckenden Bolzenloch (262) versehen ist, damit die Ringrolle (213, 413) mittels eines durch dieses Bolzenloch (262) eingesetzten Fixierbolzens (252, 452) bezüglich der Referenzanlagefläche (261) fixierbar und mit einer in dieser Referenzanlagefläche (261) ausgebildeten Gewindebohrung (263) verschraubbar ist; und dass das Bolzenloch (262) einen Durchmesser besitzt, der etwas größer ist als der Durchmesser des Fixierbolzens (252, 452), wodurch die Ringrolle (213, 413) in axialer Stellung innerhalb der Referenzanlagefläche (261) so lange einstellbar ist, als der Fixierbolzen (252, 452) im Bolzenloch (262) mit Spiel eingepasst ist.