BR102013028223A2 - Conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagem - Google Patents
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Abstract
CONJUNTO DE ENGRENAGENS PLANETÁRIAS COM DIVERSOS ESTÁGIOS DE ENGRENAGEM A presente invenção refere-se a um conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagens, compreendendo um anel anular com o qual as engrenagens planetárias estão engrenadas com pelo menos um estágio de engrenagens; de acordo com a invenção é provido que pelo menos uma parte de inserção circular com engrenagens externas e internas é disposta em um anel anular, por meio do qual as engrenagens externas estão engrenadas com o anel anular e as engrenagens internas se engrenam com as engrenagens planetárias do outro estágio de engrenagens.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE ENGRENAGENS PLANETÁRIAS COM DIVERSOS ESTÁGIOS DE ENGRENAGEM".
REFERÊNCIA AOS PEDIDOS RELACIONADOS Este pedido de patente reivindica prioridade ao Pedido de Paten
te Européia 12 192 443.5, depositado em 13 de novembro de 2012. ANTECEDENTES
Campo da invenção
A invenção refere-se a um conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagens.
A função dos conjuntos de engrenagens planetárias é conhecida. No centro, há uma engrenagem solar que é acionada por um motor acionador que está conectado por meio de um flange de motor e/ou flange acionador ao conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem solar transmi15 te seu movimento a, pelo menos, duas ou três engrenagens planetárias rotativas formando um estágio de engrenagens que são dispostas no pino do mancai de um portador planetário. Com diversos estágios de engrenagens, o último veículo planetário está firmemente conectado a um eixo de saída montado em um flange de saída, e desse modo provê transmissão de força 20 na saída. No lado de fora, as engrenagens planetárias funcionam em um alojamento de engrenagens com engrenagens internas, o assim chamado anel anular.
A partir de DE 20 2006 006 116 U1, é conhecido um conjunto de engrenagens planetárias desse tipo geral em que diversas engrenagens pla25 netárias de diversos estágios de engrenagens que estão axialmente em malhas sucessivas ao mesmo tempo com um anel anular. Esse anel anular é segmentado na direção axial, de modo que cada segmento de anel anular forma um anel anular para um estágio de engrenagens. Esses anéis anulares, em sucessão axial com a centragem mútua, são inseridos coaxialmente 30 em um alojamento.
Em tal conjunto de engrenagens planetárias, os estágios de individuais de engrenagens podem ser construídos como tipos diferentes de módulos de modo que pelo menos dois anéis anulares têm diferentes engrenagens internas.
Tal conjunto de engrenagens planetárias com anéis anulares segmentados na direção axial requer, por um lado, meios de centragem das 5 faces laterais em cada um dos anéis anulares que estão engrenados um com o outro para posicionamento axial e, por outro lado, meios de travamento para fixação radial de cada anel anular individual no alojamento. A fim a garantir uma montagem sem movimento perdido dos componentes individuais entre os anéis anulares, tolerâncias estritas devem ser acatadas especi10 almente com respeito aos meios de centralizar e aos meios de travamento do anel anular, o que torna a fabricação dos componentes individuais mais dispendiosa.
Antecedentes da invenção O estado atual do conhecimento é como a seguir.
A partir deste estado da técnica, o objetivo da invenção é produ
zir um conjunto de engrenagens planetárias que tem uma construção modular simples para implementar diferentes estágios de engrenagens, por meio dos quais os componentes são ligados um com o outro de modo que eles giram em conjunto e estão tão interligados tanto quanto possível sem folga. Esse objetivo é realizado por um conjunto de engrenagens pla
netárias com as características aqui reivindicadas.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Em uma modalidade preferida, um conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagem, compreendendo um anel 25 anular engrenado internamente com o qual as engrenagens planetárias estão em união com pelo menos um estágio de engrenagem, ainda compreendendo m que pelo menos uma parte inserida circular com engrenagem externa e interna é disposta em um anel anular, por meio do qual a engrenagem externa está em contato com o anel anular e a engrenagem interna se 30 engrena com as engrenagens planetárias de outro estágio de engrenagem.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, compreendendo ainda em que ponto o anel anular tem engrenagem direta, que está engrenada com a engrenagem externa da parte inserida que é projetada como uma engrenagem direta.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, compreendendo ainda em que ponto as engrenagens internas da parte inserida são projetadas como engrenagens helicoidais.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, ainda compreendendo em que ponto (i) o anel anular é projetado com uma primeira e segunda seções de engrenagens internas 10 na direção axial, por meio do qual as engrenagens planetárias de pelo menos um estágio de engrenagem estão em contato com a primeira seção de engrenagem e as engrenagens externas da parte inserida estão em contato com a segunda seção interna de engrenagem e (ii) para formar uma transição da primeira seção de engrenagens internas e a segunda seção de en15 grenagens internas, é provido um ressalto, em que a parte inserida entra em contato com sua face lateral.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, compreendendo adicionalmente onde para formar o ressalto, o diâmetro da linha da coroa das engrenagens na área da primeira 20 seção de engrenagens do anel anular é menor que o diâmetro da linha da coroa das engrenagens da segunda seção de engrenagens internas do anel anular.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, ainda compreendem onde formar uma projeção facelado do anel anular, a segunda seção de engrenagens internas é mais comprida na direção axial que o comprimento axial da parte inserida.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, ainda compreendem um flange de motor projetado para formar uma ranhura com a projeção.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens pla
netárias como descrito, ainda compreendem onde a parte inserida forma um primeiro estágio de engrenagens com o outro estágio de engrenagens, que se engrena com um pinhão acionador acoplado a um acionador.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, ainda compreendem onde as engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular formam pelo menos um segundo estágio de engrenagem.
Em outra modalidade preferida, o conjunto de engrenagens planetárias como descrito, ainda compreendem onde as engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular são providas como o terceiro estágio de engrenagens.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Fig. 1 é um desenho de linhas evidenciando uma representação em corte transversal de um conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagens como uma modalidade exemplar da invenção.
A Fig. 2 é um desenho de linhas evidenciando uma representa
ção em corte transversal do anel anular designado aos estágios de engrenagens do conjunto de engrenagens planetárias de acordo com a Fig. 1.
A Fig. 3 é um desenho de linhas evidenciando uma representação parcial em perspectiva da parte inserida do conjunto de engrenagens planetárias de acordo com a Fig. 1.
A Fig. 4 é um desenho de linhas evidenciando uma representação parcial em perspectiva de um anel anular com a parte inserida instalada.
A Fig. 5 é um desenho de linhas evidenciando uma representação parcial em perspectiva do anel anular de acordo com a Fig. 4, mas sem a parte inserida.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A invenção é um conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagens que compreendem um anel anular com engrenagens internas com o qual as engrenagens planetárias estão engrena30 das em pelo menos um estágio de engrenagens se distinguindo de acordo com a invenção, em que pelo menos uma parte inserida circular com engrenagens externas e internas é disposta no anel anular, por meio do qual as engrenagens externas estão engrenadas com o anel anular e as engrenagens internas engrenam com as engrenagens planetárias do outro estágio de engrenagens.
Com esse conjunto de engrenagens planetárias, de acordo com a invenção, diferentes estágios de engrenagem podem ser integrados de maneira simples desde que somente a parte inserida projetada na maneira de uma engrenagem de coroa, com engrenagens internas e externas, necessita ser inserida no anel anular de peça única designado para todos estágios de engrenagem. Nesse caso, a engrenagem externa da parte inserida, com a engrenagem interna do anel anular, formam a interface entre esses dois componentes e conduz a uma conexão com rotação mútua sem centragem adicional ou meios de fixação, dessa maneira por causa da engrenagem essa conexão pode ser simultaneamente projetada de modo que seja essencialmente sem folga. A parte inserida, como anel anular, junto com sua engrenagem interna e com essa malha de engrenagem planetária forma um estágio de engrenagem que difere daquele estágio de engrenagem das engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular comum.
Adicionalmente, a construção de um conjunto de engrenagens planetárias de acordo com a invenção com diversos, por exemplo, três estágios de engrenagens com dois diferentes estágios de engrenagem requer um número menor de peças individuais em comparação ao conjunto de engrenagens planetárias conhecido de acordo com DE 20 2006 006 116 U1.
Adicionalmente, existe grande variabilidade no projeto de diferentes estágios de engrenagens desde que diversas de tais partes inseridas podem ser instaladas em um anel anular comum para formar diferentes engrenagens, que também podem ter diferentes engrenagens internas.
Finalmente, a fabricação de um conjunto de engrenagens planetárias de acordo com a invenção é possível de uma maneira econômica uma vez que só é requerida a parte inserida como uma peça adicional sem a necessidade de mudar o projeto do anel anular em que estão designados todos estágios de engrenagens. Em uma modalidade da invenção, o anel anular tem engrenagem reta, pois as engrenagens internas, que estão engrenadas como as engrenagens externas da parte inserida também são formadas como engrenagens retas. Dessa maneira, é possível uma instalação simples da parte inserida no anel anular.
De uma maneira vantajosa, de acordo com outra modalidade da invenção, é provido que as engrenagens internas da parte inserida são projetadas como engrenagens helicoidais. Dessa maneira, com um estágio de engrenagens formado por essa parte inserida com engrenagens planetárias helicoidais, pode ser implementada uma alta transmissão de força.
Em outro projeto da invenção, é provido que na direção axial o anel anular é projetado com uma primeira e segunda seções de engrenagens internas, por meio das quais pelo menos um estágio de engrenagens está engrenado com a primeira seção interna de engrenagens das engrena15 gens planetárias, e as engrenagens externas da parte inserida estão engrenadas com a segunda seção interna de engrenagens e, adicionalmente para formar uma transição da primeira seção interna de engrenagens até a segunda seção de engrenagens internas, é provido um ressalto com o qual a parte inserida entra em contato com sua face lateral.
Devido a tal ressalto, uma montagem da parte inserida é garan
tida que está livre de folga rotacional e axial e desse modo, ao mesmo tempo, a instalação é simplificada uma vez que nenhuma fixação adicional na direção axial, por exemplo, por parafuso ou rebite é requerida. Para formar o ressalto, preferivelmente o diâmetro da linha da coroa das engrenagens, na 25 área da primeira seção interna de engrenagens do anel anular, é menor do que o diâmetro da linha da coroa das engrenagens da segunda seção de engrenagens internas do anel anular.
De acordo com um desenvolvimento adicional, outra vantagem resulta em que para a formação de uma projeção do lado da face do anel anular, a segunda seção de engrenagens internas é mais comprida na direção axial que o comprimento axial da parte inserida.
Por causa de tal projeção, preferivelmente um flange de motor pode ser projetado de tal maneira que ele forma uma ranhura com essa projeção. Dessa maneira, uma conexão por atrito pode ser implementada entre o anel anular e o flange de motor, o que leva a uma rigidez aumentada, por meio da qual os torques podem ser transferidos de maneira significativamen5 te melhor que na técnica atual. Ao invés de um flange de motor, uma engrenagem também pode ser implementada.
De acordo com um desenvolvimento adicional, uma simples estrutura do conjunto de engrenagens planetárias é realizada quando a parte inserida forma um primeiro estágio de engrenagens com o outro estágio de 10 engrenagens, que se engrena com um pinhão acionador acoplado a um acionador. Preferivelmente, as engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular formam depois pelo menos um segundo estágio de engrenagens.
Outros estágios de engrenagens podem ser providos, por exempio um terceiro, com engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular designado a todos estágios de engrenagens.
Descrição Detalhada das Figuras
Referindo-se agora às figuras, o conjunto de engrenagens planetárias 1 de acordo com a Fig. 1 consiste de um alojamento cilíndrico 3 com 20 três estágios de engrenagens 10, 20 e 30. Um anel anular 2 como engrenagens internas retas na primeira seção interna de engrenagens 2a e na segunda seção de engrenagens internas 2b (ver a Fig. 2) se estende por todo comprimento de construção do alojamento 3, isto é por todos três estágios de engrenagens 10, 20 e 30.
No lado acionador, o alojamento 3 está conectado por um flange
de motor 4 com um orifício de mancai 4a para um eixo propulsor de um motor acionador (não mostrado). Esse eixo propulsor termina em um pinhão impulsor que se engrena, como uma engrenagem solar (não mostrado), com as três engrenagens planetárias 12 do primeiro estágio de engrenagens 10. Esse primeiro estágio de engrenagens 10 compreende um veí
culo planetário 11 que mantém as três engrenagens planetárias 12 com a engrenagem solar 13 no lado de saída e uma parte inserida circular 14, que, de acordo com Fig. 3, é projetada na maneira de uma coroa com engrenagens helicoidais internas 14a e engrenagens externas retas.
14b. As três engrenagens planetárias 12 do primeiro estágio de engrenagens 10 são cada uma montadas de modo que podem girar em um pino 12a designado ao portador planetário 11.
No lado acionador, a parte inserida 14 é inserida no anel anular 2 de modo que as engrenagens externas da parte inserida 14 se engrenam em conexão por atrito nas engrenagens internas retas da segunda seção de engrenagens internas 2b do anel anular 2.
Na direção axial, as engrenagens internas do anel anular 2, de
acordo com a Fig. 2, são divididas em duas seções com a primeira seção de engrenagens 2a tendo engrenagens internas retas e a segunda seção de engrenagens internas 2b também tendo engrenagens retas, por meio das quais a segunda seção de engrenagens internas 2b, como já mencionado 15 acima, prende a parte inserida 14, que entra em contato com um ressalto 2c formado na transição das duas seções de engrenagens internas 2a e 2b.
De acordo com a Fig. 5, esse ressalto 2c ocorre pelo fato de que
o diâmetro da linha da coroa Dk das engrenagens da segunda seção de engrenagens internas 2b é maior que o diâmetro da linha da coroa dk das en20 grenagens da primeira seção interna de engrenagens 2a, mas por meio do qual o diâmetro do círculo de base para as engrenagens das duas seções de engrenagens internas 2a e 2b é o mesmo, isto é, somente a altura de engrenagem das engrenagens das segunda seção de engrenagens internas 2b é reduzida em comparação à altura de engrenagem das engrenagens da pri25 meira seção interna de engrenagens 2a.
De acordo com Fig. 4, o comprimento axial da segunda seção de engrenagens internas 2b do anel anular 2 é mais longo que o comprimento axial da parte inserida 14, de modo que na face do lado acionador do anel anular 2, a projeção 2d ocorre em comparação ao lado da face da parte inserida 14 inserida no anel anular 2.
Essa projeção 2d é usada para formar uma ranhura com o flange de motor 4. Para esse propósito, no lado da face 4b desviado do motor, o flange de motor 4 é projetado com um flange de conexão cilíndrica circular 4c, cuja superfície lateral tem engrenagens externas adaptadas às engrenagens internas 2b da projeção 2d. Isso quer dizer que esse flange de motor 4 pode ser inserido por meio de seu flange de ligação 4c no anel anular 2 para 5 formar uma ranhura de modo que o lado da face 4b do flange de motor 4 entra em contato com os lados das faces do alojamento 3 e do anel anular 2 de modo que suas superfícies se encaixam.
As engrenagens externas 14b da parte inserida 14 são adaptadas às engrenagens internas da segunda seção de engrenagens internas 2b
do anel anular 2, isto é, a suas engrenagens encurtadas com uma coroa plana. Dessa maneira, é produzida uma conexão por atrito que não tem folga entre a parte inserida 14 e o anel anular 2 sem qualquer centragem adicional ou meios de conexão sendo necessários. A superfície da face lateral de saída da parte inserida 14 é rebaixada com um ressalto circular 14c.
A primeira seção de engrenagens 2a do anel anular 2 é usada
para segurar o segundo e terceiro estágios de engrenagens 20 e 30.
O segundo estágio de engrenagens 20 compreende um portador planetário 21 com três engrenagens planetárias 22 dispostas nos parafusos 22a, que se engrenam com as engrenagens internas da primeira seção in
terna de engrenagens 2a do anel anular 2 e uma engrenagem solar do lado de saída 23, que está engrenada com quatro engrenagens planetárias 32 do terceiro estágio de engrenagens 30.
Nesse terceiro estágio de engrenagens 30, as quatro engrenagens planetárias 32 que se engrenam com as engrenagens internas da pri25 meira seção interna de engrenagens 2a são montadas em parafusos 32a, que são dispostas em um portador planetário 31. Adicionalmente, no lado de saída, esse portador planetário 31 tem um eixo de saída 33 do conjunto de engrenagens planetárias 1. Um flange de saída (não mostrado) fecha o lado de saída do alojamento 3 do conjunto de engrenagens planetárias 1.
Lista de números de referência:
1 Conjunto de engrenagens planetárias
2 Anel anular do conjunto de engrenagens planetárias 1 2a Primeira seção interna de engrenagens do anel anular 2
2b Segunda seção de engrenagens internas do anel anular 2
2c Ressalto na transição da primeira seção interna de engrenagens 2a à segunda seção de engrenagens internas 2b
2d Projeção do anel anular 2
3 Alojamento do conjunto de engrenagens planetárias 1
4 Flange de motor do conjunto de engrenagens planetárias 1 4a Orifício de mancai do flange de motor 4
4b Superfície da face lateral de saída do flange de motor 4
4c Flange de ligação da superfície de face 4b
10 Primeiro estágio de engrenagens do conjunto de engrenagens planetárias 1
11 Portador planetário do primeiro estágio de engrenagens 10
12 Engrenagem planetária do portador planetário 11 12a Parafuso da engrenagem planetária 12
13 Engrenagem solar do portador planetário 11
14 Parte inserida, coroa do primeiro estágio de engrenagens 10 14a Engrenagens internas da parte inserida 14
14b Engrenagem externa da parte inserida 14
14c Ressalto do lado da face da parte inserida 14
20 Segundo estágio de engrenagens do conjunto de engrenagens planetárias 1
21 Portador planetário do segundo estágio de engrenagens 20
22 Engrenagem planetária do portador planetário 21 22a Parafuso da engrenagem planetária 22
23 Engrenagem solar do portador planetário 21
30 Terceiro estágio de engrenagens do conjunto de engrenagens planetárias 1
31 Portador planetário do terceiro estágio de engrenagens 30 32 Engrenagem planetária do portador planetário 31
32a Parafuso da engrenagem planetária 32
33 Eixo de saída do portador planetário 31 As referências aqui relatadas são aqui incorporadas em sua inteireza, particularmente à medida que elas se referem ao nível de ensinamento de conhecimento regular nessa técnica e para qualquer descrição necessária para a compreensão das pessoas comuns da matéria da invenção 5 reivindicada. Ficará claro para uma pessoa de conhecimento comum na técnica que as modalidades acima podem ser alteradas ou que podem ser feitas mudanças não substanciais sem se afastar do escopo da invenção. Consequentemente, o escopo da invenção é determinado pelo escopo das reivindicações a seguir e seus Equivalentes equitativos.
10
Claims (10)
1. Conjunto de engrenagens planetárias com diversos estágios de engrenagens, compreendendo um anel anular com engrenagens internas com o qual as engrenagens planetárias estão engrenadas com pelo menos um estágio de engrenagens, compreendendo adicionalmente onde em pelo menos uma parte inserida circular com as engrenagens externas e internas é disposta em um anel anular, por meio do qual as engrenagens externas estão engrenadas com o anel anular e as engrenagens internas engrenam com as engrenagens planetárias do outro estágio de engrenagens.
2. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente em que o anel anular tem engrenagens retas, que estão engrenadas com as engrenagens externas da parte inserida que é projetada como uma engrenagem reta.
3. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente em que as engrenagens internas da parte inserida são projetadas como engrenagens helicoidais.
4. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente em que (i) o anel anular é projetado com uma primeira e segunda seções de engrenagens internas na direção axial, por meio das quais as engrenagens planetárias de pelo menos um estágio de engrenagens estão engrenadas com a primeira seção de engrenagens e as engrenagens externas da parte inserida estão engrenadas com a segunda seção interna de engrenagens e (ii) para formar uma transição da primeira seção de engrenagens internas até a segunda seção de engrenagens internas é provido um ressalto, com o qual a parte inserida entra em contato com sua face lateral.
5. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 4, compreendendo adicionalmente onde para formar o ressalto, o diâmetro da linha da coroa das engrenagens na área da primeira seção de engrenagens do anel anular é menor que o diâmetro da linha da coroa das engrenagens da segunda seção de engrenagens internas do anel anular.
6. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 4, compreendendo adicionalmente onde para formar uma projeção do lado da face do anel anular, a segunda seção de engrenagens internas é mais comprida na direção axial que o comprimento axial da parte inserida.
7. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 5, compreendendo adicionalmente um flange de motor projetado para formar uma ranhura com a projeção.
8. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 1, compreendendo adicionalmente em que a parte inserida forma um primeiro estágio de engrenagens com o outro estágio de engrenagens, que se engrena com um pinhão acionador acoplado a um acionador.
9. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 4, compreendendo adicionalmente em que as engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular formam pelo menos um segundo estágio de engrenagens.
10. Conjunto de engrenagens planetárias da reivindicação 5, compreendendo adicionalmente em que as engrenagens planetárias que se engrenam com o anel anular são providas como o terceiro estágio de engrenagens.
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