CN104246308A - 变速器壳体的结构系列 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速器壳体(Gij)的结构系列，包括不同的结构尺寸。每种结构尺寸包括一系列不同的壳体-结构型号，其适合至少两种不同的以下类型的变速器类型：圆柱齿轮变速器、圆锥齿轮变速器、平面变速器和蜗轮蜗杆变速器。每个变速器壳体(Gij)在驱动器侧具有壳体开口(10)，其由用于连接电动机、适配板或另外的变速器的驱动法兰(11)包围。在至少两种不同的结构尺寸中，分别对于至少两个不同的结构型号，设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴支承部位(21)的、垂直于驱动法兰(11)的平面延伸的轴线(20)在垂直于驱动法兰(11)的平面的视向上看位于驱动法兰(11)的最小内直径(b1)内。

Description

变速器壳体的结构系列
技术领域
本发明涉及一种变速器壳体的结构系列。
背景技术
为了低成本的库存管理和装配，期待的是，变速器系列的不同变速器装配有尽可能通用的端口以附加电动机、适配板或另外的变速器。
发明内容
本发明的目的是，提供变速器壳体的一种结构系列，该壳体具有更好的端口以附加电动机、适配板或另外的变速器。
根据本发明，该目的通过变速器壳体的具有在权利要求1中给出的特征的结构系列来实现。
变速器壳体的根据本发明的结构系列包括不同的结构尺寸。每种结构尺寸包括一系列不同的壳体结构型号。壳体结构型号适合至少两种不同的以下类型的变速器类型：圆柱齿轮变速器、圆锥齿轮变速器、平面变速器和蜗轮蜗杆变速器。每个变速器壳体在驱动侧具有壳体开口。壳体开口由用于连接电动机、适配板或另外的变速器的驱动法兰所包围。在至少两种不同的结构尺寸中，分别对于至少两个不同的结构型号，设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴支承部位的、垂直于驱动法兰的平面地延伸的轴线，在垂直于该驱动法兰的平面的视向上看，位于驱动法兰的最小内直径内。
不同的结构尺寸的区别在于壳体规格，壳体规格特别地由第一变速级的轴间距来决定，并且因此由功率设置来决定。
驱动法兰是在驱动侧的连接法兰，其构造成平坦的面，在该面处固定了电动机、另外的变速器或适配板的连接法兰，其中，通常在两个彼此叠放的法兰之间布置密封件、例如密封环。插入到这些面中的平面称为驱动法兰的平面。
轴支承部位也称为轴承座。每个轴承座都能配有一条轴线，该轴线与应插入到轴承座中的轴承的轴线或支承在轴承中的轴一致。“齿轮部件”概念表示所有相互处于啮合中的、或者相互咬合的、旋转地支承的构件，例如圆柱齿轮、圆锥齿轮、小齿轮和蜗轮。
本发明基于以下认知，当能够通过驱动端口优化地进入变速器壳体的容纳齿轮部件的内部空间时，在变速器壳体和以此为基础的变速器、特别是工业变速器的库存管理、装配和保养方面实现了可观的利用度和优点。通过尽可能最大程度地扩大壳体开口，使得设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴支承部位的、垂直于驱动法兰的平面地延伸的轴线，在垂直于驱动法兰的平面的视向上看，位于驱动法兰的最小内直径内。因此，能够不复杂地达到前述轴线，这有利于简单且有效的装配和保养、例如轴承的可调节性。
对于圆锥齿轮变速器特别地获得以下优点，即，在壳体开口内垂直于驱动法兰的平面地延伸的轴的轴向的轴支承部位使得，能够从电动机侧装配这些轴的轴承，并且保留了足够的用于密封顶盖的位置。因此，圆锥小齿轮轴的轴承同样也能够从电动机侧装配，并且从电动机侧能够制造圆锥小齿轮轴承的孔。
本发明提供了一种积木式变速器的变速器输入侧上的端口，以用于附加不同类型的电动机如异步电机或伺服电机和用于安装IEC或NEMA电动机以及其他变速器(IEC＝International Electrotechnical Association国际电工技术委员会；NEMA＝National Electrical Manufacturers Association国家电气制造商协会)的适配器。特别地，本发明在变速器壳体的电动机侧的壳体开口上提供一种通用的电动机变速器端口。
本发明的有利设计方案和改进方案在从属权利要求中提供。
根据本发明的一种优选的设计方案，在至少两种不同的结构尺寸中，分别对于所有的结构型号，设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴支承部位的、垂直于驱动法兰的平面地延伸的轴线，在垂直于驱动法兰的平面的视向上看位于驱动法兰的最小内直径内。在此有利的是，通过壳体开口内的能良好进入的位置显著简化了轴承、轴和齿轮部件的装配和保养。
根据本发明的一种优选的改进方案，在适合圆柱齿轮变速器的结构型号中，在所有结构尺寸中，驱动法兰的最大外直径与设置用于容纳第一变速级的齿轮部件的轴承的轴支承部位的轴间距的比值在2.74到3.00的范围内。在此有利的是，在该数值范围内，通过壳体开口内的能良好进入的位置显著简化了第一变速级的轴承、轴和齿轮部件的装配和保养。
可行的是，在适合圆柱齿轮变速器的结构型号中，在所有结构尺寸中，驱动法兰的最小外直径与驱动法兰的最小内直径的比值在1.07到1.21的范围内。在此有利的是，在该数值范围内，能进入的壳体开口的开口宽度在壳体的给定的结构尺寸方面是优化的，从而能够通过壳体开口内的能良好进入的位置显著简化轴承、轴和齿轮部件的装配和保养。
根据本发明的一种优选的改进方案，在驱动法兰中布置有洞孔，洞孔位于具有直径的孔环上，并且设置用于容纳连接螺栓，并且其中，在适合圆柱齿轮变速器的结构型号中，在所有结构尺寸中，驱动法兰的最小外直径与孔环直径的比值在0.97到1.05的范围内。在此有利的是，在该数值范围内，连接环利用其密封功能在壳体的给定的结构尺寸方面构造成尽可能节约空间的、从而使可进入的壳体开口的开口宽度最大化。以这种方式通过壳体开口内能良好进入的位置显著简化了轴承、轴和齿轮部件的装配和保养。
根据本发明的一种优选的改进方案，驱动法兰至少基本上是圆环形的，也就是说，驱动法兰的内侧棱和外边棱分别至少基本上沿着内部的或外部的环线延伸。在内部的和外部的环线之间构造了至少基本上为圆环形的法兰面。
通过“至少基本上”这样的限制，包含了以下设计方式：驱动法兰的外边棱可以在12点钟位置上和/或3点钟位置上和/或6点钟位置上和/或9点钟位置上分别具有不弯曲的区段、所谓的展平部。还可行的是，驱动法兰的外边棱在6点钟位置上具有带与外边棱的圆形部分不同的曲率的区段。此外，驱动法兰的内侧棱在6点钟位置上可以具有带与内侧棱的圆形部分不同的曲率的区段。
优选地，驱动法兰在两个相对置的侧面上具有展平部，展平部彼此的间距决定了驱动法兰的最小外直径。通过展平部减少了在壳体的最窄部位上的连接法兰的外直径，从而使得连接法兰不探出壳体。
根据本发明的一种优选的改进方案，驱动法兰具有洞孔，洞孔点对称地布置在具有孔环直径的孔环上，并且设置用于容纳连接螺栓。连接螺栓将驱动法兰与电动机或变速器的相对应的连接法兰相连接。
根据本发明的一种优选的设计方案，孔环在驱动法兰上不中断地在其整个圆周上延伸。因此实现了不间断的连接面。因此能够不间断地向密封件、例如密封环施加通过连接螺栓产生的压力，从而实现驱动法兰的可靠密封。
根据本发明的一种优选的设计方案，基本上为圆环形的驱动法兰在两个相对置的侧面上具有展平部。其中，在驱动法兰中布置了八个洞孔，其中，在由展平部的间隔直线分割的驱动法兰的每个半部中布置了四个洞孔。“间隔直线”理解为在驱动法兰的平面内延伸的直线，该直线与相对置的展平部的最短的连接线重合，即与连接了相对置的展平部的两个彼此邻近的点的路径重合。通过对称的孔构造实现了驱动法兰的可靠密封。
根据本发明的一种优选的设计方案，洞孔布置在间隔直线之外并与之对称，并且布置在垂直于间隔直线延伸的横向直线以外并且与之对称。在驱动法兰的展平部上，法兰宽度是减小的。这种狭窄部位上的洞孔可能进一步减少密封件的宽度，从而可能无法确保可靠密封。通过使洞孔位于间隔直线和横向直线的外部，即在驱动法兰的主轴线以外，能够在这些狭窄部位上确保密封件的充足的宽度。
根据本发明的一种优选的改进方案，如下地定位四个布置在法兰半部中的洞孔，使得第一洞孔布置成与间隔直线成第一角度，第二洞孔布置成与第一洞孔成第二角度，并且第三洞孔布置成与第二洞孔成第三角度，其中，角度是分别从孔环的中心点向外看地测量的，并且其中，第一与第三角度的比值是恒定的，优选地为1/2，并且这三个角度之和在112.5到118.5的范围内。通过洞孔的这种角位置实现了具有对于所有的变速器壳体都相同的孔构造的驱动法兰，由此提高可更换性并且简化库存管理。
根据本发明的一种优选的改进方案，构造了一种具有来自根据权利要求1至11中任一项所述的结构系列的变速器壳体的变速器、特别是圆柱齿轮变速器、圆锥齿轮变速器或平面变速器。根据本发明的变速器壳体的结构系列特别良好地适用于积木式变速器电动机。
附图说明
下面根据多个实施例借助附图阐述本发明。其示出
图1是俯视驱动法兰的变速器壳体的视图；
图2是具有图1所示的根据本发明的变速器壳体的变速器的剖面图，其具有垂直于驱动法兰的平面的剖面；
图3是具有规格说明的与图1一样的视图；
图4是规格列表；
图5是具有洞孔角度说明的驱动法兰的示意图；
图6是角度列表；和
图7-9是变速器壳体的驱动法兰的示意图，其具有用于圆柱齿轮变速器(图7)、平面变速器(图8)和圆锥齿轮变速器(图9)的轴支承部位的说明。
具体实施方式
图1示出了变速器壳体Gij的图示，其属于变速器壳体的结构系列，该结构系列包括变速器壳体的不同的结构尺寸。图2示出了具有图1所示的变速器壳体Gij的圆锥齿轮变速器的剖面图，其中，该剖面与驱动法兰11的平面14垂直地延伸。
变速器壳体Gij适合圆锥齿轮变速器这种变速器类型。变速器壳体Gij在驱动侧具有壳体开口10，该壳体开口由用于附加电动机的适配板来闭合。在图1中所示的视向上、即垂直于驱动法兰11的平面14来看，轴支承部位21的与驱动法兰11的平面14垂直地延伸的轴线20位于驱动法兰11的最小内直径b1以内，轴支承部位设置用于容纳对于齿轮部件、在此是：圆锥小齿轮31a和驱动级的与驱动小齿轮32咬合的齿轮31b的轴承、在此是：圆锥小齿轮轴承30。
基本上为圆环形的驱动法兰11在两个相对置的侧面上具有外边棱13a的展平部12。在驱动法兰11中布置了八个洞孔L，其位于孔环LK上，并且设置用于容纳连接螺栓。在通过展平部12的间隔直线40分割的驱动法兰11的每个半部11a和11b中布置了四个洞孔L。
图3示出了和图1中一样的视图，其中，额外地给出了对于本发明有重要意义的规格序列。
该附图示出了第一变速级的轴间距a1。在图2中所示的圆锥齿轮变速器中，该轴间距a1等于驱动小齿轮32的轴线34与与其咬合的齿轮31b的轴线20的间距。
此外，该附图还示出了水平对置的展平部的间距q1，也就是使驱动法兰11的外边棱13a上相对置的展平部12的两个彼此相邻的点相连的路路径的长度。间距q1等于沿着间隔直线40测量的驱动法兰11的最小外直径。
该附图还示出了驱动法兰11的最小内直径b1。因为驱动法兰11在其内侧棱13i上在轴线20的区域内具有间隙15，应在间隙15以外测量最小内直径b1，例如沿着间隔直线40测量。
此外，该附图还示出了孔环直径e1，也就是在其上布置了洞孔L的圆环LK的直径。
此外，该附图还示出了驱动法兰11的最大外直径a2。因为驱动法兰11在其外边棱13a上于连接直线40和与之旋转了90度地延伸的横向直线41的区域内具有展平部12，应在展平部12以外测量最大外直径a2，例如在间隔直线40和横向直线41之间的对角线内。
图4显示了规格a1，q1，b1，e1和a2的列表(见第2至6列),以及这些规格指定的比值QA，QB和QC(见第7至9列)。比值QA是水平相对置的展平部q1的间距与孔环直径e1的比值。比值QB是水平相对置的展平部q1的间距q1与驱动法兰11的最小内直径b1的比值。比值QC是驱动法兰11的最大外直径a2与第一变速级的轴间距a1的比值。
对于十二种不同的结构尺寸Bi、如在第1列中给出的，列举了这些规格和比值。在13和14行中分别给出了第7至9列的最小或最大值。
在图4中给出的值在如下地选择的数值范围内，使得通过壳体开口能良好地接触变速器的轴承、轴和齿轮部件。由此显著简化了装配和保养。
图5示出了驱动法兰11的示意图，其具有洞孔L的角度α1，α2和α3。在驱动法兰11的每个半部11a，11b中位于孔环LK上的洞孔L以预定的角度模式来布置。
从间隔直线40出发称为第一、第二和第三洞孔的、三个依次连续的洞孔L的角度α1，α2和α3的顶点是驱动法兰11的中心点M。第一角度α1的一个边是间隔直线40，另一个边通过第一洞孔L的轴线延伸。第二角度α2的一个边通过第一洞孔L的轴线延伸，另一个边通过第二洞孔L的轴线延伸。第二角度α3的一个边通过第二洞孔L的轴线延伸，另一个边通过第三洞孔L的轴线延伸。
第四个位于驱动法兰11的半部11a中的洞孔L布置成与第一洞孔L对称的。
图6显示了角度α1、α2和α3的列表(见第2至4列)，以及由其形成的比值R1(见第5列)和三个角度的角度和(见第6列)。比值R1是第一角度α1与第三角度α3的比值。对于十二种不同的结构尺寸Bi、如在第1列中给出的，列举了这些规格和比值。在13和14行中给出了第6列的最小或最大值。
驱动法兰11的八个洞孔L不仅相对于驱动法兰11的中心点M点对称地布置在驱动法兰11上，而且还相对于连接直线40和横向直线41对称地布置在驱动法兰11上。因此，第一角度α1的大小等于第三角度α3的一半，也就是说比值R1恒定为0.5。
在图6中给出的角度在如下地选择的值范围内，使得提供了对于所有变速器壳体都一致的孔构造，由此提高可更换性并且简化库存管理。
图7至9示出了一种结构型号Tj不同但结构尺寸Bi相同的变速器壳体的驱动法兰11的示意图。
图7示出了结构型号T1“圆柱齿轮变速器”的变速器壳体的一种驱动法兰11。设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴承座21的、与驱动法兰11的平面垂直地延伸的轴线20在与驱动法兰11的平面垂直的视向上位于驱动法兰11的最小内直径b1以内。分别围绕两个下方的轴线20描绘的圆给出了轴支承部位21的内直径和外直径。因此，通过轴线20形成的轴承三角22完全地位于壳体开口10以内。
图8示出了结构型号T2“平面变速器”的变速器壳体的一种驱动法兰11。设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴承座21的、与驱动法兰11的平面垂直地延伸的轴线20，在与驱动法兰11的平面垂直的视向上位于驱动法兰11的最小内直径b1以内。分别围绕两个下方的轴线20描绘的圆给出了轴支承部位21的内直径和外直径。因此，通过轴线20形成的轴承三角22完全地位于壳体开口10以内。
图9示出了结构型号T3“圆锥齿轮变速器”的变速器壳体的一种驱动法兰11。设置用于容纳齿轮部件的轴承的轴承座21的、与驱动法兰11的平面垂直地延伸的轴线20，在与驱动法兰11的平面垂直的视向上位于驱动法兰11的最小内直径b1以内。两个围绕下方的轴线20描绘的圆给出了轴支承部位21的内直径和外直径。
尽管通过优选的实施例在细节上详尽地阐述并说明了本发明，但是本发明并不局限于公开的实例，并且本领域技术人员能够从中推导出其他的变体，而不离开本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种变速器壳体(Gij)的结构系列，包括不同的结构尺寸(Bi)，其中，每个结构尺寸(Bi)包括一系列不同的结构型号(Tj)，所述结构型号适合至少两种不同的以下类型的变速器类型：圆柱齿轮变速器、圆锥齿轮变速器、平面变速器和蜗轮蜗杆变速器，其中，每个变速器壳体(Gij)在驱动侧具有壳体开口(10)，所述壳体开口由用于连接电动机、适配板或其他的变速器的驱动法兰(11)所包围，并且
其中，在至少两种不同的所述结构尺寸(Bi)中，分别对于至少两个不同的所述结构型号(Tj)，设置用于容纳齿轮部件的轴承(30)的轴支承部位(21)的、垂直于所述驱动法兰(11)的平面延伸的轴线(20)，在垂直于所述驱动法兰(11)的平面(14)视向上看，位于所述驱动法兰(11)的最小内直径(b1)内。
2.根据权利要求1所述的结构系列，
其中，在至少两种不同的所述结构尺寸(Bi)中，分别对于所有的结构型号(Tj)，所述轴线(20)位于所述驱动法兰(11)的所述最小内直径(b1)内。
3.根据权利要求1或2所述的结构系列，
其中，在适合圆柱齿轮变速器的结构型号(Tj)的情况下，在所有的所述结构尺寸(Bi)中，所述驱动法兰(11)的最大的外直径(a2)与设置用于容纳第一变速级的齿轮部件(31)的轴承(30)的轴支承部位(21)的轴间距(a1)的比值(QC)在大约2.74到大约3.00的范围内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构系列，
其中，在适合圆柱齿轮变速器的结构型号的情况下，在所有的所述结构尺寸(Bi)中，所述驱动法兰(11)的最小外直径(q1)与所述驱动法兰(11)的最小内直径(b1)的比值(QB)在大约1.07到大约1.21的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的结构系列，
其中，在所述驱动法兰(11)中布置有洞孔(L)，所述洞孔位于具有直径(e1)的孔环(LK)上并且设置用于容纳连接螺栓，并且其中，在适合于圆柱齿轮变速器的结构型号(Tj)的情况下，在所有的所述结构尺寸(Bi)中，所述驱动法兰(11)的最小外直径(q1)与所述孔环的所述直径(e1)的比值(QA)在大约0.97到大约1.05的范围内。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的结构系列，
其中，所述驱动法兰(11)在两个相对置的侧面上具有外边棱(13a)的展平部(12)，所述展平部彼此的间距限定所述驱动法兰(11)的所述最小外直径(q1)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的结构系列，
其中，所述驱动法兰(11)具有设置用于容纳连接螺栓的洞孔(L)，所述洞孔点对称地布置在具有直径(e1)的孔环(LK)上。
8.根据权利要求7所述的结构系列，
其中，所述孔环(LK)在所述驱动法兰(11)上不中断地在所述孔环的整个圆周上延伸。
9.根据权利要求7或8所述的结构系列，
其中，基本上圆环形的所述驱动法兰(11)在两个相对置的侧面上具有所述外边棱(13a)的展平部(12)，并且在所述驱动法兰(11)中布置了八个洞孔(L)，其中，在由所述展平部(12)的间隔直线(40)划分的所述驱动法兰(11)的每个半部(11a，11b)中布置有四个所述洞孔(L)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的结构系列，
其中，所述洞孔(L)布置在所述间隔直线之外并且关于所述间隔直线对称，并且所述洞孔布置在垂直于所述间隔直线地延伸的横向直线(41)以外并且关于所述横向直线对称。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的结构系列，
其中，四个布置在法兰半部(11a，11b)中的所述洞孔(L)定位成，使得第一洞孔(L1)布置成与间隔直线(40)成第一角度(α1)，第二洞孔(L2)布置成与所述第一洞孔(L1)成第二角度(α2)，并且第三洞孔(L3)布置成与所述第二洞孔(L2)成第三角度(α3)，其中，所述角度是分别从所述孔环(LK)的中心点(M)向外看地测量的，并且
其中，所述第一角度(α1)与所述第三角度(α3)的比值(R1)是恒定的，优选地为1/2，并且三个所述角度的总和在112.5到118.5的范围内。
12.一种变速器，特别是圆柱齿轮变速器、圆锥齿轮变速器、平面变速器或蜗轮蜗杆变速器，具有来自根据前述权利要求中任一项所述的结构系列的变速器壳体(Gij)。
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