CN110242739B

CN110242739B - 用于传动机构对的支撑装置和工业应用

Info

Publication number: CN110242739B
Application number: CN201910175812.2A
Authority: CN
Inventors: 福尔克尔·迪费尔; 马尔科·霍夫曼; 菲利普·洛伊尔; 西蒙·贝卡
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: EP3536404A1; ES2831032T3; EP3536404B2; CN110242739A; US20190277390A1; US10670135B2; EP3536404B1

Abstract

本发明涉及一种用于第一和第二传动机构或者用于驱动器的支撑装置。支撑装置包括第一和第二支撑法兰，其中，在第一支撑法兰上安装用于将第一支撑力引入到第二支撑法兰中的第一支架。此外，在第二支撑法兰上安装用于将第二支撑力引导到第一支撑法兰中的第二支架。根据本发明，第一支架延伸穿过第二支架。本发明还涉及一种工业应用，其包括第一传动机构和第二传动机构，经由第一驱动轴能为第一传动机构输送驱动功率，经由第二驱动轴能为第二传动机构输送驱动功率。此外，第一和第二驱动轴具有相反的转动方向。在此，第一和第二传动机构安装在支撑装置上，其根据本发明的实施方式设计。

Description

用于传动机构对的支撑装置和工业应用

技术领域

本发明涉及一种用于传动机构对的支撑装置，其中，该支撑装置的传动机构并行安装。本发明还涉及一种工业应用，其配备有相应的支撑装置。

背景技术

EP 0 775 525 A1公开了一种用于所安装的传动机构的转矩支撑结构，经由传动机构驱动可逆向转动的辊。转矩支撑结构包括两个转矩支架，它们分别与传动机构连接。每个转矩支撑结构都基本上搭接相邻的传动机构并且具有安装了联接杆的端部。另一方面，联接杆中的每个又与较短的转矩支架连接，它们固定在各个相邻的传动机构上。由此，反作用扭矩经由联接杆作为支撑力被引入到各个相邻的传动机构中。

在基础设施中追求机械功率持续增长的应用。同时对于这些应用来说要求高可靠性、高寿命、制造紧凑且简单。对此，对于具有多个传动机构的功率被提升的应用来说，需要一种用于多个传动机构的支撑装置，该支撑装置以简单的方式为机械功率被提高的应用实现多个传动机构的装配，并且至少在所概述的方面之一提供了改进。

发明内容

本发明的目的通过根据本发明的支撑装置来实现，其适当地设计用于固定传动机构对，即第一传动机构和第二传动机构。对此，支撑装置包括两个相邻布置的传动机构支架。传动机构支架中的每个都具有支撑法兰，即第一和第二支撑法兰。在此，在第一支撑法兰上固定有第一支架。第一支架设计为用于将第一支撑力引导到第二支撑法兰中。第一支撑力例如由于反作用扭矩引起，该反作用扭矩又由引导到第一传动机构中的驱动转矩引起。以类似的方式，第二支架设计用于将第二支撑力引导到第一支撑法兰中。根据驱动转矩的方向并进而根据反作用扭矩的方向，能够相应地形成支撑力来作为拉力或压力。在此，支撑力以径向、切向、和/或由其组合的方式被引导至相应的支撑法兰中。由此，在正常的运行期间，在整体上实现了对第一和第二传动机构的有利支承。根据本发明，第二支架设计为，第一支架延伸穿过第二支架。这允许两个支架以狭窄的空间布置，并且能够将支架适宜且无形变地固定在其相应的支撑法兰上。因此，在支撑臂的质量保持不变的情况下，能够将更高的支撑力引导至支撑法兰中。或者，在支撑臂的质量减小的情况下，能够将保持不变的支撑力引导至支撑法兰中。由此提高了材料利用率，并且也提高了寿命以及可靠性。根据本发明的支撑装置能以简单的方式制造且被检查，因而成本低廉。在此，根据本发明的支撑装置用于以下传动机构，该传动机构设计用于传递100kW至10MW、特别是200kW至7.0MW的功率。代替与传动机构相连，根据本发明的装置也能够与驱动器、例如电机或液压发动机相连。

在所要求保护的支撑装置的一个实施方式中，第一支架设计为单接板式的，并且第二支架设计为双接板式的。在此，“单接板式”理解为，第一支架至少在部分部段包括仅一个基本上平面的构件并且在该部段中能在机械上被描述为板。在所要求保护的解决方案中，“双接板式”理解为，第二支架至少在部分部段包括仅两个基本上平行布置的平面的构件，它们又在相应的部段中分别能被描述为板。由此，第二支架具有净间隙(lichtenZwischenraum)，该间隙设计用于至少在部分部段容纳单接板式的第一支架。单接板式的第一支架和双接板式的第二支架的组合允许以简单的方式使第一支架延伸穿过第二支架。相应的支架能以简单的方式快速并且低成本地制造。此外，单接板式的和双接板式的支架能够设计有留空部，其能够减小支架重量，并且因此简化了所要求保护的支撑装置的安装。此外，单接板式和双接板式的支架能以简单的方式在力学上被计算，这允许所要求保护的解决方案适用不同的应用情况。

此外，第一和第二支架在所要求的支撑装置中也能够双切面地(zweischnittig)相互隔开地布置。双切面地隔开理解为，需要两个切面，以便在工程力学的意义上使第一支架与第二支架不会相交。对此在整体上保障了简单的结构。

在支撑装置的另一个实施方式中，第一支架具有支撑臂，其设计在第一支撑法兰的法兰主平面中。法兰主平面是与安装在支撑装置上的传动机构的至少一个主轴线基本上垂直的平面。在此，主轴线例如是传动机构输入轴和/或传动机构输出轴在正常运行中围绕其转动的轴。第一支架上的支撑臂设计为搭接第二传动机构支架并进而搭接第二支撑法兰。第一支撑法兰上的支撑臂设计用于将支撑力从横向外侧引导至第二支撑法兰中。通过在法兰主平面中定位支撑臂，径向力作用在杆长度在轴向方向上减小的支撑臂上并进而基本上不受弯曲负载地作用在第一支撑法兰上。因此，在正常的运行中，支撑臂施加到第一支撑法兰的弯曲应力的程度最高可被忽略。所提出的解决方案的一个观点在于以下的认知，即支撑法兰的弯曲应力基本上同时决定了支撑法兰以及相应的支撑装置的力学抗性。因此，具有基本上在法兰主平面中延伸的支撑臂的第一支架能够提高支撑装置的力学抗性以及能够提高用于连接的机械应用的功率。同样地，由于抗性的提高，提高了第一支撑法兰的寿命和可靠性。此外，减少了对于可拆卸的固定件的弯曲应力和作用在其上的轴向和径向力，该轴向和径向力用于将第一支架固定在第一法兰支架上。因此，在所要求保护的支撑装置中例如能采用螺栓作为可拆卸的固定件。因此，应用高花费的可拆卸固定装置、例如密配螺栓不是完全必要的或优选是无关紧要的。在所要求保护的解决方案中，能够通过尺寸更小、品质更低(例如固定等级更低)的螺栓或销钉来替代那种的高花费的固定件。此外，支撑臂能够设计为在法兰主平面上基本上对称的。支撑臂的这样的设计方案也被称为骑跨式(reitende)布置。

此外，在所要求保护的支撑装置中，第二支架能够具有两个支撑臂，其设计在第二支撑法兰的相互背向的端侧上。在此，在支撑臂之间存在净间隙，该间隙用于至少部分地容纳第二支架的支撑臂。因此，第二支架的支撑臂之间的净间隙被第二支撑法兰的法兰主平面基本上对称地分开。由此，类似于第一支架的支撑臂的骑跨式布置，第二支撑法兰仅被加载较少的弯曲负载，即降低了其弯曲应力。对此在很大的范围内实现了所要求保护的解决方案的优点。

支撑装置也能够在第一和/或第二支撑臂上在其端部处配备有撑杆。安装在第一支架的支撑臂的端部上的撑杆也与第二支撑法兰耦连。安装在第二支架的支撑臂的端部上的撑杆也与第一支撑法兰耦连。撑杆能够分别以眼杆连接(Augenstabverbindung)的方式与相应的支撑臂耦连，并且因此将支撑力传递到第一或第二支撑法兰上。撑杆设计用于传递拉力和/或压力，从而能够由支撑装置承受不同的负载状态、即传动机构输入轴的转动方向。

此外，撑杆能够设计用于分别基本上不受弯曲转矩地将拉力或压力引导到第一或第二支撑法兰中。对此，撑杆分别与第一或第二支架以及第一或第二支撑法兰连接，使得传递的拉力或压力也在第一或第二法兰主平面中。例如，拉力或压力能够无轴向分量地被引导至第一或第二支撑法兰中。在此，拉力或压力能够相对于相应的传动机构的主轴线表现为径向力和切向力的组合。为了该目的能够在第一和/或第二支撑法兰上安装相应的撑杆锚定件。

在支撑装置的另一个实施方式中，第一和/或第二支撑法兰上的撑杆锚定件能够固定在第一或第二支架上。在此特别地，撑杆锚定件能够与第一或第二支架一体地设计、即一体地成型。由此简化了第一和/或第二支撑法兰的制造。因此特别地，第一和/或第二支撑法兰设计为相对于所属的传动机构的主轴线基本上旋转对称的。此外，通过第一或第二支架与所属的撑杆锚定件的联合减少部件的数量，特别是节省了用于撑杆锚定件的单独的固定件，这又保障了简单安装。此外，支撑法兰和撑杆锚定件的联合允许撑杆锚定件和所属的支撑臂之间的过渡在结构上匹配。因此，能针对负载和针对材料来设计从撑杆锚定件到支撑臂的过渡并且能提升材料利用率。

可供选择地，撑杆锚定件中的至少一个也能够直接成型在第一或第二支撑法兰上。在第一或第二支撑法兰上成型的撑杆锚定件提供了简单的可行性方案，根据负载并根据材料将由撑杆导入的支撑力导入到第一或第二支撑法兰。此外，相比于在分散式构造方式中的单独的撑杆锚定件，通过成型的撑杆锚定件节省了固定件和安装花费。

此外，相应的法兰主平面的区域中的第一和/或第二支撑法兰能够设计为在径向上至少部分地缩短。这样的径向减小可能形成与第一和/或第二支撑法兰的旋转对称的基本形状的偏离。特别地，这能够是切断的法兰轮廓。径向减小的第一和/或第二支撑法兰用于减小传动机构的主轴线之间的主轴线间距。对此能够相对地布置支撑法兰，以使得两个支撑法兰的法兰主平面基本上一致。因此，通过径向减小支撑法兰能够实现传动机构的更紧凑定位。因此，所要求保护的解决方案也能应用在要求狭窄的主轴线间距的机械应用中。由此，所要求保护的支撑装置具有更广的应用范围。同样地，在现有的通过主轴线间距定义最大可用结构空间的机械应用中，通过所要求保护的解决方案能够采用更大功率的驱动器和/或传动机构。因此，现有的工业应用通过所要求保护的支撑装置能以简单的方式改建并且能提高功率密度。

此外，第一和/或第二支撑法兰能够设计为传动机构的壳体构件。在此特别地，第一和/或第二支撑法兰能够构成从动侧的壳体部段，相应一致的传动机构的从动轴在该壳体部段中延伸。由此在配备有相应的支撑装置的工业应用的结构中实现了更高程度的集成。

所述目的也通过根据本发明的工业应用实现。该工业应用具有第一传动机构，经由第一传动机构输入轴能为其输送驱动功率、即运行转速时的驱动转矩。工业应用也包括第二传动机构，类似于第一传动机构地能经由第二传动机构输入轴为其输送驱动功率。第一和第二传动机构输入轴在按照规定的运行中具有相反的转动方向，由此引起相应的反作用扭矩。第一和第二传动机构固定在支撑装置上，在该支撑装置中通过驱动功率引起反作用扭矩并且在其中根据当前驱动功率调整负载状态。根据上述实施方式中的一种，支撑装置设计用于有利地承受当前的负载状态。通过相应的支撑装置简化了工业应用的安装。通过提高支撑装置的可靠性和寿命，减少了用于工业应用的维护花费。此外，由于提高了支撑装置的力学抗性，能够为工业应用配备提高的驱动功率，并且因此提高了工业应用的生产能力。工业应用例如能够设计为碾磨机、辊轧机、水泥磨机、糖磨机、挤压机、传输设备、岩石破碎机、辊式破碎机、辊压机、辊式压制机、泵、通风装置、船舶驱动器或升降装置。

此外，第一和/或第二传动机构能够设计为行星齿轮装置。行星齿轮装置提供了高功率密度，并且允许在很大程度上充分利用支撑装置的提高的力学抗性。由此整体上大幅度地实现了所要求保护的支撑装置的优点。可供选择地，传动机构中的每个能够也设计为正齿轮传动机构、涡轮传动机构或锥形齿轮传动机构。

附图说明

接下来根据各个实施方式描述本发明。在此，各个实施方式的特征能相互组合。就此来说，附图能够相互增补，即附图中的相同的标号具有相同的技术含义。在此示出：

图1是所要求保护的支承装置的第一实施方式的斜视图；

图2是所要求保护的支承装置的第一实施方式的纵剖面细节图；

图3是所要求保护的支承装置的第一实施方式的另一个纵剖面细节图；

图4是所要求保护的工业应用的第一实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明的支撑装置10的第一实施方式，其具有第一传动机构保持件12和第二传动机构保持件14，它们分别设计为在其上固定有未详细示出的传动机构40。第一传动机构保持件12具有第一支撑法兰16，并且第二传动机构保持件14具有第二支撑法兰18。在安装状态中，转矩25被引导到围绕其主轴线15转动的传动机构40中。主轴线15彼此具有主轴线间距46。在此，转矩25具有相反的转动方向27。因此，在传动机构保持件12、14中并进而在支撑法兰16、18中引起反作用扭矩30。在此，反作用扭矩30分别具有反作用方向31，其将传动机构40的相应导入的转矩25反向施加在相应的传动机构保持件12、14上。因此，第一和第二支撑法兰16、18受到反向施加的反作用扭矩30。在第一支撑法兰16上，经由多个容纳在相应的凹槽32中的固定件33安装第一支架22，从而使作用在第一支撑法兰16上的反作用扭矩30也作用在第一支架22上。第一支架22具有支撑臂26，其基本上搭接相邻布置的第二支撑法兰18。在此，第一支架22的支撑臂26基本上布置在第一支撑法兰16的法兰主平面20上。在此，法兰主平面20理解为这样的平面，其通过用于固定件33的凹槽32限定，并且在此基本上垂直于传动机构40的相应的主轴线15。在此，第一支架22的支撑臂26在第一支撑法兰16的法兰主平面20中的布置也被称为骑跨式布置。

在第一支架的支撑臂26的支撑臂端部28上，第一支架22经由眼杆连接36与撑杆34铰链连接。相应的支撑臂端部28处的撑杆34又经由另一个眼杆连接36与固定轴承23连接，其又与第二支架24一体地设计。第二支架24经由固定元件23与第二支撑法兰18连接。通过传动机构40的转矩25在第一传动机构保持件12上得出的反作用扭矩30经由第一支架22的支撑臂26引导至第二支撑法兰18中。在此，通过第二支撑法兰18上的固定轴承23在相应的撑杆34上施加拉力35。以相应一致的方式，由于安装在第二传动机构保持件14上的传动机构40的转矩25而出现的反作用扭矩30经由第二支架24被引导至第一支撑法兰16中。

第一支架22仅具有一个支撑臂26并且因此设计为单接板式的。第二支架24具有两个支撑臂26，它们设计为基本上相同的并且相互间隔开地安装在第二支撑法兰18上。因此第二支架24设计为双接板式的。第二支架24的支撑臂26相互间隔开地布置，以使得第一支架22的支撑臂26延伸穿过第二支架24的支撑臂26之间的净空间29。由此使第一支架22延伸穿过第二支架24。因此，第一支架22的支撑臂26和第二支架24的支撑臂26双切面地相互隔开。此外，支撑装置10中的支撑臂26中的每个都设置有留空部21，通过其改善了支撑臂26的材料利用率。第一支架22和第二支架24的支撑臂26的布置使得在第一和第二支撑法兰16、18的法兰主平面20中能够存在基本上纯共面的力和转矩，并且因此第一和第二支撑法兰16、18基本上是不受弯曲力矩的。该方面将在图2中详细示出。此外，第一和第二支撑法兰16、18在法兰主平面20的区域中在相互朝向的侧面上设计为在径向上部分地缩短。因此，主轴线间距46相对于现有技术中的已知解决方案来说更小。

图2示意性示出了根据图1的实施方式在第一传动机构保持件12的范围中的细节图。第一支架22经由至少一个固定件33固定在第一支撑法兰16上，其提供了用于容纳固定元件33的相应的凹槽32。在此，至少一个固定件33设计为具有螺母的螺栓。支撑臂26设计并且布置在第一支撑法兰16上，以使得第一支撑法兰16的法兰主平面20基本上对称地分开第一支架22的支撑臂26。在此，支撑臂26设计为单接板式的。在支撑臂26上施加弯曲力38，其通过根据图1存在于第一支架22的支撑臂26的支撑臂端部28上的撑杆34中的拉力35得出。由于第一支架22相对于第一支撑法兰16的法兰主平面20基本对称地布置使弯曲力矩42为零，通过该弯曲力矩能使支撑臂26和/或第一支撑法兰16沿着主转动方向15偏转44。因此，在图2的意义上在所要求保护的支撑装置10中避免由于弯曲力矩42而产生的弯曲。特别地，减小了支撑臂根部39的区域中的机械应力。通过避免弯曲力矩42而在所要求保护的支撑装置10的运行中存在更低的材料要求。这使得能够在支撑装置10上连接传动机构40，在其中转矩25增长并且同时在第一支撑法兰中恒定地保持材料要求。

与图2对应地，图3示出了图1的实施方式的细节图。图2示出了第二传动机构保持件14上的第二支撑法兰18的区域中的纵剖面。在第二支撑法兰18上经由固定件33安装有第二支架24，其设计为具有螺母的螺栓。对此在第二支架24和第二支撑法兰18中的凹槽32中容纳固定件33。第二支架24具有两个支撑臂26，其基本上相互平行。在支撑臂26之间形成有净空间29，其设计用于像图2那样容纳第一支架22的支撑臂26。因此，根据图2的第一支架22能够延伸穿过第二支架24。第二支架24的支撑臂26与法兰主平面对称地取向，其基本上在中间延伸穿过第二支撑法兰18。在根据图3的支撑臂26的每个上都作用有弯曲力38，其由拉力35引起，在正常的运行中，该弯曲力由于拉力35而出现在至少一个支撑臂端部28上。弯曲力38基本上与法兰主平面20平行地作用，使得适用于沿着主转动轴15引起支撑臂26的偏转44的弯曲力矩42为零。因此实现的材料应力降低保障了第二支架24的寿命延长。因此可供选择地，也能够提高经由安装在第二传动机构保持件14上的传动机构40传递的转矩25，并且因此为第二支架24和第二支撑法兰18更好地充分利用该转矩。

图4示意性示出了根据第一实施方式的工业应用60的结构。工业应用60包括两条并行的路线62、64，在其中分别布置有驱动器66。驱动器66分别设计为电动机或内燃机，并且分别具有驱动轴68。经由驱动轴68将包括确定的转矩25的驱动功率65传递给传动机构40。第一路线62中的第一传动机构40和第二路线64中的第二传动机构40分别设计为具有主轴线15的行星齿轮装置45。主轴线15相互具有主轴线间距46。通过第一和第二传动机构40分别实现了驱动功率65有关转矩和转速方面的变换。这个变换包括：在转矩的提高的时，导致转速的降低并且反之亦然。基本上保持不变的驱动功率65分别由传动机构40分别经由从动轴69传输到机械应用70，通过其实现工业应用60的目的。驱动器66设计为，驱动轴68具有反向的转动方向27。由此在传动机构40中引起反向的反作用扭矩30，其又由整个支撑装置10承受。支撑装置具有第一和第二传动机构保持件12、14，在其中分别安装有传动机构40中的一个。在此，支撑装置10根据上述实施方式中的一个来设计。工业应用60能够通过机械应用70的相应的选择例如设计为碾磨机、辊轧机、水泥磨机、糖磨机、挤压机、传输设备、岩石破碎机、辊式破碎机、辊压机、辊式压制机、泵、通风装置、船舶驱动器或升降装置。

Claims

1.一种支撑装置(10)，用于第一传动机构和第二传动机构或者用于驱动器(66)，所述支撑装置包括第一支撑法兰(16)和第二支撑法兰(18)，其中，在所述第一支撑法兰(16)上安装有第一支架(22)，所述第一支架用于将第一支撑力引导到所述第二支撑法兰(18)中，并且在所述第二支撑法兰(18)上安装有第二支架(24)，所述第二支架用于将第二支撑力引导到所述第一支撑法兰(16)中，其特征在于，

所述第一支架(22)延伸穿过所述第二支架(24)。

2.根据权利要求1所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支架(22)设计为单接板式的，并且所述第二支架(24)设计为双接板式的。

3.根据权利要求1或2所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支架(22)和所述第二支架(24)双切面地相互隔开。

4.根据权利要求1或2所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支架(22)具有支撑臂(26)，所述支撑臂安装在所述第一支撑法兰(16)的法兰主平面(20)上。

5.根据权利要求1或2所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第二支架(24)具有两个支撑臂(26)，所述两个支撑臂安装在所述第二支撑法兰(18)的相互背向的端面上。

6.根据权利要求4所述的支撑装置(10)，其特征在于，

在所述支撑臂(26)中的一个支撑臂上，在一个端部(28)上安装有撑杆(34)，所述撑杆设计用于引导拉力(35)和/或压力。

7.根据权利要求6所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述撑杆(34)中的至少一个撑杆设计用于相对于法兰主平面(20)将拉力(35)和/或压力无弯曲力矩地引导到所述第一支撑法兰(16)或所述第二支撑法兰(18)中。

8.根据权利要求6所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支架(22)和/或所述第二支架(24)配备有固定轴承(23)。

9.根据权利要求8所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述固定轴承(23)中的至少一个固定轴承成型在所述第一支撑法兰(16)或所述第二支撑法兰(18)上。

10.根据权利要求1或2所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支撑法兰(16)和/或所述第二支撑法兰(18)设计为在径向上部分缩短，以减小所述第一传动机构与所述第二传动机构之间的主轴线间距(46)。

11.根据权利要求1或2所述的支撑装置(10)，其特征在于，

所述第一支撑法兰(16)和/或所述第二支撑法兰(18)设计为所述第一传动机构(40)或所述第二传动机构的壳体构件。

12.一种工业应用(60)，包括第一传动机构和第二传动机构，经由第一驱动轴能为所述第一传动机构输送驱动功率，并且经由第二驱动轴能为所述第二传动机构输送驱动功率，其中，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴具有相反的转动方向(27)，并且所述第一传动机构和所述第二传动机构安装在支撑装置(10)上，其特征在于，

所述支撑装置(10)根据权利要求1至11中任一项设计。

13.根据权利要求12所述的工业应用(60)，其特征在于，

所述第一传动机构和/或所述第二传动机构设计为行星齿轮装置(45)。