CZ202323A3 - Planetové soukolí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká planetového soukolí zahrnujícího pevné korunové kolo (1) s věncem s vnitřním ozubením, hnanou hřídel (7) spojenou s unašečem (2) otočně uloženým vůči pevnému korunovému kolu (1) a tvořeným alespoň jedním ramenem (10), na kterém jsou otočně uloženy alespoň jeden hnací satelit (3) a alespoň jeden hnaný satelit (4), tvořené vzájemně zabírajícími ozubenými koly, přičemž hnaný satelit (4) je současně v záběru s vnitřním ozubením pevného korunového kola (1) a dále zahrnujícího hnací hřídel (8) spojenou s pohonem (9), kde je hnací satelit (3) umístěn na čepu (6) otočně uloženém v unašeči (2), na jehož opačném konci je hnané kolo (11) propojené s hnacím kolem (14) na hnací hřídeli (8).

Description

Planetové soukoli

Oblast techniky

Vynalez se tÿka planetového soukoli s funkci planetového reduktoru otacek, vhodného zejména pro pomalobezné stroje. Zafizeni se zabÿva redukci otacek a navysovani tocivého momentu.

Dosavadni stav techniky

Na redukci otacek jak smerem do pomala, tak i smerem do rychla, se pouziva cela fada pfevodovÿch zafizeni. Tato zafizeni jsou vseobecne znâmâ a jejich technickou konstrukci nemusime podrobne popisovat. Konstrukce techto pfevodovÿch systémù, zajistuje linearni prùbeh tocivého momentu. To znamena, ze kolikrat se snizi otacky, tolikrat se navÿsi tocivÿ moment a opacne.

Je znamÿ planetovÿ reduktor otacek, kterÿ je tvofen hnacim centralnim ozubenÿm kolem, spojenÿm s hnaci resp. vstupni hfideli, a pevnÿm ozubenÿm korunovÿm kolem s vencem s vnitfnim ozubenim. Mezi centralnim a korunovÿm kolem je mezikruzi, jehoz sifka je stejna jako prùmer satelitù odvalujicich se soucasne po centralnim kole a korunovém kole. Jde o hnané satelity, které jsou zpravidla spojeny unasecem, ke kterému je pfipojena hnana (vÿstupni ) hfidel reduktoru. Tento znamÿ reduktor pfedstavuje osvedcenou konstrukci ke snizeni otacek, s linearnim prùbehem pomeru tocivého momentu a otacek, tj. tocivÿ moment se zvysuje tolikrat, kolikrat se snizi otacky.

Planetové pfevodovky maji oproti klasickÿm pfevodovkam mensi rozmery. Snadné dosazeni velkého pfevodového pomeru vzhledem k rozmerùm. Vice pfevodovÿch kombinaci. Vetsi zivotnost nez ozubena kola v klasické pfevodovce.

Jejich nevÿhody jsou ve vetsim zatizeni lozisek, jsou slozitejsi nez klasicka pfevodovka a vÿroba je slozitejsi a drazsi.

Klasickÿ planetovÿ pfevod je v dnesni dobe po odborné strance povazovan jiz za technologicky zastaralÿ. V dnesni dobe jsou tyto planetové pfevodovky nahrazovany lepsimi a technologicky vylepsenÿmi pfevodovkami.

Pfi pouzivani planetovÿch pfevodovek jde hlavne o snizovani otacek, zejména kvùli své konstrukci. Kolikrat se snizi pocet otacek, tolikrat se navÿsi tocivÿ moment. Pfi opacném postupu plati ze kolikrat navÿsime pocet otacek, tolikrat se snizi tocivÿ moment. Vÿpocet, kterÿ urcuje kolikrat se snizi nebo navÿsi otacky je odvozen od poctu zubù na centralnim kole, korunovém kole a satelitu.

Za pfedpokladu, ze modul ozubenÿch kol je jak pro centralni kolo, satelity, tak korunové kolo stejnÿ. Korunové kolo ma pocet zubù Z3 = 84 a prùmer na roztecné kruznici D = 210 mm. Satelity (3 kusy) maji Z2 = 12 a prùmer na roztecné kruznici D = 30 mm. Centralni ozubené kolo ma pocet zubù Z1 = 12 a prùmer na roztecné kruznici D = 30 mm. Pfi ulozeni centralniho kola a tfech satelitù v jedné ose, je centralni kolo hnaci. Vsechny tfi satelity jsou hnané. Tim se vrcholovÿ satelit 7 x otoci kolem své osy o 360^o nez se odvali o 360^o po obvodu korunového kola. V tomto pfipade je pfevodovÿ pomer urcen poctem zubù korunového kola a poctem zubù satelitu. 84 : 12 = 7. Tim je pfevodovÿ pomer 7 : 1. Toto je pfiklad klasického planetového pfevodu. V tomto pomeru se snizi otacky 7 x a tocivÿ moment se navÿsi také 7 x.

Ze zvefejnené CZ pfihlasky PV 609-93 „Planetova pfevodovka“ je znamÿ planetovÿ reduktor otacek s moznosti reverzniho chodu, u kterého je vÿse popsana klasicka planetova pfevodovka ulozena v podstate dvakrat za sebou, tj. s dvema centralnimi koly na hnaci hfideli a s dvoj vencem

- 1 CZ 2023 - 23 A3 tvoricim korunové kolo, které je v tomto pripade ulozeno otocné, pricemz se skrini jsou spojeny prvni dva satelity, a druhé dva satelity jsou teprve prostrednictvim unasece spojeny s vÿstupni hrideli. Ùcelem reseni je snizeni zastavbovÿch rozmerù prevodovek u velkÿch prevodù do pomala, nicméne tocivÿ moment se oproti klasické prevodovce nezvysuje.

Z uzitného vzoru CZ 19132 je znamÿ planetovÿ reduktor otacek, u kterého jsou mezi centralnim ozubenim kolem a kazdÿm hnanÿm satelitem usporâdâny dva spolu zabirajici prevadeci satelity, otocne ulozené na cepech unasece, z nichz jeden zabirâ s centralnim ozubenÿm kolem a druhÿ s hnanÿm satelitem, pricemz roztecné kruznice centrâlniho ozubeného kola, prevâdecich satelitù a hnaného satelitu maji stejné prùmery a jejich stredy lezi v jedné primce. Vlozené prevadeci satelity zachovâvaji stejnÿ smysl otâceni linané hridele i hnaci hridele. Hnanÿ satelit pùsobi na dalsim rameni a zvetsuje vÿstupni tocivÿ moment.

V patentu CZ 33828 a CZ 46316 je popsano reseni planetového soukoli, u kterého jsou tri satelity pohanené centralnim ozubenÿm kolem ulozené na kulovÿch cepech nebo v samostatnÿch loziskach, a unâseji pritom volnÿ hridel ulozenÿ na druhé strane v kardanovém kloubu, pripadne pruznÿ hridel. Ùcelem tohoto reseni je vytvoreni takové konstrukce, ve které se ozubena kola satelitù neprici a jsou stejne namahana.

Ùkolem vynalezu je vytvoreni planetového reduktoru otacek, kterÿ by mel pnznivejsi pomer narùstu vÿstupniho tocivého momentu ku poklesu vÿstupnich otacek oproti znamÿm planetovÿm reduktorùm otacek s centralnim ozubenÿm kolem, umoznoval by nasazeni pohonnÿch jednotek s nizsim vÿkonem a pritom by byl konstrukcne univerzalne vyuzitelnÿ pro sirokou skalu aplikaci, zejména u pomalobeznÿch strojù. Je zâdouci, aby planetového soukoli melo moznost reverzniho chodu a mohlo pracovat v pravotocivém i levotocivém rezimu.

Podstata vynalezu

Vÿse uvedené nedostatky jsou do znacné miry odstraneny planetovÿm soukolim zahrnujicim pevné korunové kolo s vencem s vnitmim ozubenim, hnanou hridel spojenou s unasecem otocne ulozenÿm vùci pevnému korunovému kolu a tvorenÿm alespon jednim ramenem, na kterém jsou otocne ulozeny alespon jeden hnaci satelit a alespon jeden hnanÿ satelit, tvorené vzajemne zabirajicimi ozubenÿmi koly, pricemz hnanÿ satelit je soucasne v zaberu s vnitmim ozubenim pevného korunového kola a dale zahrnujicim hnaci hridel spojenou s pohonem, podle tohoto vynalezu, jehoz podstatou je to, ze hnaci satelit je umisten na cepu otocne ulozeném v unaseci, na jehoz opacném konci je hnané kolo propojené s hnacim kolem na hnaci hrideli.

Hnané kolo je ve vÿhodném provedeni pres mezikolo v zaberu s hnacim kolem na hnaci hrideli. Hnané kolo, mezikolo a hnaci kolo jsou s vÿhodou ozubena kola, ktera maji ve vÿhodném provedeni sipové ozubeni.

Hnané kolo mùze bÿt v zaberu s hnacim kolem na hnaci hrideli pomoci hnaciho prvku vybraného ze skupiny remen, retez a lano.

Unasec je s vÿhodou alespon dvouramennÿ, pricemz na ramenech jsou na cepech otocne ulozeny hnaci satelity a hnané satelity.

Pomer prùmeru pevného korunového kola ku prùmeru hnaného satelitu je alespon 8 : 1. Hnanÿ satelit mùze mit stejnÿ prùmer jako hnaci satelit.

Pomery prùmerù pevného korunového kola a satelitù mohou bÿt rùzné, s vÿhodou je tento pomer 8 : 1 a hnaci satelit i hnanÿ satelit maji stejnÿ prùmer, z hlediska optimâlnich rozmerù planetového soukoli. Planetové soukoli mùze bÿt reseno i jako dvoustupnové. Vzhledem k velikosti vÿstupniho

- 2 CZ 2023 - 23 A3 tocivého momentu na hnané hrideli je s vÿhodou celniho ozubeni ozubenÿch kol vytvoreno sipové ozubeni.

Vÿhody planetového soukoli podle tohoto vynalezu spocivaji v tom, ze ma pnznivejsi pomer nârûstu vÿstupniho tocivého momentu ku poklesu vÿstupnich otacek oproti znamÿm planetovÿm reduktorûm otacek s centralnim ozubenÿm kolem. To umoznuje nasazeni pohonnÿch jednotek, zejména elektromotorû, s nizsim vÿkonem pri dosazeni ùspory energie. Planetové soukoli je reverzibilni a z hlediska univerzalne vyuzitelné pro sirokou skalu aplikaci, zejména u pomalubeznÿch strojû.

V pripade vetrnÿch elektraren, kdy prûtok vzduchu pres vrtulové zarizeni bude stalÿ, nebo mûze bÿt vyssi a otacky musi bÿt regulovany na urcitou hodnotu, které jsou nutné pri vÿrobe elektrické energie pres generator. Vÿroba el. energie pres generator je omezena technickÿmi vlastnostmi daného generatoru. To je poctem otacek a silou krouticiho momentu, které dodâvâ vrtulové zarizeni. Tim mûze vyrabet stale stejné mnozstvi el. energie. Ovsem pri pouziti predmetného zarizeni pri stavajicich podminkach se mûze pouzit na vÿrobu elektrické energie vÿkonnejsi generator, kterÿ ma stejné otacky ale vetsi tocivÿ pomer, kterÿ umoznuje vÿrobu vetsiho mnozstvi el. energie. Toto plati téz na vodni elektrarny.

V lodni doprave se z velké casti pouziva na pohon lodi motory na fosilni paliva. Zde je potreba dosti velkého mnozstvi tohoto paliva, aby nakladni lode prepravily zbozi. Lodni vrtule potrebuji pri svÿch otâckâch velkÿ tocivÿ moment. Tento tocivÿ moment je dan pohonnou jednotkou. Pouzita pohonna jednotka pri pohonu lode spotrebuje urcité mnozstvi paliva. Pri pouziti predmetného naseho zarizeni lze vybavit lode mensi pohonnou jednotkou ale s potrebnÿm tocivÿm momentem. Cimz dochazi k vÿrazne mensi spotrebe pohonnÿch hmot.

Zarizeni se da vyuzit i v jinÿch prûmyslovÿch odvetvi. Je to velmi siroka skala moznosti.

Dalsi vÿhody vynalezu jsou nizka hmotnost prevodového zarizeni s moznosti pouzivani lehkÿch materialû, jako jsou ocel, dural, karbon, pasty, tvrzena pryz a jiné. Zarizeni ma malou velikost s moznosti velkého prenosu tocivého momentu pri moznost menit velikost zarizeni. Podstatnou vÿhodou je moznost pouziti remenovÿch prevodû, ozubenÿch remenû, trecich kol, ozubenÿch kol a jinÿch typû prevodû, které zajist’uji tichÿ chod zarizeni a odstranuji vibrace. Zarizeni umoznuje lepsi prûbeh zaberu ozubenÿch kol a az tri stupne zarizeni za sebou.

Objasneni vÿkresû

Planetové soukoli podle tohoto vynalezu bude blize objasneno na konkrétnich prikladech provedeni s pomoci prilozenÿch vÿkresû, kde na Obr. 1a je schematickÿ rez planetovÿm soukolim s ozubenÿmi koly v bokorysu a na Obr. 1b v narysu. Na Obr. 2a je schematickÿ rez planetovÿm soukolim s ozubenÿmi remeny v bokorysu a na Obr. 2b v narysu.

Priklady uskutecneni vynalezu

Prikladné planetové soukoli zahrnuje pevné korunové kolo 1 s vencem s vnitrnim ozubenim, kterÿm prochazi hnana hridel 7 spojena s unasecem 2 otocne ulozenÿm vûci pevnému korunovému kolu 1. Unasec 2 je tvoren ramenem 10, na kterém jsou otocne ulozeny hnaci satelity 3 a hnané satelity 4, tvorené vzajemne zabirajicimi ozubenÿmi koly. Hnanÿ satelit 4 je soucasne v zaberu s vnitrnim ozubenim pevného korunového kola 1. Planetové soukoli dale zahrnuje hnaci hridel 8 spojenou s pohonem 9. Hnaci satelit 3 je umisten na cepu 6 otocne ulozeném v unaseci 2, na jehoz opacném konci je hnané kolo 11 propojené s hnacim kolem 14 umistenÿm na hnaci hrideli 8. Ozubené hnané kolo 11 je pres ozubené mezikolo 13 v zaberu s ozubenÿm hnacim kolem 14 umistenÿm na hnaci hrideli 8. Hnaci satelit 3, hnanÿ satelit 4 a pevné korunové kolo 1 j sou opatreny

- 3 CZ 2023 - 23 A3 sipovÿm ozubenim. Unasec 2 je dvouramennÿ, pricemz na ramenech 10 jsou na cepech 6 otocne ulozeny hnaci satelity 3 a hnané satelity 4. Pomer prùmeru pevného korunového kola 1 ku prùmeru hnaného satelitu 4 je 8 : 1. Hnanÿ satelit 4 ma stejnÿ prùmer jako hnaci satelit 3.

V dalsim provedeni planetového soukoli je hnané kolo 11 v zaberu s hnacim kolem 14 na hnaci hrideli 8 pomoci hnaciho prvku 15 vybraného ze skupiny remen, retez a lano. Na hnaci hrideli 8 pohonu 9 jsou pevne spojena dve hnana kola 11 v podobe ozubenÿch remenic, které jsou hnaci. Ozubené remenice jsou totozné. Korunové kolo 1 je pevne ulozeno na konstrukci zarizeni. V ose korunového kola 1 vede na loziskach hnana hridel 7. Na této hnané hrideli 7 je pevne pripojen unasec 2. Jak hnaci hridel 8, tak i hnana hridel 7 jsou v jedné ose. Na ose unasece 2 je rameno 10, kterÿm prochazi ctyri cepy 6, které jsou na loziskach. Na cepech 6, které jsou blize k ose hnané hridele 7 jsou ozubené remenice. Tyto ozubené remenice jsou spojeny hnacim prvkem 15 v podobe ozubeného remene s ozubenou remenici na hnaci hrideli 8 pohonu. Na druhém konci cepù 6, které prochazi ramenem 10 unasece 2, j sou ulozeny po jednom hnaci satelity 3, které j sou s cepy 6 pevne spojeny. Dalsi dva cepy 6 prochazeji ramenem 10 a jsou na konci tohoto ramene 10. Na cepech 6 jsou téz hnané satelity 4, které jsou soucasne v zaberu s hnacimi satelity 3 a s korunovÿm kolem 1. Dva hnané satelity 4, které se soucasne odvaluji po obvode korunového kola 1, otaceji ramenem 10 unasece 2, kterÿ je pevne spojen s hnanou hrideli 7.

Rozmery celého zarizeni jsou relativne malé. Podle potreby se mùze zarizeni velikostne upravit jak do vetsich rozmerù, tak i zmensit. V prikladném provedeni jsou ramena 10 unasece 2 dve. Tim také je plynulÿ zaber hnanÿch satelitù 4 na korunové kolo 1 a tim se téz zamezuje vibracim. Pocet ramen 10 unasece 2 neni omezen jen dvema. Pocet ramen 10 mùze bÿt 3, 4, i vice. Podle velikosti korunového kola 1 se také mùze menit pocet i velikost hnanÿch satelitù 4 a hnacich satelitù 3. Tim dochazi k rùznÿm prevodovÿm pomerùm. V kazdé zmene, pri které dojde, vzdy dochazi ke zmene narùstu tocivého pomeru vùci klasickému prevodu. Tato konstrukce prevodového zarizeni nabizi velkou skalu moznosti vyuziti. Tim se také meni celkova velikost zarizeni, jak do vetsich rozmerù, tak i do zmenseni.

Prùmyslova vyuzitelnost

Planetové soukoli podle tohoto vynalezu nalezne velké vyuziti ve strojirenském prùmyslu, u vodnich elektraren, vetrnÿch elektraren, ve stavebnictvi, v automobilové doprave, v letecké doprave, v lodni doprave a podobne.

Claims (8)

1. Planetové soukoli zahrnujici pevné korunové kolo (1) s vencem s vnitrnim ozubenim, hnanou hridel (7) spojenou s unasecem (2) otocne ulozenÿm vûci pevnému korunovému kolu (1) a tvorenÿm alespon jednim ramenem (10), na kterém jsou otocne ulozeny alespon jeden hnaci satelit (3) a alespon jeden hnanÿ satelit (4), tvorené vzâjemne zabirajicimi ozubenÿmi koly, pricemz hnanÿ satelit (4) je soucasne v zâberu s vnitrnim ozubenim pevného korunového kola (1) a dale zahrnuje hnaci hridel (8) spojenou s pohonem (9), vyznacujici se tim, ze hnaci satelit (3) je umisten na cepu (6) otocne ulozeném v unaseci (2), na jehoz opacném konci je hnané kolo (11) propojené s hnacim kolem (14) na hnaci hrideli (8).

2. Planetové soukoli podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze hnané kolo (11) je pres mezikolo (13) v zaberu s hnacim kolem (14) na hnaci hrideli (8).

3. Planetové soukoli podle naroku 2, vyznacujici se tim, ze hnané kolo (11), mezikolo (13) a hnaci kolo (14) jsou ozubenâ kola.

4. Planetové soukoli podle naroku 3, vyznacujici se tim, ze hnaci satelit (3), hnanÿ satelit (4) a pevné korunové kolo (1) jsou opatreny sipovÿm ozubenim.

5. Planetové soukoli podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze hnané kolo (11) je v zaberu s hnacim kolem (14) na hnaci hrideli (8) pomoci hnaciho prvku (15) vybraného ze skupiny remen, retez a lano.

6. Planetové soukoli podle kteréhokoli z nârokû 1 az 5, vyznacujici se tim, ze unasec (2) je alespon dvouramennÿ, pricemz na ramenech (10) jsou na cepech (6) otocne ulozeny hnaci satelity (3) a hnané satelity (4).

7. Planetové soukoli podle kteréhokoli z nârokû 1 az 6, vyznacujici se tim, ze pomer prûmeru pevného korunového kola (1) ku prûmeru hnaného satelitu (4) je 8 : 1.

8. Planetové soukoli podle kteréhokoli z nârokû 1 az 7, vyznacujici se tim, ze hnanÿ satelit (4) mâ stejnÿ prûmer jako hnaci satelit (3).