CZ294716B6

CZ294716B6 - Vestavěný planetový pohon

Info

Publication number: CZ294716B6
Application number: CZ20033411A
Authority: CZ
Inventors: Jiří Ing. Dolejš; Josef Doc. Ing. Csc. Pěnkava
Original assignee: Jiří Ing. Dolejš; Josef Doc. Ing. Csc. Pěnkava
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-03-16
Also published as: WO2005057047A1; CZ14832U1; WO2005057047A8; CZ20033411A3

Abstract

Vestavěný planetový pohon do prostorů bubnů je řešen jako spojené řazené planetové převody (1, 3) za sebou, z nichž každý je tvořen z jednoho nebo dvou převodových stupňů (4, 6, 7). Spojeny jsou nosičem satelitů (21) nebo korunovým kolem (20) a jsou napojeny na centrální kolo (30) dalšího planetového převodu (3). Centrální kolo (16) na hnacím hřídeli (9) je vedeno jednoduchými satelity (17, 18, 19), centrální kolo (30) je volně vloženo mezi dvojité satelity (37, 38, 39). Spolu s vedeným korunovým kolem (34) posledního převodového stupně (7) je tak vytvořeno vyrovnávací zařízení (43, 44, 45) pro větvení výkonu na jednotlivé satelity (17, 18, 19, 37, 38, 39). Základní nepohyblivý nosný rám planetového pohonu je tvořen dutým tělesem (11), se zabudovaným motorem (14), se zúženým průřezem (12) a připojovací přírubou (13). K tělesu (11) je čelně připojena převodová skříň (8) s letmým uložením větších ozubených kol satelitů (37, 38, 39) posledního planetového převodu (3) a s vyloženým planetovým převodem (1). Poslední převodový stupeň (7) je vestavěn do prostoru mezi vnějším obvodem zúženého průřezu (12) tělesa (11) a vnitřním průměrem objímky (48) náboje, která je hnána korunovým kolem (34) přes spojkové ozubení (47).ŕ

Description

Vynález se týká vestavěného planetového pohonu, sestaveného ze spojených planetových převodů řazených za sebou s ozubenými koly s vyrovnávacím zařízením, které jsou napojeny na hřídel motoru, řešených jako převody vestavěné do omezených prostorů bubnů, nábojů, elektrobubnů apod. různých strojírenských zařízení.

Dosavadní stav techniky

Dosud se k trakčním pohonům pracovních strojů používá převodových zařízení složených z čelních či planetových převodů nebo jejich kombinací.

Tato převodová zařízení jsou všeobecně řešena, vzhledem k potřebě konstrukčního vestavění převodu do prostoru bubnového náboje, jenom pro menší počet za sebou řazených převodových stupňů, případně pouze s jednoduchými satelity. Nevýhodou takovýchto provedení je dosažení jen nižších převodových poměrů a tím nutnosti použití robustnějších hnacích motorů.

Některé konstrukce za sebou řazených planetových převodů nepoužívají vůbec vyrovnávacího zařízení nebo jen méně účelného provedení, což má za následek nerovnoměrné rozvětvení přenášeného výkonu na jednotlivé satelity.

S tímto souvisí i otázka počtu satelitů. Teoreticky zdůvodnitelný je počet tří satelitů, což uváděná sestavení v některých případech opomíjejí.

Celkové koncepce prostorového uspořádání převodových stupňů a konstrukce nosného rámu některých vestavěných pohonů umožňují pouze přenos malých výkonů a docílení jen nižších hodnot převodového poměru.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje vestavěný planetový pohon, který je vytvořen příkladně ze tří planetových převodů řazených za sebou s ozubenými koly s vyrovnávacím zařízením, sestávajících ze čtyř převodových stupňů pro dosažení vyššího převodového poměru, kde následující planetový převod je uspořádán ze stejného nebo o jeden vyššího počtu převodových stupňů.

Nosič satelitů nebo korunové kolo prvního planetového převodu je napojeno na centrální kolo dalšího planetového převodu. Centrální kolo prvního planetového převodu s hnacím hřídelem, opatřeným zubovou spojkou, je vedeno satelity, centrální kola dalších planetových převodů jsou uložena s uvolněním a korunové kolo posledního planetového převodu je vedeno prostřednictvím spojkového ozubení, tím jsou vytvořena vyrovnávací zařízení pro rovnoměrné větvení přiváděného výkonu na jednotlivé satelity.

Centrální kolo s hnacím hřídelem prvního planetového převodu je umístěno do zúženého průřezu dutého tělesa, tvořícího základní nepohyblivý nosný rám planetového pohonu se zabudovaným motorem. K čelu tělesa je připojena převodová skříň s letmým uložením větších ozubených kol dvojitých satelitů planetového převodu a s vyložením alespoň jednoho převodového stupně.

Pastorky dvojitých satelitů a korunové kolo posledního převodového stupně jsou vestavěny do prostoru mezi vnějším obvodem zúženého průřezu tělesa a vnitřním průměrem objímky náboje, která je hnána prostřednictvím spojkového ozubení korunového kola.

-1 CZ 294716 B6

Čepy satelitů jsou uloženy pomocí ložisek satelitů v ložiskových vývrtech čelní připojovací příruby, ve kterou se těleso rozšiřuje, a v ložiskových vývrtech radiálně tvarovaného tělesa, opatřených uzavíracími třmeny ložisek satelit.

Objímka náboje je pevně spojena s nábojem, který je uložen pomocí ložisek náboje na vnějším obvodu tělesa.

V jednom z dalších provedení je umístěn první planetový převod s jednoduchými satelity do zúženého průřezu dutého tělesa mezi druhý a třetí převodový stupeň posledního planetového převodu nebo za poslední převodový stupeň blíže k motoru.

Přehled obrázků na výkresech

Provedení vestavěného planetového převodu podle technického řešení je znázorněno formou neomezujících příkladů na připojených obr. 1 až 5 v osovém řezu.

Na obr. 1 je projektové provedení se dvěma planetovými převody.

Obr. 2 podává kinematické schéma sestavení z obr. 1 s aplikovanou záměnou mechanismu.

Na obr. 3 je v kinematickém schématu zobrazeno provedení se dvěma planetovými převody s dvojitými satelity.

V obr. 4 je kinematicky znázorněno provedení se třemi planetovými převody a to se čtyřmi převodovými stupni.

Obr. 5 uvádí projektové schéma z obr. 1, kde první planetový převod je umístěn do zúženého průřezu dutého tělesa.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je projekčně zpracován vestavěný planetový pohon se dvěma planetovými převody 1, 3 a to ve třech převodových stupních 4, 6, 7.

U prvního planetového převodu 1 je použito jednoduchých satelitů 17, 18, 19. Druhý planetový převod 3 je tvořen dvěma převodovými stupni 6, 7 s dvojitými satelity 37, 38, 39 a to v provedení ozubených kol epicykloidním a hypocykloidním, zkráceně značeném epihypo. To znamená, že převodový stupeň 6 je realizován trvalým záběrem centrálního kola 30 a většího z ozubených kol dvojitých satelitů 37, 38, 39 s vnějším ozubením a v převodovém stupni 7 je pastorek 42 s menším vnějším ozubením dvojitých satelitů 37, 38, 39 v trvalém záběru s korunovým kolem 34 s vnitřním ozubením.

První planetový převod 1 je proveden s rotujícím nosičem 21 satelitů a se zastaveným korunovým kolem 20, druhý planetový převod 3 je realizován jako pseudoplanetový, se zastaveným nosičem 35 satelitů a rotujícím korunovým kolem 34· První planetový převod 1 je tvořen centrálním kolem 16 s delším, torzně pružným hnacím hřídelem 9, uloženým na straně motoru 14 v zubové spojce 10, procházejícím dutým tělesem 11, kde centrální kolo 16 je v trvalém záběru s jednoduchými satelity 17, 18, 19 a tyto s korunovým kolem 20. Satelitů 17, 18, 19 je možno na základě teoretického rozboru silových poměrů použít jen v počtu tří.

Vyrovnávací zařízení 43, 44. 45 slouží k dosažení rovnoměrného větvení, dělení přenášeného výkonu na jednotlivé satelity 17, 18, 19 a 37, 38, 39 planetových převodů 1 a 3.

-2CZ 294716 B6

V prvním převodovém stupni 4 je tvořeno vedeným centrálním kolem 16 satelity 17, 18. 19 na čepech satelitů 22 a to při spojení tohoto centrálního kola 16 s hnacím hřídelem 9 osazeným zubovou spojkou 10 ve dvounásobném provedení pro napojení na hřídeli 15 motoru.

Nosič 21 satelitů prvního převodového stupně 4 je napojen na centrální kolo 30, volně uložené mezi satelity 37, 38, 39 druhého planetového převodu 3.

Posléze je vedené korunové kolo 34 menšími ozubenými koly dvojitých satelitů 37, 38, 39 posledního převodového stupně 7 napojeno prostřednictvím spojkového ozubení 47 na objímku 48 náboje.

Tak je vytvořeno vyrovnávací zařízení 43, 44, 45 tohoto provedení vestavěného planetového pohonu.

Duté těleso 11 vytváří základní nepohyblivý nosný rám celého vestavěného planetového pohonu se zabudovaným motorem 14 a je vytvarováno do zúženého průřezu 12, který se rozšiřuje do připojovací příruby 13. Na čelo tohoto tělesa 11 a jeho připojovací příruby 13 je připojena převodová skříň 8.

Do převodové skříně 8 je umístěno letmé uložení většího z ozubených kol dvojitých satelitů 37, 38, 39, uložených na čepech 36 satelitů, případně pastorků 42, v ložiskách 49 satelitů planetového převodu 3 a to do ložiskových vývrtů 51 čelní připojovací příruby 13 a do ložiskových vývrtů 52 radiálně tvarovaného tělesa 11 opatřených uzavíracími třmeny 53 ložisek 50 satelitů. Do převodové skříně 8 je dále vložen planetový převod 1, který je spojen pomocí nosiče 21 satelitů s volně uloženým centrálním kolem 30 druhého planetového převodu 3, centrální kolo 30 je zde v trvalém záběru se třemi satelity 37, 38, 39.

Vlastní převodová skříň 8 je vytvořena z diskové příruby 46, ke které je přišroubována válcová část 63 uzavřená tvarovaným čelme 64, jako celek je přiklopena krytem 65 mazacího prostoru.

Pastorky 42 s menšími ozubenými koly dvojitých satelitů 37, 38, 39 jsou se zabírajícím korunovým kolem 34 posledního převodového stupně 7 vestavěny do prostoru mezi vnějším obvodem zúženého průřezu 12 tělesa 11 a vnitřním průměrem objímky 48 náboje. Prostřednictvím spojkového ozubení 47 korunového kola 34 je tato objímka 48 náboje poháněna spolu s pevně připojeným nábojem 54, uloženým na vnějším obvodu tělesa 11 pomocí ložisek 55 a 56 náboje.

Takto vytvořený vestavěný planetový pohon do prostoru bubnu, náboje 54 může být řešen v několika jiných variantách, jak bude z části ukázáno a dalších obrázcích.

Obr. 2 zobrazuje kinematické schéma koncepce uvedené na obr. 1.

Rozdílnost koncepce od obr. 1 spočívá v tom, že bylo použito pro nové vytvoření vestavěného planetového pohonu tzv. záměny mechanismu u prvního planetového převodu L Nepohyblivým členem se stal nosič 2J_satelitů, který je nyní zastaveným členem, při rotujícím centrálním kole 16 je teď rotujícím členem kruhové kolo 20. Tak vznikl na prvním převodovém stupni 4 tzv. pseudoplanetový převod se zastaveným nosičem 21 satelitů s rozvětvením výkonového toku na jednotlivé satelity 17,18, 19.

Korunové kolo 20 prvního převodového stupně je dále napojeno na volné centrální kolo 30 druhého planetového převodu 3 s dvojitými satelity 37, 38, 39 převodových stupňů 6, 7.

Na obr. 2 je také ukázána aplikace využití vynálezu pro trakční pohon vestavěný do bubnových nábojů 57, 58 s ráfky kol 59, 60, 61, 62, z hnaného korunového kola 34 přechází rotační pohyb

-3 CZ 294716 B6 přes spojkové ozubení 47 na objímku 48 náboje spojené s nábojem 54 a na něm nalisované bubnové náboje 57, 58 s hnanými ráfky kol 59, 60, 61, 62 s pneumatikami.

Na obr. 3 je nakresleno kinematické schéma spojení dvou planetových převodů 1, 3 a to s dvojitými satelity 31, 32, 33, a 37, 38, 39, které vytvářejí čtyři převodové stupně 4, 5, 6, 7. První planetový převod 1 sestává z centrálního kola 16 a korunového kola 27, které jsou v trvalém záběru se satelity 31, 32, 33, které vedou centrální kolo 16 spojené s hnacím hřídelem

9. Nosič 21 satelitů je napojen na uvolněné centrální kolo 30 druhého planetového převodu 3. Korunové kolo 34 posledního převodového stupně 7 je vedeno, vázáno k objímce 48 náboje prostřednictvím spojkového ozubení 47.

Tím je vytvořeno vyrovnávací zařízení 43 prvního planetového převodu 1 a vyrovnávací zařízení 44, 45 druhého planetového převodu 3 pro rovnoměrné větvení výkonu na jednotlivé satelity 31, 32, 33, a 37, 38, 39 ve všech převodových stupních 4, 5, 6, 7. Čepy 29 a 36 satelitů mohou být vypracovány spolu s ozubenými koly menších průměrů dvojitých satelitů 31, 32, 33 a 37, 38, 39 z jednoho kusu materiálu jako pastorky 40 a 42. Zcela analogicky, jako na obr. 1 a 2 je vytvořeno nosné duté těleso 11 a další součásti. Před duté těleso 11, rám planetového pohonu, jsou teď vystaveny tři převodové stupně 4, 5, 6 zaujímají o něco větší šířku.

Na obr. 4 je kinematické schéma koncepce za sebou řazených tří planetových převodů 1, 2, 3, kterými jsou vytvořeny čtyři převodové stupně 4, 5, 6, 7.

V prvním a druhém planetovém převodu 1, 2, je použito jednoduchým satelitů 17, 18, 19 a 24, 25, 26, ve třetím planetovém převodu 3 dvojitých satelitů 37, 38. 39 opět v provedení epi-hypo.

Sestavení prvního planetového převodu 1 s rotujícím centrálním kolem 16 a nosičem 21 satelitů při zastaveném kruhovém kole 20 je souhlasné s obr. 1. První planetový převod 1 je napojen nosičem 21 satelitů na volné centrální kolo 23 druhého planetového převodu 2 při zastaveném nosiči 28 satelitů.

Tím vznikl pseudoplanetový převod 2, jehož rotující korunové kolo 27 je připojeno na uvolněné centrální kolo 30 třetího planetového převodu 3.

Dále se zde uplatňuje, jako u dalších koncepcí na obrázcích pseudoplanetové provedení planetového převodu 3 při zastaveném nosič 35 satelitů.

Korunové kolo 34 posledního převodového stupně 7 je prostřednictvím spojkového ozubení 47 vedeno, vázáno na objímku 48 náboje.

Tak je vytvořeno vyrovnávací zařízení 43, 44, 45 pro rovnoměrné rozložení zatížení na jednotlivé satelity 17, 18,19, 24, 25, 26 a 37, 38, 39 všech převodových stupňů 4, 5, 6, 7.

Také u tohoto obr. 4 je analogicky řešeno duté těleso 11, které je základním tuhým rámem, jako tomu bylo u obr. 1 až 3. Před duté těleso 11 jsou vyloženy tři převodové stupně 4, 5, 6.

Obr. 5 uvádí projektové schéma vycházející z obr. 1.

První planetový převod 1 s jednoduchými satelity 17, 18, 19 je umístěn do zúženého průřezu 12 dutého tělesa 11 mezi druhým a třetím převodovým stupněm 6, 7 posledního planetového převodu 3 s dvojitými satelity 37, 38, 39. První planetový převod 1 zůstává prvním řazeným převodovým stupněm 4 na hnacím hřídeli 9 motoru 14.

Tím se docílí zkrácení šířky vyložení na jeden převodový stupeň 6 a tím i převodové skříně 8 a také zkrácení délky hnacího hřídele 9.

-4CZ 294716 B6

Jiné analogické provedení umožňuje umístit planetový převod 1 do zúženého průřezu 12 dutého tělesa 11 až za poslední převodový stupeň 7 blíže k motoru 14.

Tak se dosáhne krácení šířky vyložení opět jen na jeden převodový stupeň 6 a šířky převodové skříně 8 a zkrácení délky hnacího hřídele 9.

Průmyslová využitelnost

Vestavěných planetových pohonů sestavených ze spojených planetových převodů řazených za sebou s ozubenými koly lze využít jako vestavěných převodů do rozměrově limitovaných prostorů bubnů, nábojů apod. strojních zařízení např. elektrobubnů, s požadovaným vyšším převodovým poměrem.

Využití vynálezu se nabízí dále v odvětví s charakterem trakčních, mobilních pohonů a to pro těžké pracovní stroje pro převoz sypkých materiálů, zeminy, nerostů, tuhých paliv apod.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vestavěný planetový pohon sestávající ze spojených, za sebou řazených planetových převodů s trvalým záběrem ozubených kol s vyrovnávacím zařízením s napojením na hřídel motoru při vestavění do omezeného prostoru, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně tři převodové stupně (4, 5, 6, 7), kde každý planetový převod (1, 2, 3) je tvořen jedním nebo dvěma převodovými stupni (4, 5, 6, 7), přičemž každý následující planetový převod (2, 3) je uspořádán ze stejného, či o jeden vyššího počtu převodových stupňů (5, 6, 7) a přitom vždy jeden ze členů tvořených nosičem (21, 28) satelitů a korunovým kolem (20, 27) předchozího planetového převodu (1, 2) je napojen na centrální kolo (23, 30) následujícího planetového převodu (2, 3), volně uložené mezi satelity (24, 25, 26, 37, 38, 39), vedené centrální kolo (16) satelity (17, 18, 19, 31, 32, 33) s hnacím hřídelem (9) osazeným zubovou spojkou (10) prvního planetového převodu (1), napojenou na hřídel (15) motoru a vedené korunové kolo (34) posledního převodového stupně (7) je prostřednictvím spojkového ozubení (47) napojeno na objímku (48) náboje, čímž je vytvořeno vyrovnávací zařízení (44, 43, 45) větvení výkonu, zatímco je hnací hřídel (9) centrálního kola (16) nebo první planetový převod (1) umístěn do zúženého průřezu (12) dutého tělesa (11), tvořícího základní nepohyblivý nosný rám planetového pohonu s uvnitř zabudovaným motorem (14) a rozšiřujícím se do připojovací příruby (13) s čelně připojenou převodovou skříní (8) s letmo uloženými většími ozubenými koly dvojitých satelitů (37, 38, 39) posledního planetového převodu (3) s vyloženým alespoň jedním převodovým stupněm (6), kde menší ozubená kola, pastorky (42) dvojitých satelitů (37, 38, 39) a korunové kolo (34) posledního planetového převodu (3) jsou vestavěny do prostoru mezi vnějším obvodem zúženého průřezu (12) tělesa (11) a vnitřním průměrem objímky (48) náboje hnané prostřednictvím spojkového ozubení (47) korunového kola (34), přičemž čepy (36) satelitů jsou uloženy v ložiskách (49) satelitů do ložiskových vývrtů (51) čelní připojovací příruby (13) a v ložiskách (50) satelitů do ložiskových vývrtů (52) radiálně tvarovaného tělesa (11), opatřených uzavíracími třmeny (53) a kde objímka (48) náboje je pevně spojena s nábojem (54), který je uložen pomocí ložisek (55, 56) náboje na vnějším obvodu tělesa (11).

2. Vestavěný planetový pohon podle nároku 1,vyznačující se tím, že centrální kolo (16, 23, 30) a korunové kolo (20, 27, 34) jsou v trvalém záběru se satelity (17, 18, 19, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 37, 38, 39), které jsou uspořádány ve všech planetových převodech (1, 2, 3) vždy v počtu tří, přičemž jednotlivé planetové převody (1,2, 3) jsou vytvořeny s rotujícím centrálním kolem (16, 23, 30) a nosičem (21, 28, 35) satelitů při zastaveném korunovém kole (20, 27, 34)

3. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že první planetový převod (1) s jednoduchými satelity (17, 18, 19) tvoří první převodový stupeň (4), druhý planetový převod (3) s dvojitými satelity (37, 38, 39) tvoří druhý převodový stupeň (6) a třetí, poslední převodový stupeň (7).

4. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že první planetový převod (1) s dvojitými satelity (31, 32, 33) tvoří první převodový stupeň (4) a druhý převodový stupeň (5), druhý planetový převod (2) s dvojitými satelity (37, 38, 39) tvoří třetí převodový stupeň (6) a čtvrtý, poslední převodový stupeň (7).

5. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že první planetový převod (1) s jednoduchými satelity (17, 18, 19) tvoří první převodový stupeň (4), druhý planetový převod (2) s jednoduchými satelity (24, 25, 26) tvoří druhý převodový stupeň (5) a třetí planetový převod (3) s dvojitými satelity (37, 38, 39) tvoří třetí převodový stupeň (6) a čtvrtý, poslední převodový stupeň (7).

-5 CZ 294716 B6 nebo jako pseudoplanetové převody šrotujícím centrálním kolem (16, 23, 30) a korunovým kolem (20, 27, 34) při zastaveném nosiči (21, 28, 35) satelitů v provedení ozubených kol epihypo.

6. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 až 3,vyznačující se tím, že je tvořen prvním planetovým převodem (1) s vyrovnávacím zařízením (43) s rotujícím nosičem (21) satelitů, napojeným na centrální kolo (30) druhého planetového převodu (3) v pseudoplanetovém provedení se zastaveným nosičem (35) satelitů s vyrovnávacím zařízením (44, 45) a při vyložení dvou převodových stupňů (4, 6) do převodové skříně (8).

7. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že první planetový převod (1) s jednoduchými satelity (17, 18 19) je umístěn do zúženého průřezu (12) dutého tělesa (11) mezi druhý a třetí převodový stupeň (6) a (7) posledního planetového převodu (3) nebo za poslední převodový stupeň (7) k motoru (14).

8. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že k tělesu (11) je čelně připevněna převodová skříň (8) pro alespoň jeden převodový stupeň (6), která je vytvořena diskovou přírubou (46) s přišroubovanou válcovou částí (63) a která je uzavřena tvarovaným čelem (64), kde převodová skříň (8) je přiklopena krytem (65) mazacího prostoru.

9. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že centrální kolo (16) planetového převodu (1) je spolu s hnacím hřídelem (9) vypracováno z jednoho kusu materiálu a že ozubená kola menších průměrů dvojitých satelitů (31, 32, 33, 37, 38, 39) planetových převodů (1,3) jsou vypracovány spolu s čepy (29, 36) satelitů z jednoho kusu materiálu jako pastorky (40,42).

10. Vestavěný planetový pohon podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že na vnější obvod tělesa (11) jsou upevněna radiální a radiaxiální ložiska (55, 56) náboje nesoucí náboj (54) s bubnovými náboji (57, 58) a s hnanými ráfky kol (59, 60, 61, 62) s pneumatikami.