DE102004051404A1

DE102004051404A1 - Satz von Drehzahl-Untersetzungsgetrieben

Info

Publication number: DE102004051404A1
Application number: DE200410051404
Authority: DE
Inventors: Pierre Casanova; Jean-Bernard Tetart; Pierre Vaslier
Original assignee: REDEX
Current assignee: REDEX
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2005-06-09
Also published as: FR2861446B1; FR2861446A1

Abstract

Satz von Drehzahl-Untersetzungsgetrieben mit Planeten-Getriebezug vom Typ Nr. 4 gemäß Georges Henriot, bei dem jedes Drehzahl-Untersetzungsgetriebe ein feststehendes Gehäuse (1) umfasst, das ein Lager für die Antriebswelle (2), eine Abtriebswelle (4) sowie für jeden Bolzen (3), der Planetenräder (6, 7) bildet, wobei ein zentrales Antriebsrad (5) fest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist, während ein zentrales Abtriebsrad (8) mit der Abtriebswelle (4) mittels einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung (9) gekoppelt ist, wenn diese letztgenannte in einer ersten Position ist, wobei eine zweite Position der formschlüssigen Kupplungsvorrichtung der direkten Kopplung der Abtriebswelle (4) mit der Antriebswelle (2) entspricht, wobei das Gehäuse (1), die Abtriebswelle (4), das Abtriebsrad (8), die Wellen (3) der Planetenräder und die Planetenräder (7), die mit dem Abtriebsrad (8) in Eingriff stehen, für alle Untersetzungsgetriebe eines Satzes identisch sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe zwischen einer Antriebs- oder Eingangswelle und einer Abtriebs- oder Ausgangswelle, das zwei Übersetzungsstufen hat, von denen mindestens eine eine Untersetzungs- oder Reduzierstufe ist.
ZIEL DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Untersetzungsgetriebe verwendet einen Planeten-Getriebezug vom Typ Nr. 4 gemäß der Klassifizierung nach Georges Henriot, bei dem ein zentrales Antriebsrad und ein zentrales Abtriebsrad über Planetenräder, die von einem feststehenden Planetenradträger getragen werden, drehfest gekoppelt sind.
Das Verhältnis der Drehzahlen (die Eingangsdrehzahl bezogen auf die Ausgangsdrehzahl) dieses Planeten-Getriebezuges ist durch die Formel
gegeben, wobei:

– Np und Nq für die Anzahl der Zähne des Antriebsrades bzw. des Abtriebsrades stehen,
– Nsp für die Anzahl der Zähne des Planetenrades steht, das mit dem zentralen Antriebsrad in Eingriff steht, und
– Nsq für die Anzahl der Zähne des Planetenrades steht, das mit dem zentralen Abtriebsrad in Eingriff steht.

Der Getriebezug wird als Untersetzungsgetriebe bezeichnet, wenn dieser Koeffizient K stets größer 1 ist.
Man erkennt, dass man für ein gegebenes Verhältnis vier Variablen beeinflussen kann. Aufgrund gewisser Praktiken, die sich aus der Gewohnheit oder aus früheren technischen Erfahrungen ergeben, hat jedes Untersetzungsgetriebe eines Satzes von Untersetzungsgetrieben (man spricht hier von Drehzahlreduzierungen, die im allgemeinen von 3 bis 6 reichen) in der Regel seine eigenen Teile, so dass jedes Untersetzungsgetriebe eines Satzes einer gegebenen Größe eine bezüglich der mechanischen Eigenschaften, des Wirkungsgrades, der Abnutzung und der Erwärmung optimale Realisierung der Übertragung darstellt. Der Nachteil dieser "Perfektion" liegt in der fehlenden Standardisierung der Herstellung. Es ist zu betonen, dass die Größe eines Untersetzungsgetriebes durch die Leistung oder das zu übertragende Drehmoment definiert wird, während der Satz von den Untersetzungsgetrieben einer gegebenen Größe gebildet wird, die jeweils ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis sicherstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Um diesen Nachteil zu umgehen, ohne dass es der Qualität der Übertragung abträglich wäre, liegt das Konzept der erfindungsgemäßen Anordnung in der Form einer unabhängigen Vorrichtung, welche die rationalisierte Herstellung eines Satzes von Vorrichtungen ermöglicht, d.h. für zwei Untersetzungsvorrichtungen des Satzes von Vorrichtungen einer gegebenen Größe wird eine minimale Anzahl unterschiedlicher Teile verwendet.

Genauer gesagt hat die Erfindung für jede Größe einen Satz von Drehzahl-Untersetzungsgetrieben mit Planeten-Getriebezügen vom Typ Nr. 4 gemäß der Klassifizierung nach Herrn Georges Henriot zum Ziel, bei dem jedes Drehzahl-Untersetzungsgetriebe ein feststehendes Gehäuse hat, das ein Lager für eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und für jeden Planetenradbolzen bildet, wobei ein zentrales Antriebsrad fest mit der Antriebswelle verbunden ist, während ein zentrales Abtriebsrad mit einer Abtriebswelle mittels einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung gekoppelt ist, wenn diese letztgenannte in einer ersten Position ist, wobei eine zweite Position der formschlüssigen Kupplungsvorrichtung einer direkten Kopplung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle entspricht. Die Charakteristik dieses Untersetzungsgetriebesatzes liegt in der Tatsache, dass das Gehäuse eines beliebigen Untersetzungsgetriebes des Satzes, dessen Abtriebswelle, dessen Abtriebsrad, dessen Planetenradbolzen und dessen Planetenräder, die mit dem Abtriebsrad in Eingriff stehen, für jedes Untersetzungsgetriebe aus dem Satz identisch sind, d.h. wie auch immer das Untersetzungsverhältnis für eine Untersetzungsgetriebegröße sein mag. So sind die einzigen unterschiedlichen Teile zwischen zwei Untersetzungsgetrieben eines Satzes das Antriebsrad und im weiteren Sinne die Antriebswelle, wenn dieses Rad einstückig mit dieser Welle ausgebildet ist, sowie die Planetenräder der Eingangsstufe des Planeten-Getriebezuges. Verständlicherweise liegt der Hauptvorteil einer solchen Gestaltung in der stark reduzierten Anzahl an Teilen, die auf Lager gehalten werden müssen, um den Bedarf der Kunden vollkommen zu erfüllen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehend beispielhaft gegebenen Beschreibung eines ihrer Ausführungsbeispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
1, 2 und 3 schematische Darstellungen dreier Untersetzungsgetriebe eines erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebesatzes, die unterschiedliche Untersetzungsverhältnisse zeigen, wobei das kleinste Untersetzungsverhältnis, d.h. dasjenige, bei dem die Abtriebsdrehzahl durch den maximalen Koeffizienten beispielsweise 6 geteilt wird, in 1 gezeigt ist, während in 3 ein Untersetzungsgetriebe gezeigt wird, das im Vergleich zu der der 1 eine weniger reduzierte Abtriebsdrehzahl hat, um ein anderes Ende des erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebesatzes zu zeigen,
4 eine Schnittansicht einer industriellen Ausführung des Untersetzungsgetriebes der 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Jedes Untersetzungsgetriebe eines erfindungsgemäßen Satzes von Untersetzungsgetrieben umfasst in den 1 bis 3 ein Außengehäuse 1, das Stützlager für eine Antriebswelle 2, für Planetenradbolzen 3 und für eine Abtriebswelle 4 bildet oder umfasst. Das Gehäuse 1 bildet folglich einen feststehenden Planetenradträger für einen Planetenrad-Getriebezug mit zwei Stufen vom Typ Nr. 4 gemäß der Klassifizierung, die von Herrn Georges Henriot eingeführt wurde. Anders ausgedrückt trägt die Welle 2 ein Antriebsrad 5, das mit Planetenrädern 6 in Eingriff steht, die auf den Planetenradbolzen 3 verkeilt sind. Ferner tragen diese Bolzen 3 auf drehfeste Weise die Planetenräder 7 der zweiten Stufe des Planetenrad-Getriebezuges, die mit einem Abtriebsrad 8 in Eingriff steht, das gleichzeitig in dem Gehäuse 1 und auf der Antriebswelle 2 drehbar gelagert ist. Dieses Abtriebsrad 8 kann mittels einer Vorrichtung 9 mit der Abtriebswelle 4 formschlüssig gekuppelt werden, wenn die Vorrichtung 9 in ihrer in den 1 bis 3 gezeigten Position ist, oder in einer zweiten Position dieser formschlüssigen Kupplungsvorrichtung 9 mit keinem Abtrieb verbunden sein, während die formschlüssige Kupplungsvorrichtung die Antriebswelle 2 drehfest mit der Abtriebswelle 4 verbindet.
In 2 liegen die einzigen Unterschiede, die das gezeigte Untersetzungsgetriebe zu dem der 1 hat, zum einen in den Zahnrädern 5', die eine viel höhere Anzahl von Zähnen als das Antriebsrad 5 haben, sowie in den Planetenrädern 6', die eine geringere Anzahl von Zähnen als die Planetenräder 6 der 1 haben.
In 3 haben das Zahnrad 5'' und die Planetenräder 6'' der ersten Stufe, die mit diesem Zahnrad in Eingriff stehen, nochmals andere Zahnungen als diejenigen der beiden vorhergehenden Figuren und sind derart, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Rad 5'' und 6'' ein Übersetzungsverhältnis ins Schnelle ist, so dass sich die Planetenräder um die Achse ihres Bolzens 3 schneller drehen als die Antriebswelle 2. Verständlicherweise ist ceteris paribus die Abtriebsdrehzahl, d.h. die Drehzahl der Welle 4, wenn die Vorrichtung 9 die Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 8 und dieser Welle sicherstellt, in 3 größer ist als in 1.
Wie in 4 wird man in diesen Figuren feststellen, dass die Planetenräder 6 der ersten Stufe des Planetenrad-Getriebezuges, der in den Untersetzungsgetrieben der Erfindung eingesetzt wird, in zwei entlang der Antriebswelle 2 axial zueinander versetzten Gruppen vorhanden sind. Diese axiale Versetzung ermöglicht das Plazieren von mehr Planetenrädern 6 als dies möglich wäre, wenn sie alle in der gleichen Ebene wären, berücksichtigt man für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis die Durchmesser dieser Räder 6. Diese höhere Anzahl an Planetenrädern 6 ermöglicht das Übertragen von größeren Drehmomenten durch das Übersetzungsgetriebe. Es versteht sich, dass im Falle der Untersetzungsgetriebe, wie sie in 3 gezeigt sind und bei denen die Drehzahlreduktion zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb geringer ist als bei den Untersetzungsgetrieben der 2 und 1, diese axiale Versetzung der Ritzel 6'' durchaus nicht erforderlich wäre. Sie wird jedoch beibehalten, um die Einheitlichkeit und die Standardisierung der Herstellung eines erfindungsgemäßen Satzes von Untersetzungsgetrieben zu bewahren.
In 4 findet man die meisten der bereits in Bezug auf die 1 beschriebenen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wieder. Man stellt fest, dass das Außengehäuse 1 in diesem Fall aus mehreren rohrförmigen Teilen gebildet ist. Es handelt sich dabei zunächst um eine Hülse 11, die einen Flansch 12 für ihre Befestigung an einem Antriebsmotor hat, wobei diese Hülse Nadellager 13 für die Wellen 3 der Planetenräder aufnimmt. Eine Endwand 14, die im Inneren der Hülse 11 angebracht ist, trägt Lager 15 für die Antriebswelle 2. Eine zweite Hülse 16 ist über einen Zwischenring 17 an dem der Wand 14 entgegengesetzten Ende der Hülse 11 angebracht, wobei dieser Zwischenring Nadellager 18 für das andere Ende der Wellen 3 aufnimmt, während die Hülse 16 die Stützlager 19 für die Abtriebswelle 4 trägt.
Das Abtriebsrad 8 des Planeten-Getriebezuges wird von zwei Lagern 20 und 21 zwischen dem Gehäuse 1 und der Antriebswelle 2 getragen. Die formschlüssige Kupplungsvorrichtung 9 ist eine Hülse, die mit Hilfe einer Gabel entlang Nuten 22 der Welle 4 bewegbar ist, um in ihrer gezeigten Position Innenklauen 23 der Hülse 9 mit Außenklauen 24 der Welle 2 in Eingriff zu bringen und in der in den 1 bis 3 gezeigten Position Außenklauen 25 der Hülse 9 mit Innenklauen 26 des Abtriebsrades 8 in Eingriff zu bringen.
Die Planetenräder 7 sind einstückig mit den Bolzen 3 ausgebildet, während die Planetenräder 6 auf diese Bolzen aufgesteckt und auf diesen letztgenannten mittels einer Technik verkeilt werden, die ähnlich der ist, die in dem französischen Dokument FR 1 062 874 beschrieben ist. Ferner wird angemerkt, dass die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 4 koaxial und hohl sind und so den Durchtritt einer feststehenden oder sich drehenden Leitung (beispielsweise für ein Schmiermittel) oder eines Werkzeuges in Form eines Rohres oder einer Stange usw. im Inneren der Reduktionsvorrichtung gestatten. Ferner stellt man bei dieser Figur fest, dass die Planetenräder 6 der ersten Stufe in zwei unterschiedlichen radialen Ebenen P1 und P2 angeordnet sind, die entlang der Antriebswelle 2 zueinander beabstandet sind, so dass man über drei ja sogar vier Räder 6 in einer Ebene und drei oder vier Räder 6 in der anderen Ebene verfügen kann, wobei die Bolzen 3 zueinander um 60 oder 45° winkelversetzt sind. Ohne eine solche Anordnung wäre es nicht möglich, über sechs oder acht Planetenräder in einer einzigen Ebene zu verfügen.
Schließlich muss man in Bezug auf 4 anmerken, dass das Außengehäuse 1 (die rohrförmigen Hülsen 11 und 16 und der Zwischenring 17) ringförmige Außendichtungen 30 in Aufnahmen 31 tragen, so dass das Gehäuse in einer rohrförmigen Einfassung 32 untergebracht werden kann, in deren Inneren die Dichtungen 30 ringförmige dichte Nuten 33 zur Zirkulation und Verteilung von diversen Fluiden und insbesondere von Fluiden zur Kühlung des Getriebes und/oder zur Schmierung der Zahnradgetriebe und Lager begrenzen, indem sie über entsprechende Öffnungen des Gehäuses 1 in dessen Inneres gelangen und dort zirkulieren.

Claims

Satz von Drehzahl-Untersetzungsgetrieben mit Planeten-Getriebezug vom Typ Nr. 4 gemäß Georges Henriot, bei dem jedes Drehzahl-Untersetzungsgetriebe ein feststehendes Gehäuse (1) umfasst, das ein Lager für eine Antriebswelle (2), für eine Abtriebswelle (4) und für jeden Bolzen (3) von Planetenrädern (6, 7) bildet, wobei ein zentrales Antriebsrad (5) fest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist, während ein zentrales Abtriebsrad (8) an die Abtriebswelle (4) mittels einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung (9) gekoppelt ist, wenn diese letztgenannte in einer ersten Position ist, wobei eine zweite Position der formschlüssigen Kupplungsvorrichtung der direkten Kopplung der Abtriebswelle (4) mit der Antriebswelle (2) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1), die Abtriebswelle (4), das Abtriebsrad (8), die Wellen (3) der Planetenräder und die Planetenräder (7), die mit dem Abtriebsrad (8) in Eingriff stehen, für alle Untersetzungsgetriebe des Satzes identisch sind.
Satz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das Untersetzungsgetriebe des Satzes, das die geringste Untersetzung hat, die Eingangsstufe (5'', 6'') des Planeten-Getriebezuges eine Übersetzungsgetriebestufe ins Schnelle ist.
Satz nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) und die Abtriebswelle (4) jedes Untersetzungsgetriebes koaxial und hohl sind.
Satz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Untersetzungsgetriebe die Planetenräder (6) der Eingangsstufe des Planeten-Getriebezuges zur Hälfte in zwei verschiedenen radialen Ebenen (P1, P2) aufgeteilt sind, die entlang der Achse der Antriebswelle (2) zueinander beabstandet sind.
Satz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Untersetzungsgetriebe die Planetenräder (7) der Ausgangsstufe des Planeten-Getriebezuges einstückig mit den Bolzen (3) der Planetenräder (6) der Eingangsstufe ausgebildet sind, wobei die Räder (6) drehfest auf diesen Bolzen (3) verkeilt sind.
Satz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Untersetzungsgetriebe das Gehäuse (1) Nuten (33) hat, die axial von ringförmigen Dichtungen (30) begrenzt sind, um mit einer rohrförmigen Einfassung (32) Zwischenräume für die Zirkulation und/oder die Verteilung von Fluiden zu definieren.