DE10348201A1

DE10348201A1 - Untersetzungsgetriebe für die Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine

Info

Publication number: DE10348201A1
Application number: DE2003148201
Authority: DE
Inventors: Shih-Tzung Fan
Original assignee: Chiao Sheng Machinery Co Ltd
Current assignee: Chiao Sheng Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: DE10348201B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe für die Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine, die einen Antrieb 12 mit einer Antriebswelle 121 aufweist, wobei die Rohrförderung durch eine am Gestell hin- und herverschiebbar gehaltene Förderungsvorrichtung erfolgt, die durch eine Zahnstange 101 über ein Ritzel 1431 durch die Abtriebswelle 143 des Untersetzungsgetriebes in Hin- und Herbewegung versetzt wird, das ein Planetengetriebe 13 mit einem Sonnenrad 1311, mehreren an einem Planetenradträger 133 gehaltenen Planetenrädern 132 und einem Hohlrad 135 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe ein zweites Planetengetriebe 14 mit einem Sonnenrad 1411, mehreren an einem Planetenradträger 143 des zweiten Planetengetriebes 14 gehaltenen Planetenrädern 142 und einem Hohlrad 144, eine Kupplung 16 zur Wirkungsverbindung der Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebes 13 mit dem Planetenradträger 133 des ersten Planetengetriebes 13 und eine Bremse 15 zur lösbaren Festhaltung des Hohlrads 135 am Gestell 10 aufweist, wobei die Welle des Planetenradträgers 143 des zweiten Planetengetriebes 14 die Abtriebswelle des gesamten Untersetzungsgetriebes ist, wobei in einer ersten arbeitenden Phase eines Arbeitszyklus der Förderungsvorrichtung die Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebes 13 vom Planetenradträger 133 des ersten Planetengetriebes 13 entkoppelt und das Hohlrad 135 durch die Bremse 15 am Gestell 10 festgehalten wird, ...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe für die Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Biegen eines Rohrs erfolgt zumeist durch eine automatische Rohrbiegemaschine. 4 und 5 stellen eine solche typische automatische Rohrbiegemaschine dar, bei der die Förderung eines zu biegenden Rohrstücks durch eine auf einer Gestell 10 verschiebbar angetriebene Förderungsvorrichtung 20 erfolgt, die das Rohrstück hält und dieses mit einer sehr starken Kraft nach vorne vorschiebt, wobei das Rohrstück durch einen feststehenden Arm 30 und einen durch eine Antriebswelle 401 angetriebenen beweglichen Arm 40 in die gewünschte Form gebogen wird. Nach erfolgter Biegung des Rohrstücks wird die Förderungsvorrichtung 20 in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht und für die Biegung eines nächsten Rohrstücks bereitgestellt.

Zur Erzeugung der beim Vorschub des Rohrstücks erforderlichen starken Kraft der Förderungsvorrichtung 20 ist eine Untersetzung erforderlich. Zu diesem Zweck ist ein übliches Planetengetriebe 202 aus einem Sonnenrad, dessen Welle 2021 mit der Antriebswelle 2011 eines Antriebs 201 der Förderungsvorrichtung 20 fest verbunden ist, mehreren (z.B. drei) um das Sonnenrad angeordneten und mit ihm kämmenden Planetenrädern 2022, die jeweils mit ihrer Welle 2023 an einem Plantenradträger angeordnet sind, und einem am Gestell 10 festgehaltenen Hohlrad 204 mit einer Innenverzahnung 2041, an der sich die Planetenräder 2022 abwälzen, wobei die Abtriebswelle des Planetengetriebes 202 und zwar die Welle 203 des Planetenradträgers an ihrem Ende einen Ritzel 2031 trägt, der mit einer hin und her verschiebbar gehaltenen Zahnstange 101 in Eingriff steht, mit der die Förderungsvorrichtung 20 in ihre Arbeitsstellung, wo das Biegen des Rohrs stattfindet, und zurück in ihre Ausgangsstellung gebracht werden kann. Über die Untersetzung des Planetengetriebes 202 erhält die Abtriebswelle 203 gegenüber die Antriebswelle 2011 je nach dem Untersetzungsverhältnis eine reduzierte Drehzahl und einem erhöhten Drehmoment, der über den Ritzel 2031 und die Zahnstange 101 in einen entsprechend starken Vorschub der Förderungsvonichtung 20 umgewandelt wird. Dabei dreht sich die Abtriebswelle 203 in der gleichen Drehrichtung wie die Antriebswelle 2011. Bei der Zurückstellung der Förderungsvonichtung 20 dreht sich die Antriebswelle 2011 in entgegensetzter Drehrichtung. Deshalb wird die Zahnstange 101 in Gegenrichtung bewegt.

Weil bei einer Untersetzung muß eine Erhöhung des Drehmoments entscheidend mit einer Abnahme der Geschwindigkeit erkauft werden, und je höher das Untersetzungsverhältnis desto stärker die Geschwindigkeit reduziert wird, ist eine solche Rohrbiegemaschine insbesondere bei der zurückstellenden Phase ihres jeden Arbeitszyklus nachteilig, bei der keine starke Kraft erforderlich ist und die Förderungsvonichtung 20 jedoch noch mit der damit verbundenen verlangsamten Geschwindigkeit zurückkehren muß. Infolgedessen wird die unwirksame Zeit erhöht, was zur schlechten Leistungsfähigkeit der Rohrbiegemaschine führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Untersetzungsgetriebe für die Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine zu schaffen, mit dem die Förderungsvonichtung 20 in der arbeitenden ersten Phase ihres jeden Arbeitszyklus mit einer ausreichend starken Kraft vorgeschoben und in der zurückstellenden unwiksamen zweiten Phase mit einer weniger reduzierten (also gegenüber dem Stand der Technik viel schnelleren) Geschwindigkeit in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden kann. Demzufolge wird zur Erhöhung des Drehmonents in der ersten Phase nur ein geringerer Verlust in Geschwindigkeit während der zurückstellenden zweiten Phase im Kauf genommen.

Die Erfindung geht vom Gedanke aus, daß zur Erzeugung der erforderlichen starken Kraft der Förderungsvonichtung ohne Inkaufnahme einer entsprechend reduzierten Geschwindigkeit bei der Zurückstellung in ihre Ausgangstellung dem Planetengetriebe ein zweites Planetengetriebe(vorzugsweise mit einem geringeren Untersetzungsverhältnis) dazu koaxial nachgeschaltet ist, dessen Sonnenrad mit dem Planetenradträger des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, wobei die Untersetzung der Antriebswelle des Antriebes wahlweise entweder über das erste und das zweite Planetengetriebe(zur Erzeugung eines hohen Untersetzungsverhältnisses und damit einer sehr starken Kraft) oder lediglich über das zweite Planetengetriebe(zum Erhalten einer weniger reduzierten Geschwindigkeit) erfolgen kann. Dadurch wird erreicht, daß die Förderungsvonichtung in der ersten arbeitenden Phase über die beiden Planetengetrieben eine Doppeluntersetzung und damit eine sehr starke Verstärkung in ihrem Ausgabe-Drehmoment erhält, während sie in der zweiten rückstellenden Phase über das zweite Planetengetriebe in ihrer Ausgabe-Drehzahl nur geringfügig reduziert wird, wodurch das unwirksame Teil eines Arbeitszyklus wesentlich verringert und die Leistungsfähigkeit der Rohrbiegemaschine erheblich erhöht wird.

Zur wahlweise Übertragung über die beiden Planertengetrieben oder nur über das zweite Planetengetriebe ist eine direkte Kupplung zwischen der Welle des Sonnenrads des ersten Planetengetriebes und der Welle des Sonnenrads des zweiten Planetengetriebes vorgesehen. In der wirksamen ersten Phase wird der Planetenradträger des ersten Planetengetriebes von der Welle des Sonnenrads des ersten Planetengetebes entkoppelt. Deshalb wird die Drehbewegung vom Antriebswelle des Antriebs über die Welle des Sonnenrads des ersten Planetengetriebe zu seinem Planetenradträger und von dort über die Welle des Sonnenrads des zweiten Planetengetriebes via die Planetenräder und das Hohlrad desselben zum Planetenradträger desselben übertragen, wodurch eine Doppeluntersetzung über die beiden Planetengetrieben erfolgt. Dagegen wird in der zweiten rückstellenden Phase die Welle des Sonnenrads des ersten Planetengetriebes über die Kupplung mit dem Planetenradträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt, wodurch die Drehbewegung des Antriebswelle ohne eine zwischenliegende Untersetzung direkt über die Welle des Sonnenrads des ersten Planetengetriebes auf die Welle des Sonnenrads des zweiten Planetengetriebes übertragen und mit einer geringen Untersetzung über das zweite Planetengetriebe auf die Abtriebswelle und zwar auf die Welle des Planetenradträgers des zweiten Planetengetriebes weitergeleitet. Dabei wird die Abnahme in Drehzahl durch die Untersetzung des zweiten Planetengetriebes nur unwesentlich, und insbesondere dann, wenn das zweite Planetengetriebe ein gegenüber dem ersten Planetengetriebe geringes Untersetzungsverhältnis aufweist.

Da der Übertragungsweg: Sonnenrad→Planetenrad→Hohlrad und der Übertragungsweg: Planetenradträger ← Planetenrad ← Hohlrad unterschiedliches Verhältnis von Zahnzahl aufweisen, sind das Sonnenrad und der Planetenradträger des ersten Planetengetriebes in ihrer Drehzahl relativ zum Hohlrad ungleich(d.h. das Sonnenrad eine höher Geschwindigkeit relativ zum Hohlrad hat als der Planetenradträger). Wenn das Sonnenrad und der Planetenradträger über die Kupplung miteinander gekoppelt und in Mitdrehung (mit der gleichen Drehzahl) gebracht werden, kann das Hohlrad in der zweiten rückstellenden Phase nicht mehr am Gestell festgehalten, sondern daran drehbar gehalten werden, um die Differenz relativ zum Hohlrad zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenradträger auszugleichen, wobei das Hohlrad sich mit einer Differenzdrehzahl in der gleichen Drehrichtung drehen gelassen wird. Hierdurch wird die Differenz zwischen dem Sonnenrad und der Planetenradträger relativ zum Hohlrad durch die zusätzliche Drehbewegung des Hohlrads ausgeglichen. Damit das Hohlrad des ersten Planetengetriebes wahlweise am Gestell festgehalten bzw. nur drehbar gehalten werden kann, ist eine Bremse zur lösbaren Festhaltung des Hohlrads am Gestell vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand von einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
Zeichnung
1 in Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Untersetzungsgetriebe für eine Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine,
2 einen Längsschnitt des in 1 gezeigten Untersetzungsgetriebes in der ersten arbeitenden Phase eines Arbeitszyklus, bei der das Sonnenrad und Planetenradträger des ersten Planetengetriebes voneinander entkoppelt werden, während das Hohlrad durch die Bremse des ersten Planetengetriebes am Gestell festgehalten wird,
3 einen Längsschnitt des in 1 gezeigten Untersetzungsgetriebes in der zweiten zurückstellenden Phase eines Arbeitszyklus, bei der das Sonnenrad und Planetenradträger des ersten Planetengetriebes über die Kupplung miteinander gekoppelt werden, während das Hohlrad des ersten Planetengetriebes von der Bremse freigegeben und drehbar am Gestell gehalten wird,
4 eine schematische Vordersicht einer bekannten Rohrbiegemaschine,
5 eine schematische Draufsicht der in 4 gezeigten bekannten Rohrbiegemaschine, und
6 einen Längsschnitt eines bekannten Untersetzungsgetriebes für die Rohrförderung der Rohrbiegemaschine in 4.
Erläuterung der bevorzugten Ausführungsform
Wie aus 1 hervorgeht, weist ein erfindungsgemäßes Untersetzungsgetriebe zwei in Reihe geschaltete Planetengetriebe 13 und 14, eine Kupplung 16, und eine Bremse 15 auf. Wie beim Stand der Technik in 6 ist die Welle 131 des Sonnenrads des ersten Planetengetriebes 13 fest mit der Antriebswelle 121 des an einem Gehäuses 11 angeordneten Antriebs 12 verbunden, während die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes( d.h. die Welle des Planetenradträgers 143 des zweiten Planetengetriebes 14) über einen an ihrem Ende befestigten Ritzel 1431 mit einer Zahnstange 101 im Eingriff steht.
Dabei besteht das erste Planetengetriebe 13 in üblicher Wiese aus einem Sonnenrad 1311, dessen Welle 131 mit der Antriebswelle 121 eines Antriebs 12 der Förderungsvonichtung 20 fest verbunden ist, mehreren (z.B. drei) um das Sonnenrad 1311 angeordneten und mit ihm kämmenden Planetenrädern 132, die jeweils mit ihrer Welle 1321 an einem Plantenradträger 133 angeordnet sind, und einem Hohlrad 135 mit einer Innenverzahnung, an der sich die Planetenräder 132 abwälzen.
In ähnlicher Weise besteht das zweite Planetengetriebe 14 in üblicher Wiese aus einem Sonnenrad 1411, dessen Welle 141 mit der Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebes 13 fest verbunden ist, mehreren (z.B. drei) um dieses angeordneten und mit ihm kämmenden Planetenrädern 142, die jeweils mit ihrer Welle 1421 an einem Plantenradträger 143 angeordnet sind, und einem Hohlrad 144 mit einer Innenverzahnung, an der sich die Planetenräder 142 abwälzen.
Die Kupplung 16 kann z.B. in üblicher Weise aus einem Kupplungssitz 1332, einer darauf liegenden Kupplungsscheibe 1341, die an einem Fixierungsblock 134 befestigt ist, und einer darunter liegenden Kupplungsklotz bestehen.
Die Bremse 15 kann in üblicher Weise einen Reibbelag oder Bremsbelag 151 aufweist, der in der ersten Phase eines Arbeitszyklus gegen eine Bremsscheibe 1353 angedrückt wird, wodurch das Hohlrad 135 des ersten Planetengetriebes 13 kraftschlüssig am Gestell festgehalten.
In der ersten Phase eines Arbeitszyklus (2) wird die Kupplung 16 nicht betätigt. Deshalb kann sich die Welle 131 des Sonnenrads 1311 in der Buchse des Planetenradträger 133 im Leerlauf drehen. Hingegen wird in dieser ersten Phase die Bremse betätigt, wodurch das Hohlrad 135 des ersten Planetengetriebes 13 drehfest am Gehäuse 11 und damit am Gestell 10 festgehalten.
Hieraus ergibt sich in der ersten Phase, wie in 2 mit Pfeilen gezeigt, der Übertragungsweg wie folgt: Antriebswelle 121 → Sonnenwelle 131 Sonnenrad 1311 Planetenräder 132→ Hohlrad 135 Planetenradträger 133→ Sonnenwelle 141→ Sonnenrad 1411 → Planetenräder 142 → Hohlrad 144 → Planetenradträger 143 → Ritzel 1431→ Zahnstange 101. Hierbei erfolgen durch die beiden Planetengetrieben zwei Untersetzungen. Das gesamte Untersetzungsverhältnis entspricht dem Produkt der Untersetzungsverhältnisse der beiden Planetengetrieben, wodurch eine sehr starke Kraft für die Biegung des Rohrs gebildet wird.
Da das gesamte Untersetzungsverhältnis durch das Produkt zweier Untersetzungen entsteht, kann das einzelne Untersetzungsverhältnis der beiden Planetengetrieben 13 geringer gewählt werden als das des Stands der Technik, wodurch trotz der Verwendung zweier Planetengetrieben 13,14 der konstruktive Aufwand gering bleiben kann.
In der zweiten Phase eines Arbeitszyklus wird die Kupplung 16 betätigt, während die Bremse 15 losgelassen wird.
Dabei wird infolge der direkten Kupplung zwischen der Welle 131 des Sonnenrads 131 und dem Planetenradträger 133 eine "Verblockung" des ersten Planetengetriebes 13 hergestellt. Demzufolge erfolgt die Untersetzung nur durch das zweite Planetengetriebe 14. Dabei spielt das erste Planetengetriebe in der Untersetzung keine Rolle.
Hieraus ergibt sich in der zweiten Phase, wie in 3 mit Pfeilen gezeigt, der Übertragungsweg wie folgt: Antriebswelle 121 → Sonnenwelle 131 → Planetenradträger 133→ Sonnenwelle 141 → Sonnenrad 1411 → Planetenräder 142 → Hohlrad 144 → Planetenradträger 143→ Ritzel 1431 → Zahnstange 101. Da in dieser Stufe die Untersetzung nur durch das zweite Planetengetriebe 14 erfolgt, wird ein starker Drehmoment nicht erzeugt, der in dieser nicht arbeitenden Phase unnötig ist. Dementsprechend nimmt die Geschwindigkeit der rückstellenden Bewegung der Förderungsvorrichtung durch die Untersetzung nur unwesentlich ab. Dies hat zur Folge eine gegenüber dem Stand der Technik sehr viel erhöhte Leistungsfähigkeit der Rohrbiegemaschine.
Die drehbare Lagerung der Teile der Untersetzungsgetriebes erfolgt wie folgt: Die Welle 131 des Sonnenrads 1311 ist über ein Kugellager 1331 in der Buchse des Planetenradträgers 133 drehbar gelagert, der über ein Kugellager 1351 im Hohlrad 135 gelagert ist. Die Welle 141 des Sonnenrads 1411 ist über ein Kugellager 1432 in der Buchse des Planetenradträgers 143 drehbar gelagert, der über ein Kugellager 1433 im Hohlrad 144 gelagert ist.

Claims

Ein Untersetzungsgetriebe für die Rohrförderung einer Rohrbiegemaschine, die einen Antrieb 12 mit einer Antriebswelle 121 aufweist, wobei die Rohrföderung durch eine am Gestell hin- un herverschiebbar gehaltene Förderungsvonichtung erfolgt, die durch eine Zahnstange 101 über einen Ritzel 1431 durch die Abtriebswelle 143 des Untersetzungsgetriebes in Hin- und Herbewegung versetzt wird, das ein Planetengetiebe 13 mit einem Sonnenrad 1311, mehreren an einem Planetenradträger 133 gehaltenen Planetenrädern 132, und einem Hohlrad 135 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgetriebe ein zweites Planetengetriebe 14 mit einem Sonnenrad 1411, mehreren an einem Planetenradträger 143 des zweiten Planetengetriebes 14 gehaltenen Planetenrädern 142, und einem Hohlrad 144, eine Kupplung 16 zur Wirkungsverbindung der Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebs 13 mit dem Planetenradträger 133 des ersten Planetengetriebes 13, und eine Bremse 15 zur lösbaren Festhaltung des Hohlrads 135 am Gestell 10 aufweist, wobei die Welle des Planetenradträger 143 des zweiten Planetengetriebes 14 die Abtriebswelle des gesamten Untersetzungsgetriebes ist, wobei in einer ersten arbeitenden Phase eines Arbeitszyklus der Förderungsvonichtung die Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebs 13 vom Planetenradträger 133 des erten Planetengetriebes 13 entkoppelt und das Hohlrad 135 durch die Bremse 15 am Gestell 10 festgehalten wird, während in einer zweiten rückstellenden phase des Arbeitszyklus, in der die Förderungsvonichtung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt, die Welle 131 des Sonnenrads 1311 des ersten Planetengetriebs 13 durch die Kupplung 16 mit dem Planetenradträger 133 des ersten Planetengetriebes 13 gekoppelt und die Bremse 15 gelöst wird, wodurch das Hohlrad 135 am Gestell drehbar gehalten wird.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager 1331 zwischen der Welle 131 des Sonnenrads 1311 und dem Planetenradträger 133 angeordnet ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungsscheibe 1341 unter dem Fixierungsblock 134 des ersten Planetengetriebes 13 angeordnet ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager 1351 zwischen dem Hohlrad 135 und dem Planetenradträger 133 des ersten Planetengetriebes 13 angeordnet ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Hohlrads 135 eine Bremsscheibe 1353 befestigt ist, die mit einem Reibbelag 151 der Bremse 15 zusammenwirkt.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager 1432 zwischen der Welle 141 des Sonnenrads 1411 und dem Planetenradträger 143 angeordnet ist, während ein Lager 1433 zwischen dem Hohlrad 144 und dem Planetenradträger 143 des zweiten Planetengetriebes 14 angeordnet ist.