DE2618882C2 - Planetary gear, especially for driving one of several rollers with a small center distance - Google Patents
Planetary gear, especially for driving one of several rollers with a small center distanceInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe, insbesondere für den Antrieb einer von mehreren mit kleinem Achsabstand beieinander liegenden Walzen, bei dem der Antrieb durch ein doppelschrägverzahntes Sonnenrad erfolgt, dessen beide Verzahnungshälften je einen Satz von zueinander in parallelen Ebenen angeordneten Planetenrädern antreiben, die satzweise in je einem parallel zueinander gelegenen, unabhängigen Planetenträger gelagert sind, welche über eine Kupplungsverzahnung einen Planetenträgersatz bilden, der über eine weitere Kupplungsverzahnung mit der Abtriebswelle verbunden ist.The invention relates to a planetary gear, in particular for driving one of several with small center distance of adjacent rollers, with which the drive by a double helical toothed Sun gear takes place, whose two toothing halves each have a set of mutually arranged in parallel planes Drive planet gears, each set in a parallel, independent Planet carrier are stored, which form a planet carrier set via a coupling toothing, the is connected to the output shaft via a further coupling toothing.
Beispielsweise bei Walzwerken, Kalanderwerken, Biegemaschinen od. dgl., die mehrere verhältnismäßig nahe beinander liegende Arbeitseinrichtungen mit getrennten Antriebsmotoren enthalten, ist es oft wegen des kleinen Achsabstandes der Arbeitseinrichtungen (Walzen) zueinander schwierig oder unmöglich, die Getriebe oder zumindest deren Endstufen nebeneinander unterzubringen. Sie sind dann axial versetzt zueinander angeordnet und der axiale Abstand bis zu den Walzen od. dgl. in aufwendiger und platzbeanspruchenderweise durch Gelenkwellen, Plattspindeln od. dgl. überbrückt. Es handelt sich dabei meist um verhältnismäßig langsam laufende Getriebe mit Lastausgleich.For example in rolling mills, calender mills, bending machines or the like It is often because of work equipment with separate drive motors that are located close together the small center distance of the working equipment (rollers) to each other difficult or impossible, the gears or at least to accommodate their output stages next to each other. They are then axially offset from one another arranged and the axial distance to the rollers od. The like. In a complex and space-consuming manner bridged by cardan shafts, flat spindles or the like. It is usually relatively slow running gear with load compensation.
Ein derartiges Getriebe stellt auch ein nicht zum Stand der Technik gehörender Vorschlag nach der DE-Auslegeschrift 25 29 374 mit den eingangs angeführten Merkmalen dar. Dort sind das Sonnenrad und das Hohlrad des Getriebes in radialer Richtung fest gelagert und zwischen den beiden Planetenträgern ist eine gemeinsame doppelgelenkige Kupplungsverbindung mit insgesamt nur drei Gelenkpunkten vorhanden, die die Planetenträger mit der Abtriebswelle auf einmal verbindet. Dabei funktioniert die Kupplungsverbindung um ihre mittlere, feste Abstützung oder auch den mittleren Gelenkpunkt auf der Abtriebswelle wiegebalkenartig. Dies hat zur Folge, daß der eine Planetenträger seine Bewegungen, die z. B. aus dem nicht ganz einwandfreien Lauf seines Planetenradsatzes herrühren, unmittelbar auf den anderen Planetenträger zu übertragen sucht, auch wenn der Planetenradsatz dieses anderen Planetenträgers für sich exakt laufen könnte. Jetzi hält aber die Nabe der betreffenden Planetenträger über ihre Achsen den anderen Planetenträger radial fest, so daß es zu Zwängungen in den Zahneingriffen kommtSuch a transmission is also a proposal according to DE-Auslegeschrift that does not belong to the state of the art 25 29 374 with the features listed above. There are the sun gear and the ring gear of the transmission in the radial direction and fixed between the two planetary carriers is a common double-jointed coupling connection with a total of only three points of articulation, which are the planetary carriers connects with the output shaft at once. The coupling connection works around theirs middle, firm support or the middle point of articulation on the output shaft like a cantilever. this has the consequence that the one planet carrier its movements that z. B. from the not entirely flawless run his planetary gear, seeks to transfer directly to the other planet carrier, even if the planetary gear set of this other planet carrier could run exactly for itself. But Jetzi holds the hub of the concerned planet carrier on their axes the other planet carrier radially fixed, so that there are constraints comes in the teeth meshes
Nach der US-Patentschrift 33 52 178 ist ein Planetengetriebe mit einem einzelnen Planetenträger bekannt, der für sich gelagert ist und dessen Planetenräder doppelschrägverzahnt sind und je eine schrägverzahnte Hälfte für sich mit je einem Hohlrad kämmt Der Lastausgleich erfolgt dabei an den radialelastisch angeordneten Hohlrädern, wodurch der radiale Platzbedarf des Getriebes erhöht wird.According to US Patent 33 52 178 is a planetary gear known with a single planet carrier, which is stored for itself and whose planet gears double helical teeth and one helical half meshes with one ring gear each The load balancing takes place on the radially elastically arranged ring gears, whereby the radial space requirement of the Transmission is increased.
Diese Eigenschaft haftet auch einem Planetengetriebe an, das nach der DE-Patentschrift 10 99 385 bekannt
ist, denn der Lastausgleich erfolgt auch dort an den Hohlrädern. Dieses Getriebe weist zweifellos zwei PIanetenträger
auf. Sie sind jedoch fest miteinander verschraubt und fest gelagert, so daß sie weder für sich
noch relativ zueinander in radialer Richtung bewegen können. Sie sind somit nicht unabhängig voneinander.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß es möglichst geringe Abmessungen in radialer Richtung, insbesondere einen geringen Außendurchmesser
aufweist und einen Lastausgleich innehat, der zwängunjjsfrei
arbeitet, so daß das Getriebe eine hohe Lebensdauer aufweist.This property is also inherent in a planetary gear, which is known from DE patent specification 10 99 385, because the load compensation also takes place there on the ring gears. This gear unit undoubtedly has two planetary carriers. However, they are firmly screwed together and firmly mounted so that they can neither move independently nor relative to one another in the radial direction. They are therefore not independent of one another.
The invention is based on the object of designing a planetary gear of the type mentioned in such a way that it has the smallest possible dimensions in the radial direction, in particular a small outer diameter, and has a load equalization that works without force, so that the gear has a long service life.
Die Erfindung besteht darin, daß das Sonnenrad radial und axial frei beweglich angeordnet ist, daß die beiden Planetenträger miteinander und einer von beiden Planetenträgern mit der Abtriebswelle jeweils durch als Doppelgelenkkupplung ausgebildete Kupplungsverzahnungen verbunden sind, und daß die Hohlräder gehäusefest sind.The invention consists in that the sun gear is arranged to be freely movable radially and axially, that the two planet carriers with each other and one of the two planet carriers with the output shaft, respectively are connected by coupling teeth designed as a double joint coupling, and that the ring gears are fixed to the housing.
Der Zeichnung und dem zugehörigen Textteil der vorerwähnten DE-Auslegeschrift 25 29 374 ist zwar die gehäusefeste Anordnung der Hohlräder zu entnehmen. Der Allgemeinheit blieb allerdings dieser Hinweis gerade dadurch verborgen, daß die Druckschrift nicht zum Stand der Technik gehört. Zweifellos ist weiter die radial und axial freibewegliche Anordnung des Sonnenra-The drawing and the associated text part of the aforementioned DE-Auslegeschrift 25 29 374 is the Refer to the housing-fixed arrangement of the ring gears. However, this reference remained to the general public hidden by the fact that the document does not belong to the prior art. Undoubtedly further is the radial and axially freely movable arrangement of the sun
« des durch die ebenfalls schon behandelte US-Patentschrift 33 52 178 bekannt. Diese Anordnung konnte aber nicht zu der Erfindung führen.«By the US patent, which has already been dealt with 33 52 178 known. However, this arrangement could not lead to the invention.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Planetenräder auf Wälzlagern gelagert sind. Bezüglich dieses Merkmals gilt dasselbe, was im Zusammenhang mit der gehäusefesten Anordnung der Hohlräder bereits erwähnt wurde.A particular embodiment of the invention consists in that the planet gears are mounted on roller bearings are. With regard to this feature, the same applies as in connection with the arrangement fixed to the housing the ring gears has already been mentioned.
Gegenüber den vorstehend behandelten Konstruktionen ergeben sich durch die Erfindung eine Reihe von wesentlichen Vorteilen.Compared to the designs discussed above, the invention results in a number of significant advantages.
Zum einen kann sich jeder Planetenträger unabhängig vom anderen frei einstellen, weil nur einer der Planetenträger mit der Abtriebswelle, der andere dagegen nur mit dem ersten verbunden ist, und zwar über doppelgelenkige Kupplungen, die insgesamt vier Gelenkpunkte besitzen. Es werden daher im Kraftfluß von den Planetenträgern bis zu der Abtriebswelle nur Drehmomente übertragen, ohne daß Verzahnungsl'ehler Störungen im Zahneingriff der Planetenräder verursachen könnten. Dieser Lastausgleich an den Planetenträgern gestattet gegenüber einem Lastausgleich an den Hohlrädern nicht nur, den Außendurchmesser des Getriebes zu verringern, sondern zugleich auch eine sechsfacheOn the one hand, each planet carrier can freely adjust independently of the other, because only one of the planet carriers with the output shaft, the other, however, is only connected to the first, namely via double-jointed Couplings that have a total of four points of articulation. There are therefore in the power flow of the Planet carriers only transmit torques up to the output shaft without toothing errors in the meshing of the planetary gears. This load balancing on the planet carriers not only allows the outer diameter of the gearbox compared to load balancing on the ring gears to decrease, but at the same time also a sixfold
Leistungsverzweigung zu erreichen, und zwar infolge der Verdoppelung des Planetensatzes in einer Stufe (Tandemanordnung).To achieve power split, due to the doubling of the planetary gear set in one stage (Tandem arrangement).
Zum anderen begünstigt die Tandemanordnung die Aufteilung der sonst sehr breiten doppelschrägverzahnten Planetenräder in zwei schrägverzahnten Hälften, die auf halb so langen Achsen gelagert werden können. Der Achsdurchmesser fällt daher entsprechend kleiner aus. Dies bewirkt zunächst einmal unabhängig von der Lagerentlastung infolge Verdoppelung der Leistungsverzweigung kleinere Wälzlager. Wälzlager sinn insbesondere für langsam laufende Getriebe wichtig, da dort im Gegensatz zu schnell laufenden Getrieben nicht mit einer hydrodynamischen Schmierung gerechnet werden kann. Dabei ist eine statisch bestimmte Lagerung jedes Planetenrades mit je zwei Wälzlagern möglich, was die Lebensdauer der Lagerung gegenüber einem zweifach gelagerten doppelschrägverzahnten Planetenrad bei gleichem Lageraußendurchmesser beträchtlich erhöht.On the other hand, the tandem arrangement favors the division of the otherwise very wide double helical teeth Planet gears in two helical halves that can be stored on axles that are half as long. Of the Axle diameter is therefore correspondingly smaller. First of all, this has the effect of being independent of the bearing relief smaller rolling bearings due to the doubling of the power split. Rolling bearings make sense in particular important for slow-running gears because, unlike fast-running gears, there is no hydrodynamic lubrication can be expected. Each one has a statically determined bearing Planetary gear with two roller bearings each possible, which doubles the service life of the storage compared to a double bearing double helical toothed planet gear increased considerably with the same bearing outer diameter.
Diese auf der speziellen Verbindung der heiden Planetenträger beruhenden Gegebenheiten eröffnen so günstige Verhältnisse, daß die radialen Gesamtabmessungen des Getriebes bei gleichbleibender Zahnpressung bedeutend kleiner gehalten werden können, und zwar um die -fl, als bei einem Getriebe mit einteiligem Planetensatz mit Gerad- oder Schrägverzahnung, wobei ein festes Verhältnis vom Durchmesser zur Breite des Sonnenrades beibehalten wird. Dies ergibt sich aus der Hertz'schen FormelThese conditions, based on the special connection of the two planetary carriers, open up such favorable conditions that the overall radial dimensions of the gearbox can be kept significantly smaller with constant tooth pressure, by the -fl than with a gearbox with a one-piece planetary set with straight or helical teeth, a fixed ratio of the diameter to the width of the sun gear is maintained. This results from Hertz's formula
V-V-
MA· + MA +
DD.
BiBi
bei der bedeuten:where mean:
ρ = spezifische Pressung ρ = specific pressure
/ = Konstante = 21,4/ = Constant = 21.4
cfci = Durchmesser des Sonnenradescfci = diameter of the sun gear
Md = Drehmoment Md = torque
; = innere Getriebeübersetzung (Planetenrad/Sonnenrad) ; = internal gear ratio (planetary gear / sun gear)
B = Zahnbreite des Sonnenrades B = tooth width of the sun gear
!m ganzen gesehen wird ein wälzgelagertes Planetengetriebe geschaffen, das sich insbesondere bei hohen Leistungen durch eine hohe Lebensdauer dann auszeichnet, wenn ein häufiger Start- und itoppbetrieb bei geringen Drehzahlen stattfindet Entsprechende Leistungsgetriebe in Gleitlagerbauweise weisen eine erheblich verringerte Lebensdauer und einen ungünstigeren Kostenfaktor bei derartigen Betriebsbedingungen auf.The whole thing is a planetary gear with roller bearings created, which is characterized by a long service life, especially in the case of high performance, if there is frequent start and itop operation at low speeds. Corresponding power transmission in plain bearing construction have a significantly reduced service life and a less favorable one Cost factor in such operating conditions.
ίο Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Planetengetriebes erläutert, das in der Zeichnung im Längsschnitt mit seiner Antriebsseite A (Motor oder Vorschaltgetriebe) und seiner Abtriebsseite B (Walze) dargestellt ist.ίο In the following the invention is explained using a planetary gear, which is shown in the drawing in longitudinal section with its drive side A (motor or primary gear) and its output side B (roller).
Mit 1 ist die Antriebswelle bezeichnet, die über eine Doppelzahnkupplung 2 ein ungelagertes Sonnenrad 3 mit seinen beiden doppelschrägverzahnten Hälften 3a und 3b antreibt. In die Verzahnungen dieser Hälften 3aund 3b greifen zwei Sätze mit schrägverzahnten PIanetenrädern 4a und 4b ein. die satzweise von Planetenträgern 5a und 5b getragen werden. Eine Doppelzahnkupplung 6 stellt die Verbindung zwischen den Planetenträgern 5a und 5b her. Der im Sinne der Zeichnung rechte Planetenträger 5b ist ebenfalls durch eine Doppelzahnkupplung 8 mit der Abtriebswelle 7 (Antriebszapfen der Walze) verbunden, die in Wälzlagern 13 gelagert ist.1 with the drive shaft is referred to, which drives an unsupported sun gear 3 with its two double helical halves 3a and 3b via a double toothed clutch 2. Two sets of helical planetary gears 4a and 4b mesh with the teeth of these halves 3a and 3b . which are carried in sets by planetary carriers 5a and 5b . A double tooth clutch 6 establishes the connection between the planetary carriers 5a and 5b . The right in the sense of the drawing planet carrier 5b is also connected by a double toothed coupling 8 to the output shaft 7 (the drive journal of the roll), which is mounted in roller bearings. 13
Die Planetenräder 4a und 4b sind durch Kugellager 9 auf ihren Achsen gelagert und kämmen mit Hohlrädern 10, die mit dem Getriebegehäuse 11 fest verbunden sind und das Reaktionsmoment aufnehmen. Das Getriebegehäuse 11 ist mit einer Drehmomentstütze 12 verbunden. Es kann auch über eine Laterne mit dem Maschinenrahmen verschraubt sein.The planet gears 4a and 4b are mounted on their axes by ball bearings 9 and mesh with ring gears 10, which are firmly connected to the gear housing 11 and absorb the reaction torque. The gear housing 11 is connected to a torque support 12. It can also be screwed to the machine frame via a lantern.
Die Hälften 3a und 30 des ungelagerten, radial und axial freibeweglichen Sonnenrades 3 verteilen das Drehmoment gleichmäßig auf die beiden parallel zueinander angeordneten Sätze von Planetenrädern. Dort wird dann der Lastausgleich dadurch bewirkt, daß sich jeder Planetenträger 5a und 5£> mit den Rädern 4a und 4b unter Last unabhängig voneinander radial frei einstellen kann.The halves 3a and 30 of the unsupported, radially and axially freely movable sun gear 3 distribute the torque evenly to the two sets of planetary gears arranged parallel to one another. There the load balancing is brought about by the fact that each planet carrier 5a and 5 £> with the wheels 4a and 4b can freely adjust radially independently of one another under load.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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| EP0246511A2 (en) | Planet gear transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OB | Request for examination as to novelty | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16H 1/48 |
|
| 8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: B21B 35/12 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |