DE3311310C1 - Planetengetriebe,das zwischen einer Stroemungsmaschine und einer elektrischen Maschine in einem Gehaeuse angeordnet ist - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Hohlrad (10) bildet durch die Zentrierung in den Planetenrädern (4) die eine Lagerslelle für die langsame Welle (19),

b) die andere Lagerstelle (20) ist als Radial-Axial-Lager ausgebildet und im Getriebegehäuse (12) angeordnet,

c) das Hohlrad (10) ist radial elastisch ausgebildet und

d) das Hohlrad (10) ist über einen dünnwandigen Ringfortsatz (11) an der Welle (19) befestigt (Fig. 1 und 2).

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die andere Lagerstelle (20) Wälzlager vorgesehen sind.

3. Planetengetriebe mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Getriebegehäuse (12) ist mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine (14) über konzentrische Zentrierungen verbunden,

b) das Hohlrad (10) bildet durch die Zentrierung in den Planetenrädern (4) die eine Lagerstelle für die langsame Welle (19),

c) die andere Lagerstelle (15) für die Welle (19) wird durch die Lagerung der elektrischen Maschine (14) gebildet,

d) das Hohlrad (10) ist radial elastisch ausgebildet,

e) das Hohlrad (10) ist über einen dünnwandigen und biegeweichen Ringfortsatz (il) an der Welle (19) befestigt.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 3, mit Einfach-Schräg-Verzahnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (33) und das Hohlrad (10) jeweils mit Druckringen (40, 41; 42, 43) versehen sind und daß das eine Lager (3) für die Laufradwelle als Radiallager ausgebildet ist (F i g. 2).

5. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken der Planetenräder (4) leicht ballig ausgebildet sind.

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Planetengetriebe, das zwischen einer Strömungsmaschine und einer elektrischen Maschine an einem Gehäuse angeordnet ist. nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Als Stand der Technik ist es bereits bekannt, ein Planetengetriebe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Sonnenrad im Planetenradträger gelagert ist. Dieser Planetenradträger seinerseits bildet die beiderseitige Lagerung für die Planetenradbolzen. Damit ergibt sich sowohl konstruktiv als auch bezüglich des Platzbedarfs eine aufwendige Anordnung, welche zudem infolge der zahlreichen Lager höhere Reibungsverluste mit sich bringt.

Als Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Kreiselgebläse oder ein Kreiselverdichter mit eingebautem Planetengetriebe bekannt (AT-PS 2 45 715). Hierbei ist das zweite Ende der Laufradwelle als Ritzel ausgebildet und stellt gleichzeitig das Sonnenrad eines Planetengetriebes mit Schrägverzahnung dar, welches drei oder mehr Planetenräder aufweist. Diese rotieren auf den Zapfen eines Planetenradträgers, der feststehend ausgebildet ist. Das Hohlrad mit Innenverzahnung ist nur in den Zahneingriffen mit den Planetenrädern gelagert. Über eine bewegliche Zahnkupplung ergibt sich eine Verbindung zu dem Elektromotor. Hierbei wird die eine Hälfte der Zahnkupplung vom Hohlrad gebildet, wohingegen die andere Hälfte der Zahnkupplung am freien Ende der Welle der elektrischen Maschine fest aufgekeilt ist. Damit ergibt sich insgesamt ein hoher baulicher Aufwand und die Lager der elektrischen Maschine müssen mit herangezogen werden, um die eine Hälfte der beweglichen Zahnkupplung zu tragen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Konstruktion der eingangs genannten Art so auszubilden,, daß bei vereinfachtcr Bauart eine Erhöhung der Effektivität erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise ein PIanetengetriebe in einem speziellen Anwendungsbereich in Kompaktbauweise, wobei infolge der Verringerung der Lageranzahl und des baulichen Aufwandes eine Reduzierung der Kosten, der Reibungsverluste und der Baulänge erzielt wird.

Eine weitere Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Nebenanspruches 3 mit den gleichen vorgenannten Vorteilen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des geradverzahnten Planetengetriebes in freistehender Bauart, teils geschnitten;

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht eines einfachschrägverzahnten Planetengetriebes in Anflanschbauart, teils geschnitten;

F i g. 3 eine schematische Seitenansicht eines geradverzahnten Planetengetriebes in Anflanschbauart, teils geschnitten.

In Fig.! und 2 ist jeweils eine Bauform dargestellt, welche in freistehender Bauart ausgebildet ist. Das Gehäuse 12 kann hierbei entweder über direkt am Gehäuse angeordnete Füße oder angeflanscht an das Gehäuse der Strömungsmaschine über dieses auf dem hierzu vorgesehenen Anlagenteil befestigt werden. Zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem Planetengetriebe befindet sich eine elastische Kupplung 18, welche WeI-

lenverlagerungen ausgleicht und je nach Notwendigkeit drehsteif oder drehelastisch sein kann.

Das in F i g. 1 im .Schnitt dargestellte, geradverzahntc Planetengetriebe besteht im wesentlichen aus einem inneren Zentralrad (Sonnenrad) 33, Planetcnrädern 4, welche über Planetenradbolzen 7 in einem feststehenden Planctenradträger 6 gelagert sind und einem äußeren Zentralrad (Hohlrad) 10. Das innere Zentralrad 33 seinerseits ist auf der Laufradwelle 1 angeordnet, welche das Laufrad 2 der Strömungsmaschine trägt. Die Laufradwelle 1 mit dem Laufrad 2 bildet mit dem inneren Zentralrad 33 zusammen eine Einheit. Diese Welle 1 wird einerseits in dem Lager 3 radial und axial und andererseits in den Zahneingriffen mit den Planetenrädern 4 geführt. Neben dem Lager 3 für die Laufradwelle 1 befindet sich eine Dichtung 5.

Das Gehäuse 12 des Planetengetriebes ist auf der linken Seite durch einen Gehäuseflansch verschlossen, welcher gleichzeitig den Planetenträger bildet. In diesem Planetenträger 6 sind die Lagerbolzen 7 für die Planetenräder 4 einseitig eingespannt angeordnet. Ais-Lager für die Planetenräder 4 sind vorzugsweise Gleitlager 35 vorgesehen. Die axiale Führung der Planetenräder 4 übernehmen Anlaufscheiben 8 und 9.

Das äußere Zentralrad 10 ist radial elastisch dimensioniert, wodurch die gleichmäßige Leistungsverzweigung im Planetengetriebe verbessert wird und zudem die Anordnung von mehr als drei Planetenrädern möglich ist.

Das äußere Zentralrad 10 ist über einen dünnwandigen, biegeweichen Ringfortsatz 11 mit dem Flansch 16 der langsamlaufenden Welle der elektrischen Maschine 14 verbunden. Die langsame Gelriebewelle 19 ist wiederum starr mit dem äußeren Zentralrad 10 über nicht näher dargestellte Dehnschrauben verbunden. Geführt wird diese Welle 19 in dem Wälzlager 20, z. B. einem winkelbeweglichen Pendelrollenlager, und ähnlich wie bei der Laufradwelle 1 in den Zahneingriffen zwischen dem äußeren Zentralrad 10 und den Planetenrädern 4. Eine Dichtung 13 dient zur Abdichtung des Gehäuses 12 an der langsamen Getriebeseite.

Als Verzahnungsart wird bei dem Planetengetriebe Geradverzahnung verwendet. Eine besondere Verzahnungsgeometrie sorgt für eine gute Zenlrierwirkung für das innere und äußere Zentralrad 33 bzw. 10, für eine hohe Tragfähigkeit und ein gutes dynamisches Verhallen. Auftretende Verformungen werden durch Profil- und Längskorrekturen ausgeglichen.

Die Zahnflanken der Planetenräder 4 sind in an sich bekannter Weise leicht ballig hergestellt und geben den Zahneingriffen somit gelenkige Eigenschaften. Diese Maßnahme vermeidet zu hohe spezifische Belastungen an den Zahnenden, welche durch herstellungs- und ausrichtungsbedingte Achsversetzungen zwischen Planetenradträger 6 und Laufradwelle 1 bzw. langsamer Welle 16 entstehen könnten.

In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, anstelle des in F i g, 1 und 3 dargestellten, geradverzahnten Planetengetriebes eine Einfachschrägverzahnung am inneren Zentralrad 33, an den Planetenrädern 4 und dem äußeren Zentralrad 10 vorzusehen (F i g. 2). An dem inneren Zentralrad 33 sind Druckringe 40 und 41 und an dem äußeren Zentralrad 10 sind Druckringe 42 und 43 befestigt.

Diese vorgenannten Druckringe dienen zum Ausgleich der axialen Zahnkraftkomponenten. Sie sind zudem in der Lage, von außen in das Getriebe eingeleitete Axialkräfte über den Radsatz auf die Gegenseile zu übertragen, ohne daß die Verzahnungen zusätzlich belastet werden. Wirkt beispielsweise von dem Laufrad 2 ein Axialschub Paul' das innere Zentralrad 33, so übertragen die Druckringe 40 die Planetenräder 4 und die

ι Druckringe 42 diesen Axialschub auf die langsame Getriebeseile.

Die Übertragung dieser Axialkräfte erfolgt an den Druckringen durch eine reibungsarme Wälzbewegung. Bei hohen Drehzahlen und großen Axialschüben an

ίο der schnellen Seite (Laufradwelle 1) ergibt sich bei der Bauform gemäß F i g. 2 folgendes:

Der in solchen Fällen hoch belastete Axialteil des Lagers 3 kann entfallen. Äußere Axialschübe werden über die Druckringe 40 und 42 bzw. 41 und 43 auf die

ts langsame Seite verlustarm übertragen und dort von dem vorhandenen Axial-Radiallager 20 problemlos aufgenommen.

Das Geräuschverhalten der Schrägverzahnung ist besser als das der Geradverzahnung.

Anlaufscheiben sind nicht notwendig, da die Planetenräder durch die Druckringe nach F i g. 2 geführt sind.

Die Lösung mit Einfachschrägverzahnung kann auch in der Anflanschbauart analog zu F i g. 3 und der dort gezeigten Lagerung der langsamen Welle ausgeführt werden.

Die Bauform nach F i g. 3 ist als Anflanschbauart zum Anbau an die elektrische Maschine 14 gedacht. Hierbei sind für die Lagerung der Welle der elektrischen Maschine 14 Wälzlager 15 vorgesehen, die im Betriebszu-

jo stand eine sehr kleine Radialluft besitzen. Diese nahezu spielfreie, zentrische Führung der langsamen Welle erlaubt es, das äußere Zentralrad 10 über einen dünnwandigen, biegeweichen Ringfortsatz 11 mit dem Flansch 16 über nicht näher dargestellte Dehnschrauben starr zu verbinden. Dadurch werden in besonderem Maße Wellenlager eingespart (kleinere- Lagerreibungsverluste, niedrigere Herstellungskosten) und die Baulänge verkürzt.
Bei allen drei Bauformen ist nur ein Gleitlager 3 zur Laufradwellenführung vorgesehen. Durch das zum Stand der Technik zählende, eingesparte, zweite Gleitlager an der schnellaufenden Getriebeseite verringern sich die Lagerreibungsverluste ganz erheblich, wodurch ein höherer Getriebewirkungsgrad gegeben ist.

Die Lagerbolzen 7 für die Planetenräder 4 sind in dem Planetenradträger 6, welcher gleichzeitig beispielsweise als Gehäuseflansch ausgebildet sein kann, fliegend angeordnet. Gegenüber der herkömmlichen Planetenräderkonstruktion als Käfig mit zwei Seitenscheiben und Verbindungsstegen ergibt sich hierdurch eine Verringerung der Herstellungskosten, eine einfachere Radsatzmontage, schnelle und reibungsarme Abführung des Schmieröls aus dem Radsatz und damit eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades.

Bei allen Bauarten kann das Gehäuse 12 auch horizontal geteilt sein.

Durch die Verwendung von Geradverzahnung wird bei allen drei Bauarten eine sehr einfache Montage und Demontage für Aufstellen, Ausrichten und Inspektion möglich. Das Ausrichten zur Strömungsmaschine 2 entfällt durch konzentrische Zentrierungen; bei Ausführung nach F i g. 1 und 2 entfällt die Ausrichtung zur Maschine 14 ebenfalls.
Das Sonnenrad 33 ist ohne Demontage des Getriebes ausbaubar, z. B. zur Montage des Strömungslaufrades, zum Auswuchten sowie zur Zahnkontrolle.

Nach Trennen des Planetenradträgers 6 vom Gehäuse 12 ist das Getriebe schnell in seine wesentlichen Be-

standteile zerlegt. Alle Teile sind leicht zugänglich zur Inspektion und für evtl. Reparaturen: Die Wiedermontage des Getriebes ist infolge der konzentrischen Zentrierungen ebenfalls sehr einfach.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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20

25

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40

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Planetengetriebe, das zwischen einer Strömungsmaschine und einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse angeordnet ist, bei dem das Sonnenrad auf der Laufradwelle der Strömungsmaschine sitzt, mit auf einseitig eingespannten Lagerbolzen drehbaren Planetenrädern und mit einem mit der langsamen, gelagerten Welle verbundenen Hohlrad, wobei das Sonnenrad durch die Zentrierung in den Planetenrädern eine Lagerstelle für die Laufradwelle bildet,