DE3916438A1

DE3916438A1 - Lifting-gear drive

Info

Publication number: DE3916438A1
Application number: DE19893916438
Authority: DE
Inventors: Egon Mann; Erwin Meisinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-05-28
Filing date: 1989-05-20
Publication date: 1989-11-30

Abstract

To improve the smooth running in a lifting-gear drive with a motor, a brake and a multi-stage epicyclic gear unit, the input planet set is helically toothed and the second planet set is straight-toothed. Furthermore, the drive shaft is subdivided between the sun gear of the input planet set and the brake by a clutch with length compensation, and the drive-shaft piece on the sun-gear side is mounted via a fixed ball bearing in the planet carrier of the second planet set. Excitation of vibrations is avoided by uncoupling the epicyclic gear unit from the brake and the drive. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Hebezeugantrieb mit einer Bremse und einem Motor, der über eine Antriebswelle ein Sonnenrad eines Eingangsplanetensatzes eines mehrstufigen Planetengetriebes antreibt. Ein Planetenträger des Eingangsplanetensatzes ist drehfest mit einem Sonnenrad eines zweiten Planetensatzes verbunden, während Hohlräder des Eingangsplanetensatzes und des zweiten Planetensatzes mit einem Gehäusemantel verbunden sind. Dieser ist über Lager drehbar auf einem ortsfest gehaltenen Planetenträger des zweiten Planetensatzes gelagert.The invention relates to a hoist drive with a Brake and a motor that drives a sun gear via a drive shaft an input planetary gear set of a multi-stage planetary gear drives. A planet carrier of the input planetary set is rotationally fixed with a sun gear of a second planetary gear set connected while ring gears of the input planetary gear set and second planetary gear set are connected to a housing shell. This can be rotated via a bearing on a stationary one Planet carrier of the second planetary gear set.

Ein derartiger Hebezeugantrieb ist zum Antrieb einer Trommelwinde bekannt (DE-GM 75 16 081). Solche Trommelwindenantriebe genügen in der Regel nicht den erhöhten Anforderungen bezüglich geringer Geräuschemission, insbesondere, wenn die Hebezeuge für Aufzüge in bewohnten Gebäuden, z. B. in Wohn-, Bürogebäuden und Krankenhäusern, verwendet werden sollen.Such a hoist drive is used to drive one Drum winch known (DE-GM 75 16 081). Such Drum winch drives are usually not sufficient for the higher Low noise requirements, especially if the hoists for lifts in inhabited buildings, e.g. B. in Residential, office buildings and hospitals to be used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Wahrung des günstigen Wirkungsgrades die Geräuschemission eines Hebezeugantriebes der eingangs beschriebenen Art zu verbessern und trotzdem den baulichen Aufwand gering zu halten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Eingangsplanetensatz schrägverzahnt und der zweite Planetensatz geradverzahnt ist, daß die Antriebswelle zwischen dem Sonnenrad des Eingangsplanetensatzes und der Bremse, die zwischen dem Motor und dem Planetengetriebe angeordnet ist, durch eine Kupplung mit Längsausgleich unterteilt ist und das sonnenradseitige Antriebswellenstück über ein Festkugellager im Planetenträger des zweiten Planetensatzes gelagert ist. The invention is therefore based on the object Maintaining the favorable efficiency of the noise emission Hoist drive of the type described above to improve and still keep the construction effort low. According to the invention this object is achieved in that the Input planetary set of helical teeth and the second planetary set straight toothed is that the drive shaft between the sun gear of the input planetary gear set and the brake that is between the engine and the planetary gear is arranged by a clutch with Longitudinal compensation is divided and the sun gear side Drive shaft piece via a fixed ball bearing in the planet carrier of the second planetary gear set is mounted.

Die Schrägverzahnung des Eingangsplanetensatzes reduziert die Laufgeräusche, die vor allem in dieser Getriebestufe mit der hohen Drehzahl und den kleinen Drehmomenten auftreten. Infolge der kleinen Momente treten durch die Schrägverzahnung keine großen Axialschübe an der Eingangswelle bzw. an dem Hohlrad auf, so daß die axiale Lagerung einfach gestaltet werden kann. Der zweite Planetensatz erzeugt aufgrund des geringeren Drehzahlniveaus nur geringe Laufgeräusche, so daß der Unterschied zwischen einer aufwendigeren Schrägverzahnung und der einfacheren Geradverzahnung geräuschmäßig nicht ins Gewicht fällt. Die Geradverzahnung erzeugt keinen Axialschub und erfordert somit keine besondere axiale Abstützung.The helical gearing of the input planetary gear set is reduced the running noise, especially in this gear stage with the high speed and small torques occur. As a result the small moments do not occur due to the helical teeth large axial thrusts on the input shaft or on the ring gear, so that the axial bearing can be designed easily. The second planetary set generated due to the lower Speed levels only have low running noise, making the difference between a more complex helical gear and the simpler Noise is not an issue for straight teeth. The Straight toothing produces no axial thrust and therefore requires no special axial support.

Der Vorteil kann gemäß einer Ausgestaltung noch dadurch vergrößert werden, daß nur die Zahnräder des zweiten Planetensatzes durch eine Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen, z. B. Härten, nachbehandelt sind. Der Eingangsplanetensatz muß allenfalls bei niedrigeren Temperaturen nachbehandelt werden. Dadurch treten im Eingangsplanetensatz geringere Verzüge auf, die ohne Nacharbeit zu einer höheren Präzision und daher einer größeren Laufruhe führen. Gleichzeitig ist nur ein geringer Fertigungsaufwand erforderlich. Der zweite Planetensatz ist geradverzahnt. Die Fertigungsungenauigkeiten im langsam laufenden zweiten Planetensatz verursachen nur geringe Emissionsgeräusche, die durch geringfügige mechanische Nacharbeiten noch verringert werden können.According to one embodiment, the advantage can still be achieved be enlarged that only the gears of the second Planetary set by a heat treatment at higher Temperatures, e.g. B. hardening are post-treated. The Input planetary gear set must at most at lower temperatures be treated. This occurs in the input planetary gear set lower delays on that without rework to a higher Precision and therefore run smoother. At the same time only a small manufacturing effort is required. The second Planetary gear set is spur-toothed. The manufacturing inaccuracies in slow running second planetary set cause only minor Emission noise caused by slight mechanical Rework can still be reduced.

Die Kupplung mit Längenausgleich in der Antriebswelle verhindert, daß Schwingungen vom Antrieb oder von der Bremse auf das Planetengetriebe übertragen werden und dort möglicherweise Resonanzschwingungen mit Geräuschemissionen erzeugen. Dabei ist der sonnenradseitige Teil der Antriebswelle über ein Festkugellager im Planetenträger des zweiten Planetensatzes gelagert. Das radiale Lagerspiel kann dem notwendigen Bewegungsraum des Sonnenrades angepaßt werden. Das Eingangssonnenrad kann sich innerhalb des Lagerspiels und durch Verschwenken innerhalb des Kupplungsspiels frei zwischen den Planetenrädern einstellen. Es ist dadurch ein guter Lastausgleich mit guter Laufruhe gewährleistet, selbst wenn zur Erzielung eines großen Übersetzungsverhältnisses das Sonnenrad einteilig mit der Antriebswelle ausgebildet ist. Die Anpassungsfähigkeit des Eingangssonnenrades ist deshalb von besonderer Bedeutung, da der Planetenträger des Eingangsplanetensatzes sich nur axial über Radialkugellager am gehäusefesten Planetenträger des zweiten Planetensatzes abstützt, wobei zur Vermeidung von Geräuschen die Axiallager zweckmäßigerweise unter Federvorspannung stehen. Der Planetenträger des Eingangsplanetensatzes wird daher radial vom Sonnenrad des zweiten Planetensatzes und vom Hohlrad des Eingangsplanetensatzes geführt und wird somit infolge der Fertigungsungenauigkeiten selten die vorausberechnete Stellung einnehmen.The coupling with length compensation in the drive shaft prevents vibrations from the drive or the brake the planetary gear can be transmitted and possibly there Generate resonance vibrations with noise emissions. It is the part of the drive shaft on the sun gear side Fixed ball bearing in the planet carrier of the second planetary gear set stored. The radial bearing clearance can do the necessary Movement space of the sun gear can be adjusted. The Input sun gear can get inside the bearing clearance and through Swivel freely within the clutch play between the Set planet gears. This makes it a good load balancer guaranteed with smooth running, even if to achieve a large gear ratio, the sun gear in one piece with the Drive shaft is formed. The adaptability of the Input sun gear is therefore of particular importance since the Planet carriers of the input planetary gear set only overlap axially Radial ball bearings on the fixed planet carrier of the second Planetary set supports, the to avoid noise Axial bearings are advantageously under spring preload. The Planet carrier of the input planetary set is therefore radial from Sun gear of the second planetary gear set and the ring gear of the Input planetary set and is therefore due to the Manufacturing inaccuracies seldom the predicted position take in.

Durch eine präzise und kräftige Lagerung des Gehäusemantels, bei der Kippmomente weitgehend vermieden sind, wird verhindert, daß von der Last herrührende Störkräfte und -momente den Antrieb zu geräuschemittierenden Schwingungen anregt. Die Lagerung nimmt gleichzeitig die axialen Schubkräfte von dem Hohlrad des Eingangsplanetensatzes auf.Due to a precise and strong bearing of the casing, at which tilting moments are largely avoided, is prevented that disturbing forces and moments originating from the load drive the drive stimulates noise-emitting vibrations. The storage takes at the same time the axial thrust forces from the ring gear of the Input planetary gear set.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Bremse als trockene Scheibenbremse ausgebildet ist, die in einem separaten, als Ständer dienenden Bremsgehäuse angeordnet ist, an das an der einen Stirnseite der Motor und an der anderen Stirnfläche das Planetengetriebe mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes angeflanscht ist und das zwischen der Bremse und dem Planetengetriebe eine Stützwand aufweist, in der das bremsseitige Antriebswellenstück axialfest gelagert ist, wobei die Wellendurchführung durch eine Dichtung abgedichtet ist. Durch die separate Lagerung der Bremsscheibe und axiale Abkopplung vom Getriebe und vom Motor wird verhindert, daß möglicherweise auftretende Bremsschwingungen durch Unebenheiten der Bremsscheibe oder Unwuchten sich auf den übrigen Antriebsstrang übertragen. Dabei wird die Montage und der einfache Aufbau dadurch gefördert, daß die Antriebswelle dreigeteilt ist und das mittlere Teil durch ein Mitnahmeprofil mit dem sonnenradseitigen Teil verbunden ist und mittels eines Flansches am Bremsscheibenträger angeflanscht ist, der eine Kupplung zum motorseitigen Teil bildet.According to a further embodiment of the invention suggested that the brake be a dry disc brake is formed in a separate, serving as a stand Brake housing is arranged on the one end of the Motor and on the other end face the planetary gear with the Planet carrier of the second planetary gear set is flanged and a retaining wall between the brake and the planetary gear has, in which the brake-side drive shaft piece axially fixed is mounted, the shaft bushing through a seal is sealed. Due to the separate storage of the brake disc and Axial decoupling from the transmission and the engine is prevented possible brake vibrations due to bumps the brake disc or unbalance affect the rest Transfer powertrain. The assembly and the simple structure promoted by the drive shaft is divided into three and the middle part by a take-away profile is connected to the sun gear side part and by means of a Flange is flanged to the brake disc carrier, one Coupling to the engine-side part forms.

Die Ansprüche enthalten eine sinnvolle Kombination der Lösungsmerkmale, allerdings sind für den Fachmann im Rahmen der Erfindung weitere Kombinationen ohne weiteres möglich, dies insbesondere, wenn er unter gegebenen Bedingungen jeweils dem Bauaufwand, der Montagefähigkeit oder dem Geräuschverhalten eine größere Bedeutung beimißt.The claims contain a meaningful combination of Solution features, however, are within the scope of the Invention other combinations easily possible, this especially if, under the given conditions, the Construction effort, the ability to install or the noise behavior attaches greater importance.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention shown.

Die Figur zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hebezeugantrieb, soweit es zum Verständnis der Erfindung notwendig ist.The figure shows a partial longitudinal section through a Hoist drive according to the invention, insofar as it is for understanding the Invention is necessary.

Der erfindungsgemäße Hebezeugantrieb besteht im wesentlichen aus einem Motor 1, in der Regel einem Elektromotor, einer Bremse 2 und einem Planetengetriebe 3. Ein Bremsgehäuse 4 ist gleichzeitig als Ständer ausgebildet und wird mittels Schrauben 5 befestigt. An das Bremsgehäuse 4 sind an gegenüberliegenden Stirnseiten der Motor 1 bzw. das Planetengetriebe 3 angeflanscht. Eine durch das Bremsgehäuse 4 hindurchgeführte Antriebswelle besteht aus drei Teilen 6, 7 und 8, die durch Kupplungen 9 und 10 miteinander verbunden sind. Die Kupplung 9 wird von einem Bremsscheibenträger 11 gebildet, an den eine Bremsscheibe 12 einstückig angeformt ist. Der Bremsscheibenträger ist mittels Schrauben 13 an einen Flansch 14 des mittleren Teiles 7 der Antriebswelle angeflanscht. Die Bremsscheibe wirkt zusammen mit nicht näher dargestellten Bremsschuhen und Betätigungsgliedern, die im Bremsgehäuse befestigt sind. The hoist drive according to the invention essentially consists of a motor 1 , usually an electric motor, a brake 2 and a planetary gear 3 . A brake housing 4 is simultaneously designed as a stand and is fastened by means of screws 5 . The motor 1 or the planetary gear 3 are flanged to the brake housing 4 on opposite end faces. A drive shaft passed through the brake housing 4 consists of three parts 6 , 7 and 8 , which are connected to one another by couplings 9 and 10 . The clutch 9 is formed by a brake disc carrier 11 , on which a brake disc 12 is integrally formed. The brake disc carrier is flanged to a flange 14 of the central part 7 of the drive shaft by means of screws 13 . The brake disc works together with brake shoes and actuators, not shown, which are fastened in the brake housing.

Das Bremsgehäuse 4 weist getriebeseitig eine Stützwand 15 auf, in der der mittlere Teil 7 der Antriebswelle axialfest mittels eines Radialkugellagers 16 gelagert ist. Die Lagerbohrung 17 ist zur Bremsscheibe 12 hin durch eine Wellendichtung 18 abgedichtet.The brake housing 4 has a support wall 15 on the transmission side, in which the central part 7 of the drive shaft is axially fixed by means of a radial ball bearing 16 . The bearing bore 17 is sealed off from the brake disc 12 by a shaft seal 18 .

Das Planetengetriebe 3 ist zweistufig, wobei ein Eingangsplanetensatz von einem Sonnenrad 19, einem Hohlrad 20 und Planeten 21, die in einem Planetenträger 22 gelagert sind, gebildet wird, während ein zweiter Planetensatz mit einem Sonnenrad 23, einem Hohlrad 24 und Planeten 25 eine zweite Planetenstufe bildet.The planetary gear 3 has two stages, an input planetary gear set being formed by a sun gear 19 , a ring gear 20 and planets 21 which are mounted in a planet carrier 22 , while a second planetary gear set with a sun gear 23 , a ring gear 24 and planet 25 is a second planetary gear forms.

Die Planeten 25 sind auf einem Planetenträger 26 gelagert, der gleichzeitig einen stirnseitigen Abschluß eines Getriebegehäuses 27 bildet und an das Bremsgehäuse 4 angeflanscht ist. Ein Gehäusemantel 28 eines Getriebegehäuses 27 hat einen Befestigungsflansch 29 für ein nicht näher dargestelltes Hebezeug, z. B. eine Seilscheibe. Der Befestigungsflansch 29 liegt axial zwischen zwei Kegelrollenlagern 30 und 31 des Gehäusemantels 28. In dem Gehäusemantel 28 sind die Hohlräder 20 und 24 befestigt. Ein Deckel 31, der von einem Sprengring 32 im Gehäusemantel 28 gehalten wird, verschließt den Gehäusemantel 28 an seiner freien Stirnseite.The planets 25 are mounted on a planet carrier 26 , which at the same time forms a front end of a gear housing 27 and is flanged to the brake housing 4 . A housing shell 28 of a gear housing 27 has a mounting flange 29 for a lifting device, not shown, for. B. a pulley. The fastening flange 29 lies axially between two tapered roller bearings 30 and 31 of the housing shell 28 . The ring gears 20 and 24 are fastened in the housing shell 28 . A cover 31 , which is held in the housing jacket 28 by a snap ring 32 , closes the housing jacket 28 on its free end face.

Das äußere Teil 8 der Antriebswelle ist mittels eines Kugellagers 33, das durch Sprengringe 34 axial festgelegt ist, im Planetenträger 26 gelagert. An das äußere Teil 7 der Antriebswelle ist das Sonnenrad 19 einstückig angeformt. Es kann sich innerhalb des Lagerspiels des Kugellagers 33 und innerhalb des freien Schwenkwinkels des äußeren Teiles 8 der Antriebswelle frei zwischen den Planeten 21 des Eingangsplanetensatzes einstellen. Der Planetenträger 22 des Eingangsplanetensatzes ist mit dem Sonnenrad 23 des zweiten Planetensatzes verbunden und stützt sich über Kugellager axial sowohl am Deckel 31 als auch über das Sonnenrad 23 am Planetenträger 26 des zweiten Planetensatzes ab. Um eine axiale Vorspannung zu erzeugen, ist zwischen dem Deckel 31 und dem Kugellager 35 eine Tellerfeder 37 eingefügt.The outer part 8 of the drive shaft is mounted in the planet carrier 26 by means of a ball bearing 33 , which is axially fixed by snap rings 34 . The sun gear 19 is integrally formed on the outer part 7 of the drive shaft. It can occur freely within the bearing play of the ball bearing 33 and within the free pivoting angle of the outer part 8 of the drive shaft between the planets 21 of the input planetary gear set. The planet carrier 22 of the input planetary gear set is connected to the sun gear 23 of the second planetary gear set and is supported axially via ball bearings both on the cover 31 and via the sun gear 23 on the planet carrier 26 of the second planetary gear set. In order to generate an axial preload, a plate spring 37 is inserted between the cover 31 and the ball bearing 35 .

Während der zweite Planetensatz geradverzahnt ist und für die Aufnahme hoher Kräfte und Momente einer entsprechenden Wärmebehandlung unterzogen wurden, sind die Zahnräder des Eingangsplanetensatzes schrägverzahnt und äußerst präzise gefertigt, wobei zur Vermeidung von Verzügen auf eine Wärmebehandlung verzichtet werden kann oder die Wärmebehandlung nur bei geringen Temperaturen erfolgt. Die dadurch erzielte hohe Genauigkeit ergibt eine große Laufruhe des Eingangsplanetensatzes trotz der hohen Drehzahlen, während die hohen Momente im zweiten Planetensatz gut ertragen werden, ohne daß zusätzliche axiale Kräfte erzeugt werden. While the second planetary gear set is straight and for the absorption of high forces and moments of a corresponding one The gears of the Input planetary set of helical teeth and extremely precise manufactured, whereby to avoid warping on a Heat treatment can be dispensed with or the heat treatment only at low temperatures. The high achieved thereby Accuracy results in great smoothness of the Input planetary set despite the high speeds while the high moments in the second planetary set can be endured without that additional axial forces are generated.

Bezugszeichen:Reference number:

1 Motor
2 Bremse
3 Planetengetriebe
4 Bremsgehäuse
5 Schrauben
6 Antriebswelle
7 Antriebswelle
8 Antriebswelle
9 Kupplung
10 Kupplung
11 Bremsscheibenträger
12 Bremsscheibe
13 Schraube
14 Flansch
15 Stützwand
16 Radialkugellager
17 Lagerbohrung
18 Wellendichtung
19 Sonnenrad
20 Hohlrad
21 Planeten
22 Planetenträger
23 Sonnenrad
24 Hohlrad
25 Planeten
26 Planetenträger
27 Getriebegehäuse
28 Gehäusemantel
29 Befestigungsflansch
30 Kegelrollenlager
31 Deckel
32 Sprengring
33 Kugellager
34 Sprengring
35 Kugellager
36 Kugellager
37 Tellerfeder 1 engine
2 brakes
3 planetary gears
4 brake housings
5 screws
6 drive shaft
7 drive shaft
8 drive shaft
9 clutch
10 clutch
11 brake disc carriers
12 brake disc
13 screw
14 flange
15 retaining wall
16 radial ball bearings
17 bearing bore
18 shaft seal
19 sun gear
20 ring gear
21 planets
22 planet carriers
23 sun gear
24 ring gear
25 planets
26 planet carriers
27 gear housing
28 housing jacket
29 mounting flange
30 tapered roller bearings
31 cover
32 snap ring
33 ball bearings
34 snap ring
35 ball bearings
36 ball bearings
37 disc spring

Claims

1. hoist drive with a brake and a motor which drives a sun gear of an input planetary gear set of a multi-stage planetary gear via a drive shaft, a planet carrier of the input planetary gear set being connected in a rotationally fixed manner to a sun gear of a second planetary gear set and ring gears of the input planetary gear set and of the second planetary gear set being connected to a housing shell , which is rotatably supported by bearings on a stationary planet carrier of the second planetary gear set, characterized in that the input planetary gear set ( 19 , 20 , 21 ) has helical teeth and the second planetary gear set ( 23 , 24 , 25 ) is straight-toothed that the drive shaft ( 6 , 7 , 8 ) between the sun gear of the input planetary gear set ( 19 , 20 , 21 ) and the brake ( 2 ) by a coupling ( 10 ) with longitudinal compensation and the sun gear-side drive shaft piece ( 8 ) via an axially fixed ball bearing ( 33 ) in the planet carrier ( 26 ) of the second planetary set g is stored.

2. Hoist drive according to claim 1, characterized in that the hoist is releasably attached to a mounting flange ( 29 ) of the housing shell ( 28 ) which is arranged between the tapered roller bearings ( 30 ) designed bearings for the housing shell ( 28 ).

3. Hoist drive according to claim 1, characterized in that the hoist is a cable pulley integrally formed on the housing shell ( 28 ).

4. Hoist drive according to claim 1, characterized in that only the gears ( 23 , 24 , 25 ) of the second planetary gear set are post-treated by a heat treatment at higher temperatures.

5. Hoist drive according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier ( 22 ) of the input planetary gear set axially via a radial ball bearing ( 35 ) to a cover ( 31 ) and the sun gear ( 23 ) of the second planetary gear set axially via a further radial ball bearing ( 36 ) is supported on the planet carrier ( 26 ).

6. Hoist drive according to the preceding claim, characterized characterized in that the acting as a thrust bearing Radial ball bearings are under spring preload.

7. Hoist drive according to one of the preceding claims, characterized in that the brake ( 2 ) is designed as a dry disc brake which is arranged in a separate, serving as a stand brake housing ( 4 ) to which on one end face of the motor ( 1 ) and on the other end face the planetary gear ( 2 ) is flanged to the planet carrier ( 26 ) of the second planetary gear set and which has a support wall ( 15 ) between the brake disc ( 12 ) and the planetary gear ( 3 ), in which the brake-side drive shaft piece ( 7 ) is axially fixed, the bearing bore ( 17 ) being sealed by a shaft seal ( 18 ).

8. Hoist drive according to claim 7, characterized in that the drive shaft is divided into three, the central part ( 7 ) is connected by a driving profile with the sun gear-side part ( 8 ) and by means of a flange ( 14 ) on the brake disc carrier ( 11 ) is flanged forms a coupling ( 9 ) to the motor-side part ( 6 ).