ITBO20000744A1

ITBO20000744A1 - Riduttore planetario multistadio

Info

Publication number: ITBO20000744A1
Application number: IT2000BO000744A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Castellani
Original assignee: Giovanni Castellani
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-06-22
Also published as: EP1343988A1; WO2002052176A1; ATE310917T1; EP1343988B1; ITBO20000744A0; DE60115283D1; WO2002052176B1; DE60115283T2

Description

RIDUTTORE PLANETARIO MULTISTADIO

La presente invenzione ha per oggetto un riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti.

Sono noti attualmente riduttori planetari multistadio che prevedono un primo stadio costituito da un primo pignone solare vincolato in asse all’albero motore, un primo treno di ruote satelliti portate da un primo disco portasatelliti e in ingranaggio con il primo pignone solare e con una prima corona fissa; e almeno un secondo stadio costituito da un secondo pignone solare vincolato in asse al primo disco portasatelliti, un secondo treno di ruote satelliti portate da un secondo disco portasatelliti e in ingranaggio con il secondo pignone solare e con una seconda corona fissa.

In particolare, sono noti riduttori planetari multistadio ad alta coppia, con ingranaggi a denti diritti, le corone dentate essendo rigidamente inserite ognuna nel proprio nel carter o configuranti il carter esse stesse. Il diametro degli stadi aumenta progressivamente dallo stadio iniziale a quello finale, così come il momento torcente in uscita da ogni stadio.

Tali riduttori sono di costruzione relativamente economica e tuttavia offrono grande affidabilità, avendo una struttura semplice e robusta. I riduttori citati presentano però una elevata rumorosità, causata sia dagli ingranaggi a denti diritti con basso rapporto di condotta, sia dal fatto di avere interassi e allineamento instabili dei satelliti, in particolare a causa dei portasatelliti flottanti. Tali portasatelliti flottanti hanno infatti aumentato la compattezza permettendo piccoli errori di allineamento degli assi ma possono essere fonte di rumore per gli ingranaggi più veloci del riduttore. Il compito della presente invenzione è quello di risolvere il problema citato, escogitando un riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti presentante una ridotta rumorosità.

Nell’ambito di tale compito, è ulteriore scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti di semplice concezione, di funzionamento sicuramente affidabile e di impiego versatile.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, da un riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti, del tipo comprendente almeno un primo stadio costituito da un primo pignone solare vincolato in asse all’albero motore, un primo treno di ruote satelliti portate da un primo disco portasatelliti e in ingranaggio con detto primo pignone solare e con una prima corona fìssa, e un secondo stadio costituito da un secondo pignone solare vincolato in asse a detto primo disco portasatelliti, un secondo treno di ruote satelliti portate da un secondo disco portasatelliti e in ingranaggio con detto secondo pignone solare e con una seconda corona fissa, il quale si caratterizza per il fatto che almeno detto primo stadio presenta un rapporto di condotta maggiore di 2 e dal fatto che detta prima corona e detta seconda corona sono inserite in un unico carter cilindrico e sono centrate con stretta tolleranza rispetto all’asse di detto albero motore.

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita del riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti, illustrato a titolo indicativo nell’unito disegno, in cui:

l’unica figura mostra una vista in sezione longitudinale del riduttore planetario in oggetto.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato nell'insieme con 1 il riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti.

Il riduttore 1 prevede un primo stadio 10 costituito da un primo pignone solare 11 vincolato in asse all’albero motore 2, un primo treno di ruote satelliti 12 portate da un primo disco 13 portasatelliti, girevoli tramite cuscinetti a rullini 16 su relativi perni 14, e in ingranaggio con il primo pignone solare 11 e con una prima corona fissa 15. Al primo stadio 10 è associato almeno un secondo stadio 20 costituito da un secondo pignone solare 21 vincolato in asse al primo disco 13 portasatelliti, un secondo treno di ruote satelliti 22 portate da un secondo disco 23 portasatelliti, girevoli tramite cuscinetti a rullini 26 su relativi perni 24, e in ingranaggio con il secondo pignone solare 21 e con una seconda corona fissa 25. I perni 14, 24 sono bloccati nei relativi dischi 13, 23 portasatelliti mediante forzamento eventualmente con zigrinatura.

II secondo disco 23 portasatelliti è vincolato in asse all’albero di uscita 3 del riduttore. L’accoppiamento del primo disco 13 portasatelliti al secondo pignone solare 21 e del secondo disco 23 portasatelliti all’albero di uscita 3 è realizzato ad esempio tramite rispettivi codoli scanalati.

La prima corona 15 e la seconda corona 25 hanno preferibilmente diametri esterni uguali e sono inserite in un unico carter cilindrico 5; esse sono inoltre centrate con stretta tolleranza rispetto all’asse dell’albero motore 2. L’inserimento delle corone 15, 25 in un unico carter 5 facilita il centramento sia dell'una rispetto all’altra, sia di ambedue rispetto all’asse motore.

Il carter 5 cilindrico è atto ad essere flangiato direttamente al motore tramite una porzione di testata 50 che si estende dallo stesso carter 5 cilindrico e conforma una flangia 51. La testata 50 porta girevole al suo interno, tramite cuscinetti volventi 6, un manicotto 4 in cui si innesta l’albero motore 2. Le corone 15, 25 sono serrate, mediante mezzi a vite 7, fra uno spallamento del carter 5 e una contrapposta testata 52 e sono inoltre attraversate da spine 8 longitudinali. La testata 52 porta girevole al suo interno, tramite cuscinetti volventi 9, l’albero di uscita 3.

Ovviamente è possibile prevedere che la testata 50 presentante la flangia 51 sia collegata, anziché direttamente al motore, a qualsiasi meccanismo intermedio, oppure che essa possa mancare e in luogo del manicotto 4 si abbia, supportato da idonei mezzi volventi, un albero di entrata sporgente, per l'azionamento da qualsiasi mezzo, ad esempio, giunto, puleggia, ruota dentata.

Opportunamente il primo disco portasatelliti 13 del primo stadio 10 è centrato con accoppiamento rotoidale nella prima corona 15. Preferibilmente tale accoppiamento rotoidale è realizzato mediante l’interposizione di organi volventi, ad esempio un cuscinetto radiale rigido a sfere, non rappresentato.

Secondo la presente invenzione, almeno il primo stadio 10 presenta un rapporto di condotta maggiore di 2 neii’ingranamento sia tra solare e satelliti, sia tra satelliti e corona. Tale rapporto di condotta maggiore di 2 del detto primo stadio 10 può essere realizzato con un elevato numero di denti, ossia con piccolo modulo; è inoltre prevedibile che tale rapporto di condotta maggiore di 2 sia realizzato con un basso angolo di pressione fra le dentature e/o con una maggiore altezza delle suddette dentature.

Ciò determina una notevole riduzione della rumorosità del primo stadio, usualmente quello più rumoroso essendo il più veloce. Con un rapporto di condotta maggiore di 2 si ottiene infatti l'alternarsi fra due e tre coppie di denti in presa, e il comportamento non è lontano da quello delle dentature elicoidali.

Dato il piccolo modulo, e la conseguente necessità di avere diametri relativamente grandi per la resistenza a rottura, si è previsto di rendere il diametro esterno della corona 15 del primo stadio 10 uguale a quello della corona 25 del secondo stadio 25, inserendo entrambe le corone 15, 25 in un unico carter 5 cilindrico. Ai fini della centratura e dell'allineamento, tale carter 5 è inoltre di preferenza flangiato direttamente al motore, per cui la corona 15 del primo stadio 10 permette un buon centramento dei satelliti mediante l'accoppiamento rotoidale, con possibile inserzione di un cuscinetto radiale rigido a sfere, che giova anche al parallelismo fra gli assi dei satelliti e l'asse motore.

Al fine di ottenere il rapporto di condotta maggiore di 2, la costruzione delle dentature del primo stadio 10 richiede utensili speciali con dentatura più alta del normale e basso angolo di pressione. Conviene pertanto adottare un modulo tale per cui il diametro di piede della dentatura interna della prima corona 15 uguagli quello della corona 25 di detto secondo stadio 20.

Ovviamente è possibile prevedere che il riduttore sia dotato di ulteriori stadi. Gli eventuali stadi successivi proseguono aumentando progressivamente di diametro, nella maniera usuale.

Il riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti descritto raggiunge pertanto lo scopo di conseguire una ridotta rumorosità.

E' da mettere in evidenza il fatto che tale risultato è ottenuto con una struttura semplice e funzionale che non comporta un aggravio dei costi rispetto a quelle tradizionali.

In una variante applicativa, il riduttore può avere, in sé, due gradi di libertà, essendo le corone rotanti, vincolate esternamente in modo da togliere un grado di librertà.

Nella pratica attuazione dell'Invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Riduttore planetario multistadio a ingranaggi a denti diritti, del tipo comprendente almeno un primo stadio (10) costituito da un primo pignone solare (11) vincolato in asse all’albero motore (2), un primo treno di ruote satelliti (12) portate da un primo disco portasatelliti (13) e in ingranaggio con detto primo pignone solare (11) e con una prima corona fissa (15), e un secondo stadio (20) costituito da un secondo pignone solare (21) vincolato in asse a detto primo disco portasatelliti (13), un secondo treno di ruote satelliti (22) portate da un secondo disco portasatelliti (23) e in ingranaggio con detto secondo pignone solare (21) e con una seconda corona fissa (25), caratterizzato dal fatto che almeno detto primo stadio (10) presenta un rapporto di condotta maggiore di 2 e dal fatto che detta prima corona (15) e detta seconda corona (25) sono inserite in un unico carter (5) cilindrico e sono centrate con stretta tolleranza rispetto all’asse di detto albero motore (2).
2) Riduttore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta prima corona (15) e detta seconda corona (25) hanno diametri esterni uguali. 3) Riduttore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto primo stadio (10) ha modulo tale per cui il diametro di piede della dentatura interna di detta prima corona (15) uguagli quello della corona (25) di detto secondo stadio (20). 4) Riduttore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo disco portasatelliti (13) è centrato nella detta prima corona (15) del primo stadio (10). 5) Riduttore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto che detto primo disco portasatelliti (13) di detto primo stadio (10) è centrato con accoppiamento rotoidale nella detta prima corona (15). 6) Riduttore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto accoppiamento rotoidale è realizzato mediante l’interposizione di organi volventi. 7) Riduttore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti organi volventi sono costituiti da un cuscinetto radiale rigido a sfere.
3) Riduttore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto rapporto di condotta maggiore di 2 del detto primo stadio (10) è realizzato con un elevato numero di denti e piccolo modulo. 9) Riduttore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto rapporto di condotta maggiore di 2 del detto primo stadio (10) è realizzato con un basso angolo di pressione fra te dentature e/o con una maggiore altezza delle dette dentature. 10) Riduttore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto carter (5) cilindrico è flangiato direttamente al motore.