SE509878C2 - Epicyklisk växel och rullring - Google Patents

Description

509 878 10 15 20 25 30 35 växlar med en kuggbana med skruvlinjeformade kuggar ger emellertid upphov till lika stora men motriktade axiella krafter som verkar på diametralt motsatta kuggar hos varje planethjul.

Dessa krafter ger ett moment som tenderar att vrida planethjulet.

Vidare kan epicykliska växlar innefatta kugghjul som vart och ett uppvisar två parallellt och axiellt bredvid varandra anordnade kuggbanor med motsatt riktade skruvlinjeformade kuggar. En sådan epicyklisk växel har den nackdelen att hopmonteringen blir komplicerad eftersom kugghjulen inte kan röra sig relativt varandra i axiell riktning och således är det inte heller möjligt att montera växeln genom att' helt enkelt skjuta in kugghjulen i varandra, vilket ju var möjligt med de tidigare nämnda typerna.

För att lösa detta monteringsproblem är ringhjulet tvådelat utformat med en kuggbana på varje del. Sålunda kan vid monteringen ringhjulets två delar skjutas in över solhjulet och planethjulen från var sitt håll och delarna kopplas därefter ihop med varandra med något lämpligt förband, exempelvis ett bultförband. l en epicyklisk växel är det känt att montera in en rullring i ringhjulet, exempelvis mellan de två innerkuggbanorna.

Rullringen uppvisar en cirkulär inre rullbana mot vilken planethjulen stödjer genom att de rullar och i viss mån glider på denna bana. En sådan rullring har till uppgift att uppta förekommande tvärkrafter medan momentkrafterna upptas av kuggarna. Den bidrar till att minska risken för dynamisk instabilitet och vibrationer. l synnerhet i de typer av epicykliska växlar där ringhjulet roterar har en sådan rullring en väsentlig betydelse.

En sådan rullring försvårar emellertid monteringen av den epicykliska växeln ytterligare, eftersom rullringen, som ligger an mot ett spår mellan planethjulens båda kuggbanor, därför inte kan träs över uppsättningen med planethjul och solhjulet. För att lösa detta problem har det föreslagits att förse rullringen med en urtagning i den inre cylindriska banan. Denna urtagning skall 10 15 20 25 30 35 509 S78 vara så stor att planethjulen ett och ett kan föras in mellan rullringen och solhjulet. På grund av denna urtagning har emellertid planethjulen inget fullständigt stöd i alla växelns rotationslägen. Detta ger problem i synnerhet i de varianter av epicykliska växlar där ringhjulet med rullringen och innerkuggbanorna roterar, eftersom rullringen i detta fall uppbär vikten av det roterande ringhjulet.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en epicyklisk växel som uppvisar en rullring som i alla driftsituationer på ett effektivt sätt har förmågan att uppta alla tvärkrafter. - Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna epicykliska växeln som kännetecknas av att den cylindriska inre banan är så utformad att den bildar en oavbruten stödbana för planethjulen, vilken sträcker sig längs hela rullringens omkrets.

Med en sådan utformning av rullringen kommer planethjulen alltid att vara i kontakt med rullringens inre cylindriska bana och rullringen kommer därför att uppta alla tvärkrafter i varje dfiftsögonblick. På så vis fås en stabil och vibrationsfri rotation hos växeln.

Enligt en första utföringsform uppvisar rullringen åtminstone en urtagning i den cylindriska banan och förslutningsmedel som är inrättade att föras mellan ett öppet urtagningen frigivande monteringslâge som möjliggör införande av planethjulen mellan solhjulet och ringhjulet och ett slutet urtagningen stängande driftsläge som möjliggör återskapande av den inre cylindriska banan så att den sträcker sig längs rullringens hela omkrets.

Med en sådan utformning av rullringen fås under drift en oavbruten stödbana för planethjulen samtidigt som växeln på ett enkelt sätt är monterbar, eftersom planethjulen kan föras in genom urtagningen ett och ett mellan solhjulet och rullringen. 10 15 20 25 30 35 509 878 Med fördel innefattar förslutningsmedlen ett avsnitt som uppvisar en inre bana med samma krökningsradie som rullringens inre cylindriska bana och är anordnat bredvid rullringen och förskjutbart mellan ett slutet läge där avsnittet sträcker sig över urtagningen och ett öppet läge där avsnittets bana befinner sig vid sidan om urtagningen. Enligt en speciellt enkel och fördelaktig utföringsform innefattar förslutningsmedlen en ytterligare rullring. Vidare kan den ytterligare rullringen innefatta en urtagning och vara anordnad axiellt bredvid rullringen, varvid rullringarna är vridbara i förhållande till varandra mellan ett öppet läge, i vilket urtagningarna ligger i linje med varandra, och ett slutet läge, i vilket urtagningarna är förskjutna relativt varandra i omkretsriktningen. Vidare kan rullringarna vara fästa vid varandra medelst ett fästorgan som i ett lossat läge medger relativ rörelse i rullringarnas omkretsriktning.

Enligt en andra utföringsform innefattar solhjulet två lösbart med varandra förbundna delar och varje del uppbär en av solhjulets två kuggbanor. En sådan utföringsform medger växelns montering genom att planethjulen anordnas på plats i ringhjulet och den däri monterade rullringen, varefter solhjulets två delar förs in från var sitt håll mellan planethjulen. Företrädesvis är solhjulets två delar förbundna med varandra medelst bultförband som sträcker sig i axiell riktning genom båda delarna.

Enligt en tredje utföringsform innefattar varje planethjul tvâ lösbart med varandra förbundna delar och varje del uppbär en av planethjulens två kuggbanor. Med denna utföringsform möjliggörs växelns montering genom att ringhjulet med den däri monterade rullringen och solhjulet hålls på plats och planethjulens båda delar förs in från var sitt håll mellan solhjulet och ringhjulet. Företrädesvis är varje planethjuls två delar förbundna med varandra medelst bultförband som sträcker sig i axiell riktning genom båda delarna. 10 15 20 25 30 35 509 878 Den uppfinningsenliga växeln kan vara en stjärnväxel, en seiväxel eller en planetväxel. Den kan också utgöra en epicyklisk växel i vilken solhjulet, ringhjulet och planetbäraren är inrättade att rotera. Ändamålet med uppfinningen uppnås också med den inledningsvis angivna rullringen som kännetecknas av att rullringen innefattar en andra ring och att ringarna är vridbara i förhållande till varandra mellan ett öppet läge, i vilket urtagningen är frilagd, och ett slutet läge, i vilket urtagningen är tillsluten. Företrädesvis innefattar den andra ringen en urtagning som är anordnad så att i det öppna läget ligger urtagningarna i linje med varandra och i det slutna läget är de förskjutna i förhållande till varandra.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av olika utföringsexempel, vilka visas i de bifogade ritningarna.

Fig 1 visar en epicyklisk växel enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Fig 2 visar en rullring till den i Fig 1 visade växeln.

Fig 3 visar en epicyklisk växel enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Fig 4visar en epicyklisk växel enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER l Fig 1, 3 och 4 visas en epicyklisk växel 1. Växeln 1 innefattar ett centralt anordnat solhjul 2 med två kuggbanor 2a och 2b.

Kring solhjulet 2 är ett antal planethjul 3 med två motsvarande kuggbanor 3a och 3b anordnade. Planethjulen 3 är lagrade på en spindel 4 som är anbringad i en planetbärare 5. Planetväxein 1 innefattar åtminstone tre stycken planethjul 3, men det kan även 509 878 10 15 20 25 30 35 vara flera sådana anordnade runt hela solhjulets 2 omkrets. Runt planethjulen 3 är ett ringhjul 6 anordnat, vilket uppvisar en innerkuggring med två motsvarande kuggbanor 6a och 6b.

Såsom framgår av Fig 1, 3 och 4 uppvisar växeln 1 en utgående axel 7 som är fast förbunden med solhjulet 2 och en utgående axel 8 som är fast förbunden med planetbäraren 5. Den uppfinningsenliga växeln 1 kan emellertid också innefatta en utgående axel som är förbunden med ringhjulet 6. Således kan föreliggande uppfinning tillämpas i olika kombinationer.

Exempelvis kan planetbäraren 5 vara fast anordnad, varvid den med ringhjulet 6 fast förbundna utgående axeln exempelvis är kopplad till en generator och den med solhjulet 2 fast förbundna axeln 7 är kopplad till en turbinaxel. I en sådan tillämpning kallas den epicykliska växeln 1 för en stjärnväxel. Växeln 1 kan emellertid också vara utformad som en solväxel, varvid solhjulet 2 är fast anordnat medan planetbärarens 5 utgående axel 8 och ringhjulets 6 utgående axel roterar. Vidare kan växeln 1 vara utformad på så sätt att alla utgående axlar är inrättade att rotera.

Slutligen kan växeln 1 också vara utformad som en planetväxel, varvid ringhjulet 6 är fast anordnat medan planetbärarens 5 utgående axel 8 och solhjulets 2 utgående axel 7 roterar Mellan planethjulens 3 kuggbanor 3a och 3b finns ett spår 9 som sträcker sig runt hela planethjulen 3 i deras omkretsriktning.

Spåren 9 uppvisar en finbearbetad bottenyta. Mellan ringhjulets 6 kuggbanor 6a och 6b är en rullring 10 anordnad. Rullringen 10 uppvisar en inre cylindrisk bana 11 som sträcker sig runt rullringens 10 inre omkrets. Planethjulen 3 är anordnade att stödja med spårens 9 bottenyta mot rullringens 10 inre cylindriska bana 11. Därvid kommer planethjulen 3 att rotera på den inre banan 11 ungefär på samma sätt som kulorna roterar i ett kullager, dvs planethjulen 3 rör sig i förhållande till rullringen 10 med en kombinerad rullande och i viss mån glidande rörelse.

Den i Fig 1 och 2 visade rullringen 10 består av två axiellt brevid varandra anordnade ringar 10a och 10b. Var och en av dessa 10 15 20 25 30 35 509 878 ringar uppvisar en inre cylindrisk bana 11a och 11b samt en urtagning 12a och 12b i dessa inre cylindriska banor 11a och 11b. Ringarna 10a och 10b är koncentriska och kan vridas i förhållande till varandra på så sätt att båda urtagningarna 12a och 12b kommer att ligga i linje, mitt för varandra. Detta läge kallas monteringsläget och i detta läge är det möjligt att montera växeln 1 genom att rullringen 10 sänks ned över solhjulet 2 och ett planethjul 3. Därefter kan ett ytterligare planethjul 3 föras in mellan rullringen 10 och solhjulet 2 igenom de båda i linje liggande urtagningarna 12a och 12b. Detta andra planethjul 3 rullas därefter åt sidan och ytterligare ett planethjul 3 kan föras in mellan solhjulet 2 och de i linje liggande urtagningarna 12a och 12b. På så sätt kan önskat antal planethjul 3 anordnas och när detta är gjort vrids rullringens 10 båda ringar 10a och 10b i förhållande till varandra på så sätt att urtagningarna är förskjutna gentemot varandra, exempelvis 180”. På så vis kan planethjulen 3 inte längre avlägsnas från växeln 1 och ringarnas 10a och 10b inre cylindriska banor 11a och 11b bildar en sammanhängande yta som sträcker sig runt hela rullringens 10 inre omkrets. Därefter monteras planethjulen 3 med sina spindlar 4 i planetbäraren 5 och ringhjulets 6 båda kuggbanor 6a och 6b förs in över planethjulen 3. Varje ring 10a och 10b uppvisar axiellt riktade öppningar 13 vilka när de befinner sig mitt för varandra definierar det urtagningarna stängande läget. Med hjälp av exempelvis ett bultförband 14, som sträcker sig genom hål i flänsar hos ringhjulets 6 kuggbanor 6a och 6b samt genom hålen 13, iåses ringhjulets 6 två kuggbanor 6a och 6b tillsammans med den däremellan liggande rullringens 10 två ringar 10a och 10b i det önskade läget. l den i Fig 3 visade utföringsformen innefattar växeln 1 ett solhjul 2 som längs linjen 15 är delat i två delar 16 och 17. Delarna 16 och 17 hålls samman med ett förband, exempelvis med de i Fig 3 antydda skruvförbanden 18. l denna utföringsform kan den epicykliska växeln 1 monteras genom att rullringen 10 monteras ihop med ringhjulets 6 två kuggbanor 6a och 6b, varefter 10 15 509 878 planethjulen 3 bringas på plats och i ingrepp med ringhjulets 6 kuggbanor 6a och 6b. Därefter skjuts solhjulets 2 två delar 16 och 17 in från var sitt håll och skruvas därefter ihop medelst skruvförbanden 18. I detta andra utföringsexempel är således rullringen 10 i ett stycke och uppvisar ingen urtagning i den inre cylindriska banan 11.

I den i Fig 4 visade utföringsformen innefattar i stället planethjulen 3 två längs linjen 19 separata delar 20 och 21.

Planethjulens 3 två delar 20 och 21 hålls även i den här utföringsformen samman med någon typ av förband, exempelvis ett skruvförband 22. I detta fall kan den epicykliska växeln 1 monteras genom att det med rullringen 10 monterade ringhjulet 6 och solhjulet 2 hålls i rätt position, varefter planethjulens 3 två delar 20 och 21 förs in från var sitt håll och förbinds med varandra medelst skruvförbanden 22. Även i detta tredje utföringsexempel är således rullringen 10 i ett stycke och uppvisar ingen urtagning i den inre cylindriska banan 11.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 509 878 Eatentktaxr

1. Epicyklisk växel (1) innefattande ett två kuggbanor (2a,2b) uppvisande solhjul (2), åtminstone tre i en planetbärare (5) roterbart anordnade och två kuggbanor (3a,3b) uppvisande planethjul (3), ett yttre ringhjul (6) med en två kuggbanor (6a,6b) uppvisande innerkuggring och en rullring (10) som är anordnad på ringhjulets (6) insida mellan innerkuggringens tvà kuggbanor (6a,6b) och är försedd med en inre cylindrisk bana mot vilken planethjulen (3) är inrättade att stödja medelst en mellan planethjulens kuggbanor (3a,3b) anordnad yta (9), av .att den cylindriska inre banan (11a,11b) är så utformad att den bildar en oavbruten stödbana för planethjulen (3), vilken sträcker sig längs rullringens (10) hela inre omkrets.

2. Epicyklisk växel enligt krav 1, att rullringen (10,10a) uppvisar åtminstone en urtagning (12a) i den cylindriska banan (11a) och förslutningsmedel (10b) som är inrättade att föras mellan ett öppet urtagningen (12a) frigivande monteringslâge som möjliggör införande av planethjulen (3) mellan solhjulet (2) och ringhjulet (6) och ett slutet urtagningen (12a) stängande driftsläge som möjliggör återskapande av den inre cylindriska banan (11) så att den sträcker sig längs rullringens (10) hela omkrets.

3. Epicyklisk växel enligt krav 2, att förslutningsmedlen (10b) innefattar ett avsnitt som uppvisar en inre bana (11b) med samma krökningsradie som rullringens inre cylindriska bana (11a) och är anordnat bredvid rullringen (10a) och förskjutbart mellan ett slutet läge där avsnittet (10b) sträcker sig över urtagningen (12a) och ett öppet läge där avsnittets (10b) bana (11b) befinner sig vid sidan om urtagningen (12a).

4. Epicyklisk växel enligt krav 2 eller 3, att förslutningsmedlen innefattar en ytterligare rullring (10b). 10 15 20 25 30 35 509 878 'lO

5. Epicyklisk växel enligt krav 4, att den ytterligare rullringen (10b) innefattar en urtagning (12b).

6. Epicyklisk växel enligt krav 5, kähnetecknad av att den ytterligare rullringen (10b) är anordnad axiellt bredvid rullringen (10a) och att rullringarna (10a,10b) är vridbara i förhållande till varandra mellan ett öppet läge, i vilket urtagningarna (12a,12b) ligger i linje med varandra, och ett slutet läge, i vilket urtagningarna (12a,12b) är förskjutna relativt varandra i omkretsriktningen.

7. Epicyklisk växel enligt krav 6, att rullringarna (10a,10b) är fästa vid varandra medelst ett fästorgan (14) som i ett lossat läge medger relativ rörelse i rullringarnas omkretsriktning.

8. Epicyklisk växel enligt krav 1, att solhjulet (2) innefattar två lösbart med varandra förbundna delar (16,17) och att varje del uppbär en av solhjulets två kuggbanor (2a,2b).

9. Epicyklisk växel enligt krav 8, kännetecknag av att solhjulets (2) två delar (16,17) är förbundna med varandra medelst bultförband (18) som sträcker sig i axiell riktning genom båda delarna.

10. Epicyklisk växel enligt krav 1, att varje planethjul (3) innefattar två lösbart med varandra förbundna delar (20,21) och att varje del uppbär en av planethjulens (3) två kuggbanor (3a,3b).

11. Epicyklisk växel enligt krav 10, att varje planethjuls (3) två delar (20,21) är förbundna med varandra medelst bultförband (22) som sträcker sig i axiell riktning genom båda delarna (20,21). 10 15 20 25 30 35 509 878 11

12. Epicyklisk växel enligt något av de föregående kraven, att kuggbanornas (2a,2b; 3a,3b; 6a,6b) kuggar ärsneda.

13. Epicyklisk växel enligt något av de föregående kraven, att den epicykliska växeln (1) utgörs av en stjärnväxel i vilken planetbäraren (5) är stillastående medan ringhjuiet (6) och solhjulet (2) roterar.

14. Epicyklisk växel enligt något av kraven 1 - 12, av att solhjulet (2), ringhjulet (6) och planetbäraren (5) är inrättade att rotera.

15. Epicyklisk växel enligt något av kraven 1 - 12, av att den epicykliska växeln (1) utgörs av en solväxel i vilken solhjulet (2) är stillastående medan planetbäraren (5) och ringhjulet (6) roterar.

16. Epicyklisk växel enligt något av kraven 1-12, av att den epicykliska växeln (1) utgörs av en planetväxel i vilken ringhjulet (6) är stillastående medan planetbäraren (5) och solhjulet (2) roterar.

17. Ruilring (10) för en epicyklisk växel med åtminstone tre pla- nethjul (3), ett solhjul (2) och ett ringhjul (6), vilka vart och ett uppvisar två kuggbanor, innefattande en första ring (10a) som uppvisar en inre cylindrisk bana (11a), som är inrättad att verka som stöd för en yta (9) mellan planethjulens (3) kuggbanor (3a, 3b), och en i denna bana anordnad urtagning (12a), na_d_av att rullringen innefattar en andra ring (10b) och att ring- arna (10a,10b) är vridbara i förhållande till varandra mellan ett öppet läge, i vilket urtagningen (12a) är frilagd, och ett slutet läge, i vilket urtagningen (12b) är tillsluten.

18. Rullring enligt krav 17, att den andra ringen (10b) innefattar en urtagning (12b) som är anordnad så att i det 509 878 11 öppna läget ligger urtagningarna (12a,12b) i linje med varandra och i det slutna läget är de förskjutna i förhållande till varandra.