CH665893A5

CH665893A5 - Planetengetriebe, das zwischen einer stroemungsmaschine und einer elektrischen maschine in einem getriebegehaeuse angeordnet ist.

Info

Publication number: CH665893A5
Application number: CH6930/83A
Authority: CH
Inventors: Guenter Heidrich
Original assignee: Bhs Bayerische Berg
Priority date: 1983-03-28
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1988-06-15
Also published as: NL185533B; FR2543637B1; JPS59180140A; US4610182A; GB8401679D0; NL185533C; GB2137306B; DE3311310C1; FR2543637A1; GB2137306A; NL8400076A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe, das zwischen einer Strömungsmaschine und einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse angeordnet ist, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 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 Plane-tenradträger 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 245 715). 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 Plantenrädern 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 vereinfachter 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 Planetengetriebe 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 Nebenanspruchs 3 mit den gleichen vorgenannten Vorteilen.

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

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines geradverzahnten Planetengetriebes in freistehender Bauart, teils geschnitten;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines einfachschräg-verzahnten Planetengetriebes in freistehender Bauart, teils geschnitten;

Fig. 3 eine Seitenansicht des geradverzahnten Planetengetriebes in Anflanschbauart, teils geschnitten.

In Fig. 1 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 Anlageteil befestigt werden. Zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem Planetengetriebe befindet sich eine elastische Kupplung 18, welche Wellenverlagerungen ausgleicht und je nach Notwendigkeit drehsteif oder drehelastisch sein kann.

Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte, geradverzahnte Planetengetriebe besteht im wesentlichen aus einem Sonnenrad 33, Planetenrädern 4, welche über Planetenradbolzen 7 an einem feststehenden Planetenradträger 6 gelagert sind und einem Hohlrad 10. Das Sonnenrad 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 Sonnenrad 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

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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. Als Lager für die Planetenräder 4 sind vorzugsweise Gleitlager 35 vorgesehen. Die axiale Führung der Planetenräder 4 übernehmen Anlaufscheiben 8 und 9.

Das Hohlrad 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 Hohlrad 10 ist über einen dünnwandigen Ringfortsatz mit dem Flansch 16 der langsamlaufenden Welle 10 der elektrischen Maschine 14 verbunden. Die langsame Getriebewelle 19 ist starr mit dem Hohlrad 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 Hohlrad 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 Zentrierung für das Sonnen- und Hohlrad 33 bzw. 10, für eine hohe Tragfähigkeit und ein gutes dynamisches Verhalten. 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 19 entstehen könnten.

In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, anstelle des in Fig. 1 und 3 dargestellten geradverzahnten Planetengetriebes eine Einfach-Schräg-Verzahnung am Sonnenrad, an den Planetenrädern 4 und dem Hohlrad 10 vorzusehen (Fig. 2). An dem Sonnenrad 33 sind Druckringe 40 und 41 und an dem Hohlrad 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 Gegenseite zu übertragen, ohne das die Verzahnungen zusätzlich belastet werden. Wirkt beispielsweise von dem Laufrad 2 ein Axialschub P auf das Sonnenrad 33, so übertragen die Druckringe 40, die Planetenräder 4 und die Druckringe 42 diesen Axialschub auf die langsame Getriebeseite.

Die Übertragung dieser Axialkräfte erfolgt an den Druckringen durch eine reibungsarme Wälzbewegung.

Bei hohen Drehzahlen und grossen Axialschüben an der schnellen Seite (Laufradwelle I) ergibt sich bei der Bauform gemäss Fig. 2 folgendes: Der in solchen Fällen hoch belastete Axialteil des Lagers 3 kann entfallen. Äussere Axialschübe

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werden über die Druckringe 40 und 42 bzw. 41 und 43 auf die langsame Seite verlustarm übertragen und dort von dem vorhandenen Axial-Radial-Lager 20 problemlos aufgenommen. Das Geräuschverhalten der Schrägverzahnung ist besser als das der Geradverzahnung.

Anlaufscheiben sind nicht notwendig, da die Planetenräder durch die Druckringe nach Fig. 2 geführt sind.

Die Lösung mit Einfach-Schräg-Verzahnung kann auch in der Anflanschbauart analog zu Fig. 3 und der dort gezeigten Lagerung der langsamen Welle ausgeführt werden.

Die Bauform nach Fig. 3 ist alsTAnflanschbauart zum Anbau an die elektrische Maschine 14 gedacht. Hierbei sind für die Lagerung der Welle der elektrischen Maschine 14 Wälzlager 15 vorgesehen, welche im Betriebszustand eine sehr kleine Radialluft besitzen. Diese nahezu spielfreie, zentrische Führung der langsamen Welle erlaubt es, das Hohlrad 10 über einen dünnwandigen, biegeweichen Ringfortsatz 11 mit dem Flansch 16 über nicht näher dargestellte Dehnschrauben starr zu verbinden. Dadurch werden im besonderen Masse Wellenlager eingespart (kleinere Lagerreibungsverluste, niedrigere Herstellungskosten) und die Baulänge verkürzt.

Bei allen drei Bauformen ist nur ein Gleitlager 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 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 nach Fig. 1 und 3 wird eine sehr einfache Montage und Demontage für Aufstellen, Ausrichten und Inspektion möglich. Das Ausrichten der Strömungsmaschine 2 entfällt durch konzentrische Zentrierungen; bei der Ausführung nach Fig. 3 entfällt die Ausrichtung zur Maschine 14.

Das Sonnenrad 33 ist ohne Demontage des Getriebes ausbaubar, z.B. zur Montage des Krümmungslaufrades, zum Auswuchten sowie zur Zahnkontrolle.

Nach Trennen des Planetenradträgers 6 vom Gehäuse ist das Getriebe schnell in seine wesentlichen Bestandteile zerlegt. Alle Teile sind leicht zugänglich zur Inspektion und für eventuelle Reparaturen. Die Wiedermontage des Getriebes ist infolge der konzentrischen Zentrierungen ebenfalls sehr einfach.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

665 893 PATENTANSPRÜCHE

1. Planetengetriebe, das zwischen einer Strömungsmaschine und einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse ( 12) angeordnet ist, bei dem das Sonnenrad (33) auf der Laufradwelle ( 1 ) der Strömungsmaschine sitzt, mit auf einseitig eingespannten Lagerbolzen drehbaren Planetenrädern (4) und mit einem mit der langsamen, gelagerten Welle verbundenen Hohlrad (10), wobei däs Sonnenrad (33) durch die Zentrierung in den Planetenrädern (4) eine Lagerstelle für die Laufradwelle (1) bildet,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Hohlrad (10) bildet durch die Zentrierung in den Planetenrädern (4) die eine Lagerstelle 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 biegeweichen Ringfortsatz (11) an der Welle (19) befestigt (Fig. 1,2).

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

3. Planetengetriebe, das zwischen einer Strömungsmaschine und einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse ( 12) angeordnet ist, bei dem das Sonnenrad (33) auf der Lauf rad welle (1) der Strömungsmaschine sitzt, mit auf einseitig eingespannten Lagerbolzen drehbaren Planetenrädern (4) und mit einem mit der langsamen, gelagerten Welle verbundenen Hohlrad (10), wobei das Sonnenrad (33) durch die Zentrierung in den Planetenrädern (4) eine Lagerstelle für die Laufradwelle (1) bildet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

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

b) das Getriebegehäuse (12) ist mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine (14) über konzentrische Zentrierungen verbunden, wobei die andere Lagerstelle (15) für die Welle (19) durch die Lagerung der elektrischen Maschine (14) gebildet ist,

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

d) das Hohlrad ( 10) ist über einen biegeweichen Ringfortsatz ( 11 ) an der Welle ( 19) befestigt.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 3, mit Einfach-Schrägverzahnung, 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 (Fig. 2).

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