CN101251182B - 圆锥齿轮传动装置特别是圆锥直齿轮传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆锥齿轮传动装置特别是圆锥直齿轮传动装置，包括一个或多个传动级、一个包围传动级的传动装置壳体(3)和一个电机隔件(4)，该电机隔件通过一个隔件法兰(14)连接到传动装置壳体(3)上并且连接到一台电机(5)上，其中，圆锥齿轮传动级的在驱动侧的轴(6)支承在一个法兰套筒(8)中，其特征在于，隔件法兰(14)和传动装置壳体(3)的在驱动侧的端壁(24)具有一个共同的孔，该共同的孔包围着在驱动侧的轴(6)的法兰套筒(8)，法兰套筒(8)具有一个圆柱形的外面，该外面使传动装置壳体(3)、隔件法兰(14)和法兰套筒(8)对中，并且通过各螺钉(26)相互连接法兰套筒(8)、隔件法兰(14)和在驱动侧的端壁(24)。

Description

圆锥齿轮传动装置特别是圆锥直齿轮传动装置
技术领域
本发明涉及一种圆锥齿轮传动装置特别是圆锥直齿轮传动装置。 
背景技术
已知的圆锥齿轮传动装置在一个传动系中与在输出侧的作功机械、在驱动侧的在小锥齿轮轴上的电机、离合器和其他的辅助装置共同构成一个紧凑构造的驱动单元。在电机与包括圆锥齿轮级的传动装置的输入轴之间通常特别是将离合器、运行制动器或风扇单独或共同装入到轴系(Wellenzug)中。为了避免受旋转部分的影响，对于这些在电机与圆锥齿轮传动装置之间的构件，已知一些不同的内部结构(Einhausungen)，它们可以构成为简单的封板或可受机械负荷的壳体隔件的形式。 
按照模块原理，用于一种这样的传动系的已知的圆锥齿轮传动装置可以具有相同的几何特征以不同的尺寸供使用。一种这样的传动系经常安装在一个机器框架、传动摇臂上。在特别的套装方案中，驱动电机经由电机隔件支承在传动装置壳体上。作功机械的轴支承驱动单元的重量。一个转矩支座防止传动链(Antriebszug)旋转。对于全部可设想的安装位置和具有不同的驱动轴和输出轴的结构形式均存在这样的传动装置。特征是，对于圆柱直齿轮传动装置和圆锥直齿轮传动装置均采用一种在相当大程度上不变的基本壳体。 
由DE 1 000 654A已知一种圆锥齿轮传动装置的小锥齿轮轴在一个轴承套筒中的支承，其中轴承套筒***一个长的单件的壳体孔中并且在一个端部上具有一个法兰。轴承套筒包围着在其内部通过滚动轴承引导的小齿轮轴并且与其他的构件一起构成一个组件，它可以简单地预组装。壳体孔轴向在轴承套筒的圆柱形外圆周面的长度上延伸。长的深的孔按简单的方式定位组件并且具有需要的刚度。通过在轴承套筒的法兰与传动装置壳体之间的调整垫片或通过轴向作用的调节机构，可以调节在圆锥齿轮级的轮齿啮合中所需要的表面承压图。这样 的结构的不利之处是，不仅对于轴承套筒而且还对于在电机与传动装置之间的传动系中的其他构件均需要很大的轴向结构空间。 
DE 1 984 404U描述了一种风扇叶轮在一个离合器法兰的轮毂上的配置，离合器法兰安装在圆柱齿轮传动装置的驱动轴上。包围着轴承套筒与小锥齿轮轴的属于传动装置壳体的圆锥形壳体颈部由于风扇叶轮的附加的配置是不能改变的。风扇匹配于传动装置的预定的轮廓，使得叶片也包围着壳体的一些部分。匹配于风扇的风扇外罩必须将气流沿圆锥齿轮级的圆锥形壳体颈部导向传动装置壳体。这样的实施形式的不利之处是轴向加大的距离，气流必须越过该距离直到传动装置的壳体表面。同样不利的是，风扇和风扇外罩的结构昂贵。此外风扇外罩不适用于在离合器的区域内实现所需要的有效保护(Zugriffsschutz)。 
由DE 10 2004 030 180A1已知一种用于圆锥直齿轮传动装置的传动装置壳体，它具有一个在传动装置壳体上成型的隔件法兰并且作为一个单件的铸件制造。隔件法兰包括多个孔，一个由一个风扇叶轮产生的气流穿过这些孔并且气流沿各通道导向传动装置壳体。成型的支承法兰在端侧安装在小锥齿轮轴的壳体颈部之前并且导致驱动单元的一种不利的长的轴向的空间需要。小锥齿轮轴的轴承套筒的在端侧的法兰同样支承在支承法兰中并且由于其径向尺寸使在成型的隔件法兰中的各通气孔很远地向外设置，从而在这里对于孔始端的大的径向最小直径而产生在流动技术上的缺点。 
传动装置的各单个部件从一个模块程序到一个传动系的已知的组合总是导致一个长结构的总驱动装置。此外各单个部件之间明显的交叉点也妨碍特别是风扇的功能。对于风扇来说可以区分两种不同的作用原理。轴流式风扇在整个风扇横截面上沿轴向方向输送气流。不利的是空气的输送方向依赖于旋转方向。离心式风扇在驱动轴的区域内吸入空气并且将其沿风扇上的各叶片径向向外输送。在这里空气导板或导罩必须有针对性地使气流转向。离心式风扇可以特别有利地构成为不依赖于旋转方向。不利的是在轴的区域内吸入空气。各相邻的构件在传动系中的交叉点受内部结构例如一个离合器的护盖的妨碍，经 常妨碍离心式风扇的输送作用。各单个部件例如风扇和风扇外罩与一个圆锥齿轮传动装置相配合的优化单独地未导致显著的改进。 
发明内容
本发明的目的在于，这样地改进所述类型的按模块原理构成的圆锥齿轮传动装置，以致可以实现一种包括圆锥齿轮传动装置和电机的驱动单元，它具有一种紧凑的、轴向短构造的结构并同时对于一种大的电机功率还具有高的刚度。此外根据使用情况带辅助装置如离合器和制动器的装备不会妨碍用于冷却传动装置的空气供给。 
按照本发明，提出一种圆锥齿轮传动装置，包括一个或多个传动级、一个包围传动级的传动装置壳体和一个电机隔件，该电机隔件通过一个隔件法兰连接到传动装置壳体上并且连接到一台电机上，其中，圆锥齿轮传动级的在驱动侧的轴支承在一个法兰套筒中，其特征在于，隔件法兰和传动装置壳体的在驱动侧的端壁具有一个共同的孔，该共同的孔包围着在驱动侧的轴的法兰套筒，法兰套筒具有一个圆柱形的外面，该外面使传动装置壳体、隔件法兰和法兰套筒对中，并且通过各螺钉相互连接法兰套筒、隔件法兰和在驱动侧的端壁。 
附图说明
以下借助一个在附图中所示的实施例更详细地说明本发明和与本发明相联的优点。其中： 
图1按照本发明的包括一个电机隔件的圆锥齿轮传动装置的纵剖面的侧视图；和 
图2在按图1的圆锥齿轮传动装置上的隔件法兰的轴向方向的视图。 
具体实施方式
由图1可看出在一个剖开的传动装置壳体3中的一个单级的圆锥齿轮传动装置2或一个多级的圆锥直齿轮传动装置的在输入侧的圆锥齿轮级1。一个电机隔件4构成从传动装置壳体3到一台电机5的过渡。电机5的输出轴经由一个离合器21与在输入侧的小锥齿轮轴6连接成一个驱动单元。 
圆锥齿轮传动装置的圆锥齿轮级1包括一个小锥齿轮轴6、用于支承小锥齿轮轴6的各滚动轴承7、一个安装滚动轴承7的法兰套筒8、一个轴承盖9和一个构成为塔考尼特密封(Taconitedichtung)的密封件10的迷宫环用作为支承的封闭。一个小锥齿轮12悬臂式支承在小锥齿轮轴6上，并且驱动一个在圆锥齿轮传动装置2中的一个未进一步示出的中间轴上的圆锥齿轮13。 
电机隔件4具有一个圆柱形的外壁16，一个隔件法兰14在传动装置侧连接到其上，而一个另外的法兰17在对置的一侧连接其上。隔件法兰14在法兰中心设有一个支承板15，通过该支承板，隔件法兰14按稍后描述的方式与传动装置壳体3连接。 
另外的法兰17与电机5的电机壳体上的电机法兰18连接并且构成电机隔件4到电机5的过渡。电机5的连接尺寸和电机法兰18中的钻孔图规定在国际通用标准中。在电机隔件4的内部在小锥齿轮6上设置一个风扇11，它有利地构成为离心式风扇。一个很简单地构成的、圆柱形的空气导罩19包围风扇11。空气导罩19通过与各螺纹杆20的连接安装在隔件法兰14上。在电机隔件4的外壁16中具有一些孔口22，它们不仅有助于空气供给而且还用于维护工作。在电机隔件4的下部区域具有一个用于一个转矩支座的安装孔23。 
传动装置壳体3的在驱动侧的端壁24在隔件法兰14的支承板15的区域内具有一个与已知的成型的用于容纳一小锥齿轮轴的轴承颈部相比很薄的壁厚。与电机隔件4的隔件法兰14相比很厚的支承板15连接到传动装置壳体3的端壁24的薄的壁区域上。一个用于容纳法兰套筒8的共同的孔25穿过端壁24和支承板15。不同于已知的成型的轴承颈部或轴承杯，壳体端壁24和支承板15的有利的组合导致传动链的全长的显著的轴向缩短。从薄的壳体端壁24和厚的支承板15的配对到一种总体上包围法兰套筒8的单元的用于法兰套筒8的支承的结构还为小锥齿轮轴6的导向提供了一种足够高的刚度。 
法兰套筒8的圆柱形的外面设有用于尺寸、形状和位置的足够窄的公差，以便使由法兰套筒8、传动装置壳体3和支承板15的组合对 中。法兰套筒8设有一个在端侧的法兰27，多个螺钉26穿过法兰27。螺钉26将用于支承小锥齿轮轴6所需要的各壳体部件，即法兰套筒8、支承板15、端壁24相互连接，借此构成一个很短的和模块式构成的传动装置壳体3。可以很简单地通过在法兰套筒8的法兰27与支承板15之间的调整垫片调节在圆锥齿轮级1的轮齿啮合中所需要的表面承压图。也可以通过等价的装置例如在接合面中的定位销或台阶实现各壳体部件的对中。 
电机隔件4的隔件法兰14构成为比支承板15薄，以便减轻重量。隔件法兰14和支承板15相互焊接并且用一些凸筋28加强。由隔件法兰14、支承板15和凸筋28构成的构件以等价的功能性也可以制成为铸件。在另一种变化形式中，法兰套筒8也可以浇铸在该铸件上。 
中隔件法兰14中在一分度圆上具有四个空气孔29，该分度圆的直径小于空气导罩19的直径，冷气流通过空气孔从风扇11传到传动装置壳体3上。隔件法兰14和支承板15的设置在各空气孔29的区域内的各凸筋28如同空气导罩19有助于气流的导向。空气导罩19不同于已知的风扇外罩，只具有将风扇的径向定向的气流转到轴向方向的目的。电机隔件4的外壁16构成所需要的有效保护而免受风扇11的旋转部分的影响。在风扇轮毂32的进气的区域内，在空气导罩19中的一个简单的圆孔30能够实现从电机隔件4的内腔或通过在电机隔件4的外壁16中的各孔22从周围环境无障碍的空气供给。孔30的直径只取决于风扇11的吸气横截面。不同于已知的保护罩和空气导罩，孔30由于有效保护而不必用格栅元件来保证。由于相邻的离合器21也处于电机隔件4中并因此不需要其他的有效保护，与已知的结构内部相比，向风扇11的进气不受明显的交叉点的妨碍。在对电机隔件4中的吸气条件的设计的有利的结构中，甚至可以通过圆锥齿轮传动装置2的风扇11从传动系中带走离合器21产生的热。在风扇11的一种合乎目的地确定的输送功率情况下，对用于传动装置的冷却功率的效能自然不会有消极影响。符合目的的是，使冷却气流在离开电机隔件4以后通过各孔29利用各其他的导板31有针对性地沿传动装置壳体3 传导。 
由于在快速运转的小锥齿轮轴6的区域内在滚动轴承7中产生大量的热，所以通过由支承板15向隔件法兰14和各凸筋28的导热可以达到可靠的和快速的散热。由风扇11的冷却气流特别好地吹向支承板15、凸筋28和隔件法兰14的外面。由于在厚的支承板15中的材料集聚，可以很快地从法兰套筒8接收和无障碍地带走热。实现的紧凑的结构在散热方面是不同于已知电机隔件的另一优点，后者螺钉固定在传动装置壳体的不同的位置上。同样通过本发明的各壳体部件的结构明显地提高了使用的已知的和构成为离心式风扇的风扇11的流动技术上的效能。 
通过小锥齿轮轴6的紧凑的模块式的支承结构，另一优点是能够无需结构上的改变地采用来自一种模块式传动装置的标准的零件程序的小锥齿轮轴，因为不需要实现驱动装置的轴向延长。同样在各单个部件即在圆锥齿轮传动装置与电机隔件之间的明显呈现的交叉点的消除也有助于该目的，因为支承板15不仅满足传动装置壳体3的能而且还满足电机隔件4的功能。 
用于支承小锥齿轮轴6的有利构成的各壳体部件的功能有决定性意义的可能性是，可以不改变地采用长年证明可靠的标准构件，如离心式风扇。在较高的功率范围内的驱动单元情况下，总是采用用于改善散热的装置。对此一个风扇是一种特别适用的构件。 
风扇11紧挨着密封件10的盖形锁合和/或力锁合地固定在小锥齿轮轴6上。风扇11的径向指向外面的各叶片33连接到风扇轮毂32上。将在轮毂高度中由风扇11吸入的气流由一个在各叶片33之间的倾斜向外延伸的环形面34从在轴高度中的吸入口转向各径向叶片33的末端。在环形面34中具有一些通口35，它们导致由来自吸气区域的空气两侧的绕环形面34的绕流。环形面34包括各通口35的结构防止在密封件10的区域内形成负压，负压可以导致齿轮油的泄漏。风扇11的完全成熟的和多年证明可靠的结构与有利构成的各壳体部件的组合能够在相互影响下实现驱动单元的力求的轴向缩短的结构。 
图2中示出沿隔件法兰14的轴向方向的视图。其中未示出与风扇11共同安装在小锥齿轮轴6上的离合器21。在隔件法兰14中包括四个空气孔29，冷却气流通过它们流向位于隔件法兰14之后的传动装置壳体3的各侧面。风扇11的叶片产生气流并且掠过一个覆盖支承板15和隔件法兰14的部分的圆面36。 
特别是支承板15和各凸筋28直接位于由风扇11产生的气流中并且可以通过与法兰套筒8的短的直接接触在全部在这里示出的四个孔29处特别好地带走滚动轴承7的热量。此外各凸筋28将气流同时转到通向传动装置的各通道。 
旋转对称的、设置在电机隔件4中的构件如风扇11和离合器21需要连接元件即电机隔件4的外壁16的圆柱形结构。但由于整个驱动单元的宽度是有限的，通过在电机隔件4的隔件法兰和外壁16的两侧的削平部37可以节省结构空间。因此通过有利的成型，传动装置壳体3的矩形的外形一直延伸到电机5。所示的外壁16可以以有利的方式用一个棱柱形中间件适应于预定的外形。 

Claims (11)

1.圆锥齿轮传动装置，包括一个或多个传动级、一个包围传动级的传动装置壳体(3)和一个电机隔件(4)，该电机隔件通过一个隔件法兰(14)连接到传动装置壳体(3)上并且连接到一台电机(5)上，其中，圆锥齿轮传动级的在驱动侧的轴(6)支承在一个法兰套筒(8)中，其特征在于，隔件法兰(14)和传动装置壳体(3)的在驱动侧的端壁(24)具有一个共同的孔，该共同的孔包围着在驱动侧的轴(6)的法兰套筒(8)，法兰套筒(8)具有一个圆柱形的外面，该外面使传动装置壳体(3)、隔件法兰(14)和法兰套筒(8)对中，并且通过各螺钉(26)相互连接法兰套筒(8)、隔件法兰(14)和在驱动侧的端壁(24)。
2.按照权利要求1所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，法兰套筒(8)设有一个在端侧的法兰(27)，该法兰在远离传动装置壳体(3)的一侧贴靠在隔件法兰(14)上。
3.按照权利要求1所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，隔件法兰(14)具有一个中心的支承板(15)，该支承板包围法兰套筒(8)，并且支承板(15)的厚度大于传动装置壳体(3)的端壁(24)的厚度并且大于在支承板(15)外面的隔件法兰(14)的厚度。
4.按照权利要求3所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，隔件法兰(14)和支承板(15)通过凸筋(28)加强。
5.按照权利要求1所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，电机隔件(4)的外壁(16)和隔件法兰(14)在侧面设有各削平部(37)。
6.按照权利要求3所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，在电机隔件(4)内，在传动装置的在驱动侧的轴(6)上设置一个风扇(11)，在电机隔件(4)的外壁(16)中设置用于吸入空气的孔(22)，并且在隔件法兰(14)中设置用于排出空气的空气孔(29)。
7.按照权利要求6所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，风扇(11)为一个离心式风扇。
8.按照权利要求6所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，风扇(11)由一个圆柱形的具有一个轴向孔(30)的空气导罩(19)包围，并且空气导罩(19)固定在隔件法兰(14)上。
9.按照权利要求6所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，在隔件法兰(14)中的各孔(29)的区域内，在隔件法兰(14)的一侧设置隔件法兰(14)和支承板(15)的凸筋(28)，而在隔件法兰(14)的另一侧在传动装置壳体(3)上设置导板(31)，凸筋(28)和导板(31)相互对准并且凸筋(28)和导板(31)构成一个用于由风扇(11)从电机隔件(4)吸入的空气的流路。
10.按照权利要求6所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，风扇(11)设有一个倾斜向外延伸的、叠盖法兰套筒(8)的环形面(34)，在该环形面中设有通口(35)。
11.按照权利要求1所述的圆锥齿轮传动装置，其特征在于，圆锥齿轮传动装置是圆锥直齿轮传动装置。
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