CN108474191A - 用于结构的升起或降下的装置 - Google Patents

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CN108474191A CN201780003283.7A CN201780003283A CN108474191A CN 108474191 A CN108474191 A CN 108474191A CN 201780003283 A CN201780003283 A CN 201780003283A CN 108474191 A CN108474191 A CN 108474191A
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P·布林克
F·沃尔莱伯
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Abstract

一种用于结构的升起或降下的装置,该结构可竖直运动地支承在支柱(S)处,其中所述结构具有马达驱动的小齿轮(3,4),所述小齿轮(3,4)与布置在所述支柱处的齿条(1,2)处于接合中,其中多个小齿轮(3,4)通过分动差速装置(7a,7b,107a,107b)连接到共同的驱动器(5)处,这样即使得所述驱动器(5)的驱动功率均匀地分配到连接的小齿轮(3,4)上,并且其中所述分动差速装置(7a,7b,107a,107b)包括至少一个行星齿轮传动机构并且通过所述行星齿轮传动机构(7a,7b,107a,107b)的不同的输出轴实现所述小齿轮的驱动。在此重要的是,所述行星齿轮传动机构具有两个同轴地相继连接的行星系(7a,7b;107a,107b;207a,207b;307a,307b),这两个行星系通过共同的同轴贯穿的行星齿轮架(27,127,227,327)相互连接,其中同轴的相邻的行星齿轮(27a,27b;127a,127b;227a,227b;327a,327b)可旋转地彼此固定连接。

Description

用于结构的升起或降下的装置
技术领域
本发明涉及一种用于结构升起或降下的装置,该结构可竖直运动地支承在支柱处,其中该结构具有马达驱动的小齿轮,所述小齿轮与布置在所述支柱处的齿条处于接合中,其中多个小齿轮通过分动差速装置连接到共同的驱动器处,这样即使得所述驱动器的驱动功率均匀地分配到连接的小齿轮上,并且其中所述分动差速装置包括至少一个行星齿轮传动机构并且通过所述行星齿轮传动机构的不同的输出轴实现所述小齿轮的驱动。
背景技术
这样的提升装置优选地使用在离岸平台中且使用在用于在海上的风力发电设备的安装船上,其分别装备有可竖直运动的支柱。这些支柱可下降到海底,从而离岸平台或者船可从水中升起到期望的工作位置中。
带有开头提及的特征的提升装置通过文件EP1.848.655A1已知。在此与布置在相同的支柱处的两个齿条处于接合中的两个小齿轮由共同的马达驱动,其中通过专用的差速器实现将驱动功率均匀地分配到两个小齿轮上。在已知的情况中差速器由行星差速齿轮组成,该行星差速齿轮的太阳轮与马达驱动器连接,而行星齿轮架连接到两个待驱动的小齿轮之一处。然而另一小齿轮通过中间连接的齿轮由行星齿轮传动机构的齿圈驱动。以这种方式,行星齿轮传动机构实现对两个小齿轮加载相同的驱动功率并且平衡在齿距方面或在各传动系的刚性方面的不同、制造公差和其它现象。
但是对于已知的驱动而言未实现变速功能、分配功能和差速功能之间的分离。尤其在该解决方案中必须忍受,在与两个小齿轮相关联的传动系失效时整个传动失效。由此其余的传动装置将超载。
更糟糕的是,当制动器如大部分时候常见的那样布置在驱动侧上时,这样的失效还影响制动效果。
因此在还未公开的文件DE 10 2015 001 707A1中建议,在小齿轮之前分别连接有传动机构并且完全或部分可动地支承该传动机构以为了分别释放反作用力并且在两个传动机构之间如此设置有离合元件,即使得所提及的反作用力反向地相互作用。在前置的传动机构处出现的反作用力因此未由刚性的基座吸收,而是这些反作用力反向地引入,从而两个传动机构反向地相互支撑并且由此引起在两个传动系之间的平衡,在该平衡中单侧过载同步地导致另一传动机构一起承受负载。
发明内容
以所描述的两个已知的设计为出发点本发明的任务在于,通过成本更适宜的传动机构设计实现驱动功率期望的均匀的分配。
该任务根据本发明通过以下方式解决,即行星齿轮传动机构具有两个同轴地相继连接的行星系,这两个行星系通过共同的、同轴贯穿的行星齿轮架相互连接,其中同轴的相邻的行星齿轮可旋转地彼此固定连接。
因此力争在没有在文件DE 10 2015 001 707 A1中描述的传动机构的可动地支承的情况下且在没有传动机构反向地连接到离合元件处的情况下实现在多个小齿轮上均匀分配驱动功率,由此得到显著的成本优点且同时还得到更紧凑的结构类型。相对于文件EP1 848 655的优点在于,实现行星齿轮传动机构的更高的传动比且由此可节约附加的正齿轮级;此外行星齿轮传动能够可选地构造成不带有齿圈或不带有太阳轮。
与相同的支柱相关联的两个小齿轮的驱动能够可选地从行星系的如下的输出轴中导出,即或由太阳轮或由齿圈或由行星齿轮架。
如果小齿轮的驱动一方面通过所述太阳轮实现另一方面通过所述行星齿轮架实现,则适宜地利用从动侧的行星系的太阳轮和行星齿轮架。在此可至少在从动侧的行星系中放弃外齿圈。
所述驱动侧的行星系的驱动可适宜地通过其太阳轮实现。但是通过引入外齿圈对所述驱动侧的行星系的驱动也同样属于本发明的范围内。
如果相反地两个小齿轮的驱动一方面通过所述行星齿轮架且另一方面通过齿圈实现,则不仅在行星齿轮架方面而且在齿圈方面可依靠从动侧的行星系。至少所述从动侧的行星系可构造成不带有太阳轮。
所述驱动侧的行星系的驱动适宜地通过其齿圈实现。
备选地还存在这样的可能性,即两个行星系具有太阳轮并且一个太阳轮驱动一个小齿轮,另一太阳轮驱动另一小齿轮。在此至少所述从动侧的行星系可构造成不带有齿圈。
所述驱动侧的行星系的驱动适宜地通过其行星齿轮架实现,但是以其它方式也是可行的。
此外存在这样的可能性,即两个行星系具有齿圈并且一个齿圈驱动一个小齿轮,另一齿圈驱动另一小齿轮。在这种情况下至少在所述从动侧的行星系中可放弃太阳轮。
所述驱动侧的行星系的驱动在此适宜地通过其行星齿轮架实现,但是也可以其它方式实现。
最后还存在这样的可能性,即所述小齿轮的驱动一方面通过所述太阳轮实现且另一方面通过所述齿圈实现。在此可依靠所述从动侧的行星系的太阳轮和所述驱动侧的行星系的齿圈,也就是一个不带有太阳轮的行星系,另一个不带有齿圈的行星系就可以。
驱动侧的行星系驱动在这种情况下可通过其行星齿轮架实现。
示出的备选方案表明了,两个行星系可具有相同的结构,即或带有太阳轮或带有齿圈。但是这绝对不是强制性的,因为不相同的行星系也可组合,即例如一个具有太阳轮的行星系和与其组合的一个具有齿圈的行星系。
附图说明
从下文对实施例的描述以及附图中得到本发明的其它特征和优点;在此
图1显示了根据第一备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图;
图2显示了根据第二备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图;
图3显示了根据第三备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图;
图4显示了根据第四备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图;
图5显示了根据第五备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图;
图6显示了根据第六备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图,以及
图7显示了根据第七备选方案的两个小齿轮的驱动的示意性的原理图。
具体实施方式
在所有提及的图中在右边缘处看到竖直伸延的支柱S,该支柱在其两个相反的侧面处构造为齿条1和2。至少三个这样的支柱可竖直运动地支承在起承载作用的结构(或者为平台或者为船体)处并且以其下端部竖立在海底或浮标上。因此上述支柱承载所提及的结构的整个重量并且与此相应地设置成实心的。为了实现高度可调整性,结构分别通过至少两个小齿轮3或者4与每个支柱S的齿条1或者2处于接合中。
两个小齿轮3和4具有以马达5形式的共同的驱动器并且该马达5通过减速传动机构6和行星齿轮传动机构连接到小齿轮3或者4,其中通常以减速级形式的其它的传动机构级8和9可连接在中间。就此而言全部内容参考文件EP1 848 655 A1。
现在重要的是行星齿轮传动机构构造成带有驱动侧的行星系7a和从动侧的行星系7b:两个行星系7a和7b同轴地相互组合且在图1中分别由太阳轮17a以及17b形成,三个行星齿轮27a或者27b在太阳轮17a或者17b上环行。行星齿轮27a和27b成对地同轴地布置并且支承在行星齿轮架28的同轴贯穿的轴承螺栓27上。在此同轴的相邻的行星齿轮27a和27b可旋转地彼此固定连接。因此行星齿轮27a和27b以相同的转速在其相关联的轴承螺栓27上转动。引入这方式使太阳轮17a中的驱动力矩一方面传递到从动侧的行星系7b的太阳轮17b上并且另一方面传递到行星齿轮架28上。行星齿轮架28连接到同轴的空心轴28a处。
小齿轮3的驱动通过从动侧的行星系7b的太阳轮17b实现,该太阳轮17b利用中央轴29穿过空心轴28a并且通过减速传动机构8与小齿轮3连接。
另一方面另一小齿轮4的驱动通过横穿两个行星系的行星齿轮架28通过以下方式实现,即通过该行星齿轮架28连接到空心轴28a处且通过减速传动机构9与小齿轮4连接。
以这种方式马达5的驱动功率均匀地传递到小齿轮3和4上,而不会出现一个小齿轮相对于另一小齿轮由于制造条件引起的或运行条件引起的单侧超负荷。
如看到的那样,两个行星齿轮传动机构7a和7b在没有外齿圈的情况下工作,由此两个行星齿轮传动机构7a和7b可成本适宜地制造且非常紧凑地构建。
图2显示了备选解决方案,在其中两个行星系标记有参考标号107a和107b。如看到的那样,在此马达5未作用于太阳轮上,而是作用于驱动侧的第一行星系107a的齿圈117a上。三个行星齿轮127a又啮合在该齿圈中,这三个行星齿轮127a与在图1中同样支承在行星齿轮架128的三个轴向轴承螺栓127上并且与同轴的相邻的从动侧的行星系107b的行星齿轮127b彼此固定连接。
与图1的另一区别在于,行星齿轮架128未连接到空心轴处,而是连接到中央轴129处,该中央轴129本身通过减速级8驱动小齿轮3。
另一方面另一小齿轮4的驱动通过从动侧的行星系107b的齿圈117b实现。为此齿圈117b连接到空心轴137处,该空心轴137同轴地延伸至轴129并且通过减速级9驱动小齿轮4。
通过行星系107a和107b分配驱动功率在排除单侧的超负荷的情况下还保证小齿轮3和4的均匀的转矩加载。
在图2中看出,两个行星系107a和107b不需要太阳轮;与此相应地在此相对于完整的行星齿轮传动机构还降低了驱动的制造成本。
图3显示了用于行星系的构造的第三备选方案,该行星系在此利用参考标号207a和207b标明。
在此重要的是,马达5不是作用于驱动侧的行星系207a的太阳轮或外齿圈上,而是作用于行星齿轮架228上。行星齿轮架还具有三个在周向方向上隔开的轴承螺栓227,第一行星系的行星齿轮227a以及第二行星系的行星齿轮227b可转动地支承在这三个轴承螺栓227上。在此同轴的相邻的行星齿轮还可旋转地彼此固定连接。
太阳轮217a与驱动侧的行星系的行星齿轮227a处于接合中。该太阳轮通过中央轴229驱动小齿轮3。
另一方面第二行星系的行星齿轮227b与太阳轮217b处于接合中并且该太阳轮通过中空轴237和另外的减速级8和9驱动小齿轮4。
两个行星系207a和207b不需要外齿圈。
在图4中示出了第四备选方案。在此两个行星系利用307a或者307b标明。第一行星系307a的驱动与在图3中同样通过行星齿轮架实现,该行星齿轮架在此用参考标号328标明。与在图3中同样两个行星系的行星齿轮327a和327b可转动地支承在该行星齿轮架处。同样在此同轴的相邻的行星齿轮也可旋转地彼此固定连接。
但是不同于图3,行星齿轮不与中央太阳轮啮合,而是与第一行星系的齿圈317a或者第二即从动侧的行星系的齿圈317b啮合。以这种方式由马达5产生的驱动力矩一方面分配到第一行星系的外齿圈317a上且另一方面分配到第二行星系的齿圈317b上。合乎逻辑地第一行星系307a的齿圈317a通过另外的减速级驱动小齿轮4,而第二行星系307b的外齿圈317b驱动小齿轮3。
在根据图4所述的实施例中可在两个行星系中放弃太阳轮。
图5显示了第五备选方案。在此两个小齿轮3和4的驱动通过太阳轮417b或者通过齿圈417a实现。在该实施例中利用第二行星系407b的太阳轮417b和第一行星系407a的齿圈417a。
马达5侧的驱动在常见的减速级6之后通过行星齿轮架428实现。行星齿轮架428一方面驱动第一行星系的齿圈417a,另一方面驱动第二行星系的太阳轮417b。
图6和7尤其显示了,在图1和2中示出的用于小齿轮3和4的驱动变型方案可与用于驱动侧的行星系的其它的驱动组合。
因此在图6中两个小齿轮3和4的驱动类似图1,一方面通过行星齿轮架528实现,该行星齿轮架528的中央轴529贯穿到齿轮3,另一方面通过太阳轮517b实现,该太阳轮517b通过包围轴529的套筒528a通过多级的齿啮合509驱动另外的小齿轮4。但是在此不同于图1,驱动侧的行星系507a不通过其太阳轮,而是通过其齿圈517a由马达5驱动。因此可取消在驱动器侧的行星系517a中的太阳轮并且相应地可在第二行星系507b中取消外齿圈。
在图7中用于小齿轮3和4的驱动机理通过以下方式相应于在图3中示出的机理,即通过两个小齿轮3和4一方面由从动侧的行星系607b的齿圈617b驱动,另一方面由行星齿轮架628驱动。但是不同于图2,第一行星系607a的驱动不通过外齿圈而是通过其太阳轮617a实现。该太阳轮617a驱动在其上环行的行星齿轮627a,该行星齿轮627a本身通过与该行星齿轮627a固定连接的行星齿轮627b驱动齿圈617b以及共同的行星齿轮架628。
根据图5,6和7的结构形式不同于图1至4,分别不仅具有太阳轮而且具有齿圈,但是太阳轮和齿圈处在不同的行星系中且不处在整个行星齿轮传动机构中。两个行星系的相邻的同轴的行星齿轮在此还彼此固定连接且可转动地支承在共同的行星齿轮架上。这样的解决方案的优点在于可实现更大的传动比。
所描述的实施例显示了,行星齿轮传动机构划分为两个行星系,这两个行星系的轴向并排布置的行星齿轮分别可旋转地彼此固定连接,为小齿轮3和4以及行星系本身提供了大量驱动变型方案。所有变形方案的共同的优点在于,对于两个小齿轮只需要一个驱动器并且在齿距或各传动系的刚性方面的不同、制造公差和类似的不均衡可被彻底平衡。

Claims (18)

1.一种用于结构的升起或降下的装置,该结构可竖直运动地支承在支柱(S)处,其中所述结构具有马达驱动的小齿轮(3,4),所述小齿轮(3,4)与布置在所述支柱处的齿条(1,2)处于接合中,其中多个小齿轮(3,4)通过分动差速装置(7a,7b,107a,107b,207a,307a,307b,407a,407b,507a,507b,607a,607b)连接到共同的驱动器(5)处,这样使得所述驱动器(5)的驱动功率均匀地分配到连接的小齿轮(3,4)上,并且其中所述分动差速装置(7a,7b,107a,107b,207a,307a,307b,407a,407b,507a,507b,607a,607b)包括至少一个行星齿轮传动机构(7a,7b,107a,107b,207a,307a,307b,407a,407b,507a,507b,607a,607b)并且通过所述行星齿轮传动机构(7a,7b,107a,107b,207a,307a,307b,407a,407b,507a,507b,607a,607b)的不同的输出轴(28,29;137,129,237,229;429,529)实现所述小齿轮(3,4)的驱动,
其特征在于,
所述行星齿轮传动机构(7a,7b,107a,107b,207a,307a,307b,407a,407b,507a,507b,607a,607b)具有两个同轴地相继连接的行星系(7a,7b;107a,107b;207a,207b;307a,307b;407a,407b;507a,507b;607a,607b),该两个行星系通过共同的同轴贯穿的行星齿轮架(28,128,228,328,428,528,628)相互连接,其中同轴的相邻的行星齿轮(27a,27b;127a,127b;227a,227b;327a,327b;427a,427b;527a,527b;627a,627b)可旋转地彼此固定连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述小齿轮中的第一小齿轮(3)的驱动通过太阳轮(17b)实现并且所述小齿轮中的第二小齿轮(4)的驱动通过所述行星齿轮架(28)实现。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,至少从动侧的行星系(7b)构造成不带有外齿圈。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(7a)的驱动通过其太阳轮(17a)实现。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述小齿轮(3,4)中的第一小齿轮的驱动通过所述行星齿轮架(128)实现并且所述小齿轮(3,4)中的第二小齿轮的驱动通过包围所述行星齿轮(127b)的齿圈(117b)实现。
6.根据权利要求1或5所述的装置,其特征在于,至少从动侧的行星系(107b)构造成不带有太阳轮。
7.根据权利要求1、5或6所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(107a)的驱动通过其齿圈(117a)实现。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,两个行星系(207a,207b)具有太阳轮(217a,217b),并且一个太阳轮(217a)驱动一个小齿轮(3),另一太阳轮(217b)驱动另一小齿轮(4)。
9.根据权利要求1或8所述的装置,其特征在于,至少从动侧的行星系(207b)构造成不带有齿圈构造。
10.根据权利要求1、8或9所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(207a,307a)的驱动通过其行星齿轮架(228,328)实现。
11.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,两个行星系(307a,307b)具有齿圈(317a,317b)并且一个齿圈(317a)驱动一个小齿轮(4),另一齿圈(317b)驱动另一小齿轮(3)。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,至少从动侧的行星系(307b)构造成不带有太阳轮。
13.根据权利要求1、11或12所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(307a)的驱动通过其行星齿轮架(328)实现。
14.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述小齿轮(3,4)中的第一小齿轮的驱动通过所述太阳轮(417b)实现并且所述小齿轮(3,4)中的第二小齿轮的驱动通过所述齿圈(417a)实现。
15.根据权利要求1或14所述的装置,其特征在于,一个行星系(407a)构造成不带有太阳轮,另一行星系(407b)构造成不带有齿圈。
16.根据权利要求1、14或15所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(407a)的驱动通过其行星齿轮架(428)实现。
17.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(507a)的驱动通过其齿圈(517a)实现。
18.根据权利要求1或5所述的装置,其特征在于,驱动侧的行星系(607a)的驱动通过其太阳轮(617a)实现。
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