ES2935600T3

ES2935600T3 - Engranaje planetario

Info

Publication number: ES2935600T3
Application number: ES15183921T
Authority: ES
Inventors: Markus Wilmes
Original assignee: Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Nidec Desch Antriebstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: KR20180052661A; EP3139067B1; BR112018004201A2; PL3139067T3; JP2018532966A; US10871201B2; WO2017036775A1; CN108138942A; US20180328453A1; EP3139067A1

Abstract

La invención se refiere a un método para ensamblar un sistema, comprendiendo el sistema un engranaje planetario (300) y una máquina de trabajo, comprendiendo el engranaje planetario (300) un primer módulo y un segundo módulo, teniendo el primer módulo una pluralidad de engranajes planetarios (300) 105), una pluralidad de ejes planetarios (301) y al menos un portasatélites (302), comprendiendo la máquina de trabajo un eje de máquina de trabajo (303), caracterizado porque el método comprende los siguientes pasos: - fijar de forma separable el primer módulo a el eje de la máquina de trabajo; y después - unir de forma liberable el primer módulo al segundo módulo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Engranaje planetario

La presente invención se refiere a un procedimiento para montar un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1. Por el documento DE102010018528A1 se conoce un procedimiento de este tipo.

Los engranajes planetarios se utilizan en el estado de la técnica para transmitir una fuerza motriz desde un medio de accionamiento, como por ejemplo un motor, a una máquina de trabajo, como por ejemplo una prensa. Una ventaja de los engranajes planetarios es su construcción particularmente compacta y su gran resistencia, de modo que también puedan transmitirse grandes fuerzas motrices.

En los engranajes planetarios conocidos, las ruedas dentadas planetarias giran alrededor de una rueda dentada central. Cada una de las ruedas dentadas planetarias está montada de manera giratoria sobre un eje planetario. El eje planetario está unido en sus dos extremos a un portaplanetas. El portaplanetas sirve de eje de salida y, por tanto, está acoplado directamente a la máquina de trabajo.

Los engranajes planetarios conocidos se montan en la máquina de trabajo como un sistema completo listo para su uso. Esto supone un esfuerzo de montaje relativamente elevado. En particular el desmontaje de los componentes individuales es relativamente complejo debido a las formas de construcción conocidas, de modo que el mantenimiento de los engranajes planetarios conocidos es complicado.

El documento DE 102011 119773 A1 da a conocer un engranaje planetario con tres módulos que, en cada caso, pueden seleccionarse de una serie de módulos, siendo los módulos en cada caso compatibles con varias interfaces. El documento DE 102011 118410 A1 da a conocer una transmisión hidromecánica con un motor hidráulico de una transmisión hidrostática de variación continua, que puede accionarse mediante una bomba hidráulica, y una transmisión mecánica de cambio gradual conectada a un eje motriz del motor hidráulico, que puede conmutarse durante el funcionamiento mediante un dispositivo de conmutación de transmisión.

El documento EP 2 199 072 A2 da a conocer un conjunto modular de accionamiento para la construcción de un dispositivo de accionamiento para una máquina de trabajo. Los componentes de accionamiento se prevén en formas de realización alternativas con respecto a sus propiedades técnicas, estando configurados de tal modo que puede obtenerse un dispositivo de accionamiento mediante cualquier combinación de los componentes de accionamiento. A este respecto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento de montaje simplificado, un engranaje planetario de montaje más sencillo así como un sistema a partir de un engranaje planetario de este tipo y una prensa.

Este objetivo se alcanza mediante un procedimiento según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican formas de realización de la invención.

El procedimiento según la invención se refiere al montaje de un sistema, que comprende un engranaje planetario y una máquina de trabajo. El engranaje planetario comprende un primer y un segundo módulo. El primer módulo comprende varias ruedas dentadas planetarias, varios ejes planetarios y al menos un portaplanetas. El segundo módulo comprende una corona dentada o una rueda dentada central. El segundo módulo puede comprender por ejemplo los demás componentes del engranaje planetario. Los demás componentes pueden ser un eje de accionamiento, un embrague, un freno y/o un volante.

En primer lugar se fija el primer módulo al eje de máquina de trabajo de manera separable. A este respecto, el portaplanetas se fija de manera separable al eje de máquina de trabajo con arrastre de fuerza o con arrastre de forma. A este respecto por fijación separable se entiende en particular una fijación que puede soltarse sin producir daños. Esto puede significar que cuando se suelta la fijación, ni el eje de máquina de trabajo ni el primer módulo resultan dañados y/o su función no se ve perjudicada. Es posible que la fijación separable pueda realizarse y soltarse varias veces, sin que se vea afectada la estabilidad de la fijación.

Después de que el primer módulo se haya fijado al eje de máquina de trabajo de manera separable, el primer módulo se fija de manera separable al segundo módulo. En particular, es posible que el primer módulo se fije de manera separable a la corona dentada del segundo módulo. Esta fijación puede ser en particular con arrastre de forma. Por ejemplo un dentado externo de las ruedas dentadas planetarias puede engranar con un dentado interno de la corona dentada. Esta fijación con arrastre de forma puede presentar holguras.

Es posible que el primer módulo se fije al eje de máquina de trabajo de tal modo que el portaplanetas esté montado en el eje de máquina de trabajo de manera flotante. Además es posible que el portaplanetas esté configurado con una sola parte lateral. En el marco de esta descripción esto significa en particular que los ejes planetarios están unidos en cada caso sólo en exactamente un extremo del eje planetario respectivo al portaplanetas.

Según la invención está previsto que el engranaje planetario comprenda un primer módulo y un segundo módulo. El primer módulo comprende varias ruedas dentadas planetarias, varios ejes planetarios y al menos un portaplanetas. Las ruedas dentadas planetarias están dispuestas en cada caso de manera giratoria en uno de los ejes planetarios. Los ejes planetarios están fijados en cada caso al portaplanetas. El segundo módulo comprende una corona dentada o una rueda dentada central.

Según la invención está previsto que el portaplanetas esté configurado para una unión separable a un eje de máquina de trabajo. A este respecto por unión separable se entiende en particular una unión que puede soltarse sin producir daños. Esto puede significar que cuando se suelta la unión, ni el eje de máquina de trabajo ni el portaplanetas resultan dañados y/o su función no se ve perjudicada. Como uniones separables se consideran en particular uniones con arrastre de fuerza o con arrastre de forma. Es posible que la unión separable pueda establecerse y soltarse varias veces, sin que se vea afectada la estabilidad de la unión.

Mediante la unión separable del portaplanetas al eje de máquina de trabajo se simplifica el montaje del engranaje planetario. Durante el montaje, en primer lugar, puede fijarse el portaplanetas con los ejes planetarios fijados al mismo y las ruedas dentadas planetarias como primer módulo al eje de máquina de trabajo. Esto puede producirse ventajosamente en el lugar de uso de la máquina de trabajo, porque debido a la unión separable el montaje es particularmente sencillo. Entonces los demás componentes del engranaje planetario pueden fijarse como segundo módulo al primer módulo.

El portaplanetas está configurado para una unión con arrastre de forma o con arrastre de fuerza al eje de máquina de trabajo. En el marco de esta descripción, por eje de máquina de trabajo se entiende en particular un eje de la máquina de trabajo que puede unirse con arrastre de fuerza o con arrastre de forma al portaplanetas. El eje de máquina de trabajo puede ser por ejemplo un eje excéntrico. Esto puede ocurrir en particular cuando la máquina de trabajo es una prensa.

La máquina de trabajo está configurada como prensa. El uso del engranaje planetario para una prensa es particularmente ventajoso por su construcción compacta.

Es posible que el engranaje planetario comprenda una corona dentada y una rueda dentada central. La corona dentada y las ruedas dentadas planetarias pueden engranar unas en otras y la rueda dentada central y las ruedas dentadas planetarias pueden engranar unas en otras.

El engranaje planetario comprende una carcasa. El portaplanetas está dispuesto parcialmente fuera de la carcasa. Preferiblemente el portaplanetas puede estar dispuesto en su mayor parte fuera de la carcasa. Esto puede significar en particular que más del 50% o más del 75%, en particular más del 90%, de la masa o del volumen del portaplanetas está dispuesto fuera de la carcasa. Una disposición de este tipo del portaplanetas hace que el montaje y mantenimiento del engranaje planetario sean particularmente cómodos.

Según una forma de realización de la invención los ejes planetarios pueden estar fijados en cada caso en exactamente un extremo del eje planetario respectivo al portaplanetas. A este respecto por un extremo del eje planetario se entiende en particular una zona en el lado de extremo del eje planetario, que puede tener un tercio o un cuarto de la longitud de todo el eje planetario. En particular, es posible que el portaplanetas se adentre en el eje planetario. Alternativamente el eje planetario puede adentrarse en el portaplanetas o atravesar el portaplanetas. Por tanto, es posible que el portaplanetas esté fijado a sólo exactamente un extremo del eje planetario respectivo, y no a los dos extremos. De este modo es posible una construcción más compacta, porque no es necesario espacio de construcción para la fijación al segundo extremo del eje planetario. En particular, este tipo de engranajes planetarios de varias etapas, por ejemplo con una relación de transmisión de i >10, pueden construirse de manera particularmente compacta y barata. Además se reduce la masa que rota durante el funcionamiento del engranaje planetario, de modo que el portaplanetas presenta un momento de inercia menor, con lo que el portaplanetas puede acelerarse y frenarse ya por una fuerza menor o en menos tiempo. Como el portaplanetas sólo está fijado a un extremo del eje planetario respectivo, se ahorran costes de montaje y material. Además se simplifica el montaje del engranaje planetario en la máquina de trabajo. Además, en caso de servicio, se simplifica el acceso al engranaje planetario y el desmontaje del engranaje planetario.

El portaplanetas puede presentar un dentado interno. El dentado interno puede estar configurado para engranar con un dentado externo del eje de máquina de trabajo. Una fijación de este tipo del portaplanetas al eje de máquina de trabajo es en particular ventajosa para reducir los desplazamientos radiales que se producen durante el funcionamiento en el portaplanetas. Los dentados presentan una holgura reducida, como suele ser inevitable con los dentados en la práctica. En particular si el dentado externo y el interno están lubricados con un lubricante (por ejemplo, aceite), se reducen los picos de tensión que se producen.

El portaplanetas puede comprender un medio de sujeción. Mediante el medio de sujeción el portaplanetas puede estar asegurado frente a un desplazamiento axial con respecto al eje de máquina de trabajo. Como el segundo extremo de los ejes planetarios no está unido en cada caso al portaplanetas, sin una sujeción de este tipo el portaplanetas podría desplazarse axialmente con respecto al eje de máquina de trabajo y en determinadas circunstancias incluso resbalar hacia abajo y caer. Esto se evita mediante el uso del medio de sujeción. Como medio de sujeción pueden utilizarse por ejemplo anillos de sujeción.

Independientemente de que el portaplanetas pueda fijarse con arrastre de forma o con arrastre de fuerza al eje de máquina de trabajo, el montaje del portaplanetas puede considerarse como montaje flotante en el eje excéntrico. Como el portaplanetas sólo está fijado en exactamente un extremo de los ejes planetarios, el montaje se produce ventajosamente sobre el eje de máquina de trabajo.

El portaplanetas puede comprender un medio de apriete. El medio de apriete puede estar configurado para una fijación del portaplanetas al eje de máquina de trabajo. A este respecto se entiende por medio de apriete en particular un medio configurado para una fijación del portaplanetas mediante una fuerza de apriete al eje de la máquina de accionamiento. Ésta es una forma de montaje particularmente sencillo de la fijación del portaplanetas al eje de máquina de trabajo.

El medio de apriete puede estar configurado como conjunto de apriete. El uso de un conjunto de apriete permite una fijación del portaplanetas al eje de máquina de trabajo particularmente segura y fácil de montar.

En el estado montado del engranaje planetario el extremo del eje planetario respectivo, al que está fijado el portaplanetas, puede estar orientado hacia la máquina de trabajo. Esto es particularmente ventajoso para una construcción compacta del engranaje planetario.

El portaplanetas puede estar configurado como eje de salida o comprender un eje de salida. El eje de salida está configurado para transmitir la fuerza motriz a la máquina de trabajo.

Un sistema comprende un medio de accionamiento, una máquina de trabajo, por ejemplo una prensa, y un engranaje planetario. El engranaje planetario está configurado para transmitir una potencia proporcionada por el medio de accionamiento a la máquina de trabajo.

El portaplanetas puede estar fijado al eje de máquina de trabajo. En particular, es posible que el portaplanetas esté montado de manera giratoria en el eje de máquina de trabajo.

Según una forma de realización de la invención el sistema puede comprender un embrague y un freno, en particular una combinación de embrague-freno.

El sistema puede comprender un volante configurado para accionarse por el medio de accionamiento y transmitir la potencia proporcionada por el medio de accionamiento al engranaje planetario. La potencia puede transmitirse en particular a través del embrague.

No obstante también es posible que un engranaje planetario esté acoplado a un motor, por ejemplo un servomotor, cuya fuerza actúa directamente sobre el eje de entrada del engranaje planetario.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos con referencia a las figuras adjuntas. A este respecto se utilizan los mismos símbolos de referencia para componentes idénticos o similares y para componentes con funciones idénticas o similares. En éstos muestra:

la figura 1, una representación en sección esquemática simplificada de un engranaje planetario del estado de la técnica;

la figura 2, un dibujo en sección esquemático de un engranaje planetario del estado de la técnica;

la figura 3, una representación en sección esquemática simplificada de un engranaje planetario;

la figura 4, un dibujo en sección esquemático de un engranaje planetario; y

la figura 5, un dibujo en sección esquemático del engranaje planetario de la figura 4 en un estado parcialmente desmontado.

El engranaje planetario 100 del estado de la técnica (véanse las figuras 1 y 2) sirve para transmitir una fuerza motriz a una máquina de trabajo 101, que por ejemplo puede ser una prensa. El engranaje planetario 100 comprende una rueda dentada central 103, una corona dentada 104, varias ruedas dentadas planetarias 105, varios ejes planetarios 106 y un portaplanetas 107. A este respecto, los ejes planetarios 106 están fijados en sus dos extremos (en la figura 1 y la figura 2 derecha e izquierda) al portaplanetas 107.

A través de un eje de accionamiento 102 se transmite una fuerza motriz desde un medio de accionamiento no representado a la rueda dentada central 103, que se engrana con las ruedas dentadas planetarias 105. También es posible que la rueda dentada central 103 y el eje de accionamiento 102 estén configurados de una sola parte o una sola pieza. A su vez, las ruedas dentadas planetarias 105 se engranan con la corona dentada 104. Con una rotación de la rueda dentada central las ruedas dentadas planetarias 105 se hacen rotar sobre el eje planetario 106 respectivo. Entonces, debido al engranaje con la corona dentada 104 y la fijación de los ejes planetarios 106 al portaplanetas 107, el portaplanetas 107 rota coaxialmente al eje de accionamiento 102 y a la rueda dentada central 103. El portaplanetas 107 sirve de eje de salida del engranaje planetario 100 y transmite la fuerza motriz a la máquina de trabajo 101.

El eje de accionamiento 102 puede unirse a un volante 108 a través de un embrague K, de modo que una fuerza motriz generada por un motor pueda transmitirse al eje de accionamiento 102 a través del volante 108. A este respecto, el motor puede ser en particular un motor síncrono (servomotor) o un motor asíncrono.

El engranaje planetario 100 comprende además un medio de rodamiento 200 que sirve para soportar el portaplanetas 107.

Para comparar las formas de realización de la invención representadas en las figuras 3 y 4 con el estado de la técnica resulta conveniente comparar la figura 3 con la figura 1 y comparar la figura 4 con la figura 2.

El engranaje planetario 300 representado en las figuras 3 y 4 tiene una construcción similar al engranaje planetario 100 de las figuras 1 y 2. Una diferencia consiste en que el engranaje planetario 300 comprende ejes planetarios 301 en lugar de los ejes planetarios 106 y un portaplanetas 302 en lugar del portaplanetas 107. Una característica particular es que los ejes planetarios 301 están fijados en cada caso sólo con exactamente un extremo 400 al portaplanetas 302. El extremo de los ejes planetarios 301 opuesto al extremo 400 está libre. Por tanto se ha suprimido el medio de rodamiento 200 en el engranaje planetario 300. Así, el portaplanetas 302 está montado sobre el eje de máquina de trabajo 303 de manera que flota libremente.

Así, en comparación con el portaplanetas 107 conocido por el estado de la técnica, el portaplanetas 302 presenta un peso menor. Esto es particularmente ventajoso porque el peso ahorrado en el portaplanetas 107 está muy hacia fuera durante una rotación. Por tanto, el momento de inercia del portaplanetas 302 es mucho menor que el momento de inercia del portaplanetas 107 conocido, lo que se nota ventajosamente, por ejemplo, en una reducción del ángulo de frenado del eje de máquina de trabajo 303. Además se simplifica el montaje del engranaje planetario 300 y se reducen los costes de producción.

El portaplanetas 302 presenta un dentado interno engranado con un dentado externo de un eje de máquina de trabajo 303 de la máquina de trabajo 101. De este modo se alcanza una fijación fiable con arrastre de forma. Además, mediante una holgura reducida del dentado por la construcción se produce una disminución de los desplazamientos radiales en el portaplanetas 302.

Para asegurar el portaplanetas 302 frente a un desplazamiento axial con respecto al eje de máquina de trabajo 303 se utilizan anillos de sujeción 401. Así, el portaplanetas 302 está montado de manera flotante sobre el eje de máquina de trabajo 303. En comparación con el portaplanetas 107 conocido por el estado de la técnica (véanse las figuras 1 y 2) se suprime un montaje del portaplanetas 302 a través del medio de rodamiento 200.

En la figura 4 puede reconocerse además que el portaplanetas 302 está dispuesto por fuera de una carcasa del engranaje planetario 300, con lo que se simplifican el montaje y mantenimiento del engranaje planetario 300. Además las ruedas dentadas planetarias 105, los ejes planetarios 301 y el portaplanetas 302 forman un primer módulo, que puede insertarse en la cavidad rodeada por la corona dentada 104. En el estado insertado el dentado interno de la corona dentada 104 engrana con los dentados externos de las ruedas dentadas planetarias 105, con lo que se alcanza una unión con arrastre de forma.

El portaplanetas 302 puede fijarse de manera separable al eje de máquina de trabajo 303. De este modo se simplifican tanto el montaje como el desmontaje del engranaje planetario. En una primera etapa puede fijarse el portaplanetas 302 con el eje planetario 106 fijado al mismo y las ruedas dentadas planetarias 105 como primer módulo de manera separable al eje de máquina de trabajo. A continuación pueden fijarse los demás componentes del engranaje planetario 300 al primer módulo. Esta construcción modular simplifica en particular el mantenimiento del engranaje planetario 300.

El primer módulo fijado al eje de máquina de trabajo 303 puede retirarse de manera sencilla del engranaje planetario 300, porque la unión con arrastre de forma de las ruedas dentadas planetarias 105 a la corona dentada 104 es separable. Así, el montaje, mantenimiento y la reparación del engranaje planetario 300 se simplifican considerablemente porque la unión por inserción entre el primer módulo y la corona dentada 104 puede soltarse sin mucho esfuerzo.

En la figura 5 se muestra el engranaje planetario 300 en un estado en el que la unión entre el primer módulo, que comprende las ruedas dentadas planetarias 105, los ejes planetarios 301 y el portaplanetas 302, y la corona dentada 104 se ha soltado. Así, el primer módulo puede retirarse fácilmente de la cavidad rodeada por la corona dentada 104. Como en el caso de la unión entre el primer módulo y la corona dentada 104 se trata de una unión por inserción, soltarla es particularmente sencillo. Así, el mantenimiento, la reparación, el montaje y desmontaje del primer módulo pueden realizarse sin un gran esfuerzo.

El sistema formado por máquina de trabajo y engranaje planetario puede montarse de la siguiente manera. En primer lugar se montan las ruedas dentadas planetarias 105, los ejes planetarios 301 y el portaplanetas 302 como primer módulo. Entonces se fija el primer módulo de manera separable al eje de máquina de trabajo 303. A continuación se fija el primer módulo a la corona dentada 104 de manera separable. Este montaje es de realización particularmente sencilla porque el primer módulo puede introducirse fácilmente en parte en la cavidad rodeada por la corona dentada 104 y aquí establece una unión con arrastre de forma con la corona dentada 104. Evidentemente la corona dentada 104 también puede desplazarse alternativamente con los demás componentes del engranaje planetario 300 fijados a la misma sobre el primer módulo. También entonces puede establecerse una unión con arrastre de forma entre el primer módulo y la corona dentada 104 engranando los dentados externos de las ruedas dentadas planetarias 105 en el dentado interno de la corona dentada 104.

Lista de símbolos de referencia

100 engranaje planetario (estado de la técnica)

101 máquina de trabajo

102 eje de accionamiento

103 rueda dentada central

104 corona dentada

105 rueda dentada planetaria

106 eje planetario

107 portaplanetas

108 volante

200 medio de rodamiento

300 engranaje planetario

301 eje planetario

302 portaplanetas

303 eje de máquina de trabajo

400 extremo

401 anillo de sujeción

K embrague

B freno

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para montar un sistema, comprendiendo el sistema un engranaje planetario (300) y una máquina de trabajo, comprendiendo la máquina de trabajo una prensa, comprendiendo el engranaje planetario (300) un primer módulo y un segundo módulo, comprendiendo el primer módulo varias ruedas dentadas planetarias (105), varios ejes planetarios (301) y al menos un portaplanetas (302), comprendiendo el engranaje planetario (300) una carcasa, estando dispuesto el portaplanetas al menos parcialmente, preferiblemente en su mayor parte, fuera de la carcasa, comprendiendo la máquina de trabajo un eje de máquina de trabajo (303), comprendiendo el segundo módulo una corona dentada o una rueda dentada central, caracterizado por que el procedimiento comprende las etapas siguientes:

- fijar de manera separable el primer módulo al eje de máquina de trabajo, fijándose el portaplanetas con arrastre de fuerza o con arrastre de forma al eje de máquina de trabajo; y a continuación

- fijar de manera separable el primer módulo al segundo módulo.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que los ejes planetarios (301) están fijados en cada caso en exactamente un extremo (400) del eje planetario (301) respectivo al portaplanetas (302).

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un portaplanetas (302) presenta un dentado interno, estando configurado el dentado interno para engranar en un dentado externo del eje de máquina de trabajo (303).

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el engranaje planetario (300) comprende un medio de sujeción (401), estando asegurado el portaplanetas mediante el medio de sujeción (401) frente a un desplazamiento axial con respecto al eje de máquina de trabajo (303).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el engranaje planetario (300) comprende un medio de apriete, estando configurado el medio de apriete para una fijación del portaplanetas (302) al eje de máquina de trabajo (303).

6. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que el medio de apriete está configurado como conjunto de apriete.

7. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el estado montado el extremo (400) del eje planetario (301) respectivo, al que está fijado el portaplanetas (302), está orientado hacia la máquina de trabajo (101).

8. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el portaplanetas (301) está configurado como eje de salida o comprende un eje de salida, estando configurado el eje de salida para transmitir la fuerza motriz a la máquina de trabajo (101).