Редуктор и электрический привод, включающий в себя такой редуктор

Редуктор и электрический привод, включающий в себя такой редуктор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к редуктору и к электрическому приводу для приведения в действие домашнего экрана. Изобретение относится также к трубчатому приводу для приведения в действие домашнего экрана, включающему в себя такой редуктор.

Описание предшествующего уровня техники

Домашние экраны обычно приводятся в действие электрическими трубчатыми приводами. Они содержат электрический двигатель, установленный внутри трубы. Электрический двигатель приводит вал двигателя во вращение при относительно высокой скорости, порядка 2800 оборотов в минуту (об/мин), в Европе. Таким образом, для того чтобы получить скорость вращения и крутящий момент, которые используются на выходе из привода, редуктор соединен с двигателем. Редуктор часто имеет три понижающие ступени.

В обычной конструкции первая ступень редуктора содержит солнечную шестерню, соединенную с выходным валом электрического двигателя и входящую в зацепление с тремя планетарными передачами, размещенными в барабане и расположенными аксиально или радиально на том же уровне. Планетарные передачи вращаются вокруг соответствующих валов, которые прикреплены к барабану. Каждая планетарная передача расположена на расстоянии 120° от двух других. Каждая планетарная передача входит в зацепление с общим неподвижным кольцом с тем, чтобы заставить барабан вращаться вокруг его оси вращения. Барабан включает в себя выходную зону сопряжения для ступени. Эта зона сопряжения может содержать солнечную шестерню для следующей ступени.

Большинство изготовителей приводов стараются уменьшить шум, создаваемый этим сборочным узлом. Одним источником шума являются движущиеся элементы. В результате было обнаружено, что является предпочтительным с точки зрения шума усовершенствовать расположение подвижных элементов относительно друг друга, и, более конкретно, усовершенствовать расположение деталей первой ступени, поскольку они являются деталями, которые вращаются быстрее всего.

В патенте EP-В-0863331 показана конструкция, в которой вал двигателя направляется втулкой, вставленной в центр корпуса. Конец вала двигателя соединен с солнечной шестерней первой понижающей ступени с помощью муфты. Корпус также включает в себя расточенное отверстие, позволяющее центрировать барабан. Кроме того, солнечная шестерня центрирована с помощью промежуточного пальца, который продолжает солнечную шестерню и который помещен в патрубок на барабане. Для того чтобы уменьшить шум, люфт должен быть маленьким, подразумевая таким образом, что требуется правильно расположить солнечную шестерню и планетарную передачу относительно друг друга. К сожалению, поскольку планетарные передачи размещены непосредственно относительно барабана, важно, чтобы солнечная шестерня также была правильно размещена относительно барабана. В примере, проиллюстрированном в данном патенте, солнечная шестерня полностью центрирована на первом конце с помощью пальца на конце зубчатого колеса. Однако второй конец солнечной шестерни центрирован относительно барабана таким образом, что он является менее ориентированным. Солнечная шестерня соединена с частью муфты, которая взаимодействует с валом двигателя, причем вал двигателя направляется втулкой, которая прикреплена к корпусу, и именно корпус центрирует барабан. Люфт, имеющийся на втором конце, может таким образом быть достаточно большим, чтобы нарушить зацепление и создавать шум.

Сущность изобретения

Согласно изобретению предложен редуктор для электромеханического привода, причем редуктор содержит понижающую ступень, содержащую солнечную шестерню, входящую в зацепление, по меньшей мере, с одной планетарной передачей, размещенной в барабане. Планетарная передача вращается вокруг вала, прикрепленного к барабану, и входит в зацепление с неподвижным кольцом для того, чтобы приводить барабан во вращение вокруг оси вращения. Солнечная шестерня и барабан приводятся во вращение вокруг оси вращения с помощью общего приводного средства.

Использование общего направляющего средства служит для улучшения расположения солнечной шестерни относительно барабана, и, следовательно, для улучшения расположение солнечной шестерни относительно планетарной передачи. Компоновка этих частей является симметричной, уменьшая таким образом уровень шума, создаваемого приводом.

Расположение солнечной шестерни относительно барабана является непосредственным, поскольку солнечная шестерня приводится во вращение с помощью двух направляющих средств, которые контактируют с барабаном. Вал, несущий планетарную передачу, прикреплен к барабану с обоих концов, обеспечивая таким образом то, что вал находится в устойчивом положении внутри барабана. Таким образом, люфт контролируется.

Направляющее средство может быть прикреплено к барабану. Направляющее средство тогда контактирует с солнечной шестерней, но также частично размещено в каком-то месте внутри неподвижного корпуса. При таких условиях солнечная шестерня является подвижной относительно направляющего средства, при этом сборочный узел, образованный барабаном и направляющим средством, является подвижным относительно неподвижного корпуса. Направляющее средство таким образом служит для того, чтобы приводить солнечную шестерню и барабан во вращение вокруг их общей оси вращения.

В альтернативном варианте, направляющее средство может быть прикреплено к неподвижному корпусу. Тогда оно контактирует с солнечной шестерней и с барабаном для того, чтобы приводить эти детали во вращение. При таких условиях солнечная шестерня и барабан являются подвижными относительно направляющего средства.

Оба этих варианта обеспечивают изготовление компактного сборочного узла, который облегчает сборку редуктора. Сборочный узел может содержать барабан, со вставленными планетарными передачами, вставленную в него солнечную шестерню, направляющее средство, муфту для соединения с валом двигателя, и, в зависимости от варианта осуществления настоящего изобретения, если требуется, корпус.

Для того чтобы уменьшить общий размер сборочного узла, могут быть рассмотрены различные компоновки:

- первое направляющее средство включает в себя и расточенное отверстие, служащее для приведения солнечной шестерни во вращение, и, по меньшей мере, наружный в радиальном направлении участок, служащий для приведения барабана во вращение;

- участок направляющего средства для солнечной шестерни расположен внутри барабана;

- первое направляющее средство включает в себя и участок, аксиально перекрывающий барабан, и участок, выступающий аксиально из барабана; и

- максимальный наружный диаметр первого направляющего средства меньше, чем максимальный наружный диаметр барабана.

Это изобретение в частности адаптировано к простой двухступенчатой планетарной передаче, известной как «тип II».

В изобретении предложен также электрический трубчатый привод для приведения в действие домашнего экрана, причем привод включает в себя описанный выше редуктор.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть лучше понято при чтении нижеследующего описания, приведенного только в качестве примера и выполненного со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг.1 представляет собой схематичную иллюстрацию конфигурации трубчатого привода;

- фиг.2 представляет собой частичный разрез трубчатого привода, на котором показана понижающая ступень по изобретению, данная ступень соответствует участку А на фиг.1;

- фиг.3 представляет собой вид в увеличенном масштабе, на котором показана часть В по фиг.2; и

- фиг.4 представляет собой вид в перспективе барабана, оснащенного согласно изобретению.

Описание вариантов осуществления изобретения

Фиг.1 представляет собой схему трубчатого привода 1, изготовленного из трубы 2, которая вмещает в себя электрический двигатель 3. Привод выполнен для приведения в действие домашнего экрана, такого как (наружный или внутренний) навес от солнца, рольставни, видеопроекционный экран или решетка ставень. Электрический двигатель 3 соединен с редуктором 4 так, что выходной вал 5 зубчатой передачи вращается с требуемой скоростью. Редуктор 4 содержит простую двухступенчатую планетарную передачу, конкретно с конфигурацией, известной как тип II. Выходной вал 5 редуктора соответствует выходному валу привода. Он приводит в действие колесо, прикрепленное к трубке ролика, в которую вставлен привод, и вокруг которой наматывается приводимый в действие двигателем экран, причем эти элементы не показаны. Двигатель 3 также снабжается энергией посредством электрического кабеля 6, соединенного с модулем 7 управления. Несмотря на то, является ли модуль 7 управления механическим или электронным, он служит для выключения подачи энергии к двигателю, когда экран достигает определенного положения, и/или когда он получает команду из точки управления. Модуль 7 управления имеет зону 71 сопряжения для обеспечения прикрепления привода 1 к опоре, которая сама по себе прикреплена к конструкции. Модуль управления снабжается энергией посредством основного кабеля 8.

На фиг.2-4 показана первая ступень редуктора 4 трубчатого привода 1. Двигатель 3, вставленный внутрь трубы 2, содержит фазный статор 31, с вылетом 31b обмотки, заключенной внутри тороидального корпуса 32. Тороидальный корпус 32 вставлен в чашу 33, в которую встроен самосмазывающийся подшипник 34, который приводит вал 35 двигателя во вращение. Вал 35 двигателя прикреплен к ротору двигателя. Он приводится во вращение с помощью фазного статора 31. Первая часть 36 сопряжения прикреплена к одному концу вала 35 двигателя. Она взаимодействует со второй частью 41 сопряжения, которая прикреплена к солнечной шестерне 42 первой ступени редуктора 4. Эти две части сопряжения 36 и 41 образуют соединение между двигателем 3 и редуктором 4.

Предпочтительно, вторая часть 41 сопряжения изготовлена из двух материалов. Первый участок 411 изготовлен из демпфирующего материала, например, эластомера. Этот участок взаимодействует с первой частью сопряжения и служит для уменьшения шума. Второй участок 412 изготовлен из материала, который является более жестким, чем первый участок, например, из металла. Этот участок взаимодействует с солнечной шестерней 42 и служит для того, чтобы передавать крутящий момент на редуктор.

Солнечная шестерня 42 содержит вал 421 и зубчатое колесо 422, туго установленное на валу 421. Зубчатое колесо 422 имеет два ряда винтовых зубьев 422а и 422b. Солнечная шестерня 42 приводится во вращение с помощью второй части 41 сопряжения, установленной с тугой посадкой на первом конце вала 421. Она приводится во вращение посредством двух самосмазывающихся вкладышей 43 и 44. Эти вкладыши установлены с тугой посадкой на барабане 45 в соответствующих расточенных отверстиях 453 и 454 с диаметрами, которые обозначены D₄₅₃ и D₄₅₄. Первый вкладыш 43 служит для того, чтобы направлять вал 421 относительно барабана 45 и он расположен между частью 41 сопряжения и зубчатым колесом 422. Первый вкладыш 43 прикреплен к барабану 45. Второй вкладыш 44 подобным образом служит для того, чтобы направлять второй конец вала 421 относительно барабана 45.

Первый вкладыш 43 имеет радиальный внутренний участок 431, непосредственно окружающий вал 421, и который размещен радиально внутри барабана 45 и, вдоль оси Х₄ упомянутого барабана, на уровне этого барабана. Наружный диаметр вала 421 обозначен D₄₂₁. Вал 421 установлен с возможностью свободного вращения в расточном отверстии участка 431 первого вкладыша 43, этот участок 431 имеет диаметр, который обозначен D₄₃₁. Участок 431 аксиально перекрывает барабан 45. Вкладыш 43 также имеет радиально наружный участок 432, который продолжается аксиально из барабана 45, к двигателю 3, позволяя, таким образом, ему взаимодействовать с расточным отверстием 491.

Солнечная шестерня 42 входит в сцепление с тремя планетарными передачами 46, 46' и 46''. Каждая планетарная передача расположена на расстоянии 120° по отношению к двум другим. Каждая планетарная передача вращается вокруг вала 47, 47' или 47'', причем оба конца этих валов установлены на барабане 45. Каждая планетарная передача имеет три ряда зубьев 46а, 46b и 46с. Первые два ряда зубьев 46а и 46b являются винтовыми и входят в сцепление с винтовыми рядами зубьев 422а и 422b солнечной шестерни. Третий ряд зубьев 46с является прямым и входит в сцепление с внутренним рядом зубьев 48с кольца 48, неподвижного в корпусе 49. Таким путем, вращение солнечной шестерни 422 приводит барабан 45 во вращение вокруг общей оси Х₄. Барабан приводится во вращение на одном конце, относительно неподвижного кольца 48, с помощью втулки 451, установленной в расточном отверстии неподвижного кольца 48 с диаметром, который обозначен D₄₈, и на его другом конце, относительно корпуса 49, посредством радиально наружного участка 432 первого подшипника 43, который взаимодействует с отверстием 491 в корпусе 49. Наружный диаметр участка 432 обозначен D₄₃₂, при этом внутренний диаметр расточного отверстия 491 в корпусе 49 обозначен D₄₉₁, причем эти два диаметра являются по существу равными.

Максимальный наружный диаметр вкладыша 43 является диаметром D₄₃₂ участка 432. Он меньше, чем максимальный наружный диаметр D₄₅ барабана 45.

Барабан 45 также имеет корпус сопряжения 452 для приема дополнительной формы части 50 тормоза, или для приема солнечной шестерни следующей понижающей ступни.

Будучи сконструированным таким образом, узел привода в целом может быть упрощен из-за компактного сборочного узла, который может быть выполнен заранее. Компактный сборочный узел содержит барабан, оснащенный планетарными передачами и двумя вкладышами, установленной внутри барабана солнечной шестерней и центрированной относительно него посредством двух вкладышей, и второй части сопряжения, которая установлена с тугой посадкой на конце солнечной шестерни. Этот компактный цельный узел легко установить.

Преимуществом этого решения является хорошее управление солнечной шестерней относительно барабана, обеспечивая, таким образом, то, что солнечная шестерня правильно расположена относительно планетарной передачи. В результате, сцепление между зубчатыми колесами является симметричным так, что имеется маленький люфт, при этом уровень шума от привода является низким.

Альтернативное решение заключается в прикреплении первого вкладыша 43 к корпусу 49 вместо его прикрепления к барабану 45. При таких условиях этот вкладыш является неподвижным, в отличие от вышеописанного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором он поворачивается вместе с барабаном. Приведение во вращение больше не выполняется между первым вкладышем 43 и корпусом 49, но предпочтительнее между первым вкладышем 43 и барабаном 45, между наружной поверхностью участка 433 первого подшипника, диаметр которого обозначен D₄₃₃, и отверстием 453 барабана 45. При таком варианте осуществления настоящего изобретения предложенный компактный сборочный узел отличается. Дополнительно он включает в себя корпус 49.

Первый вкладыш 43 осуществляет две функции: он служит и для центрирования солнечной шестерни 42 в барабане 45 и для центрирования барабана 45 в корпусе 49. Он не зависит от корпуса 49, таким образом, делая возможным сконструировать его с малыми размерами и таким образом рассмотреть возможность его изготовления из материала, который способствует приведению во вращение, такого как самосмазывающаяся бронза.

Изобретение также применяется к барабанам, составляющим другие типы понижающих ступеней.

Барабан не ограничен использованием трех планетарных передач. Барабан может иметь меньше или больше планетарных передач.

1. Редуктор (4) электрического привода (1) для приведения в действие домашнего экрана, причем редуктор содержит понижающую ступень, имеющую солнечную шестерню (42), входящую в зацепление по меньшей мере с одной планетарной передачей (46, 46', 46''), вращающейся вокруг соответствующего вала (47, 47',47''), и расположен в барабане (45), причем планетарная передача входит в зацепление с неподвижным колесом (48), чтобы приводить во вращение барабан вокруг оси вращения (Х₄), отличающийся тем, что дополнительно содержит первое направляющее средство (43), служащее и для приведения во вращение солнечной шестерни (42) и для приведения во вращение барабана (45) вокруг оси вращения (Х₄).

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что второе направляющее средство (44) подобным образом служит для приведения во вращение солнечной шестерни (42), причем второе направляющее средство установлено в барабане (45).

3. Редуктор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первое направляющее средство (43) прикреплено к барабану.

4. Редуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое направляющее средство (43) включает в себя и расточное отверстие (431), служащее для приведения во вращение солнечной шестерни (42), и, по меньшей мере, радиально наружный участок (432, 433), служащий для приведения во вращение барабана (45).

5. Редуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что участок направляющего средства (43, 44) для солнечной шестерни расположен внутри барабана.

6. Редуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое направляющее средство (43) включает в себя и участок (431), аксиально перекрывающий барабан (45), и участок (432), аксиально выступающий из барабана.

7. Редуктор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что наружный максимальный диаметр (D₄₃₂) первого направляющего средства (43) меньше, чем наружный максимальный диаметр (D₄₅) барабана 45.

8. Редуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что первым направляющим средством является вкладыш (43).

9. Редуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что ступень редуктора (4) является простой планетарной передачей (II типа).

10. Электрический трубчатый привод (3) для приведения в действие домашнего экрана, отличающийся тем, что он включает в себя редуктор (4) по любому из предшествующих пунктов.