DD202200A5

DD202200A5 - Motorisches getriebe

Info

Publication number: DD202200A5
Application number: DD82238790A
Authority: DD
Inventors: Antal Szerelmy; Gabor Mikes; Andras Wieser; Istvan Kizman; Eva Balsay
Original assignee: Mezoegepfejlesztoe Intezet; Mezoegaz Gepgyar Szolgalt Vall
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-08-31
Also published as: FR2503309B1; HU185251B; IT1150762B; FR2503309A1; DE3212667C2; DE3212667A1; IT8220588A0

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines wirtschaftlicher einsetzbaren und hoehere Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden motorischen Getriebes liegt, besteht die Aufgabe darin, ein solches Getriebe zu schaffen, bei welchem eine Ueberdimensionierung und der daraus folgende Mehraufwand vermieden werden kann, wobei das Getriebe bei relativ geringem Aufwand universelle Einbaumoeglichkeiten bieten soll. Die Erfindung geht aus von einem Getriebe mit Gehaeuse und Ausgangswelle, wobei das Gehaeuse eine Einheit zum Anbauen besitzt, deren Grundflaeche zu der Ausgangswelle parallel verlaeuft. Das Wesen der Erfindung wird darin gesehen, dass die Einheit zum Anbauen mindestens zwei, zum Anbau dienende Grundflaechen hat.

Description

3 ö / 3 O 1 Berlin, den 29.6.1982

60 701/27 i

Motorisches Getriebe

Anwendungsjgj?bjie_t_ der _ j^rfi.^HSfl,

Die Erfindung betrifft ein motorisches Getriebe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die mit Motoren versehenen ein- oder mehrstufigen Stirnrad-Getriebe sind in der Maschinenbau-Praxis sehr oft angewandte Antriebseinheiten. Der Grund ihrer Beliebtheit besteht in erster Linie darin, daß sie mit ihrer Energiequelle (die in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle ein Elektromotor ist) eine geschlossene Einheit bilden, ein großes Moment abgeben; ferner daß ihre Ausgangsdrehzahl je nach Bedarf genau gewählt werden kann (im Gegensatz zu jenen Drehzahlen, die an die antreibende Energiequelle gebunden sind).

Der konstruktive Aufbau der bekannten, mit einem Motor versehenen Getriebe ist folgender: Der antreibende Motor ist direkt, oder über eine Wellenkupplung an die Eingangszeile des Getriebes angeschlossen, an welchem das eine Zahnrad der ersten Stufe angeordnet ist und die erste Vorgelegewelle an eines seiner Zahnräder anschließt. Da die Getriebe solchen Typs fast ausnahmslos Reduktoren sind, ist die Umfangsgeschwindigkeit der Zahnräder der ersten Stufe größer, als die der übrigen Zahnräder des Getriebes· Sie sind also zweckmäßig so ausgestaltet, daß das größere Zahnrad der ersten Stufe mit Schmieröl in Berührung kommt und somit den Ölnebel zustande bringt, der dann sämtliche Zahnräder und Lager des Getriebes

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schmiert. Das auf der ersten Vorgelegewelle eingebaute andere Zahnrad steht je nach der Anzahl der Stufen entweder mit dem Zahnrad der Ausgangewelle, oder mit einem Zahnrad der zweiten Vorgelegewelle in Verbindung, (Bei eingängigem Antrieb ist natürlich das größere Zahnrad des ersten Ganges direkt auf die Ausgangstvelle aufgezogen und keine Vorgelegeivelle vorhanden). Das zweite Zahnrad der zweiten Vorgelegeivelle schließt an das Zahnrad der Ausgangszeile an. Nach obigen haben die Getriebe dieses Typs je Stufe ein Zahnradpaar, wobei auf der Eingangsund Ausgangsivelle je ein Zahnrad, auf den Vorgelegeivellen aber je zwei Zahnräder eingebaut sind. Die V/ellen und ihre Zahnräder werden von einem Gehauefe umgeben, dessen öffnungen mit Deckel verschlossen sind, während die Wellen im Gehäuse bzw. in den Deckeln gelagert sind. Die wellen sind - in Falle von Stirnrad-Getrieben - zueinander parallel und eben bzw. räumlich angeordnet.

Im allgemeinen sind auf der einen Seite des Getriebes die zum Einbau bzw. zur Befestigung dienenden Grundplatten ausgestaltet. Diese Grundplatten ergeben eine Ebene, die zu den Wellen parallel verläuft. Der Abstand zwischen der Ebene der Grundplatten und der Mittellinie der Ausgangswelle wird die '//ellenhohe des Getriebes genannt. Die gegenwärtig bekannten motorischen Getriebe haben nur eine einzige Grundfläche, welche somit auch nur eine einzige •'/ellenhohe determiniert.

Für alle diese ist kennzeichnend, daß die zur Befestigung und Fixierung des Getriebes dienenden Grundflächen auf der einen bevorzugten Seite des Gehäuses angeordnet sind. Bezogen auf eine einzige, durch die Grundflächen gegebene Ebene sind alle Teile und Armaturen des Triebwerkes in

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einer einzigen, festgelegten Stellung angeordnet.

An die Einbauarbeit der motorischen Getriebe werden von der technischen Praxis sehr strenge Anforderungen ge~ stellt·» Die am häufigsten geforderten Einbauposituren sind: Fixierbarkeit auf einem horizontalen Podiun (in diesem Falle befindet sich die Ausgangszeile über der Ebene dieser Grundfläche), Fixierbarkeit an einer horizontalen Rauindscke (die Ausgangszeile befindet sich unter der Grundfläche), Fixierbarkeit rechts oder links an einer Vertikalvvand (in diesen Fällen verläuft die Grundfläche vertikal und die früher definierte Hellenhohe wird von rechts bzw. von links eingerissen), (Diese Einbauposituren werden in den internationalen Standards mit "03". "Bö", " B7" und ¹¹BB" bezeichnet.)

Da an dor Ausgangswelle der motorischen Getriebe in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle ein Riemen-, Kettenoder Zahnradtrieb anschließt, sor.it die Ausnangswelle in radialer Richtung von einer beträchtlich belastenden Antriebsart beansprucht wird, ist für solche Getriebe der wichtigste technische Parameter - außer den Ausgangsmotiient und der Ausgangsdrehzahl - die radiale Belastbarkeit der Ausgongswelle.

».'ie bekannt, wird die radiale Belastbarkeit der Ausgangswelle der Zahnradgetriebe durch die Eigenschaften:

Festigkeit,

Formänderungsverhalten und Lebensdauer (der Lager und Wellen)

begrenzt. '.Venn ansonst die konstruktive Ausgestaltung der Ausgangswelle des Getriebes zweckentsprechend ist, ist der ausschlaggebende (auch durch Berechnung gut erfaßbare) Gesichtspunkt die Lebensdauer der Lager.

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Auf die Lager einer Zahnradwelle wirken meistens Radial- und Axialkräfte ein, die durch Eingreifen der Zähne und deren Beanspruchung erweckt werden« Sind diese Komponenten bekannt« so kann die äquivalente Belastung aus den Lagerkatalogen, die Lebensdauer aber (mit der auch von ISO empfohlenen Formel berechnet werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlich einsetzbaren und höhere Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden motorischen Getriebes.

Darlegung des Jesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Getriebe zu schaffen, bei welchem eine überdimensionierung und der daraus folgende Mehraufwand vermieden werden kann, wobei das Getriebe bei relativ geringen Aufwand universelle Einbaumöglichkeiten bieten soll·

Die Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, daß die gestellte Aufgabe mit einem motorischen Getriebe zu lösen ist, welches immer so eingebaut werden kann, daß die günstigste Radialbelastungsrichtung der Ausgangsivelle angenähert mit der effektiven Belastungsrichtung zusammenfällt, Hierbai kann also - abwechselnd von der bisherigen Praxis - die auf die Ausgangswelle einwirkende äußere Radialkraft angenähert mit der Richtung der für den gegebenen Antrieb zulässigen maximalen Radialkraft zusammenfallen, unabhängig von der erwünschten Einbaupositur des Getriebes*

Die gestellte Aufgabe wird durch Fortentwicklung eines solchen motorischen Getriebes gelöet, das ein Gehäuse,

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ferner eine Einheit zum Anbringen des Gehäuses aufweist, diese Einheit zum Anbringen mit einer Grundfläche versehen ist, die mit der Ausgangswelle parallel verläuft, wobei erfindungsgemäß die zum Anbringen vorgesehene Einheit mindestens zwei - verschiedene Anbringungen sichernde - Grundflächen besitzt«

Zweckmäßig ist eine solche Ausführung, bei welcher die das ζ Anbringen sichernde Einheit als viereckiger oder sonst polygoner Rahmen ausgestaltet ist, wobei dann jede Seitenfläche des Rahmens als Grundfläche für das Anbauen dienen kann.

Erfindungsgemäß ist auch eine solche Lösung möglich, bei welcher die Einheit zum Anbringen des Gehäuses nur eine Anschlußsohle hat, also nur eine einzige Grundfläche besitzt, deren relative Stellung zum Gehäuse aber veränderbar ist.

Zweckmäßig ist hierbei, wenn die Anbaueinheit einen zur Ausgangswelle quergerichteten Ring aufweist, der am Gehäuse befestigt ist, und zwecks einstellbarer Fixierung der Anbauplatte mit Bohrungen oder Nuten versehen ist«

Ausfüh rung s bei spinel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse bei einer Welle mit radialer Belastung;

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Fig. 2

und 3: schematische Darstellungen für die radiale Belastung der Ausgangswelle bei bekannten motorischen Getrieben bei verschiedenen Drehrichtungen;

Fig. 4

und 5: graphische Darstellungen für die zulässige Radialbelastung der Ausgangsvvelle eines anderen motorischen Getriebes;

Fig. 6: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen motorischen Getriebes, teilweise im Schnitt dargestellt;

Fig. 7: die Draufsicht auf Fig. 6, teilweise im Schnitt dargestellt;

Fig. 8: Vorderansicht des Getriebes nach Fig. 6;

Fig. 9: Λ-D Seitenansichten des Getriebes nach Fig. 6 bis 8 in verschiedenen Einbauvarianten;

Fig.10: die Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung,

Bekanntervveise wirken auf die Ausgangsvvelle bei der Monent übertragung radiale (eventuell auch axiale) Belastungen ein, die an den LagerpunUten Reaktionskröfte erwecken. Bei rein radialer Außenbelastung wirken die Reaktionskräfte in der Ebene der radialen Belastung (konstante Positur), während die radialen Reaktionskröfte des Zahnrades mit diesen jeweils einen i.'inkel einschließen.

Die resultierende radiale Belastung eines Wälzla-je'rs ist 'die Sumne der Vektoren der beiden Kräfte. Die De

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in Fig, I bedeuten:

K. - am Zahnrad axial angreifende Kraft R .-an Zahnrad radial angreifende Kraft P - am Zahnrad wirkende Unfangskraft F - radiale '..ellenbelastung (z. D, durch einen

Kettentrieb)

R,., K., P., F. - durch die obigen Belastungen erweckte ί Reaktionskrüfte on der. Lagerpunkt "A"

R_ßl Kp., P„, F - durch die obigen Belastungen erweckte ^ Reaktionskräfte an den Lagerpunkt "B".

Da sich sowohl die Große, wie auch die Stellung der Radialreaktion des Zahnrades gegenüber der Außenbelastung ändern kann (durcli änderung der Zahnrad-Drehrichtung )₄ ist am Ausgangswellenende die zu einem gewünschten Lebensalter der Lager gehörige zulässige Belastung in Allgeneinfall eine Funktion der relativen Stellung dieser Außenbelastung und der Drehrichtung der Welle.

In Fig, 2 und Fig. 3 wird die radiale Belastbarkeit der Ausgangswelle eines bekannten notorischen Getriebes für die verschiedenen Drehrichtungen (in rechten oder linken Drehsinn) für eine gegebene Lager-Lebensdauer vorgezeigt. Die zulässige Größe der auf die Grundfläche des Getriebes bezogen, verschieden gerichteten Radialkräfte (F) sind als Vektoren dargestellt. Es ist gut zu erkennen, daß die Größe der zulässigen Wellenbelastungen in den verschiedenen Richtungen jeweils eine andere, ferner daß ihr gegenseitiger Unterschied beträchtlich ist.

In Fig. 4 und Fig. 5 wird die zulässige Radialbelastung der Ausgangswelle eines anderen notorischen Getriebes

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für die gegebene Lagerlebensdauer in prozentueller Darstellung bei dem Drehsinn in zvei entgegengesetzten Richtungen vorgezeigt. Die Winkelwerte bezeichnen die Richtung der auf die Ausgangszeile einwirkenden Radialkraft (F)_r bezogen auf eine Ebene, die durch einen gegebenen konstanten Punkt des Getriebes, nämlich den Eingriffpunkt des auf der Ausgangswelle befindlichen Zahnrades und der Mittellinie, der Ausgangswelle bestimmt ist. (Die Lage dieser Ebene ist bezogen auf die Grundfläche des Getriebes konstant).

Aus obigem kann festgestellt v/erden, daß sich die Größe der zulässigen radialen v.'ellenbelastung - je nach ihrer Richtung - beträchtlich ändert, und sie einen HÖchst- und einen Mindestwert (F_max bzw. F . ) hat. »Venn die günstige Wellenbelastungsrichtung mit der von Betreiber gewünschten Richtung übereinstimmt, so daß auch die Grundfläche des Getriebes eich in der gewünschten Stellung befindet, so kann das Getriebe gut ausgenützt werden und erreicht die erwünschte Lebensdauer, andernfalls aber - und dies kommt in der Praxis häufiger vor - gelingt das nicht. Da in der technischen Praxis die benötigten Einbaustellungen und die Belastungsrichtungen überaus variabel sind, ist das Zusammentreffen der gewünschten Einbaupositur und zugleich auch der günstigen Belastungsrichtung unwahrscheinlich und hat Zufallscharakter, Da sich der Hersteller dessen bewußt ist, wird er - um Garantieechäden zu vermeiden - gezwungen seid, dem Käufer jenen radialen Belastungswert anzugeben, den das Getriebe in jeder Belastungsrichtung zu ertragen vermag. Das ist aber der Minimalwert der kVellenbelastung (F . ). Ist aber der Bedarf des Betreibers größer als dieser Wert, so wird er gezwungen sein, ein größeres Getriebe zu wählen, obwohl

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ihm hinsichtlich des Momentbedarfes auch das kleinere Getriebe entsprechen würde«

'.Vie in Fig, 6 bis 8 dargestellt« greift ein auf einer Eingangswelle 1 aufgezogenes Zahnrad 2 in ein auf einer ersten Vorgelegewelle 3 befestigtes Zahnrad 4 ein. Ein anderes Zahnrad 5 der ersten Vorgelegewelle 3 aber greift wiederum in ein Zahnrad 7 auf einer zweiten Vorgelege- ί welle G ein. Schließlich treibt ein Zahnrad 8 dor zweiten Vorgelegewelle 6 ein Zahnrad 10 auf einer Ausgangswelle

Das Getriebe hat ein Gehäuse H₁ das auf beiden Seiten mit je einem Deckel ±2 und 13 versehen ist (Fig. 6)« Im Gehäuse 11 bzw, in den Deckeln 12 und 13 sind die erwähnten bellen in an sich bekannter Weise gelagert» Die Eingangswelle 1 ist über eine Wellenkupplung 15 mit einer Antriebseinheit 16_S in diesem Falle mit einem Elektromotor, in Antriebsverbindung, (Die Welle des Elektromotors kann zugleich auch die Eingangswelle sein, wobei dann natürlich das Zahnrad 2 auf ihr aufgezogen ist).

Das obige Getriebe ist dreistufig«, (Bei der zweistufigen Ausführung bleibt die zweite Vorgelegewelle 6 weg, wie auch die Zahnräder 7 und 8, während das Zahnrad 10 direkt mit den Zahnrad 5 zusammenarbeitet)«

Das Getriebe ist mit einer Anbaueinheit 14 verseilen, die in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung mit vier Grundflächen ausgestaltet ist„

Die Anboueinheit 14 besteht nach Fig. 5 bic Fir;· 8 aus den . inbaurahneri 14. und 14^· welche feet an den beider.

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Seiten des Gehäuses 11 vorgesehen sind. Die Anbaurahmen 14_y. und 14g sind im vorliegenden Falle als solche Rechtecke ausgestaltet, bei denen jede der Außenseiten als Grundfläche 17; 18; 19; 20 (Basisfläche) dienen kann. Uie von den Grundflächen 17 bis 20 bis zur Mittellinie der Ausgangswelle gemessenen Distanzen h^ bzw. h_o bzw. h_ bzw. h₄ sind in vorliegendem Falle verschieden, d. h. sie nehmen der Reihe nach zu. Die Anbaurahmen 14. und 14_n

cind für die hier nicht eingezeichneten Befestigungs-( ^v schrauben mit Lffnungen 21 versehen.

Dei der obigen Ausführungsart ist somit ein Einbau der Anbaurahmen 14·; 14., in vier Posituren möglich, ohne daß sich dabei die räumliche relative Stellung der Bauelemente im Getriebe ändern würde. Das aber hat den Vorteil, daß man das Getriebe jeweils in jener Stellung einbauen kann (siehe Fig. 2 und Fig. 3), welche der zu erwartenden äußeren Radialbelastung der V.'elle am besten entspricht. Auf diese '..eise ist eine uberbemessung des Getriebes und der damit verbundene Mehraufwand an Material, Gewicht und Kosten völlig zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, / daß durch die erfindungsgemäße Lösung der Einbau an der Arbeitsmaschine, d. h. der Anschluß wesentlich vereinfacht wird.

Mit der obigen Ausgestaltung ist auch jener Vorteil verbunden, daß z. O. bei den Einbaubeispielen A - D nach Fig. 9 der Schmierölstand 22 immer unverändert bleibt. Dadurch ist immer eine optimale Schmierung gesichert, und die Lebensdauer des Getriebes wird verlängert. Hierzu kommt noch der Vorteil, daß man nicht - je nach der Einbaustellung - eine größere Menge an Schmieröl zugeben muß (wie das bei den anderen bekannten Lösungen notwendig ist.)

2 Q Q *7 JQ /

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Die Distanzen h. bis h. wurden von uns zu unseren Versuchen nach der standardisierten Zahlenreihe der Wellenhöhen der allgemein gebrauchten Antriebs-Maschinen gewählt. Auf diese Weis© kann da© gleiche Getriebe zu Arbeitsmaschinen von verschiedenem Ausgangsvvellenabstand (h) angewendet bzw. angeschlossen werden«,

Die Anbaurahmen 14. und 14_ß können auch durch einen einzigen massiven Rahmen ersetzt werden, der dann beliebig polygonal, z. B· als Sechseck oder auch als Achteck ausgestaltet werden kann» Die Anbaurahmen 14_Λj 14_D können ferner an dem Gehäuse 11 z_e B. durch Schraubverbindungen befestigt werden.

In Fig. 10 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgenäßen Lösung zu sehen, bei welcher die Anbaueinheit 14 als eine Anbauplatte 24 mit einer einzigen Grundfläche ausgebildet ist, deren relative Stellung₈~bezogen auf das zylindrische Gehäuse 11 - erfindungsgemäß .veränderbar ist. Hierzu ist im vorliegenden Fall die Anbaueinheit 14 mit Ringen 25 versehen, welche am Gehäuse 11 fest angebracht sind. An den Ringen 25 kann eine Anbauplatte 24 mit Schrauben 26 einstellbar befestigt werden, wobei die Schrauben durch Bohrungen 27 oder Nuten 28 der Ringe 25 hindurchgeführt sind«, Entsprechend der Anzahl der Bohrungen 27 bzw. Ausgestaltung der Nuten 28 kann bei dieser Ausführungsart die Einbaumöglichkeit für jede beliebige Stellung gesichert werden,»

Claims

Erfindungsanspruch

1« Motorisches Getriebe mit Gehäuse und Ausgangswelle, wobei das Gehäuse eine Anbaueinheit besitzt« deren Grundfläche zu der Ausgangswelle parallel verläuft« gekennzeichnet dadurch, daß die Anbaueinheit (14) mindestens zwei, zum Anbau dienende Grundflächen (17; 18; 19; 20) hat.

2. Getriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anbaueinheit (14) als Anbaurahmen (14.,; 14r) ausgebildet ist, dessen Außenflächen jede für sich als mögliche Grundfläche (17; 18; 19; 20) ausgebildet sind.

3· Getriebe nach Punkt 2, gekennzeichnet dadrch, daß der Anbaurahmen (14·; 14_ß) ein rechtwinkliges Viereck ist, dessen Grundflächen (17; 18; 19; 20) sich von der Mittellinie der Ausgangsvvelle (9) jeweils in einem anderen Abstand (h*; h₂; h._; h.) befinden.

4. Getriebe mit Gehäuse und Ausgangswelle,Wobei das Gehäuse mit einer Anbaueinheit versehen ist, deren Grundfläche mit der Ausgangsvvelle parallel verläuft, gekennzeichnet dadurch, daß, bezogen auf das Gehäuse (11), die relative Stellung einer, eine einzige Grundfläche (23) besitzenden Anbauplatte (24) der Anbaueinheit (14) veränderbar 1st«

5« Getriebe nach Punkt A₁ gekennzeichnet dadurch, daß die Anbaueinheit (14) einen zur Ausgangewelle (9) quergerichteten Ring (25) aufweist, der am Gehäuse (11) befestigt ist, und zwecks einstellbarer Fixierung der Anbauplatte (24) mit Bohrungen (27) oder iiuton (2S) versehen ist.

f Hierzu

6 Seiten Zeichnungen