-
Die
Erfindung betrifft ein Umlaufgetriebe, eine Baureihe von Umlaufgetrieben
und eine Verwendung eines speziellen Werkstoffes zum Erreichen eines
geräuscharmen
Betriebs.
-
Aus
den Veröffentlichungen
- – ’CIATF
Technical Forum 99, ADI – Mehr
für weniger – auf dem
Weg zur erfolgreichen Herstellung und Anwendung von DAY Simon, Röhrig Klaus’,
- – ’1st European ADI Promotion Conference am 19./20.
April 1999, ADI – Anwendungen
in stationären
Getrieben von Reike Siegfrid’,
- – Zeitschrift ’Konstruieren
und Gießen’ 24 (1999) Nr.
4’
ist
ein hochwertiger Gusseisenwerkstoff bekannt, der mit ADI bezeichnet
wird. Nachteilig ist, dass er kostspieliger als herkömmlicher
Guss ist.
-
Aus
der
DE 198 21 813
C1 ist ein Planetengetriebe bekannt, das bei hohen Drehzahlen
betreibbar ist. Allerdings können
nur niedrige Drehmomente übertragen
werden.
-
Bei
solchen Planetengetrieben wird entweder ein Hohlrad (
1 der
DE 198 21 813 , dortiges Bezugszeichen
5)
gefertigt und in ein Getriebegehäuse
(
1 der
DE 198
21 813 , dortiges Bezugszeichen
1) eingebaut oder
das Getriebegehäuse (
1 der
DE 198 21 813 , dortiges
Bezugszeichen
1) wird mit einer Innenverzahnung versehen.
Letzteres ist aufwendig und kostspielig, ersteres erfordert eine
aufwendigere Konstruktion und kostspielige Montage.
-
Abtriebsseitig
ist bei solchen Planetengetrieben für spezielle Anforderungen von
Kunden Platz vorgesehen, insbesondere für Bohrungen oder dergleichen.
Daher muss das Getriebegehäuse
aufwendiger ausgelegt werden als notwendig wäre für das Übertragen des Drehmoments.
-
Außerdem ist
eine Baureihe mit verschiedenen solchen Varianten zwar herstellbar,
aber zu jeder Variante ist ein entsprechendes Getriebegehäuse 1 zu
fertigen, das auch gelagert werden muss. Somit entstehen ein großer Aufwand,
insbesondere für
Logistik und Lagerung, und entsprechend hohe Kosten.
-
Weiter
beispielhaft ist auch eine Baureihe von Automatgetrieben aus der
DE 196 30 155 A1 bekannt.
Dabei werden Module, wie Getriebe, Kupplungsbetätigungsmodule, Druckversorgungsmodule, Elektronikmodule
und dergleichen, zu einem kundenspezifischen Gesamtprodukt zusammengesetzt.
Diese Module weisen also entsprechende Gehäuseteile und entsprechende
Schnittstellen auf. Nachteiligerweise ist nur eine Baugröße in dieser
Baureihe vorhanden. Es werden also innerhalb einer Baugröße verschiedene
Funktionen mittels der verschiedenen Module dem Kunden angeboten;
verschieden Baugrößen sind
nur möglich,
indem der Fachmann das Gesamtprodukt größer auslegt, also alle Module skaliert.
-
Aus
der Veröffentlichung
von Day, Simon, und Röhrig,
ADI – ein
hochwertiger, aber auch anspruchsvoller Gusseisenwerkstoff, der
Zeitschrift Konstruieren und Gießen, 1999, Jg. 24, Nr. 4, S. 17–24 ist
ein Industrieplanetengetriebe bekannt, dessen Hohlrad, Sonne und
Planeten aus ADI gefertigt sind. Nachteilig ist dabei, dass dieses
Getriebe ein hohes, bei Industrieplanetengetrieben übliches
Spiel hat. Außerdem
ist die Werkstoffpaarung, also die Paarung von ADI mit ADI, von
Nachteil bezüglich
des Wirkungsgrades und der Geräuschentwicklung.
-
Aus
der
DE 40 20 504 A1 ist
ein Zykloidengetriebe bekannt. Aus der
WO 98/36189 A1 ist ein ORT-Getriebe
bekannt. Aus der
DE
11 68 198 B ist ein Exzentergetriebe bekannt. Diese drei
Getriebe sind beispielhafte Umlaufgetriebe und weisen die übliche Stahl-Stahl-Werkstoffpaarung
auf. Sie werden mit Getriebeöl
betrieben, um auf möglichst
kleinem Bauvolumen ein möglichst
hohes Drehmoment zu übertragen.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umlaufgetriebe und
eine Baureihe von Umlaufgetrieben weiterzubilden, wobei das Umlaufgetriebe
kompakt und kostengünstig
herstellbar sein soll und die Baureihe eine große Menge an Varianten bei niedrigen
Herstellungs- und Lagerkosten aufweisen.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei dem Umlaufgetriebe nach den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen, bei der Baureihe von Umlaufgetrieben nach den in Anspruch
12 angegebenen Merkmalen und bei einer Verwendung eines speziellen
Werkstoffes zum Erreichen eines geräuscharmen Betriebs nach den
in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
-
Umlaufgetriebe
umfassen Planetengetriebe, Zyklogetriebe und andere Exzentergetriebe.
-
Dabei
wird bei einem Planetengetriebe unter einer eine Innenverzahnung
aufweisende Komponente ein Hohlrad mit Innenverzahnung, beispielsweise
Evolventenverzahnung, verstanden und unter Umlaufrad ein Planetenrad.
Die Erfindung bezieht sich dabei auf Präzisionsgetriebe und/oder Servogetriebe,
die ein viel geringeres Spiel aufweisen als ein Industrieplanetengetriebe.
-
Bei
einem Zyklogetriebe wird unter einer eine Innenverzahnung aufweisende
Komponente ein Hohlrad mit Triebstockverzahnung und Außenrollen verstanden
und unter Umlaufrad eine Kurvenscheibe oder Außenzykloidenrad. In entsprechender
Weise werden bei ORT-Getrieben
die Teile benannt, wobei die eine Innenverzahnung aufweisende Komponente ein
Hohlrad mit einer Innenzykloidenverzahnung ist und das Umlaufrad
Rollen trägt.
-
Bei
weiteren Exzentergetrieben wird unter einer eine Innenverzahnung
aufweisende Komponente ein Hohlrad mit Innenverzahnung, beispielsweise Evolventenverzahnung,
verstanden und unter Umlaufrad ein außenverzahntes Exzenterrad,
beispielsweise mit einer Evolventen-Außenverzahnung.
-
Wesentliche
Merkmale der Erfindung bei dem Umlaufgetriebe sind, dass das Gehäuse als
Gehäuseteile
mindestens ein Abtriebsgehäuse,
ein Hohlradgehäuse
und ein Eintriebsgehäuse
umfasst, und dass zumindest eine Komponente aus einem austenitisch-bainitischem Gusseisen
und/oder ADI gefertigt ist, wobei diese Komponente mit einer weiteren
Komponente im Eingriff steht, die aus Einsatzstahl, 18CrNi8 und/oder
16MnCrSi5 gefertigt ist. Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
weist zumindest eine Komponente eine Verzahnung auf, insbesondere
ist sie ein Hohlrad und/oder weist eine Innenverzahnung auf. Bei
weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen greift die Verzahnung der
Komponente aus austenitisch-bainitischem Gusseisen und/oder ADI ein
in eine Verzahnung aus mindestens einer weiteren Komponente, die
aus Einsatzstahl, 18CrNi8 und/oder 16MnCrSi5 gefertigt ist.
-
Die
passende Werkstoffwahl für
das die Innenverzahnung aufweisende Teil, insbesondere Hohlrad,
und für
die mit ihrer Verzahnung in Eingriff stehenden weiteren Teile ergibt
somit eine ungewöhnlich
günstige
Kombination von Festigkeit, Zähigkeit
und Verschleißbeständigkeit.
Insbesondere die tribologischen Parameter sind geeignet wählbar. Bei
geeigneter Wahl ist weniger Schmierstoff notwendig. Ein wesentlicher
weiterer Vorteil der Verwendung von Werkstoff aus austenitisch-bainitischem Gusseisen
und/oder ADI zur Fertigung der mindestens einen Verzahnung ist,
dass hohe Zahnfußfestigkeiten,
hohe Verschleißfestigkeiten
und hohe Tragfähigkeit
der Verzahnung erreichbar sind. Dieser Werkstoff weist in seinem
Gefüge
eine hohe Streckgrenze auf und hat dennoch ein zähes Oberflächengefüge, das durch eine dem Gießen nachgeordnete
Kaltverformungsbearbeitung noch zusätzlich verfestigt ist.
-
Die
beschriebene Verzahnung wird nach der Kaltverformungsbearbeitung
mittels Räumen,
Ziehen oder Stoßen
gefertigt. Die von der Kaltverformungsbearbeitung her stammenden
Spannungszustände oder
Spannungsverläufe
im Material bleiben dabei zumindest teilweise erhalten. Dies bedingt
die zusätzliche
Verfestigung. Somit ist austenitisch-bainitisches Gusseisen und/oder
ADI in geradezu idealer Weise geeignet für die Herstellung tragfähiger Verzahnungen.
-
Die
genannten vorteilhafte Eigenschaften beziehen sich nicht nur auf
Evolventen- oder Zykloidenverzahnungen sondern auf alle Verzahnungen und
auch auf Rollen und/oder Nadeln bei Zyklo- und/oder Exzentergetrieben.
-
Von
Vorteil ist dabei, dass Werkstoffe dieser Art hohe statische und
dynamische Festigkeitswerte, eine gute Dehnung, eine hohe Zähigkeit,
eine geringe Kerbempfindlichkeit, gute Dämpfungseigenschaften und eine
gute Vergießbarkeit
aufweisen. Außerdem
sind diese Werkstoffe leicht und daher kostengünstig bearbeitbar. Es sind
viele geometrische Gestaltungsmöglichkeiten
gegeben. Wesentlicher weiterer Vorteil dieser Werkstoffe ist, dass
das Umlaufgetriebe kompakt und kostengünstig herstellbar ist, weil
wegen der Festigkeitseigenschaften dieser Werkstoffe ein Umlaufgetriebe
bei gleichem Nennmoment kompakter herstellbar ist als ein Umlaufgetriebe
aus herkommlichem Guss. Von Vorteil ist darüber hinaus, dass diese Werkstoffe
bei der Erfindung mit Einsatzstahl gepaart werden. Bei dieser Werkstoffpaarung
sind wesentliche Vorteile bei der Geräuschentwicklung und dem Wirkungsgrad
erzielbar.
-
Wesentlicher
Vorteil bei der Erfindung ist des Weiteren, dass die Werkstoffpaarung
von ADI mit Einsatzstahl vorteilhaftere Werte für Verschleißbeständigkeit ergeben als bei einer
Werkstoffpaarung von ADI mit ADI. Dies gilt besonders für Präzisionsgetriebe
und/oder Servogetriebe, die ein viel geringeres Spiel aufweisen
als ein Industrieplanetengetriebe. Solche Getriebe sind in der Servotechnik
vorteilhafterweise einsetzbar. Besonders vorteilhaft ist bei der
Erfindung, dass das die Innenverzahnung umfassende Teil, also insbesondere
das Hohlrad, aus ADI hergestellt und die sich mit diesem im Eingriff
sich befindenden Teile aus Einsatzstahl wie 17CrNiMo6, 18CrNi8 oder
16MnCrSi5 gefertigt sind, wodurch fast ideale Werkstoffpartner miteinander
in Berührung kommen,
für die
sich ungewöhnlich
günstige
Kombinationen von Festigkeit, Zähigkeit
und Verschleißbeständigkeit
ergeben.
-
Weiterer
wesentlicher Vorteil ist, dass bei der Erfindung, insbesondere bei
Planetengetrieben, wegen der erwähnten
vorteilhaften Werkstoffpaarung von ADI mit Einsatzstahl als Schmiermittel
sogar Fett einsetzbar ist, ohne dass eine Leistungsminderung oder
andere Nachteile beim Umlaufgetriebe auftreten. Dies ist überraschend,
weil bei Präzisionsgetrieben
und/oder Servogetrieben als Schmiermittel Öl eingesetzt wird.
-
Der
Einsatz von Fett bewirkt dann weitere Vorteile. Bei der Erfindung
sind nämlich
Wellendichtringe zum Abdichten des Inneren des Getriebes überflüssig. Es
genügen
beispielsweise RS-Rillenkugellager mit einem Lager-Außenring,
der mittels O-Ring zum Gehäuse
hin abgedichtet ist und ein Lager-Innenring, der mittels Presssitz
abgedichtet ist. Außerdem
ist infolge des Einsatzes von Fett statt Öl ein enormes Einsparungspotential
beim Getriebefett bewirkt. Beispielsweise sind bei einem einstufigen Getriebe
70% des Schmiermittels einsparbar und bei der zweistufigen Version
80%. Somit wird auch der Umweltschutz verbessert und auch der Einsatz
von Roh- und/oder Wertstoffen wird reduziert.
-
Durch
die Dreiteilung des Gehäuses
ist es besonders vorteilhaft ermöglicht,
gleiche Komponenten oder Einzelteile bei verschiedenen Baugrößen einzusetzen.
Somit ergeben sich große
Einsparmöglichkeiten
bei den Fertigungs- und insbesondere den Lagerkosten. Die Dreiteilung
hat noch zusätzlich
den weiteren Vorteil, dass ein Gehäuseteil, wie insbesondere beispielhaft
ein Hohlradgehäuse,
aus einem kostspieligerem Werkstoff fertigbar ist, ohne dass das
gesamte Gehäuse
aus diesem kostspieligerem Werkstoff zu fertigen wäre und somit
die Kosten sehr hoch wären.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Innern kein flüssiges Schmiermittel
oder wenig Schmierstoff für
die Verzahnungen vorhanden. Insbesondere kann auf flüssiges Getriebeöl verzichtet werden
und eine kleine Menge von festen Schmierstoffen eingesetzt werden,
wie Getriebefett. Von Vorteil ist dabei, dass aus austenitisch-bainitisches Gusseisen
und/oder ADI Verzahnungen mit hoher Verschleißbeständigkeit herstellbar sind,
die sogar ohne Getriebeöl
oder andere flüssige
Schmierstoffe unter Belastung lauffähig sind. Daraus ergibt sich
der weitere Vorteil, dass beispielsweise im Schadensfall aus dem
Getriebe auslaufendes Schmierfett an der Umgebung derart abkühlt, dass
es fest wird und im Wesentlichen nicht mehr weiterfließen kann.
Somit sind Umweltbelastungen sogar im Schadensfall nur beschränkt möglich.
-
Unter
festen Schmierstoffen oder Schmierfetten werden in dieser Schrift
Schmierstoffe verstanden, die bei 40°C eine kinematische Viskosität von mehr
als 500 mm^2/s aufweisen. Schmierstoffe, die bei 40°C eine Viskosität von weniger
als 500 mm^2/s aufweisen, werden in dieser Schrift als flüssig bezeichnet.
Zu dieser letztgenannten Gruppe gehören beispielsweise die meisten
Getriebeöle.
Ohne Einfluss auf diese Einteilung hat in dieser Schrift die Viskosität bei hohen
Temperaturen wie 100°C.
Bei einem Schmierfett kann diese beispielsweise 50 mm^2/s betragen,
bei einem Getriebeöl
beispielsweise 40 mm^2/s.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind nur die Lager mit Schmierstoff
geschmiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Getriebe auch in Bereichen einsetzbar
sind, wo Schmierstoff prinzipiell eine Gefährdung darstellt.
-
Die
erfindungsgemäße Verwendung
von austenitisch-bainitischem Gusseisen und/oder ADI bezieht sich
auf Umlaufgetriebe aller Art. Die Erfindung umfasst jedoch auch
ein Planetengetriebe, das speziell zum Einsatz von austenitisch-bainitischem Gusseisen
und/oder ADI ausgelegt und dafür
konstruiert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse mindestens
dreigeteilt oder aus mindestens einem Abtriebsgehäuse, Hohlradgehäuse und
Eintriebsgehäuse
zusammengesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass das Planetengetriebe
in vielen Varianten je nach Kundenwunsch zusammenstellbar und je nach
eintriebseitiger Vorrichtung ausführbar ist, wobei der Raumbedarf
für Lager
gering ist und die Lagerkosten durch den modulartigen Aufbau niedrig sind.
Außerdem
ist verschiedenes Material verwendbar für Abtriebsgehäuse, Hohlradgehäuse und
Eintriebsgehäuse.
Des Weiteren ist vorteilhaft, dass das Hohlradgehäuse mit
Innenverzahnung derart ausführbar
ist, dass es ein- und abtriebsseitig offen ausführbar ist und somit die Innenverzahnung
einfach und schnell fertigbar ist.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hohlradgehäuse aus
einem anderen Material als das Abtriebsgehäuse und/oder das Eintriebsgehäuse. Von
Vorteil ist dabei, dass ein leicht bearbeitbares, kostengünstiges
Material für
Abtriebsgehäuse
und Eintriebsgehäuse
wählbar
ist, für
das Hohlradgehäuse
hingegen ein Material, das ausreichende Festigkeit und weitere notwendige
physikalische Eigenschaften für
die Innenverzahnung aufweist.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das leicht bearbeitbare Material
eine Aluminium-Legierung
für Aluminiumdruckguss,
ein Baustahl, ein Automatenstahl, ein schwefelhaltiger Stahl oder
GGL. Von Vorteil ist dabei, dass kostengünstige und leicht bearbeitbare
Materialien verwendbar sind.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das harte Material ADI. Von
Vorteil ist dabei, dass eine extrem verschleißfeste tragfähige Verzahnung
herstellbar ist. Insbesondere durch die erfindungsgemäße zumindest
Dreiteilung des Gehäuses
des Umlaufgetriebes ist die Verwendung von ADI auf das Hohlradgehäuse beschränkbar. Somit
ist von diesem kostspieligen Material nur eine kleine Menge notwendig
und das gesamte Gehäuse
kostengünstig.
Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Gehäuseteile aus verschiedenen
Materialien fertigbar sind und somit jedes Gehäuseteil individuell optimierbar
für seine
jeweiligen Anforderungen ist. Außerdem erhält man vorteilhafterweise eine
große
Anzahl von Varianten, die auch insbesondere Kundenwünsche abdecken
oder schnell erfüllbar
machen. Weiterer Vorteil ist, dass das Hohlradgehäuse selbst
mit der Verzahnung versehbar ist und die Innenverzahnung ausreichend
tragfähig
gestaltbar ist.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Geräuschentwicklung kleiner als
bei Ersetzen der aus austenitisch-bainitischem Gusseisen und/oder ADI
gefertigten Komponente oder Komponenten durch aus Stahl gefertigte
Komponente oder Komponenten gleicher Qualität, insbesondere Verzahnungsqualität. Von Vorteil
ist dabei, dass das Umlaufgetrieben auch bei Anwendungen einsetzbar
ist, die nur eine niedrige Geräuschentwicklung
aus technischen, medizinischen oder gesetzlichen Gründen erlauben.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Umlaufgetriebe ein- oder
mehrstufig ausgeführt.
Von Vorteil ist dabei, dass das Hohlradgehäuse nicht ein Sonnenrad bzw.
einen Exzenter, eine Innenverzahnung und zugehörige Umlaufräder umfassen
kann sondern auch die für
das mehrstufige Umlaufgetriebe notwendigen inneren Komponenten,
wie ein oder mehrere weitere Sonnenräder, weitere Umlaufräder und
eine oder mehrere weitere Innenverzahnungen.
-
Wesentliche
Merkmale der Erfindung bei der Baureihe von Umlaufgetrieben sind,
dass in der jeweiligen Baugröße die Breite
des Hohlradgehäuses mit
Innenverzahnung, die Breite der Umlaufräder und die Breite des Sonnenrades
bzw. des Exzenters entsprechend dem zu übertragenden Drehmoment ausgelegt
sind, und dass in mindestens zwei Baugrößen das gleiche Abtriebsgehäuse verwendbar
ist, und dass in mindestens zwei Baugrößen das gleiche Eintriebsgehäuse verwendbar
ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Varianten innerhalb einer Baugröße je nach zu übertragendem
Drehmoment das Hohlradgehäuse
mit Innenverzahnung, die Umlaufräder
und das Sonnenrad bzw. Exzenter mit einer entsprechenden Breite
versehbar sind. Eintriebsgehäuse
und Abtriebsgehäuse
sind für mehrere
Varianten innerhalb einer Baugröße verwendbar.
Auf diese Weise wird die Vielfalt der Varianten sogar um die weitere
Varianzmöglichkeiten
verschiedener zu übertragender Drehmomente
in einer Baugröße, insbesondere
unter Verwendung gleicher Eintriebsgehäuse und Abtriebsgehäuse, ermöglicht.
-
Unter
Baugröße ist in
dieser Schrift nicht die Größe des gesamten
Gehäuses
des Umlaufgetriebes zu verstehen, sondern ein abstrakter Begriff,
wobei eine Baugröße insbesondere
durch gleiche Wellendurchmesser der abtreibenden und eintreibenden Welle
kennzeichenbar ist.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in mindestens einer Baugröße der Baureihe
Hohlradgehäuse
mit Innenverzahnung verschiedener Breite zum Übertragen verschiedener Nenn-Drehmomente einsetzbar
und die Breite der Umlaufräder
und die Breite des Sonnenrades bzw. des Exzenters ist derart verschieden
gewählt.
Von Vorteil ist dabei, dass weitere Varianzmöglichkeiten in einer Baugröße fertigbar
sind.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
- 1
- Abtriebsgehäuse
- 2
- Hohlradgehäuse
- 3
- Eintriebsgehäuse
- 4
- Planetenträgerwelle
- 5
- Lager
für Planetenträgerwelle
- 6
- Planetenradachse
- 7
- Planetenrad
- 8
- Planetenradlager
- 9
- Kupplungslager
- 10
- Wellendichtring
- 11
- Klemmscheibe
- 12
- Dichtung
- 13
- Sonnenrad
- 14
- Dichtung
- 15
- Schrauben
- 16
- Kupplung
-
Die
Erfindung wird nun anhand von zwei Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist
ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe
zum Übertragen
hoher Drehmomente, insbesondere auch bei hohen Drehzahlen von sogar über 6000
U/min, gezeigt. 2 zeigt eine zugehörige Schnittansicht.
-
Das
Gehäuse
ist aus Abtriebsgehäuse 1, Hohlradgehäuse 2 mit
Innenverzahnung und Eintriebsgehäuse 3 zusammengebaut.
Dabei sind Abtriebsgehäuse 1 und
Hohlradgehäuse 2 zusammengeschraubt
und mittels der Dichtung 12 abgedichtet. Hohlradgehäuse 2 und
Eintriebsgehäuse 3 sind
auch mittels einer Schraubverbindung gegeneinander gepresst und
mittels der Dichtung 14 abgedichtet.
-
Die
Verbindung der Gehäuseteile,
also Abtriebsgehäuse 1,
Hohlradgehäuse 2 und
Eintriebsgehäuse 3,
wird in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
durch Schraub- und/oder Schweißverbindungen
hergestellt.
-
Die
Planetenträgerwelle 4 ist
vom Lager 5 für Planetenträgerwelle
geführt.
Das Planetenrad 7 ist mittels Planetenradlager 8 auf
der Planetenradachse 6 geführt. Das Kupplungslager 9 führt die
Kupplung 16. Der Wellendichtring 10 dichtet antriebsseitig
ab. Das Sonnenrad 13 ist in die Kupplung 16 eingepresst.
-
Die
Klemmscheibe 11 dient zum Befestigen der Welle der vorgeschalteten
Vorrichtung, insbesondere eines antreibenden Elektromotors.
-
Wesentlicher
Vorteil bei der Erfindung ist die Dreiteilung des Gehäuses in
Abtriebsgehäuse 1, Hohlradgehäuse 2 und
Eintriebsgehäuse 3.
Abtriebsgehäuse 1 und
Eintriebsgehäuse 3 sind
dabei aus einem leicht bearbeitbaren Material gefertigt und daher kostengünstig herstellbar.
Somit ist es auch ermöglicht,
dass spezielle Kundenwünsche
schnell, einfach und kostengünstig
erfüllbar
sind.
-
Solche
Kundenwünsche
umfassen beispielsweise Zentrierungen und Anschraubmöglichkeiten. Daher
kann eine Baureihe von Planetengetrieben, umfassend mehrere Baugrößen, angeboten
werden, die eine große
Vielfalt innerhalb jeder Baugröße aufweist.
Durch die Dreiteilung ist trotz der Vielfalt, insbesondere der durch
die Kundenwünsche
bedingten, nur ein kleiner Lagerraum notwendig, weshalb die Lagerkosten
für die
gesamte Baureihe niedrig sind.
-
Das
Hohlradgehäuse
ist aus austenitisch-bainitischem Gusseisen und/oder ADI gefertigt. Das
Abtriebsgehäuse
und/oder das Eintriebsgehäuse
sind aus einem leicht bearbeitbaren Material gefertigt. Insbesondere
ist das Hohlradgehäuse
aus einem härteren
Material als das Abtriebsgehäuse und/oder
das Eintriebsgehäuse.
Somit wird bei der Bearbeitung von Abtriebsgehäuse und/oder Eintriebsgehäuse eine
kostengünstige
und schnelle Bearbeitung ermöglicht.
-
Die
Baureihe umfasst mindestens zwei Baugrößen, die wiederum verschiedene
Varianten von Planetengetrieben umfassen. Die Anzahl der Varianten
ist durch die Kombinationsmöglichkeiten
von verschiedenen Abtriebsgehäusen 1,
Hohlradgehäusen 2 und
Eintriebsgehäusen 3 bestimmt.
-
Es
werden innerhalb einer Baugröße der Baureihe
eine Vielfalt von Eintriebsgehäusen
vorgehalten, die zum Anschluss verschiedener Motoren ausgebildet
sind. Insbesondere sind Motoren mit Flanschen und/oder Verbindungsarten
gemäß herstellereigener,
nationaler oder internationaler Norm, wie SEW-Werksnorm, DIN, ISO
oder dergleichen, anschließbar.
Die Eintriebsgehäuse
weichen jeweils entsprechend von dem in den Figuren gezeigten Eintriebsgehäuse 3 ab.
Dabei sind zum Verbinden der antreibenden Vorrichtung Passfederverbindungen ebenso
eingeschlossen wie Klemmverbindungen, kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere die niedrigen Lagerkosten
bei großer
Vielfalt von Eintriebsgehäusen
der Varianten innerhalb der Baugröße.
-
Durch
die Dreiteilung ist ermöglicht,
dass Abtriebsgehäuse 1,
Hohlradgehäuse 2 und
Eintriebsgehäuse 3 aus
jeweils verschiedenem Material fertigbar sind. Kostspieliges Material
wird nur für
die Gehäuseteile
verwendet, für
die es aus technischen Gründen notwendig
ist. Für
andere Gehäuseteile
wird kostengünstiges
Material verwendet.
-
Wesentlicher
weiterer erfindungsgemäßer Vorteil
der Dreiteilung ist, dass das Hohlradgehäuse 2 zum Abtriebsgehäuse 1 hin
eine Standard-Schnittstelle aufweist. D. h., dass die Verbindungsgeometrie,
Möglichkeiten
der Verschraubung, Bohrungen, Dichtungen innerhalb einer Baugröße gleich
sind oder zumindest innerhalb einer Baugröße für mehrere Planetengetriebe.
Das Hohlradgehäuse 2 ist
also optimiert ausführbar
und muss nur derart ausgeführt sein,
dass es die Standard-Schnittstelle aufweist und das vorgesehene
Drehmoment überträgt. Außerdem müssen weitere
Anforderungen, wie zu tolerierende Axial- und Radialkräfte oder dergleichen, durch
die Ausführung
erfüllt
werden.
-
Im
Gegensatz zum Stand der Technik muss das erfindungsgemäße Hohlradgehäuse 2 aber
keinen Bauraum oder zusätzliche
Anbaumöglichkeiten vorhalten
für eventuelle
Kundenwünsche.
Dazu gehören
beispielsweise Platz für
Bohrungen.
-
Das
Hohlradgehäuse 2 ist
aus ADI, insbesondere ADI 900, gefertigt und ist infolge der erfindungsgemäßen Dreiteilung
ein- und abtriebsseitig, also zum Abtriebsgehäuse 1 und Eintriebsgehäuse 3 hin,
offen. Die Innenverzahnung des Hohlradgehäuses 2 ist somit stoßend oder
räumend
fertigbar. Somit ist die Innenverzahnung kostengünstig herstellbar.
-
Das
austenitisch-bainitisches Gusseisen oder ADI eignen sich hervorragend,
da diese Werkstoffe eine günstige
Kombination von Festigkeit, Zähigkeit
und Verschleißbeständigkeit
umfassen. Die mit solchem Gusseisen hergestellten Verzahnungen weisen
eine hohe Zahnfußfestigkeit
und eine hohe Verschleißfestigkeit
auf. Somit sind hohe Drehmomente übertragbar, insbesondere bei
Drehzahlen, die sogar 6000 U/min übersteigen.
-
Innerhalb
der Baureihe und insbesondere innerhalb einer jeweiligen Baugröße sind
Varianten mit verschiedenen Übersetzungszahlen
herstellbar, indem das Hohlradgehäuse 2 getauscht wird
gegen ein Hohlradgehäuse 2 mit
anderen Verzahnungsdaten. Ebenso werden gegebenenfalls auch Planetenräder und
Sonne getauscht. Abtriebsgehäuse 1 und
Eintriebsgehäuse 3 werden
dabei aber beibehalten.
-
Weitere
erfindungsgemäße Vorteile
der Dreiteilung sind bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen die Möglichkeiten
des Austausches der verzahnten Teile, wie Hohlradgehäuse 2, Planetenräder 7 und
Sonne 13 gegen Teile mit gleichartiger Verzahnung aber
größerer Breite.
Somit sind verschiedene Drehmomente übertragbar bei gleichem Abtriebsgehäuse 1 und
Eintriebsgehäuse 3.
Im Lager müssen
nur die verschieden breiten Teile vorgehalten werden. Daher sind
die Lagerkosten trotz dieser zusätzlichen
Vielfalt gering.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
werden Planetenräder
und/oder Sonnenräder
aus ADI gefertigt. Insbesondere betrifft die Erfindung auch Planetengetriebe,
bei denen Planetenräder
aus ADI 900 im Eingriff stehen mit Innenverzahnung und Sonnenrad
aus Einsatz- oder Vergütungsstahl.
Die erwähnten
Komponenten austenitisch-bainitischem
Gusseisen und/oder ADI sind in diesem Fall Planetenräder.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
werden andere Umlaufgetriebe analog zu der bisherigen Beschreibung
ausgeführt.
Beispielsweise wird bei einem Exzenter- oder Zyklogetriebe das Gehäuse ebenfalls
mindestens dreiteilig ausgeführt,
insbesondere aus Abtriebsgehäuse, Hohlradgehäuse und
Eintriebsgehäuse.
Bei dem Zyklogetriebe trägt
das Hohlradgehäuse
in seinem Inneren eine Zyklo-Kontur oder es werden Außenrollen eingelegt.
Insbesondere lässt
sich das Hohlradgehäuse
aus ADI ausführen,
wobei vorteilhafterweise das kostspielige Material ADI nur für das Hohlradgehäuse eingesetzt
werden muss. Aber auch die Außenrollen
lassen sich aus ADI ausführen.
Das Umlaufrad ist dabei zwar auch aus ADI ausführbar, bei Ausführung der
Außenrollen
aus ADI ergeben sich jedoch besonders gute Eigenschaften bezüglich Verschleiß und Geräusch.
-
Ebenso
ist in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
das Gehäuse
bei einem Exzentergetriebe mindestens dreiteilig ausgeführt, insbesondere
aus Abtriebsgehäuse,
Hohlradgehäuse und
Eintriebsgehäuse.