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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Getriebegehäuseteil.
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Es ist allgemein bekannt, dass Getriebe mit einem metallischen Getriebegehäuseteil ausgeführt sind. Somit ist die Wärme vom Getriebeöl in einfacher und effektiver Weise an die äußere Umgebung abführbar. Allerdings ist die Masse solcher Getriebe hoch.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine massearmes Getriebe in leistungsfähiger Weise weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Getriebe nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Getriebe mit einem Getriebegehäuseteil sind, dass
das Getriebegehäuseteil als Verbundteil hergestellt ist, wobei das Verbundteil zumindest ein stoffschlüssig von Kunststoff zumindest teilweise umgebenes metallisches Teil aufweist,
wobei als metallisches Teil ein Zentriermittel vorgesehen ist,
ein erster metallischer Oberflächenabschnitt des Zentriermittels aus dem Kunststoff des Verbundteils ins Getriebeinnenraum hineinragt und ein zweiter metallischer Oberflächenabschnitt aus dem Kunststoff in die äußere Umgebung des Getriebes hervorragt,
insbesondere so dass das Zentriermittel eine einstückige wärmeleitende Verbindung vom Getriebeinnenraum zur äußeren Umgebung des Getriebes bildet.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Wärme gut ableitbar ist und außerdem ein leichtes Kunststoffgehäuse einsetzbar ist. Die anzutreibende Vorrichtung oder der antreibende Motor ist dabei aus Metall und ist trotzdem passgenau mit dem Getriebe verbindbar. Denn das Zentriermittel ist aus Metall und somit bei der Zentrierung formstabiler als ein vergleichbares aus reinem Kunststoff gefertigtes Zentriermittel. Somit ist also eine sehr präzise Ausrichtung bei der Verbindung erreichbar und die Verbindung sogar wiederholt betätigbar, also lösbar und wieder verbindbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Getriebeinnenraum Schmieröl vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die wärmeerzeugenden Raumbereiche, wie beispielsweise die im Eingriff stehenden Verzahnbereiche und die im Betrieb der Rollreibung ausgesetzten Wälzkörper sowie die beim Plantschen von Verzahnungsteilen im Öl entstehenden erwärmten Bereiche, in einfacher Weise entwärmbar sind über das Öl, welches die metallischen Oberflächenabschnitte, welche in den Getriebeinnenraumbereich hineinragen, des Zentriermittels oder anderer metallischer Teile berührt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kunststoff ein faserverstärkter Kunststoff und/oder ein Faserverbundwerkstoff oder ein Polyamid. Insbesondere ist hierbei ein glasfaserverstärkter Verbundwerkstoff oder ein karbonfaserverstärkter Verbundwerkstoff. Es ist aber auch ein Polyamidfaser-verstärktem Verbundwerkstoff. Als Verguss wird Polyurethanharz oder Epoxidharz verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine metallische Gewindebuchse mit dem Zentriermittel verbunden, insbesondere einstückig zusammen mit dem Zentriermittel ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Herstellung das metallische Teil eingelegt wird in die Werkzeugform und dann das Kunststoffmaterial das metallische Teil umgibt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Gewindebuchsen mittels metallisch ausgeführten Halteabschnitten miteinander oder mit dem Zentriermittel verbunden, insbesondere wobei das Zentriermittel, die Halteabschnitte und die Gewindebuchsen miteinander einstückig ausgeführt sind, insbesondere als Gussteil, Stanzteil oder als Stanz-Biegeteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halteabschnitte im Kunststoffmaterial angeordnet und stoffschlüssig mit dem Kunststoffmaterial verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass ein verbesserter Halt erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halteabschnitte als Radialstege ausgeführt sind und/oder als radial sich von der Gewindeschraubachse ein jeweiligen Gewindebuchse weg erstreckende Stege. Von Vorteil ist dabei, dass ein drehfestes Verbinden erreichbar ist und außerdem die stoffschlüssige Verbindung durch die formschlüssige Verbindung, also das strahlenförmige Erstrecken der Metall-Radialstege im Kunststoffmaterial, verstärkt wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Zentriermittel einen Ringabschnitt auf, insbesondere dessen axiale Ausdehnung größer als die Wandstärke des Kunststoffmaterials ist. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur ein Lager aufnehmbar ist sondern auch die Wärme von innen nach außen durch die Gehäusewandung durchleitbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt ein erster metallischer Oberflächenabschnitt einer Gewindebuchse aus dem Kunststoff des Verbundteils in den Getriebeinnenraum hinein und ein zweiter metallischer Oberflächenabschnitt der Gewindebuchse ragt aus dem Kunststoff in die äußere Umgebung des Getriebes hervor,
insbesondere die Gewindebuchse den Getriebeinnenraum von der in den Gewindebereich der Gewindebuchse eingeschraubten Gewindeschraube oder von der äußeren Umgebung trennt, insbesondere zumindest teilweise gehäusebildend trennt. Von Vorteil ist dabei, dass an dem außen oder innen hervorragenden Oberflächenabschnitt oberflächenvergrößernde Kühlstrukturen anordenbar sind, so dass eine noch weiter verbesserte Entwärmung erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Gewindebuchse radial zur Gewindeschraubachse sich erstreckende, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandete, Radialstege, insbesondere als Halteabschnitte, angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung und besonders gute Entwärmung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Gewindebuchse ein Innengewinde zum Schraubverbinden mit einer Gewindeschraube auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Festigkeit erreichbar ist beim Verbinden, obwohl ein Kunststoffgehäuse verwendet ist. Die Gewindeschrauben sind daher aus Metall ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Metall Stahl, Stahlblech und/oder Aluminium verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Wandung des Getriebegehäuseteils oder eines mit dem Getriebegehäuseteil dicht verbindbaren Deckelteils ein durch die Wandung durchgehender Kühlkörper angeordnet,
so dass ein erster Oberflächenabschnitt des Kühlkörpers in den Getriebeinnenraumbereich hineinragt und ein zweiter Oberflächenabschnitt des Kühlkörpers in die äußere Umgebung des Getriebegehäuseteils hervorragt. Von Vorteil ist dabei, dass die Entwärmung verbessert ist, da das Kunststoffmaterial ein viel schlechterer Wärmeleiter ist als das verwendete Metall, insbesondere mit einer mindestens hundertmal schlechteren spezifischen Wärmeleitfähigkeit.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kühlkörper aus Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Gusstechnische Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kühlkörper in seinem ersten Oberflächenbereich und/oder in seinem zweiten Oberflächenbereich oberflächenvergrößernde Strukturen, insbesondere Kühlrippen und/oder Kühlfinger, auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein verringerter Wärmeübergangswiderstand erreichbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist eine Schrägansicht auf ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuse gezeigt.
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In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei Gewindebuchsen 20 vorgesehen sind.
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In der 3 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuseteil gezeigt.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Getriebegehäuseteil 1 als Verbundteil aus einer Kunststoff-Wandung gefertigt, in welcher ein metallisches Zentriermittel 2, insbesondere Zentrierring, vorgesehen ist. Dabei ragt das Metallische Zentriermittel 2 durch die Wand des Getriebegehäuseteils 1 hindurch und ragt sogar sowohl in den Innenbereich als auch in den Außenbereich hervor.
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Das Zentriermittel 2 ist somit stoffschlüssig mit dem Kunststoff der Wandung verbunden. Innerhalb des Getriebes entsteht bei Betrieb des Getriebes Wärme aufgrund von Reibung, insbesondere in den Lagern oder von den in Eingriff stehenden Verzahnungen. Dadurch, dass das Zentriermittel 2 ins Innere hineinragt, wird die Wärme vom Getriebeschmieröl, welches im Inneren des Getriebegehäuseteils angeordnet ist, ans Zentriermittel 2 und von diesem an die Außenseite des Getriebes herausgeleitet. Durch die Kunststoffwandung tritt nur ein geringer Wärmestrom vom Getriebeschmieröl an die Umgebung hindurch, da die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Kunststoff sehr viel geringer ist als die des Metalls, aus welchem das Zentriermittel 2 hergestellt ist.
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Als Metall eignet sich ein Eisen-, Stahl- und/oder Aluminium-haltiges Material.
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Wie in 2 gezeigt. Sind weitere metallische Teile sind in der Kunststoffwandung angeordnet. Insbesondere Gewindebuchsen 20 ermöglichen das Einschrauben von Gewindeschrauben zur Verbindung weiterer Vorrichtungen, wie beispielsweise ein mit dem Getriebegehäuseteil 1 zu verbindenden Elektromotor, welcher die eintreibende Welle des Getriebes antreibt, oder eine vom Getriebe anzutreibende. Vorrichtung, deren drehbar gelagertes Teil mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist.
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Die Gewindebuchsen 20 sind dabei in der Kunststoffwandung vorzugsweise durchgängig angeordnet, so dass sie in den Getriebeinnenraumbereich hineinragen. Der Gewindebereich ist allerdings getrennt vom Getriebeinnenraumbereich, da die Gewindebuchsen 20 nicht durchgängig hohl sind sondern der Gewindebereich einer Sacklochausnehmung gleicht. Somit trennt jeweils die metallische Wandung der Gewindebuchse 20 das Schmieröl des Getriebes von den in die Gewindebuchsen 20 einzuschraubenden Gewindeschrauben.
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Wie in 4 gezeigt, weisen die Gewindebuchsen 20 Halteabschnitte auf, die im oder am Kunststoffmaterial angeordnet und ebenfalls stoffschlüssig verbunden sind. Dabei sind die Halteabschnitte vorzugsweise als Radialstege 40 ausgeführt, also als radial sich von der Gewindeschraubachse weg erstreckende Stege.
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Als Kunststoff ist ein Polyamid, ein Polyurethan oder ein Faserverbundwerkstoff einsetzbar.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen erstrecken sich die Halteabschnitte von den Gewindebuchsen 20 bis zu anderen Gewindebuchsen 20 und/oder zu dem Zentriermittel 2. Auf diese Weise ist die relative Lage der metallischen Teile schon vor dem Umgeben, insbesondere Umspritzen mit Kunststoff oder Einlegen in Faserverbundmaterial, wie Glasfaserkunststoff, festgelegt. Außerdem ist somit auch eine wärmeleitende Verbindung innerhalb des Kunststoffmaterials erreicht, so dass Wärmeströme aufspreizbar sind. Die relative Lage der Zentrierung, also des Zentriermittels 2, und der Gewindebuchsen 20 ist somit nicht durch das Kunststoff-Formwerkzeug festgelegt sondern durch die über die Halteabschnitte verbundenen metallischen Teile.
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Vorzugsweise sind als Haltabschnitte oder als gesamter Verbund der metallischen Teile mit den Halteabschnitten Stanz-Biegeteile eingesetzt. Hierbei ist eine besonders kostengünstige Fertigung erreichbar.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Gewindebuchsen 20 nicht durchgehend in der Kunststoffwandung des Getriebegehäuses angeordnet, so dass sie also von der Außenseite des Getriebes nur teilweise in die Wandung des Getriebegehäuses hineinragen. Somit ist das Getriebeschmieröl von der jeweiligen Gewindebuchse 20 mittels des Kunststoffmaterials des Getriebegehäuseteils 1 getrennt.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Zentriermittel 2 zum Innenraum des Getriebes hin verbreitert. Somit ist ein vergrößerter Wärmestrom vom Schmieröl einleitbar ins Zentriermittel 2.
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Im Deckelteil 30, welches mit dem Getriebegehäuseteil 1 dicht verbindbar und somit das Getriebegehäuse bildet, ist ein Kühlkörper 31 angeordnet, der durchgehend in dem Kunststoff-Deckelteil 30 angeordnet ist, also ins Getriebeinnere mit einer Kühlstruktur hineinragt und an der Außenseite in die Umgebungsluft mit einer weiteren Kühlstruktur hervorragt. Die Kühlstruktur besteht aus Kühlrippen und/oder Kühlfingern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebegehäuseteil
- 2
- Zentriermittel, insbesondere Zentrierring
- 20
- Gewindebuchsen
- 30
- Deckelteil
- 31
- Kühlkörper
- 40
- Radialstege
