-
Stand der Technik
-
Es ist bereits eine Getriebeeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen worden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung geht aus von einer Getriebeeinheit, insbesondere Handwerkzeugmaschinengetriebeeinheit, mit zumindest einem Zahnradelement und mit zumindest einem Lagerelement, das zumindest eine Gleitlagerfläche aufweist, auf der das Zahnradelement zumindest teilweise drehbar gelagert ist.
-
Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Gleitlagerfläche zumindest teilweise radial außerhalb zumindest eines Verzahnungsbereichs des Zahnradelements angeordnet ist und das Zahnradelement in einem Betriebszustand mit dem zumindest einen Verzahnungsbereich auf der zumindest einen Gleitlagerfläche zumindest teilweise gleitend gelagert ist. Unter einem „Lagerelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise zu einer Aufnahme von zumindest einer Lagerkraft, insbesondere von mehreren Lagerkräften, vorgesehen ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „Gleitlagerfläche“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche des Lagerelements verstanden werden, die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Zahnradelement zumindest teilweise gleitend zu lagern. Unter „gleitend lagern“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein Gleitreibungskoeffizient zwischen der Gleitlagerfläche und dem zumindest einen Zahnradelement, insbesondere dem Verzahnungsbereich des zumindest einen Zahnradelements, vorzugsweise in einem Betriebszustand, bei dem zumindest eine Fläche des Zahnradelements, insbesondere des Verzahnungsbereichs des zumindest einen Zahnradelements, zumindest teilweise über die Gleitlagerfläche rutscht, insbesondere höchstens 1, vorzugsweise höchstens 0,8, bevorzugt höchstens 0,5 und besonders bevorzugt höchstens 0,25 beträgt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gleitreibungskoeffizient insbesondere kleiner als 0,1 und besonders vorteilhaft kleiner als 0,05.
-
Unter „radial außerhalb“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Gleitlagerfläche, von einem Mittelpunkt aus betrachtet, in Radialrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig nach dem Verzahnungsbereich des Zahnradelements angeordnet ist. Unter einem „Verzahnungsbereich“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich des Zahnradelements verstanden werden, in dem das Zahnradelement eine zumindest teilweise evolventen-, zykloiden- oder zackenförmige oder eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kontur aufweist und der zumindest teilweise zu einer zumindest teilweise formschlüssigen Verbindung zu einer Kraft- und/oder Bewegungsübertragung in einem Betriebszustand vorgesehen ist.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine konstruktiv einfache und bevorzugt kostengünstige Lagerung des zumindest einen Lagerelements erreicht werden. Ferner kann das zumindest eine Zahnradelement vorzugsweise vollständig über das zumindest eine Lagerelement gelagert werden, wodurch vorteilhaft auf eine Lagerung des zumindest einen Zahnradelements über ein Bolzenelement verzichtet werden kann. Dadurch kann eine bevorzugt stabile und konstruktiv einfache Ausgestaltung des zumindest einen Zahnradelements, das dadurch insbesondere zu einer höheren Momentenübertragung geeignet sein kann, erreicht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Lagerelement das zumindest eine Zahnradelement zumindest teilweise umschließt. Unter „zumindest teilweise umschließen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass sich das Lagerelement in Umfangsrichtung des Zahnradelements über einen Winkelbereich insbesondere von zumindest 20 °, vorzugsweise von zumindest 30 °, bevorzugt von zumindest 45 ° und besonders bevorzugt von zumindest 60 ° erstreckt. Dadurch kann eine bevorzugt präzise Führung und Lagerung des Zahnradelements durch das zumindest eine Lagerelement erreicht werden.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Lagerelement dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Zahnradelemente zumindest teilweise zu lagern. Dadurch kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinheit erreicht werden.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Zahnradelement in einem in Radialrichtung innenliegenden Bereich zumindest im Wesentlichen durchgehend ausgebildet ist. Unter einem „in Radialrichtung innenliegenden Bereich“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich des Zahnradelements verstanden werden, der, von einem Mittelpunkt aus betrachtet, zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig vor dem Verzahnungsbereich des Zahnradelements angeordnet ist. Unter „durchgehend“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein Material des Zahnradelements insbesondere zumindest zu 75 %, vorzugsweise zumindest zu 80 %, bevorzugt zumindest zu 90 % und besonders bevorzugt zumindest zu 95 %, insbesondere makroskopisch betrachtet, unterbrechungsfrei ausgebildet ist. Dadurch kann eine bevorzugt stabile, robuste und vorteilhaft belastbare Ausgestaltung des Zahnradelements erreicht werden. Ferner kann bei einer vorteilhaft kleinen und kompakten Ausgestaltung des Zahnradelements eine bevorzugt hohe Belastbarkeit und Momentenübertragung erreicht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Zahnradelement ein Planetenzahnrad umfasst. Die Getriebeeinheit umfasst vorzugsweise ein, insbesondere mehrstufiges, Planetengetriebe. Dadurch kann eine flexibel einsetzbare Ausgestaltung der Getriebeeinheit erreicht werden.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit zumindest einen Planetenträger umfasst, mit dem das zumindest eine Lagerelement zumindest teilweise fest verbunden ist. Unter „fest verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere „unlösbar“ und/oder „nur durch Zerstörung trennbar“ verstanden werden. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zumindest eine Lagerelement zumindest teilweise stoffschlüssig mit dem Planetenträger verbunden. Unter „stoffschlüssig verbunden“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Masseteile durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden, wie beispielsweise durch Löten, Schweißen, Kleben, Anspritzen, Vulkanisieren und/oder durch eine Herstellung aus einem Stück. Dadurch kann eine bevorzugt zuverlässige, stabile und kostengünstige Verbindung zwischen dem zumindest einen Lagerelement und dem Planetenträger erreicht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Lagerelement zumindest teilweise einstückig mit dem zumindest einen Planetenträger ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest teilweise in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Dadurch kann eine vorteilhaft sichere Verbindung zwischen dem zumindest einen Lagerelement und dem Planetenträger, vorzugsweise in einem bevorzugt einfachen Verfahren, und dadurch insbesondere eine zeit- und kostengünstige Herstellung der Getriebeeinheit erreicht werden.
-
Die erfindungsgemäße Getriebeeinheit soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Getriebeeinheit zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
-
Zeichnung
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
-
Es zeigen:
-
1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit in einer perspektivischen Darstellung und
-
2 die erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einer Schnittdarstellung.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
In 1 ist ein Teil einer Getriebeeinheit, das eine Getriebestufe 24 bildet, dargestellt. Die Getriebeeinheit ist von einer Handwerkzeugmaschinengetriebeeinheit gebildet und umfasst ein Zahnradelement 10. Die Getriebestufe 24 der Getriebeeinheit weist drei Zahnradelemente 10 auf. Die Zahnradelemente 10 umfassen jeweils ein Planetenzahnrad 20. Das Zahnradelement 10 ist drehbar gelagert. Dazu ist ein Lagerelement 12 vorgesehen, das eine Gleitlagerfläche 14 aufweist. Auf der Gleitlagerfläche 14 ist das Zahnradelement 10 drehbar gelagert. Das Zahnradelement 10 ist gleitend gelagert. Die Gleitlagerfläche 14 ist in Radialrichtung 18 betrachtet außerhalb eines Verzahnungsbereichs 16 des Zahnradelements 10 angeordnet. Das Zahnradelement 10 ist mit dem Verzahnungsbereich 16 gleitend auf der Gleitlagerfläche 14 gelagert.
-
Der Verzahnungsbereich 16 erstreckt sich in Umfangsrichtung 26 um das Lagerelement 12 herum. Der Verzahnungsbereich 16 der Zahnradelemente 10 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand der Getriebeeinheit mit einem weiteren Zahnradelement 28 der Getriebeeinheit zu kämmen. Das weitere Zahnradelement 28 ist von einem Hohlrad 30 gebildet. Das von dem Planetenzahnrad 20 gebildete Zahnradelement 10 ist in einem in Radialrichtung 18 innenliegenden Bereich durchgehend ausgebildet. Der in Radialrichtung 18 innenliegende Bereich ist frei von Ausnehmungen, Durchbrüchen oder Materialschwächungen ausgestaltet.
-
Das Lagerelement 12 weist zwei Gleitlagerflächen 14 auf. Die Gleitlagerflächen 14 sind an einander gegenüberliegenden Enden des Lagerelements 12 angeordnet. Jede Gleitlagerfläche 14 weist eine Krümmung auf. Die Gleitlagerfläche 14 ist kreisbogenförmig ausgebildet. Das Lagerelement 12 ist dazu vorgesehen, zwei Zahnradelemente 10 teilweise zu lagern. Die Getriebestufe 24 der Getriebeeinheit umfasst drei Lagerelemente 12 und drei Zahnradelemente 10. Jeweils eine Gleitlagerfläche 14 eines Lagerelements 12 ist einer Gleitlagerfläche 14 eines benachbart angeordneten Lagerelements 12 gegenüberliegend angeordnet. Dazwischen ist jeweils ein Zahnradelement 10 angeordnet und drehbar gelagert. Die Gleitlagerflächen 14 der Lagerelemente 12 umschließen das Zahnradelement 10 teilweise.
-
Die Getriebeeinheit umfasst einen Planetenträger 22. Das Lagerelement 12 ist fest mit dem Planetenträger 22 verbunden. Das Lagerelement 12 ist einstückig mit dem Planetenträger 22 ausgebildet. Die Lagerelemente 12 erstrecken sich entlang der Umfangsrichtung 26 des Planetenträgers 22. Die Lagerelemente 12 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung 26 des Planetenträgers 22 verteilt angeordnet. In einem montierten Zustand liegen die Zahnradelemente 10 mit einer Haupterstreckungsfläche an dem Planetenträger 22 an und kontaktieren mit dem Verzahnungsbereich 16 jeweils zwei Gleitlagerflächen 14 benachbarter Lagerelemente 12. Die Zahnradelemente 10 sind, in Umfangsrichtung 26 des Planetenträgers 22 betrachtet, jeweils zwischen zwei benachbarten Lagerelementen 12 angeordnet.
-
Durch die Lagerung der Zahnradelemente 10 über einen Außenumfang bzw. eine Hüllkontur des Verzahnungsbereichs 16 der Zahnradelemente 10 können die Zahnradelemente 10, gegenüber bereits bekannten, über einen Lagerbolzen, der in eine Ausnehmung im Zahnradelement eingreift, gelagerten Zahnradelementen, geringere Abmessungen und Materialstärken für eine gleiche Belastbarkeit aufweisen. Da ein Einpressen von Lagerbolzen in Ausnehmungen in einem bereits bekannten Planetenträger, wie bisher üblich, entfällt, kann eine bevorzugt kompakte, in Axialrichtung 32 betrachtet kurze und vorteilhaft leichte Ausgestaltung der Getriebeeinheit erreicht werden. Zudem können Arbeitsschritte zum Einbringen der Ausnehmung und zum Einpressen eines Lagerbolzens eingespart werden, wodurch geringe Kosten und eine geringe Fehlermöglichkeit bei der Herstellung erreicht werden können. Es kann eine mit bisherigen, bereits bekannten Getriebeeinheiten vergleichbare Übersetzung bei einem geringeren Bauraumbedarf in Axialrichtung 32 und in Radialrichtung 18 erreicht werden.
-
In 2 ist die Getriebeeinheit mit drei Getriebestufen 24, 124, 224 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Getriebestufen 24, 124, 224 sind zu unterschiedlichen Über- oder Untersetzungen einer Antriebsbewegung einer nicht dargestellten Antriebseinheit in eine Abtriebsbewegung vorgesehen. Die erste Getriebestufe 24 ist in 1 dargestellt. Die zweite Getriebestufe 124 umfasst einen Planetenträger 122 und Zahnradelemente 110, die in ihrer Funktion und Anordnung denen der bereits beschriebenen ersten Getriebestufe 24 entsprechen. Die Zahnradelemente 110 sind über Lagerelemente, die den bereits beschriebenen Lagerelementen 12 entsprechen, an dem Planetenträger 122 gelagert. Die dritte Getriebestufe 224 umfasst einen Planetenträger 222 und Zahnradelemente 210, die in ihrer Funktion und Anordnung denen der bereits beschriebenen ersten Getriebestufe 24 entsprechen. Die Zahnradelemente 210 sind über Lagerelemente, die den bereits beschriebenen Lagerelementen 12 entsprechen, an dem Planetenträger 222 gelagert.
-
Die Getriebeeinheit ist zudem dazu vorgesehen, die Abtriebsbewegung auf eine Werkzeugaufnahme 34 und ein in der Werkzeugaufnahme 34 gehaltenes, nicht dargestelltes Einsatzwerkzeug zu übertragen. Dadurch werden die Werkzeugaufnahme 34 und das darin gehaltene Einsatzwerkzeug in einem Betriebszustand rotierend angetrieben. Die Getriebestufen 24, 124, 224 der Getriebeeinheit sind, parallel zu einer Rotationsachse 36 der Getriebeeinheit betrachtet, nacheinander angeordnet. Das von dem Hohlrad 30 gebildete weitere Zahnradelement 28 der Getriebeeinheit ist parallel zur Rotationsachse 36 des Planetenträgers 22 verschiebbar gelagert.
-
Das Hohlrad 30 greift in einer ersten Verschiebeposition in die Zahnradelemente 10 der ersten Getriebestufe 24 ein. Die erste Getriebestufe 24 ist, parallel zur Rotationsachse 36 der Getriebeeinheit betrachtet, auf einer der Werkzeugaufnahme 34 zugewandten und der Antriebseinheit abgewandten Seite der Getriebeeinheit angeordnet. Durch ein Verschieben des Hohlrads 30 parallel zur Rotationsachse 36 zu einer Werkzeugaufnahme 34 hin wird das Hohlrad 30 in eine zweite Verschiebeposition gebracht. In der zweiten Verschiebeposition greift das Hohlrad 30 in die als Planetenzahnräder 120 ausgebildeten Zahnradelemente 110 der zweiten Getriebestufe 124 der Getriebeeinheit ein. Durch ein weiteres Verschieben des Hohlrads parallel zur Rotationsachse 36 der Getriebeeinheit zu einer Werkzeugaufnahme 34 hin, wird das Hohlrad 30 in eine dritte Verschiebeposition gebracht. In der dritten Verschiebeposition greift das Hohlrad 30 in die als Planetenzahnräder 220 ausgebildeten Zahnradelemente 210 der dritten Getriebestufe 224 der Getriebeeinheit ein. Die dritte Getriebestufe 224 ist, parallel zur Rotationsachse 36 der Getriebeeinheit betrachtet, auf einer der Antriebseinheit zugewandten Seite der Getriebeeinheit angeordnet. Die zweite Getriebestufe 124 ist, parallel zur Rotationsachse 36 betrachtet, zwischen der ersten Getriebestufe 24 und der dritten Getriebestufe 224 angeordnet.
