DE102013208163B4 - Adapter for an output shaft of a gearbox - Google Patents
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Abstract
Adapter für eine runde mechanische Schnittstelle einer Getriebewelle (7) mit Zentriermitteln (11), mit einer Planfläche (9) und mit mehreren Befestigungsbohrungen (17), wobei die Befestigungsbohrungen (17) konzentrisch zu den Zentriermitteln (11) angeordnet sind, wobei der Adapter eine Aufnahmebohrung (23) aufweist, und wobei die Aufnahmebohrung (23) zur Aufnahme eines Wellenstumpfs (25) eines Ritzels (5) dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenstumpf (25) formschlüssig mit der Aufnahmebohrung (23) verbunden ist, dass das Ritzel (5) in axialer Richtung an der Adapterplatte (3) gesichert ist, und dass die axiale Sicherung eine Nut (32) und einen Sicherungsring ((30), eine Schraube (34), eine Scheibe (36) und ein Innengewinde in dem Wellenstumpf (25), ein Außengewinde (38) an dem Wellenstumpf (25) umfassen.Adapter for a round mechanical interface of a gear shaft (7) with centering means (11), with a plane surface (9) and with a plurality of mounting holes (17), wherein the mounting holes (17) are arranged concentrically to the centering means (11), wherein the adapter a receiving bore (23), and wherein the receiving bore (23) for receiving a stub shaft (25) of a pinion (5), characterized in that the stub shaft (25) is positively connected to the receiving bore (23) that the pinion (5) is secured in the axial direction to the adapter plate (3), and that the axial securing a groove (32) and a locking ring ((30), a screw (34), a disc (36) and an internal thread in the stub shaft (25), an external thread (38) on the stub shaft (25).
Description
Die Erfindung geht aus von einem Getriebe, das an einer Welle, bevorzugt an seiner Abtriebswelle, eine runde mechanische Schnittstelle umfassend eine Planfläche mit mehreren konzentrisch zu der Drehachse der Welle angeordneten Befestigungsgewinden und eine Zentriereinrichtung aufweist. Diese runde mechanische Schnittstelle ist beispielsweise in der Norm EN ISO 9004-1-A definiert. Wenn ein Getriebe eine solche normierte mechanische Schnittstelle aufweist, kann es in Serien mit großen Stückzahlen gefertigt und über die genannten Schnittstelle an die speziellen Einsatzbedingungen angepasst werden.The invention relates to a transmission which has on a shaft, preferably on its output shaft, a round mechanical interface comprising a plane surface with a plurality of concentric with the axis of rotation of the shaft mounting threads and a centering device. This round mechanical interface is defined for example in the standard EN ISO 9004-1-A. If a transmission has such a standardized mechanical interface, it can be mass-produced in series and adapted to the specific conditions of use via the said interface.
Ein bislang nicht befriedigend gelöstes Problem besteht darin, ein Ritzel an dieser Schnittstelle anzuflanschen. Bislang muss der Außendurchmesser des Ritzels deutlich größer als der Teilkreisdurchmessers der Befestigungsgewinde in der Planfläche sein.An unsatisfactory problem has been solved by flanging a pinion on this interface. So far, the outer diameter of the pinion must be significantly larger than the pitch circle diameter of the mounting threads in the plane surface.
Wenn die auf das Ritzel in tangentialer Richtung wirkenden äußeren Kräfte vorgegeben sind, resultieren aus dem großen Ritzeldurchmesser große Drehmomente, die auf die Welle und das Getriebe wirken. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Ritzel eine Zahnstange antreibt, die einen Gegenstand in vertikaler Richtung gegen die Schwerkraft verschiebt.When the external forces acting on the pinion in the tangential direction are given, the large pinion diameter results in large torques acting on the shaft and the transmission. This is the case, for example, when the pinion drives a rack which displaces an object in the vertical direction against gravity.
Ein weiterer wichtiger Grund liegt in der Fertigungstechnik. Wenn nämlich das Ritzel einen kleineren Durchmesser als die Planfläche der runden mechanischen Schnittstelle aufweist, kann das Ritzel nur durch Räumen hergestellt werden. Ein solcherart hergestelltes Ritzel weist große Fertigungsungenauigkeiten auf, was seinen Anwendungsbereich stark einschränkt.Another important reason lies in manufacturing technology. Namely, if the pinion has a smaller diameter than the flat surface of the round mechanical interface, the pinion can only be made by broaching. Such produced pinion has large manufacturing inaccuracies, which greatly limits its scope.
Außerdem kann das Ritzel nicht gehärtet werden, da der beim Härten entstehende Verzug nicht durch einen anschließenden Schleifvorgang entfernt werden kann.In addition, the pinion can not be hardened because the resulting distortion during curing can not be removed by a subsequent grinding process.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Adapter für ein Ritzel und eine runde mechanische Schnittstelle der oben genannten Art bereitzustellen, welche auch bei Ritzeldurchmessern einsetzbar ist, die kleiner als der Teilkreisdurchmesser der Befestigungsgewinde sind und im Übrigen fertigungstechnische Vorteile bietet.The invention has for its object to provide an adapter for a pinion and a round mechanical interface of the type mentioned above, which is also used with pinion diameters, which are smaller than the pitch diameter of the mounting threads and otherwise offers manufacturing advantages.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Adapter für einen Wellenflansch einer Getriebewelle mit den Merkmalen des Kennzeichenteils von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved in a generic adapter for a shaft flange of a transmission shaft with the features of the characterizing part of claim 1.
Durch die erfindungsgemäß beanspruchte Ausbildung einer Aufnahmebohrung in dem Adapter wird das Ritzel mit seinem Wellenstumpf formschlüssig mit dem Adapter verbunden.Due to the invention claimed training a receiving bore in the adapter, the pinion with its stub shaft is positively connected to the adapter.
Da bei dem erfindungsgemäßen Adapter der Durchmesser der Aufnahmebohrung keinerlei Restriktionen unterworfen ist, kann der Durchmesser der Aufnahmebohrung sehr viel kleiner als der Teilkreisdurchmesser der Befestigungsgewinde der runden mechanischen Schnittstelle an der Abtriebswelle des Getriebes gewählt werden. In Folge dessen kann auch der Außendurchmesser des Ritzels kleiner als der oben genannte Teilkreisdurchmesser gewählt werden.Since in the adapter according to the invention, the diameter of the receiving bore is not subject to any restrictions, the diameter of the receiving bore can be much smaller than the pitch diameter of the mounting threads of the round mechanical interface on the output shaft of the transmission. As a result, the outer diameter of the pinion can be selected smaller than the above-mentioned pitch circle diameter.
Durch die erfindungsgemäß möglichen kleineren Außendurchmesser des Ritzels können die auf die Welle wirkenden Drehmomente bei sonst gleichen Randbedingungen verringert werden. Dadurch können kompaktere, leichtere und sehr viel kostengünstigere Getriebe eingesetzt werden, um eine vorgegebene Tangentialkraft am Ritzel bereitzustellen.By virtue of the smaller outer diameters of the pinion, which are possible according to the invention, the torques acting on the shaft can be reduced, given otherwise identical boundary conditions. As a result, more compact, lighter, and much less expensive gears can be used to provide a given tangential force on the pinion.
Wegen der konstruktiven Freiheiten durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Adapters können die Einsatzbereiche bereits in Serie gefertigter Getriebe vergrößert werden.Because of the constructive freedom through the use of the adapter according to the invention, the areas of application already produced in series gear can be increased.
Außerdem unterliegt die Herstellung des erfindungsgemäßen Ritzels keinerlei Beschränkungen. Es kann beispielsweise durch Fräsen und/oder Schleifen mit höchster Genauigkeit hergestellt werden. Schließlich kann das hochbelastete Ritzel aus einem sehr hochwertigen Werkstoff hergestellt und bei Bedarf gehärtet werden, während für den Adapter in aller Regel ein kostengünstigerer Werkstoff ausreichend ist. Auch der Austausch eines beschädigten Ritzels ist sehr schnell und kostengünstig möglich.In addition, the production of the pinion according to the invention is subject to no restrictions. It can be made for example by milling and / or grinding with the highest accuracy. Finally, the highly loaded pinion can be made of a very high quality material and cured if necessary, while for the adapter usually a cheaper material is sufficient. Also, the replacement of a damaged pinion is very fast and inexpensive.
Überdies bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung noch ein Potential zur Gewichtseinsparung, wenn nämlich der Adapter aus Leichtmetall hergestellt wird. Dies gilt vor allem deshalb, weil durch das Unrunddrehen die Drehmomentübertragung auf einer großen Fläche erfolgt, so dass die spezifische Flächenbelastung vergleichsweise gering ist.Moreover, the device according to the invention still offers a potential for weight saving, namely, if the adapter is made of light metal. This is especially true because the non-circular turning the torque transmission takes place on a large area, so that the specific surface load is comparatively low.
Wenn das erfindungsgemäße Unrundprofil in mehreren Stufen ausgebildet wird, dann wird das Verpressen von Ritzel und Adapter erleichtert. Außerdem kann der Durchmesser der gestuften Aufnahmebohrung des Wellenzapfens dem Verlauf des Biegemoments entsprechend angepasst werden und somit die Leistungsfähigkeit des Ritzels bzw. des Adapters weiter erhöht werden.If the Unrundprofil invention is formed in several stages, then the pressing of pinion and adapter is facilitated. In addition, the diameter of the stepped receiving bore of the shaft journal can be adjusted according to the course of the bending moment and Thus, the performance of the pinion or the adapter can be further increased.
Alternativ können die Zentriermittel als Einpass oder Zentrierbund ausgebildet werden, so dass der erfindungsgemäße Adapter mit verschiedenen runden mechanischen Schnittstellen kompatibel ist.Alternatively, the centering means can be formed as a fitting or centering collar, so that the adapter according to the invention is compatible with various round mechanical interfaces.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmebohrung und der Wellenstumpf des Ritzels durch einen Presssitz, insbesondere einen Querpresssitz oder einen Ölpresssitz, kraftschlüssig miteinander verbunden sind.In a variant of the invention it is provided that the receiving bore and the stub shaft of the pinion by a press fit, in particular a transverse press fit or an oil press fit, are non-positively connected to each other.
Alternativ können die Aufnahmebohrung und der Wellenstumpf auch durch einen Schrumpfsitz oder einen Kegelsitz kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Durch diese Ausführungsvarianten können die an sich bekannten Vorzüge dieser kraftschlüssigen Verbindungen auch bei dem erfindungsgemäßen Adapter vor allem als Verliersicherung nutzbringend eingesetzt werden.Alternatively, the receiving bore and the stub shaft can also be frictionally connected to each other by a shrink fit or a conical seat. Through these embodiments, the per se known advantages of these non-positive connections can also be usefully used in the adapter according to the invention, especially as a captive.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Welle und des Ritzels sowie deren Verbindung können sowohl auf der Abtriebsseite eines Getriebes als auch auf der Antriebsseite eines Getriebes bei Bedarf eingesetzt werden.The inventive design of the shaft and the pinion and their connection can be used both on the output side of a transmission and on the drive side of a transmission if necessary.
Die erfindungsgemäße Verbindung und Ausgestaltung von Welle und Ritzel ist bei verschiedensten Getriebebauformen, insbesondere jedoch bei Koaxialgetrieben, einsetzbar.The connection according to the invention and design of shaft and pinion can be used in a wide variety of transmission designs, but especially in coaxial transmissions.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäß beanspruchte Lösung einsetzbar, wenn das Ritzel mit einer Zahnstange im Eingriff ist. In diesem Fall ist nämlich die Belastung des Getriebes mit Drehmomenten umso geringer, je kleiner der Durchmesser des Ritzels ist. Da mit der erfindungsgemäß beanspruchten Lösung der Durchmesser des Ritzels gegenüber herkömmlichen Verbindungen von Ritzel und Welle verringert werden kann, kann die Belastung des Getriebes in diesem besonderen Anwendungsfall sehr wirksam reduziert werden.The solution claimed according to the invention can be used to particular advantage when the pinion is engaged with a toothed rack. In this case, the smaller the diameter of the pinion, the lower the load on the transmission with torques. Since with the solution claimed according to the invention, the diameter of the pinion can be reduced compared to conventional pinion and shaft connections, the load on the transmission can be reduced very effectively in this particular application.
Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Drehmomentübertragung zwischen Ritzel und Adapter besteht darin, den Adapter und das Ritzel im Bereich der Aufnahmebohrung und dem Wellenstumpf miteinander zu verschweißen. Dadurch wird ein Spannelement entbehrlich, was die Baugröße des erfindungsgemäßen Adapters reduziert und häufig auch zu Kosteneinsparungen führt.A particularly advantageous possibility of torque transmission between the pinion and adapter is to weld the adapter and the pinion in the region of the receiving bore and the stub shaft with each other. As a result, a clamping element is unnecessary, which reduces the size of the adapter according to the invention and often leads to cost savings.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All of the features disclosed in the drawing, the description and the claims can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Zeichnungdrawing
Es zeigen:Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die Abtriebswelle des Getriebes
In dem in
In der Planfläche
An dem erfindungsgemäßen Adapter
In dem Adapter
Mit dem Bezugszeichen
Bei dem in
Um das Drehmoment zwischen Adapter
Durch die Unrundprofile entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen der Abtriebswelle
Die Zahl der Ecken und die Ausgestaltung des Querschnitts hängen unter anderem von den zu erwartenden Belastungen und dem zur Verfügung stehenden Bauraum ab. In der
Der Außendurchmesser des Ritzels
Ein besonderer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist darin zu sehen, dass die formschlüssige Drehmomentübertragung durch das Unrundprofil
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Übergangspassung oder eine leichte Spielpassung zwischen Aufnahmebohrung
Zur Veranschaulichung ist in
Die Unrundprofile
Damit beide Bauteile
Damit erfolgt die Verliersicherung des Ritzels
Zur weiteren Veranschaulichung ist in
In
Durch die gestufte Ausgestaltung wird das Fügen der Bauteile
In der
In der
Durch die konische Ausgestaltung werden das Fügen und die Demontage der Bauteile
Als zusätzliche Axialsicherung ist auf dem Wellenstumpf
In der
In der
Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbindung von einer Welle mit einem Ritzel nicht auf Abtriebswellen
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- 2013-05-03 DE DE102013208163.4A patent/DE102013208163B4/en active Active
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