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Die Erfindung betrifft eine Klemmkupplung sowie ein schaltbares Planetengetriebe und ein zweistufiges Werkzeugmaschinengetriebe, jeweils mit einer solchen Klemmkupplung.
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Zweistufige Werkzeugmaschinengetriebe in Planetenbauform sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele hierfür sind die Getriebe der Baureihe ZF-Duoplan 2K der Anmelderin. Auch aus den Schriften
DE 199 17 673 A1 ,
DE 103 48 755 A1 und
DE 10 2015 100 169 B3 sind solche zweistufigen Werkzeugmaschinengetriebe in Planetenbauform bekannt.
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Es sind auch Klemmkupplungen bekannt, beispielsweise aus den Schriften
DE 10 2011 013 887 A1 ,
DE 101 55 581 A1 und
DE 10 2004 011 361 C5 . Solche Klemmkupplungen können auch als Klemmnaben bezeichnet werden. Diese Klemmkupplungen weisen ein oder mehrere Arretierungselemente auf, die ein Verdrehen eines Klemmrings gegenüber einer Kupplungswelle verhindern, und/oder sie weisen einen Anschlag im Klemmring für eine Klemmschraube auf, der ein Hinausdrehen der Klemmschraube aus dem Klemmring verhindert. Durch den Anschlag ist der Klemmring auch elastisch aufweitbar, um eine Montage der Klemmkupplung zu erleichtern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Stand der Technik zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Hautpansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Demnach wird eine Klemmkupplung vorgeschlagen. Die Klemmkupplung weist auf, insbesondere besteht aus:
- • einer Kupplungswelle, aufweisend einen elastisch verformbaren, insbesondere geschlitzten, Aufnahmebereich zur Aufnahme einer zweiten Welle;
- • einen die Kupplungswelle im Aufnahmebereich umgreifenden, insbesondere geschlitzten, Klemmring;
- • eine Klemmschraube, die in den Klemmring einschraubbar ist, um diesen auf der Kupplungswelle festzuklemmen und dadurch den Aufnahmebereich zu verengen;
- • ein Arretierungselement, das so in dem Klemmring angeordnet ist, dass es ein Hinausdrehen der Klemmschraube aus dem Klemmring verhindert.
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Hierbei ist vorgesehen, dass das Arretierungselement außerdem in eine Öffnung des Aufnahmebereichs greift, sodass der Klemmring und die Kupplungswelle drehfest zueinander sind. Eine Relativdrehung zwischen Klemmring und Kupplungswelle ist somit verhindert.
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Demnach vereint das Arretierungselement die Funktionen:
- • Verliersicherung und Anschlag für die Klemmschraube beim Hinausdrehen,
- • Verdrehsicherung für den Klemmring auf der Kupplungswelle / dem Aufnahmebereich.
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Das Arretierungselement liegt also zumindest in Umfangsrichtung formschlüssig in der Öffnung des Aufnahmebereichs der Kupplungswelle an. Dieser Formschluss verhindert eine Relativdrehung von Klemmring und Kupplungswelle. Ein einfaches Auswuchten der Klemmkupplung ist nun möglich, da Klemmring und Kupplungswelle in Drehrichtung fest zueinander angeordnet sind. Der Formschluss zwischen Arretierungselement und Öffnung des Aufnahmebereichs kann sich auch in axialer Richtung erstrecken.
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Der Klemmring wird insbesondere durch einen radial geschlitzten Ring gebildet, der genau die eine Klemmschraube aufweist. Die Klemmschraube verbindet die beiderseits des Klemmringschlitzes befindlichen Schlitzflächen des Rings. Durch Einschrauben der Klemmschraube kann der Ring elastisch verengt werden, um die erforderliche Klemmkraft auf den Aufnahmebereich der Kupplungswelle auszuüben. Der Klemmringschlitz wird hierbei verengt, die Schlitzflächen aufeinander zubewegt oder sogar aneinander angelegt. Durch Hinausdrehen und Anlegen an das Arretierungselement kann der Klemmring elastisch aufgeweitet werden. Der Klemmringschlitz wird hierbei aufgeweitet, die Schlitzflächen voneinander wegbewegt.
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Der Klemmring kann jedoch auch aus zwei oder mehr Ringsegmenten gebildet werden, welche jeweils mit einer Klemmschraube miteinander verbunden sind. In diesem Fall können dann mehrere solcher Arretierungselemente vorgesehen sein, insbesondere eines je Klemmschraube.
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Mit „radial“ oder „in radialer Richtung“ ist vorliegend insbesondere (in) eine Richtungsachse gemeint, die rechtwinklig zu einer Drehachse der Klemmkupplung, insbesondere der Kupplungswelle, liegt und die sich mit der Drehachse schneidet. Diese Drehachse kann gleichzeitig eine Längsachse der Klemmkupplung bilden. Demgegenüber ist mit „längs“ oder „in Längsrichtung“ insbesondere (in) eine Richtungsachse gemeint, die parallel oder koaxial zu der Drehachse der Klemmkupplung liegt.
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Das Arretierungselement ist insbesondere einteilig ausgeführt. Das Arretierungselement ragt insbesondere radial durch den Klemmring hindurch und in die Öffnung des Aufnahmebereichs hinein. Das Arretierungselement ist insbesondere in den Klemmring einschraubbar. Dann weist der Klemmring ein Gewinde auf, beispielsweise ein Innengewinde, und das Arretierungselement weist dann ein damit korrespondierendes Gewinde auf, beispielsweise ein Außengewinde. Die Öffnung im Aufnahmebereich weist dann insbesondere kein Gewinde oder sonstige radiale Fixierung für das Arretierungselement auf.
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Das Arretierungselement ist insbesondere eine Schraube. Das Arretierungselement kann dann einen Senkkopf oder einen ausgeprägten Kopf, beispielsweise einen Sechskantkopf, aufweisen. Der Durchmesser eines Schafts des Arretierungselements kann kleiner sein, als ein Durchmesser eines Schafts der Klemmschraube.
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Das Gewinde des Arretierungselements kann sich lediglich über einen Teil der Gesamtlänge des Schafts des Arretierungselements erstrecken. Insbesondere kann in dem Teil des Arretierungselements, der in die Öffnung des Aufnahmebereichs ragt oder ragen soll, kein Gewinde vorgesehen sein. Dieser Teil ist dann insbesondere glatt ausgeführt, beispielsweise zylinder- oder konusförmig. Somit wird das Arretierungselement in radialer Richtung nicht in der Öffnung gehalten. Das Arretierungselement ist dann an sich in die Öffnung radial einschiebbar ausgeführt, d.h. das Arretierungselement wird in Radialer Richtung mit der Öffnung oder dem Aufnahmebereich nicht fixiert.
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Das Arretierungselement kann allerdings auch als Pressstift oder Federstift ausgeführt sein und in den Klemmring eingepresst sein.
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Der Aufnahmebereich der Kupplungswelle kann eine Bohrung zur Aufnahme der zweiten Welle aufweisen. Die Kupplungswelle ist dann mit dem Aufnahmebereich auf die zweite Welle aufsteckbar. Der Aufnahmebereich kann beispielsweise über Schlitze verfügen. Diese tragen zur Elastizität des Aufnahmebereichs bei. Der Aufnahmebereich kann beispielsweise über Längsschlitz oder schraubenförmige Schlitze / quer zur Längsrichtung verlaufende Schlitze verfügen. Längsschlitze verlaufen in Längsrichtung der Kupplungswelle, während andere Schlitze quer zur Längsrichtung verlaufen. Die Schlitze können zu einer Stirnseite der Kupplungswelle hin offen sein, also in diese Stirnseite münden. Die Schlitze können auch in Form von Langlöchern ausgeführt sein. Einige Schlitze können zu der Stirnseite offen sein, während dann andere als Langlöcher ausgeführt sein können.
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Die Öffnung des Aufnahmebereichs, in welche das Arretierungselement greift, kann eine exklusive Öffnung für das Arretierungselement sein. Diese ist dann also ausschließlich zum Eingriff des Arretierungselements vorgesehen. Die räumlichen Dimensionen der Öffnung sind dementsprechend genau auf das Arretierungselement abgestimmt. Die Öffnung kann insbesondere eine Bohrung sein, wie beispielsweise eine Durchgangsbohrung oder eine Sacklochbohrung. Die Öffnung kann alternativ auch durch eine ohnehin vorhandene Öffnung im Aufnahmebereich gebildet sein. Insbesondere kann die Öffnung durch einen der Schlitze im Aufnahmebereich, welche für die Elastizität des Aufnahmebereichs sorgen, gebildet sein.
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Es wird auch ein schaltbares Planetengetriebe vorgeschlagen. Dieses verfügt über ein Getriebegehäuse, mit einer darin drehbar angeordneten Antriebswelle, die mit einem Sonnenrad zumindest drehverbunden ist, und eine im Getriebegehäuse drehbar angeordnete Abtriebswelle, die mit einem Planetenträger zumindest drehverbunden ist.
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Dies beinhaltet, dass die Antriebswelle ortsfest mit dem Sonnenrad verbunden sein kann oder Antriebswelle und Sonnenrad einteilig ausgeführt sein können, also ein gemeinsames Bauteil bilden können. Dies beinhaltet auch, dass die Abtriebswelle ortsfest mit dem Planetenträger verbunden sein kann oder Abtriebswelle und Planetenträger einteilig ausgeführt sein können, also ein gemeinsames Bauteil bilden können.
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Das vorgeschlagene Planetengetriebe weist außerdem ein Hohlrad auf, das insbesondere im Getriebegehäuse drehgelagert ist. Es verfügt zudem eine zumindest in eine erste und zweite Schaltstellung bewegbare Muffe. Die Muffe drehverbindet in der ersten Schaltstellung das Hohlrad mit dem Getriebegehäuse, und sie drehverbindet in der zweiten Schaltstellung das Hohlrad mit der Antriebswelle.
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In der ersten Schaltstellung ist das Hohlrad also drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Es kann sich dann nicht mehr relativ zum Getriebegehäuse drehen. Somit kann ein Drehmoment vom Hohlrad auf das Gehäuse abgestützt werden. In dieser ersten Schaltstellung weist das Getriebe eine Übersetzung ungleich eins auf (i ≠ 1).
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In der zweiten Schaltstellung ist das Hohlrad mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Da die Antriebswelle dann sowohl mit dem Hohrad, als auch dem Sonnenrad drehfest verbunden ist, ist das Planetengetriebe verblockt. Hohlrad, Sonnenrad und Planetenträger können dann stets nur in dieselbe Richtung mit derselben Drehzahl rotieren. In dieser zweiten Schaltstellung weist das Getriebe folglich eine Übersetzung von eins auf (i = 1).
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Das vorgeschlagene Planetengetriebe weist schließlich noch die vorgeschlagene Klemmkupplung auf. Hierbei bildet die Antriebswelle des Planetengetriebes die Kupplungswelle der Klemmkupplung. Die Antriebswelle verfügt dementsprechend über den besagten Aufnahmebereich, auf dem der Klemmring mit der Klemmschraube und dem Arretierungselement angeordnet ist.
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Es ist grundsätzlich möglich, dass eine vorgeschlagene Klemmkupplung zusätzlich oder alternativ auch für den Abtrieb des Planetengetriebes vorgesehen ist. Dann bildet die Abtriebswelle die besagte Kupplungswelle der Klemmkupplung.
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Der Aufnahmebereich der Kupplungswelle dient insbesondere zur Aufnahme einer Antriebsmotorwelle eines Antriebsmotors, wie einer E-Maschine. Bei der Antriebsmotorwelle handelt es sich daher insbesondere um eine Rotorwelle der E-Maschine.
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Das Getriebegehäuse des Planetengetriebes kann daher insbesondere einen Flansch zum Anbringen, beispielsweise Anschrauben, der E-Maschine bilden. Das Getriebegehäuse kann über eine oder mehrere Öffnungen verfügen, durch die auf die Klemmschraube der Klemmkupplung Zugriff genommen werden kann. Somit ist die Klemmschraube von außerhalb des Getriebegehäuses in den Klemmring einschraubbar. Die Öffnungen sind insbesondere so vorgesehen, dass sie den Zugriff ermöglichen, wenn die E-Maschine auf das Getriebegehäuse aufgesetzt ist und die Rotorwelle in dem Aufnahmebereich der Antriebswelle / Kupplungswelle angeordnet ist.
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Bevorzugt verfügt das Getriebegehäuse über einen abgedichteten Innenraum. Innerhalb des Innenraumes sind insbesondere die Muffe, das Hohlrad, das Sonnenrad, Planetenräder und der Planetenträger angeordnet. Der Innenraum ist bevorzugt mit Schmierstoff befüllt. Die Antriebswelle / Kupplungswelle ragt aus dem abgedichteten Innenraum hinaus. Insbesondere ist hierzu eine Wellendichtung, beispielsweise ein Radialwellendichtring, zwischen der Antriebswelle / Kupplungswelle und dem Getriebegehäuse angeordnet. Es ist hierbei vorgesehen, dass der Aufnahmebereich mit der Klemmschraube außerhalb des abgedichteten Bereichs angeordnet ist. Somit kann das Getriebegehäuse mit Schmiermittel vorbefüllt sein. Der Antriebsmotor kann dann später, ohne weitere Befüllungsmaßnahmen an das Getriebegehäuse angeordnet werden. Die Antriebswelle / Kupplungswelle ist also durch die Wellendichtung abgedichtet. Diese Dichtung kann unmittelbar benachbart zum Aufnahmebereich liegen.
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Die Muffe des Planetengetriebes kann eine mechanische Rastierung aufweisen, welche sie in der ersten Schaltstellung und/oder der zweiten Schaltstellung hält. Eine Rastierung erzeugt eine Haltekraft. Im vorliegenden Fall wirkt die Haltekraft direkt auf die Muffe, welche sie in der jeweiligen Schaltstellung hält. Bei Überschreiten der Haltekraft kann die Muffe aus der jeweiligen Schaltstellung weiterhin hinausbewegt werden. Die Bewegung der Muffe in die Schaltstellungen erfolgt bevorzugt durch einen Aktor, insbesondere durch einen elektromotorischen Aktor oder einen elektromagnetischen Aktor.
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Die Muffe kann so ausgeführt sein, dass sie ausschließlich in die zwei Schaltstellungen bewegbar ist. Alternativ kann die Muffe zusätzlich noch in eine Leerlaufstellung bewegbar sein, als dritte Schaltstellung. In dieser Leerlaufstellung kann das Hohlrad frei in dem Getriebegehäuse drehen, wodurch das Planetengetriebe einen Leerlauf einnimmt. Die Muffe kann dann eine mechanische Rastierung aufweisen, welche sie in der Leerlaufstellung hält. Hierzu können Teil der Rastierung für die erste und/oder zweite Schaltstellung genutzt werden, insbesondere das federnde Druckstück.
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Es wird auch ein zweistufiges Werkzeugmaschinengetriebe vorgeschlagen. Dieses ist dann gemäß dem vorgeschlagenen Planetengetriebe ausgeführt.
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Solch ein Werkzeugmaschinengetriebe wird in einer Werkzeugmaschine genutzt, um ein von einem Antriebsmotor bereitgestelltes Drehmoments und eine Drehzahl auf eine Spindel der Werkzeugmaschinen zu übersetzen. Eine solche Spindel kann beispielsweise ein Bearbeitungswerkzeug oder ein Werkstück tragen. Eine Werkzeugmaschine ist beispielsweise eine Drehmaschine oder Fräsmaschine oder eine Schleifmaschine oder ein entsprechendes Bearbeitungszentrum.
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Das Werkzeugmaschinengetriebe ist insbesondere genau zweistufig ausgebildet. Dann weist es genau zwei Übersetzungsstufen auf. Die Übersetzung i in den Übersetzungsstufen können dann beispielsweise i = 5 (erste Übersetzungsstufe; erste Schaltstellung der Muffe) und i = 1 (zweite Übersetzungsstufe; zweite Schaltstellung der Muffe) sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- 1 ein zweistufiges Planetengetriebe,
- 1A ein Ausschnitt aus 1,
- 2 eine Klemmkupplung,
- 3 eine Explosionsskizze der Klemmkupplung aus 2.
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In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem zweitstufigen Planetengetriebe gemäß 1 handelt es sich insbesondere um ein Werkzeugmaschinengetriebe. Das Planetengetriebe verfügt über eine Antriebswelle 1 zum Einleiten eines Drehmoments in das Getriebe, und es verfügt über eine Abtriebswelle 2 zum Abführen eines Drehmoments von dem Getriebe. Die Antriebswelle 1 ist in durch zumindest ein Wälzlager 3 in einem Getriebegehäuse 4 gelagert. Die Abtriebswelle 2 ist durch zumindest ein Wälzlager 5 in dem Getriebegehäuse 4 gelagert. Die Abtriebswelle 2 liegt koaxial zu der Antriebswelle 1.
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Die Antriebswelle 1 bildet einen Teil einer Klemmkupplung 16, die in den 2 und 3 und der zugehörigen Beschreibung näher dargestellt ist. Die Antriebswelle 1 bildet hierbei eine Kupplungswelle der Klemmkupplung 16. Die Antriebswelle 1 kann demnach auch als Kupplungswelle 1 bezeichnet werden.
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Das Wälzlager 3 für die Antriebswelle 1 ist auf einem Lagerdeckel 4A, der Teil des Getriebegehäuses 4 ist, angeordnet. Der Lagerdeckel 4A bildet gleichzeitig einen Flansch zum Anbringen eines Antriebsmotors, wie eines Elektromotors, an das Getriebegehäuse 4. Außerdem dichtet er einen Innenraum des Getriebegehäuses 4 hin zum Antriebsmotor ab.
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Die Antriebswelle 1 weist eine Aufnahmebereich 1A für eine Rotorwelle des Antriebsmotors auf. Die Rotorwelle ist in den Aufnahmebereich 1A einsteckbar. Die Klemmkupplung 16 dient dazu, die Rotorwelle des Antriebsmotors zumindest drehfest durch Klemmen mit der Antriebswelle 1 zu verbinden.
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Die Antriebswelle 1 ist mit einem Sonnenrad 6 zumindest drehfest verbunden, beispielsweise durch einen Form- oder Kraftschluss. Antriebswelle 1 und Sonnenrad 6 können jedoch auch einteilig gemeinsam ausgeführt sein, also eine gemeinsame Welle bilden oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das Sonnenrad 6 kämmt mit mehreren Planetenrädern 7 des Planetengetriebes. Die Planetenräder 7 sind wiederum drehbar auf einem Planetenträger 8 angeordnet. Beispielsweise befinden sich die Planetenräder 7 drehbar auf Planetenbolzen 8A des Planetenträgers 8, wie in 1 sichtbar.
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Der Planetenträger 8 ist zumindest drehfest mit der Abtriebswelle 2 verbunden beispielsweise durch einen Form- oder Kraftschluss. Abtriebswelle 2 und Planetenträger 8 können jedoch auch einteilig gemeinsam ausgeführt sein, also eine gemeinsame Welle bilden oder miteinander stoffschlüssig verbunden sein. Der Planetenträger 8 ist vorliegend beispielhaft über die Wälzlager 5 der Abtriebswelle 2 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert.
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Die Planetenräder 7 kämmen mit einem Hohlrad 9 des Planetengetriebes. Das Hohlrad 9 ist über zumindest ein Wälzlager 10 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Das Hohlrad 9 verfügt über einen stirnseitigen Kopfteil 9A. An diesem Kopfteil 9A ist ein Kopplungsmittel 9B vorgesehen. Das Kopplungsmittel 9B verbindet das Hohlrad 9 drehfest und verschiebbar mit einer Muffe 11. Dazu verfügt die Muffe 11 über ein korrespondierendes Kopplungsmittel 11A, das mit dem Kopplungsmittel 9B zusammenwirkt, beispielsweise formschlüssig.
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Die Muffe 11 liegt koaxial zu der Antriebswelle 1. Die Muffe 11 kann vorliegend auch als Schaltmuffe bezeichnet werden, da sie zum Schalten der Getriebestufen des Planetengetriebes dient. Die Muffe 11 ist hierzu in zumindest eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung beweglich, insbesondere verschiebbar. In beiden (erste und zweite) Schaltstellungen ist die Muffe 11 über die Kopplungsmittel 9B, 11A mit dem Hohlrad 9 drehverbunden.
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1 zeigt das Planetengetriebe, wobei die Muffe 11 in der zweiten Schaltstellung angeordnet ist. In dieser zweiten Schaltstellung drehverbindet die Muffe 11 das Hohlrad 9 mit der Antriebswelle 1 mittels der genannten Kopplungsmittel 9B, 11A und mittels eines Kopplungsmittels 1B der Antriebswelle 1.
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Demgegenüber drehverbindet die Muffe 11 in der nicht gezeigten ersten Schaltstellung das Hohlrad 9 mit dem Getriebegehäuse 4. Hierzu weist die Muffe 11 ein zweites Kopplungsmittel 11B auf. Dieses zweite Kopplungsmittel 11B wirkt in der ersten Schaltstellung mit einem korrespondierenden Kopplungsmittel 4B des Getriebegehäuses 4 zusammen. In der ersten Schaltstellung ist die Muffe 11 gegenüber der zweiten Schaltstellung in Richtung der Abtriebswelle 2 verschoben.
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1A zeigt den in 1 markierten Bereich Z in einer vergrößerten Darstellung. Die Kopplungsmittel 1B, 4B, 11A, 11B sind dort gut sichtbar.
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In der ersten Schaltstellung der Muffe 11 ist die Muffe 11 von der Antriebswelle 1 drehentkoppelt. Die Kopplungsmittel 1B, 11A wirken dann also nicht miteinander. Die Antriebswelle 1 kann sich somit relativ zu der mit dem Getriebegehäuse 4 feststehenden Muffe 11 drehen.
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In der zweiten Schaltstellung der Muffe 11 (siehe 1) ist die Muffe 11 von dem Getriebegehäuse 4 drehentkoppelt. Die Kopplungsmittel 4B, 11B wirken dann also nicht miteinander. Die Muffe 11 kann sich somit mit der Antriebswelle 1 relativ zum feststehenden Getriebegehäuse 4 mitdrehen.
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Es kann eine Leerlaufstellung für die Muffe 11 vorgesehen sein, als dritte Schaltstellung. In dieser sind Muffe 11 und Hohlrad 9 weder mit der Antriebswelle 1, noch mit dem Getriebegehäuse 4 drehverbunden. Somit befindet sich das Planetengetriebe im Leerlauf. Diese dritte Schaltstellung kann eine Mittelstellung der Muffe 11 sein, welche zwischen der ersten und zweiten Schaltstellung liegt.
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Die Muffe 11 wird vorliegend durch ein Antriebselement 12 in die Schaltstellungen bewegt. Bei dem Antriebselement 12 handelt es sich beispielsweise um eine Schaltgabel. Das Antriebselement 12 greift mit einem Eingriffsteil 12A in eine Nut 11C der Muffe 11 ein. Somit kann die Bewegung des Antriebselements 12 auf die gegebenenfalls rotierende Muffe 11 übertragen werden. Nut 11C und Eingriffsteil 12A bilden demnach eine Drehentkopplung.
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Das Antriebselement 12 ist durch einen auf das Getriebegehäuse 4 aufgesetzten Aktor 14 bewegbar. Hierbei handelt es sich zweckmäßigerweise um einen elektromagnetischen oder elektromotorischen Aktor 14. Alternativ kann auch ein Handhebel oder dergleichen zur manuellen Bewegung des Antriebselements 12 vorgesehen sein.
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Die Muffe 11 weist eine mechanische Rastierung 15 auf, welche sie in der ersten und zweiten Schaltstellung und optional auch in der dritten Schaltstellung hält. Die Rastierung wird vorliegend beispielhaft durch ein federndes Druckstück 15A in dem Hohlrad 9 einerseits und andererseits durch eine damit korrespondierende erste Mulde 15B in der Muffe 11 für die erste Schaltstellung sowie eine zweite damit korrespondierende Mulde 15C in der Muffe 11 für die zweite Schaltstellung (siehe 1A) gebildet. Für die dritte Schaltstellung kann dann noch eine zwischen der ersten und zweiten Mulde 15B, 15C liegende dritte Mulde vorgesehen sein. Die Rastierung 15 bewirkt eine Haltekraft auf die Muffe 11 in der jeweiligen Schaltstellung. Zur Bewegung der Muffe 11 in eine andere der Schaltstellungen muss lediglich diese Haltekraft überwunden werden.
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Die 2 und 3 zeigen die in dem Planetengetriebe gemäß 1 eingesetzte Klemmkupplung. 2 zeigt hierbei die Klemmkupplung im zusammengebauten Zustand, während 3 eine Explosionsskizze der Klemmkupplung darstellt.
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In dem Planetengetriebe gemäß 1 bildet die Antriebswelle 1 gleichzeitig die Kupplungswelle der Klemmkupplung. Eine Drehachse / Längsachse der Klemmkupplung, im Detail der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 der Klemmkupplung ist mit dem Bezugszeichen L versehen.
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In 1 ragt die Antriebswelle / Kupplungswelle 1 mit dem Aufnahmebereich 1A aus einem abgedichteten Innenraum des Getriebegehäuses 4 hinaus. Der Aufnahmebereich 1A mit einem Klemmring 18 und einer Klemmschraube 19 der Klemmkupplung 16 liegt somit außerhalb des abgedichteten Innenraums.
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Die Anwendbarkeit der in den 2 und 3 dargestellten Klemmkupplung 16 ist jedoch nicht auf Planetengetriebe oder Werkzeugmaschinen beschränkt. Die Klemmkupplung 16 kann stattdessen für jegliche Wellen-Wellen- oder Wellen-Naben-Verbindung eingesetzt werden.
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Wie oben kurz erläutert, dient der Aufnahmebereich 1A der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 für eine mit der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 zu verbindende weitere Welle, beispielsweise eine Rotorwelle einer E-Maschine.
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Der Aufnahmebereich 1A ist vorliegend durch eine Bohrung in der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 ausgebildet. Die Bohrung kann insbesondere eine Durchgangsbohrung bilden, wie in 1 sichtbar. Die Durchgangsbohrung kann dann durch einen Verschluss, beispielsweise einen Stopfen, abgedichtet sein. Somit kann beispielsweise ein Schmiermittel nicht durch die Kupplungswelle / Antriebswelle 1 hindurchströmen.
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Der Aufnahmebereich 1 ist relativ dünnwandig ausgeführt. Der Aufnahmebereich 1A weist zudem Schlitze 17 auf, die um den Umfang der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 verteilt sind. Die Schlitze 17 münden in die Stirnseite der Kupplungswelle / Antriebswelle 1. Durch die Schlitze 17 ist die Kupplungswelle / Antriebswelle 1 im Aufnahmebereich 1A relativ leicht elastisch in radialer Richtung verformbar. Die Schlitze tragen also erheblich zu der elastischen Verformbarkeit des Aufnahmebereichs 1A bei.
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Auf dem Aufnahmebereich 1A ist ein Klemmring 18 vorgesehen. Dieser umgreift den Aufnahmebereich 1A in Umfangsrichtung der Kupplungswelle / Antriebswelle 1. Der Klemmring 18 weist einen radialen Klemmringschlitz 18A auf. Durch diesen Klemmringschlitz 18A ist der Klemmring in Umfangsrichtung aufweitbar und verengbar.
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Der Klemmring 18 kann einen Wuchtbereich 23 aufweisen, an dem zum Auswuchten der Klemmkupplung Material abgetragen ist. Der Aufnahmebereich 1A kann einen Absatz 22 oder Bund aufweisen, als axialer Anschlag für den Klemmring 18.
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In den Klemmring 18 ist eine Klemmschraube 19 eingeschraubt. Die Klemmschraube 19 verbindet die durch den Klemmringschlitz 18A gebildeten Schlitzflächen des Klemmrings 18. Durch Einschrauben der Klemmschraube 19 ist der Klemmringschlitz elastisch verengbar. Dadurch wird er auf den Aufnahmebereich 1A geklemmt. Dies führt zu einer elastischen radialen Verengung des Aufnahmebereichs 1A. Dadurch wird eine in dem Aufnahmebereich 1A angeordneten zweiten Welle festgeklemmt. Diese zweite Welle ist dann also mit der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 kraftschlüssig verbunden.
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Im Bereich des Kopfs der Klemmschraube 19 ist ein Arretierungselement 20 vorgesehen. Das Arretierungselement 20 wird beispielhaft durch eine Schraube gebildet. Das Arretierungselement 20 ist in den Klemmring 18 eingeschraubt. Dementsprechend verfügen Klemmring 18 und Arretierungselement 20 dann über miteinander korrespondierende Gewinde.
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Das Arretierungselement 20 ist so angeordnet, dass es eine Verliersicherung für die Klemmschraube 19 bildet. Beim Herausdrehen der Klemmschraube 19 aus dem Klemmring 18 legt sich der Kopf der Klemmschraube 19 daher ab einer bestimmten Herausdrehweite an das Arretierungselement 20 an. Dies verhindert ein Hinausfallen der Klemmschraube 19 aus dem Klemmring 18. Durch Weiterdrehen der Klemmschraube 19 kann der Klemmring 18 dann zusätzlich aufgeweitet werden. Dies kann die Montage des Klemmrings 18 erleichtern.
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Das Arretierungselement 20 durchdringt den Klemmring 18 und greift in eine Öffnung 21 der Kupplungswelle / Antriebswelle 1 im Arretierungsbereich 1A ein, sodass die Kupplungswelle / Antriebswelle 1 und der Klemmring 18 zumindest drehfest miteinander sind. Diese Öffnung 21 ist in der 3 sichtbar. Die Öffnung 21 kann, wie in 3 ersichtlich, eine exklusive Öffnung für das Arretierungselement 20 sein. Dann kann das Arretierungselement 20 auch ein axiales Abfallen des Klemmrings 18, also entlang der Drehachse L, verhindern. Alternativ kann als Öffnung 21 auch einer der Schlitze 17 genutzt werden. Dann ist der Klemmring 18 jedoch in axialer Richtung nicht mehr durch das Arretierungselement 20 festgehalten.
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Das Arretierungselement 20 selbst ist in radialer Richtung in der Öffnung 21 nicht festgehalten, d.h. das Arretierungselement 20 an sich ist in die Öffnung 21 einschiebbar. Das Arretierungselement 20 wird in radialer Richtung jedoch durch den Klemmring 18 gehalten.
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Das Arretierungselement 20 erfüllt damit die Funktion einer Verliersicherung für die Klemmschraube 19 und einer Verdrehsicherung und ggf. Verliersicherung für den Klemmring 18.
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Vorliegend weist die Kupplungswelle / Antriebswelle 1 in ihrer dem Klemmring 18 abgewandten Stirnseite eine Aufnahme 22 auf. Diese Aufnahme 22 dient im Ausführungsbeispiel gemäß 1 zur dortigen Befestigung des Sonnenrads 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebswelle, Kupplungswelle
- 1A
- Aufnahmebereich
- 1B
- Kopplungsmittel
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Wälzlager
- 4
- Getriebegehäuse
- 4A
- Lagerdeckel
- 4B
- Kopplungsmittel, Innenverzahnung
- 5
- Wälzlager
- 6
- Sonnenrad
- 7
- Planetenrad
- 8
- Planetenträger
- 8A
- Planetenbolzen
- 9
- Hohlrad
- 9A
- Kopfteil
- 9B
- Kopplungsmittel, Außenverzahnung
- 10
- Wälzlager
- 11
- Muffe
- 11A
- Kopplungsmittel, Innenverzahnung
- 11B
- Kopplungsmittel, Außenverzahnung
- 11C
- Nut
- 12
- Antriebselement
- 12A
- Eingriffsteil
- 13
- Führungsstift
- 14
- Aktor
- 15
- Rastierung
- 15A
- Federndes Druckstück
- 15B
- Mulde
- 15C
- Mulde
- 16
- Klemmkupplung
- 17
- Schlitz
- 18
- Klemmring
- 18A
- Klemmringschlitz
- 19
- Klemmschraube
- 20
- Arretierungselement
- 21
- Öffnung
- 22
- Absatz, Anschlag
- 23
- Wuchtbereich
- L
- Drehachse / Längsachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19917673 A1 [0002]
- DE 10348755 A1 [0002]
- DE 102015100169 B3 [0002]
- DE 102011013887 A1 [0003]
- DE 10155581 A1 [0003]
- DE 102004011361 C5 [0003]
