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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Winkelgetriebe und eine Verwendung eines Winkelgetriebes.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Winkelgetriebe bekannt, die eine Last einer Eingangswelle auf eine in einem Winkel zur Eingangswelle angeordnete Ausgangswelle übertragen.
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Allerdings haben bisher bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik Restriktionen in Bezug auf eine maximal übertragbare Last. Eine Vergrößerung der auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle miteinander kämmenden Zahnräder ist nicht immer problemlos möglich.
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Es besteht daher ein Bedürfnis, Winkelgetriebe zu verbessern, insbesondere eine maximal zu übertragende Last zu erhöhen oder geometrische Abmessungen eines Winkelgetriebes bei Beibehaltung der maximal übertragbaren Last zu verringern.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Winkelgetriebe anzugeben. Insbesondere sollte ein verbessertes Winkelgetriebe eine höhere Maximallast übertragen können.
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Die Aufgabe wird mit einem Winkelgetriebe nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dieser Beschreibung.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Winkelgetriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle sowie einer Leistungsverzweigung mit mindestens zwei Lastpfaden zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, wobei jeder der Lastpfade jeweils genau ein Verzahnungsteil zwischen einem Eingangszahnrad der Eingangswelle und einem Ausgangszahnrad der Ausgangswelle umfasst.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung eines Winkelgetriebes in einer der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen.
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Typischerweise kämmt das jeweilige Verzahnungsteil der mindestens zwei Lastpfade einerseits mit einem Kegelrad als Eingangszahnrad der Eingangswelle und andererseits mit einem Kegelrad als Ausgangszahnrad der Ausgangswelle. Auf diese Weise kann eine Erhöhung der maximal übertragbaren Last erreicht werden. Typischerweise sind mindestens zwei der Verzahnungsteile symmetrisch um das Kegelrad der Eingangswelle angeordnet. Typischerweise sind mindestens zwei der Verzahnungsteile symmetrisch um das Kegelrad der Ausgangswelle angeordnet.
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Die Begriffe Eingangswelle und Ausgangswelle werden in dieser Beschreibung dazu verwendet, die zwei Wellen, an welche jeweils weitere Getriebe, Motoren, Verbraucher oder ähnliches angeschlossen werden können, zu bezeichnen. Entsprechend kann eine in der Beschreibung als „Ausgangswelle“ bezeichnete Welle auch als Eingangswelle ausgelegt sein oder als Eingangswelle verwendet werden und umgekehrt. Die Begrifflichkeiten Eingangswelle und Eingangszahnrad einerseits und Ausgangswelle und Ausgangszahnrad andererseits sind bei typischen Ausführungsformen austauschbar.
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Bei typischen Ausführungsformen besteht keine Zwischenkopplung zwischen den Lastpfaden. Typischerweise existiert kein direktes Kämmen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle bzw. dem Eingangszahnrad und dem Ausgangszahnrad. Typischerweise existiert kein direktes Kämmen zwischen dem Eingangszahnrad der Eingangswelle und dem Ausgangszahnrad der Ausgangswelle. Bei typischen Ausführungsformen koppelt jeder Lastpfad ausschließlich mit der Eingangswelle und der Ausgangswelle.
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In einer typischen Ausführungsform sind die Verzahnungsteile jeweils als Kegelrad ausgebildet. Typischerweise ist mindestens eines der Verzahnungsteile als Kegelrad ausgebildet. Typischerweise ist mindestens eines der Kegelräder als Hohlkegelrad ausgebildet. Bei typischen Ausführungsformen sind die Verzahnungsteile als Kegelrad, Hohlkegelrad, Stirnrad, Kronenrad oder allgemein als Zahnrad ausgebildet.
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Bei typischen Ausführungsformen wird insbesondere durch die gleichmäßigen Eingriffe an dem Eingangszahnrad der Eingangswelle und an dem Ausgangszahnrad der Ausgangswelle deren Lagerung vereinfacht, da zumindest im Wesentlichen nur Axialkräfte in den Lagern der Eingangswelle und der Ausgangswelle auftreten.
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Bei typischen Ausführungsformen sind die Achsen der Verzahnungsteile koaxial oder die Verzahnungsteile sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet oder möglichst gleichmäßig zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet, beispielsweise mit einem Winkel von 120° oder 130° oder 140° zwischen den Zahnkontakten zweier Verzahnungsteile. Dies ermöglicht eine sehr einfache Spieleinstellung und unterstützt zudem die Lastverteilung. Bei typischen Ausführungsformen wird die gemeinsame Achse schwimmend gelagert. Bei weiteren Ausführungsformen werden die Lager der Verzahnungsteile in axialer Richtung in ihrer Bewegung gekoppelt. Bei weiteren Ausführungsformen werden die Lager der Verzahnungsteile auf der Achse als Gleitlager ausgeführt. Auf diese Weise ist insbesondere bei als Kegelrad ausgeführten Verzahnungsteilen eine zuverlässige, gleichmäßige Aufteilung der Last oder eines übertragenen Drehmomentes auf die Verzahnungsteile möglich.
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Bei typischen Ausführungsformen ist eine Vorspannung der Lager gegeneinander von zumindest zwei auf einer Achse angeordneten Verzahnungsteilen vorgesehen. Typischerweise ist die Achse schwimmend gelagert. Auf diese Weise lassen sich ein geringes Spiel und eine gleichmäßige Lastaufteilung auf die Verzahnungsteile erreichen, auch bei Bauteilungenauigkeiten der Verzahnungsteile. Mittels einer einstellbaren Vorspannung der Lager der Verzahnungsteile gegeneinander lässt sich ein Winkelgetriebe typischer Ausführungsformen beispielsweise von spielarm bis zu Nullspiel einstellen.
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Bei typischen Ausführungsbeispielen von Winkelgetrieben ist die Übersetzung 1. Mit einer Übersetzung von 1 lässt sich eine Anordnung der gemeinsamen Achse oder der Achsen der Verzahnungsteile auf Symmetrieebenen von Eingangswelle und Ausgangswelle erreichen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Übersetzung ungleich 1, insbesondere 1,5 oder 2 oder 3 oder 4.
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Bei typischen Ausführungsformen sind die Verzahnungsteile für einen gegenseitigen oder gleichmäßigen Lastausgleich angeordnet. Typischerweise wird eine gleichmäßige Leistungsverzweigung auf mindestens zwei Lastpfade mit einer gekoppelt schwimmenden Lagerung der Lager der Verzahnungsteile erreicht. Typischerweise wird ein gegenseitiger Lastausgleich durch eine Lagerung einer gemeinsamen Achse, auf welcher Lager der Verzahnungsteile angeordnet sind mit Axial-Gleitlagern erreicht. Mindestens zwei der Lastpfade haben bei typischen Ausführungsformen eine zumindest im Wesentlichen gleiche Steifigkeit. Bei Ausführungsformen wird zusätzlich oder alternativ eine selbsteinstellende Gleitlagerung vorgesehen, um eine gleichmäßige Lastaufteilung zu erreichen. Bei beispielhaften Ausführungsformen mit mindestens zwei, insbesondere drei oder vier Lastpfaden und einem Hohlkegelrad wird eine gleichmäßige Lastaufteilung ermöglicht, insbesondere durch die selbsteinstellende hydrodynamische Gleitlagerung des Hohlkegelrads, welche die niedrigere mechanische Torsions-Steifigkeit des Hohlkegelrad an die Steifigkeit der Lastpfad des mindestens einen Kegelrades, insbesondere zweier oder dreier Kegelräder, angleicht. Typischerweise ist eine Auslastung der Lastpfade zumindest im Wesentlichen gleich. Eine zumindest im Wesentlichen gleiche Auslastung der Pfade entspricht einem zumindest im Wesentlichen gleichen Anteil am maximal übertragbaren Drehmoment. Bei typischen Ausführungsformen weicht eine Auslastung der Lastpfade um mehr als 1 %, mehr als 5%, mehr als 10%, mehr als 20% zwischen den Lastpfaden ab. Insbesondere bei Ausführungsformen mit mindestens einem Verzahnungsteil als Hohlkegelrad kann eine Auslastung der Lastpfade mehr als 20% zwischen den Lastpfaden abweichen. Bei typischen Ausführungsformen weicht eine Auslastung der Lastpfade um weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10%, weniger als 7%, oder weniger als 5% zwischen den Lastpfaden ab.
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In einer typischen Ausführungsform sind zumindest zwei der Verzahnungsteile koaxial angeordnet. Typischerweise sind zumindest zwei Verzahnungsteile auf einer gemeinsamen Achse gelagert. Typischerweise ist zumindest eines von zwei Verzahnungsteilen, die auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind, schwimmend gelagert. Typischerweise erfolgt eine schwimmende Lagerung auf einer gemeinsamen Achse, so dass eine automatische Spieleinstellung erreicht wird. Eine automatische Spieleinstellung unterstützt einen Lastausgleich zwischen den Verzahnungsteilen. Bei einer typischen Ausführungsform weisen die Verzahnungsteile und insbesondere das Eingangszahnrad und das Ausgangszahnrad eine axialkraftreduzierte Verzahnung auf. Eine axialkraftreduzierte Verzahnung ist beispielsweise eine Bogenverzahnung mit Null-Schrägungswinkel in der Mitte der Verzahnung, eine Pfeilverzahnung, eine Zerol@-Verzahnung oder eine Geradverzahnung. Durch axialkraftreduzierte Verzahnungen kann ein Lastausgleich unterstützt werden bzw. es kann erreicht werden, dass ein möglichst gleichmäßiger Lastausgleich nicht durch unterschiedliche Axialkräfte verhindert wird. Eine weitere Möglichkeit zur Bezeichnung von axialkraftreduzierten Verzahnungen lautet „in Zahnbreitenrichtung zumindest im Wesentlichen kraftfrei oder kraftkompensiert“. Dies trifft beispielsweise auf eine Geradverzahnung, eine Pfeilverzahnung und eine Zerol®-Verzahnung zu.
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Bei einer typischen Ausführungsform ist zumindest eines oder sind alle der Verzahnungsteile jeweils mit einer Gleitlagerung gelagert. Bei weiteren Ausführungsformen sind Wälzlager zur Lagerung von zumindest einem oder allen der Verzahnungsteile vorgesehen.
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In einer typischen Ausführungsform ist eine Gleitlagerung eines Verzahnungsteils oder einer gemeinsamen Achse als hydrodynamische Gleitlagerung ausgeführt. Weitere Gleitlagerungen, welche bei typischen Ausführungsformen zum Einsatz kommen, sind PTFE-Gleitlagerungen, hydrostatische Gleitlagerungen oder Kunststoffgleitlagerungen.
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Typischerweise ist zumindest eines der Verzahnungsteile aus Kunststoff hergestellt. Typischerweise sind die Verzahnungsteile und die Kegelräder der Eingangs- und Ausgangswelle aus Kunststoff hergestellt.
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In einer typischen Ausführungsform ist das Winkelgetriebe zumindest im Wesentlichen vollständig aus Kunststoff hergestellt. In einer typischen Ausführungsform ist zumindest eines der Verzahnungsteile aus Metall hergestellt. In einer typischen Ausführungsform ist das Winkelgetriebe zumindest im Wesentlichen vollständig aus Metall hergestellt. In einer typischen Ausführungsform ist zumindest eines der Teile des Winkelgetriebes aus einer Keramik hergestellt.
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In einer typischen Ausführungsform sind mindestens zwei der Verzahnungsteile identisch ausgebildet. In typischen Ausführungsformen sind zwei Verzahnungsteile als identische Kegelräder ausgebildet, wodurch die Verwendung von Gleichteilen oder eine gleiche Steifigkeit der Lastpfade ermöglicht wird. In einer typischen Ausführungsform sind mindestens zwei der Verzahnungsteile unterschiedlich ausgebildet.
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In typischen Ausführungsformen sind zwei Verzahnungsteile, insbesondere zwei Kegelräder, und ein drittes Verzahnungsteil mit größerem Durchmesser, insbesondere ein Hohlkegelrad vorhanden, wodurch der Bauraum besser ausgefüllt und höhere Leistungsdichte ermöglicht wird. In typischen Ausführungsformen sind zwei Verzahnungsteile, insbesondere zwei Kegelräder, und ein drittes Verzahnungsteil mit kleinerem Durchmesser, insbesondere ein drittes Kegelrad, was eine bessere Ausnutzung des Bauraums und höhere Leistungsdichte ermöglicht. Bei Ausführungsformen mit vier oder mehr Verzahnungsteilen, insbesondere mindestens drei Kegelrädern und einem Hohlkegelrad, kann eine bessere Ausnutzung des Bauraums und höheres Drehmoment über die Vielzahl der Kraftflüsse erreicht werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwei Lastpfade vorhanden und die beiden Verzahnungsteile als Kegelrad und Kegelhohlrad ausgebildet, wodurch die Achsen der Lastpfade koaxial ausgestaltet werden können und die Lagerung der Eingangswelle und der Ausgangswelle vereinfacht wird. Im Besonderen heben sich die Querkräfte auf und die Lagerung muss nur eine reine Axialkraft aufnehmen.
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In typischen Ausführungsformen sind zwei Verzahnungsteile, als zwei Kegelräder mit unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt, wodurch der Bauraum besser ausgefüllt wird.
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Typische Vorteile von Ausführungsformen können eine höhere Leistungsdichte oder Drehmomentdichte sein, insbesondere durch eine bessere Nutzung des Bauraumes mit mindestens zwei Verzahnungsteilen. Insbesondere bei Ausführungsformen, welche eine axial einstellbare Vorspannung von auf einer gemeinsamen Achse, worunter auch real unterbrochene Achsen zu verstehen sind, gelagerten Verzahnungsteilen ermöglicht, ist eine spielarme Einstellung möglich. Insbesondere durch die schwimmende Lagerung, welche gegebenenfalls mit einer Feder um eine Mittellage vorgespannt sein kann, ist ein selbständiger Lastausgleich zwischen den Verzahnungsteilen möglich.
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In typischen Ausführungsformen sind Eingangszahnrad und Ausgangszahnrad als identische Kegelräder ausgebildet, wodurch die Verwendung von Gleichteilen und eine symmetrische Anbindung der Lastpfade ermöglicht wird.
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In typischen Ausführungsformen sind Eingangszahnrad und Ausgangszahnrad als unterschiedliche Kegelräder ausgebildet, wodurch in einfacher Weise eine von 1 abweichende Übersetzung ermöglicht wird.
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Bei Ausführungsformen wird eine geringe Belastung von Eingangswelle und Ausgangswelle durch Verzahnungskräfte erreicht, beispielsweise durch Aufhebung von Axialkräften zweier Verzahnungsteile oder durch axialkraftreduzierte Verzahnungen. Rein physikalisch sind die Kräfte die Folge der Anordnung der Teile der Vorrichtung zueinander. Insbesondere durch Verringerung oder Vermeidung von Axialkräften bei Ausführungsformen ist eine vereinfachte Lagerung von Eingangswelle oder Ausgangswelle möglich oder es können an beiden dieser Wellen weitere Getriebe, insbesondere Koaxialgetriebe, wie beispielsweise abtriebsseitig montierte Planetengetriebe, angeschlossen werden.
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Winkelgetriebe (100, 200) typischer Ausführungsformen weisen eine Leistungsverzweigung mit drei Lastpfaden mit jeweils einem Verzahnungsteil, insbesondere mit jeweils genau einem Verzahnungsteil, zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle auf.
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Bei typischen Ausführungsformen von Winkelgetrieben mit drei Leistungspfaden, sind zwei der Verzahnungsteile (206) als identische Kegelräder und das dritte Verzahnungsteil (208) als Hohlkegelrad ausgebildet.
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Bei Ausführungsformen von Winkelgetrieben mit einer Gleitlagerung zumindest einer der Eingangswelle und der Ausgangswelle kann eine kompaktere Bauform erreicht werden, es kann eine Ermüdung der Lagerung vermieden werden, es kann eine bessere Systemdämpfung erreicht werden und es kann ein Ausgleich von Ungenauigkeiten durch den Schmierfilm erreicht werden. Diese Punkte können beispielsweise für Dauerlaufanwendungen besonders vorteilhaft sein.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Winkelgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 1 gemäß der in 1 gezeigten Schnittebene A-A;
- 3 eine schematische Ansicht des Winkelgetriebes der 1 und 2;
- 4 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 1 bis 3;
- 5 eine schematische perspektivische Ansicht des Winkelgetriebes der 1 bis 4;
- 6 eine schematische Ansicht einer typischen, erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Winkelgetriebes mit einem als Hohlkegelrad ausgeführten Verzahnungsteil in einer Rückansicht mit eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B und C-C;
- 7 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 6 gemäß der in 6 gezeigten Schnittebene A-A;
- 8 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 6 gemäß der in 6 gezeigten Schnittebene B-B;
- 9 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 6 gemäß der in 6 gezeigten Schnittebene C-C;
- 10 eine schematische Ansicht des Winkelgetriebes der 6 mit dem als Hohlkegelrad ausgeführten Verzahnungsteil in einer Seitenansicht mit einer eingezeichneten Schnittebene D-D;
- 11 einen schematischen Schnitt des Winkelgetriebes der 6 und 10 gemäß der in 10 gezeigten Schnittebene D-D;
- 12 eine schematische perspektivische Ansicht des Winkelgetriebes der 6 bis 11.
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Beschreibung der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden typische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Bei der Beschreibung typischer Ausführungsformen werden unter Umständen in verschiedenen Figuren und für verschiedene Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, um die Beschreibung übersichtlicher zu gestalten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass entsprechende Teile der Erfindung auf die in den Ausführungsformen dargestellten Varianten beschränkt sind.
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In der 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelgetriebes 100 mit einer Übersetzung von 1 schematisch gezeigt. Das Winkelgetriebe 100 weist eine Eingangswelle 102 (beispielhaft einstückig) mit einem Kegelrad 103 und eine Ausgangswelle 104 (beispielhaft einstückig) mit einem Kegelrad 105 auf. Die Eingangswelle 102 ist nicht direkt nicht mit der Ausgangswelle 104 verbunden. Das Kegelrad 103 der Eingangswelle 102 kämmt nicht mit dem Kegelrad 105 der Ausgangswelle 104.
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Bei der Ausführungsform der 1 sind die Zahnräder oder Kegelräder der Eingangs- und der Ausgangswelle jeweils integral mit der jeweiligen Welle ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Zahnräder aufgeschoben oder aufgepresst oder anderweitig drehmomentübertragend mit der jeweiligen Welle verbunden.
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Die beispielhafte, in der 1 gezeigte Ausführungsform weist zwei Lastpfade auf. Die Lastpfade weisen jeweils genau ein Verzahnungsteil 106 zwischen einem Eingangszahnrad der Eingangswelle 102 und einem Ausgangszahnrad der Ausgangswelle 104 auf. Mit den Verzahnungsteilen 106 wird jeweils ein Lastpfad gebildet.
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In der beispielhaften Ausführungsform der 1 sind die Verzahnungsteile 106 koaxial angeordnet und auf einer gemeinsamen Achse 130 gelagert. Zur Lagerung der Verzahnungsteile 106 auf der gemeinsamen Achse 130 sind hydrodynamische Gleitlager (in der 1 nicht explizit gezeigt) vorgesehen.
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Bei der typischen Ausführungsform der 1 ist die Lagerung der Verzahnungsteile mit hydrodynamischen Gleitlagern realisiert. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Lagerung mit Gleitlagern eines nichthydrodynamischen Typs oder mit Wälzlagern realisiert. Bei Lagerung der Verzahnungsteile beispielsweise mit gegeneinander verspannten Wälzlagern kann die gemeinsame Achse in axialer Richtung gleitend gelagert sein, um einen Lastausgleich zwischen den Lastpfaden zu erreichen.
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In der 2 ist schematisch in einer Schnittansicht die Ausführungsform des typischen Winkelgetriebes 100 der 1 in dem Schnitt A-A der 1 gezeigt. Die schematische Schnittansicht zeigt die Eingangswelle 102, welche ein integral mit einem Wellenstummel ausgeführtes Kegelrad 103 als Eingangszahnrad umfasst und durch eine Lagerung 120 gelagert ist. Die Ausgangswelle 104 umfasst ebenfalls ein integral mit einem Wellenstummel ausgeführtes Kegelrad 105 als Ausgangszahnrad und ist durch eine Lagerung 122 gelagert.
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Das in der 2 sichtbare Verzahnungsteil 106 und auch das zweite, in der 2 nicht dargestellte Verzahnungsteil sind, wie oben im Zusammenhang mit der 1 beschrieben, auf der Achse 130 gelagert.
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Die Eingangswelle und die Ausgangswelle sind bei der beispielhaften Ausführungsform der 1 und der 2 wie bei typischen Ausführungsformen in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einem Winkel von zumindest im Wesentlichen 90° zueinander angeordnet. Typischerweise sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einem Winkel größer als 90°, größer als 120°, oder größer als 140° zueinander angeordnet. Typischerweise sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einem Winkel kleiner als 90°, kleiner als 80°, kleiner als 70° zueinander angeordnet.
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In der 3 ist die beispielhafte Ausführungsform der 1 und 2 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Das Kegelrad 103 der Eingangswelle 102 kämmt erkennbar nicht mit dem Kegelrad 105 der Ausgangswelle 104. Einer der beiden durch die Verzahnungsteile 106 gebildeten Lastpfade ist aus der 3 ersichtlich.
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Drehmoment wird über die Eingangswelle 102 eingeleitet und auf die vorhandenen Lastpfade mit den Verzahnungsteilen 106 zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt. Das Drehmoment wird von der Eingangswelle 102 auf die Lastpfade mit den Verzahnungsteilen 106 übertragen und wird weiter von den Verzahnungsteilen auf die Ausgangswelle 104 übertragen.
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In der 4 ist ein beispielhafter Schnitt C-C durch die Seitenansicht der 3 schematisch dargestellt. Die Ansicht zeigt die gemeinsame Achse 130 der koaxial angeordneten Verzahnungsteile 106 und deren Lager 124. Die gemeinsame Achse 130 ist in einem Gehäuse schwimmend gelagert (nicht dargestellt). Durch die Wälzlager 124 können die Verzahnungsteile 106 gegeneinander oder in Bezug auf die Eingangswelle 102 oder Ausgangwelle 104 (in 1 dargestellt) vorgespannt werden.
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Die bereits in den 1 bis 3 gezeigten und erläuterten Bezugszeichen werden für die 4 und 5 nicht nochmals erläutert.
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Die 6 bis 12 zeigen eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Winkelgetriebes mit einer Übersetzung von 1. Die 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform mit einer Eingangswelle 202 mit einem Eingangszahnrad 203 und einer Ausgangswelle 204 mit einem Ausgangszahnrad 205 in einer Rückansicht eines typischen Winkelgetriebes 200.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 sind zwei Verzahnungsteile 206 als Kegelräder vorhanden. Ein weiteres, drittes Verzahnungsteil 208 ist bei der typischen Ausführungsform, welche in der 6 dargestellt ist, als Hohlkegelrad ausgeführt.
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In der 7 ist die Lagerung 220 der Eingangswelle 202 des Ausführungsbeispiels der 6 gezeigt. Weiterhin sind in der 7 die Lagerung 222 der Ausgangswelle 204 und die Lagerung 224 des Verzahnungsteils 208 dargestellt. Das Eingangszahnrad 203 der Eingangswelle 202 kämmt mit den zwei Verzahnungsteilen 206 (nur eine Kämmstelle mit einem Kegelrad 206 in 7 ersichtlich, weitere Details in der 8 und der 9 dargestellt) und dem Verzahnungsteil 208. Ebenso kämmt das Ausgangszahnrad 205 der Ausgangswelle 204 mit den zwei Verzahnungsteilen 206 (im Detail in 8 und 9 dargestellt) und dem Verzahnungsteil 208. Die Eingangswelle 202 und die Ausgangswelle 204 stehen nicht in direkter Interaktion und die Verzahnungsteile kämmen jeweils ausschließlich mit dem Eingangszahnrad 203 der Eingangswelle 202 und dem Ausgangszahnrad 205 der Ausgangswelle 204.
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Die Ausführungsform der 6 bis 12 weist eine dreifache Leistungsverzweigung auf drei Lastpfade auf. Die zwei als Kegelräder ausgeführten Verzahnungsteile 206 sind ober- und unterhalb von und symmetrisch zu der Mittelachse der Eingangswelle 202 und der Ausgangswelle 204 angeordnet. Das dritte Verzahnungsteil 208 ist als Hohlkegelrad ausgebildet und ist rotationssymmetrisch zu dieser Mittelachse angeordnet. Alle Achsen der Verzahnungsteile 206 und 208 liegen in der Symmetrieebene der Eingangswelle 202 und der Ausgangswelle 204.
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Durch die Ausführung der Lagerung als hydrodynamisches Gleitlager verteilt sich bei der Ausführungsform der 6-11 der Kraftfluss selbständig gleichmäßig auf die drei Verzahnungsteile, zudem kann durch axiale Zustellung des Hohlkegelrades und der beiden anderen Verzahnungsteile das Spiel auf den jeweiligen Betriebspunkt (Dauerlauf) eingestellt werden.
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Die 8 und 9 zeigen die jeweilige Lagerung 226, beispielhaft als Gleitlagerung ausgeführt, der Verzahnungsteile 206.
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Bei typischen Ausführungsformen wird eine Anordnung für einen gegenseitigen oder gleichmäßigen Lastausgleich erreicht, indem zumindest zwei oder sämtliche Verzahnungsteile auf einer Symmetrieebene der Eingangswelle und der Ausgangswelle liegen. Soweit hierin der Begriff „auf der Symmetrieebene“ verwendet wird, ist typischerweise eine Anordnung der Drehachse des jeweiligen Verzahnungsteils in der Symmetrieebene gemeint. Bei Ausführungsformen wird eine schwimmende, beispielsweise hydrodynamische oder hydrostatische Lagerung einer gemeinsamen Achse vorgesehen.
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Durch eine Ausführung der Lagerungen 226 und 224 der Verzahnungsteile 206 und 208 als hydrodynamische Gleitlager verteilt sich in dieser Variante der Kraftfluss selbständig gleichmäßig auf die drei Verzahnungsteile 206 und 208, wodurch auch die übertragbare Last des Getriebes um etwa einen Faktor drei steigt. Zudem kann durch axiale Zustellung des Hohlkegelrades 208 und der beiden Verzahnungsteile 206 das Spiel auf den jeweiligen Betriebspunkt eingestellt werden. Ferner ist es denkbar, die Spieleinstellung ebenso über ein hydrostatisches oder hydrodynamisches Gleitlager automatisch erfolgen zu lassen, was im jeweiligen Betriebspunkt zu einem Verdrehspiel von unter 1 arcmin bis auf Nullspiel führt.
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In den 8 bis 11 sind schematische Schnittansichten und schematische Ansichten des Ausführungsbeispiels der 6 und 7 gezeigt. 11 verdeutlicht die gleichmäßige Verteilung der Zahneingriffe um das Abtriebszahnrad 205 der Abtriebswelle. Insbesondere sind die Verzahnungsteile 206, 208 in einer Ebene auf verschiedenen Seiten des Abtriebszahnrads angeordnet. Die 12 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des in den 6 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiels.
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Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt.
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Insbesondere sind auch mehr als drei Lastpfade oder andere Übersetzungen möglich, die in den Ausführungsbeispielen der Figuren aber zugunsten der Übersichtlichkeit nicht dargestellt wurden.
