-
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe und ein derart ausgeführtes Werkzeugmaschinengetriebe. Das Planetengetriebe weist eine Leitung zum Hindurchführen von Schmier- und/oder Kühlmittel durch das Planetengetriebe auf. Durch die Leitung kann eine von dem Planetengetriebe angetriebene Vorrichtung mit dem Schmier- und/oder Kühlmittel versorgt werden.
-
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 und
DE 103 48 755 A1 der Anmelderin sind solche Werkzeugmaschinengetriebe vom Prinzip her bekannt.
-
Aus der Schrift
DE 10 2004 003 685 A1 der Anmelderin ist ein als Planetengetriebe ausgeführtes weiteres Werkzeugmaschinengetriebe bekannt. Hierbei ist eine Leitung zum Hindurchführen von Schmier- und/oder Kühlmittel von der Antriebsseite zu der Abtriebsseite des Getriebes vorgesehen. Ein Sonnenrad des Getriebes verfügt dazu über eine zentrale Bohrung, in die antriebsseitig und abtriebsseitig jeweils eine Rohrleitung mündet. Das Sonnenrad dient also unmittelbar zur Führung des Schmier- und/oder Kühlmittels.
-
Diese Ausführung der Leitung erfordert Vielzahl an Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel innerhalb des Planetengetriebes. An diesen Übergabestellen kann Schmier- und/oder Kühlmittel aus der Leitung austreten. Das Schmier- und/oder Kühlmittel kann dadurch ungewollt in das Innere des Getriebes gelangen, wo es ein dort vorhandenes anderes Schmiermittel ungewollt verdünnen oder verändern kann. Somit tritt nicht nur ein Verlust an Schmier- und/oder Kühlmittel auf, sondern es kann auch zu Schäden an dem Getriebe kommen. Darüber hinaus muss das Sonnenrad aufwändig gefertigt werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen Stand der Technik zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar.
-
Demnach wird ein Planetengetriebe mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite und mit einem Sonnenrad zur Drehmomentübertragung von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite vorgeschlagen. Das Sonnenrad ist insbesondere Teil einer Planetenradstufe des Planetengetriebes. Diese Planetenradstufe weist neben dem Sonnenrad insbesondere noch ein Hohlrad und zumindest ein mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmendes Planetenrad sowie einen Planetenträger auf, der das zumindest eine Planetenrad drehbar trägt.
-
Das vorgeschlagene Planetengetriebe weist eine Leitung zum Hindurchführen von Schmier- und/oder Kühlmittel von der Antriebsseite zu der Abtriebsseite durch das Sonnenrad auf. In Antriebsrichtung vor dem Planetengetriebe (antriebsseitig) kann beispielsweise eine Pumpe für das Schmier- und/oder Kühlmittel vorhanden sein. In Antriebsrichtung hinter dem Planetengetriebe (abtriebsseitig) kann dann ein Abnehmer für das Schmier- und/oder Kühlmittel vorhanden sein.
-
Es ist nun vorgesehen, dass die Leitung zumindest entlang der (axialen) Erstreckung des Sonnenrads als Rohrleitung ausgebildet ist. Dadurch spielt das Sonnenrad im Gegensatz zu demjenigen der
DE 10 2004 003 685 A1 bei der Weiterleitung des Schmier- und/oder Kühlmittels keine Rolle mehr, denn die Rohrleitung bildet ein anderes Bauteil als das Sonnenrad. Dementsprechend kann die Anzahl der Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel reduziert sein. Demnach bestehen weniger Gefahrenquellen für das Austreten von Schmier- und/oder Kühlmittel aus der Leitung. Demnach kann die Zuverlässigkeit des Getriebes und die Versorgung mit Schmier- und/oder Kühlmittel verbessert werden. Auch braucht das Sonnenrad nicht mehr so aufwändig bearbeitet werden.
-
Unter einer solchen Rohrleitung wird insbesondere ein relativ starres rohrförmiges Bauelement verstanden, das eine relativ große Länge im Vergleich zu seiner Dicke oder seinem Durchmesser aufweist. Insbesondere kann die Länge der Rohrleitung größer als das Fünffache des Außen- oder Innendurchmessers der Rohrleitung sein. Insbesondere kann die Länge der Rohrleitung größer als das Zehnfache des Außen- oder Innendurchmessers der der Rohrleitung sein. Insbesondere trägt die Rohrleitung keinen oder lediglich einen vernachlässigbar kleinen Anteil an der Drehmomentübertragung innerhalb des Planetengetriebes. Die Rohrleitung kann daher als drehmomentfrei angesehen werden. Lediglich in manchen Betriebszuständen des Planetengetriebes kann es an den Übergabestellen von und zu der Rohrleitung zu Drehzahldifferenzen kommen. Diese führen allerdings durch entsprechende Maßnahmen, wie beispielsweise Drehübertragern an den Enden der Rohrleitung, zu keiner oder nur zu einer vernachlässigbar geringen Drehmomentübertragung durch die Rohrleitung.
-
Vorgeschlagene wird auch ein Werkzeugmaschinengetriebe, das entsprechend des vorgeschlagenen Planetengetriebes ausgeführt ist. Bevorzugt ist das Planetengetriebe also als Werkzeugmaschinengetriebe ausgeführt. Ein solches Werkzeugmaschinengetriebe bildet ein Getriebe, das in einer Werkzeugmaschine eingesetzt wird, also beispielsweise in einer Drehmaschine oder Fräsmaschine oder Schleifmaschine oder einem entsprechenden Bearbeitungszentrum. Insbesondere dient das Werkzeugmaschinengetriebe zur Übersetzung oder Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl eines Antriebsmotors, in der Regel eines Elektromotors, auf eine Spindel der Werkzeugmaschine. Wenn das Planetengetriebe schaltbar ausgeführt ist, also mehrstufig, vergrößert ein solches Getriebe die Leistungsbandbreite des Antriebsmotors. Dadurch steigt die Flexibilität der Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung unterschiedlicher Werkstoffe und mit unterschiedlichen Bearbeitungskräften. Bevorzugt ist das Werkzeugmaschinengetriebe (genau) zweistufig ausgeführt. Das bedeutet, dass das dafür eingesetzte Planetengetriebe zwei Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen aufweist.
-
Bei dem Schmier- und/oder Kühlmittel handelt es sich insbesondere um einen Kühlschmierstoff (= KSS). KSS wird beispielsweise in der trennenden oder umformenden Fertigungstechnik zur Kühlung und Schmierung eines Werkzeugs und/oder eines Werkstücks eingesetzt. Bei dem Schmier- und/oder Kühlmittel kann es sich prinzipiell aber auch um eine andere Art von Schmiermittel oder Kühlmittel handeln. Bei dem Schmier- und/oder Kühlmittel kann es sich somit beispielsweise auch um ein Öl-LuftGemisch für eine Minimalmengenschmierung (= MMS oder MMKS) handeln. Die Leitung ist dementsprechend für ein solches Schmier- und/oder Kühlmittel ausgebildet. Hierzu können die Oberflächen der Leitung entsprechend beschichtet oder bearbeitet sein, und Dichtungen im Bereich der Leitung können entsprechend resistent gegen das Schmier- und/oder Kühlmittel ausgeführt sein.
-
Bevorzugt ist die Rohrleitung spiegelsymmetrisch ausgeführt. Das bedeutet, dass auch die beiden Enden und Endbereiche der Rohrleitung identisch zueinander ausgeführt sind. Somit braucht keine feste Einbaurichtung für die Rohrleitung vorgesehen sein. Die Montage der Rohrleitung ist somit vereinfacht.
-
Bevorzugt ist die Rohrleitung als Steckrohr ausgebildet. Die Rohrleitung kann in diesem Fall sehr einfach durch Einstecken in das Planetengetriebe montiert werden. Die Bereiche an den beiden Enden der Rohrleitung können hierbei im Vergleich zu einem mittleren Bereich der Rohrleitung über einen reduzierten Außendurchmesser verfügen. Für diese Endbereiche der Rohrleitung können jeweils ein oder mehrere Dichtungen vorgesehen sein, welche sich beim Einstecken der Rohrleitung in die entsprechenden Bauteile des Planetengetriebes an die Rohrleitung anlegen. Somit werden dichte Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel gebildet. Die Bauteile des Planetengetriebes, in die die Rohrleitung bei der Montage eingesteckt wird, verfügen insbesondere über je eine Einführungsschräge für die Rohrleitung. Diese erleichtern das Einstecken der Rohrleitung.
-
Die Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel im Bereich der beiden Enden der Rohrleitung sind bevorzugt als Drehübertrager ausgeführt. Dadurch wird eine nach außen hin dichte Übergabe des Schmier- und/oder Kühlmittel von und zu der Rohrleitung auch dann ermöglicht, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der Rohrleitung und dem daran angeschlossenen Bauteil des Planetengetriebes vorliegt. Ein solcher Drehübertrager ermöglicht also die nach außen hin dichte Übergabe von Schmier- und/oder Kühlmittel unter einer Drehzahldifferenz.
-
Bevorzugt weist das Sonnenrad eine Öffnung auf. Bei der Öffnung handelt es sich bevorzugt um eine zentrale Bohrung, die in axialer Richtung durch das gesamte Sonnenrad hindurch verläuft. Die Rohrleitung verläuft durch diese Öffnung hindurch. Die Rohrleitung ist außerdem außerhalb dieser Öffnung abgestützt. Somit erfolgt die Abstützung der Rohrleitung nicht durch das Sonnenrad, sondern durch andere Bauteile des Planetengetriebes. Die Abstützung erfolgt insbesondere axial jenseits des Sonnenrads. Bevorzugt ist ein Innendurchmesser der Öffnung des Sonnenrads größer als ein Außendurchmesser der Rohrleitung im Bereich des Sonnenrads. Somit liegt stets ein radialer Abstand zwischen Rohrleitung und Sonnenrad vor. Insbesondere verläuft die Rohrleitung koaxial zu der Drehachse des Sonnenrads. Durch diese Maßnahmen wirkt sich eine mögliche Exzentrizität oder Schwingung des Sonnenrads im Gegensatz zu der Lösung nach der
DE 10 2004 003 685 A1 nicht auf die Leitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel aus. Die Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel von und zu der Rohrleitung werden dadurch mechanisch entlastet. Dadurch wird deren Dichtheit verbessert und/oder es können einfache Dichtungen an diesen Stellen verwendet werden, beispielsweise O-Ringe.
-
Bevorzugt verfügt das Planetengetriebe über eine Antriebswelle an der Antriebsseite und eine Abtriebswelle an der Abtriebsseite. Die Antriebswelle dient demnach als Drehmomenteingang in das Planetengetriebe und wird insbesondere von einem Antriebsmotor angetrieben. Die Abtriebswelle dient demnach als Drehmomentausgang aus dem Planetengetriebe, insbesondere zum Antrieb einer mit dem Planetengetriebe gekoppelten Vorrichtung. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Spindel, insbesondere eine Spindel einer Werkzeugmaschine. Das Planetengetriebe ist insbesondere eine eigenständige Baueinheit und demnach kein integrierter Bestandteil der davon angetriebenen Vorrichtung oder des Antriebsmotors.
-
Die Leitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel erstreckt sich insbesondere (in axialer Richtung) durch die Antriebswelle und durch die Abtriebswelle hindurch. Dementsprechend kann das Schmier- und/oder Kühlmittel durch das komplette Planetengetriebe hindurch an die erforderliche Stelle jenseits der Abtriebswelle gefördert werden. Insbesondere befindet sich die Rohrleitung axial zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle.
-
Insbesondere ist die Rohrleitung an der Antriebswelle abgestützt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Rohrleitung an der Abtriebswelle abgestützt sein. Dementsprechend kann die Rohrleitung nur an zwei Stellen abgestützt sein, wobei sich die eine Stelle im Bereich der Antriebswelle befindet und die andere Stelle im Bereich der Abtriebswelle. Auch dadurch kann die mechanische Belastung der Rohrleitung vermindert und damit die Dichtheit der Leitung als Ganzes verbessert werden. Aus diesen Gründen liegt die Rohrleitung bevorzugt koaxial zu einer (gemeinsamen) Drehachse der Antriebswelle und der Abtriebswelle.
-
Bevorzugt verfügen die Antriebwelle und/oder die Abtriebswelle über eine Aufnahme, in die das zugehörige Ende der Rohrleitung eingeführt ist und mit der die Rohrleitung abgestützt ist. Hierdurch kann ein Außendurchmesser der Rohrleitung klein gehalten werden. Es ist dann auch relativ wenig Werkstoff für die Rohrleitung erforderlich. Insbesondere ist ein Außendurchmesser der Rohrleitung im Bereich der Aufnahme reduziert. Insbesondere sind die Antriebwelle und/oder die Abtriebswelle selbst nicht zur Führung des Schmier- und/oder Kühlmittels ausgeführt. Sie bilden dann also an sich keinen Teil der Leitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel.
-
Bevorzugt weist die Antriebswelle einen ersten Kopplungsabschnitt und einen zweiten Kopplungsabschnitt auf. Die beiden Kopplungsabschnitte befinden sich insbesondere im Bereich von zwei gegenüberliegenden Enden der Antriebswelle. Der erste Kopplungsabschnitt dient hierbei zur Koppelung mit einer Antriebsmotorwelle eines Antriebsmotors für das Planetengetriebe. Der erste Kopplungsabschnitt ist also zur Herstellung dieser Kopplung ausgeführt. Der zweite Kopplungsabschnitt ist mit dem Sonnenrad gekoppelt.
-
Eine solche Antriebsmotorwelle ist eine Welle eines Antriebsmotors mit der eine Antriebsleistung von dem Antriebsmotor abgreifbar ist. Insbesondere handelt es sich bei der Antriebsmotorwelle um die Motorwelle eines Elektromotors, auch Rotorwelle genannt. Das Planetengetriebe verfügt insbesondere über einen Flansch, an dem der Antriebsmotor anbringbar ist. Im angebrachten Zustand des Antriebsmotors befindet sich dessen Antriebsmotorwelle im Bereich der Antriebswelle des Planetengetriebes und ist mit dieser durch entsprechende Kopplungsmittel koppelbar.
-
Bevorzugt erfolgt die Koppelung zwischen der Antriebswelle und der Antriebsmotorwelle im ersten Kopplungsabschnitt kraftschlüssig. Hierzu weist die Antriebswelle eine Klemmnabe auf, auch Klemmkupplung genannt. Die Antriebswelle weist also eine in radialer Richtung elastisch verformbare Aufnahme für die Antriebsmotorwelle auf. Die Aufnahme kann hierzu beispielsweise mit Schlitzen versehen sein und/oder relativ dünnwandig ausgeführt sein. Die Aufnahme ist außerdem mit einem Klemmring versehen. Durch Anziehen einer Schraube des Klemmrings kann dieser verengt werden, wodurch sich die Aufnahme radial verengt. Dadurch wird die in der Aufnahme angeordnete Antriebsmotorwelle mit der Antriebswelle des Planetengetriebes kraftschlüssig gekoppelt.
-
Eine geeignete Klemmkupplung ist beispielsweise der nicht-vorveröffentlichten Schrift
DE 10 2016 221 310.5 der Anmelderin entnehmbar. Alternativ ist es möglich, die Antriebswelle und die Antriebsmotorwelle mittels einer Feder-Nut-Verbindung formschlüssig miteinander zu koppeln. Alternativ dazu ist es ebenso möglich, die Antriebswelle und das Sonnenrad auf andere Art zu koppeln, wie beispielsweise stoffschlüssig oder auf eine andere Art kraftschlüssig oder auf eine andere Art formschlüssig.
-
Bevorzugt erfolgt die Koppelung zwischen der Antriebswelle und dem Sonnenrad im zweiten Kopplungsabschnitt formschlüssig. Insbesondere verfügt dazu der eine von Antriebswelle und Sonnenrad über eine Innenverzahnung und der andere von Antriebswelle und Sonnenrad verfügt über eine damit korrespondierende Außenverzahnung. Alternativ dazu ist es möglich, die Antriebswelle und das Sonnenrad auf andere Art zu koppeln, wie beispielsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder auf eine andere Art formschlüssig.
-
Bevorzugt ist ein Kopplungselement vorgesehen. Das Kopplungselement bildet einen Teil der Leitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel durch das Planetengetriebe. Das Kopplungselement ist als Verbindungsleitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel zwischen der Rohrleitung und einem Leitungsabschnitt der Leitung innerhalb der Antriebsmotorwelle ausgeführt. Das Kopplungselement ist also so ausgebildet, dass es die Rohrleitung mit dem Leitungsabschnitt innerhalb der Antriebsmotorwelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel leitend verbindet, wenn die Antriebsmotorwelle mit der Antriebswelle des Planetengetriebes gekoppelt ist. Das Kopplungselement ist dazu zumindest im ersten Kopplungsabschnitt der Antriebswelle angeordnet. Das Kopplungselement kann somit innerhalb der Aufnahme der Antriebswelle für die Antriebsmotorwelle vorgesehen sein. Das Kopplungselement bildet insbesondere ein eigenständiges Bauteil. Das Kopplungselement bildet insbesondere kein Teil der Antriebswelle. Das Kopplungselement stützt das antriebseitige Ende der Rohrleitung ab. Hierzu kann das Kopplungselement dieses antriebseitige Ende der Rohrleitung aufnehmen.
-
Das Kopplungselement überbrückt einen Abstand zwischen dem Leitungsabschnitt der Antriebsmotorwelle und der Rohrleitung im Planetengetriebe für das Schmier- und/oder Kühlmittel. Das Kopplungselement bildet zusammen mit der Antriebsmotorwelle eine erste Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel. Und das Kopplungselement bildet zusammen mit der Rohrleitung eine zweite Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel.
-
Das Kopplungselement ist insbesondere rotationssymmetrisch ausgeführt. Das Kopplungselement ist insbesondere koaxial zur Rohrleitung ausgeführt. Das Kopplungselement verfügt selbst über einen Leitungsabschnitt, der ein Teil der Leitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel des Planetengetriebes bildet. Dieser Leitungsabschnitt ist insbesondere durch eine zentrale Bohrung innerhalb des Kopplungselements gebildet. Insbesondere trägt das Kopplungselement bei der Drehmomentübertragung im Planetengetriebe analog zur Rohrleitung keinen oder nur einen vernachlässigbar kleinen Anteil bei.
-
Bevorzugt ist das Kopplungselement für mehrere unterschiedliche Varianten der Antriebsmotorwelle passend ausgeführt. Somit kann ein einziges Kopplungselement für verschiedene Antriebsmotoren und entsprechend unterschiedliche Antriebsmotorwellen eingesetzt werden. Das Kopplungselement kann auch speziell auf eine oder einige bestimmte Arten von Antriebsmotorwellen zugeschnitten sein, beispielsweise für die Antriebsmotorwellen einer bestimmten Antriebsmotorbaureihe. Für eine andere Antriebsmotorbaureihe ist dann ein anderes Kopplungselement vorgesehen. Der Bereich zur Aufnahme des antriebsseitigen Endes der Rohrleitung ist bei verschiedenen Kopplungselementen für verschiedene Antriebsmotorwellen und/oder Antriebsmotorbaureihen bevorzugt identisch ausgebildet. Das Kopplungselement erfüllt also bevorzugt eine Adapterfunktion, um unterschiedliche Antriebsmotoren oder Antriebsmotorwellen oder Antriebsmotorbaureihen an die Rohrleitung des Planetengetriebes anzuschließen.
-
Durch die Verwendung des Kopplungselements kann ein möglicher toleranzbedingter Winkelversatz und/oder Parallelversatz zwischen der Antriebsmotorwelle und der Rohrleitung ausgeglichen werden. Somit kann die mechanische Belastung der Rohrleitung und der Übergabestellen an der Rohrleitung für das Schmier- und/oder Kühlmittel gering gehalten werden. Dadurch wird die Dichtigkeit der Leitung als Ganzes verbessert.
-
Das Kopplungselement kann dazu ausgebildet sein, um mit der Antriebsmotorwelle formschlüssig gekoppelt zu werden. Hierzu kann beispielsweise im Bereich eines zur Antriebsmotorwelle gerichteten axialen (ersten) Endes des Kopplungselements eine Außen- oder Innenverzahnung vorgesehen sei, welche mit einer entsprechenden Außen- oder Innenverzahnung der Antriebsmotorwelle formschlüssig zusammenwirkt, wenn das Kopplungselement an der Antriebsmotorwelle angeordnet ist. Dieses Ende des Kopplungselements kann zum Einstecken in die Antriebsmotorwelle ausgeführt sein. Ein Anschlag an dem Kopplungselement kann ein zu weites Einführen in die Antriebsmotorwelle verhindern. Das Kopplungselement kann auch so ausgeführt sein, dass es mit diesem Ende in die Antriebsmotorwelle einschraubbar ist.
-
Ein zur Rohrleitung gerichtetes axiales (zweites) Ende des Kopplungselements kann eine Aufnahme für die Rohrleitung aufweisen. Die Aufnahme kann insbesondere dazu ausgeführt sein, dass die Rohrleitung darin axial eingesteckt wird. Die Aufnahme kann ein oder mehrere Dichtungen aufweisen, welche mit dem antriebsseitigen Endbereich der Rohrleitung zusammenwirken. Dadurch kann einfach ein Drehübertrager für das Schmier- und/oder Kühlmittel an der Übergabestelle zwischen Kopplungselement und Rohrleitung gebildet werden.
-
Das Kopplungselement ist insbesondere an der Antriebswelle des Planetengetriebes abgestützt. Dies kann unmittelbar erfolgen, also ohne ein dazwischen liegendes Bauteil oder mittelbar, also über ein dazwischen liegendes Bauteil. Das Kopplungselement kann alternativ oder zusätzlich auch dazu ausgebildet sein, um an der Antriebsmotorwelle abgestützt zu sein, wenn die Antriebsmotorwelle mit dem Kopplungselement gekoppelt ist.
-
Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Planetengetriebes einen ersten Kopplungsabschnitt und einen zweiten Kopplungsabschnitt auf. Die beiden Kopplungsabschnitte befinden sich insbesondere im Bereich von zwei gegenüberliegenden Enden der Abtriebswelle. Der erste Kopplungsabschnitt ist mit einem Abtriebselement des Planetengetriebes gekoppelt. Bei diesem Abtriebselement handelt es sich um ein Element des Planetengetriebes, an dem das darüber übertragene Drehmoment abgreifbar ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Abtriebselement um den Planetenträger des Planetengetriebes. Der zweite Kopplungsabschnitt der Abtriebswelle dient zur Koppelung mit der von dem Planetengetriebe angetriebenen Vorrichtung. Der zweite Kopplungsabschnitt verfügt hierzu über entsprechende Kopplungsmittel. Diese Kopplungsmittel sind insbesondere zur kraftschlüssige oder formschlüssigen Kopplung mit der angetriebenen Vorrichtung ausgebildet. Hierbei ist vorgesehen, dass die Rohrleitung durch die Abtriebswelle hindurch zu dem zweiten Kopplungsabschnitt verläuft. Somit kann die Anzahl der Übertragungsstellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel im Bereich der Abtriebswelle minimiert werden.
-
Bevorzugt erfolgt die Koppelung zwischen der Abtriebswelle und dem Abtriebselement am ersten Kopplungsabschnitt formschlüssig. Hierzu kann der eine von Abtriebswelle und Abtriebselement beispielsweise über eine Innenverzahnung verfügen und der andere von Abtriebswelle und Abtriebselement weist dann eine damit korrespondierende Außenverzahnung auf. Alternativ dazu ist es möglich, die Abtriebswelle und das Abtriebselement auf andere Art zu koppeln, wie beispielsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder auf eine andere Art formschlüssig.
-
Die Abtriebswelle weist bevorzugt eine axial verlaufende Öffnung auf, insbesondere eine zentrale Bohrung, innerhalb derer die Rohrleitung angeordnet ist. Zwischen der Rohrleitung und der Öffnung in der Abtriebswelle kann eine Dichtung angeordnet sein, insbesondere ein Radialwellendichtring. Die Dichtung verhindert ein Austreten von Schmiermittel aus einem Inneren des Planetengetriebes durch die Öffnung in der Abtriebswelle. Gleichzeitig kann die Dichtung zur Dämpfung von Schwingungen der Rohrleitung beitragen. Die Dichtung ist insbesondere im Bereich des abtriebseitigen Endes der Abtriebswelle angeordnet.
-
Die Abtriebswelle kann im Bereich ihres abtriebseitigen Endes eine Aufnahme aufweisen, um einen Drehübertrager aufzunehmen, in welchen die Rohrleitung mündet. Dieser Drehübertrager kann analog zu dem Drehübertrager aus der
DE 10 2004 003 685 A1 ausgeführt sein. Zwischen dem Drehübertrager und der Rohrleitung ist dann eine weitere (dritte) Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel vorgesehen. Diese Übergabestelle ist bevorzugt analog oder identisch zu der (zweiten) Übergabestelle am antriebsseitigen Ende der Rohrleitung ausgeführt. Bevorzugt sind also lediglich drei Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel im Bereich des Planetengetriebes vorgesehen.
-
Bevorzugt ist das Planetengetriebe schaltbar ausgeführt. Das bedeutet, dass es zumindest oder genau zwei schaltbare Gänge, also Übersetzungsstufen, aufweist. Außerdem kann ein Leerlauf vorgesehen sein, in dem keine Drehmomentübertragung zwischen Antriebsseite (Antriebswelle) und Abtriebsseite (Abtriebswelle) erfolgt. Das Planentengetriebe ist hierzu aufweisend:
- • ein Getriebegehäuse, und
- • die Antriebswelle, die an dem Getriebegehäuse drehbar gelagerte ist und die mit dem Sonnenrad gekoppelt ist, und
- • die Abtriebswelle, die an dem Getriebegehäuse drehbar gelagerte ist und die mit dem Planetenträger gekoppelt ist, und
- • das Hohlrad, das an dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und
- • das zumindest eine mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmende Planetenrad, und
- • ein zumindest in eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung bewegbares Schaltelement, insbesondere eine Schaltmuffe,
wobei das Schaltelement in der ersten Schaltstellung das Hohlrad mit dem Getriebegehäuse drehfest koppelt, und
wobei das Schaltelement in der zweiten Schaltstellung das Hohlrad mit der Antriebswelle drehfest koppelt.
-
Das Getriebegehäuse kann auf der Antriebsseite über den Flansch für den Antriebsmotor verfüge. Die aus dem Sonnenrad, dem Hohlrad, dem zumindest einen Planetenrad und dem Planetenträger gebildete Planetenradstufe ist insbesondere vollständig innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Darin kann im betriebsbereiten Zustand ein Schmiermittel vorgesehen sein, das zur Schmierung dieser Planetenradstufe dient. Dieses Schmiermittel verfügt insbesondere über eine andere Zusammensetzung als das Schmier- und/oder Kühlmittel, das über die Leitung durch das Getriebe geführt wird soll.
-
In der ersten Schaltstellung koppelt das Schaltelement das Hohlrad mit dem Getriebegehäuse drehfest. Das Hohlrad kann sich dann also nicht mehr relativ zum Getriebegehäuse drehen. Somit kann ein Drehmoment vom Hohlrad auf das Gehäuse abgestützt werden. Das Hohlrad und die Antriebswelle sind in dieser ersten Schaltstellung durch das Schaltelement voneinander entkoppelt. Die Antriebswelle ist also relativ zum Hohlrad drehbar. In der ersten Schaltstellung weist das Getriebe insbesondere eine Übersetzung ungleich eins auf (i≠1), beispielsweise i=5.
-
In der zweiten Schaltstellung koppelt das Schaltelement das Hohlrad mit der Antriebswelle drehfest. Da die Antriebswelle dann sowohl mit dem Hohlrad, als auch mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelt ist, ist das Planetengetriebe verblockt. Hohlrad, Sonnenrad und Planetenträger können dann stets nur in dieselbe Richtung mit derselben Drehzahl rotieren. Das Hohlrad und das Getriebegehäuse sind in der zweiten Schaltstellung durch das Schaltelement voneinander drehbar entkoppelt. Das Hohlrad ist also zusammen mit der Antriebswelle relativ zum Getriebegehäuse drehbar. In dieser zweiten Schaltstellung weist das Getriebe folglich eine Übersetzung von eins (i=1) auf.
-
Neben den beiden genannten Schaltstellungen kann das Schaltelement eine dritte mögliche Schaltstellung aufweisen, in der das Schaltelement das Hohlrad weder mit der Antriebswelle, noch mit dem Getriebegehäuse koppelt. Das Hohlrad ist dann frei drehbar, wodurch ein Leerlauf geschaffen ist. In oder an dem Schaltelement kann eine Arretierung vorgesehen sein, um das Schaltelement in der gewählten Schaltstellung zu halten. Somit wird ein Herausrutschen der eingelegten Übersetzung verhindert.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Figur (1) näher erläutert, aus welcher weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines zweistufigen Planetengetriebes in einem Längsschnitt.
-
Bei dem zweitstufigen Planetengetriebe gemäß 1 handelt es sich insbesondere um ein Werkzeugmaschinengetriebe. Das Getriebe 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 durch ein Wälzlager 3 in einem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Die Abtriebswelle 2 ist durch die Wälzlager 5 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Die Abtriebswelle 2 liegt koaxial zu der Antriebswelle 1.
-
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 6, beispielsweise ein Elektromotor, an das Getriebegehäuse 4. Der Antriebsmotor 6 ist nur teilweise dargestellt. Der Lagerdeckel 4A dichtet einen Innenraum des Getriebegehäuses 4 zum Antriebsmotor 6 hin ab. Hierzu kann radial zwischen dem Lagerdeckel 4A und der Antriebswelle 1 eine Dichtung 4B angeordnet sein, wie insbesondere ein Radialwellendichtring.
-
Die Antriebswelle 1 weist an einem antriebsseitigen (ersten) Kopplungsabschnitt eine Aufnahme 1A für die Antriebsmotorwelle 6A des Antriebsmotors 6 auf. Die Antriebswelle 1 ist hier insbesondere als Klemmnabe ausgebildet, um die Antriebsmotorwelle 6A kraftschlüssig mit der Antriebswelle 1 zu verbinden. Die drehfeste Verbindung von Antriebsmotorwelle 6A und Antriebswelle 1 kann jedoch auch anderweitig erfolgen, beispielsweise durch eine Feder-Nut-Verbindung.
-
Die Antriebswelle 1 ist in einem abtriebsseitigen (zweiten) Kopplungsabschnitt mit einem Sonnenrad 7 des Planetengetriebes drehfest gekoppelt. Diese Koppelung erfolgt hier beispielhaft formschlüssig durch eine entsprechende Innen- und Außenverzahnung der Antriebswelle 1 und des Sonnenrads 7. Antriebswelle 1 und Sonnenrad 7 können jedoch auch anderweitig miteinander gekoppelt sein. Das Sonnenrad 7 kämmt mit mehreren Planetenrädern 8 des Planetengetriebes. Die Planetenräder 8 sind wiederum drehbar auf jeweils einem Bolzen 9B des Planetenträgers 9 angeordnet. Vorliegend dient der Planetenträger 9 als Abtriebselement des Planetengetriebes.
-
Die Abtriebswelle 2 ist mit einem antriebsseitigen (ersten) Kopplungsabschnitt drehfest mit dem Planetenträger 9 gekoppelt. Diese Koppelung erfolgt hier beispielhaft formschlüssig durch eine entsprechende Innen- und Außenverzahnung der Abtriebswelle 2 und des Planetenträgers 9. Abtriebswelle 2 und Planetenträger 9 können jedoch auch anderweitig miteinander gekoppelt sein. Die Abtriebswelle 2 und der Planetenträger 9 können auch einteilig ausgeführt sein.
-
Die Planetenräder 8 kämmen außerdem mit einem Hohlrad 10 des Planetengetriebes. Das Hohlrad 10 ist über ein Wälzlager 11 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Ein als Schaltmuffe 12 ausgebildetes Schaltelement ist mit dem Hohlrad 10 drehfest und darauf verschiebbar angeordnet. Die Schaltmuffe 12 dient zum Schalten der beiden Getriebestufen des Planetengetriebes. Die Schaltmuffe 12 ist hierzu in zumindest eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung verschiebbar.
-
In der in 1 gezeigten ersten Schaltstellung koppelt die Schaltmuffe 12 das Hohlrad 10 drehfest mit dem Getriebegehäuse 4. Hierbei ist das Hohlrad 10 von der Antriebswelle 1 entkoppelt. Das Getriebe weist dadurch eine Übersetzung i≠1 auf.
-
In der in 1 nicht gezeigten zweiten Schaltstellung (die Schaltmuffe 12 ist hierbei gegenüber der in 1 sichtbaren Position nach links verschoben) koppelt die Schaltmuffe 12 das Hohlrad 10 drehfest mit der Antriebswelle 1. Hierbei ist das Hohlrad 10 vom Getriebegehäuse 4 drehentkoppelt. Das Getriebe ist dann verblockt und weist eine Übersetzung i=1 auf.
-
Es kann eine Leerlaufstellung für die Schaltmuffe 12 als dritte Schaltstellung vorgesehen sein. In dieser Leerlaufstellung ist das Hohlrad 10 weder mit der Antriebswelle 1, noch mit dem Getriebegehäuse 4 drehfest gekoppelt. Somit befindet sich das Getriebe dann im Leerlauf. Diese dritte Schaltstellung kann eine axiale Mittelstellung der Schaltmuffe 12 sein, welche axial zwischen ihrer ersten und zweiten Schaltstellung liegt.
-
Die Schaltmuffe 12 wird bevorzugt durch einen nicht gezeigten Aktor in die Schaltstellungen bewegt. Hierbei handelt es sich zweckmäßigerweise um einen elektromagnetischen oder elektromotorischen Aktor. Alternativ dazu kann auch ein Handhebel oder dergleichen zur manuellen Bewegung der Schaltmuffe 12 vorgesehen sein.
-
Das Getriebe weist außerdem eine Leitung 13 zum Hindurchführen von Schmier- und/oder Kühlmittel von der Antriebswelle 1 (Antriebsseite) zu der Abtriebswelle 2 (Abtriebsseite) auf. Die Leitung 13 verläuft hierbei über die gesamte axiale Länge des Getriebes und entlang der Längsachse L des Getriebes. Hierzu führt die Leitung 13 durch die Antriebswelle 1 und durch die Abtriebswelle 2 hindurch. Die Längsachse L bildet gleichzeitig die Drehachse der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 2. Beispielsweise kann über die Leitung 13 eine von dem Getriebe angetriebene Spindel mit dem hindurchgeleiteten Schmier- und/oder Kühlmittel versorgt werden.
-
Die Leitung 13 wird zum Teil durch die Rohrleitung 13A ausgebildet. Diese Rohrleitung 13A durchquert eine zentrale Öffnung 7A des Sonnenrads 7. Hierbei besteht ein radialer Abstand zwischen Sonnenrad 7 und Rohrleitung 13A. Die Rohrleitung 13A ist außerhalb der Öffnung 7A abgestützt. Die Rohrleitung 13A verbindet einen Leitungsabschnitt 13B der Leitung 13 mit der vom Getriebe angetriebenen Vorrichtung. Dort wird das über die Leitung 13 geführte Schmier- und/oder Kühlmittel bestimmungsgemäß verwendet. Der Leitungsabschnitt 13B ist in 1 beispielhaft als zentrale Bohrung innerhalb der Antriebsmotorwelle 6A ausgeführt.
-
Innerhalb der Aufnahme 1A der Antriebswelle 1 ist ein Kopplungselement 15 vorgesehen. Das Kopplungselement 15 nimmt ein antriebseitiges Ende der Rohrleitung 13A auf und stützt es ab. Das Kopplungselement 15 dient als Verbindungsleitung zwischen der Rohrleitung 13A und dem Leitungsabschnitt 13B. Dementsprechend verfügt auch das Kopplungselement 15 über einen Leitungsabschnitt der Leitung 13. Das Kopplungselement 15 ist in axialer Richtung in die Antriebsmotorwelle 6A eingesetzt.
-
Das Kopplungselement 15 kann über ein Stützelement 19 auf der Antriebswelle 1 abgestützt sein. Das Stützelement 19 ist beispielsweise ringförmig ausgeführt und radial zwischen Kopplungselement 15 und Antriebswelle 1 angeordnet. Radial zwischen Stützelement 19 und Kopplungselement 15 kann eine Dichtung vorgesehen sein.
-
Das Kopplungselement 15 bildet zusammen mit der Antriebsmotorwelle 6A eine erste Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel. Und das Kopplungselement 15 bildet zusammen mit dem antriebsseitigen Ende der Rohrleitung 13A eine zweite Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel. Die Rohrleitung 13A verläuft ausgehend hiervon durch das Sonnenrad 7 und die Abtriebswelle 2 hindurch zu dem abtriebsseitigen (zweiten) Kopplungsabschnitt der Abtriebswelle 2. Das dortige abtriebsseitige Ende der Rohrleitung 13A bildet dort eine dritte Übergabestelle für das Schmier- und/oder Kühlmittel. Somit kommt das vorgeschlagene Getriebe mit nur drei Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel aus.
-
Die dritte Übergabestelle kann an einem Drehübertrager
14 vorgesehen sein. Der Drehübertrager
14 kann Teil der vom Getriebe angetriebenen Vorrichtung sein. Der Drehübertrager
14 überträgt das mittels der Leitung
13 dorthin geführte Schmier- und/oder Kühlmittel auf die vom Getriebe angetriebene Vorrichtung. Ein solcher Drehübertrager ist aus der Schrift
DE 10 2004 003 685 A1 der Anmelderin bereits bekannt. Er braucht an dieser Stelle daher nicht nochmals erläutert zu werden. Die Rohrleitung
13A mündet hierzu mit ihrem abtriebsseitigen Ende in eine entsprechende Aufnahme des Drehübertragers
14. Der Drehübertrager
14 ist an dem abtriebsseitigen Endbereich der Abtriebswelle
2 abgestützt. Somit ist auch die Rohrleitung
13A dort an der Abtriebswelle
2 abgestützt ist.
-
Die Übergabestellen an den beiden Enden der Rohrleitung 13A (zweite und dritte Übergabestelle) sind selbst jeweils als Drehübertrager für das Schmier- und/oder Kühlmittel ausgeführt. Zur Schaffung dieser Drehübertrager weisen die Bauteile 14, 15 jeweils eine Aufnahme 14A, 15A für die Endbereichen der Rohrleitung 13A auf. In diese Aufnahmen 14A, 15A ist das jeweilige Ende der Rohrleitung 13A eingeführt, insbesondere eingesteckt. Die Endbereiche der Rohrleitung 13A sind also passend für die jeweilige Aufnahme 14A, 15A ausgeführt. Bevorzugt sind die Aufnahmen 14A, 15A und die beiden Endbereiche der Rohrleitung 13A identisch zueinander ausgeführt. Somit ist ein falscher Einbau der Rohrleitung 13A ausgeschlossen. Die Aufnahmen 14A, 15A enthalten jeweils eine oder mehrere Dichtungen, die sich an den zugehörigen Endbereich der Rohrleitung 13A anlegen und somit eine nach außen hin dichte Übergabestelle für das des Schmier- und/oder Kühlmittel schaffen. Die Rohrleitung 13A ist somit über die Aufnahmen 14A, 15A abgestützt.
-
Durch diese Maßnahmen kann eine nach außen hin dichte Übertragung des Schmier- und/oder Kühlmittel durch die gesamte Leitung 13 erfolgen. Die Dichtigkeit ist auch dann gewährleistet, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen der Rohrleitung 13A und dem am jeweiligen Ende der Rohrleitung 13A angeordneten Bauteil 14, 15 vorliegt. Eine solche Drehzahldifferenz kann insbesondere dann auftreten, wenn die Schaltmuffe 12 sich in der gezeigten ersten Schaltstellung befindet. In dieser Schaltstellung weist die Antriebswelle 1 nämlich eine andere Drehzahl auf, als die Abtriebswelle 2.
-
Um einen abtriebsseitigen Austritt von dem Schmierstoff aus einem Inneren des Getriebegehäuses 4 zu verhindern, ist radial zwischen der Abtriebswelle 2 und der Rohrleitung 13A eine Dichtung 16 vorgesehen. Aus demselben Grund ist eine weitere Dichtung 17 radial zwischen der Abtriebswelle 2 und dem Getriebegehäuse 4 vorgesehen. Hierbei handelt es sich bevorzugt jeweils um einen Radialwellendichtring.
-
Um ein Austritt von Schmier- und/oder Kühlmittel im Bereich der ersten Übergabestelle zwischen dem Kopplungselement 15 und der Antriebsmotorwelle zu verhindern, kann zwischen der Antriebsmotorwelle 6A und dem Kopplungselement 15 eine weitere Dichtung vorgesehen sein (Nut 18 dient für die Dichtung).
-
Bevorzugt ist die Rohrleitung 13A, wie in 1 zu sehen, ein eigenständiges Bauteil, insbesondere ein Steckrohr. Prinzipiell ist es jedoch möglich, dass die Rohrleitung 13A zusammen mit dem gezeigten Kopplungselement 15 und/oder der gezeigten Abtriebswelle 2 einteilig ausgeführt ist. Das bedeutet, dass die Rohrleitung 13A dann zusammen mit dem Kopplungselement 15 und/oder der Abtriebswelle 2 ein vereintes Bauteil bildet und zusammen in das Planetengetriebe montierbar sind. Beispielsweise kann hierzu die Rohrleitung 13A mit dem Kopplungselement 15 und/oder der Abtriebswelle 2 stoffschlüssig verbunden sein. Dadurch kann eine der Übergabestellen für das Schmier- und/oder Kühlmittel eingespart werden. Möglich ist auch, dass das Kopplungselement 15 mit der Antriebsmotorwelle 6A einteilig ausgeführt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebswelle
- 1A
- Aufnahme für die Antriebsmotorwelle
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Wälzlager
- 4
- Getriebegehäuse
- 4A
- Lagerdeckel, Getriebegehäuse
- 4B
- Dichtung
- 5
- Wälzlager
- 6
- Antriebsmotor
- 6A
- Antriebsmotorwelle
- 7
- Sonnenrad
- 7A
- Öffnung im Sonnenrad
- 8
- Planetenrad
- 9
- Abtriebselement, Planetenträger
- 9A
- Bolzen
- 10
- Hohlrad
- 11
- Lager
- 12
- Schaltmuffe, Schaltelement
- 13
- Leitung für Schmier- und/oder Kühlmittel
- 13A
- Rohrleitung
- 13B
- Leitungsabschnitt
- 14
- Drehübertrager
- 14A
- Aufnahme für die Rohrleitung
- 15
- Kopplungselement
- 15A
- Aufnahme für die Rohrleitung
- 16
- Dichtung
- 17
- Dichtung
- 18
- Nut
- 19
- Stützelement
- L
- Längsachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19917673 A1 [0002]
- DE 10348755 A1 [0002]
- DE 102004003685 A1 [0003, 0009, 0016, 0037, 0059]
- DE 102016221310 [0024]
