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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere für die industrielle Antriebstechnik, und ein Verfahren zur Montage eines Antriebs.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Antriebe für die industrielle Antriebstechnik bekannt, welche einen Anbau von Getrieben über Adapterplatten und Montageflansche sowie herkömmliche Wellenverbindungen an Motor und Applikation vorsehen. Bei Antrieben aus dem Stand der Technik nimmt der Anbau von Getrieben, insbesondere Umlaufrädergetrieben oder Kurvenscheibengetrieben bzw. Schiebezahngetrieben an Elektromotoren sehr viel Platz in axialer Richtung in Anspruch. Des Weiteren sind meist sehr viele Schraubverbindungen herzustellen.
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Ein Beispiel für eine Adapterplatte aus dem Stand der Technik ist in der Veröffentlichungsschrift
DE 10 2019 103 781 A1 gezeigt.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Adapterplatten erfordern eine aufwändige Montage, etwa durch eine hohe Anzahl an Schrauben bei Flanschverbindungen. Die Montage ist dadurch zeitintensiv und fehleranfällig. Durch die Adapterplatte kann die Baulänge des Antriebs erhöht sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme aus dem Stand der Technik, zumindest teilweise, zu lösen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Antrieb bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb mit einer verkürzten Baulänge bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird mit einem Antrieb nach dem Anspruch 1 und einem Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dieser Beschreibung.
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Ein Aspekt betrifft einen Antrieb, insbesondere für die industrielle Antriebstechnik, umfassend: Einen Motor mit einem an einer Abtriebsseite des Motors angeordnetem Motorflansch; und ein Getriebe umfassend ein Verzahnungsteil, welches ein Drehmoment des Getriebes aufnimmt; wobei das Verzahnungsteil mit mindestens einer Klemmverbindung drehfest mit dem Motorflansch verbunden ist.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Montage eines Antriebs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Klemmverbindung zwischen dem feststehenden Verzahnungsteil mit dem Motorflansch und der Applikation durch Anziehen einer Mehrzahl von Motorschrauben hergestellt wird. Die Motorschrauben durchgreifen dabei den Motorflansch des Motors und werden unmittelbar mit der Applikation, insbesondere einem feststehenden Teil, z.B. Gehäuse der Applikation, verschraubt, sodass das Getriebe, insbesondere seine Gehäuseteile, zwischen Motorflansch und Applikation geklemmt und verdrehsicher festgelegt wird. Die Motorschrauben durchgreifen das Getriebegehäuse dabei nicht. Somit wird eine Gehäuseklemmverbindung hergestellt.
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Typischerweise bildet das Verzahnungsteil ein Widerlager des Getriebes, also insbesondere ein Element, an dem sich ein Abtriebsdrehmoment des Getriebes abstützt.
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Typischerweise ist das Verzahnungsteil ein Gehäuseteil eines Getriebegehäuses des Getriebes. Das Getriebegehäuse umfasst bei typischen Ausführungsformen mindestens ein weiteres Gehäuseteil. Das Getriebegehäuse ist vorzugsweise mehrteilig ausgeführt. In typischen Ausführungsformen umfasst das Getriebegehäuse einen Adapterring, einen Lagerflansch oder einen Lageraußenring und das Verzahnungsteil. Insbesondere umfasst das Getriebegehäuse diejenigen Elemente des Getriebes, die eine abschließende äußere Oberfläche des Getriebes formen.
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Bei typischen Ausführungsformen wird die mindestens eine Klemmverbindung durch eine Klemmung mittels einer Mehrzahl von Motorschrauben hergestellt, welche durch den Motorflansch hindurchgreifen. Insbesondere erfolgt die Klemmung des feststehenden Verzahnungsteils mittels der Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und der Applikation. In der Applikation ist typischerweise ein Gewinde zum Eindrehen der Motorschrauben vorgesehen oder die Applikation weist einen Flansch mit Durchgangsöffnungen für die Motorschrauben auf. Der Motorflansch wirkt typischerweise als Widerlager für die Motorschrauben.
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Es erfolgt eine Klemmung des Getriebegehäuses, insbesondere des feststehendem Verzahnungsteils, durch Verschraubung der Motorschrauben, welche im Motorflansch angeordnet sind, an die Applikation. Auf eine Adapterplatte antriebsseitig oder abtriebsseitig am Getriebe kann verzichtet werden. Typische Antriebe weisen keine Adapterplatte auf. Das Getriebegehäuse wird lediglich mittels einer Klemmverbindung verdrehsicher festgelegt. Eine Zentrierung des Getriebes erfolgt typischerweise ausschließlich über die Motorwelle. Eine weitere Zentrierung des Getriebes zu dem Motor ist nicht zwingend erforderlich.
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Die Gehäuseteile weisen typischerweise orthogonal zur Drehachse ausgerichtete Anlageflächen auf, zur Interaktion mit anderen Gehäuseteilen oder dem Motorflansch. Insbesondere sind die Anlageflächen zur Übertragung einer Klemmkraft der Klemmverbindung eingerichtet. Typische Anlageflächen weisen im Bereich einer Interaktion keine Erhebungen oder Vertiefungen auf, welche eine formschlüssige Kraftübertragung ausbilden. Typischerweise besteht im Kraftverlauf der Klemmverbindung keine formschlüssige Verbindung.
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Zwischen den Anlageflächen von Motorflansch und Getriebegehäuse liegt ein erstes Reibflächenpaar vor, zwischen Getriebegehäuse und Applikation ein zweites Reibflächenpaar. Mittels der Spannelemente, die in den Motorflansch und die Applikation eingreifen, wird eine äußere Vorspannkraft erzeugt, welche auf die mindestens zwei Reibflächenpaare wirken. Dadurch liegt am Getriebegehäuse lediglich eine mittelbare Kraftübertragung vor. Die Anlageflächen der Gehäuseteile bilden weitere Reibflächenpaare aus, sodass bei einer Schraubverbindung in Ausführungsformen 3, 4 oder 5 Reibflächenpaare entstehen. Eine Schraubverbindung besteht dabei aus mehreren, meist vier, in einer radialen Ebene angeordneten Schrauben. Bei einer erfindungsgemäßen Klemmverbindung sind die Gehäuseteile zueinander sowie gegenüber Motorflansch und Applikation ausschließlich mittels Reibschluss zwischen den Anlageflächen miteinander verbunden.
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Die Klemmverbindung verläuft typischerweise von dem Motorflansch über das feststehende Verzahnungsteil und mindestens ein weiteres Gehäuseteil zu einem typischerweise feststehenden Gehäuseteil oder Bauteil der Applikation. Beispielsweise kann die Applikation ein Roboterarm, ein Maschinenbett oder ein Maschinengehäuse sein. Bei Ausführungsformen mit einem Außengehäuse verläuft die Klemmverbindung typischerweise auch über das Außengehäuse. Auf eine zusätzliche drehmomentübertragende Schraubverbindung zwischen Getriebegehäuse und der Applikation kann bei typischen Ausführungsformen verzichtet werden.
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Typischerweise ist das Getriebe in einem Antrieb wie hierin beschrieben als ein Schiebezahngetriebe mit axial angeordneten verschiebbaren Zähnen, im weiteren Verlauf dieses Texts als axiales Galaxie® -Getriebe bezeichnet, ausgeführt. Das Getriebe kann auch als ein Planetengetriebe ausgeführt sein. Ausführungsformen werden bevorzugt mit Bezug auf diese Getriebearten beschrieben, ohne den Umfang der Antriebe auf diese Getriebearten zu limitieren. Das Getriebe kann allgemein als ein Umlaufrädergetriebe, ein Hohlwellengetriebe, ein Zykloidgetriebe, ein Exzentergetriebe oder ein Spannungswellengetriebe ausgeführt sein. Typische Antriebe gemäß Ausführungsformen sind insbesondere für eine Verwendung in der Medizintechnik oder der Robotik eingerichtet.
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Typischerweise ist der Motor ein Elektromotor, insbesondere ein Servomotor. Typischerweise ist das Verzahnungsteil axial auf der dem übrigen Motor gegenüberliegenden Seite des Motorflansches angeordnet. Bei Ausführungsformen mit Planetengetrieben entspricht das Verzahnungsteil dem Hohlrad des Planetengetriebes. Bei Ausführungsformen mit axialem Galaxiegetriebe entspricht das Verzahnungsteil der Planradverzahnung des axialen Galaxiegetriebes.
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Die Klemmverbindung überträgt ein Drehmoment, insbesondere das auf das Verzahnungsteil ausgebübte Drehmoment, typischerweise ausschließlich durch Klemmung, beispielsweise von dem feststehenden Verzahnungsteil auf den Motorflansch und/oder die Applikation. Insbesondere wird das Drehmoment nicht durch das Verzahnungsteil durchgreifende Schrauben oder Bolzen oder über stoffschlüssige Verbindungen, z.B. Schweißverbindungen, übertragen.
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Bei typischen Ausführungsformen besteht eine Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und dem Getriebegehäuse und dem Getriebegehäuse und der Applikation. Bei typischen Ausführungsformen besteht eine direkte Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und dem Adapterring, zwischen dem Adapterring und dem Lagerflansch, zwischen dem Lagerflansch und dem Lageraußenring oder zwischen dem Lageraußenring und dem feststehenden Verzahnungsteil. Bei weiteren typischen Ausführungsformen besteht eine direkte Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und dem Lagerflansch oder dem Verzahnungsteil, oder der Applikation und dem Verzahnungsteil.
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Der Motorflansch umgreift das Getriebe typischerweise nicht. Der Motorflansch stellt bei typischen Ausführungsformen nicht ein Teil des Getriebegehäuses dar. Der Motorflansch kann flach ausgeführt werden. Das Wegfallen eines äußeren Teils des Motorflansches, welcher das Getriebe umgreifen würde, erhöht die nutzbare Querschnittsfläche des Motorflansches. Insbesondere wird eine Designanforderung an ein Getriebe erleichtert.
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Die Motorschrauben können mit einer Vielzahl an verschiedenen Gewindeöffnungen zusammenwirken. Die Motorschrauben können als Schrauben mit Teilgewinde ausgeführt werden. Insbesondere kann ein Durchmesser der Schraube im Teil ohne Gewinde größer ausgeformt sein als ein Durchmesser der Schraube im Teil mit Gewinde. Dadurch können für einen Wert eines Durchmessers einer Durchgangsöffnung des Motorflansch zum Durchgriff der Motorschrauben eine Vielzahl an Motorschrauben den Motorflansch durchgreifen, bei gleichbleibendem Spiel zwischen Motorflansch und Motorschraube. Die Motorschrauben können als Metrische ISO-Gewinde oder als Metrische ISO-Feingewinde ausgeführt werden. Die Motorschrauben können als Trapezgewinde, Whitworth-Gewinde, Rohrgewinde, Sägengewinde, Rundgewinde, Flachgewinde, UNC Gewinde oder UNF Gewinde ausgeführt werden. Die Motorschrauben können als Spezialgewinde ausgeführt werden.
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Bei typischen Ausführungsformen durchgreifen die Motorschrauben das Getriebe, insbesondere das Getriebegehäuse oder das Verzahnungsteil, nicht. Die Motorschrauben sind im Motorflansch typischerweise radial außerhalb des Getriebes, insbesondere außerhalb des Getriebegehäuses oder außerhalb des Verzahnungsteils, angeordnet. Die Motorschrauben werden radial außerhalb des Getriebes, insbesondere außerhalb des Getriebegehäuses oder außerhalb der Verzahnung, am Getriebe vorbeigeführt.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Antrieb ein Außengehäuse, welches das Getriebe umgreift. Insbesondere kann das Außengehäuse das Getriebegehäuse umgreifen. Das Außengehäuse kann einen ersten Teil umfassen, der im Wesentlichen der Form des Adapterrings entspricht. In Ausführungsformen mit Außengehäuse umfasst das Getriebe typischerweise keinen Adapterring. Das Außengehäuse umfasst vorzugsweise einen zweiten Teil, welcher das Getriebegehäuse umgreift.
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Das Außengehäuse kann bei Ausführungsformen einteilig geformt sein. Das Außengehäuse weist typischerweise eine Kühlstruktur, insbesondere Kühlrippen, auf. Das Außengehäuse kann zum gezielten Ableiten des Wärmeflusses aus dem Motor vorgesehen werden. Das Außengehäuse kann einen motorseitigen Flansch zur verbesserten Wärmeableitung bilden. Hierfür ist der erste Teil des Außengehäuses zwischen Motorflansch und Getriebegehäuse angeordnet. Das Außengehäuse kann bei Ausführungsformen aus Aluminium oder aus Stahl gefertigt sein. Bei typischen Ausführungsformen sind in dem Außengehäuse Kühlkanäle für ein Kühlmedium angeordnet. Für eine verbesserte Wärmeableitung oder zur Herstellung einer zuverlässigen Klemmverbindung kann das Außengehäuse insbesondere applikationsseitig axial kürzer ausgebildet sein als das Getriebe, insbesondere kürzer als das Getriebegehäuse. Das Außengehäuse ist bevorzugt um mindestens 0,1%, mindestens 0,2% oder mindestens 0,5% oder höchstens 5% oder höchstens 2% kürzer als das Getriebegehäuse ausgeführt. Eine direkte Anlage zwischen Außengehäuse und Applikation ist nicht zwingend notwendig, kann aber bei typischen Ausführungsformen durch ein insbesondere elastisches oder wärmeleitfähiges Element hergestellt werden.
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In typischen Ausführungsformen umfasst das Außengehäuse Durchgangsöffnungen zur Durchführung der Motorschrauben. Insbesondere können die Durchgangsöffnungen in Eckbereichen des Außengehäuses vorgesehen sein. Die Durchgangsöffnungen können sich über die vollständige axiale Länge des Außengehäuses erstrecken. Die Motorschrauben durchgreifen typischerweise das Außengehäuse. In Ausführungsformen können Durchgangsöffnungen als nach innen oder außen geöffnete Ausnehmungen ausgebildet sein. In Ausführungsformen sind lediglich vier Schrauben und Durchgangsöffnungen zur Getriebemontage notwendig. Durch orthogonal zu einer Drehachse der Motorwelle angeordnete Anlageflächen ist eine Übertragung der Klemmverbindung von dem Motorflansch über das Außengehäuse, das Getriebegehäuse oder über ein Gehäuseteil zu der Applikation hin möglich.
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Das Außengehäuse kann zumindest im Wesentlichen einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise sind die Kanten des Außengehäuses abgerundet. Positionen der Durchgangsöffnungen können an die Form des Motorflansch angepasst sein. Die Durchgangsöffnungen sind typischerweise koaxial zu den Durchgangsöffnungen im Motorflansch. Eine innere Durchgangsöffnung des Außengehäuses zur Aufnahme des Getriebes kann zumindest abschnittsweise zylinderförmig sein.
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In typischen Ausführungsformen ist zumindest ein Außengehäuseteil des Außengehäuses zwischen dem Motorflansch und dem feststehenden Verzahnungsteil angeordnet, wobei die Klemmverbindung zumindest mittelbar den Motorflansch und das Außengehäuseteil oder das Außengehäuseteil und das Verzahnungsteil oder das Außengehäuseteil und das Getriebegehäuse klemmt.
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Typischerweise umfasst das Getriebe eine Hohlwelle zur Verbindung mit der Motorwelle des Motors. Bei Ausführungsformen wird ein Drehmoment von der Motorwelle typischerweise auf die über eine Spannverbindung mit der Motorwelle verbundene Hohlwelle übertragen. Die Spannverbindung wird typischerweise durch Verspannen einer ersten Spannhülse und einer zweiten Spannhülse, insbesondere mittels einer Spannschraube, hergestellt. Die Spannschraube greift typischerweise in ein vorhandenes Gewinde der Motorwelle. Die Hohlwelle treibt bei Ausführungsformen eine Kurvenscheibe mit einer oder mehreren axialen Erhebungen an. Die Hohlwelle beaufschlagt Einzelzähne des axialen Galaxiegetriebes, welche mit ihrer Längsachse parallel zur Drehachse des Getriebes in einem Zahnträger, insbesondere in Führungen, angeordnet sind. Der Zahnträger ist mit einer Abtriebswelle verbunden oder integral ausgeführt. Die Einzelzähne werden in die Planradverzahnung geschoben. Durch Eingreifen der Einzelzähne in die Planradverzahnung wird die Abtriebswelle rotiert.
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Bei typischen Ausführungsformen, insbesondere mit axialem Galaxiegetriebe mit Außengehäuse, ist zwischen dem Außengehäuseteil und dem Verzahnungsteil ein Lagerflansch und ein Lageraußenring angeordnet. Es besteht typischerweise keine direkte, d.h. unmittelbare Klemmverbindung zwischen dem Außengehäuseteil und dem feststehenden Verzahnungsteil. Es besteht typischerweise jeweils eine direkte Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und dem Außengehäuseteil, zwischen dem Außengehäuseteil und dem Lagerflansch, zwischen dem Lagerflansch und dem Lageraußenring, zwischen dem Lageraußenring und dem Verzahnungsteil oder zwischen dem Verzahnungsteil und der Applikation.
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Bei typischen Ausführungsformen, insbesondere mit Planetengetriebe, ist in der Klemmverbindung applikationsseitig zu dem Verzahnungsteil ein Lageraußenring und ein Lagerflansch angeordnet. Es besteht typischerweise eine direkte Klemmverbindung zwischen dem Motorflansch und dem Außengehäuseteil, zwischen dem Außengehäuseteil und dem Verzahnungsteil, zwischen dem Verzahnungsteil und dem Lageraußenring, zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerflansch oder zwischen dem Lagerflansch und der Applikation.
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Bei typischen Ausführungsformen wird mittels der im Motorflansch angeordneten und in der Applikation verschraubten Motorschrauben eine reine Klemmverbindung zwischen Motorflansch und Außengehäuse, Außengehäuse und Getriebegehäuse und Getriebegehäuse und Applikation hergestellt, welche das Getriebe drehfest gegenüber Motor und Applikation festlegt, ohne dass das Getriebegehäuse von den Motorschrauben durchgriffen oder tangiert wird
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Bei typischen Ausführungsformen begrenzt der Motorflansch das Getriebe motorseitig oder grenzt unmittelbar an einen Innenraum des Getriebes an. Der Motorflansch begrenzt den Innenraum des Getriebes in Richtung Motor.
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In typischen Ausführungsformen ist zumindest 50% des Getriebes axial in einem Bereich einer über den Motorflansch abtriebsseitig hervorstehenden Motorwelle angeordnet. Insbesondere kann eine Hohlwelle, die Planetenräder, ein Sonnenrand, ein Hohlrad oder eine Kurvenscheibe des Getriebes vollständig in einem Bereich der Motorwelle angeordnet sein. Durch integrierte Anbindung der Wellen und der Gehäuse kann das Getriebe axial zu mindestens 80% in einem axialen Bereich oder Bauraum der Motorwelle angeordnet sein.
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In typischen Ausführungsformen ist zwischen der Hohlwelle des Getriebes und dem Gehäuse des Getriebes eine motorseitige Dichtung unmittelbar benachbart zur Motorwelle und zum Motorflansch angeordnet. Applikationsseitig können zwischen Getriebegehäuse und Abtriebswelle sowie zwischen einer Abtriebswelle und Hohlwelle jeweils abtriebsseitige Dichtungen angeordnet sein. Ein geschlossener Schmierraum innerhalb des Getriebes wird gebildet und das Getriebe bildet ein eigenständiges Bauteil, welches wiederlösbar mit dem Motor verbunden ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Figuren zeigen:
- 1A ist eine teilweise, schematische Querschnittsansicht eines Antriebs mit axialem Galaxiegetriebe gemäß einer Ausführungsform;
- 1B ist eine teilweise, schematische Querschnittsansicht eines Antriebs mit axialem Galaxiegetriebe gemäß einer Ausführungsform;
- 2A ist eine teilweise, schematische Querschnittsansicht eines Antriebs mit Planetengetriebe gemäß einer Ausführungsform;
- 2B ist eine teilweise, schematische Querschnittsansicht eines Antriebs mit Planetengetriebe gemäß einer Ausführungsform; und
- 3 zeigt ein typisches Verfahren zur Montage eines typischen hierein beschriebenen Antriebs.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Nachfolgend werden typische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Bei der Beschreibung der Ausführungsform 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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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Antriebs 100. Der Antrieb 100 umfasst einen nur teilweise dargestellten Motor, ein Getriebe 130 und ein feststehendes Gehäuseteil 180 einer Applikation. Der Motor, das Getriebe 130 und die Applikation sind miteinander über eine Klemmverbindung verbunden. Die Abtriebswelle ist mit einem bewegten Teil der Applikation, z.B. Welle (nicht gezeigt), verbunden, bevorzugt verschraubt, formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden.
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Der Motor umfasst einen Motorflansch 110 und eine Motorwelle 115. Der Motorflansch ist in einem Anlagebereich, welcher in Kontakt mit dem Getriebe 130 kommt, applikationsseitig flach ausgeführt, so dass in diesem Anlagebereich keine Erhebungen oder Vertiefungen auf der applikationsseitigen Oberfläche vorhanden sind. Der Motorflansch 110 umfasst in einem radial äußeren Bereich Durchgangsöffnungen zum Durchgriff von Motorschrauben 170.
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Soweit hierin „axial“ genannt wird, ist damit typischerweise eine Richtung in Längserstreckung der Motorwelle 115 gemeint.
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Die Motorwelle 115 ragt in axialer Richtung über den Motorflansch 110 hinaus. Die Motorwelle 115 überträgt ein Antriebsdrehmoment des Motors an das Getriebe 130.
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Die Motorwelle 115 ist mit einer Schulter ausgebildet auf der ein mit der Motorwelle verbundenes Teil des Getriebes aufliegen kann.
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Das Getriebe 130 der 1 ist als axiales Galaxiegetriebe ausgebildet und umfasst ein Getriebegehäuse 135, eine Kurvenscheibe 145 zur Übertragung des Drehmoments, ein Verzahnungsteil 155 als Widerlager für das Abtriebsdrehmoment des Getriebes 130 und eine Abtriebswelle 160 zur Übertragung des Abtriebsdrehmomentes des Getriebes 130 zum Antrieb der Applikation, insbesondere zum Antrieb einer Antriebswelle der Applikation, hier nicht näher dargestellt.
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Das Getriebegehäuse 135 umfasst mehrere Gehäuseteile, welche einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Ein Gehäuseteil wird durch einen Adapterring 136 gebildet, welcher an dem Motorflansch anliegt und über eine Klemmverbindung drehfest mit dem Motorflansch verbunden ist. Der Adapterring 136 ragt axial über die Schulter der Motorwelle 115 hinaus, so dass ein Lagerflansch 137 mit einer kreisförmigen Aussparung auf dem Adapterring 136 aufliegen kann, ohne mit der Motorwelle in Kontakt zu sein. Innerhalb der kreisförmigen Aussparung ist die Kurvenscheibe 145 des axialen Galaxiegetriebes angeordnet. Der Lagerflansch 137 ist über eine Klemmverbindung mit dem Adapterring 136 drehfest verbunden. Ein Lageraußenring 138 liegt auf dem Lagerflansch 137 auf. Die Abtriebswelle 160 ist über ein Kreuzrollenlager im Lageraußenring 138 gelagert. Der Lageraußenring 138 ist über eine Klemmverbindung mit dem Lagerflansch verbunden.
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Das Getriebegehäuse 135 umfasst außerdem das Verzahnungsteil 155. Das Verzahnungsteil 155 umfasst die Planradverzahnung des Getriebes 130 und bildet ein Widerlager für das Getriebe 130. Das Verzahnungsteil 155 liegt an dem Lageraußenring 138 an. Das Verzahnungsteil 155 ist über eine Klemmverbindung drehfest gegenüber dem Lageraußenring 138 und dem feststehenden Gehäuseteil 180 der Applikation festgelegt.
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Über die jeweiligen Klemmverbindungen zwischen Motorflansch, Adapterring, Lagerflansch, Lageraußenring und feststehendem Verzahnungsteil und Applikation ist das Verzahnungsteil drehfest mit dem Motorflansch verbunden. Das Verzahnungsteil besitzt eine umlaufende Verzahnung auf der dem Motorflansch zugewandten Seite.
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Das feststehende Gehäuseteil 180 der Applikation weist mehrere Gewindeöffnungen auf, welche jeweils koaxial zu den Durchgangsöffnungen des Motorflansches 110 ausgeführt sind. Der Motorflansch 110 wird über Motorschrauben 170 mit der Applikation verschraubt. Die Motorschrauben 170 werden in die Gewindeöffnungen der Applikation bzw. des feststehenden Gehäuseteils 180 der Applikation eingeschraubt. Durch die Motorschrauben 170 wirkt eine Kraft F zwischen dem Motorflansch und der Applikation. Die Kraft F bewirkt eine Klemmverbindung von Motorflansch zu Applikation, wobei dazwischenliegende Elemente des Getriebes 130 geklemmt werden. Insbesondere bewirkt die Kraft F eine Klemmverbindung von Motorflansch, Getriebegehäuse und Applikation. Durch die Kraft F werden die jeweiligen Klemmverbindungen zwischen Motorflansch 110, Adapterring 136, Lagerflansch 137, Lageraußenring 138, feststehendem Verzahnungsteil 155 und feststehendem Gehäuseteil 180 der Applikation bewirkt.
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Das Getriebe 130 umfasst eine Hohlwelle 140. Die Hohlwelle 140 sitzt der Motorwelle 115 auf. Idealerweise besitzt die Hohlwelle eine axiale Länge, so dass die Hohlwelle 140 nicht über die Motorwelle 115 hinausragt. Die Hohlwelle ist mit der Motorwelle 115 drehfest verbunden. Ein Drehmoment der Motorwelle 115 wird über eine erste Spannhülse 125 und eine zweite Spannhülse 127 auf die Hohlwelle 140 übertragen. Die erste Spannhülse 125 liegt radial umgreifend auf der Motorwelle 115 auf. Die zweite Spannhülse 127 sitzt auf der Schulter der Motorwelle 115 auf und weist einen inneren Durchmesser größer als einen äußeren Durchmesser der ersten Spannhülse 125 auf, so dass die erste Spannhülse 125 axial in der zweiten Spannhülse 127 verschoben werden kann. Die erste Spannhülse 125 weist einen seitlichen axialen Schlitz auf, so dass bei axialem Verschieben der ersten Spannhülse 125 relativ zur zweiten Spannhülse 127 die Spannhülsen 125, 127 verspannt werden. Die erste Spannhülse 125 wird über eine Spannschraube 120 axial relativ zur zweiten Spannhülse 127 und in die zweite Spannhülse 127 hinein verschoben. Die Spannschraube 120 greift in ein vorhandenes Zentralgewinde der Motorwelle 140 ein. Durch die Verspannung der Hohlwelle 140 mit der Motorschraube 115 erfolgt eine Zentrierung des Getriebes um die Motorwelle 115.
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Die Kurvenscheibe 145 ist drehfest mit der Hohlwelle 140 verbunden und nimmt ein Drehmoment der Motorwelle 115 auf. Die Kurvenscheibe 145 weist applikationsseitig mindestens eine Erhebung in axialer Richtung auf. Zähne 150 des Galaxiegetriebes liegen auf der Kurvenscheibe in axialer Richtung auf. Durch die Wellenform der Oberfläche der Kurvenscheibe werden die Zähne 150 bei Rotation der Kurvenscheibe in die umlaufende Verzahnung des Verzahnungsteils axial verschoben. Die Zähne 150 sind in der Abtriebswelle 160 axial verschiebbar gelagert.
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Eine Zähnezahl der Zähne 150 stimmt nicht mit einer Zähnezahl des Verzahnungsteils überein, so dass eine Rotation der Abtriebswelle 160 bewirkt wird. Die Hohlwelle 140 wird in der Abtriebswelle 160 über ein Kugellager gelagert. Die Abtriebswelle ist über ein Abtriebslager gelagert. Die Abtriebswelle 160 ist außen auf dem Lageraußenring 138 über ein Kreuzrollenlager gelagert. Die Lagerung kann auch über ähnliche Lagertypen erfolgen, zum Beispiel Tonnenlager, Kugellager, Zylinderlager oder Nadellager.
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In der 1 B ist eine Ausführungsform eines Antriebs 100 mit einem Außengehäuse 190 dargestellt. Das Außengehäuse 190 umfasst ein erstes Außengehäuseteil, ausgebildet als Steg, welches radial nach innen ragt und zwischen Motorflansch und Getriebegehäuse angeordnet und geklemmt ist. Das Außengehäuse 190 umfasst einen zweiten Außengehäuseteil, der das Getriebegehäuse 135 umgreift. Durch die mittels der Motorschrauben zwischen Motorflansch und Applikation aufgebrachten Klemmkraft F werden das Außengehäuse 190 und das Getriebegehäuse mittels einer Klemmverbindung verdrehsicher festgelegt. Bei der Ausführungsform der 1 B sind die Außengehäuseteile integral durch das Außengehäuse 190 ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere, insbesondere zwei Außengehäuseteile als einzelne Bauteile vorhanden sein.
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Die axiale Ausdehnung des Außengehäuses 190 ragt axial nicht über das Getriebegehäuse hinaus. Die Oberfläche des Außengehäuses weist Kühlrippen auf.
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In der 2A ist eine Ausführungsform eines Antriebs 200 mit einem Getriebe 230, das als Planetengetriebe ausgeführt ist, gezeigt. Der Motor mit Motorflansch 210 und Motorwelle 215 ist entsprechend der Ausführungsformen wie in den 1A und 1B gezeigt ausgeführt.
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Das Getriebe 230 umfasst einen Adapterring 236, einen Lagerflansch 237, einen Lageraußenring 238 und ein Verzahnungsteil 255. In dem in der 2A gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Adapterring 236 an dem Motorflansch 210 an. Das Verzahnungsteil 255 liegt an dem Adapterring 236 an. Der Lageraußenring 238 liegt an dem Verzahnungsteil 255 an. Der Lagerflansch 237 liegt an dem Lageraußenring 238 an. Der Lagerflansch 237 liegt an einem feststehenden Gehäuseteil 280 der Applikation an.
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Das Getriebegehäuse 235 umfasst den Adapterring 236, den Lagerflansch 237, den Lageraußenring 238 und das Verzahnungsteil 255. Das Verzahnungsteil 255 wird über eine Klemmverbindung drehfest mit dem Motorflansch 210 verbunden. Insbesondere sind die aufeinander aufliegenden Elemente Motorflansch, Adapterring, Verzahnungsteil, Lageraußenring und Lagerflansch jeweils ausschließlich über eine Klemmverbindung drehfest verbunden. Die Klemmverbindungen werden durch eine Kraft F bewirkt. Die Kraft F wird durch Motorschrauben 270 zwischen Motorflansch 210 und dem feststehenden Gehäuseteil 280 der Applikation, wie mit Bezug zu der 1A oben beschrieben, bewirkt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel in 2A ist die Hohlwelle als hohles Sonnenrad 240 des Planetengetriebes ausgeführt, wobei das Sonnenrad 240 in Verzahnungen von Planetenrädern 245 eingreift. Das Sonnenrad 240 ist mit Spannhülsen 225, 227 (analog zu den Spannhülsen 125, 127 der 1A) auf der Motorwelle 215 befestigt. Die Planetenräder 245 greifen in die Verzahnung des Verzahnungsteils 255 ein, welches das Hohlrad des Planetengetriebes bildet.
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Die Planetenräder 245 sind über Zylinderbolzen mit einer Abtriebswelle 260 verbunden. Bei einer Rotation der Motorwelle mit dem Sonnenrad 240 wird über die Planetenräder eine Rotation der Abtriebswelle 260 bewirkt. Dabei stützen sich die Planetenräder in dem Verzahnungsteil 255 ab und nutzen so das Verzahnungsteil als Drehmoment-Widerlager. Dieses Drehmoment wird ausschließlich durch die Klemmverbindung ohne formschlüssige Verbindung auf die Applikation bzw. auf das feststehende Gehäuseteil 280 oder den Motorflansch 210 übertragen. Die Abtriebswelle 260 ist im Lageraußenring 238 über ein Kreuzrollenlager gelagert.
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In der 2B ist der Antrieb 200 mit einem Außengehäuse 290 dargestellt. Das Außengehäuse 290 umfasst ein als Steg ausgebildetes erstes Außengehäuseteil, das radial zwischen Motorflansch und Getriebegehäuse nach innen ragt. Das Außengehäuse 290 umfasst ein zweites Außengehäuseteil, welches das Getriebegehäuse 230 umgreift. Das erste Außengehäuseteil und das zweite Außengehäuseteil sind bei der Ausführungsform der 2B integral, d.h. aus einem Teil, geformt. Das Außengehäuse ist kein Teil des Getriebegehäuses. Die axiale Ausdehnung des Außengehäuses 290 ist idealerweise so gewählt, dass das Außengehäuse axial nicht über den Lagerflansch hinausragt.
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In der 3 ist ein Verfahren 300 zur Montage eines typischen hierein beschriebenen Antriebs gezeigt. Im Schritt 310 wird eine Hohlwelle eines Getriebes durch Verspannen der ersten Spannhülse mit der zweiten Spannhülse drehfest mit einer Motorwelle verbunden.
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Im Schritt 320 wird das Getriebe auf einem Motorflansch montiert. Abhängig von der Art des Getriebes kann es nötig sein, dass Elemente des Getriebes vor dem drehfesten Verbinden der Hohlwelle mit der Motorwelle montiert werden. So kann es etwa im Fall eines Planetengetriebes notwendig sein, zuerst den Adapterring oder das Außengehäuse und das Verzahnungsteil an den Motorflansch anzulegen, bevor die Hohlwelle montiert wird, da die Hohlwelle sonst eine Montage des feststehenden Verzahnungsteils verhindern würde. Diese Vorgänge sind abhängig von den verwendeten Getriebetypen und ergeben sich daraus.
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Im Schritt 330 wird das Getriebe über mindestens eine Klemmverbindung mit dem Motorflansch und der Applikation drehfest verbunden. Die Klemmverbindung wird durch Anziehen einer Mehrzahl von Motorschrauben wie im Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Ausführungsformen gezeigt hergestellt.
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Die Erfindung ist nicht auf zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019103781 A1 [0003]
