-
Zahnradgetriebe, insbesondere für den Zusammenbau mit Elektromotoren
Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe, das insbesondere für den Zusammenbau
mit einem Antriebsmotor, vor allem mit einem Elektromotor, bestimmt ist und dazu
dient, die Drehzahl des Antriebsmotors in eine höhere oder, wie es meistens der
Fall ist, in eine niedrigere Drehzahl umzuwandeln. Da die für die verschiedenen
Anwendungszwecke benötigten Drehzahlwerte einen sehr großen Bereich umfassen, ergibt
sich eine sehr große Zahl von Getriebetypen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen
und mit unterschiedlichen Leistungen. Die große Typenzahl bedeutet eine teurere
Fertigung und ebenso eine umfangreiche kostspielige Lagerhaltung.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Lösung, die einerseits eine Vereinfachung
des Getriebegehäuses bedeutet und die zum anderen sich als fruchtbar erweist hinsichtlich
einer Verringerung der Bauelemente, die für die verschiedenen Getriebetypen und
Übersetzungen benötigt werden. Der erste Gesichtspunkt ist dadurch berücksichtigt,
daß das Getriebegehäuse in bekannter Weise als Topf ausgebildet ist mit dem Boden
auf der Abtriebsseite und daß die austreibende Welle ihr Hauptlager in dem mit dem
übrigen Gehäuse aus einem Stück bestehenden Boden hat. Bei dieser - an sich bekannten
- Ausführung braucht das Gehäuse nicht zweiteilig ausgeführt und insbesondere nicht
mit einem Deckel bzw. einem lösbaren Boden auf der Abtriebsseite versehen zu werden.
Es fallen so auf der Abtriebsseite, auf der die großen Momente auftreten, sämtliche
Verschraubungen fort. Hierdurch ist außer der besonderen Einfachheit auch eine größere
Sicherheit bedingt, da die sonst notwendigen Verschraubungen auf der Abtriebsseite
bei Erschütterungen zu Störungen (Lockern der Schrauben, Undichtwerden usw.) Anlaß
geben könnten. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Antrieben, die sehr starken
Erschütterungen ausgesetzt sind, wie das z. B. bei Gerbfaßantrieben der Fall ist.
-
Der obengenannte zweite Gesichtspunkt ist dadurch berücksichtigt,
daß das in der vorerwähnten Weise ausgebildete Getriebegehäuse erfindungsgemäß mit
einer lösbaren Deckelscheibe versehen ist und diese Deckelscheibe frei von Lagern
ist, vielmehr - insbesondere bei mehrstufigen Getrieben-etwa erforderliche Gegenlager
in einer Zwischenwand angeordnet sind, die in das Getriebegehäuse in oder nahe der
Mitte lösbar eingesetzt ist.
-
Durch diese Bauweise wird der Zusammenbau des Getriebes wesentlich
erleichtert; es wird ferner auch die Güte des Getriebes gesteigert. Es sind schon
Zahnradgetriebe bekanntgeworden, die an dem topfförmigen Getriebegehäuse eine Deckelscheibe
aufweisen. Jedoch ist diese Deckelscheibe im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen
Lösung als Lagerscheibe mitbenutzt. Ebenso sind Getriebe bekanntgeworden; bei denen
auch eine Zwischenwand vorgesehen ist. Diese Zwischenwand ist aber mit der Deckelscheibe,
die ebenfalls Lager trägt, auf den Flansch des topfförmigen Getriebegehäuses aufgesetzt.
Hierbei wird die Zahl der zusammentreffenden Flansche durch den Flansch der Zwischenwand
um einen vermehrt, was in der Regel ungünstig ist.
-
Die Verringerung der Zahl der Bauelemente, die für die verschiedenen
Getriebetypen benötigt werden, ist dadurch erreicht, daß verschiedene gegeneinander
austauschbare Zwischenwände vorgesehen sind, die gestatten, unter Benutzung des
gleichen Getriebegehäuses wahlweise das Getriebe mit zwei oder mit mehr als zwei
Stufen auszuführen. Der hierdurch erreichte Vorteil wird noch erhöht, wenn; für
den Fall; daß das Getriebe als Anbaugetriebe für Elektromotoren bestimmt ist, für
das gleiche Getriebegehäuse verschiedene Deckelscheiben vorgesehen sind, die es
gestatten, dasselbe Getriebegehäuse mit Motoren verschiedenen Flanschdurchmessers
zusammenzubauen.
-
Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des neuen
Zahnradgetriebes mit angebautem Elektromotor (Getriebemotor) ; es zeigt Fig. 1 eine
schaubildliche Darstellung des neuen Getriebes mit Motor, Fig. 2 eine Einzeldarstellung
des Getriebegehäuses, Fig. 3 eine zweistufige Ausführung des neuen Getriebes (mit
Motor) mit einem Längsschnitt durch das Getriebe, Fig. 4 die zugehörige Zwischenscheibe,
Fig. 5 die zugehörige Deckelscheibe,
Fig.6 eine dreistufige Ausführung
des neuen Getriebes (mit Motor) mit einem Längsschnitt durch das Getriebe, Fig.
7 die zugehörige Zwischenscheibe, Fig. 8 eine schaubildliche Teildarstellung des
Radsatzes und der Zwischenscheibe des Getriebes nach Fig. 6, Fig. 9 eine andere
Ausführung der Deckelscheibe, Fig. 10 eine einstufige Ausführung des neuen Getriebes
(mit Motor) mit einem Längsschnitt durch das Getriebe.
-
Die in der Zeichnung dargestellten Getriebeausführungen nach Fig.
3 und 6 zeichnen sich dadurch aus, daß für beide Getriebe ein und dasselbe Gehäuse
benutzt ist: obgleich das eine Getriebe zweistufig und das zweite Getriebe dreistufig
ausgeführt ist. Demgemäß sind die schaubildlichen Darstellungen nach Fig. 1 und
2 zu beziehen sowohl auf das Getriebe nach Fig. 3 als auch auf das Getriebe nach
Fig. 6. Es sei zunächst unter Einbeziehung der Fig. 1 und 2 das Getriebe nach Fig.
3 beschrieben.
-
Das Getriebegehäuse 1 ist topfförmig ausgebildet; der Boden 1 a besteht
mit der Seitenwand 1 b und dem Fuß 1 c aus einem Stück. Auf der Motorseite wird
das topfförmige Getriebegehäuse durch die Deckelscheibe 2 abgeschlossen, die in
Fig. 5 in Einzeldarstellung gezeigt ist. Diese Deckelscheibe besitzt auf der einen
Seite einen Zentrieransatz 2a, der in eine entsprechende Zentrierung 1 f am Flansch
1 d des Getriebegehäuses 1 hineinpaßt, wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist.
Fig. 2, 5 und 9 lassen erkennen, daß bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Zentrieransatz
2 a und die Zentrierung 1 f sich nicht über 360°, jedoch über einen Kreisbogen von
mehr als 180° erstrecken, so daß die gewünschte Zentrierung der Deckelscheibe 2
zum Getriebegehäuse 1 erzielt wird. Auf der anderen Seite besitzt die Deckelscheibe
2 eine flanschartige Aufnahme 2b für den Flansch 3a des Motors 3. Der Motorflansch
3 a besitzt einen Zentrieransatz, der in die entsprechende Zentrierung 2 c der Deckelscheibe
2 hineinpaßt. Zur lösbaren Verbindung des Motors 3 -mit der Deckelscheibe 2 und
dem Getriebegehäuse 1 sind in der Deckelscheibe, verteilt über die flanschförmige
Aufnahme 2 b, vier Bohrungen 2 d vorgesehen. Ferner besitzt die Deckelscheibe 2
auf der flanschförmigen Aufnahme zwei Bohrungen 2e und am unteren Ende Bohrungen
2f. Unter Verwendung der Bohrungen 2 e wird die Deckel-Scheibe 2 mit zwei Senkschrauben
und über die Bohrungen 2 f mit Schrauben, z. B. Sechskantschrauben, mit dem Getriebegehäuse
1 verbunden. Über die beiden unteren Bohrungen 2 d wird der Motor 3 mit der Deckelscheibe
2 und über die beiden oberen Bohrungen 2 d zugleich mit der Deckelscheibe 2 und
dem Getriebegehäuse 1 verbunden, und zwar unter Verwendung von Sechskantschrauben
5.
-
Der Flansch 3a des Motors 3 und die Deckelscheibe 2 werden durch Schrauben
5 mit dem Flansch 1 d des Getriebegehäuses 1 verbunden.
-
Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt das eigentliche Getriebe das auf der Motorwelle
4 befestigte Ritzel 6, das auf der Zwischenwelle 7 befestigte Zahnrad 8, das auf
dieser Zwischenwelle befestigte oder in sie eingeschnittene Ritzel 9 und das auf
der austreibenden Welle 10 befestigte Zahnrad 11. Die Zwischenwelle 7 und ebenso
die austreibende Welle 10 ist auf der einen Seite mit einem Kugellager 12 bzw. mit
einem Kugellager 13 in einer Zwischenscheibe 14 gelagert. Diese Zwischenscheibe
bildet einen Teil für sich und ist mit Schrauben 15 an einem Ansatz 1 e des Getriebegehäuses
1 befestigt. Die Einzelheiten der Zwischenscheibe 14 sind aus Fig. 4 zu ersehen.
Wie auch diese Figur erkennen läßt, enthält die Zwischenscheibe 14 zwei Lagerbohrungen
14 a und 14 b ; in diese sind die schon erwähnten Lager 12 und 13 eingesetzt.
-
Auf der anderen Seite sind die beiden Wellen 7 und 10 mit dem Kugellager
16 bzw. 17 in einem Lagerauge 1 k bzw. in einer Lagerbohrung 1 g des Gehäusebodens
1 a gelagert. Das Lagerauge 1 k kann - aus Gründen der leichteren Fertigung - zunächst
als durchgehende Bohrung ausgeführt und darauf auf der Außenseite durch eine eingesetzte
Scheibe 1 h verschlossen werden, wie das Fig. 3 zeigt.
-
Das dreistufige Getriebe nach Fig. 6 und 7 weist, wie schön erwähnt,
dasselbe Getriebegehäuse 1 und denselben Motor 3 auf wie das Getriebe nach Fig.
3. Auch die Deckelscheibe 2 zeigt die gleiche Ausführung. Die Zwischenscheibe, die
hier mit 20 bezeichnet ist, unterscheidet sich von der Zwischenscheibe 14 nach Fig.
3 und 4 dadurch, daß sie außer der Lagerbohreng 20 a zwei Lageraugen 20 b und 20
c aufweist. Im übrigen ist die Zwischenscheibe 20 genauso ausgeführt wie die Zwischenscheibe
14 nach Fig. 3 und 4, so daß sie in das gleiche Gehäuse an Stelle der Scheibe 14
eingesetzt werden kann. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Gehäuse 1 so gestaltet,
daß auch die Scheibe 20, die in der unteren Hälfte etwas weiter ausgreift als die
Zwischenscheibe 14, in das Gehäuse 1 hineinpaßt.
-
Das eigentliche Getriebe nach Fig.6 umfaßt das auf der Motorwelle
4 befestigte Ritzel 21, das auf der Zwischenwelle 22 befestigte Zahnrad 23 und das
auf der gleichen Zwischenwelle 22 befestigte oder in sie eingeschnittene Ritzel
24, das mit diesem im Eingriff stehende und auf der Zwischenwelle 22 befestigte
Zahnrad 26, das ebenfalls auf der Zwischenwelle 22 befestigte oder eingeschnittene
Ritzel27 und das auf der austreibenden Welle 28 befestigte Zahnrad 29. Die Zwischenwelle
22 ist mit zwei Kugellagern 30 und 31 in dem entsprechend breit bemessenen Lagerauge
20 c der Zwischenscheibe 20 gelagert, während die Zwischenwelle 25 auf der einen
Seite mit einem Kugellager in dem zweiten Lagerauge 20 b der Zwischenscheibe 20
gelagert ist. Auf der anderen Seite ist die Zwischenwelle 25 mit dem Kugellager
33 in dem Lagerauge 1 k des Gehäusebodens 1 a gelagert. Die austreibende Welle 28
ist auf der einen Seite mit dem Kugellager 34 in der Lagerbohrung 20a der, Zwischenscheibe
20 und auf der anderen Seite mit dem Kugellager 35 in der Lagerbohrung 1 g des Gehäusebodens
1 a gelagert. Während also die Wellen 25 und 28 auf beiden Enden gelagert sind,
ist die Zwischenwelle 22 nur in der Zwischenscheibe gelagert, jedoch unter Verwendung
von zwei mit Abstand nebeneinander angeordneten Kugellagern 30 und 31.
-
Vergleicht man die beiden Getriebe nach Fig.3 und 4 und nach Fig.
6 und 7, so erkennt man, daß für diese Getriebe, obgleich das eine zweistufig und
das andere dreistufig ist, ein und dieselbe Ausführung des Getriebegehäuses verwendet
ist, und zwar mit Einschluß der an ihm vorgesehenen Lagerbohrungen und Befestigungsstellen.
Auch die Deckelscheiben 2 stimmen in beiden Fällen genau überein. Lediglich die
Zwischenscheibe 14 beim Getriebe nach Fig. 3 und 4 ist beim Getriebe nach Fig. 6
und 7 durch die Zwischenscheibe 20 ersetzt, um die Möglichkeit zu schaffen, die
beim dreistufigen Getriebe vorhandene zweite Zwischenwelle lagern zu können. Die
Anordnung läßt sich auch leicht so treffen, daß man in ein und dasselbe Gehäuse
auch noch ein Getriebe unterbringen kann, das mehr als drei Stufen enthält.
Es
war schon oben erwähnt, daß die benötigte Typenzahl einmal bedingt ist durch die
gewünschten Übersetzungsverhältnisse bzw. Drehzahlwerte und ferner durch die verschiedenen
zu übertragenden Leistungen. Es ist an Hand der Fig. 1 bis 7 bereits gezeigt, daß
die Übersetzungsverhältnisse unter Verwendung des gleichen Getriebegehäuses sich
ändern lassen, indem man von einem zweistufigen Getriebe zu einem höherstufigen
Getriebe übergeht, insbesondere, wenn es aus Raumgründen nicht mehr möglich ist,
eine gewünschte andere Übersetzung durch Austauschen der Zahnräder gegen solche
mit größeren bzw. kleineren Zähnezahlen und mit größerem bzw. kleinerem Durchmesser
zu erreichen.
-
Die neue Getriebebauart gestattet es aber auch, an dasselbe Gehäuse
verschieden starke Motoren anzubauen, und zwar dadurch, daß die Deckelscheibe 2
nach Fig. 5 durch eine andere Deckelscheibe ersetzt wird. Eine solche für kleinere
Motoren bestimmte Deckelscheibe zeigt Fig. 9. Diese Deckelscheibe ist hinsichtlich
ihrer Auschlußmasse bezüglich des Getriebegehäuses genauso ausgebildet wie die Deckelscheibe
nach Fig. 5. Sie weist lediglich in ihrer Bohrung und in ihrem einen Zentrieransatz
einen kleineren Durchmesser auf, entsprechend dem Anbauflansch des kleineren Motors.
Dies bedeutet, daß sich an dem Getriebe nach Fig. 3 und 6 allein durch den Austausch
der Deckelscheibe Motoren verschiedener Leistungen anbauen lassen. Hierbei ist stillschweigend
angenommen, daß Motoren kleinerer Leistungen auch einen kleineren Anschlußflansch
aufweisen. Sofern man jedoch, was ebenfalls in der Praxis üblich ist, innerhalb
bestimmter Leistungsbereiche die Motoren mit denselben Flanschabmessungen versieht,
entfällt natürlich die Notwendigkeit, die Deckelscheibe auszutauschen.
-
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines einstufigen Getriebes,
bei dem das Getriebegehäuse nach den gleichen Grundsätzen aufgebaut ist, wie sie
oben angegeben und insbesondere an Hand der Fig.3 und 6 erläutert sind. Das Getriebegehäuse
41 besteht mit seinem Boden 41 a und seiner Seitenwandung 41 b und seinem Fuß 41c
aus einem Stück. Auf seiner offenen Seite sind in gleicher Weise, wie das an Hand
der Fig. 3 bis 6 erläutert ist, die gleiche Deckelscheibe 2 und der Motor 3 angebracht.
Das eigentliche Getriebe besteht aus dem auf der Motorwelle 4 befestigten Ritzel
42 und dem auf der austreibenden Welle 43 befestigten Zahnrad 44. Die austreibende
Welle 43 ist mit zwei Kugellagern 45 und 46 in einem entsprechend breiten Lagerauge
41 d des Gehäusebodens 41 a gelagert. Zum Anschluß der Lagerstelle für die austreibende
Welle nach außen hin ist in den Boden 41 a eine Scheibe 47 eingesetzt, die ihrerseits
eine die austreibende Welle 43 umfassende Dichtung 48 trägt. Eine solche Abschlußscheibe
mit Dichtung ist auch, wie hier noch nachgeholt werde, bei den Getrieben nach Fig.3
und 6 vorgesehen.
-
Das neue Getriebe bietet, wie das auch schon die in der Zeichnung
dargestellten Ausführungen erkennen lassen, die Möglichkeit, nach dem Baukastenprinzip
die Achsabstände usw. so zu wählen, daß ein und dieselben Räder für verschiedene
Stufen der Typenreihe benutzt werden können, daß also z. B. bei einem dreistufigen
Getriebe die Räder der zweiten Stufe bei der nächstgrößeren Type des dreistufigen
Getriebes als erste Stufe und die Räder der dritten Stufe als zweite Stufe verwendbar
sind.
-
Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind für die Lagerung
der Wellen Kugellager angegeben. Statt dessen können naturgemäß auch andere Lager,
insbesondere andere Wälzlager, benutzt werden.