DE20306072U1 - Transmission gear e.g. for electric motors, includes centering flange and fixture flange on main housing - Google Patents
Transmission gear e.g. for electric motors, includes centering flange and fixture flange on main housingInfo
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Abstract
Description
Wittenstein AGWittenstein AG
Walter-Wittenstein-Strasse 1
DE-97999 IgersheimWalter-Wittenstein-Strasse 1
DE-97999 Igersheim
Getriebetransmission
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle und einem Gehäuse an welchem ein Zentrierflansch und/oder ein Befestigungsflansch vorgesehen ist.The present invention relates to a transmission with an input shaft and an output shaft and a housing on which a centering flange and/or a fastening flange is provided.
Derartige Getriebe sind in vielfältigster Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und erhältlich. Sie dienen im wesentlicher der Über- oder Untersetzung einer Antriebsbewegung eines Motors, Elektromotors oder eines anderen Antriebes. Nachteilig ist bei den herkömmlichen bekannten Getrieben, dass eine Lebensdauer sowie eine erforderliche Wartung oder Wartungsintervalle nur schwer bestimmbar sind. Zudem ist eine Lebensdauer bspw. bei Überlast stark reduziert, was ebenfalls unerwünscht ist.Such gears are known and available on the market in a wide variety of shapes and designs. They are essentially used to increase or decrease the drive movement of a motor, electric motor or other drive. The disadvantage of conventional gears is that it is difficult to determine their service life and the required maintenance or maintenance intervals. In addition, their service life is greatly reduced in the event of an overload, for example, which is also undesirable.
Da eine Bestimmbarkeit der Lebensdauer sowie der Einsetzbarkeit und Belastbarkeit des Getriebes oftmals nicht bekannt ist, lässt sich auch keinen Einfluss nehmen auf eine Ersatzteil-Lagerhaltung, so dass viele Ersatzteile vorrätig gehalten werden müssen, was wiederum unerwünschte Vorrats-Lagerhaltekosten verursacht.Since it is often not possible to determine the service life, usability and load capacity of the gearbox, it is also not possible to influence the storage of spare parts, so that many spare parts have to be kept in stock, which in turn causes undesirable inventory costs.
De^r vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen, und ein Getriebe zu schaffen, mit welchem eine Funktionsüberwachung, was bspw. Kräfte, Momente, Temperatur, Dichtheit, Wartungsintervalle etc. bei bestimmten Belastungen bzw. Einsätzen ermöglicht. Zudem soll eine schnellere und zuverlässigere Montage und Wartung bei höherer Verfügbarkeit und Produktivität und längerer Einsetzbarkeit möglich sein. Ferner soll eine Reduzierung der Ersatzteil-Lagerhaltung möglich sein. Ferner soll ein Nachweis von Benutzungsfehlern ebenfalls möglich sein.The present invention is based on the object of eliminating the aforementioned disadvantages and of creating a gear with which function monitoring, for example forces, moments, temperature, tightness, maintenance intervals, etc., is possible under certain loads or applications. In addition, faster and more reliable assembly and maintenance should be possible with higher availability and productivity and longer usability. Furthermore, it should be possible to reduce the amount of spare parts stored. Furthermore, it should also be possible to prove errors in use.
Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale des Patentanspruches 1 sowie die der nebengeordneten Patentansprüche 2 und 3.The features of patent claim 1 and those of the independent patent claims 2 and 3 lead to the solution of this problem.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dem Gehäuse zumindest ein Dehnungssensor, vorzugsweise als Dehnmessstreifen zuzuordnen. Als bevorzugt hat sich erwiesen, den Dehnungssensor nahe eines Zentrierflansches im zylindrischen Teil des Gehäuses vorzusehen bzw. zuzuordnen.In the present invention, it has proven particularly advantageous to assign at least one strain sensor, preferably a strain gauge, to the housing. It has proven preferable to provide or assign the strain sensor close to a centering flange in the cylindrical part of the housing.
Bevorzugt werden mehrere radial um den Umfang verteilte Dehnungssensoren vorgesehen, die Aufschluss geben über die tatsächlichen, wirkenden Kräfte und Drehmomente.Preferably, several strain sensors are provided, distributed radially around the circumference, which provide information about the actual forces and torques acting.
Dabei soll daran gedacht sein, dass bspw. bei Überschreiten eines zulässigen Drehmomentes, ein Alarmsignal geschaltetIt should be remembered that, for example, if a permissible torque is exceeded, an alarm signal is switched
oder an einer integrierten Anzeigeelektronik angezeigt wird. Ggf. kann auch die vollständige Anlage oder der Fertigungsprozess, in welchem bspw. ein derartiges Getriebe eingesetzt ist, abgeschaltet werden.
5or is displayed on an integrated display electronics. If necessary, the entire system or the production process in which, for example, such a gear is used can also be switched off.
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Wichtig ist jedoch bei der vorliegenden Erfindung, dass insbesondere über zumindest einen Dehnungssensor oder auch eine Vielzahl von weiteren dem Getriebe zugeordneten Sensoren, wie bspw. Temperatursensoren, weitere Kraftsensoren, Drehzahlsensoren od. dgl. in der Anzeigeelektronik oder in einer externen Auswerteeinheit die Getriebedaten abgelegt und/oder angezeigt werden können. Dabei werden diese Werte mit entsprechenden, hinterlegten Grenzwerten verglichen, wobei ein Belastungszustand sowie ein kritischer oder unzulässiger Belastungszustand des Getriebes angezeigt wird oder anzeigbar ist.However, it is important in the present invention that the transmission data can be stored and/or displayed in the display electronics or in an external evaluation unit, in particular via at least one strain sensor or a large number of other sensors assigned to the transmission, such as temperature sensors, other force sensors, speed sensors or the like. These values are compared with corresponding, stored limit values, whereby a load state and a critical or impermissible load state of the transmission is displayed or can be displayed.
Auf diese Weise lässt sich der Einsatz des Getriebes im Betrieb überprüfen, so dass leistungsoptimiert das Getriebe eingesetzt werden kann und gleichzeitig eine Aussage über Wartungsintervalle, Standzeit etc. exakt möglich ist.In this way, the use of the gearbox in operation can be checked so that the gearbox can be used in a performance-optimized manner and at the same time an exact statement about maintenance intervals, service life, etc. is possible.
Auf diese Weise wird das Getriebe lediglich in seinem zulässigen Grenz- und Belastungsbereich eingesetzt, was die Lebenszeit erheblich erhöht.In this way, the gearbox is only used within its permissible limit and load range, which significantly increases its service life.
Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass ebenfalls zur Erhöhung der Standzeit führt, wenn dem Zentrierflansch des Getriebes zumindest ein Dämpfungselement radial umlaufend in eine Mantelfläche eingesetzt ist, um eine dämpfende und schwingende radiale Lagerung und Zentrierung zu gewährleisten. Dabei kann das Dämpfungselement bspw. als radial umlaufender O-Ring, der eine Mantelfläche nach aussen überragt, ausgebildet sein. Dies soll ebenfalls imIt has also proven to be advantageous that the service life is also increased if at least one damping element is inserted radially all the way around into a casing surface of the centering flange of the gear unit in order to ensure a damping and oscillating radial bearing and centering. The damping element can be designed, for example, as a radially encircling O-ring that projects outwards beyond a casing surface. This should also be the case in the
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Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen. Hierdurch werden auch Kraftnebenschlüsse vermieden und tragen ebenfalls zur längeren Standzeit des Getriebes bei.This also prevents force shunts and also contributes to a longer service life of the gearbox.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung, diese zeigt in
5Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing, which shows in
5
Figur 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein Getriebe mit Dehnungssensor, Anzeigeelektronik und Dämpfungselement;Figure 1 is a schematic plan view of a gearbox with strain sensor, display electronics and damping element;
Figur 2 eine schematisch dargestellte Seitenansicht des Getriebes gemäss Figur 1;Figure 2 is a schematic side view of the transmission according to Figure 1;
Figur 3 eine weitere Ansicht des Getriebes gemäss Figur 1.Figure 3 is another view of the gearbox according to Figure 1.
Gemäss Figur 1 weist ein Getriebe R ein Gehäuse 1 auf, in welchem im Bereich eines Sockelflansches 2, hier nicht näher dargestellt, lediglich angedeutet, eine Antriebswelle 3 vorgesehen ist, die durch hier nicht dargestellte Getriebeelemente, Planetenräder, Planetenradträger, Planetenumlaufträger etc. eine Drehbewegung übersetzt oder untersetzt auf eine Abtriebswelle 4.According to Figure 1, a gear R has a housing 1 in which, in the area of a base flange 2 (not shown in detail here, only indicated), a drive shaft 3 is provided which, by means of gear elements (not shown here), planetary gears, planetary gear carriers, planetary orbital carriers, etc., translates or reduces a rotary movement to an output shaft 4.
Im Bereich der Abtriebswelle 4 weist das Getriebe R einen Zentrierflansch 5 auf. Dieser ist leicht ballig und nach aussen verjüngt ausgebildet. Im Anschluss an den Zentrierflansch 5, schliesst ein Befestigungsflansch 6 an, der insbesondere in seinen Eckbereichen 7 Befestigungsschraubenlöcher 8 aufweist.In the area of the output shaft 4, the gear R has a centering flange 5. This is slightly spherical and tapers towards the outside. Following the centering flange 5, there is a fastening flange 6, which has fastening screw holes 8, particularly in its corner areas 7.
Vorzugsweise sind in jedem Eckbereich 7 des Befestigungsflansches 6 zwei zueinander beabstandete Befestigungsschraubenlöcher 8 gebildet. Als Befestigungsflansch 6 können insbesondere zwei, drei und vorzugsweise vier Eckbereiche 7 mit jeweils Anordnungen von Befestigungsschraubenlöchern 8 vorgesehen sein.Preferably, two fastening screw holes 8 spaced apart from one another are formed in each corner region 7 of the fastening flange 6. In particular, two, three and preferably four corner regions 7, each with an arrangement of fastening screw holes 8, can be provided as the fastening flange 6.
Bei der vorliegenden Erfindung ist von Bedeutung, dass dem Gehäuse 1, vorzugsweise unterhalb des Befestigungsflansches 6 zumindest ein Dehnungssensor 9 im zylindrischen Teil des Gehäuses 1 zugeordnet ist. Der Dehnungssensor 9, der Kräfte und Drehmomente misst, ist vorzugsweise ein Dehnungsmesstreifen.In the present invention, it is important that at least one strain sensor 9 is assigned to the housing 1, preferably below the fastening flange 6 in the cylindrical part of the housing 1. The strain sensor 9, which measures forces and torques, is preferably a strain gauge.
Wichtig ist bei der vorliegenden Erfindung die Lage des Dehnungssensors 9 nahe des Befetigungsflansches 6 am Gehäuse 1. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll jedoch auch liegen den Dehnungssensor 9 direkt dem Befestigungsflansch 6 zuzuordnen.What is important in the present invention is the position of the strain sensor 9 close to the mounting flange 6 on the housing 1. However, within the scope of the present invention, the strain sensor 9 should also be assigned directly to the mounting flange 6.
Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, den Dehnungssensor 9 jeweils zwischen eine Anordnung von Befestigungsschraubenlöcher 8 bzw. zwei nebeneinanderliegenden Eckbereichen 7 am Gehäuse 1, nahe des Befestigungsflansches 6 anzuordnen.However, it has proven to be particularly advantageous to arrange the strain sensor 9 between an arrangement of fastening screw holes 8 or two adjacent corner areas 7 on the housing 1, close to the fastening flange 6.
Hierdurch lassen sich Drehmomente, Kraftverläufe, insbesondere Kräfte, die über das Gehäuse in den Befestigungsflansch &bgr; eingeleitet werden, bestimmen, die auf Betriebszustände des Getriebes R schliessen lassen. Die Dehnungssensoren 9 können mit einer externen Auswerteeinheit 10, wie sie hier lediglich angedeutet ist oder mit einer Anzeigeelektronik 11 in Verbindung stehen, in welchen die entsprechenden Signale ausgewertet und abgelegt werden. Ggf. können in der Auswerteeinheit 10 und/oder in der Anzeigeelektronik 11 die gemessenen Werte auch über die Zeit abgespeichert werden, um entsprechende Aussagen über Standzeit, Belastungszustände etc. zu erhalten.This makes it possible to determine torques, force profiles, in particular forces that are introduced into the mounting flange β via the housing, which can be used to determine the operating conditions of the gear unit R. The strain sensors 9 can be connected to an external evaluation unit 10, as is only indicated here, or to a display electronics 11, in which the corresponding signals are evaluated and stored. If necessary, the measured values can also be stored over time in the evaluation unit 10 and/or in the display electronics 11 in order to obtain corresponding information about service life, load conditions, etc.
Vorzugsweise ist die Anzeigeelektronik 11, wie es in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, dem Sockelflansch 2 des Gehäuses 1 aufgesetzt und kann auch als Anzeigedisplay 12 ausgebildet sein.
5Preferably, the display electronics 11, as shown in Figures 1 to 3, is mounted on the base flange 2 of the housing 1 and can also be designed as a display 12.
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Das Anzeigedisplay 12 zeigt optisch an, wenn das Getriebe R durch zu hohe Kräfte beaufschlagt ist. Dann kann entsprechend optisch ein Alarm signalisiert werden oder ein akustischer Alarm oder sonstiger Alarm in einer zentralen Überwachungseinrichtung generiert werden. Ferner lassen sich auch andere Werte, wie Temperatur, erforderliche Wartungsintervalle oder Wartungszeiten sowie Standzeiten deis Getriebes am Anzeigedisplay 12 ablesen und auswerten. Das Anzeigedisplay 12 kann manuell auf die jeweiligen anzuzeigenden Parameter umgeschaltet werden, sollte dies erwünscht sein.The display 12 provides a visual indication when the gear R is subjected to excessive forces. An alarm can then be signaled visually or an acoustic alarm or other alarm can be generated in a central monitoring device. Furthermore, other values such as temperature, required maintenance intervals or maintenance times as well as downtime of the gear can be read and evaluated on the display 12. The display 12 can be manually switched to the respective parameters to be displayed, should this be desired.
Von Vorteil ist bei der vorliegenden Erfindung, dass durch die Bestimmung getriebespezifischer Parameter, wie Kräfte, Drehmomente, Temperatur ggf- auch Ölstand des Schmiermittels ein optimaler Betriebszustand gewährleistet bleibt. Auch kann eine Wartung planmässig oder rechtzeitig erfolgen, bspw. bei Schmiermittelverlust. Hierdurch werden alle Bauteile des Getriebes lediglich im zulässigen Bereich belastet und führen zur Erhöhung der Lebensdauer. Auf diese Weise kann eine Lebensdauer wesentlich exakter bestimmt werden, was insbesondere für eine Ersatzteil-Lagerhaltung von Vorteil ist. Hierdurch lässt sich ein Ersatzteil-Lager bspw. bei einer Vielzahl von im Einsatz befindlichen Getrieben exakt optimieren und bestimmen. Auf diese Weise können geringe Stückzahlen von Ersatzteilen eingelagert werden und entsprechend bei Bedarf, hinsichtlich auch der Prognosen der Laufzeiten des Getriebes nach- oder vorgefertigt werden.The advantage of the present invention is that an optimal operating condition is ensured by determining transmission-specific parameters such as forces, torques, temperature and, if necessary, the oil level of the lubricant. Maintenance can also be carried out on a scheduled basis or in good time, for example in the event of a loss of lubricant. This means that all components of the transmission are only loaded within the permissible range and leads to an increase in service life. In this way, a service life can be determined much more precisely, which is particularly advantageous for spare parts storage. This allows a spare parts warehouse to be precisely optimized and determined, for example when there are a large number of transmissions in use. In this way, small numbers of spare parts can be stored and, if necessary, pre- or post-manufactured, also with regard to the forecasts of the service life of the transmission.
Um bspw. die Temperatur des Getriebes, die Temperatur des Schmiermittels, Anzahl der Umdrehungen, eine Leckage, ein Füllstand od. dgl. überwachen zu können, sind innerhalb des Getriebes R, insbesondere im Gehäuse 1 entsprechende in Figur 3 gestrichelt angedeutete, weitere Sensoren 13 vorgesehen, welche diese Parameter bestimmen. Diese sind ebenfalls mit der Anzeigeelektronik 11 bzw. dem Anzeigedisplay 12 verbunden und können optisch abgelesen und angezeigt werden. Auch ist denkbar, dass über die Zeit diese Werte hinterlegt und abgespeichert werden, so dass über die Zeit auch ein Nachweis des Betriebszustandes möglich ist. Dies hilft insbesondere, um bspw. bei Fehlbenutzung einen entsprechenden Nachweis zu liefern.In order to be able to monitor, for example, the temperature of the gear, the temperature of the lubricant, the number of revolutions, a leak, a fill level or the like, further sensors 13, which are indicated by dashed lines in Figure 3, are provided within the gear R, in particular in the housing 1, which determine these parameters. These are also connected to the display electronics 11 or the display 12 and can be read and displayed optically. It is also conceivable that these values are stored and saved over time, so that proof of the operating state is also possible over time. This is particularly helpful in providing appropriate proof in the event of incorrect use, for example.
Ferner hat sich als vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, wie es insbesondere in den Figuren 2 und 3 deutlich aufgezeigt ist, dass im Bereich des Zentrierflansches 5, zwischen Festigungsflansch 6 und Abtriebswelle 4, der vorzugsweise nach aussen gerichtet verjüngt und leicht ballig ausgebildet ist, zumindest ein radial umlaufendes Dämpfungselement 14 in einer zumindest teilweise umlaufenden Nut 16 vorgesehen ist. Wichtig ist bei der vorliegenden Erfindung auch, dass das Dämpfungselement 14, welches radial umlaufend in eine Mantelfläche des Zentrierflansches 5 eingesetzt ist, als elastisch verformbares Element ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Dämpfungselement 14 als Gummielement ausgebildet und übergreift die Oberfläche des Zentrierflansches 5.Furthermore, it has proven to be advantageous in the present invention, as is clearly shown in particular in Figures 2 and 3, that in the area of the centering flange 5, between the fixing flange 6 and the output shaft 4, which is preferably tapered towards the outside and slightly spherical, at least one radially encircling damping element 14 is provided in an at least partially encircling groove 16. It is also important in the present invention that the damping element 14, which is inserted radially encircling in a circumferential surface of the centering flange 5, is designed as an elastically deformable element. The damping element 14 is preferably designed as a rubber element and overlaps the surface of the centering flange 5.
Bevorzugt wird als Dämpfungselement 14 in die umlaufende Nut 16 ein O-Ring 17 eingesetzt.Preferably, an O-ring 17 is inserted into the circumferential groove 16 as a damping element 14.
Wird das Getriebe R in einen entsprechenden, passenden Aufnahmeflansch mit dem Zentrierflansch 5 eingesteckt, soIf the gear R is inserted into a corresponding, suitable mounting flange with the centering flange 5,
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wird das Getriebe R mittels des Dämpfungselementes 14 in einem hier nicht dargestellten Aufnahmeflansch schwimmend und exakt mittig gelagert. Wichtig ist eine schwimmende Lagerung, so dass keine Kraftnebenschlüsse entstehen können. Dabei soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, bspw. mehrere parallel zueinander angeordnete radial umlaufende Nuten 16 aussen im Zentrierflansch 5 vorzusehen, um mehrere Dämpfungselemente 14 bzw. O-Ringe 17 radial auf den Zentrierflansch 5 vorzusehen.The gear R is mounted in a floating and exactly central manner in a mounting flange (not shown here) by means of the damping element 14. A floating mounting is important so that no force shunts can occur. It is also within the scope of the present invention to provide, for example, several radially circumferential grooves 16 arranged parallel to one another on the outside of the centering flange 5 in order to provide several damping elements 14 or O-rings 17 radially on the centering flange 5.
Im Vergleich zu herkömmlichen Zentrierflanschen ist bei der vorliegenden Erfindung der Zentrierflansch 5 zu einem nicht dargestellten Aufnahmeflansch mit Spiel behaftet, so dass die den Zentrierflansch 5 nach aussen überragenden Dämpfungselemente 14 eine schwimmende Lagerung bilden.In comparison to conventional centering flanges, in the present invention the centering flange 5 has a clearance relative to a receiving flange (not shown), so that the damping elements 14 projecting outwardly beyond the centering flange 5 form a floating bearing.
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DR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHTDR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHT
Patentanwälte European Patent AttorneyPatent attorneys European Patent Attorney
Aktenzeichen: P 2964/DE-G Datum: 15.04.2003 B/HEReference number: P 2964/DE-G Date: 15.04.2003 B/HE
schraubenlöcherFastening
screw holes
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Cited By (1)
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2003
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Cited By (1)
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