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SCHRAUBGETRIEBE MIT EINEM SCHNEC KE NRAD Die Erfindung betrifft ein
Schraubgetriebe mit einem Schneckenrad, das einen Grundzylinder, einen Fußzylinder
und einen Teilzylinder aufweist und um seine Achse spielarm drehbar gelagert ist,
mit zwei getrennten Schneckenteilen, die auf einer gemeinsamen Welle radial bewegbar
und drehfest angeordnet sind, welche Welle sich tangential in einem bestimmten Winkel
zur Achse und im Abstand zu dieser erstreckt, mit je einer Eingriffsfläche je Schneckenteil
und mit einem in den Eingriffsflächen und auf dem Teilkreis liegenden Wälzpunkt,
wobei die Tragflächen zwischen dem Schneckenrad und den Schneckenteilen jeweils
auf den einander zu gerichteten Flanken der Schneckenteile liegen.
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Bei einem bekannten Schraubgetriebe dieser Art stehen die Achse und
die Welle senkrecht, die Teilschnecken sind beide gleich groß, ergänzen sich also
hälftig zu einer ganzen Schnecke und können in ihrem axialen Abstand zueinander
verändert werden, um Spiel, Toleranzen oder Abnutzung auszugleichen Jedoch ist der
Außenzylinder der Teilschnecken kegelig. Durch diese Formgebung sind sie schwer
oder gar nicht zu fertigen, weil keine Schleifmaschinen zur Verfugung stehen, um
solche Vorrichtungen zu schleifen. Man kann
nur ein- oder zweigängige
Teilschnecken herstellen, weil man die zugehörigen Schneckenräder nur radial fräsen
kann. Würde man hochgängige Schnecken verwenden, so könnte man bei diesen uuf den
Flanken des Schiieckenrads die Ecken sehen, die die Hüllschnitte mit sich bringen,
Man könnte also einen polygonalen Zug sehen. Die Teilschnecken kann man nur montieren,
indem man sie radial zum Schneckenrad heranführt oder aber man muß die linke Teilschnecke
von links und die rechte Teilschnecke von rechts auf die Welle schieben. Es wäre
jedoch wesentlich besser, wenn man beide Teilschnecken miteinander von links oder
von rechts wahlweise auf das Schneckenrad schrauben könnte, denn oftmals ist links
oder rechts in einer Maschinenkonstruktion kein Platz vorhanden, um die Schnecke
auf die Welle aufzubringen oder v-on-ihr abzuziehen.
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Beim bekannten Getriebe benötigt man für die Schnecke vergleichsweise
viel Material.
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Beim bekannten Getriebe liegt der Grundkreis oberhalb des Zahngrunds.
Die Evolventenbildung kann jedoch erst ab dem Grundkreis auswärts beginnen. Dies
bedeutet, daß nicht die ganze Zahnflanke zur Evolventenbildung herangezogen werden
kann, wodurch sich ungünstige Trageigenschaften ergeben.
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Beim bekannten Getriebe kann das Schneckenrad nicht im Tangentialverfahren,
sondern nur im umstöndlicheren und teuereren xadialvelallren hergestellt werden,
das teuere Werkzeuge erfordert. ( US 1 759 968).
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine aus zwei Teilschnecken zusammengesetzte
Schnecke anzugeben, die man von links oder rechts wahlweise auf das Schneckenrad
aufschrauben kann,
zu dessen Herstellung nur ein einziger Tangentialschnitt
notwendig ist und dessen Wendel gewünschtenfclts so dünn gemacht werden können,
daß sie federn und damit bei stoßbelasteten Getrieben einen Teil der Stöße cufnehmen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Teilzylinderdurchmesser
kleiner als der Fußzylinderdurchmesser ist, daß nur eine Schnittlinie zwischen den
Eingriffsflächen zwschen und dem Teilkreiszylinder vorgesehen ist und die Eingriffsflächeryslch
einen Winkel von weniger als 1 800 einschließen.
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Falls man die Wendel dünn bemißt, dann federt sie nicht nur, sondern
die durch Reibung erzeugte Wärme Wird durch die Wendel gut abgeleitet, die Wertdel
kann sich erwärmen, hat eine spezifisch große Fläche und die Wörmeabstrahlung setzt
günstig ein, weil die Wärmedurchflußstrecke klein ist, und der Wendelrücken frei
abstrahlen Icann bzw. die Wärme an ein anderes Medium wie z.B. Öl gut übergeben
werden kann. Auch konn man durch dünne Wendel dem Getriebe eine günstige Vorspannunf3
geben.
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Ein Schneckenrad 11 ist um seine nichtdargestellte Achse drehbar gelagert.
Konzentrisch zu seinen geometrischen Querachse 12 lieyt von innen nach außen der
Grundkreis 13, der Teilkreis 14 und der Fußkreis 16 Eine genaue Bezeichnung wäre
hier "Grundzylinder", "Teilzylinder'l und "Fußzylinder", da ja ein Getriebe kein
zweidimensionales, sondem ein dreidimensionales Gebiide ist. Die Zähne 17 des Schneckenrads
11 sind an ihren beiden 18, 19 Flunkençévolventenähnlich geformt. Ihre äußere Stirnfläche
21 ergibt den Radkörperkreis 22.
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Senkrecht zur Querachse 12 erstreckt sich eine Welle 25, die genau
oberhalb der Querachse
12 eine Distanzscheibe 26 aufweist, die
einstückig mit der Welle 25 ist. Rechts und links an der Distanzscheibe 26 anstoßend
sind zwei Teilschnecken 23 und 24 vorgesehen. Ihr gegenseitiger Abstand wird also
durch die Dicke der Distanzscheibe 26 bestimmt, an der ihre Naben 27; 28 anliegen.
Der Innendurchmesser der Naben 27, 28 ist wesentlich größer als der Außendurchmesser
der Welle 25. Durch lösbar in dem vorhandenen Zwischenraum vorgesehene Keilringe
29 erfolgt jedoch in bekannter Weise eine drehfeste Verbindung zur Welle 25 Der
gegenseitige Abstand der Teilc hnecken 23 und 24 kann stufenlos auch so eingestellt
werden, daß eine Teilschnecke oder beide Teilschnecken gegenüber der Welle 25 und
zwar ohne relative axiale Verschiebung verdreht werden. Die Distanzscheibe kann
dann entfallen.
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Diese Nachstellart wird die meist angewendete sein. Sie wurde auf
das Ausführungsbeispiel angewendet.
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Auch kann eine Teilschnecke 24 oder 23 gemeinsam mit der Welle 25
aus einem Stück gefertigt werden. Wenn man eine Teilschnecke gemeinsam mit der Welle
herstellt, so vorzugsweise die treibende Teilschnecke. Die konternde Teilschnecke
wird dann auf die Welle 25 geschoben und verdreht.
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Auch können die Keilringe 29 entfallen, an deren Stelle kann eine
normale Paßfeder zur Mitnahme vorgesehen werden. Der gegenseitige Abstand der Teilschnecken
läßt sich dann nur mit Hilfe der Distanzscheiben 26 regulieren, indem man z.B. die
Distanzscheiben schwächer macht.
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Die Naben und die Welle 25 können innen bzw. außen auch konisch ausgebildet
werden,
wobei die Keilringe entfallen. Die Teilschnecken 23, 24
werden dann axial aufgedrückt.
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Die Mitnahme erfolgt durch Kegelreibung wie beim Morse-Kegel.
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Man könnte den axialen Abstand der Teilschnecken 23, 24 auch dadurch
verändern, indem man sie auf ein Gewinde setzt und sie in dererwünschten Stellung
kontert.
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Der Außendurchmesser der Nabe ist kreiszylindrisch, abgesehen von
denjenigen Bereichen, in den die Naben 27, 28 in die Wendeln 31. 32 nur auf ihrer
einen Flankenseite 33, 34 in Eingriff mit den Zähnen 17 und dort auch nur in den
Bereichen 36, 37. Nur diese Bereiche sind fein bearbeitet. Durch die Bereiche 36,
37 gehen die beiden Eingriffsflächen 38, 39, deren Spur die Zeichnung zeigt, die
einen Winkel von 1600 einschließen und die sich im Wölzpunkt 41 schneiden, der auf
dem Teilkreis 14 liegt.
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Wie man ohne weiteres sieht, könnte man die Wendeln 31, 32 je nach
verwendetem Material und Einsatzweise auch wesentlich dünner machen, z.B. so dünn,
wie dies strichpunktiert mit den Linien 42 angedeutet ist, so daß praktisch nur
ganz schmale Wendeln übrig bleiben, die bis zu beispielsweise zwölfmal breiter als
dick sind. Je nachdem, wie weit man die Teilschnecken 23, 24 einander nähert, kann
man das Spiel zwischen Schneckenrad und Teilschnecken beliebig klein machen, zu
Null machen oder sogar mit einer gewissen Vorspannung arbeiten.
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Durch die Erlindung ergibt sich auch, duß der Fuß der Zähne 17 sehr
dick und der Fuß der Wendeln 31, 32 sehr di>in sein kann. Bekanntlich werden
Schneckenräder aus Bronze und die Schnecken aus gehärtetem Stahl hergestellt. Da
bei gehärtetem Stahl spezifisch größere
Biegespannungen zulässig
sind als bei Bronze, ist es wünschenswert, daß der Fuß der Zähne 17 dicker ist als
der Fuß der Wendeln 31 ,32 Man erhält also ein biegetechnisch gesehen ausgeglichenes
Getriebe. Das Getriebe hat eine fertigungsgünstige Getriebegeometrie und die Getriebekinematik
bringt eine Walzenpressung (Herz'sche Pressung) mit sich, die sehr günstig ist.
Da die rechte und die linke Flanke der Zähne 17 eine gemeinsame nicht unterbrochene
Erzeugerwendel haben, kann das Schneckenrad in einem Tangentialschnitt in einer
Richtung fertiggeschnitten werden. Die Fertigungszeit kann gegenüber-üblichen Getrieben
sehr herabgesetzt werden, da ja für die Erzeugerwendeldicke und die Schneckengangdicke
sehr große Toleranzen zugelassen werden können Gegenüber den Kenngrößen bei üblichen
Schneckengetrieben kann man 15 - 30fach höhere Toleranzen zulassen.
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Alle Bereiche der Flanken der Zähne 17 kommen in Kontakt mit den Bereichen
36, 37 , weshalb das Getriebe sehr standfest und belastungsfähig ist. Auch der gefährliche
Gleitwechsel im Wäizpunkt kann bei diesem Getriebe nicht stattfinden, da der Wölzpunkt
außerhalb der Kontaktzone 1 iejt.
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Eine Feinbearbeitung begrenzt auf die Bereiche 36, 37 wird nur bei
großen Modulen wichtig sein. Das Schneckenrad 11 kann zylindrisch als auch hohl
ausgeführt werden. Auch die Außenzylinder der Schnecken können zylindrisch ausgebildet
werden.
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Die erfindungsgemäße Schnecke kann als A-, K-, E-, N-, und H-Schnecke
gefertigt werden und zwar in jeder Flankenform.