DE2117520B2 - Schneckengetriebe mit geteilter schnecke - Google Patents

Description

Bei einem bekannten Schneckengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs i (Das Industrieblatt, Stuttgart, Dez. 54 S. 509 - 512, insbesondere S. 511, Bild 2), sind das Schneckenrad und die beiden Teilschnecken mit der üblichen '/2-Teilung gefertigt. Um die bei Schneckengetrieben mit geteilter Schnecke zur Beseitigung eines Flankenspiels erforderlichen Berührungsverhältnisse erzielen zu können, nämlich daß auf der einen Seite der auch die Schneckenrad enthaltenden mittleren Schneckenstirnebenen nur die Linksflanken und auf ihrer anderen Seite nur die Rechtsflanken der Schneckenradzähne in Eingriff mit den Wendeln der Teilschnecken gelangen und in der mittleren Schnekkenstirnebene selbst und in ihrer unmittelbaren Nähe keine Flankenberührung auftreten kann, ist am Schnekkenrad eine positive Prof'lverschiebung gewählt. Durch eine positive Profilverschiebung am Schneckenrad erreicht man zwar eine für die Belastbarkeit der Schneckenradzähne günstig große Fußbreite, jedoch verringert die positive Profilverschiebung den Überdek kungsgrad, der aus Gründen der Laufruhe, der Antriebsgenauigkeit und der Belastbarkeit des Getriebes möglichst hoch sein soll.

Zwar läßt sich durch Verkleinerung des Eingriffswin kels der Überdeckungsgrad vergrößern, jedoch müssen dann die Zahnflanken stärker gekrümmt sein, was wiederum eine erhöhte Flächenpressung an den Berührungsflächen und damit einen erhöhten Verschleiß bedingt. Es muß daher im Einzelfall stets nach dem günstigsten Kompromiß zwischen Überdeckungsgrad einerseits und Flächenpressung bzw. Zahnflankenform andererseits gesucht werden, wobei eine gute Anpassung des Getriebes an den jeweiligen Anwendungsfall eine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordert, die natürlich mit erhöhten Fertigungskosten verbunden ist.

Weiter ist aus der DT-PS 16 25 123 ein Schneckengetriebe mit einteiliger, als Hohlflankenschnecke ausgebildeter Zylinderschnecke bekannt, bei dem günstige Werte der Flächenpressung dadurch erreicht werden, daß bestimmte Werte der positiven Profilverschiebung am Schneckenrad, des Flankenwinkels in Kopfhöhe der Wendeln und bei vorgegebenen Werten dieses Flankenwinkels und der Wendelhöhe ein mit diesen in einer strengen Relation verknüpfter Wert des mittleren Krümmungsradius der konkav gewölbten Wendelflanken gewählt wird, wobei diese Werte in engen Grenzen einzuhalten sind, was wiederum mit erhöhten Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit und damit auch mit erhöhten Herstellungskosten verbunden ist. Es kommt hinzu, daß bei Hohlflankenschnecken, im Schneckenachsschnitt von der Getriebemitte aus gesehen der eine Zweig der Eingriffslinie eine nach außen progressiv zunehmende, auf die Schneckenachse zu gerichtete Krümmung aufweist, so daß schon ungeteilte Hohlflankenschnecken ein besonders kurzes Eingriffsfeld haben. Da die Teilung einer Zylinderschnecke ebenfalls mit einer Verringerung des Überdeckungsgrades verbunden ist, würde daher die Verwendung einer als Hohlflankenschnecke ausgebildeten geteilten Zylinderschnecke bei einem Getriebe der eingangs genannten Art zu besonders ungünstigen Eingriffsverhältnissen führen.

Um bei Schneckengetrieben mit geteilter Schnecke günstige Eingriffsverhältnisse zu erzielen, ist es auch bekannt, die Teilschnecken als Kegelschnecken (US-PS 17 59 968) oder als Globoidschnecken (US-PS 30 06 211) auszubilden, deren Fertigung jedoch äußerst aufwendig und teuer ist, so daß sie für die Mehrzahl der Anwendungsfälle, in denen nachstellbare Schneckengetriebe benötigt werden, nicht in Betracht kommen.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, sowohl die Eingriffsverhältnisse zu verbessern als auch die Anpassung und Fertigung zu vereinfachen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale der Erfindung vermittelt. Man erkennt, daß bei dem erfindungsgemäßen Schneckengetriebe die Zahnfußbreite am Schneckenrad sehr groß und die Wendelfußbreite der Teilschnecken sehr klein sein kann, ohne daß sich dies ungünstig auf die Eingriffsverhältnisse auswirkt.

Wenn man die Wendel dünn bemißt, dann federt sie nicht nur, sondern es wird auch die durch Reibung erzeugte Wärme durch die Wendel gut abgeleitet, die Wendel kann sich erwärmen, hat eine spezifisch große Fläche und die Wärmeabstrahlung setzt günstig ein, weil die Wärmedurchflußstrecke klein ist und der Wendelrücken frei abstrahlen kann, bzw. die Wärme an ein anderes Medium wie z. B. öl gut übergeben kann.

Da die Zähne des üblicherweise aus Bronze gefertigten Schneckenrades erheblich dicker sein können als die Wendeln der in der Regel aus gehärtetem Stahl hergestellten Teilschnecken, erreicht man auch eine gleichmäßigere Aufteilung der im Betrieb auftretenden Biegespannungen auf die Teilschnecken und das Schneckenrad. Insbesondere können die federnden Wendeln bei stoßbelasteten Getrieben einen Teil der Ströme aufnehmen.

Oas Getriebe hat eine fertigungsgünstige Getriebegeometrie, und die Getriebekinematik bringt eine Walzenpressung (Herzsehe Pressung) mit siih, die sehr günstig ist. Da die rechte und die linke F'-^nke der Zähne 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 — 30f ach höhere Toleranzen zulassen.

Alle Bereiche der Flanken der Zähne des Schneckenrades kommen in Kontakt mit den Bereichen der Zahnflanken der Schnecke, weshalb das Getriebe sehr standfest und belastungsfähig ist. Auch der gefährliche Gleitwechse! im Wälzpunkt kann bei diesem Getriebe nicht stattfinden, da der Wälzpunkt außerhalb der Kontaktzone liegt.

Durch das Merkmal des Anspruchs 2 erreicht man mit an sich bekannten einfachen Mitteln eine stufenlose Nachstellbarkeit der Teilschnecken.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäße Schneckengetriebe in einem Schnitt in der mittleren Stirnschnittebene des Schneckenrades.

Ein Schneckenrad 11 ist um seine nichtdargestellte Achse drehbar gelagert. Konzentrisch zu seiner geometrischen Querachse 12 liegt von innen nach außen der Grundkreis 13, der Teilkreis 14 und der Fußkreis 16. Die Zähne 17 des Schneckenrads 11 sind an ihren beiden Flanken 18, 19 evolventenähnlich geformt. Ihre äußere Stimrnfläche21 ergibt den Radkörperkreis 22.

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 Teilschnecken 23 und 24 kann stufenlos auch so eingestellt werden, daß eine Teilschnecke oder beide Teilschnecken gegenüber der Welle 25, und zwar ohne relativ axiale Verschiebung verdreht werden. Die Distanzscheibe kann dann entfallen. Diese Nachstellart wird die meist angewendete sein. Sie wurde auf das Ausführungsbeispiel angewendet.

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.

ίο Auch körnen 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.

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. Die Mitnahme erfolgt durch Kegelreibung

ao wie beim Morse-Kegel.

Man könnte den axialen Abstand der Teilschneeken 23, 24 auch dadurch verändern, indem man sie auf ein Gewinde setzt und sie in der erwünschten Stellung kontert.

Die Wendeln 31, 32 stehen 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 160" einschließen und die sich im Wälzpunkt 41 schneiden, der auf dem Teilkreis 14 liegt.

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 gestrichelt mit den Linien 43 angedeutet ist, so daß praktisch nur ganz schmale Wendeln übrigbleiben, 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.

Eine Feinbearbeitung begrenzt auf die Bereiche 36,37 wird nur bei großen Modulen wichtig sein. Das Schneckenrad 11 kann zylindrisch, also auch hohl ausgeführt werden.

Auch die Außenzylinder der Schnecken können zylindrisch ausgebildet werden.

Die Schnecke kann als A-, K-, E-, IM-, und Η-Schnecke gefertigt werden, und zwar in jeder Flankenform.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schneckengetriebe, dessen Schneckenrad um seine Achse spielarm drehbar gelagert ist und dessen Zylinderschnecke zwei getrennte auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnete Schneckenteile aufweist, welche Welle sich tangential in einem bestimmten Winkel zur Achse des Schneckenrades und im Abstand zu dieser erstreckt, mit je einer im wesentlichen ebenen 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 de;i einander zugerichteten Flanken der Schneckenteile liegen und wobei nur eine Schnittlinie zwischen den Eingriffsflächen und dem Teilkreiszylinder vorgesehen ist und die Eingriffsflächen zwischen sich einen Winkel von weniger als 180 Grad einschließen und der Teilzylinderdurchmesser des Schneckenrades kleiner sein kann als sein Fußzylinderdurchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß abweichend von einer '/^Teilung die Kenngröße des Lückenerzeugers für das Schneckenrad (11) kleiner und die Kenngröße des Lückenerzeugers für die Schneckenwendel (23, 24) größer ist, und daß zur gleichmäßigen Verteilung der auftretenden Biegebelastung auf Schnecke und Schneckenrad die Dicke der Wendeln an ihrem Fuß kleiner gewählt ist als die Zahnfußdikke des Schneckenrades.

2. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilschnecken (27, 28) auf ihrer gemeinsamen Welle (25) relativ zueinander verdrehbar und feststellbar sind.

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