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Bezeichnung:
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Zahnradgetriebe, insbesondere Schneckengetriebe und Verwendung eines
derartigen Getriebes Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe,
insbesondere Schneckengetriebe mit einer treibenden Welle, auf der zwei gleichartige
Schnecken hintereinander angeordnet sind und mit zwei gleichartigen, mit jeweils
einer der Schnecken kämmenden Schneckenrädern, sowie auf die Verwendung eines derartigen
Getriebes.
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Getriebe der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus LUEGER,
Lexikon der Technik, 3. Band, 4. Aufl. Stichworte Stirnradgetriebe, Schraub-Stirnradgetriebe,
Schneckengetriebe und Zahnradgetriebe bekannt.
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Bei dem Getriebe der eingangs genannten Art steht die angetriebene
Welle
rechtwinklig zur treibenden Welle, die beiden Schneckenräder sind drehfest mit zwei
gleichartigen Getrieberädern verbunden, die wiederum mit einem gemeinsamen, die
angetriebene Welle treibenden Ritzel kämmen.
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Der kinematische Weg dieses Getriebes weist also eine Parallelschaltung
auf. Dieses Getriebe hat den Vorteil, daß auf die treibende Welle keine resultierende
Axialkraft einwirkt, wenn Kraft- oder Lastschwankungen auftreten.
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Beim praktischen Einsatz der Zahnradgetriebe der eingangs genannten
Art, also insbesondere Schneckengetriebe, aber auch Schraub-Stirnradgetriebe haben
sich mehrere Nachteile gezeigt. So treten Schwankungen im Wirkungsgrad der Getriebe
auf, die Abnutzung ist nicht gleichmäßig und vorn Modell abhängig, es zeigten sich
Lagerproleme und thermische Schwierigkeiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile dieser bekannten Getriebe
zu vermeiden und ein Zahnradgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß der Wirkungsgrad möglichst hoch ist, sowie eine Verwendung eines derartigen
Getriebes anzugeben.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schnecken gegenläufig sind,
daß in Bezug auf die treibende Welle der Ein-
griffbereich der einen
Schnecke mit dem zugehörigen Schneckenrad um einhundertachtzig Grad versetzt ist
zum Eingrlffbereich der anderen Schnecke mit dem dieser zugeordneten Schneckenrad
und daß die Achsen der Schneckenräder parallel zueinander ver ver'qufen.
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Erfindungsgemäß sind die beiden Schneckenräder beiderseits der treibenden
Welle angeordnet, da ihre Achsen parallel zueinander verlaufen und die Schnecken
gegensinnig sind, drehen sich die Schneckenräder im gleichen Drehsinn. Aufgrund
der wechselseitigen Anordnung der beiden Schneckenräder heben sich die von den Schneckenrädern
auf die treibende Welle ausgeübten Kräfte in Axialrichtung vollständig auf.
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Insgesamt ist die mechanische Beanspruchung der treibenden Welle gering,
so daß die Lagerung einfacher ist und die Abnutzung eingeschränkt wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
auf die treibende Welle einwirkenden Reaktionskräfte in den Eingriffbereichen aufeinander
zu gerichtet und verlaufen parallel zueinander. Hierdurch kompensieren sich die
in den Eingriffbereichen anfallenden Reaktionskräfte in nahezu idealer Weise, insbesondere
bewirken sie allenfalls ein geringes resultierendes Moment auf die treibende Welle,
Werden in vorteilhafter Weiterbildung die Schnecken-
räder so angeordnet,
daß die Reaktionskräfte auf derselben Geraden liegen, so wird das auf die treibende
Welle wirkende Gesamtmoment zu Null.
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Dadurch ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad des Getriebes, die Lagerungs-
und Abnutzungsprobleme verringern sich in erheblichem Umfang, die Verlustwärme wird
gering und die treibende Welle kann schwächer ausgebildet werden.
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Bei der so beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausbildung des Getriebes
sind also nicht nur die auf die treibende Welle einwirkenden axialen Kräfte kompensiert,
sondern auch die hierzu quer verlaufenden transversalen Kräfte heben sich gegenseitig
auf. Dadurch kann man ein Lager der treibenden Welle einsparen, insbesondere ist
es nicht mehr nötig, den jenseits der Schneckenräder befindlichen, nicht mit der
Kraftquelle verbundenen Teil der treibenden Welle zu'lagern.
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Aufgrund der Kompensation der Kräfte bleibt dieser frei auskragende
Teil dennoch ortsfest.
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Insgesamt läßt sich also eine vereinfachte Konstruktion erreichen,
die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Getriebes ist hoch.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
übrigen
Ansprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden an vier Ausführungsbeispielen eines
Getriebes der eingangs genannten Art erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
treibenden Welle mit zwei Schnecken und von zwei Schneckenrädern eines erfindungsgemäßen
Getriebes, Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, jedoch mit geändertem Drehsinn
der treibenden Welle, Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, jedoch mit geändertem
Drehsinn der Schnecken und geänderter Drehrichtung der treibenden Welle und Fig.
4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3, jedoch mit geänderter Drehrichtung der treibenden
Welle.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Schneckengetriebes beschrieben,
sie läßt sich aber ebenso bei Schraub-Stirnradgetrieben und anderen Zahnradgetrieben
ausführen. In den Figuren ist lediglich ein Teil des Gesamtgetriebes gezeigt.
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Das Schneckengetriebe nach der Erfindung hat eine treibende Welle
121 mit zwei gleichartigen, gegenläufigen Schnecken 124
und 125.
Diese greifen jeweils in die Zähne eines Schnecken rades 126 bzw. 127. Die Achsen
dieser Schneckenräder 126, 127 sind rechtwinklig zur Achsrichtung der treibenden
Welle L21 auf unterschiedlichen Seiten dieser Welle 121 und symmetrisch zu einem
Punkt 0 auf der Achse der treibenden Welle angeordnet. Die Eingriffbereiche der
Schneckenräder 126 und L27 mit der jeweils zugeordneten Schnecke 124, 125 sind mit
C1 und C2 in den Figuren bezeichnet.
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Jedes Schneckenrad 126 und 127 ist drehfest mit einem Zwischengetrieberad
(nicht dargestellt) verbunden, diese beiden Getrieberäder greifen wiederum in ein
gemeinsames Getrieberad (das ebenfalls nicht dargestellt ist) ein, welches mit der
angetriebenen Welle (nicht dargestellt) verbunden ist. Diese angetriebene Welle
verläuft parallel zu den Achsen der beiden Schneckenräder 126 und 127.
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Je nach Drehrichtung R der treibenden. Welle 121 und damit der Schnecken
124, 125 bewegen sich die Zähne der Schneckenräder 126, 127 in den Eingriffsbereichen
C1, C2 vom Punkt 0 weg (Fig. 1 und 3) oder zum Punkt 0 hin (Fig. 2 und 4).
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Dsbei bewirken die Schneckenräder 126, 127 in den Eingriffsbereichen
C1, C2 eine Reaktionskraft F1, F2 auf die Schnecken 124, 125 und damit auf die treibende
Welle 121. In Fig. 1 und 3 verlaufen diese Reaktionskräfte F1, F2 aufeinanderzu
und
liegen auf einer Geraden, die durch den Punkt 0 ver-L;iuSt. Aufgrund der symrnctrischen
Anordnung sind die Reaktionskräfte F1 und F2 gleich groß. Dadurch ist das resultierende
Moment aufgrund dieser beiden Reaktionskräfte F1, F2 praktisch Null, für diesen
Fall hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der Wirkungsgrad des Getriebes wesentlich
höher ist als in den beiden anderen gezeigten Beispielen (Fig. 2 und 4).
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Im Gegensatz dazu ist in den Ausführungsbeispielen nach Fig.
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2 und 4 die Anordnung so getroffen, daß sich die Zähne der Schneckenräder
126, 127 in den Eingriffsbereichen C1, C2 zum Punkt 0 hin bewegen. Dadurch weisen
die Reaktionskräfte F1 und F 2, die diese Schneckenräder 126, 127 auf die Schnecken
124, 125 ausüben, voneinander weg. Die Reaktionskräfte F1 und F2 sind dennoch parallel,
gleich groß und entgegengesetzt zueinander, insgesamt bewirken sie ein resultierendes
Biegemoment auf die treibende Welle 121. Im Ausführungsfall gemäß Fig. 2 und 4 ist
der Wirkungsgrad des Reduziergetriebes geringer als im zuvor besprochenen Ausführungsfall.
Er liegt beispielsweise bei 64 %, wohingegen er bei 74 % liegt, wenn ein Drehsinn
der treibenden Welle 121 gemäß Fig. 1 und 3 benutzt wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2, bei denen
die
resultierenden Kräfte im Idealfall sich gegenseitig vollständig kompensieren, kann
man den von der Kraftseite abgewandten Teil der treibenden Welle 121 frei auskragen
lassen, es ist nicht notwendig, diesen Teil zu lagern.
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Dennoch werden hierdurch die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Getriebes nicht beeinflußt, sondern eher verbessert.
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