DE4309559A1 - Achsversetztes Winkelgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Winkelgetriebe mit großem Achs­ versatz mit einem abtriebsseitigen, auf einer Stirnseite mit einer Verzahnung versehenen Zahnrad und mit einem an diesem angreifenden Ritzel.

In der Regel werden achsversetzte Winkelgetriebe als Schneckengetriebe und Getriebemotoren als Schneckenge­ triebemotoren ausgebildet (bei konstantem Raddurchmesser und einem Übersetzungsverhältnis von i 8). Das als Schnecke ausgebildete Ritzel muß dabei im Gehäuse des Schneckengetriebes aus Stabilitätsgründen beidseitig gela­ gert sein. Bei herkömmlichen Schneckengetriebemotoren weist darüber hinaus die Welle des Motors im Motorgehäuse eine zweiseitige Lagerung auf. Dies ist aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein Winkelgetrie­ be zu schaffen, das bei kompakter Ausgestaltung ferti­ gungstechnisch konstruktiv nur einen geringen Aufwand beinhaltet, den Ansatz eines Motors mit nur einer La­ gerung ermöglicht und im übrigen in einem Gehäuse und bei konstantem Planraddurchmesser weite Übersetzungs­ spannen in einem Bereich von I = 8 bis 300 ermöglicht, ohne daß für die verschiedenen Übersetzungen unterschied­ liche Gehäusekonturen und -geometrien erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Win­ kelgetriebe mit großem Achsversatz mit einem abtriebs­ seitigen, auf einer Stirnseite mit einer Verzahnung ver­ sehenen Zahnrad und mit einem an diesem angreifenden Ritzel gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ritzel lediglich an einer dem Zahnrad abgewandten Lagerstelle gelagert ist und daß das Ritzel als Hohlwelle ausgebildet und kraftschlüssig drehfest mit einer Motor­ welle eines Antriebsmotors verbindbar ist.

Die Erfindung schafft ein kompaktes Winkelgetriebe, indem sie mit großem Achsversatz zwischen Zahnradachse und Ritzel­ achse arbeitet, wobei das Verhältnis zwischen Planraddurch­ messer und Achsversatz in der Regel im Bereich zwischen 2,5 und 5 liegen sollte. Es ist weiterhin zur Lösung der genannten Aufgabe vorgesehen, daß das Ritzel lediglich einseitig, nämlich an einer dem Zahnrad abgewandten Lager­ stelle, gelagert ist, im Gegensatz zu Schneckengetrieben, bei denen, wie gesagt, zwei Lagerstellen notwendig sind. Zur einfachen Verbindung des Ritzels mit dem Motor ist dieses darüber hinaus als Hohlwelle ausgebildet, so daß die Abtriebswelle des Motors in die Hohlwelle des Ritzels eingesteckt und dort mit diesem drehfest und kraftschlüssig verbunden werden kann. Knickbewegungen von Ritzel- und Motorwelle wird dadurch entgegengewirkt, daß Toleranzen gering sind und die Motorwelle insofern formschlüssig vom Ritzel umgriffen ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist weiterhin vor­ gesehen, daß das Ritzel in einem am Motor ansetzbaren Lagerschild gelagert ist, wobei insbesondere das Lager­ schild einstückig mit einem Gehäuse des Getriebes ver­ bunden ist, wodurch auf ein separates A-Lagerschild am Motor verzichtet werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, daß der Durchgang des Ritzels zum Getriebein­ neren durch eine Radialwellendichtung abgedichtet ist, wobei weiterhin ein Lager für das Ritzel formschlüssig im Getriebegehäuse gelagert ist und/oder ein Lager für das Ritzel im Getriebegehäuse zwischen einer dem Zahnrad zugewandten Schulter des Gehäuses und einem öffnungssei­ tig in eine Nut im Gehäuse eingesetzten Sprengring axial gehalten ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, daß das Ritzel axial fest im Lager gehalten ist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß das Ritzel getriebesei­ tig über eine Schulter, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Stützscheibe, und motorseitig über eine in ihm aus­ gebildete Nut und einen in dieser einsitzenden Sprengring axial gehalten ist, wobei insbesondere zwischen Lager und Sprengring eine Stützscheibe angeordnet ist.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sehen vor, daß die Lagerungen in Richtung der Achse des Zahnrads senkrecht zur Achse des Ritzels symmetrisch ausgebildet ist und daß im Gehäuse in Richtung der Achse des Zahnrads senkrecht zur Achse des Ritzels symmetrisch Lagerstellen für Lager zur Lagerung einer Welle für das Zahnrad angeordnet sind, wobei insbesondere in Richtung der Achse des Zahnrads symmetrisch zur Achse des Ritzels in Lagerringen für La­ ger für die Abtriebswelle Nuten zur axialen Festlegung der Lager für die Welle mittels Sprengringen ausgebil­ det sind.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Welle des Zahnrads abgestuft ausgebildet ist, wobei der größte Durchmesser in einem Mittelteil im Bereich der Achse des Ritzels angeordnet ist, wobei insbesondere das Zahnrad auf einem Tragbereich reduzier­ ten Durchmessers zwischen einer Schulter der Welle und einem Lager axial gehalten ist und/oder bei Vorsehung eines Flansches die Welle einseitig im Flansch gelagert ist.

Ein erfindungsgemäßer Getriebemotor mit einem erfindungs­ gemäßen Winkelgetriebe und einem Elektromotor zeichnet sich dadurch aus, daß der Motor lediglich ein Motorlager aufweist, wobei insbesondere das einzige Motorlager des Motors auf der einer Abtriebswelle abgewandten Seite an­ geordnet ist.

Durch die Erfindung wird damit insgesamt ein Winkelgetrie­ be bzw. ein Getriebemotor mit einem solchen Winkelgetriebe geschaffen, wobei letzteres vorzugsweise mit einem inte­ grierten Lagerschild für den Motor versehen ist. Das Ge­ häuse des Getriebes kann auf der Oberseite (die durch keine der Achsen der drehbaren Teile durchsetzt ist) mit einer Montageöffnung versehen sein, die durch einen Deckel verschließbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes liegt auch darin, daß als Verzahnungswerkstoff sowohl für das Ritzel als auch für das Zahnrad Stahl verwendet werden kann und nicht teilweise Bronze eingesetzt werden muß.

Das Ritzel des erfindungsgemäßen Winkelgetriebes ist so gestaltet, daß es einerseits die Abdichtung des Getriebe­ inneren gegenüber dem Motor bewirkt, darüber hinaus auch, wie erläutert, eine weitere Lagerung der Motorwelle über­ nimmt, so daß diese im Motorgehäuse nur an einer Stelle gelagert sein muß. Die Abdichtung und kraftschlüssige Verbindung erfolgt durch Kleben des Ritzels auf die Mo­ torwelle. Weiterhin kann zwischen Ritzel und Getriebege­ häuse ein Radialwellendichtring vorgesehen sein.

Auch das Planrad ist auf seiner Welle vorzugsweise mit einer Klebeverbindung fixiert, welche die Kraftübertra­ gung sicherstellt. Ein wesentlicher Vorteil der Erfin­ dung liegt darin, daß eine einfache Montage möglich ist, da das Verzahnspiel gegebenenfalls mittels Ausgleichs­ scheiben um die Welle des Zahnrads zwischen diesem und einem ortsfesten Widerlager (Sprengring) für dieses mög­ lich ist.

Die Erfindung ermöglicht unterschiedliche Bauweisen des Gehäuses, nämlich mit und ohne Flansch, rechts- und links­ seitigem Wellenstumpf, mit Hohlwelle sowie Kombinationen der vorgenannten.

In allen Fällen kann bei gegebener Übersetzung das gleiche Planrad verwendet werden, da bei dem erfindungsgemäß vor­ gesehenen Winkelgetriebe die Verzahnung keine triviale ist und es daher vorteilhaft ist, wenn für unterschied­ lichste Einsatzmöglichkeiten möglichst wenig verschiede­ ne bewegliche Getriebeteile (Planrad, Ritzel) erforder­ lich sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Winkel­ getriebes unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 die Darstellung eines Getriebemotors mit einem erfindungsgemäßen achsver­ setzten Winkelgetriebe, teilweise ge­ schnitten;

Fig. 2a+b einen Schnitt entlang S-S der Fig. 1 bei einem Winkelgetriebe ohne Flansch;

Fig. 3a+b einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt bei einem Winkelgetriebe mit einem abtriebsseitigen Flansch;

Fig. 4a+b Schnitte entsprechend S-S mit einer Hohlwelle des Zahnrads ohne (Fig. 4a) bzw. mit (Fig. 4b) Flansch.

Der in der Fig. 1 dargestellte Getriebemotor 1 weist ein Winkelgetriebe 2 mit großem Achsversatz auf. Das Win­ kelgetriebe 2 hat ein Getriebegehäuse 3, in dem ein an­ triebsseitiges Ritzel 4 und ein abtriebsseitiges Zahnrad 6 in Form eines stirnverzahnten Planrades gelagert sind.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Achsver­ satz von Achse A des Zahnrads 6 und Achse R des Ritzels 4 zum Durchmesser des Zahnrads 6 etwa ein Viertel, so daß die Achse R des Ritzels 4 und ein Radius r des Zahn­ rads 6 zum Angriffspunkt des Ritzels 4 an diesem etwa einen Winkel von 45° einschließen.

Dieser Achsversatz ist optimal. Es können aber auch ande­ re große Achsversätze gewählt werden, ohne daß der Achs­ versatz die Hälfte des Durchmessers des Zahnrads 6 bein­ halten soll, wobei also das erfindungsgemäße Winkelgetriebe kein Schneckengetriebe ist.

Bevorzugterweise sollte der Achsversatz zwischen 2/10 und 4/10 des Zahnraddurchmessers liegen.

Das Getriebegehäuse 3 weist eine motorseitige Lagerung 7 für das Ritzel 4 auf. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist die Lagerung 7 in einem motorseitigen Lager­ schild 8 ausgebildet, das hier einstückig am Getriebe­ gehäuse ausgebildet ist.

Das Getriebegehäuse 3 ist auf einer durch keine der Achsen A, R durchsetzten Oberseite mit einer Montageöffnung 9 versehen, die durch ein Verschlußteil 11 verschließbar ist.

Die Lagerung 7 weist einen Lagerring 12 auf, an den sich getriebeseitig eine nach innen gerichtete Schulter 13 anschließt.

In der Lagerung 7, innerhalb des Lagerrings 12, ist ein (Kugel-)Lager 14 für das Ritzel 7 angeordnet. Das Lager wird im Lagerring 12 zwischen der Schulter 13 und einem in einer Nut 16 des Lagerrings 12 eingesetzten Sprengring 17 (Seegerring) axial festgehalten.

Das Ritzel 4 ist als Hohlritzel ausgebildet. Es wird im Lager 14 über eine an ihm ausgebildete Schulter 18 und einen in eine Nut 19 des Ritzels 4 eingreifenden Spreng­ ring unter Zwischenlage jeweils einer Stützscheibe 21, 21a axial gehalten.

Zum Inneren des Gehäuses 3 hin ist es durch einen Radial­ wellendichtring 22 abgedichtet.

In das Innere des Ritzels 4 greift eine Motorwelle 23 eines Elektromotors 24 des Getriebemotors 1 ein.

Die Motorwelle 23 ist mit dem Ritzel 4 durch eine Verkle­ bung, beispielsweise mit Loctite oder einem ähnlichen geeigneten Klebstoff, kraftschlüssig verbunden.

Die Motorwelle 23 ist darüber hinaus im Elektromotor 24 lediglich auf der getriebeabgewandten Seite mittels eines in üblicher Weise ausgestalteten, an sich bekannten La­ gers gelagert, ohne daß im Elektromotor selbst ein wei­ teres Lager vorhanden wäre. Die Lagerung durch das Lager 14 reicht sowohl für die Motorwelle 23 als auch das in diese einerseits formschlüssig eingreifende und damit gegen Knickbewegungen formschlüssig, zur Übertragung der Drehbewegung in beschriebener Weise kraftschlüssig ver­ bundene Ritzel 4 vollständig aus.

Die Fig. 2a und b zeigen einen Schnitt entlang S-S der Fig. 1 bei einem Winkelgetriebe 2 ohne Flansch mit einer massiven Abtriebswelle 26. Der Vergleich der Fig. 2a und 2b zeigt, daß ein rechts- und linksseitiger Abtrieb durch entsprechend gespiegelte Anordnung der Welle 26 erreicht werden kann, wobei das Zahnrad 6 jeweils an der gleichen Stelle im Gehäuse sitzt.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Welle 26 abgestuft ausgebildet ist, und zwar über einen Teil ihrer Länge symmetrisch. Sie weist einen beim Einbau symmetrisch zur Achse R des Ritzels 4 ausgebildeten Mittelteil maximalen Durchmessers 27 auf, an den sich beidseitig wahlweise verwendbare Tragbereiche 28 für das Zahnrad 6 mit redu­ ziertem Durchmesser anschließen, so daß zwischen dem Mit­ telteil 27 und den Tragbereichen 28 eine Schulter 29 ausgebildet ist, die gegebenenfalls zur Anlage des Zahn­ rads 6 dient. An die Tragbereiche 28 schließen sich beid­ seitig weiter im Durchmesser reduzierte Lagerabschnitte 31, 32 an, die in ihrem Durchmesser und Länge gleich ausge­ bildet sind. Danach wird die Spiegelsymmetrie nicht fort­ gesetzt, da an einen Lagerabschnitt 31 der Wellendichtungs­ sitz und ein Wellenstumpf 32 anschließen, mit dem die Wellen der durch den Getriebemotor 1 bzw. das Winkelge­ triebe 2 anzutreibenden Geräte verbindbar sind.

In Richtung der Achse A des Zahnrads 6 sind im Getriebe­ gehäuse 3 symmetrisch zur Achse R des Ritzels 4 Lagerbe­ reiche 36, 37 für die Welle 26 ausgebildet, in denen (Kugel-) Lager 38, 39 angeordnet sind, die axial einerseits durch eine Distanzhülse 41 und das Planrad 6 und andererseits auf ihrer jeweils dem Ritzel 4 bzw. dem Zahnrad 6 abge­ wandten Seite durch in Nuten 42 des Gehäuses 3 angeord­ nete Sprengringe 43 (Seegerringe) gehalten sind.

Auf der dem Wellenstumpf 32 zugewandten Seite ist zwischen Gehäuse 3 und Welle 26 im Bereich des hier verlängerten Lagerabschnitts 31 eine Radialwellendichtung 44 zur Abdich­ tung vorgesehen, während auf der gegenüberliegenden Seite die Öffnung durch einen dicht einsitzenden Deckel 46 ab­ gedichtet ist.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine grundsätzlich ähnliche Ausgestaltung wie die Fig. 2a und 2b - nur daß die Ausgestaltung der Fig. 3a und 3b nicht flanschlos ist, sondern einen Flansch 51 zur Befestigung oder Verbindung mit dem anzutreibenden Gerät aufweist, wobei der Flansch 51 gleichzeitig zur Lagerung der Welle 26a dient.

Auch hier ist die beidseitige Ausbildung möglich. Inso­ fern und insoweit Ausgestaltungen der Fig. 3a und 3b mit solchen der Fig. 2a und 2b übereinstimmen, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung der Fig. 2a und 2b verwiesen.

Der Flansch 51, der im übrigen bei beiden Ausgestaltun­ gen der Fig. 3a und 3b gleich ausgebildet ist, ist mittels Schrauben 61 am Gehäuse 3 befestigt. Der Flansch 51 weist innenseitig einen abgesetzten Lagerring 63 für ein Lager 64 der Welle 26a auf, das axial zwischen dieser Schulter und einem in einem Ringflansch 66 des Flansches 51 eingesetzten Sprengring 67 gehalten ist, an den sich nach außen hin die Radialwellendichtung 44 anschließt.

Die Ausgestaltungen der Fig. 4a und 4b unterscheiden sich von den unter Bezugnahme auf die Fig. 2a, b und 3a, b beschriebenen durch die Vorsehung einer Hohlwelle 71, die in ihrem Inneren in Erstreckungsrichtung ihrer Achse A zur Achse R des Ritzels 4 symmetrisch ausgebil­ det ist. Aus diesem Grunde muß sie unabhängig von dem Anschluß der anzutreibenden Geräte nicht umgedreht wer­ den, wie dies bei den Wellen 26, 26a der Fall ist, so daß eine symmetrische Ausgestaltung ausgehend vom Mittelteil 27a nicht erforderlich ist und daher der zusätzliche Zwi­ schenring 25 der Ausgestaltungen der Fig. 2a bis 3b ebenfalls nicht notwendig ist.

Ansonsten erfolgt die Lagerung der Welle 71 in gleicher Weise wie die der Welle 26 der Fig. 2a und 2b, so daß insofern auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann. Entsprechend der Ausbildung der Welle als Hohlwel­ le 71 sind zwei Radialringwellendichtungen 44 bzw. 44a auf beiden Seiten vorgesehen.

In der Ausgestaltung der Fig. 4a ist zur Verbindung mit dem anzutreibenden Gerät ein Lagerflansch 51a mittels mehrerer Schrauben 61a am Gehäuse 3 befestigt.

Claims (17)

1. Achsversetztes Winkelgetriebe mit großem Achsversatz mit einem abtriebsseitigen, auf einer Stirnseite mit einer Verzahnung versehenen Zahnrad und mit einem an diesem angreifenden Ritzel, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) lediglich an einer dem Zahnrad (6) abgewandten Lagerstelle (7) gelagert ist und daß das Ritzel (4) als Hohlwelle ausgebildet und kraftschlüs­ sig drehfest mit einer Motorwelle eines Antriebsmo­ tors verbindbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) in einem am Motor ansetzbaren La­ gerschild (8) gelagert ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild (8) einstückig mit einem Gehäu­ se (3) des Getriebes (2) verbunden ist.

4. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Durchgang des Ritzels (4) zum Getriebeinneren durch eine Radialwellendich­ tung (22) abgedichtet ist.

5. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Lager (14) für das Ritzel (4) formschlüssig am Getriebegehäuse (3) gela­ gert ist.

6. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Lager (14) für das Ritzel (4) im Getriebegehäuse (3) zwischen einer dem Zahnrad (6) zugewandten Schulter (13) des Gehäu­ ses (3) und einem öffnungsseitig in eine Nut (16) im Gehäuse (3) eingesetzten Sprengring (17) axial gehalten ist.

7. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) axial fest im Lager (14) gehalten ist.

8. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) getriebesei­ tig über eine Schulter, gegebenenfalls unter Zwischen­ lage einer Stützscheibe, und motorseitig über eine in ihm ausgebildete Nut (19) und einen in dieser ein­ sitzenden Sprengring (17) axial gehalten ist.

9. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) bezüglich der Lagerstellen in Richtung der Achse (A) des Zahnrads (6) senkrecht zur Achse (R) des Ritzels (4) symmetrisch ausgebildet ist.

10. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (3) in Richtung der Achse (A) des Zahnrads (6) senkrecht zur Achse (R) des Ritzels (4) symmetrisch Lagerstellen für La­ ger (36, 37) zur Lagerung einer Welle (26, 26a, 71) für das Zahnrad (6) angeordnet sind.

11. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in Richtung der Achse (A) des Zahnrads (6) symmetrisch zur Achse (R) des Ritzels (4) in Lagerringen für Lager (36, 37) für die Abtriebs­ welle (26, 26a, 71) Nuten (42) zur axialen Festlegung der Lager (36, 37) für die Welle (26, 26a, 71) mittels Sprengringen (43) ausgebildet sind.

12. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mit Befe­ stigungselementen für Flansche (51, 51a) versehen ist.

13. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Welle (26, 26a, 71) des Zahnrads (6) abgestuft ausgebildet ist, wobei der größte Durchmesser in einem Mittelteil (27, 27a) im Bereich der Achse (R) des Ritzels (4) angeordnet ist.

14. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (6) auf einem Tragbereich (28) reduzierten Durchmessers zwischen einer Schulter (29) der Welle (26, 26a), einem La­ ger (36) und durch die Klebung axial gehalten ist.

15. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorsehung eines Flansches (51) die Welle (26a) einseitig im Flansch (51) gelagert ist.

16. Getriebemotor mit einem Winkelgetriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, und mit einem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (24) lediglich ein Motorlager aufweist.

17. Getriebemotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das einzige Motorlager des Motors (24) auf der einer Abtriebswelle (23) abgewandten Seite ange­ ordnet ist.