DE4309559B4

DE4309559B4 - Achsversetztes Winkelgetriebe

Info

Publication number: DE4309559B4
Application number: DE4309559A
Authority: DE
Inventors: Norbert Mensing; Siegfried Kimmich
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: EP0617214A1; EP0617214B1; JPH06319241A; JP2834666B2; ATE143463T1; DE59400713D1; US5501117A; DE4309559A1

Abstract

Achsversetztes Winkelgetriebe mit großem Achsversatz mit einem abtriebseitigen, auf einer Stirnseite mit einer Verzahnung versehenen Zahnrad (6), mit einem an diesem angreifenden Ritzel und mit einem Getriebegehäuse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
– Das Ritzel (4) ist lediglich an einer dem Zahnrad (6) abgewandten Lagerstelle (7) gelagert;
– das Ritzel (4) ist als Hohlwelle ausgebildet und auf eine Motorwelle eines Antriebsmotors abdichtend aufgeklebt;
– das Zahnrad ist ein Planrad;
– das Ritzel ist zylindrisch ausgebildet;
– der Achsversatz beträgt zwischen 2/10 und 4/10 des Planraddurchmessers,
– wobei das Ritzel gegenüber dem Getriebegehäuse durch einen an der Innenseite des Getriebegehäuses (3) angeordneten Radialwellendichtring (22) abgedichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein achsversetztes Winkelgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der GB 1 095 068 ist ein Winkelgetriebe für einen Winkelschleifer bekannt, bei welchem das Getriebegehäuse mit der Lagerschale des angebauten Elektromotors einstückig ausgebildet ist. Wellenabdichtungen sind bei diesem Getriebe nicht vorgesehen.

Aus der US 3,194,083 ist ein Winkelgetriebe bekannt, bei welchem die Lagerschalen des Getriebegehäuses symmetrisch ausgeführt sind, so daß eine Hohlwelle für das dem Ritzel gegenüberliegende Kegelrad durch das Gehäuse hindurchgeführt werden kann. Eine Wellenabdichtung für das Ritzel ist nicht vorgesehen. Der mit einem solchen Getriebe erzielbare Untersetzungsbereich ist gering.

Aus der US 2,756,614 ist ein Winkelgetriebe mit konischen Rädern bekannt, bei welchem das Ritzel über zwei Lager im Getriebegehäuse gelagert ist. Zur Abdichtung des Ritzels ist eine Dichtung an der Außenseite des Getriebes vorgesehen, welche die Welle gegenüber dem Getriebegehäuse abdichtet. Eine ähnliche Abdichtungsanordnung ist auch aus der DE-PS 855 645 bekannt, wobei das Ritzel als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Keilverbindung auf der zum Gehäuse (außenseitig) abgedichteten Welle befestigt ist.

Aus Gregor, B., St. Klein u. M. Suhr: Auslegung von Verbindungselementen am Beispiel der Welle-Nabe-Verbindungen mit Hilfe der Wissensverarbeitung, in: Konstruktion Bd. 44 (1992), Seite 145-153, ist eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt, mit deren Hilfe Zahnräder auf Wellen festgelegt werden können. Unter anderem wird auch eine Klebeverbindung beschrieben, um ein Zahnrad auf einer Welle festzulegen.

Aus der GB 20 52 676 oder der US 3,143,897 (dort Fig. 12) sind achsversetzte Winkelgetriebe bekannt, wobei die Druckschriften keine Abdichtungen der Getriebe gegenüber einem angebauten Motor zeigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein achsversetztes Winkelgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dahingehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise ein hochbelastbares und standfestes Getriebe herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe nach Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung schafft ein kompaktes Winkelgetriebe, indem sie mit großem Achsversatz zwischen Zahnradachse und Ritzelachse arbeitet, wobei das Verhältnis zwischen Planraddurchmesser 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 Lagerstelle, gelagert ist, im Gegensatz zu Schneckengetrieben, bei denen 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 vorgesehen, daß das Ritzel in einem am Motor ansetzbaren Lagerschild gelagert ist, wobei insbesondere das Lagerschild einstückig mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden ist, wodurch auf ein separates A-Lagerschild am Motor verzichtet werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, daß 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 öffnungsseitig 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 getriebeseitig über eine Schulter, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Stützscheibe, und motorseitig über eine in ihm ausgebildete 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 sind 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 ausgebildet 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 reduzierten 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 erfindungsgemäßen 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 angeordnet ist.

Durch die Erfindung wird damit insgesamt ein Winkelgetriebe bzw. ein Getriebemotor mit einem solchen Winkelgetriebe geschaffen, wobei letzteres vorzugsweise mit einem integrierten Lagerschild für den Motor versehen ist. Das Gehäuse 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 Getriebeinneren gegenüber dem Motor bewirkt, darüber hinaus auch, wie erläutert, eine weitere Lagerung der Motorwelle übernimmt, so daß diese im Motorgehäuse nur an einer Stelle gelagert sein muß.

Auch das Planrad ist auf seiner Welle vorzugsweise mit einer Klebeverbindung fixiert, welche die Kraftübertragung sicherstellt. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine einfache Montage möglich ist, da das Verzahnspiel ggf. mittels Ausgleichsscheiben um die Welle des Zahnrads zwischen diesem und einem ortsfesten Widerlager (Sprengring) für dieses möglich ist.

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

In allen Fällen kann bei gegebener Übersetzung das gleiche Planrad verwendet werden, da bei dem erfindungsgemäß vorgesehen Winkelgetriebe die Verzahnung keine triviale ist und es daher vorteilhaft ist, wenn für unterschiedlichste Einsatzmöglichkeiten möglichst wenig verschiedene bewegliche Getriebeteile (Planrad, Ritzel) erforderlich sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Winkelgetriebes unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
1 die Darstellung eines Getriebemotors mit einem erfindungsgemäßen achsversetzten Winkelgetriebe, teilweise geschnitten;
2a+b einen Schnitt entlang S-S der 1 bei einem Winkelgetriebe ohne Flansch;
3a+b einen der 2 entsprechenden Schnitt bei einem Winkelgetriebe mit einem abtriebsseitigen Flansch;
4a+b Schnitte entsprechend S-S mit einer Hohlwelle des Zahnrads ohne (4a) bzw. mit (4b) Flansch.
Der in der 1 dargestellte Getriebemotor 1 weist ein Winkelgetriebe 2 mit großem Achsversatz auf. Das Winkelgetriebe 2 hat ein Getriebegehäuse 3, in dem ein antriebsseitiges Ritzel 4 und ein abtriebsseitiges Zahnrad 6 in Form eines stirnverzahnten Planrades gelagert sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Achsversatz 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 Zahnrads 6 zum Angriffspunkt des Ritzels 4 an diesem etwa einen Winkel von 45° einschließen.
Dieser Achsversatz ist optimal. Es können aber auch andere große Achsversätze gewählt werden, ohne daß der Achsversatz die Hälfte des Durchmessers des Zahnrads 6 beinhalten soll, wobei also das erfindungsgemäße Winkelgetriebe kein Schneckengetriebe ist.
Das Getriebegehäuse 3 weist eine motorseitige Lagerung 7 für das Ritzel 4 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagerung 7 in einem motorseitigen Lagerschild 8 ausgebildet, das hier einstückig am Getriebegehäuse 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 Lagerings 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 ausgebildet Schulter 18 und einen in eine Nut 19 des Ritzels 4 eingreifenden Sprengring unter Zwischenlage jeweils einer Stützscheibe 21, 21a axial gehalten.
Zum Inneren des Gehäuses 3 hin ist es durch einen Radialwellendichtring 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 Verklebung, 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 Lagers gelagert, ohne daß im Elektromotor selbst ein weiteres 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 verbundene Ritzel 4 vollständig aus.
Die 2a und b zeigen einen Schnitt entlang S-S der 1 bei einem Winkelgetriebe 2 ohne Flansch mit einer massiven Abtriebswelle 26. Der Vergleich der 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 Mittelteil 27 und den Tragbereichen 28 eine Schulter 29 ausgebildet ist, die gegebenenfalls zur Anlage des Zahnrads 6 dient. An die Tragbereiche 28 schließen sich beidseitig weiter im Durchmesser reduzierte Lagerabschnitte 31,32 an, die in ihrem Durchmesser und Länge gleich ausgebildet sind. Danach wird die Spiegelsymmetrie nicht fortgesetzt, da an einen Lagerabschnitt 31 der Wellendichtungssitz und ein Wellenstumpf 32 anschließen, mit dem die Wellen der durch den Getriebemotor 1 bzw. das Winkelgetriebe 2 anzutreibenden Geräte verbindbar sind.
In Richtung der Achse A des Zahnrads 6 sind im Getriebegehäuse 3 symmetrisch zur Achse R des Ritzels 4 Lagerbereiche 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 abgewandten Seite durch in Nuten 42 des Gehäuses 3 angeordnete 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 Abdichtung vorgesehen, während auf der gegenüberliegenden Seite die Öffnung durch einen dicht einsitzenden Deckel 46 abgedichtet ist.
Die 3a und 3b zeigen eine grundsätzlich ähnliche Ausgestaltung wie die 2a und 2b – nur daß die Ausgestaltung der 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. Insofern und insoweit Ausgestaltungen der 3a und 3b mit solchen der 2a und 2b übereinstimmen, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung der 2a und 2b verwiesen.
Der Flansch 51, der im übrigen bei beiden Ausgestaltungen der 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 4a und 4b unterscheiden sich von den unter Bezugnahme auf die 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 ausgebildet ist. Aus diesem Grunde muß sie unabhängig von dem Anschluß der anzutreibenden Geräte nicht umgedreht werden, 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 Zwischenring 25 der Ausgestaltungen der 2a bis 3b ebenfalls nicht notwendig ist.
Ansonsten erfolgt die Lagerung der Welle 71 in gleicher Weise wie die der Welle 26 der 2a und 2b, so daß insofern auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann. Entsprechend der Ausbildung der Welle als Hohlwelle 71 sind zwei Radialringwellendichtungen 44 bzw. 44a auf beiden Seiten vorgesehen.
In der Ausgestaltung der 4a ist zur Verbindung mit dem anzutreibenden Gerät ein Lagerflansch 51a mittels mehrerer Schrauben 61a am Gehäuse 3 befestigt.

Claims

Achsversetztes Winkelgetriebe mit großem Achsversatz mit einem abtriebseitigen, auf einer Stirnseite mit einer Verzahnung versehenen Zahnrad (6), mit einem an diesem angreifenden Ritzel und mit einem Getriebegehäuse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – Das Ritzel (4) ist lediglich an einer dem Zahnrad (6) abgewandten Lagerstelle (7) gelagert; – das Ritzel (4) ist als Hohlwelle ausgebildet und auf eine Motorwelle eines Antriebsmotors abdichtend aufgeklebt; – das Zahnrad ist ein Planrad; – das Ritzel ist zylindrisch ausgebildet; – der Achsversatz beträgt zwischen 2/10 und 4/10 des Planraddurchmessers, – wobei das Ritzel gegenüber dem Getriebegehäuse durch einen an der Innenseite des Getriebegehäuses (3) angeordneten Radialwellendichtring (22) abgedichtet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) in einem am Motor ansetzbaren Lagerschild gelagert ist.
Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild (8) einstückig mit einem Gehäuse (3) des Getriebes verbunden ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (14) für das Ritzel (4) formschlüssig am Getriebegehäuse (3) gelagert ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (14) für das Ritzel (4) im Getriebegehäuse (3) zwischen einer dem Zahnrad (6) zugewandten Schulter (13) des Gehäuses (3) und einem öffnungsseitig in eine Nut (16) im Gehäuse (3) eingesetzten Sprengring (17) axial gehalten ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) axial fest im Lager (14) gehalten ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (4) getriebeseitig über eine Schulter, gegebenfalls unter Zwischenlage einer Stützscheibe, und motorseitig über eine in ihm ausgebildete Nut (19) und einen in dieser einsitzenden Sprengring (17) axial gehalten ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 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.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (3) in Richtung der Achse (A) des Zahnrads (6) senkrecht zur Achse (R) des Ritzels (4) symmetrisch Lagerstellen für Lager (36, 37) zur Lagerung einer Welle (26, 26a, 71) für das Zahnrad (6) angeordnet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 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 Abtriebswelle (26, 26a, 71) Nuten (42) zur axialen Festlegung der Lager (36, 37) für die Welle (26, 26a, 71) mittels Sprengringen (43) ausgebildet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mit Befestigungselementen für Flansche (51, 51a) versehen ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 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.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (6) auf einem Tragbereich (28) reduzierten Durchmessers zwischen einer Schulter (29) der Welle (26, 26a), einem Lager (36) und durch Klebung axial gehalten ist.
Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorsehung eines Flansches (51) die Welle (26a) einseitig im Flansch (51) gelagert ist.
Getriebemotor mit einem Winkelgetriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, und mit einem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (24) lediglich ein Motorlager aufweist.
Getriebemotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das einzige Motorlager des Motors (24) auf der einer Abtriebswelle (23) abgewandten Seite angeordnet ist.