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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
rechtwinklige Untersetzungsgetriebeeinheit, die ein Gehäuse
besitzt, das zwei gegenüberliegende Wände hat, eine
Antriebswelle, ein Kegelradpaar, welches ein Ritzel und ein Zahnrad
hat, die miteinander in Eingriff stehen, eine erste
Zahnraduntersetzungsstufe zwischen der Antriebswelle und dem
Kegelradritzel bei diesen Paar, eine Abtriebswelle, die innerhalb
des Gehäuses längs einer orthogonalen Achse zur Achse der
Antriebswelle liegt, und eine zweite Untersetzungsstufe
zwischen der Abtriebswelle und dem Kegelrad bei diesem Paar.
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Eine Untersetzungseinheit, die die obigen Merkmale
besitzt, welche die Merkmale des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1 sind, ist aus der FR-A 2 211 085 bekannt.
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Bei einigen speziellen Anwendungen besteht die
Notwendigkeit, daß eine Anzahl der oben angedeuteten
Untersetzungseinheiten parallel gruppenweise angeordnet werden
sollen, so daß sie synchron betrieben werden können. Außerdem
müssen möglicherweise Hilfseinrichtungen mit einer
Untersetzungseinheit verbunden werden, beispielsweise Drehzahlgeber,
Bremsen usw..
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In allen Fällen müssen die Untersetzungseinheiten
eine zusätzliche Abtriebswelle besitzen, die drehbar mit der
Antriebswelle gekoppelt ist, so daß die Abtriebswelle die
nachfolgenden Untersetzungseinheiten und/oder die
Hilfseinrichtungen über den Antriebsmechanismus, der mit der
Antriebswelle in Verbindung steht, antreiben wird.
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Bei Anordnungen nach dem Stand der Technik wird
dieses Erfordernis durch Bereitstellen eines zweiten
Antriebsritzels erfüllt, welches mit dem Zahnrad im Kegelradpaar in
Eingriff steht und sich nach außen aus dem Gehäuse erstreckt.
Dieses zweite Antriebsritzel ist daher mit der Antriebswelle
synchronisiert und für jede weitere Kopplung verfügbar.
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Dieser frühere Aufbau besitzt einige Nachteile, unter
denen die Herstellung, der Zusammenbau und die Justierung von
zwei oder mehreren Antriebsritzeln ist, damit diese genau in
ein und das gleiche Zahnrad eingreifen, was eine schwierige
Aufgabe ist, da jedes zu entwerfende Zahnrad-Ritzel-Paar eine
fast eindeutig zusammenpassende Kombination sowohl bezüglich
der Konstruktion als auch des Zusammenbaus sein soll.
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Außerdem wird das Kegelradpaar sehr hoch beansprucht,
da es die durchgehende Kraft übertragen muß, die auf die
folgenden Untersetzungseinheiten gerichtet ist, und zusätzlich
die Leistung übertragen muß, die mit der Abtriebswelle in
Verbindung steht.
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Außerdem ist der Wirkungsgrad eines jeden Zahnrades,
welches in der Untersetzungseinheit in Eingriff steht, nicht
einheitlich, wodurch die Anwesenheit des zweiten
Antriebsritzels einen verminderten Gesamtwirkungsgrad der
Untersetzungseinheit zur Folge hat.
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Das dieser Erfindung zugrundeliegende technische
Problem liegt darin, eine Untersetzungseinheit bereitzustellen,
deren Aufbau und Wirkungsweise so ausgedacht sind, um die
Nachteile, die der oben erwähnte Stand der Technik aufweist,
zu beseitigen.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine
Untersetzungseinheit nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
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Die Erfindung wird nun mit Hilfe von zwei
Ausführungsformen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen und keine
Einschränkung bilden, in den Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine
Untersetzungseinheit nach der Erfindung ist; und
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Fig. 2 ein Querschnitt durch die Untersetzungseinheit
längs der Linie II-II in Fig. 1 ist.
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Fig. 3 ist eine Teilansicht einer anderen
Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;
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Fig. 4 ist ein Detail einer modifizierten Form der
Ausführungsform von
Fig. 3;
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Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie
V-V von Fig. 3.
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In den Zeichnungen ist mit 1 eine
Untersetzungseinheit gezeigt, die ein Gehäuse 2 in Form eines Parallelflachs
besitzt, welches ein Basisteil 2a hat, das gegenüber einer
Kopfwand 2b angeordnet ist, und vier Seitenwände 2c, d, e, f,
die aneinandergrenzen. Eine Antriebswelle 3, die eine Achse X
hat, ist über Lager 4a,b, die in entsprechenden Blöcken 5a,b
auf den Wänden 2c, d untergebracht sind, gelagert. Jeder
Block besitzt eine entsprechende Abdichtung 6a,b. Eine
Abtriebswelle 7, die eine Achse Y hat, ist über Lager 8a,b
gelagert, die in entsprechenden Blöcken 9a,b auf den gegenüber
liegenden Wänden 2e,f untergebracht sind. Der Block 9b
besitzt eine Abdichtung 10.
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Die Untersetzungseinheit 1 besitzt außerdem eine
erste Untersetzungsstufe, die allgemein mit 11 angedeutet ist,
ein Hypoidkegelradpaar 12 und eine zweite oder Endunterset
zungsstufe 13. Die erste Untersetzungsstufe 11 besteht aus
zwei Stirnzahnrädern 14 und 15, die auf der Antriebswelle 3
bzw. einem Antriebsritzel des Kegelradpaars 12 festgekeilt
sind.
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Das Antriebsritzel 16 ist mit seiner Achse parallel
zur Achse X des Gehäuses 2 mittels Lager 17a,b gelagert, die
in einem Block 18 auf der Wand 2c beziehungsweise einem Block
19, der auf der Basis 2a steht, untergebracht sind.
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Das Kegelradpaar 12 besitzt außerdem ein Zahnrad 20,
welches auf einer Vorgelegewelle 21 festgekeilt ist. Diese
Welle ist in Lagern 22a,b gelagert, die in Blöcken 23a,b
befestigt sind, die auf den Wänden 2e,f gebildet sind.
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Die Enduntersetzungsstufe 13 besitzt zwei
Stirnzahnräder 24 und 25, die auf der Vorgelegewelle 21 bzw. der
Abtriebswelle 7 festgekeilt sind.
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Die Lagerblöcke 9a, 23a,b und 18 sind in Richtung auf
die Außenseite mit Abdeckungen, die jeweils mit 26 bezeichnet
sind, verschlossen.
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Es sei angemerkt, daß die Antriebswelle 3 sich mit
ihren beiden entgegegengesetzten axialen Enden 3a,b auf die
Außenseite des Gehäuses 2 erstreckt, so daß sie von jedem
Ende aus betätigt werden kann, oder ein Ende dazu verwendet
werden kann, um dieses an Zubehör wie Bremsen, Drehzahlgeber,
oder kasadenförmig nachfolgenden Untersetzungseinheiten
gekoppelt werden kann.
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Mit dieser Konstruktion wird dem Zahnradwerk der
Untersetzungseinheit 1, die die erste und zweite
Untersetzungsstufe und das Kegelradpaar besitzt, nur die Kraft auferlegt,
die zur Abtriebswelle 7 übertragen wird, und nicht durch die
sogenannte durchgehende Kraft in Mitleidenschaft gezogen, die
an das gegenüberliegende Ende der Antriebswelle 3 angelegt
wird, auf die die Eingangskraft übertragen wird.
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Dieser Aufbau kann dazu verwendet werden, eine
herkömmliche Untersetzungseinheit bereitzustellen, weil die
Welle 3 so angeordnet ist, daß sie mit einem ihrer Enden 3a,
3b innerhalb des Gehäuses abgeschlossen ist und die
entsprechenden Blöcke 5a oder 5b mit einer Abdeckung 26
abgeschlossen sind.
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Im gezeigten Beispiel erstreckt sich die
Antriebswelle 3 zwischen der Abtriebswelle 7 und der Vorgelegewelle
21. In diesem Fall ist der Abstand, der die Achse der
Antriebswelle 3 von der Achse des Antriebsritzels 16 trennt,
klein, wobei dieser jedoch erhöht werden kann, wenn man das
Antriebsritzel 16 gegenüber dem Zahnrad 20 im Hypoidpaar 12
positionsmäßig verschiebt.
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Außerdem ist die Antriebswelle ungefähr zentral im
Gehäuse angeordnet.
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Nach einer zweiten Ausführungsform (nicht gezeigt)
der Erfindung kann die Antriebswelle 3 zwischen der
Abtriebswelle 7 und der Kopfwand 2b des Gehäuses 2 angeordnet sein.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform ist verglichen mit
dem früheren Beispiel der Abstand zwischen der Achse der
Antriebswelle 3 und der Achse des Kegelrades 16 größer.
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Außerdem liegt die Antriebswelle außermittig im Ge
häuse.
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Gemäß einer anderen. Ausführungsform der Erfindung,
die in Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, kann das Gehäuse 2 aus zwei
separaten Gehäuseelementen 102a, 102b aufgebaut sein, die
entfernbar und austauschbar an entsprechenden
Kupplungsflanschen 103a, b miteinander gekoppelt sind. Das Verkoppeln kann
durch herkömmliche Mittel, beispielsweise
Verbindungsschrauben erreicht werden.
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Dieser Aufbau wird empfohlen, wenn das gleiche
Gehäuse 2 oder zumindest das Element 102b in Verbindung mit
verschiedenen Modellen von Untersetzungseinheiten verwendet
werden soll. Es ist beispielsweise vorstellbar, daß das
gleiche Gehäuseelement 102b zur Unterbringung von zwei
Untersetzungseinheiten geeignet ist, wo die erste Untersetzungsstufe
weggelassen ist (Fig. 4) oder wo relativ hohe
Untersetzungsraten beim Kegelradpaar 12 vorgesehen sind.
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Bei der ersten Alternative ist die Achse des
Antriebsritzels 16 symmetrisch zwischen den Wänden 2e und 2f
des Gehäuses 2 zentriert und die Antriebswelle wird durch ein
Endstück 104a der Antriebsritzelwelle gebildet.
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Bei der zweiten Alternative ist es insbesondere, wenn
die Untersetzungseinheit mit dem Ziel ausgebildet ist, den
Abstand zwischen den Seitenwänden 2e und 2f so weit wie
möglich zu begrenzen, erforderlich, daß die Achse des
Antriebsritzels 16 um einen Abstand D gegenüber der
Zentralpositionversetzt ist, da sonst das Kegelzahnrad 20 des Paars 12 die
Antriebswelle 3 stören könnte.
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Um beide Gehäuse miteinander zu befestigen, besitzt
der Block 19 ein Lagerteil in Form eines Plattenelements 119
mit einem Sitz 120, der das Lager 17b aufnimmt; das
Plattenelement 119 ist entfernbar und austauschbar am
Gehäuseelement 102b mittels nicht gezeigter Schrauben an zwei Schultern
121a,b befestigt, die von den entsprechenden Seitenwänden
2e,f ragen. Der Sitz 120 ist im Plattenelement 119 an der
Position maschinell hergestellt, die für das Antriebsritzel 16
erforderlich ist. Es können unterschiedliche Plattenelemente
mit Sitzen 120a oder 120b preisgünstig für eine andere
Position des Antriebsritzels 16 vorbereitet sein. Diese
verschiedenen Plattenelemente können in Verbindung mit verschiedenen
Gehäuseelementen 102a verwendet werden.
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Die Untersetzungseinheit 1 arbeitet wie folgt. Es sei
angenommen, daß die Antriebskraft an das Ende 3a der
Antriebswelle 3 angelegt wird; diese wird das Zahnrad 14 in der
ersten Untersetzungsstufe 11 drehen und über das Zahnrad 15
die Antriebskraft auf das Antriebsritzel 16 und das Zahnrad
des Kegelradpaars 12 übertragen. Über die Vorgelegewelle
21 wird dann eine entsprechende Drehung des Zahnrads 24 in
der Enduntersetzungsstufe 13 und die Übertragung der
Antriebskraft auf das Zahnrad 25 erreicht, um die Abtriebswelle
7 zu drehen.
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Es ist vorteilhaft, daß keine durchgehende Kraft über
das Untersetzungseinheits-Zahnradwerk übertragen wird.
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Ein Hauptvorteil, der durch die Erfindung erzielt
wird, besteht im Verzicht eines zweiten Antriebsritzels in
Eingriff mit dem Zahnrad des Kegelradpaars, um nachfolgende
Untersetzungseinheiten oder Hilfseinrichtungen zu betreiben.
Dies ist effektiv, um alle Nachteile, die oben besprochen
wurden, zu beseitigen.
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Außerdem kann bei der Untersetzungseinheit, bei der
ein symmetrischer Aufbau des Gehäuses vorgesehen ist, der
Zahnradwerk-Aufbau umgekehrt in bezug auf die Achse X sein
(Verschieben des Zahnrads 24 an die Stelle des Zahnrads 20
und des Zahnrads 25, um dazuzupassen), wenn notwendig, um die
Wellen 3 und 7 so anzuordnen, daß sie entgegengesetzt zum
gezeigten Aufbau drehen. Dies könnte nützlich sein, wo zwei
entgegengesetzt drehende Achsen über zwei seriell gekoppelte
Untersetzungseinheiten betätigt werden sollen. Außerdem würde
diese Untersetzungseinheit für die Verwendung bei
Getriebemotoren geeignet sein.