DE9404876U1

DE9404876U1 - Antriebseinheit, insbesondere Getriebemotor

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Publication number: DE9404876U1
Application number: DE9404876U
Authority: DE
Original assignee: STEPHAN WERKE GmbH AND Co
Current assignee: STEPHAN WERKE GmbH AND Co
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2004-03-23

Description

Antriebseinheit, insbesondere Getriebemotor

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere Getriebemotor, dessen Antriebswelle an ihrem antriebsseitigen Ende mit einem schrägverzahnten Einsteckritzel bestückt ist.

Bekannt sind zahlreiche Ritzelverbindungen, die jedoch alle mit Nachteilen behaftet sind. So ist es bekannt, die Verbindung des Einsteckritzels mit dem Wellenende durch Schrumpfung herzustellen. Dieser Fügevorgang verlangt eine Erwärmung der Motorwelle. Dies aber kann nur in der Vorfertigung erfolgen und verlangt dadurch bereits eine frühzeitige Festlegung hinsichtlich des jeweils einzusetzenden Motortyps. Ein Warm-Fügen bei montiertem Motor ist nicht möglich, da Wälzlager und Wellendichtringe nur geringe Temperaturen zulassen.

Es ist auch bekannt, einen zylindrisch ausgebildeten Ritzelschaft kalt in eine zylindrische Wellenbohrung einzupressen. Diese Lösung läßt sich jedoch nicht bei Ritzeln mit kleinen Zähnezahlen realisieren. Denn bei der Herstellung der Schrägverzahnung ergibt sich durch den jeweils auslaufenden Zahngrund ein scharfkantiger Anschnitt des Ritzelschaftes, der beim Kalteinpressen die Paßflächen beschädigt und zur Spänebildung neigt.

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Es ist auch bekannt, das Einsteckritzel mit einer Querlochbohrung auszustatten und die Drehverbindung mit Hilfe eines Scherspannstiftes zu erzeugen. Nachteilig ist hierbei die Schwächung des Ritzelschaftes durch die Querlochbohrung. Außerdem ist ein Festigkeitsnachweis der Verbindung nur sehr schwierig durchzuführen.

Es wurden auch bereits Kombinationen dieser vorbekannten Lösungen ausprobiert, ohne dadurch jedoch alle Nachteile beheben zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ritzelverbindung zu schaffen, die ein Fügen des Ritzels im montierten Zustand der Antriebseinheit bzw. des Motors und ohne Erwärmung des Wellenendes der Antriebswelle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

a) Das Einsteckritzel ist mit dem Wellenende über eine selbsthemmende Kegelverbindung drehfest verbunden, wobei das Wellenende eine Kegelbohrung aufweist, in die der kegelförmige Ritzelschaft eingepreßt ist;

b) das Wellenende ist mit einem außerhalb des Motorflansches und mit lichtem Abstand hierzu angeordneten Widerlager bestückt, das mit einer Adapteraufnahme einer Fügepresse formschlüssig verbindbar ist, die mit einem in der Achse der Antriebswelle verschiebbar angetriebenen Preßstempel das Einsteckritzel beaufschlagt.

Die erfindungsgemäße Lösung gibt die Möglichkeit, einen bereits fertig montierten Motor oder andere Bauteile (zum Beispiel freie Antriebswelle oder Verstellgetriebe) mit dem Einsteckritzel zu bestücken und zwar ohne Erwärmung der Antriebswelle. Die Fügeverbindung läßt sich an beliebigen Motorausführungen bzw. Antriebswellen unterschiedlicher Durch-

messer problemlos und sicher durchführen. Da das erfindungsgemäß vorgesehene Widerlager, mit dem alle Einpreßkräfte aufgefangen und abgeleitet werden, auf der AntriebsSeite liegen soll, kann die Nichtantriebsseite des Motors (B-Seite) beliebig ausgebildet sein. Erforderlich ist lediglich eine Anpassung der Fügepresse an unterschiedliche Durchmesser der Antriebswelle. Diese Anpassung kann jedoch schnell und problemlos durch Austausch der Adapteraufnahme durchgeführt werden. Es ergibt sich erfindungsgemäß eine praktisch toleranzlose Fügeverbindung, für die ein korrekter Festigkeitsnachweis (zum Beispiel nach DIN 7190) ohne weiteres möglich ist. Die Kegelverbindung ist überdies selbstjustierend; geringfügige Maßabweichungen bei der Herstellung der Kegelverbindung werden durch geringfügig variierende Einschubwege kompensiert.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit kleine Ritzeldurchmesser bzw. kleine Ritzel-Zähnezahlen, da der Schaftanschnitt die Kegelverbindung nicht beeinträchtigt. Es lassen sich somit im Getriebebau in der Eingangsstufe größere Unter-Setzungen erzielen.

Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, wenn das genannte Widerlager durch einen Sicherungsring gebildet ist, dessen Herstellung und Einbau preiswert und unkompliziert ist. Grundsätzlich könnte das Widerlager aber auch durch eine Nut, einen Wellenbund oder dergleichen gebildet sein.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 - einen Teilquerschnitt durch ein zweistufiges Stirnradgetriebe mit einem mit der Motorwelle

des Getriebemotors verbundenen Einsteckritzel;

Figur 2 - einen Längsschnitt durch das Wellenende der

Motorwelle;
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Figur 3 - in vergrößertem Maßstab das Detail X aus Figur 2;

Figur 4 - in vergrößertem Maßstab das Detail Y aus Figur 2;

Figur 5 - in vergrößertem Maßstab das Detail Z aus Figur 2;

Figur 6 - ein Einsteckritzel in Seitenansicht und zum

Teil im Längsschnitt;

Figur 7 - in vergrößertem Maßstab die Einzelheit Z in

Figur 6 und
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Figur 8 - in einer Darstellung gemäß Figur 1 einen Teilschnitt durch eine an die Antriebsseite des Getriebemotors angesetzte Fügepresse.

Figur 1 dient nur zur Veranschaulichung des Einsatzgebietes der Erfindung. Erkennbar ist das Wellenende 1 einer Motorwelle eines nicht näher dargestellten Getriebemotors sowie ein mit dem Wellenende 1 verbundenes Einsteckritzel 2, das eine Schrägverzahnung aufweist und mit einem Stirnrad 3 im Eingriff steht. Einsteckritzel 2 und Stirnrad 3 bilden die Eingangsstufe des im Ausschnitt dargestellten Getriebes.

Figur 2 zeigt das genannte Wellenende 1 in etwas größerem Maßstab. Demnach weist das Wellenende 1 eine Kegelbohrung 4 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Konizität von 1:40 hat. Gemäß dem in Figur 4 dargestellten Detail Y geht die Kegelbohrung 4 an ihrem freien Ende in eine 2fach abgestufte konische Erweiterung 5 über. Das in Figur 5 dargestellte Detail Z läßt erkennen, daß die Kegelbohrung 4 an ihrem inneren Ende mit einem Freistich 6 versehen ist.

Dicht neben dem freien Ende des Wellenendes 1 ist in dessen Mantelfläche eine Ringnut 7 eingestochen (siehe auch das Detail X in Figur 3), die zur Aufnahme eines Sicherungsringes dient, der in Figur 1 sowie in Figur 8 in montierter Stellung dargestellt ist.

Figur 6 zeigt in gegenüber Figur 1 vergrößertem Maßstab das Einsteckritzel 2, das sich im wesentlichen zusammensetzt aus einer Schrägverzahnung 9 und einem kegelförmigen Ritzelschaft 10. Figur 6 läßt erkennen, daß der Außendurchmesser der Schrägverzahnung nur geringfügig größer ist als der Durchmesser des Ritzelschaftes 10. Dadurch ergibt sich bei der Herstellung der Schrägverzahnung 9 durch deren auslaufenden Zahnfüße im Ritzelschaft 10 ein Anschnitt 11. Die Konizität des Ritzelschaftes 10 beträgt in Anpassung an die in der Kegelbohrung 4 1:40. Das innere Ende des Ritzelschaftes 10 weist eine Anfasung 12 auf (siehe auch Figur 7).

Zum Einpressen des Einsteckritzels 2 mit seinem Ritzelschaft 10 in die Kegelbohrung 4 des Wellenendes 1 dient eine Fügepresse 13, die in Figur 8 im Ausschnitt dargestellt ist. Diese Fügepresse 13 weist eine auswechselbare Adapteraufnahme 14 auf, die mit einer zentralen Durchtrittsbohrung versehen ist, durch die das noch nicht mit dem Sicherungsring 8 bestückte Wellenende 1 des mit seiner Antriebsseite angedeuteten Getriebemotors 15 steckbar ist. Die gegeneinander austauschbaren Adapteraufnahmen 14 weisen jeweils eine Durchtrittsbohrung mit unterschiedlichem Durchmesser auf in Anpassung an

die verschiedenen Durchmesser der Motorwellen. Der Getriebemotor 15 liegt mit seinem antriebsseitigen Flansch 16 an der Unterseite der Adapteraufnahme 14 an. Die Fügepresse 13 weist einen in der Achse 17 der Motorwelle verschiebbar angetriebenen Preßstempel 18 auf, mit dem das Einsteckritzel 2 in die Kegelbohrung 4 des Wellenendes 1 gepreßt wird.

Vor dem Ansetzen des Getreibemotors 15 an die Adapteraufnahme 14 der Fügepresse 13 wird der Sicherungsring 8 in die Ringnut 7 eingesetzt. Die Adapteraufnahme 14 ist über die Durchtrittsbohrung teilbar. Der Außendurchmesser des Sicherungsringes 8 ist größer als der Innendurchmesser der genannten Durchtrittsbohrung der Adapteraufnahme 14, so daß sich der Sicherungsring 8 unter einer den Getriebemotor 15 in der Darstellung gemäß Figur 8 nach unten ziehenden bzw. drückenden Kraft gegen die Innenseite der Adapteraufnahme 14 um deren Druchtrittsbohrung herum anlegt. Nach dem Einstecken des Ritzelschaftes 10 in die Kegelbohrung 4 des Wellenendes 1 wird das Einsteckritzel 2 von dem Preßstempel 18 der Fügepresse 13 axial beaufschlagt mit einer Kraft, die eine drehfeste, selbsthemmende Kegelverbindung sicherstellt. Um sicher zu sein, daß die Kegelverbindung ausreichende Festigkeit aufweist, zum Beispiel zur Aufnahme der im Betrieb auftretenden Axialkräfte, kann für die jeweilige Kegelverbindung der erforderliche Einschubweg des Ritzelschaftes 10 in die Kegelbohrung 4 vorgegeben werden. Wird dieser Einschubweg bei dem Einpressen des Einsteckritzels 2 überschritten, kann durch eine entsprechende Anzeige deutlich gemacht werden, daß Ausschuß vorliegt. Während des Einpreßvorganges dient der Sicherungs-Ring 8 als die Einpreßkräfte aufnehmendes Widerlager. Die Nichtantriebsseite des Motors (B-Seite) bleibt somit kräftefrei, muß also nicht an einer Vorrichtung abgestützt werden. Die Fügepresse 13 läßt sich daher an alle Motortypen ansetzen, wobei lediglich durch Austausch der Adapteraufnähme 14 eine Anpassung an den jeweiligen Durchmesser der Motorwelle vorzunehmen ist.

Claims

Patentanwälte

,I₉ Prof. Dipl.-Ing. Werner Gramm * Dipi.-Phys. Dr. jur. Edgar Lins Dipl.-Ing. Thorsten Rehmann Patentanwälte European Patent Attorneys

Hanns-Peter Schrammek Rechtsanwalt

Stephan-Werke Anwaltsakte

GmbH & Co. 275-25 DE-2

Ohsener Straße 79-83

Datum

31789 Hameln 21. März 1994

Schutzansprüche

1. Antriebseinheit, insbesondere Getriebemotor, dessen Antriebswelle an ihrem antriebsseitigen Ende (1) mit einem schrägverzahnten Einsteckritzel (2) bestückt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Das Einsteckritzel (2) ist mit dem Wellenende (1) über eine selbsthemmende Kegelverbindung drehfest verbunden, wobei das Wellenende (1) eine Kege!boh

rung (4) aufweist, in die der kegelförmige Ritzelschaft (10) eingepreßt ist;

b) das Wellenende (1) ist mit einem außerhalb des

Motorflansches (16) und mit lichtem Abstand hierzu

angeordneten Widerlager bestückt, das mit einer Adapteraufnahme (14) einer Fügepresse (13) formschlüssig verbindbar ist, die mit einem in der Achse (17) der Antriebswelle verschiebbar angetriebenen Preßstempel (18) das Einsteckritzel (2)

beaufschlagt.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager durch einen Sicherungsring (8)

25 gebildet ist.

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3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelbohrung (4) mit einem Freistich (6) versehen ist.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Ritzelschaftes (10) eine Anfasung (12) aufweist.
5. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität der Kegelverbindung 1:30 bis 1:50 beträgt.

Patentanwälte

Gramm + Lins
Gr/is