WO2001073318A1 - Spiroplangetriebe - Google Patents

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WO2001073318A1
WO2001073318A1 PCT/EP2001/000022 EP0100022W WO0173318A1 WO 2001073318 A1 WO2001073318 A1 WO 2001073318A1 EP 0100022 W EP0100022 W EP 0100022W WO 0173318 A1 WO0173318 A1 WO 0173318A1
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WO
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spiroplan
steel
pinion
gearbox according
gearbox
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Application number
PCT/EP2001/000022
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Leibold
Josef Bender
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/125—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising spiral gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

Definitions

  • the invention relates to a spiroplan gear, ie an angular gear with a spiroplan toothing.
  • a worm gear with a certain material pairing is known for example from DE 43 28 280 AI.
  • the pairing of materials described there as particularly advantageous consists of a tempering steel for the worm and a gray cast iron material and a spargo cast iron material for the worm wheel.
  • material pairings "hardened worm against gray cast iron worm wheel” or “hardened worm against gray cast iron worm wheel” are used for the aforementioned
  • the Spiroplan gearbox discussed here is to be classified in terms of the rolling kinematics between the two aforementioned gearboxes, that is, between the worm gearbox and the spur gearbox. Therefore, for example, flank pressures of up to 1000 N / mm 2 are permitted here.
  • the invention has for its object to show a spiroplan gear with an improved material pairing.
  • the pinion is made of cast iron GGG 40-70 and the pinion is made of either tempered steel or case-hardening steel.
  • this material pairing has very good properties, although given the similarity of the material pairing to that of the worm wheel gear mechanism, which is kinematically so completely different, this was not to be expected.
  • the surface hardness should be a Vickers hardness of HV1 600-800 exhibit.
  • the face gear is particularly preferably made from GGG 60 cast iron.
  • a pinion made of case-hardened steel with a hardness of HV1 720 and a face wheel made of GHG 60 spheroidal cast iron have proven to be the best material combination.
  • 16MnCr5 is particularly suitable as case-hardened steel (hardened by gas carburizing).
  • Other steels listed in DIN 17210, such as in particular 15CrN ⁇ 6 or 17CrN ⁇ Mo6, are of course also suitable, in particular for larger dimensions.
  • a lubricant with high EP activation on the basis of polyglycol or polyalphaolefin is preferably used, in particular one which can be classified in class GL 5 of the API classification with regard to its bearing capacity.
  • Such lubricants are known per se from the aforementioned DE 43 28 280 AI for worm gears, although the kinematics of worm gears did not previously suggest the advantageous usability of the lubricant in a spiroplan gear.
  • the Spiroplan gear described above allows speeds of the pinion of up to 4000 revolutions per minute.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Bei einem Spiroplangetriebe mit einem Ritzel und einem dazu achsversetzten Planrad wird vorgeschlagen, das Rad aus Sphäroguss GGG 40-70 und das Ritzel aus Vergütungsstahl oder Einsatzstahl zu fertigen. Dadurch lassen sich ausgezeichnete Laufeigenschaften erzeugen.

Description

Titel: Spiroplangetriebe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Spiroplangetriebe, also ein Win- kelgetriebe mit einer Spiroplanverzahnung.
Bei derartigen Getrieben handelt es sich m kinematischer Hinsicht um eine der Schneckenverzahnung ahnliche Schraubver¬ zahnung. Im Gegensatz zur Schneckenverzahnung kämmt aber hier eine zylindrische Schnecke als Ritzel 1 mit einem Planrad 2 als Gegenrad und nicht mit einem globoidischen Schneckenrad. Dies ist m der beiliegenden Abbildung gezeigt. Ein Achsversatz a ist für die Funktion unbedingt erforderlich. Die Zahn- flankenlangsform des Planrades ist hierbei bogenförmig. Ein derartiges Getriebe ist auch in der DE 43 09 559 AI beschrieben.
Ein Schneckengetriebe mit einer bestimmten Materialpaarung ist beispielsweise aus der DE 43 28 280 AI bekannt. Die dort als besonders vorteilhaft bezeichnete Werkstoffpaarung besteht aus einem Vergütungsstahl für die Schnecke und einem Graugußwerkstoff und einem Spharogußwerkstoff für das Schneckenrad. Im Gegensatz zu Materialpaarungen "gehartete Schnecke gegen Grauguß-Schneckenrad" oder "gehartete Schnecke gegen Spharoguß-Schneckenrad" werden für die vorgenannten
Materialpaarungen zufriedenstellende Ergebnisse in Bezug auf das Fressen der Getriebe als überraschend positiv gefunden.
Nun ist die Kinematik der m der vorliegenden Erfindung ange- sprochenen Spiroplangetriebe völlig verschieden von der eines Schneckengetriebes. Beim Schneckengetriebe findet nämlich eine wesentlich mehr gleitende als walzende Ablaufbewegung des Schneckenrades an der Schnecke statt. Deshalb wird beispielsweise für eine übliche Werkstoffpaarung gehartete Schnecke gegen ein Bronzeschneckenrad nur eine Flankenpressung von maximal 500 N/mm2 zugelassen. Eine größere Flankenpressung wurde zu erhöhtem Verschleiß fuhren. Im Gegensatz dazu weisen Stirnradgetriebe eine berwiegend walzende und wenig gleitende Bewegung auf. Man spricht hier auch von einem sogenannten spezifischen Gleiten, das aber erst beim näheren Betrachten der Ablaufbewegung relevant ist. Die zulassige Flankenpressung erreicht heute für einsatzgehärtete Stähle Maximalwerte von etwa 1500 N/mm2.
Das hier behandelte Spiroplangetriebe dagegen ist bezuglich der Abwalzkinematik zwischen den beiden vorgenannten Getrieben, also zwischen dem Schneckenradgetriebe und dem Stirnradgetriebe einzuordnen. Deshalb werden hier beispielsweise Flankenpressungen von bis zu 1000 N/mm2 zugelassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spiroplangetriebe mit einer verbesserten Materialpaarung aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß das Ritzel aus Spharo- guß GGG 40-70 und das Ritzel entweder aus Vergütungsstahl oder aus Einsatzstahl gefertigt sind.
Überraschenderweise hat diese Mateπalpaarung sehr gute Eigenschaften, obwohl dies in Anbetracht der Ähnlichkeit der Materialpaarung zu derjenigen bei dem kinematisch so voll- standig anders wirkenden Schneckenradgetriebe dies nicht hat erwarten lassen.
Vorzugsweise wird bei Verwendung eines Vergütungsstahls für das Ritzel ein solcher mit einer Zugfestigkeit von 600-800 N/mmm2 eingesetzt. Bei Verwendung von Einsatzstahl sollte die Oberflachenharte eine Vickers-Harte von HV1 600-800 aufweisen. Besonders bevorzugt ist eine Harte zwischen HV1 680-760, insbesondere eine Harte von HV1 720 oder HV0,5 720.
Besonders bevorzugt wird das Planrad aus Spharoguß GGG 60 gefertigt. Als optimale Materialkombmation haben sich erwiesen ein Ritzel aus einsatzgehartetem Stahl mit einer Harte von HV1 720 und ein Planrad aus Spharoguß GGG 60. Als ein- satzgeharteter (im Gasaufkohlverfahren gehärteter) Stahl eignet sich insbesondere 16MnCr5. Insbesondere für größere Abmessungen sind selbstverständlich auch andere in der DIN 17210 aufgelistete Stahle, wie insbesondere 15CrNι6 oder 17CrNιMo6 geeignet.
Vorzugsweise wird ein Schmierstoff mit hoher EP-Aktivierung auf der Basis von Polyglykol oder Polyalphaolefin verwendet, insbesondere ein solcher, der bezuglich seiner Freßtragfahigkeit in Klasse GL 5 der API-Klassiflzierung einzuordnen ist. Derartige Schmierstoffe sind an sich aus der vorgenannten DE 43 28 280 AI für Schneckengetriebe bekannt, wobei allerdings die Kinematik von Schneckengetrieben die vorteilhafte Verwendbarkeit des Schmierstoffes bei einem Spiroplangetriebe nicht vorher vermuten ließ.
Das oben beschriebene Spiroplangetriebe laßt Drehzahlen des Ritzels von bis zu 4000 Umdrehungen pro Minute zu.

Claims

Patentansprüche
1. Spiroplangetriebe, umfassend ein Ritzel und ein dazu achsversetztes Planrad, da du r ch ge ke nn z e i chne t , daß das Rad aus Spharoguß GGG 40-70 und das Ritzel aus Vergütungsstahl oder oberflachengehartetem Einsatzstahl gefertigt sind.
2. Spiroplangetriebe nach Anspruch 1, da du r ch ge ke nn z e i chne t , daß der Vergütungsstahl eine Zugfestigkeit von 600-800 N/mm2 aufweist .
3. Spiroplangetriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einsatzstahl eine Oberf lachenharte von HV1 600-800 aufweist .
4. Spiroplangetriebe nach Anspruch 3, da du r ch ge ke nn z e i chne t , daß der Einsatzstahl eine Harte von HV1 680-760, insbesondere von HV1 720 aufweist.
5. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spharoguß GGG 60 ist.
6. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ritzel aus emsatzgehartetem Stahl mit einer Harte von HV1 720 und das Planrad aus Spharoguß GGG 60 gefertigt sind.
7. Spiroplangetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Schmierstoff mit hoher EP-Aktivierung auf der Basis Polyglykol oder Polyalphaolefin .
8. Spiroplangetriebe nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schmierstoff bezüglich Freßtragfähigkeit in die Klasse GL5 der API-Klassifizierung einzuordnen ist.
PCT/EP2001/000022 2000-03-24 2001-01-03 Spiroplangetriebe WO2001073318A1 (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812736A (en) * 1972-08-30 1974-05-28 Gen Electric Reversing mechanism
DE2548550A1 (de) * 1975-10-30 1977-05-05 Flender A F & Co Zahnkranz fuer grosse drehmomente
DE4309559A1 (de) * 1993-03-24 1994-09-29 Sew Eurodrive Gmbh & Co Achsversetztes Winkelgetriebe
DE4328280A1 (de) * 1993-08-23 1995-03-09 Forschungsstelle Fuer Zahnraed Schneckengetriebe

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