• 专利附录
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Getriebeund Getriebebaukasten,umfassend zumindest eine Eintriebswelle,eine Abtriebswelle,wobei auf jeder Welle mindestens ein Verzahnungsteilmittels einer Welle-Nabe-Verbindung verbunden ist,wobei dieWelle-Nabe-Verbindung als Polygon-Verbindung ausgeführt, diemindestens zwei axiale Abschnitte umfasst,wobei das Querschnitts-Profilder Polygon-Verbindung im ersten axialen Abschnitt sich vom Querschnitts-Profilder Polygon-Verbindung im zweiten axialen Abschnitt dadurch unterscheidet,dass sie mittels Drehung um einen nicht-verschwindenden Winkelbetragineinander übergehen.
    公开号:DE102004004456A1
    申请号:DE200410004456
    申请日:2004-01-28
    公开日:2005-06-02
    发明作者:Heinrich Dr. Bolz；Heinrich Zimmermann
    申请人:SEW Eurodrive GmbH and Co KG；
    IPC主号:F16D1-108
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Getriebe, Getriebebaukasten, und eine Antriebskomponente.
    [0002] Ausder EP 0 907 458 B1 istein Herstellverfahren fürPolygon-Formen bei Wellen und Naben bekannt.
    [0003] DerErfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im industriellen Wirtschaftsprozessden Umweltschutz zu verbessern, indem insbesondere die Standzeitder Vorrichtungen vergrößert wird.
    [0004] Erfindungsgemäß wird dieAufgabe bei einem Getriebe nach den in Anspruch 1 und bei dem Getriebebaukastennach den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
    [0005] WesentlicheMerkmale der Erfindung bei dem Getriebe sind, dass es mindestenseine Eintriebswelle und eine Abtriebswelle umfasst, wobei aufjeder Welle mindestens ein Verzahnungsteil mittels einer Welle-Nabe-Verbindungverbunden ist, wobei die Welle-Nabe-Verbindung als Polygon-Verbindungausgeführtist, die mindestens zwei axiale Abschnitte umfasst, wobei daserste Querschnitts-Profil der Polygon-Verbindung im ersten axialenAbschnitt sich vom zweiten Querschnitts-Profil der Polygon-Verbindungim zweiten axialen Abschnitt dadurch unterscheidet, dass das ersteProfil mittels Drehung um einen nichtverschwindenden Winkelbetragin das zweite Profil übergeht.
    [0006] VonVorteil ist dabei, dass eine sehr tragfähige und belastbare und/oderdrehsteife Verbindung fürdie Verzahnungsteile vorgesehen ist. Somit ist die Standzeit desgesamten Getriebes verbessert. Insbesondere wenn mit dem das Getriebeumfassenden Antrieb auf Block gefahren wird, ist das Zerstörungsrisikoklein, weil die Polygon-Verbindung extrem belastbar ist und auchkeine durch Kerbwirkungen verursachten Ausfälle wahrscheinlich sind. Weilsomit die hohe Standzeit einen Austausch alter Getriebe verzögert, istdaher auch der Umweltschutz verbessert.
    [0007] WeitererVorteil ist die einfache Montierbarkeit. Denn das Verzahnungsteilist nur aufzustecken auf die Welle. Hingegen ist bei Getrieben desStandes der Technik die Passfederverbindung bekannt. Diese erfordertaber das Einlegen einer Passfeder und darauf folgendes Aufsteckendes Verzahnungsteils. Somit ist beim Stand der Technik nicht nurdas Montieren schwieriger sondern es ist sogar ein zusätzlichesTeil, nämlichdie Passfeder, erforderlich. Bei der Erfindung entfällt dieseszusätzlicheTeil für alleBaugrößen undVarianten von Getrieben. Somit ist bei der Erfindung die Anzahlder Teile reduzierbar, die Verwaltung der Teile einfacher und Lagervolumina,Lagerkosten und Herstellkosten reduzierbar.
    [0008] Darüber hinausist Herstellung der Welle mitsamt dem Polygon-Profil sehr einfachmöglich,insbesondere in einer Maschine in einer Aufspannung. Im Gegensatzdazu muss beim Stand der Technik eine Nut für die Passfeder in einer zweitenMaschine eingearbeitet werden nach dem Fertigen der Welle, beispielsweisedurch Drehen und/oder Schleifen.
    [0009] Auchdie Wiederverwendung der erfindungsgemäßen Welle mit Polygon-Verbindunginnerhalb des Getriebebaukastens führt zu einer Reduzierung derAnzahl der Teile und somit auch der Lagerkosten.
    [0010] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Getriebe eine odermehrere Zwischenwellen, auf denen ebenfalls Verzahnungsteile mittelsder als Polygon-Verbindung ausgeführten Welle-Nabe-Verbindungverbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass auch dort eine einfacheMontage und eine hohe Belastbarkeit vorsehbar sind.
    [0011] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung ist jede Welle mit den auf ihrverbundenen Verzahnungsteilen mittels der Polygon-Welle-Naben-Verbindung verbunden.Von Vorteil ist dabei, dass insgesamt vom Getriebe ein hohes Drehmoment übertragbarist. Außerdemist eine baukasteninterne Schnittstelle mit Polygon-Profil geschaffen,wodurch die Verzahnungsteile und Wellen wiederverwendbar sind innerhalbdes Baukastens – auchbei anderen Baugrößen.
    [0012] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung ist ein dritter axialer Abschnittder Polygon-Verbindung vorgesehen, dessen Querschnitts-Profil mitdem ersten nicht aber mit dem zweiten Abschnitt identisch ist. VonVorteil ist dabei, dass eine Verspannung des Verzahnteils nach Aufsteckendesselben vorhanden ist.
    [0013] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung sind weitere Abschnitte, insbesondereunendlich viele, mit weiteren einer jeweiligen Verdrehung zugeordneten Winkelbeträgen vorgesehen.Insbesondere sind derart viele Abschnitte vorgesehen, dass der Winkel eineFunktion des axialen Längeist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kerbwirkung vermindert ist,da keine oder nur kleine sprunghaften Änderungen innerhalb des Polygon-Bereichesvorhanden sind.
    [0014] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktion symmetrisch zueinem axialen Punkt. Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung desProfils besonders einfach ist, die Kerbwirkung extrem verringertist und die Verspannungskräfteebenfalls symmetrisch sich ausbilden.
    [0015] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung ist das Polygon eine Hypotrochoideoder aus Hypotrochoiden-Abschnitten zusammengesetzt. Von Vorteilist dabei, dass eine besonders hoch belastbare Welle-Nabe-Verbindungvorhanden ist, die zusätzlichbesonders schnell und kostengünstigfertigbar ist.
    [0016] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung weist das Polygon zwischen 3 und8 Ecken auf, insbesondere 4 Ecken oder 5 Ecken haben sich als vorteilhaft erwiesen.
    [0017] Beieiner vorteilhaften Ausgestaltung ist der maximale Wellenaußendurchmessereine monoton fallende Funktion des Parameters L. Von Vorteil ist dabei,dass die Montierbarkeit besonders einfach ist. Es ist nämlich dieWelle durch eine fürdas großeLager vorgesehene Ausnehmung im Gehäuse einführbar und dann mit dem zuersteingeführtenWellenende in das kleinere Lager einsteckbar.
    [0018] WeitereVorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
    [0019] DieErfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert: In der 1 istdie Zwischenwelle eines erfindungsgemäßen Getriebes gezeigt. Dabeiweist der zylindrische Wellenabschnitt 1 den größten Durchmesser auf.Dort ist auch der Lagersitz des größten Lagers angebracht.
    [0020] Inaxialer Richtung, gekennzeichnet durch den Parameter L, folgt dannder erste Abschnitt 2 mit Polygon-Profil. Danach folgtder zweite Abschnitt 3 mit verdrehtem Polygon-Profil. Derdarauf folgende dritte Abschnitt 4 mit Polygon-Profil istwieder wie beim ersten Abschnitt 2 ausgeführt.
    [0021] DasWellenende ist als zylindrischer Wellenabschnitt 5 mitkleinstem Außendurchmesserausgeführt,wo wiederum ein Lagersitz und gegebenenfalls Dichtungssitz vorgesehenist.
    [0022] Dermaximale Wellenaußendurchmesserist eine monoton fallende Funktion des Parameters L. Somit ist einebesonders einfache Montierbarkeit des Getriebes erreichbar.
    [0023] DasVerzahnungsteil ist mit einer entsprechend geformten Polygon-Nabeausgeführt,deren axiale Breite größer istals die axiale Breite des Abschnitts 3. Somit ist nachdem Aufsetzen des Verzahnungsteiles eine Verspannung im Verbindungsbereichvorhanden, die zu einer festen hoch-belastbaren Verbindung führt, dieein sehr hohes Drehmoment übertragenkann. Insbesondere ist die Polygon-Verbindung fester und höher belastbarals eine Passfederverbindung bei entsprechendem Verzahnungsteilund entsprechender Zwischenwelle.
    [0024] 2 zeigtden Drehwinkelverlauf in Abhängigkeitvon der axialen Länge.Im ersten Abschnitt 2 ist der Verdrehwinkel des ProfilsNull. Danach steigt er an auf einen Wert für den zweiten Abschnitt 3 und fällt dannwieder ab auf Null im dritten Abschnitt 4. Der Wert beträgt zwischen0,1° und1°. Besonders vorteilhafthaben sich Werte um 0,3° bis0,5° herum erwiesen.
    [0025] Einebesonders schnelle und kostengünstige Fertigungder Polygon-Ausformugn der Welle und Nabe ist dann der Fall, wenndas Polygon eine Hypotrochoide ist oder aus Hypotrochoiden-Abschnitten zusammengesetztist. Darüberhinaus ist die Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung in diesemFall sehr hoch. Dies gilt auch insbesondere für Polygone mit 4 Ecken oderzumindest 3 bis 8 Ecken.
    [0026] Inweiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielensind auch Verdrehwinkelverläufemit mehreren Stufen vorteilhaft.
    [0027] DasGetriebe ist beispielsweise ein ein- oder mehrstufiges Stirnrad-Getriebe,wobei die Verzahnungsteile Stirnräder sind.
    [0028] Beianderen erfindungsgemäßen Getrieben sindauch Kegelräderals Verzahnungsteile oder Spiroplan-verzahnte Teile als Verzahnungsteilevorsehbar.
    [0029] 3 zeigteinen kontinuierlichen Verlauf des Verdrehwinkels, der zu besondersgeringer Kerbwirkung führt.Außerdemist die Fertigungsqualität sehrgut beherrschbar.
    [0030] 4 zeigteine weitere erfindungsgemäße Ausführungsformbei der Welle. 5 zeigt eine zugehörige Nabe 10.Die Welle weist an der Kante des dritten axialen Polygon-Abschnittes eineFase 6 auf. Wichtig ist dabei, dass die Fase im Verlaufder Form des Polygons folgt. Somit ist ein Einfädeln oder Einführen indie zugehörigeNabe erleichtert. Die Fertigung der Fase ist für den Fachmann zwar ungewöhnlich,ist aber in einfacher Weise mit modernen Produktionsmaschinen ausführbar unddaher kostengünstig.
    [0031] Dieweiteren axialen Abschnitte weisen ebenfalls eine Fase an den hervortretendenenKantenbereichen auf.
    [0032] DieNabe 10 weist wiederum einen polygonalen Abschnitt 11 inHohlform auf, wobei wiederum eine Fase 12 vorhanden ist,die das Einfädelnverbessert.
    [0033] Für alle erfindungsgemäßen Antriebskomponenten,wie Motor, Elektromotor, Bremse, Getriebe Kupplung oder dergleichen,ist also charakteristisch, dass eine Fase dieser besonderen Form,also der polygonalen Form, vorhanden ist.
    [0034] Beieiner weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformist im zweiten axialen Abschnitt 3 und im ersten axialenAbschnitt 2 der 4 die Fase derart vergrößert, dassein stetiger Übergangzwischen den axialen Bereichen erfolgt und keine unstetigen Bereichevorhanden sind. Somit ist die Belastbarkeit der Welle noch weitererhöht.
    [0035] Somitist klar, dass die Erfindung nicht nur bei einem Getriebe anwendbarist sondern auch bei einer anderen Antriebskomponente, wie Elektromotor,Getriebe, Bremse, Kupplung oder dergleichen. Die Erfindung ist aufalle Welle-Nabe-Verbindungen anwendbar, also auch für Teile,die auf eine Welle formschlüssigaufgesteckt werden, wie Zahnräder oderZykloscheiben eines Zyklobetriebes oder Bremsbelagträger einerBremse oder Kupplungsteil einer Kupplung. Die vorgenannten Merkmaleder Erfindung, insbesondere auch die Fase in polygonaler Form sindalso nicht nur in einem Getriebe vorsehbar sondern auch in jederweiteren Antriebskomponente, wie beispielsweise Elektromotor, Bremseoder Kupplung.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Getriebe, umfassend mindestens eine Eintriebswelleund eine Abtriebswelle, wobei auf jeder Welle mindestens einVerzahnungsteil mittels einer Welle-Nabe-Verbindung verbunden ist, dadurchgekennzeichnet, dass die Welle-Nabe-Verbindung als Polygon-Verbindung ausgeführt ist,die mindestens zwei axiale Abschnitte umfasst, wobei das ersteQuerschnitts-Profil der Polygon-Verbindung im ersten axialen Abschnittsich vom zweiten Querschnitts-Profil der Polygon-Verbindung im zweitenaxialen Abschnitt dadurch unterscheidet, dass das erste Profil mittelsDrehung um einen nichtverschwindenden Winkelbetrag in das zweiteProfil übergeht.
    [2] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine oder mehrere Zwischenwellenumfasst, auf denen ebenfalls Verzahnungsteile mittels der als Polygon-Verbindungausgeführten Welle-Nabe-Verbindungverbunden sind.
    [3] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass jede Welle mit den auf ihr verbundenenVerzahnungsteilen mittels der Polygon-Welle-Naben-Verbindung verbundenist.
    [4] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter axialer Abschnitt der Polygon-Verbindungvorgesehen ist, dessen Querschnitts-Profil mit dem ersten nicht aber mitdem zweiten Abschnitt identisch ist.
    [5] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-verschwindende Winkelbetrageinen Wert zwischen 0,1° und1° beträgt, insbesonderezwischen 0,3° und0,5°.
    [6] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass weitere Abschnitte, insbesondere unendlichviele, mit weiteren einer jeweiligen Verdrehung zugeordneten Winkelbeträgen vorgesehensind.
    [7] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass jedem axialen Abschnitt ein Winkelzugeordnet ist.
    [8] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass derart viele Abschnitte vorgesehensind, dass der Winkel eine Funktion des axialen Länge ist.
    [9] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion symmetrisch zu einem axialen Punktist.
    [10] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Polygon eine Hypotrochoide istoder aus Hypotrochoiden-Abschnitten zusammengesetzt ist.
    [11] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Polygon 4 Ecken oder 5 Ecken aufweist.
    [12] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Polygon zwischen 3 und 8 Eckenaufweist.
    [13] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Wellenaußendurchmessereine monoton fallende Funktion des Parameters L ist.
    [14] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Wellenaußendurchmesserjeder Welle, insbesondere Zwischenwelle und Abtriebswelle und Eintriebswelle,eine monoton fallende Funktion des Parameters L ist.
    [15] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Welle und/oder Nabe der Polygonverbindungmidnestens eine Fase aufweist.
    [16] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein axialer Abschnitt derPolygon-Verbindung eine Fase zum Einfädeln aufweist.
    [17] Getriebe nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Fase einen polygonalen Verlaufaufweist.
    [18] Getriebebaukasten nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche, umfassendmindestens zwei Baugrößen, diedurch mindestens einen jeweiligen physikalischen Parameter kennzeichenbarsind, wie maximal übertragbares Drehmoment,Nennmoment, Achshöhe,Achsabstand oder dergleichen, wobei jede Baugröße mindestenszwei verschiedene Getriebe umfasst, deren Verzahnungsteile verschiedeneVerzahnungsparameter, wie Modul, Zähnezahl, Teilkreis, Wälzkreisoder dergleichen, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass einVerzahnungsteil mit einer Polygon-Nabe innerhalb des Baukastensmindestens bei zwei verschiedenen Getrieben vorgesehen ist.
    [19] Antriebskomponente, umfassend mindestens eineWelle-Nabe-Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass dieWelle-Nabe-Verbindung als Polygon-Verbindung ausgeführt ist,die mindestens zwei axiale Abschnitte umfasst, wobei das ersteQuerschnitts-Profil der Polygon-Verbindung im ersten axialen Abschnittsich vom zweiten Querschnitts-Profil der Polygon-Verbindung im zweitenaxialen Abschnitt dadurch unterscheidet, dass das erste Profil mittelsDrehung um einen nichtverschwindenden Winkelbetrag in das zweiteProfil übergeht.
    [20] Antriebskomponente, dadurch gekennzeichnet, dassdie Antriebskomponente ein Motor, ein Getriebe, eine Bremse, eineKupplung oder ein weiteres Teil eines Antriebs ist.
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    引用文献:
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    法律状态:
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    2006-05-04| 8364| No opposition during term of opposition|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    DE10350991.7||2003-10-30||
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