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Die
Erfindung betrifft einen Getriebemotor.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Getriebemotor
weiterzubilden, wobei die Standzeit erhöht ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe bei dem Getriebemotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Getriebemotor sind, dass Der Getriebemotor
einen Motor und ein Getriebe umfasst, wobei der Motor ein Motorgehäuse
und eine Motorwelle umfasst, wobei das Getriebe ein Gehäuse
und eine Abtriebswelle umfasst, wobei das Gehäuse einen
würfelförmigen Gehäuseabschnitt und einen
an einer Seite des würfelförmigen Gehäuseabschnitts
angeordneten zylinderförmigen Gehäuseabschnitt
aufweist, wobei eine zentrale Achse des zylinderförmigen
Gehäuseabschnitts bezüglich einer ersten Kantenrichtung
der Seite mittig zur Seite angeordnet ist und bezüglich
einer auf der ersten Kantenrichtung senkrechten zweiten Kantenrichtung
zur Mitte der Seite versetzt angeordnet ist, wobei eine Mantelfläche
des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts zumindest
teilweise über drei Flächen des würfelförmigen
Gehäuseabschnitts hervorsteht, wobei ein vom würfelförmigen
Gehäuseabschnitt abgewandter Endbereich der Mantelfläche eine
abstehende Verstärkung aufweist, welche eine in axialer
Richtung des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts
verlaufende Sacklochbohrung mit Innengewinde aufweist, wobei das
Motorgehäuse direkt als Fortführung des zylinderförmigen
Gehäuseabschnitts an diesem anstößt und
mittels in die Sacklochbohrungen eingeschraubter Schrauben an dem zylinderförmigen
Gehäuseabschnitt befestigt ist, wobei ein Ritzel auf einem
abtriebsseitigen Endabschnitt der Motorwelle aufgesteckt ist und über eine
Passfeder drehfest auf einem in den zylinderförmigen Gehäuseabschnitt
ragenden Endbereich der Motorwelle verbunden ist, wobei ein das
Ritzel lagernde Eintriebslager in einer Lageraufnahme im zylinderförmigen
Gehäuseabschnitt angeordnet ist, wobei die Motorwelle über
das Ritzel vom Eintriebslager gelagert ist, wobei das Ritzel einen
in den würfelförmigen Gehäuseabschnitt
ragenden Zahnabschnitt und einen Zylinderabschnitt aufweist, wobei
der Zylinderabschnitt mindestens zwei Teilabschnitte mit unterschiedlichen
Durchmessern aufweist und dadurch eine Schulter gebildet ist, wobei
das Eintriebslager auf dem Zylinderabschnitt angeordnet ist und mit
einem Innenring an der Schulter ansteht und der Innenring von der
Schulter und einem zweiten Sicherungsring, welcher in einer Nut
des Zylinderabschnitts eingerastet ist, axial fixiert ist, wobei
eine Verzahnung des Zahnabschnitts schraubenartig ausgeführt
ist und ein Zahn des Zahnabschnitts mindestens einmal um den Zahnabschnitt
umläuft, wobei der Zahnabschnitt mit einem ringförmig
und plan auf einer Stirnseite eines Zahnrades angeordneten Zahnbereich
kämmt, wobei Zähne des Zahnbereichs bezüglich
einer radialen Richtung des Zahnrades bogenförmig ausgebildet
sind, wobei das Zahnrad mittels einer Passfeder drehfest auf einer
Abtriebswelle angeordnet ist, wobei eine durch die Abtriebswelle gebildete
erste Achse senkrecht auf einer durch die Motorwelle gebildeten
zweiten Achse steht und die erste Achse lateral versetzt zur zweiten
Achse angeordnet ist, wobei die Abtriebswelle durch ein Abtriebslager
und ein Lager im würfelförmigen Gehäuseabschnitt
gelagert ist, wobei das Abtriebslager und das Lager je in einem
verstärkt ausgeführten, eine Zylindermantelinnenfläche
bildenden, Abschnitt einer ersten und zweiten Abtriebsseite des
würfelförmigen Gehäuseabschnitts angeordnet
sind, wobei die erste und zweite Abtriebsseite je eine umlaufende,
vorstehende Kante aufweisen, wobei jeder verstärkt ausgeführte
Abschnitt je eine annähernd ringförmige Stirnfläche
bildet, welcher über Verstrebungen mit den jeweiligen Kanten
verbunden ist, und jede annähernd ringförmige
Stirnfläche über die jeweiligen Kanten und Verstrebungen
in axialer Richtung der Abtriebswelle hervorsteht, wobei eine weitere
Sacklochbohrung in jeder annähernd ringförmigen
Stirnfläche angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass
das Gehäuse eine optimierte Oberfläche aufweist,
was die Entwärmung fördert und die Standzeit erhöht.
Insbesondere ist über die Lebensdauer kein Ölwechsel
notwendig und auch ein Entlüftungsventil ist nicht nötig.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abtriebswelle als Vollwelle
ausgeführt ist und ragt aus der ersten Abtriebsseite und/oder
aus der zweiten Abtriebswelle heraus. Von Vorteil ist dabei, dass das
abtreibende Drehmoment ideal ausnutzbar ist, was die Standzeit erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abtriebswelle
als Hohlwelle ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass die Entwärmung
verbessert ist, was die Standzeit erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das Ritzel und das
Zahnrad aus Stahl vorzugsweise aus 16MnCrS5 gefertigt. Von Vorteil
ist dabei, dass ein bewährter, harter Werkstoff ohne Notlaufeigenschaften
einsetzbar ist, was die Standzeit erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das Zahnrad und
das Ritzel kraftschlüssig mit der Welle bzw. der Motorwelle
verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass das Spiel verringert ist,
was den Verschleiß vermindert. Somit ist die Standzeit
erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das Ritzel und das
Zahnrad mit der Motorwelle bzw. der Welle verklebt. Von Vorteil
ist dabei, dass die kraftschlüssige Verbindung einfach
und sicher herzustellen ist. Dies erhöht die durchschnittliche
Standzeit.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Flansch an der
Stirnseite angeschraubt. Von Vorteil ist dabei, dass der Getriebemotor
einfach und sicher zu montieren ist. Somit treten keine erhöhten
Deformationen auf und die Standzeit ist erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zahnrad von einem
dritten Sicherungsring, welcher in eine Wellennut der Abtriebswelle
eingerastet ist, und einem Innenring des Lagers axial fixiert. Von
Vorteil ist dabei, dass das Zahnrad wohldefiniert positioniert ist,
was den Verschleiß vermindert und die Standzeit erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine weitere Seite
des würfelförmigen Gehäuseabschnitts
als Deckel ausgeführt, und eine Dichtung ist zwischen dem
Deckel und dem würfelförmigen Gehäuseabschnitt
eingeklemmt. Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe des Getriebemotors
einfach und sicher zu montieren ist. Dies erhöht die Genauigkeit
der Montage, vermindert den Verschleiß und erhöht
somit die Standzeit.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Gehäuse
und Abtriebswelle ein Wellendichtring angeordnet. Von Vorteil ist
dabei, dass Getriebeöl nicht in den Motor gelangen kann. Somit
ist der Motor geschützt und die Standzeit erhöht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Schmierfilmdicke
zwischen der Verzahnung und dem Zahnbereich annähernd konstant,
insbesondere größer als Null. Von Vorteil ist
dabei, dass keine Materialien mit Notlaufeigenschaften und erhöhtem
Verschleiß eingesetzt werden müssen. Somit ist
die Standzeit des Getriebemotors erhöht.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung
ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt.
Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten
von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder
Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus
der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand
der Technik stellenden Aufgabe.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen rein schematisch:
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1:
eine dreidimensionale Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen
Getriebemotors;
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2:
einen Schnitt einer Ausführungsform ähnlich dem
Getriebemotor wie in 1 gezeigt, bzw. einer weiteren
Ausführungsform mit zweiseitigem Abtrieb;
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3:
einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Getriebemotors mit Flansch; und
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4:
einen Teilschnitt senkrecht zu den in 2a bzw. 2b gezeigten durch einen Getriebemotor wie
in 1 gezeigt.
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1 zeigt
einen Getriebemotor mit einem Getriebe und einem Motor 2,
welcher ein Motorgehäuse 4 und eine Motorwelle 3 umfasst.
Das Getriebe umfasst eine Abtriebswelle 7 und ein Gehäuse 22, welches
einen zylinderförmigen Gehäuseabschnitt 24 und
einen würfelförmigen Gehäuseabschnitt 23 aufweist.
Der zylinderförmigen Gehäuseabschnitt 24 ist
an einer Seite des würfelförmigen Gehäuseabschnitts 23 angeordneten.
Eine zentrale Achse des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts 24 ist
bezüglich einer ersten Kantenrichtung der Seite mittig
zur Seite angeordnet und ist bezüglich einer auf der ersten Kantenrichtung
senkrechten zweiten Kantenrichtung zur Mitte der Seite versetzt
angeordnet.
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Eine
Mantelfläche des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts 24 steht
zumindest teilweise über drei Flächen des würfelförmigen
Gehäuseabschnitts 23 hervor. Ein vom würfelförmigen
Gehäuseabschnitt 23 abgewandter Endbereich der
Mantelfläche weist eine radial abstehende Verstärkung
auf, welche eine in axialer Richtung des zylinderförmigen
Gehäuseabschnitts verlaufende Sacklochbohrung mit Innengewinde
aufweist.
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Am
Motorgehäuse 4 sind mit den Sacklochbohrungen
korrespondierende Ausnehmungen angebracht, so dass das Motorgehäuse 4 an
den zylinderförmigen Gehäuseabschnitt 24 annähernd
bündig angeschraubt ist.
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Auf
einen Endbereich der Motorwelle 3 ist ein Ritzel 1,
welches als Hohlritzel ausgeführt ist aufgesteckt. Das
Ritzel 1 ist über eine Ritzelpassfeder 18 drehfest
formschlüssig mit der Motorwelle 3 verbunden.
Zusätzlich ist das Ritzel 1 mit der Motorwelle 3 kraftschlüssig,
wie zum Beispiel mittels einer Verklebung oder einer entsprechenden
Passung verbunden.
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Das
Ritzel 1 weist motorseitig einen Zylinderabschnitt 10b und
getriebeseitig einen Zahnabschnitt 10a auf. Ein motorseitiger
Endabschnitt des Zylinderabschnitts 10b weist einen kleineren
Außendurchmesser als ein ungefähr mittig im Ritzel 1 angeordneter
Teilabschnitt des Zylinderabschnitts 10b auf. Durch die
unterschiedlichen Durchmesser entsteht eine Schulter im Zylinderabschnitt 10b.
In der zum Motor gewandten Hälfte des Endabschnitts ist
eine umlaufende Nut in den Zylinderabschnitt 10b eingearbeitet.
In diese umlaufende Nut ist ein zweiter Sicherungsring 72 eingerastet.
Ein Innenring eines Eintriebslagers 66 ist über
eine erste Stützscheibe 71 von der Schulter und
einer zweiten Stützscheibe 143, welche sich auf
dem zweiten Sicherungsring 72 abstützt, axial
fixiert. Über die erste und die zweite Stützscheibe 71, 143 lässt
sich eine axiale Position des Eintriebslagers 66 einstellen.
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Das
Eintriebslager 66 ist gehäuseseitig in einer Lageraufnahme
eines zylinderförmigen Gehäuseabschnitts 24 angeordnet.
Ein Außenring des Eintriebslagers 66 ist durch
eine Schulter in der Lageraufnahme und einen in der Lageraufnahme
befestigten Eintriebssicherungsring 68 axial fixiert. Das
Eintriebslager 66 ist vorzugsweise als Wälzkugellager insbesondere
als Rillenkugellager ausgeführt.
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Das
Eintriebslager 66 ist gleichzeitig ein Wellenlager für
die Motorwelle 3, d. h. die Motorwelle 3 ist über
das Ritzel 1 von dem Eintriebslager 66 gelagert und
von einem weiteren, im Motorgehäuse 4 angeordneten
weiteres Wellenlager. Der zylinderförmige Gehäuseabschnitt 24 übernimmt
somit auch die Funktion eines Lagerschildes des Motors 2.
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Wie
in 4 gezeigt bildet die Seite in einem Überlappungsbereich
des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts 24 mit
dem würfelförmigen Gehäuseabschnitt 23 eine
Zwischenwand. Durch eine Öffnung in der Zwischenwand ragt
der Zahnabschnitt 10a des Ritzels 1 in den würfelförmigen
Gehäuseabschnitt 23 hinein. Die verbleibende ringförmige Öffnung
zwischen dem Ritzel 1 und der Zwischenwand ist von einem
Wellendichtring 65 abgedichtet. Der Wellendichtring 65 korrespondiert
mit dem Teilabschnitt des Zylinderabschnitts 10b.
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Eine
Verzahnung des Zahnabschnitts 10a ist schraubenartig ausgeführt.
Ein Zahn der Verzahnung läuft mindestens einmal um den
Zahnabschnitt um. Die Verzahnung ist vorzugsweise als Helikon-Verzahnung
ausgeführt.
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Die
Verzahnung kämmt mit einem Zahnbereich, welcher ringförmig
auf einer Stirnfläche eines Zahnrads 6 ausgeformt
ist. Die Zähne des Zahnbereichs sind bezüglich
einer radialen Richtung des Zahnrads 6 bogenförmig
ausgebildet. Die bogenförmigen Zähne im Zusammenspiel
mit der Verzahnung weisen den Vorteil auf, dass eine annähernd
gleiche Schmierfilmdicke zwischen den bogenförmigen Zähnen
und der Helikon-Verzahnung entsteht. Dadurch ist es möglich,
trotz eines nicht verschwindenden Gleitanteiles im Zusammenspiel
der Verzahnung mit den bogenförmigen Zähnen, das
Ritzel 1 und das Zahnrad 6 beide aus einsatzgehärtetem
Stahl wie zum Beispiel 16MnCrS5 zu fertigen. Ein weiterer Vorteil
ist der gleichzeitige Eingriff der Verzahnung mit mehreren Zähnen,
so dass ein höheres Drehmoment übertragbar ist.
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Ein
Spiel zwischen dem Ritzel 1 und dem Zahnrad 6 ist über
eine erste Stützscheibe 71 und die zweite Stützscheibe 143 einstellbar.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, ist das Zahnrad 6 mittels
einer Radpassfeder 19 drehfest auf einer Abtriebswelle 7 angeordnet.
Das Zahnrad 6 ist zusätzlich durch eine Verklebung
kraftschlüssig mit der Abtriebswelle 7 verbunden.
In axialer Richtung der Abtriebswelle 7 ist das Zahnrad
durch einen dritten Sicherungsring 250, welcher in einer
Nut der Abtriebswelle eingerastet ist, und einen Innenring eines Lagers 25 fixiert.
Das Zahnrad 6 ist sowohl in einer sich der zweiten Abtriebsseite
anschließenden Hälfte des würfelförmigen
Gehäuseabschnitts 23 als auch in einer zu dieser
Hälfte komplementären Hälfte des würfelförmigen
Gehäuseabschnitts 23 anordbar.
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Die
Abtriebswelle 7 ist im würfelförmigen
Gehäuseabschnitt 23 durch ein Abtriebslager 11 und das
Lager 25 gelagert. Dabei steht eine durch die Abtriebswelle 7 definierte
erste Achse senkrecht auf einer durch das Ritzel 1 definierten
zweiten Achse, wobei die erste Achse lateral versetzt zur zweiten
Achse ist. Das Abtriebslager 11 und das Lager 25 sind
vorzugsweise als Wälzlager, insbesondere als Rillenkugellager
ausgeführt.
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Ein
Innenring des Abtriebslager 11 stütz sich zur
zweiten Abtriebsseite hin auf einer Schulter in der Abtriebswelle 7 oder über
einen Sicherungsring 17 auf einen vierten Sicherungsring 251 ab.
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Der
würfelförmige Gehäuseabschnitt 23 weist
senkrecht zur Seite eine erste Abtriebsseite und eine der ersten
Abtriebsseite gegenüberliegende zweite Abtriebsseite auf.
Die erste und zweite Abtriebsseite weisen je einen verstärkten
Abschnitt auf. Beide verstärkten Abschnitte stehen nach
außerhalb des Gehäuses 22 vor und bilden
eine Zylindermantelinnenfläche. Die Zylindermantelinnenflächen
sind als Lageraufnahme ausgebildet, in welchen das Abtriebslager 11 und
das Lager 25 angeordnet sind.
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Ein
Außenring des Abtriebslagers 11 stütz sich
nach außerhalb des Gehäuses 22 hin über
eine erste Pass-Scheibe 518 auf einen ersten Sicherungsring 12 ab.
Ein Außenring des Lagers 25 stütz sich
nach außerhalb des Gehäuses hin über
eine zweite Pass-Scheibe 521 auf einen zweiten Sicherungsring 88 ab.
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Die
erste und zweite Abtriebsseite weisen umlaufende, vorstehende Kanten
auf, welche über Verstrebungen an Außenflächen
der ersten und zweiten Abtriebsseite mit dem jeweiliegen verstärkten
Abschnitt verbunden sind. Die verstärkten Abschnitte bilden
je eine ringförmige Stirnfläche, welche in axialer
Richtung der Abtriebswelle über die Abtriebsseiten hervorsteht.
In die Stirnflächen ist eine weitere Sacklochbohrung 30 eingearbeitet.
Vorzugsweise sind je vier weitere Sacklochbohrungen 30 in jeder
Stirnfläche vorhanden.
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Eine
an die erste und zweite Abtriebsseite sowie die Seite angrenzende
Deckelseite des würfelförmigen Gehäuseabschnitts 23 ist
als Deckel 100 ausgeführt. Der Deckel 100 ist
mit Deckelschrauben welche in die erst und zweite Abtriebseite eingeschraubt
sind montiert und klemmt dabei ein Dichtung 102 zwischen
Deckel 100 und Gehäuse 22 ein.
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In
der in 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Flansch 16 an
der Stirnfläche der ersten Abtriebsseite mittels einer
in die weitere Sacklochbohrung 30 eingeschraubten Flanschschraube 14 befestigt.
Die Abtriebswelle 7 ragt aus der ersten Abtriebsseite über
den Flansch 16 hinaus. Eine verbleibende Öffnung
zwischen der Abtriebswelle 7 und der ersten Abtriebsseite
ist durch einen Wellendichtring 9 abgedichtet. In die Zylindermantelinnenfläche
der zweiten Abtriebsseite ist eine Verschlusskappe 89 eingebracht.
Die Verschlusskappe 89 schließt bündig
mit der entsprechende Stirnfläche eine von der Stirnfläche
umgebene Ausnehmung und verdeckt von außerhalb des Gehäuses 22 gesehen
einen Wellenstummel der Abtriebswelle 7.
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2 zeigt
auch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Getriebemotors mit einer Abtriebswelle 7, welche aus der
ersten und der zweiten Abtriebsseite herausragt. Eine Passfeder 8 und
eine zweite Passfeder 80 dienen zum drehfesten verbinden
einer anzutreibenden Vorrichtung. Eine weitere verbleibende Öffnung
zwischen dem Gehäuse 22 und der Abtriebswelle 7 auf
der zweiten Abtriebsseite ist durch einen zweiten Wellendichtring 183 abgedichtet.
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In
einer nicht gezeigten Ausführungsform ist die Abtriebswelle 7 auch
als Hohlwelle ausführbar.
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- 1
- Ritzel
- 2
- Motor
- 3
- Motorwelle
- 4
- Motorgehäuse
- 6
- Zahnrad
- 7
- Abtriebswelle
- 8
- Passfeder
- 9
- Wellendichtring
- 10a
- Zahnabschnitt
- 10b
- Zylinderabschnitt
- 11
- Abtriebslager
- 12
- erster
Sicherungsring
- 14
- Flanschschraube
- 16
- Flansch
- 17
- Distanzrohr
- 18
- Ritzelpassfeder
- 19
- Radpassfeder
- 22
- Gehäuse
- 23
- würfelförmiger
Gehäuseabschnitt
- 24
- zylinderförmiger
Gehäuseabschnitt
- 25
- Lager
- 30
- weitere
Sacklochbohrung
- 65
- Eintriebswellendichtring
- 66
- Eintriebslager
- 68
- Eintriebssicherungsring
- 71
- erste
Stützscheibe
- 72
- zweiter
Sicherungsring
- 80
- zweite
Passfeder
- 88
- zweiter
Sicherungsring
- 89
- Verschlusskappe
- 100
- Deckel
- 101
- Deckelschraube
- 102
- Dichtung
- 143
- zweite
Stützscheibe
- 183
- zweiter
Wellendichtring
- 250
- dritter
Sicherungsring
- 251
- vierter
Sicherungsring
- 518
- erste
Pass-Scheibe
- 521
- zweite
Pass-Scheibe
- 564
- dritte
Pass-Scheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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