DE102020002698A1 - Transmission with a gear having a toothing and pinions each having a pinion toothing - Google Patents

Transmission with a gear having a toothing and pinions each having a pinion toothing Download PDF

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Joachim Sander
Martin Hugelmann
Daniel Figuli
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Abstract

Getriebe mit einem eine Verzahnung aufweisenden Rad und jeweils eine Ritzelverzahnung aufweisenden Ritzeln,insbesondere wobei das Rad um eine Drehachse drehbar gelagert ist und/oder die Ritzel um eine jeweilige Drehachse drehbar gelagert sind,wobei die Ritzelverzahnungen jeweils mit der Verzahnung im Eingriff sind und/oder kämmen,wobei die jeweilige Drehachse der Ritzel, insbesondere Ritzelverzahnungen, jeweils windschief zur Drehachse des Rades ausgerichtet ist.Transmission with a wheel having a toothing and pinion gears each having a pinion toothing, in particular wherein the wheel is mounted rotatably about an axis of rotation and / or the pinions are mounted rotatably about a respective axis of rotation, the pinion teeth being in engagement with the toothing and / or mesh, wherein the respective axis of rotation of the pinion, in particular pinion teeth, is each aligned skew to the axis of rotation of the wheel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem eine Verzahnung aufweisenden Rad und jeweils eine Ritzelverzahnung aufweisenden Ritzeln.The invention relates to a transmission with a gear having a toothing and pinions each having a pinion toothing.

Aus der US 2011/0209573 A1 ist ein Getriebe bekannt.From the US 2011/0209573 A1 a transmission is known.

Aus der US 2009 / 0 038 435 A1 ist ein Getriebe mit einem Verzahnungsteil bekannt.A transmission with a toothed part is known from US 2009/038 435 A1.

Aus der DE 202 12 935 U1 ist ein Linearantrieb zum Verstellen beweglich gelagerter Teile bekannt.From the DE 202 12 935 U1 a linear drive for adjusting movably mounted parts is known.

Aus der DE 10 2017 000 304 B3 ist ein Antrieb mit von Elektromotoren angetriebenes Summiergetriebe bekannt.From the DE 10 2017 000 304 B3 a drive with a summing gear driven by electric motors is known.

Aus der DE 10 2016 118 877 A1 ist eine mechanische Getriebeanordnung bekannt.From the DE 10 2016 118 877 A1 a mechanical transmission arrangement is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe kompakt und effizient weiterzubilden.The invention is therefore based on the object of developing a transmission in a compact and efficient manner.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Getriebe nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the transmission according to the features specified in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Getriebe mit einem eine Verzahnung aufweisenden Rad und jeweils eine Ritzelverzahnung aufweisenden Ritzeln sind, dass das Rad um eine Drehachse drehbar gelagert ist und/oder die Ritzel um eine jeweilige Drehachse drehbar gelagert sind,
wobei die Ritzelverzahnungen jeweils mit der Verzahnung im Eingriff sind und/oder kämmen,
wobei die jeweilige Drehachse der Ritzel, insbesondere Ritzelverzahnungen, jeweils windschief zur Drehachse des Rades ausgerichtet ist.Important features of the invention in the transmission with a gear having a toothing and pinion gears each having a pinion toothing are that the wheel is rotatably mounted about an axis of rotation and / or the pinions are rotatably mounted about a respective axis of rotation,
wherein the pinion teeth are each in engagement with the teeth and / or mesh,
wherein the respective axis of rotation of the pinion, in particular pinion toothing, is aligned skew to the axis of rotation of the wheel.

Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe sehr kompakt ausführbar ist und ein hoher Wirkungsgrad bereitstellbar ist.The advantage here is that the transmission can be made very compact and a high degree of efficiency can be provided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ritzelverzahnungen bezogen auf die Drehachse des Rades in Umfangsrichtung ungleichmäßig voneinander beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass die Laufruhe verbessert und die Geräuschemission verringert ist.In an advantageous embodiment, the pinion teeth are unevenly spaced from one another in the circumferential direction with respect to the axis of rotation of the wheel. The advantage here is that the running smoothness is improved and the noise emission is reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ritzelverzahnungen bezogen auf die Drehachse des Rades in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass ein Halteteil zur Aufnahme der antreibenden Elektromotoren mit einer diskreten Symmetrie ausführbar ist und somit auch mehrteilig aus baugleichen Teilen zusammensetzbar ist.In an advantageous embodiment, the pinion gears are evenly spaced from one another in the circumferential direction in relation to the axis of rotation of the wheel. The advantage here is that a holding part for receiving the driving electric motors can be designed with a discrete symmetry and thus can also be assembled in several parts from structurally identical parts.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rad ein Stirnrad, insbesondere wobei die Verzahnung eine Stirnradverzahnung ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Stirnrad als kegeliges Rad ausführbar ist, also als kegeliges Rad, welches an seiner radialen Außenseite verzahnt ist.In an advantageous embodiment, the wheel is a spur gear, in particular the toothing being a spur gear. The advantage here is that the spur gear can be designed as a conical wheel, that is to say as a conical wheel which is toothed on its radial outer side.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einhüllende der Verzahnung des Rades ein Kegelstumpf,
insbesondere wobei der durch den bezogen auf die Drehachse des Rades maximalen Radialabstand bestimmte Rotationskörper ein Kegelstumpf ist, wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers die Drehachse des Rades ist. Von Vorteil ist
dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei hoher Übersetzung und hohem maximal übertragbarem Drehmoment bereitstellbar ist.In an advantageous embodiment, the envelope of the toothing of the wheel is a truncated cone,
In particular, the rotational body determined by the maximum radial distance with respect to the rotational axis of the wheel is a truncated cone, the rotational symmetry axis of the rotational body being the rotational axis of the wheel. Is beneficial
in the process, that a high degree of efficiency can be provided with a high gear ratio and a high maximum torque that can be transmitted.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einhüllende der Ritzelverzahnung ein Kegelstumpf,
insbesondere wobei der durch den bezogen auf die Drehachse der Ritzelverzahnung maximalen Radialabstand bestimmte Rotationskörper ein Kegelstumpf ist, wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers die Drehachse der Ritzelverzahnung ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei hoher Übersetzung und hohem maximal übertragbarem Drehmoment bereitstellbar ist.In an advantageous embodiment, the envelope of the pinion toothing is a truncated cone,
in particular wherein the rotational body determined by the maximum radial distance with respect to the axis of rotation of the pinion toothing is a truncated cone, the rotational symmetry axis of the rotational body being the rotational axis of the pinion toothing. The advantage here is that a high degree of efficiency can be provided with a high gear ratio and a high maximum torque that can be transmitted.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Winkel zwischen der Drehachse der Ritzelverzahnung und der Drehachse des Rades zwischen 10° und 13°. Von Vorteil ist dabei, dass nur geringe Verluste auftreten.In an advantageous embodiment, the angle between the axis of rotation of the pinion toothing and the axis of rotation of the wheel is between 10 ° and 13 °. The advantage here is that only small losses occur.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung unterscheidet sich der Konuswinkel des Kegelstumpfes des Rades vom Konuswinkel des Kegelstumpfes der Ritzelverzahnung. Von Vorteil ist dabei, dass nur geringe Verluste auftreten.In an advantageous embodiment, the cone angle of the truncated cone of the wheel differs from the cone angle of the truncated cone of the pinion toothing. The advantage here is that only small losses occur.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Verzahnung des Rades einen ersten Schrägungswinkel auf, ist also schrägverzahnt,
wobei die Ritzelverzahnung einen zweiten Schrägungswinkel aufweist, also schrägverzahnt ist wobei sich der zweite Schrägungswinkel größer ist als der erste Schrägungswinkel,
insbesondere wobei sich der erste Schrägungswinkel vom zweiten Schrägungswinkel um 1,5° bis 6° unterscheidet, insbesondere um 3°,
insbesondere wobei der erste Schrägungswinkel zwischen 25° und 60°.beträgt, insbesondere wobei die Gesamtüberdeckung den Wert 2,5 übersteigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad, geringe Verluste erreichbar sind und ein hohes Drehmoment auf kleinem Bauraum erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the toothing of the wheel has a first helix angle, i.e. is helical,
wherein the pinion toothing has a second helix angle, that is to say is helically toothed, the second helix angle being greater than the first helix angle,
in particular where the first helix angle differs from the second helix angle by 1.5 ° to 6 °, in particular by 3 °,
in particular where the first helix angle is between 25 ° and 60 °, in particular where the total overlap exceeds the value 2.5. The advantage here is that a high degree of efficiency, low losses can be achieved and a high torque can be achieved in a small installation space.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rad schmäler ausgebildet als das jeweilige Ritzel, insbesondere als die jeweilige Ritzelverzahnung. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Überdeckung auch bei schmalem Rad erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the wheel is designed to be narrower than the respective pinion, in particular than the respective pinion toothing. The advantage here is that a high overlap can be achieved even with a narrow wheel.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Rad sowie die Ritzel aus einem einsatzgehärteten Stahl hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige einfache Herstellung ermöglicht ist. Außerdem ist auch ein Phosphatieren zusätzlich ausführbar. Dies bewirkt dann ein verbessertes Einlaufen der Verzahnung.In an advantageous embodiment, the wheel and the pinion are made of case-hardened steel. The advantage here is that inexpensive, simple production is possible. In addition, phosphating can also be carried out. This then causes an improved running-in of the toothing.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ritzelverzahnungen von Elektromotoren angetrieben und sind mit der Verzahnung des Rades im Eingriff,
wobei die Ritzel zueinander identisch ausgeführt sind, insbesondere alle zueinander baugleich ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe als Summiergetriebe ohne besonderen Aufwand herstellbar ist.In an advantageous embodiment, the pinion teeth are driven by electric motors and mesh with the teeth of the wheel,
wherein the pinions are made identical to one another, in particular all are made identical to one another. The advantage here is that the gear can be manufactured as a summing gear without any special effort.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Getriebe ein Halteteil auf, welches mit einem Gehäuseteil des Getriebes verbunden ist,
wobei eine mit dem Rad drehfest verbundene Welle des Getriebes, insbesondere abtreibende Welle des Getriebes, mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, welches im Halteteil oder Gehäuseteil aufgenommen ist,
wobei jedes Ritzel jeweils drehfest mit einer Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors drehfest verbunden ist, welche drehbar gelagert ist relativ zu einem Lagerflansch des jeweiligen Elektromotors,
insbesondere wobei der jeweilige Lagerflansch ein jeweiliges Lager der jeweiligen Rotorwelle aufnimmt,
insbesondere wobei der jeweilige Lagerflansch einstückig, insbesondere also einteilig ausgeführt ist,
wobei jeder Lagerflansch mit dem Halteteil verbunden ist,
wobei Berührflächen zwischen dem Halteteil und den Lagerflanschen eben sind und in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind,
wobei jeder Lagerflansch derart keilförmig ausgeformt ist,

  • - dass die Rotorwelle des jeweiligen Elektromotors einen nicht verschwindenden Winkel zu der Normalen der Ebene aufweist
  • - und/oder dass eine Berührfläche zwischen dem jeweiligen Lagerflansch und einem Gehäuseteil des jeweiligen Elektromotors eben ausgeführt ist und einen nicht verschwindenden Winkel zu der Ebene aufweist.
In an advantageous embodiment, the transmission has a holding part which is connected to a housing part of the transmission,
wherein a shaft of the transmission, in particular the output shaft of the transmission, connected to the wheel in a rotationally fixed manner, is rotatably mounted by means of a bearing which is received in the holding part or housing part,
each pinion being non-rotatably connected to a rotor shaft of a respective electric motor, which is rotatably mounted relative to a bearing flange of the respective electric motor,
in particular where the respective bearing flange receives a respective bearing of the respective rotor shaft,
in particular wherein the respective bearing flange is made in one piece, in particular in one piece,
each bearing flange is connected to the holding part,
wherein the contact surfaces between the holding part and the bearing flanges are flat and are arranged in a common plane,
each bearing flange is shaped like a wedge,
  • - That the rotor shaft of the respective electric motor has a non-vanishing angle to the normal of the plane
  • and / or that a contact surface between the respective bearing flange and a housing part of the respective electric motor is designed to be flat and has a non-vanishing angle to the plane.

Von Vorteil ist dabei, dass infolge der keilförmigen Ausführung der Lagerflansche das Halteteil eine einfach herstellbare Ausformung hat. Die Lagerflansche der Elektromotoren sind zwar in ungewohnter Weise keilförmig ausgeführt, aber alle baugleich zueinander ausführbar. Somit muss nur immer ein und derselbe Typ von Lagerflansch hergestellt werden. Der Aufwand für die Herstellung solcher keilförmigen Lagerflansche in hoher Genauigkeit ist somit sinnvoll. Keilförmig bedeutet hierbei, dass die Wandstärke des Lagerflansches in einer zur Drehachse der Rotorwelle des entsprechenden Elektromotors senkrechten Richtung eine monoton zunehmende, insbesondere streng monoton zunehmende Funktion ist.The advantage here is that as a result of the wedge-shaped design of the bearing flanges, the holding part has a shape that is easy to manufacture. The bearing flanges of the electric motors are designed to be wedge-shaped in an unusual way, but they can all be constructed identically to one another. This means that only one and the same type of bearing flange has to be produced. The effort involved in producing such wedge-shaped bearing flanges with a high degree of accuracy is therefore sensible. Wedge-shaped here means that the wall thickness of the bearing flange in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor shaft of the corresponding electric motor is a monotonically increasing, in particular strictly monotonically increasing, function.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteteil einstückig, insbesondere also einteilig, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die relative Ausrichtung der Elektromotoren zueinander mittels des Halteteils festlegbar ist.In an advantageous embodiment, the holding part is made in one piece, in particular in one piece. The advantage here is that the relative alignment of the electric motors to one another can be fixed by means of the holding part.

Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung weist das Getriebe ein Halteteil auf, welches mit einem Gehäuseteil des Getriebes verbunden ist,
wobei eine mit dem Rad drehfest verbundene Welle des Getriebes, insbesondere abtreibende Welle des Getriebes, mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, welches im Halteteil oder Gehäuseteil aufgenommen ist,
wobei jedes Ritzel jeweils drehfest mit einer Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors drehfest verbunden ist, welche drehbar gelagert ist relativ zu einem Lagerflansch des jeweiligen Elektromotors,
wobei das Halteteil mehrstückig, insbesondere also mehrteilig, ausgeführt ist, also miteinander verbundene Teile aufweist,
wobei die Teile zueinander baugleich, insbesondere also identisch, ausgeführt ist
wobei jedes Teil nur mit einem einzigen jeweiligen Lagerflansch verbunden ist und dabei eine jeweilige Berührfläche zwischen dem jeweiligen Teil und dem jeweiligen Lagerflansch von einer Ebene umfasst ist, deren Normale zur Drehachse der Rotorwelle des zum jeweiligen Lagerflansch gehörigen Elektromotors parallel ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die zueinander baugleichen Teile des Halteteils in der immer selben Art und Weise fertigbar sind und danach nur noch insbesondere präzise, verbunden werden müssen.In an alternative advantageous embodiment, the transmission has a holding part which is connected to a housing part of the transmission,
wherein a shaft of the transmission, in particular the output shaft of the transmission, connected to the wheel in a rotationally fixed manner, is rotatably mounted by means of a bearing which is received in the holding part or housing part,
each pinion being non-rotatably connected to a rotor shaft of a respective electric motor, which is rotatably mounted relative to a bearing flange of the respective electric motor,
wherein the holding part is designed in several parts, in particular in several parts, i.e. has parts connected to one another,
wherein the parts are structurally identical to one another, in particular therefore identical
each part being connected to only a single respective bearing flange and a respective contact surface between the respective part and the respective bearing flange being encompassed by a plane whose normal is aligned parallel to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor belonging to the respective bearing flange. The advantage here is that the structurally identical parts of the holding part can always be manufactured in the same way and then only have to be connected particularly precisely.

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.Further advantages result from the subclaims. The invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful possible combinations of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task presented by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

  • In der 1 sind die Verzahnungsteile eines erfindungsgemäßen Getriebes in Schrägansicht dargestellt.
  • In der 2 ist das Getriebe in Schrägansicht dargestellt.
The invention will now be explained in more detail with reference to schematic figures:
  • In the 1 the toothing parts of a transmission according to the invention are shown in an oblique view.
  • In the 2 the transmission is shown in an oblique view.

Wie in den Figuren dargestellt, weist das Getriebe ein außenverzahntes, insbesondere stirnverzahntes, Rad 2 auf, welches mit einer abtreibenden Welle 4 drehfest verbunden ist.As shown in the figures, the transmission has an externally toothed, in particular face-toothed, wheel 2 on, which one with a drifting wave 4th is rotatably connected.

Vier in bezogen auf die Drehachse des Rades 2 Umfangsrichtung voneinander vorzugsweise regelmäßig beabstandete Ritzel weisen jeweils eine Ritzelverzahnung 1 auf und sind jeweils mit einer jeweiligen Welle 3 drehfest verbunden. Die Drehachsen dieser Wellen 3 sind allerdings nicht parallel zur abtreibenden Welle 4 sondern jeweils windschief zur Drehachse der abtreibenden Welle 4 angeordnet.Four in relative to the axis of rotation of the wheel 2 Pinions that are preferably regularly spaced from one another in the circumferential direction each have a pinion toothing 1 on and are each with a respective wave 3 non-rotatably connected. The axes of rotation of these shafts 3 however, are not parallel to the aborted shaft 4th but in each case skewed to the axis of rotation of the driven shaft 4th arranged.

Die Ritzelverzahnungen 1 kämmen jeweils mit der Verzahnung des Rades 2.The pinion teeth 1 mesh with the toothing of the wheel 2 .

Jede der Wellen 3 ist drehfest und koaxial mit einer Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors 21 verbunden.Each of the waves 3 is non-rotatable and coaxial with a rotor shaft of a respective electric motor 21st connected.

Die Elektromotoren 21 weisen jeweils zwei Lager zur Drehlagerung ihrer jeweiligen Rotorwelle auf. Das erste der beiden Lager, insbesondere das dem jeweils vom Elektromotor 21 angetriebenen Ritzel nächstliegende Lager ist in einem jeweiligen Lagerflansch des jeweiligen Elektromotors 21 aufgenommen.The electric motors 21st each have two bearings for pivoting their respective rotor shaft. The first of the two bearings, especially the one from the electric motor 21st The bearing closest to the driven pinion is in a respective bearing flange of the respective electric motor 21st recorded.

Die Lagerflansche aller Elektromotoren 21 sind mit einem Halteteil 20 verbunden.The bearing flanges of all electric motors 21st are with a holding part 20th connected.

Vorzugsweise ist die Berührfläche zwischen dem Halteteil 20 und jedem der Lagerflansche jeweils eben ausgeführt und jeweils ein Teil ein und derselben Ebene.The contact surface is preferably between the holding part 20th and each of the bearing flanges is flat and each part of one and the same plane.

Da aber die Rotorwellenachsen der Elektromotoren 21 windschief zueinander sind, wird dies erreicht, indem der Lagerflansch jedes der Elektromotoren 21 keilförmig ausgeformt ist.But since the rotor shaft axes of the electric motors 21st are skewed to each other, this is achieved by the bearing flange of each of the electric motors 21st is wedge-shaped.

Auf diese Weise ist derselbe Lagerflansch bei jedem der Elektromotoren 21 verwendbar. Innerhalb der Ebene sind die einzelnen jeweiligen Lagerflansche zueinander jeweils um 90° oder ein ganzzahliges Vielfaches von 90° verdreht, wobei der Verdrehungswinkel als Drehung um die Normale der Ebene und/oder die Drehachse der abtreibenden Welle 4 vorgesehen ist.In this way, the same bearing flange is on each of the electric motors 21st usable. Within the plane, the individual respective bearing flanges are rotated by 90 ° or an integral multiple of 90 ° with respect to one another, the angle of rotation being a rotation around the normal of the plane and / or the axis of rotation of the driven shaft 4th is provided.

Die Wandstärke des jeweiligen Lagerflansches nimmt dabei in einer ersten, zur Drehachse der Rotorwelle des zu diesem jeweiligen Lagerflansch gehörenden Elektromotors 21 senkrechten Richtung monoton, insbesondere streng monoton, zu.The wall thickness of the respective bearing flange increases in a first, to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor belonging to this respective bearing flange 21st perpendicular direction monotonously, in particular strictly monotonously.

In einer zu dieser ersten Richtung senkrechten Richtung, die auch senkrecht zur Drehachse der Rotorwelle des zu diesem jeweiligen Lagerflansch gehörenden Elektromotors 21 ausgerichtet ist, ist die Wandstärke des Lagerflansches konstant.In a direction perpendicular to this first direction, which is also perpendicular to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor belonging to this respective bearing flange 21st is aligned, the wall thickness of the bearing flange is constant.

Der Lagerflansch ist also keilförmig ausgeformt. Dabei ist die erste Richtung die Keilrichtung. Die Wandstärke wird hierbei stets parallel zur Richtung der Drehachse des Welle 3 des Ritzels gemessen.The bearing flange is therefore shaped like a wedge. The first direction is the wedge direction. The wall thickness is always parallel to the direction of the axis of rotation of the shaft 3 of the pinion measured.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist also ein Summiergetriebe, bei welchem zumindest zwei, vorzugsweise vier, Ritzel mit einem Rad kämmen. Dabei ist die Einhüllende der Verzahnung des Rades 2 ein Kegelstumpfabschnitt. Die Einhüllende der Verzahnung eines jeweiligen Ritzels, insbesondere einer jeweiligen Ritzelverzahnung 1, ist ebenfalls ein Kegelstumpfabschnitt. Die Kegelspitzen und Kegelstumpfdrehachsen der beiden Kegelstumpfabschnitte sind windschief zur Drehachse des Rades 2.The transmission according to the invention is therefore a summing transmission in which at least two, preferably four, pinions mesh with one wheel. The envelope is the toothing of the wheel 2 a truncated cone section. The envelope of the toothing of a respective pinion, in particular of a respective pinion toothing 1 , is also a truncated cone section. The cone tips and truncated cone axes of rotation of the two truncated cone sections are skewed to the axis of rotation of the wheel 2 .

Auf diese Weise ist durch die Erfindung ein hoher Wirkungsgrad, eine hohe Leistungsdichte niedrige Geräuschemissionen und eine wirtschaftliche Fertigung erreichbar.In this way, the invention achieves a high degree of efficiency, a high power density, low noise emissions and economical production.

Der Achskreuzwinkel, also der Winkel zwischen der Drehachse des jeweiligen Ritzels und der Drehachse des Rades ist nicht 90° sondern beträgt zwischen 10° und 13°.The cross axis angle, i.e. the angle between the axis of rotation of the respective pinion and the axis of rotation of the wheel, is not 90 ° but is between 10 ° and 13 °.

Der Konuswinkel der Einhüllenden der Verzahnung des Rades 2 unterscheidet sich vom Konuswinkel der Einhüllenden der Ritzelverzahnung 1.The cone angle of the envelope of the toothing of the wheel 2 differs from the cone angle of the envelope of the pinion toothing 1 .

Die Verzahnung des Rades 2 weist einen Schrägungswinkel auf, ist also schrägverzahnt. Die Ritzelverzahnung 1 weist ebenfalls einen Schrägungswinkel auf, ist also schrägverzahnt. Jedoch ist der Schrägungswinkel, insbesondere also Hauptspiralwinkel, der Ritzelverzahnung 1 größer, insbesondere um 1,5° bis 6° größer, insbesondere um 3° größer, als der Schrägungswinkel, insbesondere also Hauptspiralwinkel, des Rades 2.The toothing of the wheel 2 has a helix angle and is therefore helical. The pinion teeth 1 also has a helix angle, so it is helical. However, the helix angle, in particular the main spiral angle, is the pinion toothing 1 larger, in particular by 1.5 ° to 6 ° larger, in particular by 3 ° larger, than the helix angle, in particular the main spiral angle, of the wheel 2 .

Der Schrägungswinkel des Rade 2 beträgt vorzugsweise zwischen 25° und 60°. Die Gesamtüberdeckung beim Zahneingriff übersteigt somit den Wert 2,5.The helix angle of the wheel 2 is preferably between 25 ° and 60 °. The total overlap during tooth meshing thus exceeds 2.5.

Das Rad 2 ist schmäler ausgebildet als ein jeweiliges Ritzel, insbesondere als eine jeweilige Ritzelverzahnung 1.The wheel 2 is narrower than a respective pinion, in particular than a respective pinion toothing 1 .

Das Rad 2 sowie die Ritzel sind aus einem einsatzgehärteten Stahl herstellbar.The wheel 2 as well as the pinions can be produced from a case-hardened steel.

Die von den Elektromotoren 21 angetriebenen und mit der Verzahnung des Rades 2 im Eingriff befindlichen Ritzelverzahnungen sind alle baugleich.The ones from the electric motors 21st driven and with the teeth of the wheel 2 The pinion teeth in mesh are all identical.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden die Ritzelverzahnungen 1 in Umfangsrichtung voneinander nicht gleichmäßig, sondern ungleichmäßig beabstandet. Der Umfangswinkel zwischen einem ersten und einem in Umfangsrichtung auf das erste nächstbenachbart nachfolgende Ritzel unterscheidet sich also vom dem Umfangswinkel zwischen dem zweiten und einem in Umfangsrichtung auf das zweite nächstbenachbart nachfolgende dritte Ritzel.In further exemplary embodiments according to the invention, the pinion teeth 1 in the circumferential direction from one another not evenly, but unevenly spaced. The circumferential angle between a first pinion and a pinion which follows in the circumferential direction to the first next adjacent pinion thus differs from the circumferential angle between the second and a third pinion which follows in the circumferential direction to the second next adjacent pinion.

Beim Betrieb führen die Elektromotoren 21 ihre jeweilige Leistung bedarfsorientiert zu.The electric motors lead during operation 21st their respective performance needs-based.

Außerdem ist abhängig von der benötigten Leistung ein Abschalten eines oder mehrere Motoren 21 ermöglicht. Wesentlich ist, dass die Motoren 21 im Teillastbetrieb unterschiedlich ausgelastet werden. Die Polzahl und/oder die Nennleistung der Elektromotoren 21 ist vorzugsweise unterschiedlich.In addition, depending on the power required, one or more motors must be switched off 21st enables. It is essential that the engines 21st be used differently in partial load operation. The number of poles and / or the rated power of the electric motors 21st is preferably different.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden statt der vier bezogen auf die Drehachse des Rades 2 in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandeten Ritzelverzahnungen mehr oder weniger bezogen auf die Drehachse des Rades 2 in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandeten Ritzelverzahnungen vorgesehen.In further exemplary embodiments according to the invention, instead of four, the axis of rotation of the wheel 2 in the circumferential direction regularly spaced pinion gears more or less based on the axis of rotation of the wheel 2 provided in the circumferential direction regularly spaced pinion teeth.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden statt der keilförmigen Lagerflansche quaderförmige Lagerflansche verwendet und dafür die jeweiligen Berührflächen im Halteteil 20 entsprechend geneigt zur Drehachse des Rades 2 ausgeformt. Vorzugsweise wird dann das Halteteil 20 nicht einstückig, sondern mehrteilig, insbesondere wobei die Teiligkeit der Anzahl der Ritzelverzahnungen 1 entspricht. Bei der Ausführung nach 2 wäre also das Halteteil 20 in vier gleiche Teile aufgeteilt, wobei jedes der Teile gleichartig, also baugleich ausgeführt ist, und jeweils eine geneigte Berührfläche zum Aufnehmen des jeweiligen Lagerflansches aufweist.In further exemplary embodiments according to the invention, rectangular bearing flanges are used instead of the wedge-shaped bearing flanges and the respective contact surfaces in the holding part are used for this 20th accordingly inclined to the axis of rotation of the wheel 2 shaped. The holding part is then preferably 20th not in one piece, but in several parts, in particular the division of the number of pinion teeth 1 corresponds. When running after 2 would be the holding part 20th divided into four equal parts, each of the parts being of the same type, that is to say structurally identical, and each having an inclined contact surface for receiving the respective bearing flange.

Jedes der Teile nimmt also einen der Elektromotoren 21 auf und ist um 90° oder ein ganzzahliges Vielfaches von 90° verdreht angeordnet, insbesondere wobei wiederum der Verdrehwinkel um die Drehachse der abtreibenden Welle herum gemessen ist.So each of the parts takes one of the electric motors 21st and is arranged rotated by 90 ° or an integral multiple of 90 °, in particular the angle of rotation being measured around the axis of rotation of the output shaft.

Wie in 3 gezeigt, werden bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen die Lagerflansche 30 ähnlich zu den keilförmigen Lagerflanschen geformt. Dabei ist die Berührfläche zum Halteteil 31 hin jeweils eben und alle Berührflächen des Halteteils 31 liegen in derselben Ebene. Eine Berührfläche der Lagerflansche 30 zum Motor 21 hin ist ebenfalls eben ausgeführt, so dass die Normale zu dieser ebenen Fläche jeweils parallel ausgerichtet ist zur Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors 21.As in 3 shown, the bearing flanges are shown in further exemplary embodiments according to the invention 30th shaped similar to the wedge-shaped bearing flanges. The contact surface is to the holding part 31 towards each level and all contact surfaces of the holding part 31 lie in the same plane. A contact surface of the bearing flanges 30th to the engine 21st towards is also made flat, so that the normal to this flat surface is aligned parallel to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor 21st .

Die Normalen der Berührflächen zum Halteteil 31 hin weisen einen nicht verschwindenden Winkel auf zur Drehachse der Rotorwelle des jeweiligen Elektromotors 21. Der Lagerflansch 30 weist also ein Gehäuse auf, das einem Abschnitt eines um einen Winkel gebogenen Rohrs gleicht, welches die zum Halteteil 31 hin vorgesehenen; ebenen Berührflächen verbindet mit den zum Motor 21 hin vorgesehenen, ebenen Berührflächen.The normals of the contact surfaces to the holding part 31 indicate a non-vanishing angle to the axis of rotation of the rotor shaft of the respective electric motor 21st . The bearing flange 30th thus has a housing that resembles a section of a tube bent at an angle, which is the holding part 31 provided for; flat contact surfaces connects with those to the engine 21st provided, level contact surfaces.

Der Lagerflansch 30 ist einem gebogenen Rohrabschnitt entsprechend ausgeformt, welcher an seinen beiden Endbereichen einen quadratischen Kragen, insbesondere Quadratflansch, aufweist. Dieser steht radial über, die radiale Richtung sich beim ersten Endbereich auf die Drehachse der Rotorwelle und beim anderen Endbereich auf die Normale der gemeinsamen zum Halteiteil 30 hin gerichteten Berührflächen bezieht.The bearing flange 30th is shaped according to a curved pipe section which has a square collar, in particular a square flange, at its two end regions. This protrudes radially, the radial direction at the first end area on the axis of rotation of the rotor shaft and at the other end area on the normal of the common to the holding part 30th facing contact surfaces.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
RitzelverzahnungPinion teeth
22
Radwheel
33
Wellewave
44th
abtreibende Welledrifting wave
2020th
HalteteilHolding part
2121st
ElektromotorElectric motor
3030th
Flanschflange
3131
HalteteilHolding part

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 102016118877 A1 [0006]DE 102016118877 A1 [0006]

Claims (15)

Getriebe mit einem eine Verzahnung aufweisenden Rad und jeweils eine Ritzelverzahnung aufweisenden Ritzeln, insbesondere wobei das Rad um eine Drehachse drehbar gelagert ist und/oder die Ritzel um eine jeweilige Drehachse drehbar gelagert sind, wobei die Ritzelverzahnungen jeweils mit der Verzahnung im Eingriff sind und/oder kämmen, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Drehachse der Ritzel, insbesondere Ritzelverzahnungen, jeweils windschief zur Drehachse des Rades ausgerichtet ist. Transmission with a wheel having a toothing and pinion gears each having a pinion toothing, in particular wherein the wheel is mounted rotatably about an axis of rotation and / or the pinions are mounted rotatably about a respective axis of rotation, the pinion teeth being in engagement with the toothing and / or mesh, characterized in that the respective axis of rotation of the pinion, in particular pinion toothing, is each aligned skew to the axis of rotation of the wheel. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelverzahnungen bezogen auf die Drehachse des Rades in Umfangsrichtung ungleichmäßig voneinander beabstandet sind.Gearbox after Claim 1 , characterized in that the pinion teeth are unevenly spaced from one another in the circumferential direction with respect to the axis of rotation of the wheel. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelverzahnungen bezogen auf die Drehachse des Rades in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind.Gearbox after Claim 1 , characterized in that the pinion gears are evenly spaced from one another in the circumferential direction in relation to the axis of rotation of the wheel. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad ein Stirnrad ist, insbesondere wobei die Verzahnung eine Stirnradverzahnung ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel is a spur gear, in particular wherein the toothing is a spur gear toothing. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhüllende der Verzahnung des Rades ein Kegelstumpf ist, insbesondere wobei der durch den bezogen auf die Drehachse des Rades maximalen Radialabstand bestimmte Rotationskörper ein Kegelstumpf ist, wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers die Drehachse des Rades ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope of the toothing of the wheel is a truncated cone, in particular the rotational body determined by the maximum radial distance relative to the rotational axis of the wheel being a truncated cone, the rotational symmetry axis of the rotational body being the rotational axis of the wheel . Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhüllende der Ritzelverzahnung ein Kegelstumpf ist, insbesondere wobei der durch den bezogen auf die Drehachse der Ritzelverzahnung maximalen Radialabstand bestimmte Rotationskörper ein Kegelstumpf ist, wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers die Drehachse der Ritzelverzahnung ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope of the pinion toothing is a truncated cone, in particular wherein the rotational body determined by the maximum radial distance with respect to the axis of rotation of the pinion toothing is a truncated cone, the rotational symmetry axis of the rotational body being the rotational axis of the pinion toothing. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Drehachse der Ritzelverzahnung und der Drehachse des Rades zwischen 10° und 13° beträgt.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the angle between the axis of rotation of the pinion toothing and the axis of rotation of the wheel is between 10 ° and 13 °. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel des Kegelstumpfes des Rades sich unterscheidet vom Konuswinkel des Kegelstumpfes der Ritzelverzahnung 1.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the cone angle of the truncated cone of the wheel differs from the cone angle of the truncated cone of the pinion toothing 1. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung des Rades einen ersten Schrägungswinkel aufweist, also schrägverzahnt ist, wobei die Ritzelverzahnung einen zweiten Schrägungswinkel aufweist, also schrägverzahnt ist wobei sich der zweite Schrägungswinkel größer ist als der erste Schrägungswinkel, insbesondere wobei sich der erste Schrägungswinkel vom zweiten Schrägungswinkel um 1,5° bis 6° unterscheidet, insbesondere um 3°, insbesondere wobei der erste Schrägungswinkel zwischen 25° und 60°.beträgt, insbesondere wobei die Gesamtüberdeckung den Wert 2,5 übersteigt.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the toothing of the wheel has a first helix angle, i.e. is helical, wherein the pinion toothing has a second helical angle, i.e. is helical, the second helix angle being greater than the first helix angle, in particular where the first helix angle differs from the second helix angle by 1.5 ° to 6 °, in particular by 3 °, in particular where the first helix angle is between 25 ° and 60 °, in particular where the total overlap exceeds 2.5. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad schmäler ausgebildet ist als das jeweilige Ritzel, insbesondere als die jeweilige Ritzelverzahnung.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel is designed to be narrower than the respective pinion, in particular than the respective pinion toothing. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad sowie die Ritzel aus einem einsatzgehärteten Stahl hergestellt sind.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel and the pinion are made from a case-hardened steel. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelverzahnungen von Elektromotoren angetrieben sind und mit der Verzahnung des Rades im Eingriff sind wobei die Ritzel zueinander identisch ausgeführt sind, insbesondere alle zueinander baugleich ausgeführt sind.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the pinion toothings are driven by electric motors and are in engagement with the toothing of the wheel, the pinions being made identical to one another, in particular all being made identical to one another. Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Halteteil aufweist, welches mit einem Gehäuseteil des Getriebes verbunden ist, wobei eine mit dem Rad drehfest verbundene Welle des Getriebes, insbesondere abtreibende Welle des Getriebes, mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, welches im Halteteil oder Gehäuseteil aufgenommen ist, wobei jedes Ritzel jeweils drehfest mit einer Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors drehfest verbunden ist, welche drehbar gelagert ist relativ zu einem Lagerflansch des jeweiligen Elektromotors, insbesondere wobei der jeweilige Lagerflansch ein jeweiliges Lager der jeweiligen Rotorwelle aufnimmt, insbesondere wobei der jeweilige Lagerflansch einstückig, insbesondere also einteilig ausgeführt ist, wobei jeder Lagerflansch mit dem Halteteil verbunden ist, wobei Berührflächen zwischen dem Halteteil (31) und den Lagerflanschen (30) eben sind und in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei jeder Lagerflansch (30) derart keilförmig und/oder derart einem gebogenen Rohrabschnitt entsprechend ausgeformt ist, - dass die Rotorwelle des jeweiligen Elektromotors einen nicht verschwindenden Winkel zu der Normalen der Ebene aufweist - und/oder dass eine Berührfläche zwischen dem jeweiligen Lagerflansch (30) und einem Gehäuseteil des jeweiligen Elektromotors eben ausgeführt ist und einen nicht verschwindenden Winkel zu der Ebene aufweist, insbesondere wobei jeder Lagerflansch (30) als gebogener Rohrabschnitt ausgeformt ist, welcher an seinem zum Halteteil (31) hin gerichteten Endbereich einen quadratischen Kragen, insbesondere einen quadratischen und bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors radial überstehenden Kragen, aufweist und welcher an seinem zum Gehäuseteil des Elektromotors (21) hin gerichteten Endbereich einen quadratischen Kragen, insbesondere einen quadratischen, bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle radial überstehenden Kragen, aufweist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission has a holding part which is connected to a housing part of the transmission, wherein a shaft of the transmission, in particular the output shaft of the transmission, is rotatably supported by means of a bearing, which is accommodated in the holding part or housing part, each pinion being non-rotatably connected to a rotor shaft of a respective electric motor, which is rotatably mounted relative to a bearing flange of the respective electric motor, in particular wherein the respective bearing flange receives a respective bearing of the respective rotor shaft, in particular wherein the respective bearing flange is made in one piece, in particular in one piece, with each bearing flange being connected to the holding part, wherein the contact surfaces between the holding part (31) and the bearing flanges (30) are flat and are arranged in a common plane, each bearing flange (30) being shaped so as to correspond to a wedge-shaped and / or such a curved pipe section, - that the rotor shaft of the respective electric motor has a non-vanishing angle to the normal of the plane - and / or that a contact surface between the respective bearing flange (30) and a housing part of the respective electric motor is made flat and has a non-vanishing angle to the plane, in particular with each bearing flange (30) is shaped as a bent pipe section, which has a square collar on its end region directed towards the holding part (31), in particular a square collar which protrudes radially in relation to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor, and which on its end region facing the housing part of the electric motor (21) directed end area a quadra table collar, in particular a square, relative to the axis of rotation of the rotor shaft radially protruding collar. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil einstückig, insbesondere also einteilig, ausgeführt ist.Gearbox after Claim 13 , characterized in that the holding part is made in one piece, in particular in one piece. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Halteteil aufweist, welches mit einem Gehäuseteil des Getriebes verbunden ist, wobei eine mit dem Rad drehfest verbundene Welle des Getriebes, insbesondere abtreibende Welle des Getriebes, mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, welches im Halteteil oder Gehäuseteil aufgenommen ist, wobei jedes Ritzel jeweils drehfest mit einer Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors verbunden ist, welche drehbar gelagert ist relativ zu einem Lagerflansch des jeweiligen Elektromotors, wobei das Halteteil mehrstückig, insbesondere also mehrteilig, ausgeführt ist, also miteinander verbundene Teile aufweist, wobei die Teile zueinander baugleich, insbesondere also identisch, ausgeführt ist wobei jedes Teil nur mit einem einzigen jeweiligen Lagerflansch verbunden ist und dabei eine jeweilige Berührfläche zwischen dem jeweiligen Teil und dem jeweiligen Lagerflansch von einer Ebene umfasst ist, deren Normale zur Drehachse der Rotorwelle des zum jeweiligen Lagerflansch gehörigen Elektromotors parallel ausgerichtet ist.Gearbox according to one of the Claims 3 to 12 , characterized in that the transmission has a holding part which is connected to a housing part of the transmission, wherein a shaft of the transmission connected to the wheel in a rotationally fixed manner, in particular the output shaft of the transmission, is rotatably mounted by means of a bearing which is received in the holding part or housing part each pinion is rotatably connected to a rotor shaft of a respective electric motor, which is rotatably mounted relative to a bearing flange of the respective electric motor, wherein the holding part is multi-part, in particular multi-part, so has interconnected parts, the parts to each other structurally identical, in particular identical, with each part being connected only to a single respective bearing flange and a respective contact surface between the respective part and the respective bearing flange being encompassed by a plane whose normal to the axis of rotation of the rotor shaft of the respective Bearing flange associated electric motor is aligned in parallel.
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