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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein mehrstufiges Stirnradgetriebe mit mehreren Getrieberadsätzen, welche
auf Wellen drehbar in Lagerplatinen gelagert sind und mit einem
Gehäuse,
wobei die Lagerplatinen durch Stehbolzen miteinander verbunden sind
und Deckel des Gehäuses
bilden. Ein derartiges Getriebe ist aus der
CH 264 992 A bekannt.
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Aus der
DE 199 31 818 A1 ist ein
mehrstufiges Stirnradgetriebe für
Elektroklein- und -kleinstmotoren, mit einem Getriebegehäuse, mit
zumindest zwei im Getriebegehäuse
gehaltenen Getriebewellen und/oder Getriebeachsen und mit Stirnrädern unterschiedlichen
Durchmessers, die auf den Getriebewellen angeordnet sind, bekannt.
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Derartige Stirnradgetriebe sind in
der industriellen Praxis bei Elektroklein- und -kleinstmotoren weit
verbreitet. Elektroklein- und -kleinstmotoren sind Elektromotoren,
meist Gleichstrommotoren, mit kleinen bis sehr kleinen Abmessungen,
im Allgemeinen mit einem Durchmesser unter 50 mm und einer Länge unter
150 mm und einer hohen Leistung pro Gewicht. Elektroklein- und -kleinstmotoren
drehen oft sehr schnell und werden regelmäßig mit Drehzahlen um die 10
000 U/min und mehr eingesetzt. Zur Untersetzung der hohen Drehzahlen
dieser Motoren werden Stirnradgetriebe entsprechender Größe verwendet,
die meist direkt an das Motorgehäuse
angeflanscht werden. Die Übersetzungsverhältnisse
der zu einem bestimmten Motor jeweils passenden Getriebe wird dem
Kunden oft werkseitig vorgegeben. Motor und Getriebe können zusammen
bestellt werden und werden auch gemeinsam, als eine Einheit bereits
vormontiert, geliefert. Aus diesem Grund haben die herkömmlichen
Stirnradgetriebe meist ein zylinderförmiges Gehäuse, dessen Außendurchmesser dem
des zugehörigen
Motors entspricht. Die Stirnseiten des Getriebes werden von Flanschen
gebildet, mit denen das Getriebe am Motor oder an einem anderen
Gerät befestigt
werden kann.
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Bei den aus dem Stand der Technik
bekannten Stirnradgetrieben sind die Getriebewellen in den stirnseitigen
Flanschen des Getriebegehäuses
drehbar gelagert Jede Getriebewelle trägt ein Stirnrad, das mit einem
auf einer anderen Getriebewelle angeordneten Stirnrad unterschiedlichen
Durchmessers kämmt.
Bei den herkömmlichen
Stirnradgetrieben drehen sich die Stirnräder jeweils einstückig mit
der zugehörigen
Welle. Maximal sind daher bei den herkömmlichen mehrstufigen Stirnradgetrieben
zwei Stirnräder
unterschiedlichen Durchmessers, ein Zahnrad und ein Ritzel, auf
einer Getriebewelle angeordnet. Der Abstand der Getriebewellen einer
Untersetzungsstufe bestimmt sich aus dem Übersetzungsverhältnis der
jeweiligen Untersetzungsstufe.
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Die typischen hohen Drehzahlen von
Elektroklein- und -kleinstmotoren machen in der Praxis eine hohe
Untersetzung, also ein großes
Verhältnis von
Eingangs- zu Ausgangsdrehzahl des Getriebes, notwendig. Derartige Übersetzungsverhältnisse
können
nicht in einer einzigen Getriebestufe realisiert werden. Die herkömmlichen
Stirnradgetriebe teilen das Gesamtübersetzungsverhältnis auf
mehrere Getriebestufen auf, so dass mindestens zwei Getriebewellen
vorgesehen sind.
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Ein wesentlicher Nachteil des herkömmlichen
Aufbaus von Stirnradgetrieben besteht darin, dass pro Untersetzungsstufe
keine optimale Raumausnutzung möglich
ist, da jede Stufe unabhängig von
der Untersetzung zwangsläufig
eine Verlängerung
des Getriebes bewirkt, ohne die maximal mögliche Untersetzung zu erreichen.
Ferner ist die Montage derartiger Getriebe umständlich und die Verkapselung
in geschlossenen Gehäusen
machen die spätere
Wartung schwierig bis unmöglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zu Grunde, ein Getriebe zu schaffen, das einfach konzipiert, einfach
zu fertigen und einfach aufgebaut ist. Ferner soll das Getriebe
wartungsfreundlich und vielseitig einsetzbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch ein Getriebe mit
den Merkmalen der abhängigen
Ansprüche
wird die Erfindung noch vorteilhaft ausgestaltet.
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Besondere Vorteile bietet ein mehrstufiges Stirnradgetriebe
mit mehreren Getrieberadsätzen, welche
auf Wellen drehbar in Lagerplatinen gelagert sind und mit einem
Gehäuse,
wenn die Lagerplatinen durch Stehbolzen miteinander verbunden sind
und Deckel des Gehäuses
bilden, und wenn aus wenigstens zwei Gehäuseschalen ein Mantel des Gehäuses gebildet
wird, wobei die Gehäuseschalen
um die Stehbolzen derart schwenkbar gelagert sind, dass der Gehäusemantel
durch Schwenken zumindest einer Gehäuseschale zu öffnen oder
verschließbar
ist.
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Weitere Vorteile bietet ein mehrstufiges Stirnradgetriebe,
wenn die Gehäuseschalen
Ansätze aufweisen,
welche zur Aufnahme einer Lagerbrücke dienen, wobei die Lagerbrücke die
Lagerplatine zumindest für
eine Getriebe-Ausgangswelle bildet. Dabei ist es besonders vorteilhaft,
wenn die Lagerbrücke
für die
Wellen der Getrieberadsätze
eine Montagehilfe darstellt.
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Diese Bauform ist in erfinderischer
Weise einfach zu realisieren, wenn die Lagerbrücke formschlüssig an
den Stehbolzen verankert ist und die Ansätze der Gehäuseschalen die axiale Fixierung der
Lagerbrücke
bewirken.
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Darüber hinaus ist ein mehrstufiges
Stirnradgetriebe vorteilhaft zu realisieren, wenn die als Deckel
für das
Gehäuse
dienenden Lagerplatinen jeweils aus einem Paket unterschiedlicher
Platten bestehen, wodurch sie ein Platinenpaket bilden, und wenn
die Platten des Platinenpakets gegebenenfalls Bohrungen zur Aufnahme
von Getriebewellen aufweisen.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn durch
die Schichtung von Platten mit Bohrungen und Platten ohne lagegleiche
Bohrungen zu Platinenpaketen gegebenenfalls Sacklöcher für die Aufnahme von
Getriebewellen gebildet werden, und wenn Platten als Zwischenlagen
vorhanden sind, durch welche für
die Getriebewellen Reservoirs für
Schmiermittel gebildet werden.
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Die Montage eines Getriebe wird sehr
erleichtert, wenn zur Verspannung der Lagerplatinen auf den Stehbolzen
die Lagerplatine integrierte Sicherungsfedern aufweist.
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Mit Hilfe der Zeichnungen soll die
Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Es zeigt
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1 ein
perspektivisch dargestelltes Getriebe;
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2 eine
Lagerbrücke;
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3 eine
Reservoirplatte;
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4 eine
Gehäuseschale
als Gehäusemantel-Abschnitt;
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5 eine
Spannfeder und
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6 ein
Deckel mit integrierten Spannfedern.
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Ein in Figur dargestelltes Getriebe 1 besteht aus
einem Gehäuse 2 und
einer Anzahl von Getrieberadsätzen 3,
von denen ein Satz die Getriebe-Ausgangswelle 4 trägt. Das
Gehäuse 2 besteht
im wesentlichen aus zwei Deckeln 5 und 6, welche
von zwei Stehbolzen 7 und 8 in einem vorbestimmbaren Abstand
gehalten werden und aus einem Mantel 9/10. Der
Mantel 9/10 des Gehäuses 2 wird durch zwei
Gehäuseschalen 9 und 10 gebildet,
welche die Stehbolzen 7 und 8 umgreifen. Die Gehäuseschalen 9 und 10 sind
um die Stehbolzen 7 und 8 schwenkbar gelagert.
Dadurch stellen nicht näher
bezeichnete Achsen der Stehbolzen 7 und 8 gewissermaßen die Drehachsen
der Gehäuseschalen 9 und 10 dar.
Die Gehäuseschalen 9 und 10 bilden
also den Mantel 9/10 des Gehäuses 2 und sind ferner
als Auflager für eine
Lagerbrücke 11 ausgebildet.
Die Lagerbrücke 11 befindet
sich in einer parallelen Ebene zwischen den Deckeln 5 und 6 des
Gehäuses 2 und
weist mit den Stehbolzen 7 und 8 einen Formschluss
auf, so dass eine Zentrierung der Lagerbrücke 11 erzielt wird.
Die axiale Fixierung der Lagerbrücke 11 er folgt durch
Ansätze 9a, 10a und 9b, 10b der
Gehäuseschalen 9 und 10,
zwischen denen die Lagerbrücke 11 montiert
ist.
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Die Lagerbrücke 11 dient zum einen
als Lagerplatine für
die Getriebe-Ausgangswelle 4, zum andern dient sie bei
der Montage der Getrieberadsätze 3 als
Einfädelhilfe
für deren
Getriebewellen 12. Schematisch ist eine Lagerbrücke in 2 gezeigt.
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Die Lagerplatinen 5 und 6 stellen
die Deckel des Gehäuses 2 dar
und werden von jeweils einem Paket unterschiedlicher Platten 5a, 5b, 5c; 6a, 6b, 6c gebildet,
wodurch jeweils ein nicht extra bezeichnetes Platinenpaket entsteht,
welches die jeweilige Lagerplatine 5 bzw. 6 bildet.
Die äußere Platte 5a bzw. 6a stellt
jeweils den Außendeckel
der Lagerplatine 5 bzw. 6 dar. Die mittlere Platte 5b, 6b wird
auch als Reservoirplatte bezeichnet und weist eine relativ große zentrale
Bohrung 5b1, 6b1 auf, wie aus der Darstellung
in 3 ersichtlich ist.
Die innere Platte 5c, 6c ist mit den erforderlichen
Lagerbohrungen 5ci, 6ci (i = 1 bis n) versehen,
in denen die Wellen 12 der Getrieberadsätze 3 laufen und wird
demgemäß als Lagerplatte 5c, 6c bezeichnet.
Durch das so gebildete Platinenpaket wird jeweils eine Lagerplatine 5, 6 geschaffen,
welche jeweils ein Schmiermittel-Reservoir aufweist. Dieses Schmiermittel-Reservoir entsteht mit
Hilfe der jeweils mittleren Platte (Reservoirplatte) 5b, 6b,
durch deren zentrale Bohrung 5b1, 6b1 eine so
genannte Öltasche
zwischen der äußeren Platte (Außendeckel) 5a, 6a und
der inneren Platte (Lagerplatte) 5c, 6c gebildet
wird. Die Lagerbohrungen 5ci, 6ci (i = 1 bis n)
befinden sich im Flächenbereich
der Bohrung 5b1, 6b1, so dass die Schmierung der
Getriebewellen 12 durch die Öltasche immer gewährleistet
ist.
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Die Montage eines Getriebes 1 erfolgt
beispielsweise wie folgt: Auf die beiden Stehbolzen 7 und 8 wird
das erste Platinenpaket, welches die Lagerplatine 5 bildet,
aufgesteckt. Anschließend
werden die Gehäuseschalen 9 und 10 über die Stehbolzen 7 und 8 geschoben
und nach außen
geschwenkt. Es folgt die Getriebe-Ausgangswelle 4 und gegebenenfalls
weitere Getrieberadsätze 3,
deren Getriebewellen 12 in ihren zugehörigen Lagerbohrungen 5ci sitzen.
Die Getriebe-Ausgangswelle 4 ist innerhalb des Getriebes 1 in
der Lagerbrücke 11 gelagert,
welche als nächstes
Bauelement auf die Stehbolzen 7 und 8 aufgefädelt wird.
Ihre Lage ist durch die Gehäuseschalen 9 und 10,
welche die Stehbolzen 7 und 8 umschließen, festgelegt,
wodurch die Lage der Hilfsbohrungen 11i (i = 1 bis n) in
der Lagerbrücke 11 ebenfalls
bestimmt ist. Weitere Getrieberadsätze 3 können nun
mit ihren zugehörigen
Getriebewellen 12 mit Hilfe der in der Lagerbrücke 11 befindlichen
Hilfsbohrungen 11i leicht eingesetzt werden – die Lagerbrücke 11 dient
mit ihren Hilfsbohrungen 11i den Getriebewellen 12 bzw.
den Getrieberadsätzen 3 als Montagehilfe.
Die den Getriebewellen 12 zugeordneten Lagerbohrungen 5ci und
die Hilfsbohrungen 11i sind durch die Lagefixierung der
Lagerbrücke 11 genau
fluchtend angeordnet, so dass sich die Getriebewellen 12 selbsttätig ausrichten
und die anschließende
Montage der zweiten Lagerplatine 6 unproblematisch verläuft, da
deren Lagerbohrungen 6ci ebenfalls mit den vorgenannten
Lagerbohrungen 5ci und Hilfsbohrungen 11i fluchten.
Anschließend
werden die Gehäuseschalen 9 und 10 nach
innen zurück
geschwenkt, wobei das Gehäuse 2 geschlossen
wird. Durch die Ansätze 9a, 9b und 10a, 10b wird
die Lagerbrücke 11 noch
besser fixiert. Eine Gehäuseschale 9 mit
ihren Ansätzen 9a und 9b ist
schematisch in 4 dargestellt.
Die zweite Lagerplatine 6 wird mittels Sicherungsfedern 13 und 14,
die auf die Stehbolzen 7 und 8 geklemmt werden,
fixiert. Diese Befestigungsart hat den Vorteil, dass sie keinerlei
zusätzliche
Arbeitsgänge
im Vorfeld der Montage erfordert, also kein Gewindeschneiden oder
dergleichen. Die Sicherungsfedern 13, 14 werden
einfach auf die Stehbolzen 7 und 8 aufgedrückt und
halten die Lagerplatine 6 unter ihrer Federspannung an
den Stehbolzen 7 und 8 fest montiert. Auch bei
Vibrationen während
des Betriebs des Getriebes 1 bleibt die Montagespannung
erhalten. Dennoch ist eine einfache Demontage möglich, wenn die Sicherungsfedern
13, 14 leicht
zusammengedrückt
und von den Stehbolzen 7 und 8 abgehoben werden.
Eine derartige Spannfeder 13, 14 ist schematisch
in 5 gezeigt.
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In 6 ist
eine besonders vorteilhafte Variante gezeigt. In der Lagerplatine 6 sind
Sicherungsfedern 6F1 und 6F2 integriert. Wenn
der Deckel (Lagerplatine 6) auf die Stehbolzen 7 und 8 aufgedrückt wird,
sichern sie unter ihrer Federspannung den Deckel 6 selbsttätig auf
den Stehbolzen 7 und 8. Separate Sicherungsfedern
können
bei dieser Variante entfallen.
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Die Lagerplatine 6 weist
ferner eine Eingangsbohrung 6E auf, durch die eine Antriebswelle eines
Antriebsmotors, beispielsweise eines Elektroklein- oder -kleinstmotors
hindurch geführt
werden kann. Dessen Antriebswelle trägt bevorzugt ein Stirnrad,
welches mit dem ersten Stirnrad eines Eingangs-Getrieberadsatzes 3 kämmt. Die
Lagerplatine 6 kann Befestigungsbohrungen zur Befestigung
des Elektroklein- oder -kleinstmotors aufweisen. Besonders vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Eingangsbohrung 6E der Lagerplatine 6 ein
Innen-Feingewinde aufweist,
in welches ein korrespondierendes Außen-Feingewinde eines Flansches
des Elektroklein- oder -kleinstmotors eingeschraubt werden kann. Durch
diese Lösung
ist eine besonders klein bauende Einheit aus Elektroklein- oder -kleinstmotor
und Getriebe zu realisieren.
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Reinigungsvorgänge innerhalb des Getriebes 1 und
Schmierung der Zahnräder
der Getrieberadsätze 3 lassen
sich auf einfachste Weise durch Aufschwenken der Gehäuseschalen 9 und 10 vornehmen.
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Als Werkstoffe für das Getriebe kommen sowohl
Metall-Werkstoffe
als auch Kunststoffe und deren Kombination in Frage.
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- 1
- Getriebe
- 2
- Gehäuse
- 3
- Getrieberadsätze
- 4
- Getriebe-Ausgangswelle
- 5
- Deckel
- 5a
- Außendeckel
- 5b
- Reservoirplatte
- 5c
- Lagerplatte
- 5ci
- Bohrungen
- 6
- Deckel
- 6a
- Außendeckel
- 6b
- Reservoirplatte
- 6c
- Lagerplatte
- 6ci
- Bohrungen
- 6E
- Eingangsbohrung
- 6F1
- integrierte
Sicherungsfeder
- 6F2
- integrierte
Sicherungsfeder
- 7
- Stehbolzen
- 8
- Stehbolzen
- 9
- Gehäuseschale
- 9a
- Ansatz
- 9b
- Ansatz
- 10
- Gehäuseschale
- 10a
- Ansatz
- 10b
- Ansatz
- 9/10
- Mantel
- 11
- Lagerbrücke
- 11i
- Hilfsbohrungen
- 12
- Getriebewellen
- 13
- Sicherungsfeder
- 14
- Sicherungsfeder