DE19538865A1 - Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1. Mit einem derartigen Getriebe kann eine starke Untersetzung ins Langsame erreicht werden. Ein solches Getriebe ist z. B. in der EP 271898A1 beschrieben. An- und Abtriebswelle dieses Getriebes sind koaxial zueinander angeordnet und tragen jeweils ein Zahnrad mit einer Außenver­ zahnung. Parallel zur Achse der Antriebs- bzw. Abtriebswelle ist ein Hilfszahnrad mit zwei Außenverzahnungen vorgesehen, das drehbar auf einem gehäusefesten Stift gelagert ist. Die erste Verzahnung des Hilfszahnrades greift in die Verzahnung des Zahnrades an der Antriebswelle ein, während die zweite Verzahnung des Hilfszahnrades, die einen kleineren Durchmesser aufweist als die erste Verzahnung, in die Verzahnung des Zahn­ rades der Abtriebswelle eingreift.

Der Stift, auf dem das Hilfszahnrad gelagert ist, ist gehäu­ sefest ausgebildet, wobei das eine Ende in einem Lagerschild für die Antriebswelle und das andere Ende in einem Lagerschild für die Abtriebswelle eingesteckt ist. Dies hat zur Folge, daß alle Zahnräder durch eine Außenverzahnung dargestellt werden müssen. Dies wiederum bewirkt, daß das Getriebe eine relativ große radiale Ausdehnung aufweist.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, ein Getriebe mit starker Untersetzung so konstruktiv auszugestalten, daß es schlank baut und vor allem keinen größeren Durchmesser auf zu­ weisen braucht, als der Durchmesser eines Elektromotors, der dem Getriebe als Antrieb vorgeschaltet ist.

Die Aufgabe wird für ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß im Gehäuse eine Zwischenwand mit Durchbrüchen für das Hilfszahnrad vorgesehen ist und daß das Zahnrad auf der Abtriebswelle eine Innenverzahnung auf­ weist und die Außenverzahnung des Hilfszahnrades umgreift.

Um eine besonders starke Untersetzung zu erzielen, ist das Antriebszahnrad zweigängig bzw. 3-gängig ausgebildet und mit einer Steigung versehen, die größer als 17 Grad ist.

Ein derartiges Zahnrad kann mit einem sehr kleinen Außendurch­ messer hergestellt werden. Ein derartiges Zahnrad benötigt eine ausreichende radiale Abstützung, die gemäß einer Weiter­ bildung der Erfindung dadurch bewirkt wird, daß mindestens zwei Hilfszahnräder vorgesehen sind, die jeweils zweifach ab­ gestützt sind, wobei jeweils eine Lagerung im Schild zur Lage­ rung der Antriebswelle und die jeweils andere Lagerung in der Zwischenwand erfolgt.

Durch die Anordnung von zwei Zahnrädern , die diametral zuein­ ander angeordnet sind, lassen sich folgende Vorteile erreichen

• 1. Abstützung der dünn ausgeführten Motorwelle gegen eine Verbiegung
• 2. Erhöhung der Verzahnfestigkeit sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe des Getriebes.
• 3. die Zahnräder lasen sich aus Kunststoff herstellen.

Die Anordnung einer Zwischenwand ermöglicht es darüber hinaus, die Abtriebswelle zweifach zu lagern. Eine erste Lagerung er­ folgt in einem Endschild des Getriebegehäuses, während die andere Lagerung in der Zwischenwand erfolgt.

Vorzugsweise wird die Zwischenwand einstückig mit einer Gehäu­ sehülse ausgebildet, die durch die beiden Lagerschilde ver­ schlossen wird.

Die Zwischenwand weist einen zentralen Durchbruch auf, der hülsenförmig verlängert ist, wobei die Verlängerung in einen sich radial erstreckenden Kragen endet. Die Verlängerungshülse dient der Aufnahme des Lagers für die Abtriebswelle, während der Kragen Lagerpunkte für die Hilfszahnräder zur Verfügung stellt.

Vorzugsweise werden die Hilfszahnräder auf Stiften gelagert, die einerseits im Lagerschild für die Antriebswelle und ande­ rerseits im Kragen der Zwischenwand eingesteckt sind.

Um die Ausdehnung des Getriebegehäuses insbesondere den Außen­ durchmesser der Gehäusehülse klein zu halten, sind im Bereich der ersten Verzahnung der Hilfszahnräder Ausnehmungen in der Lagerhülse vorgesehen.

Weiterhin ist der Schild zur Aufnahme der Lagerung der An­ triebswelle so ausgebildet, daß auf seiner nach außen wei­ senden Seite das Gehäuse eines Motors befestigt bzw. aufge­ steckt werden kann.

Das Getriebe wird vorzugsweise mit einem Motor kombiniert, wobei der Außendurchmesser des Gehäuses des Motors dem Außen­ durchmesser des Gehäuses des Getriebes entspricht. Insgesamt entsteht damit eine schlanke Antriebseinheit, die in vielfäl­ tiger Weise eingesetzt werden kann.

Im folgenden soll anhand einer Figur die Erfindung näher er­ läutert werden.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Antriebseinheit, beste­ hend aus einem Elektromotor 1 und einem Getriebe 2.

Das Getriebe 2 ist in einem Gehäuse untergebracht, das aus einem ersten Lagerschild 3, einem zweiten Lagerschild 4 sowie einer Gehäusehülse 5 besteht. Der erste Lagerschild dient zur Lagerung der Antriebswelle und zum Anflanschen des Motors 1, so daß es im folgenden auch Motorschild genannt werden soll.

Der zweite Lagerschild dient der Lagerung der Abtriebswelle und es schließt die Motorgetriebeeinheit ab, so daß es im fol­ genden auch Endschild 4 genannt werden soll.

Motorschild 3 und Endschild 4 werden beidseitig auf die Gehäu­ sehülse aufgesteckt und bilden so ein tonnenförmiges Gehäuse.

Motorschild und Endschild können aus Kunststoff hergestellt werden, die Gehäusehülse wird vorzugsweise aus Metall z. B. aus Zinkdruckguß hergestellt.

Einstückig mit der Gehäusehülse 5 ist eine Zwischenwand 6 aus­ gebildet, die sich in etwa mittig zwischen dem Motorschild und dem Endschild befindet. Die Wand weist einen zentralen Durch­ bruch 7 sowie mehrere entsprechend der Zahl von Hilfszahnrä­ dern 13, weitere Durchbrüche 8 auf, die außermittig angeordnet sind.

Der zentrale Durchbruch 7 wird durch eine Verlängerungshülse 9 in Richtung auf den Endschild verlängert, wobei am Ende der Verlängerungshülse 9 ein radial nach außen weisender Kragen 10 vorgesehen ist, der bis vor die Durchbrüche 8 für die Hilfs­ zahnräder 13 reicht.

Durch den Motorschild 3 führt die Antriebswelle 11, deren freies Ende als Antriebszahnrad 12 ausgebildet ist. Das An­ triebszahnrad 12 weist lediglich zwei Zähne auf, die mit ex­ tremer Steigung z. B. mit einem Steigungswinkel von 17 Grad die Antriebswelle 11 schraubenförmig umlaufen.

Parallel zur Antriebswelle 11 sind zwei Hilfszahnräder 13, 13′ angeordnet. Die Zahnräder sind gleich aufgebaut, so daß im folgenden nur noch ein Hilfszahnrad 13 beschrieben wird. Die Hilfszahnräder liegen diametral gegenüber.

Das Hilfszahnrad 13 weist zwei axial gegeneinander versetzte Verzahnungen auf, wobei die erste Verzahnung 14 im Antriebs­ zahnrad 12 kämmt, während die zweite Verzahnung 15 mit dem noch zu beschreibenden Abtriebszahnrad 16 zusammenwirkt. Das Hilfszahnrad 13 weist eine zentrale Bohrung auf, durch die ein Stift 17 hindurchgeführt ist. Das eine Ende des Stiftes 17 ist im Motorschild 3, während das andere Ende des Stiftes im Kra­ gen 10 gelagert bzw. eingesteckt ist. Das Hilfszahnrad 13 selbst ist zwischen dem Motorschild und dem Kragen 10 abge­ stützt, so daß es keine axiale Bewegung ausführen kann.

Beide Hilfszahnräder weisen Montagemarkierungen z. B. in Form von Nocken auf, die eine zugeordnete Montage ermöglichen. Denn nur für eine relative Winkelstellung der Hilfszahnräder zueinander ergibt sich ein Eingriff sowohl in die Verzahnung der Antriebswelle 11 als auch in die Verzahnung der Abtriebs­ welle 12.

Die Außenverzahnung der ersten Verzahnung reicht an die Gehäu­ sehülse 5 heran, so daß Taschen 18 in der Gehäusehülse vor­ gesehen sind, in deren Bereich die Wanddicke der Gehäusehülse verkleinert ist. Das Hilfszahnrad ragt mit seinem Bereich, der die zweite Verzahnung trägt, durch die Durchbrüche 8 in der Zwischenwand 6 hindurch.

Das Abtriebszahnrad 16 ist wie folgt ausgebildet: Es hat ins­ gesamt eine topfförmige Struktur, wobei der verdickte Boden 19 des Topfes formschlüssig mit der Abtriebswelle 21, die dazu eine Riffelung trägt, verbunden ist. Die Topfwände weisen eine Innenverzahnung 20 auf, die in die zweite Verzahnung der Hilfszahnräder 13, 13′ eingreifen. Das Abtriebszahnrad 16 über­ greift dazu den Kragen 10 der Zwischenwand 6 sowie die zweite Verzahnung 15 der Hilfszahnräder 13.

Die Abtriebswelle 21 weist einen im Getriebegehäuse liegenden Endzapfen 22 auf, der in der Verlängerungshülse 9 gelagert ist.

Der Endzapfen 22 dient gleichzeitig als Anlauffläche für die Antriebswelle 11. Die Innenseite des Bodens 19 des Abtriebs­ zahnrades 16 weist eine umlaufende Erhebung 23 auf, die am Kragen 10 der Zwischenwand 6 abgestützt ist. Die außenliegende Seite der Verdickung des Bodens 19 des Abtriebszahnrades 16 liegt am Endschild bzw. am Gleitlager 24 für die Abtriebswelle im Endschild an. Auf diese Weise ist das Abtriebszahnrad 16 im Gehäuse in axialer Richtung fixiert. Da die Befestigung des Abtriebszahnrades 16 an der Abtriebswelle 11 auch in axialer Richtung formschlüssig ausgebildet ist, ist auch eine axiale Fixierung der Abtriebswelle 11 gegeben. An der Außenseite des Abtriebszahnrades 16 ist eine umlaufende Erhebung 25 vorgese­ hen, die an der Innenseite der Gehäusehülse 5 anliegt. Damit soll vermieden werden, daß sich die Innenverzahnung der Ab­ triebswelle aufweitet.

Der Elektromotor 1 besteht aus einer Motorwelle 30, die un­ mittelbar in die Antriebswelle 11 übergeht. Die Motorwelle 30 trägt einen Anker 31, der über einen Kommutator 32 mit Gleich­ strom wechselnder Polarisierung versorgt wird. Der Gehäuseman­ tel des Motors 1 besteht aus einem Metallmantel, an dessen Innenseite Permanentmagnete 34 eingeklebt sind, wobei der Me­ tallmantel 33 den magnetischen Rückschluß sicherstellt. Elek­ tromotor 1 und Getriebe 2 sind nun so aufeinander abgestimmt, daß der Außendurchmesser des Gehäusemantel 33 des Motors 1 mit dem Außendurchmesser der Gehäusehülse 5 des Getriebes 2 über­ einstimmt. Wie auch die Fig. 1 verdeutlicht, entsteht damit eine insgesamt schlank ausgeführte Antriebseinheit. Insbeson­ dere durch das nur zweigängig ausgeführte Antriebszahnrad 12 sowie das mit einem effektiv großen Verzahnungsdurchmesser versehene Abtriebszahnrad 16 kann eine sehr starke Unterset­ zung ins Langsame erreicht werden, ohne daß das Getriebe eine zu starke radiale Ausdehnung erfährt.

Bezugszeichenliste

1 Elektromotor
2 Getriebe
3 Motorschild
4 Endschild
5 Gehäusehülse
6 Zwischenwand
7 zentraler Durchbruch
8 Durchbruch
9 Verlängerungshülse
10 Kragen
11 Antriebswelle
12 Abtriebswelle
13 Hilfszahnrad
14 Erste Verzahnung
15 Zweite Verzahnung
16 Abtriebszahnrad
17 Stift
18 Taschen
19 Boden
20 Innenverzahnung
21 Abtriebswelle
22 Endzapfen
23 Erhebung
24 Gleitlager
25 Radiale Erhebung
30 Motor
31 Anker
32 Kommutator
33 Gehäusemantel
34 Magnete.

Claims (9)

1. Getriebe mit einem Antriebszahnrad (12) auf einer An­ triebswelle (11), die in einem ersten Schild (3) ge­ lagert ist und einem Abtriebszahnrad (16) auf eine Ab­ triebswelle (21), die in einem zweiten Schild (4) ge­ lagert ist, wobei An- und Abtriebswelle koaxial ausge­ richtet sind, sowie mit einem Hilfszahnrad (13), das ei­ ne erste Verzahnung (14) und eine zweite Verzahnung (15) aufweist, wobei die erste Verzahnung mit dem Antriebs­ zahnrad (12) und die zweite Verzahnung mit dem Abtriebs­ zahnrad (16) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Zwischenwand zwischen dem ersten Schild (3) und dem zweiten Schild (4) aufweist, die mit minde­ stens einem Durchbruch (8) für das Hilfszahnrad (13) versehen ist, wobei das Abtriebszahnrad (16) eine Innen­ verzahnung (20) aufweist, die die zweite Verzahnung (15) des Hilfszahnrades (13) von außen umgreift.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (12) mit einer zweigängigen Verzah­ nung versehen ist, deren Steigungswinkel größer als 10 Grad ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfszahnrad sowohl im ersten Schild (3) als auch in der Zwischenwand (6) gelagert ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtriebswelle (21) einen innenliegen­ den Endzapfen (22) aufweist, der in der Zwischenwand (6) gelagert ist.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (6) einstückig mit einer Gehäusehülse (5) ausgebildet ist, die von dem ersten und zweiten Schild beidseitig verschlossen ist.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (6) einen zentralen Durchbruch (7) auf­ weist, der mittels einer Verlängerungshülse (9) in axia­ ler Richtung verlängert ist, wobei die Verlängerungs­ hülse (9) an ihrem freien Ende mit einem nach außen wei­ senden Kragen (10) versehen ist.

7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Hilfszahnrad (13) auf ei­ nem Stift (17) gelagert ist, der in den ersten Schild (3) und die Zwischenwand (6) eingesteckt ist.

8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse (5) im Bereich der ersten Verzahnung des Hilfszahnrades mit Taschen (18) versehen ist.

9. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schild (5) derart ausgelegt ist, daß es ge­ eignet ist, an seiner Außenseite das Gehäuse eines Elek­ tromotors (1) aufzunehmen.