DE3731065A1 - Schneckengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe, umfassend eine Antriebswelle zum Anschluß an eine Antriebsein­ richtung und eine Abtriebswelle zum Anschluß an eine anzutreibende Einrichtung, wobei die Antriebswelle eine Schnecke trägt, die in Eingriff mit einem von der Welle getragenen Schneckenrad steht, sowie eine Tragkonstruk­ tion, an der die drehenden Elemente des Getriebes über Lager befestigt sind.

Schneckengetriebe dieser Art sind bekannt und werden in jüngerer Zeit auf Grund neuerer theoretischer und praktischer Erkenntnisse anstelle von Getrieben verwen­ det, die nachgeschaltete Schneckenstufen aufweisen, d. h. abtriebswellenseitig. Mit dem Schneckengetriebe der jetzt benutzten bekannten Art werden die positiven Eigenschaften des Schneckenansatzes auf der hochtouri­ gen Eingangs- bzw. Antriebsseite genutzt, wobei durch bereitstellbare Synthese-Öle eine optimierte hydrodyna­ mische Schmierung ermöglicht wird und dadurch die Verlustleistung des Getriebes minimiert und der Wir­ kungsgrad gegenüber Getrieben mit nachgeschalteten Schneckenstufen stark verbessert und das Geräuschniveau deutlich vermindert wird.

Für Getriebe gilt allgemein, daß bei diesen, wenn sie aufgrund bestimmter Einsatzarten mit oft wechselnden Drehrichtungen angetrieben werden, das Spiel zwischen den Zahnrädern des Getriebes bei Antriebsumkehr ab­ triebsseitig signifikant in Erscheinung tritt. Darüber hinaus kann auch bei kontinuierlichem Antrieb des Getriebes in einer Richtung das Spiel zwischen den Zahnrädern signifikant dadurch in Erscheinung treten, daß das von der anzutreibenden Einrichtung ausgeübte Drehmoment in der Richtung wechselt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schnek­ kengetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei wechselnder Antriebsrichtung und wechselnden, auf das Getriebe durch die anzutreibende Einrichtung ausgeübte Drehmomentrichtungen im wesentlichen spiel­ frei arbeitet, wobei ebenfalls das infolge der Reibung über längere Betriebszeiträume natürlicherweise auf­ tretende Spiel auf einfache Weise behoben werden kann und daß schließlich einfach im Aufbau damit kostengün­ stig herstellbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Neuerung dadurch, daß auf der Welle des Schneckenrades wenigstens ein Ritzel angeordnet ist, das in Eingriff mit einem auf der Abtriebswelle sitzenden Zahnradsatzes steht, wobei der Zahnradsatz gegenüber dem Ritzel spielarm verspannt ist.

Der Vorteil eines derartigen Schneckengetriebes liegt im wesentlichen darin, daß ohne großen konstruktiven Aufwand durch einfache Verspannung des Zahnradsatzes das Drehmoment von der Schneckenradwelle über das dort angebrachte Ritzel auf die Abtriebswelle übertragen werden kann, so daß ein in weiten Bereichen absolut spielfreies Übertragen des Drehmoments möglich ist. Darüber hinaus gestattet ein derartiger Aufbau auch ein schnelles Nachstellen, wenn infolge der zwangsweise zwischen den Zahnrädern und dem Ritzel auftretenden Reibung im Laufe des Einsatzes ein Spiel auftritt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schnecken­ getriebes ist der Zahnradsatz unmittelbar aneinander­ liegend ausgebildet, d. h., der Zahnradsatz steht in Eingriff mit einem einzigen auf der Schneckenradwelle angeordneten Ritzel. Diese einfache Art der Verspannung gestattet beispielsweise auch nachträglich die Ausstattung bekannter Schneckengetriebe, die bisher nicht spielfrei waren.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Schneckengetriebes wird der Zahnradsatz durch zwei gesonderte Zahnräder gebildet, die mit jeweils einem ihm zugeordneten Ritzel, die beide auf der Antriebswel­ le angeordnet sind, in Eingriff stehen. Im Gegensatz zur vorangehend beschriebenen Ausgestaltung des Schnek­ kengetriebes ist das so ausgestaltete Schneckengetriebe in der Lage, sowohl in der einen als auch in der anderen Antriebsdrehrichtung das volle Drehmoment, für das das Schneckengetriebe berechnet und ausgelegt worden ist, zu übertragen. Bei der vorangehend geschil­ derten Ausgestaltung ist, wenn anstelle eines einzig vorhandenen Zahnrades ein aus zwei aneinanderliegenden Zahnrädern bestehender Zahnradsatz, der gegeneinander verspannt ist, vorgesehen wird, das mit dem erfindungs­ gemäßen Schneckengetriebe übertragbare Drehmoment halbiert.

Die spielarme Verspannung zwischen den beiden Zahnrä­ dern des Zahnradsatzes kann grundsätzlich auf beliebige geeignete und bekannte Weise erfolgen. Vorzugweise ist das eine Zahnrad jedoch fest mit der Abtriebswelle verbunden, während das andere Zahnrad drehbar ist und über einen fest mit der Abtriebswelle verbundenen und im wesentlichen um diesen herumlaufenden Flansch über lösbare Befestigungsmittel befestigbar. Diese Ausfüh­ rungsform gestattet es, daß auf gewöhnliche Weise das eine Zahnrad bei der Montage fest mit der Abtriebswelle verbunden werden kann und lediglich das zweite Zahnrad des Zahnradsatzes relativ zum ersten auf der Abtriebs­ achse sitzenden Zahnrad verdreht zu werden braucht, wobei nach erfolgtem Ausgleich des Spiels das drehbare Zahnrad dann in der endgültigen Stellung festgesetzt zu werden braucht.

Auch die unmittelbare Art der Verspannung des um die Antriebswelle drehbaren Zahnrades des Zahnradsatzes, d. h. seine unmittelbare Arretierung auf der Abtriebswelle nach dem erfolgten Ausgleichs des Spiels, kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen, es ist jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform des Schneckengetriebes vorteilhaft, daß das zur Abtriebswelle drehbare Zahnrad über wenigstens ein Paar um die Abtriebswelle herum angeordnete aneinanderliegende Ringe mit im wesentli­ chen dreieckigem Querschnitt getragen wird, wobei die Hypothenusenflächen beider Ringe fest aneinander liegen und zur Befestigung und zum Lösen des Zahnrades auf und von der Antriebswelle in axialer Richtung verschieb­ bar sind. Durch Befestigungsmittel, die im wesentli­ chen parallel zur Achse der Abtriebswelle einerseits im Flansch und andererseits im drehbar beweglichen und axial verschiebbaren Zahnrad sitzen, kann das Zahnrad zum Ausgleich des Spiels verkeilt werden, indem über die Befestigungsmittel eine axiale Kraft ausgeübt wird und die beiden Hypothenusenflächen der Ringe aufeinander geschoben werden und dabei das bewegliche Zahnrad in der eingestellten Endstellung verkeilt wird.

Um das Eigenspiel zwischen Ritzel und den Zahnrädern des Zahnradsatzes von vornherein so gering wie möglich zu halten, sind die Zahnräder des Zahnradsatzes und das bzw. die Ritzel stirnverzahnt ausgebildet, wobei die Stirnverzahnung wiederum in Form einer Schrägverzahnung ausgebildet sein kann.

Um es zu ermöglichen, daß das Schneckengetriebe ohne weiter konstruktive Maßnahmen neben der das Getriebe antreibenden Einrichtung auch noch mit anderen Einrich­ tungen versehen werden kann, beispielsweise einer Kupplungseinrichtung oder dergl., oder daß beispiels­ weise noch ein weiteres gleiches oder auch anderes Getriebe mit dem Schneckengetriebe verbunden werden kann, ist die Antriebswelle vorteilhafterweise derart ausgebildet, daß sie an im wesentlichen gegenüberlie­ genden Seiten aus der Tragkonstruktion herausstehende Wellenenden aufweist. Diese Ausgestaltung hat noch den weiteren Vorteil, daß die anzutreibende Einrichtung wahlweise entweder mit dem einen oder mit dem anderen Wellenende der Antriebswelle gekuppelt werden kann, d. h., daß sich das Schneckengetriebe ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen unmittelbar an die spezielle Einsatzart anpassen kann.

Vorteilhafterweise gilt gleiches für die Abtriebswelle, die gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet ist, daß diese vorzugsweise mit ihren beiden Wellenenden an im wesentlichen gegenüber­ liegenden Seiten aus der Tragkonstruktion heraussteht.

Schließlich kann die Tragkonstruktion des Schneckenge­ triebes, die die gesamten drehenden und festen Elemente des Getriebes aufnimmt, auch durch ein im wesentlichen geschlossenes Gehäuse gebildet werden, was dann von Vorteil ist, wenn das Schneckengetriebe als kompakter geschlossener Getriebesatz verwendet werden soll. Es sei angemerkt, daß die Tragkonstruktion bzw. das die Tragkonstruktion bildende geschlossene Gehäuse das Schneckengetriebe als Fuß-, Flansch- und Aufsteckge­ triebe bereitstellbar machen.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach­ folgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles eingehend beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 in der Seitenansicht und teilweise im Schnitt ein Schneckengetriebe unter teilweiser Weglassung konstruktiver Einzelheiten,

Fig. 2 einen Ausschnitt gemäß der Darstellungen von Fig. 1 mit an beiden Enden aus dem Gehäuse herausgeführten Enden der Antriebswelle,

Fig. 3 im Schnitt das Schneckengetriebe in einer mit 90° gegenüber der Darstellung von Fig. 1 gedrehten Ansicht und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 3 in gegenüber dieser vergrößertem Maßstab, den Bereich des drehbaren Zahnrades gegenüber der Abtriebswelle zeigend.

Das Schneckengetriebe 10 umfaßt im wesentlichen eine in Form eines Gehäuses ausgebildete Tragkonstruktion 17, in der auf bekannte Weise die drehenden Elemente des Getriebes über Lager befestigt sind. Ein gesondertes Eingehen auf die Art der Lagerung der drehenden Elemen­ te sowie der festen Elemente des Schneckengetriebes erübrigt sich somit an dieser Stelle. Das Schneckengetriebe 10 umfaßt eine Antriebswelle 11, die von einer Antriebseinrichtung 12, die symbolisch durch den Pfeil in Fig. 1 dargestellt wird, angetrieben wird. Auf der Antriebswelle 11, die über Lager in der Trag­ konstruktion 17 befestigt ist, ist eine Schnecke ausgebildet, die in Eingriff mit einem Schneckenrad 16 steht, das von einer Welle 15 getragen wird. Die Welle 15 des Schneckenrades 16 ist ebenfalls auf bekannte Weise über Lager, die Kegellager sein können, beidsei­ tig in der Tragkonstruktion 17 befestigt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Antriebswelle 11 im wesent­ lichen symmetrisch zur hier als Gehäuse ausgebildeten Tragkonstruktion 17 angeordnet und somit ebenfalls das in die Schnecke 14 eingreifende Schneckenrad 16. Zu beiden Seiten des Schneckenrades 16 ist im wesentlichen gleichen Abstand je ein Ritzel 18, 19 auf der Welle 15 angeordnet. Die Ritzel 18, 19 stehen jeweils in Ein­ griff mit einem Zahnrad 20, 21, die zusammen einen Zahnradsatz bilden, der zur Verminderung des Spiels zwischen der Welle 15 und der Abtriebswelle 13, auf der beide Zahnräder 20, 21 angeordnet sind verspannbar ist. Auf die Art bei der Verspannung beider Zahnräder 20, 21 des Zahnradsatzes wird weiter unten gesondert eingegan­ gen.

Wie schon erläutert, sind die beiden Zahnräder 20, 21 auf der Abtriebswelle 13 angeordnet, die wiederum auf geeignete bekannte Weise, beispielsweise über zwei Kegellager in der Tragkonstruktion 17, gelagert ist. Aus der Tragkonstruktion 17 heraus ragen bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform des Schneckenge­ triebes 10 zwei Wellenansätze 130, 131, an die hier nicht dargestellte anzutreibende Einrichtungen gekop­ pelt werden können. Es ist auch denkbar, daß nur ein Wellenansatz 130, 131 aus der Tragkonstruktion 17 herausragt. Darüber hinaus kann die Abtriebswelle 13 anstelle einer massiven Welle auch aus einer Hohlwelle bestehen.

Auf der Abtriebswelle 13 ist ein um diese herumlaufen­ der Flansch 22 vorgesehen, der entweder einstückig mit der Abtriebswelle ausgebildet ist oder auf geeignete Weise nach der Herstellung bei der Montage des Schnek­ kengetriebes 10 fest mit der Antriebswelle verbunden worden ist. Der Flansch 22 weist in einem vorbestimmten Teilkreisverhältnis eine Mehrzahl von Flanschlöchern 28 auf, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln 23, beispielsweise in Form von Schrauben, dienen.

Das Zahnrad 20, das dem Flansch 22 unmittelbar benach­ bart angeordnet ist, weist ein Achsloch 29 mit einem Durchmesser auf, der soviel größer ist, daß zwei mit ihren Hypothenusenflächen aneinanderliegende Ringe 24, 25, die im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt haben, zwischen dem Wellenmantel und der zylindrischen Oberfläche des Achslochs des Zahnrades 20 zu liegen kommen. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann noch ein zweites Ringpaar 240, 250 auf die gleiche Weise zwischen dem Außenmantel der Abtriebswelle 13 und der zylindrischen Oberfläche des Achslochs 29 des drehbaren Zahnrades angeordnet sein. Das Achsloch 29 im Zahnrad 20 ist nicht durchgehend ausgebildet, vielmehr befindet sich an dem dem Flansch 22 gegenüberliegenden Ende des Achslochs 29 ein Ansatz 30, an den im Beispiel von Fig. 4 der eine Ring 250 des einen Ringsatzes zur Anlage kommt. In der Höhe des Ansatzes entspricht der Durch­ messer des dort in seiner Bohrung verminderten Durch­ messers des Achslochs 290 im wesentlichen dem Durch­ messer der Abtriebswelle 13 an dieser Stelle, wobei das Zahnrad 20 wenigstens im Gleitsitz über die Abtriebs­ welle 13 geschoben werden kann.

Wenn bei der Montage des Schneckengetriebes 10 oder nach langem Betrieb das Spiel zwischen der Welle 15 des Schneckenrades 16 und der Abtriebswelle 13 beseitigt werden soll, wird, gegebenenfalls unter Lösung des Befestigungsmittels 23, das auf der Abtriebswelle 13 drehbare Zahnrad 20 relativ zum auf der Abtriebswelle 13 fest angeordneten Zahnrad 21 verdreht, bis das Spiel beseitigt ist. Nachfolgend werden die Befestigungsmit­ tel 23 angezogen mit der Folge, daß die beiden Hypothe­ nuseflächen 26, 27 bzw. 260, 270 der Ringpaare 24, 25 bzw. 240, 250 zueinander gleitend verschoben werden, was zur Folge hat, daß die radiale Dicke der Ringpaare 24, 25 bzw. 240, 250 vergrößert wird. Die Folge ist ein Festkeilen des grundsätzlich beweglich ausgebildeten einen Zahnrades 20.

Das Lösen dieses Zahnrades 20 für eine später erforder­ lich werdende Nachstellung zum erneuten Ausgleich des Spiels geschieht in umgekehrter Weise. Durch das erfindungsgemäße Schneckengetriebe wird auf einfache und wirksame Weise das Spiel zwischen Welle 15 des Schneckenrades 16 und der Abtriebswelle 13 eliminiert, was, wie dargestellt, auf gleiche Weise auch dann durchgeführt werden kann, wenn sich durch Reibung und Abtrieb im Laufe des Betriebes ein natürliches Spiel zwischen den Wellen eingestellt hat.

Bezugszeichenliste:

10 Schneckengetriebe
11 Antriebswelle
110 Wellenende
111 Wellenende
12 Antriebseinrichtung
13 Antriebswelle
130 Wellenende
131 Wellenende
14 Schnecke
15 Welle (Schneckenrad)
16 Schneckenrad
17 Tragkonstruktion
18 Ritzel
19 Ritzel
20 Zahnradsatz
21 Zahnradsatz
22 Flansch
23 Befestigungsmittel
24 Ring
240 Ring
25 Ring
250 Ring
26 Hypothenusenfläche
260 Hypothenusenfläche
27 Hypothenusenfläche
270 Hypothenusenfläche
28 Flanschloch
29 Achsloch
290 Achsloch
30 Ansatz

Claims (10)

1. Schneckengetriebe, umfassend eine Antriebswelle zum Anschluß an eine Antriebseinrichtung und eine Abtriebs­ welle zum Anschluß an eine anzutreibende Einrichtung, wobei die Antriebswelle eine Schnecke trägt, die in Eingriff mit einem von der Welle getragenen Schnecken­ rad steht, sowie eine Tragkonstruktion, in der die drehenden Elemente des Getriebes über Lager befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (15) des Schneckenrades (16) wenigstens ein Ritzel (18; 19) angeordnet ist, das in Eingriff mit einem auf der Abtriebswelle (13) sitzenden Zahnradsatz (20; 21) steht, wobei der Zahnradsatz (20; 21) gegenüber dem Ritzel (18; 19) spielarm verspannt ist.

2. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zahnradsatz (20; 21) unmittelbar aneinanderliegend ausgebildet ist.

3. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zahnradsatz durch zwei gesonderte Zahnräder (20, 21) gebildet wird, die mit jeweils einem ihnen zugeordneten Ritzel (18, 19), die beide auf der Antriebswelle (11) angeordnet sind, in Eingriff stehen.

4. Schneckengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das eine Zahnrad (19) fest mit der Abtriebswelle (13) verbunden ist, während das andere Zahnrad (20) relativ zur Antriebswelle (13) drehbar ist und über einen fest mit der Abtriebswelle (13) verbun­ denen und im wesentlichen um diesen herumlaufenden Flansch (22) über lösbare Befestigungsmittel (23) befestigbar ist.

5. Schneckengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zur Abtriebswelle (13) drehbare Zahnrad (20) über wenigstens ein Paar um die Abtriebs­ welle (13) herum angeordnete aneinanderliegende Ringe (24, 25) mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt getragen wird, wobei die Hypothenusenflächen (26, 27) beider Ringe (24, 25) aneinanderliegen und zur Befesti­ gung und zum Lösen des Zahnrades (13) auf und von der Antriebswelle (13) in axialer Richtung verschiebbar sind.

6. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (18; 19) und die Zahnräder des Zahnradsatzes (20; 21) stirnverzahnt ausgebildet sind.

7. Schneckengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnverzahnung des Ritzels (18; 19) der Zahnräder des Zahnradsatzes (20; 21) schrägverzahnt ausgebildet ist.

8. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (11) derart ausgebildet ist, daß an im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten Wellenenden (110, 111) aus der Tragkonstruktion herausragen.

9. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion (17) durch ein im wesentlichen ge­ schlossenes Gehäuse gebildet wird.

10. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (13) mit ihren beiden Wellenenden (130, 131) an im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten aus der Tragkonstruktion (17) heraussteht.