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1. WO2020001813 - GETRIEBE MIT GEHÄUSETEIL UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES GETRIEBES

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Getriebe mit Gehäuseteil und Verfahren zum Herstellen eines Getriebes

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit Gehäuseteil und Verfahren zum Herstellen eines Getriebes.

Aus der EP 1 733 153 B1 ist ein Stirnradgetriebe bekannt.

Beim Herstellen eines Druckgussteils ist bekannt, die Formgebung mittels zwei

Gusswerkzeugen, also Formwerkzeugen, auszuführen, welche beim Entformen in einer ersten Ziehrichtung relativ auseinander bewegt werden. Weitere Formwerkzeuge, welche beim Entformen in einer anderen Ziehrichtung herausgezogen werden, welche unterschiedlich ist von der ersten Ziehrichtung, werden im Folgenden der Einfachheit halber als Schieber bezeichnet.

Vorzugsweise wird mit den Gusswerkzeugen die äußere Kontur des Druckgussteils erzeugt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe einfach herstellbar und kostengünstig weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Getriebe nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Getriebe mit Gehäuseteil sind, dass das

Gehäuseteil ein Gussteil ist, insbesondere ein Druckgussteil, insbesondere ein Aluminium-Druckgussteil,

wobei das Gehäuseteil durch zwei Formwerkzeuge erzeugt ist, welche beim Entformen in einer ersten Ziehrichtung relativ auseinander bewegt werden,

wobei das Gehäuseteil eine insbesondere als Beabstandung fungierende Zwischenwand infolge eines Mindestabstandes der beiden Formwerkzeuge aufweist.

Von Vorteil ist dabei, dass auf diese Weise ein sehr geringes Ölvolumen im Getriebe erreichbar ist. Denn mittels der beiden Formwerkzeuge werden möglichst große Taschen oder Wannen im Gehäuseteil erzeugbar, welche der Kontur der Verzahnungsteile, insbesondere des abtreibenden Zahnrads möglichst eng folgen. Auf diese Weise ist ein geringes Ölvolumen erreichbar. Ein Berühren der beiden Formwerkzeuge ist trotzdem vermieden und stattdessen eine Zwischenwand materialsparend vorhanden. Die Zwischenwand ist sehr dünn ausführbar, da keine tragende Funktion ausgeführt werden muss sondern nur die beiden Formwerkzeuge separat zu halten sind.

Der äußere rechteckförmige oder quaderförmige Rahmen ist durch ein darin befindliches Kreuz stabilisierbar, in dessen Mittelpunkt die Lageraufnahme für ein Lager der abtreibenden Welle anordenbar ist. Vorzugsweise ist diese Lageraufnahme auch beabstandet von der Unterseite, also von den Fußflächen und nur über eine Rippe mit der Unterseite verbunden.

In der Zwischenwand können insbesondere als Gießblatt fungierende räumlich begrenzte Verjüngungen der Wand vorgesehen werden, welche hier als Knockout bezeichnet werden. Mittels der Knockouts ist ein einfaches Schaffen einer Abflussmöglichkeit für Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl erreicht, die sich in der Vertiefung sammeln könnten. Dabei ist für das Entfernen der Knockouts nur ein Schlagwerkzeug notwendig, also kein Bohrwerkzeug.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zwischenwand eben ausgeformt und die

Ziehrichtung ist parallel zur Normalenrichtung der Ebene, insbesondere Mittelebene, der Zwischenwand ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass die Zwischenwand einem Gießblatt entsprechend vorgesehen ist. Somit ist nur wenig Material für die Zwischenwand aufzuwenden und trotzdem ist die Abnutzung der beiden Formwerkzeuge verringerbar. Denn bei Berührung wäre eine hohe Abnutzung der beiden Formwerkzeuge vorhanden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Wandstärke der Zwischenwand zwischen einem und zehn Millimetern. Von Vorteil ist dabei, dass wenig Material notwendig ist und trotzdem die Abnutzung der beiden Formwerkzeuge verringerbar ist. Da die Wandstärke gering ist, ist ein Entfernen von Knockouts mit noch geringerem Aufwand erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuseteil eine sich in Ziehrichtung erstreckende Rippe auf, welche eine Lageraufnahme eines Lagers der abtreibenden Welle des Getriebes mit einer Unterseite eines äußeren Rahmens des Gehäuseteils verbindet,

insbesondere wobei die senkrechte Projektion des Rahmens in Richtung der Ziehrichtung im Wesentlichen rechteckförmig ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Unterseite, also eine

Fußfläche aufweisende Seite des äußeren Rahmens, beabstandbar ist von der

Lageraufnahme. Somit ist eine in Umfangsrichtung um die abtreibende Welle herum quasi punktförmige Einleitung von Drehmoment in die Fußfläche durch die Rippe hindurch ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme mittels einer weiteren

Lageraufnahme, welche ein Lager einer Zwischenwelle des Getriebes aufnimmt, mit der Oberseite des äußeren Rahmens verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Lageraufname der abtreibenden Welle wiederum beabstandet ist von der Oberseite. Darüber hinaus ist wiederum eine in Umfangsrichtung um die abtreibende Welle herum quasi punktförmige Einleitung von Drehmoment in die Oberseite durch die weitere Lageraufnahme hindurch ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme mittels eines Verdickungsbereichs mit einer Seitenfläche des äußeren Rahmens verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine um die abtreibende Welle herum quasi punktförmige Einleitung von Drehmoment in die

Fußflächen aufweisende Seitenfläche durch den Verdickungsbereich hindurch ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme mittels eines Flanschbereichs mit einer Seitenfläche des äußeren Rahmens verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine eintriebsseitige steife Anbindung ausgeführt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Getriebe ein Winkelgetriebe. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Formwerkzeuge und - insbesondere zwei - weitere Formwerkzeuge, also Schieber, zur Entformung des Getriebegehäuses notwendig sind. Somit sind die eintreibende Seite und der Gehäuseinnenraum separat von der abtreibenden Seite und deren Spiegelbild entformbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flanschbereich zum Verbinden mit einem die eintreibende Welle des Getriebes antreibenden Elektromotor, insbesondere dessen Gehäuse, vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die eintreibende Welle senkrecht zur abtreibenden Welle ausgerichtet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gehäuseteil mit einer weiteren Gehäuseöffnung zur Montage der Zahnräder und Wellen vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die

Gehäuseöffnung durch die Anordnung der Formwerkzeuge insbesondere mit dem Schieber für den Innenraum so ausgestaltbar ist, dass die entsprechende Seite des äußeren Rahmens des Getriebes sehr steif ausführbar ist.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Herstellen eines Getriebes sind, dass das

Getriebe ein Gehäuseteil aufweist, das als Druckgussteil aus einem Gussmaterial,

insbesondere Aluminium, gefertigt wird,

wobei zwischen zwei Formwerkzeugen, insbesondere beim Druckgießen, Gussmaterial als Zwischenwand, insbesondere als Beabstandung der beiden Formwerkzeuge, angeordnet ist, insbesondere mit einer Wandstärke zwischen 1 und 10 Millimeter,

wobei beim Entformen des als Druckgussteil hergestellten Gehäuseteils die Formwerkzeuge relativ voneinander wegbewegt werden, insbesondere in einer ersten Ziehrichtung,

insbesondere wobei die erste Ziehrichtung parallel zur Drehachse der abtreibenden Welle des Getriebes gerichtet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr dünne Zwischenwand erzeugbar ist, welche zwischen den beiden Formwerkzeugen infolge deren Beabstandung erzeugt wird. Somit ist die Abnutzung der Formwerkzeuge verringerbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden nach dem Herausziehen der beiden

Formwerkzeuge Knockouts entfernt, insbesondere herausgeschlagen. Von Vorteil ist dabei, dass die Knockouts ohne großen Aufwand entfernbar sind und somit eine Abflussmöglichkeit für Flüssigkeiten erreicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Entformen des als Druckgussteil hergestellten Gehäuseteils ein weiteres, insbesondere drittes, Formwerkzeug senkrecht zur ersten

Ziehrichtung herausgezogen, insbesondere zur Erzeugung der Lageraufnahme für ein Lager der eintreibenden Welle,

insbesondere welcher von beiden Formwerkzeugen beabstandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels dreier Formwerkzeuge die abtreibende Seite, die dazu gegenüberliegende Seite und die eintreibende Seite ausformbar sind. Somit ist der eintreibende Bereich als

Hohlflanschteil ausformbar und daher die entsprechende Seite des äußeren Rahmens des Getriebes sehr steif ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Entformen des als Druckgussteil hergestellten Gehäuseteils ein viertes Formwerkzeug senkrecht zur ersten Ziehrichtung herausgezogen, insbesondere zur Erzeugung des Gehäuseinnenraums für die Platzierung der Zahnräder und Wellen,

insbesondere welcher von beiden Formwerkzeugen beabstandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels dieser Formwerkzeuge die abtreibende Seite, die dazu gegenüberliegende Seite und der Gehäuseinnenraum ausformbar sind. Somit ist die entsprechende Seite des äußeren Rahmens des Getriebes sehr steif ausführbar.

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.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Gehäuseteil 1 eines erfindungsgemäßen Getriebes in Schrägansicht dargestellt, wobei Knockouts 4 sichtbar sind.

In der Figur 2 ist das Gehäuseteil 1 angeschnitten dargestellt.

In der Figur 3 ist ein Querschnitt durch einen Bereich des Gehäuseteils 1 dargestellt.

In der Figur 4 ist eine Seitensicht auf das Gehäuseteil 1 dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, weist das Gehäuseteil 1 einen Flanschbereich 7 auf, an welchem das Gehäuse eines Elektromotors verbindbar ist. Die Rotorwelle des Elektromotors ist drehfest mit dem eintreibenden Verzahnungsteil des Getriebes verbunden.

Das Gehäuseteil 1 ist mittels Druckguss hergestellt und fungiert als Gehäuseteil eines Winkelgetriebes. Vorzugsweise wird das Gehäuseteil 1 als Aluminium-Druckgussteil hergestellt.

Das Druckgussteil wird nach Einspritzen des geschmolzenen Gießwerkstoffs, insbesondere Aluminium, mittels Schiebern entformt, welche jeweils geradlinig bewegt, insbesondere herausgezogen, werden.

Insbesondere entformt ein drittes Formwerkzeug in einer zur ersten Ziehrichtung zweier Formwerkzeuge den vom Flanschbereich 7 umgebenen Innenraum in Richtung der

Rotorwellenachse. Das dritte Formwerkzeug wird also in Rotorwellenachs-Richtung herausgezogen.

Insbesondere entformt ein viertes Formwerkzeug den von der Deckelöffnung 11 umgebenen Innenraum senkrecht zur abtreibenden Wellenachse und senkrecht zur Rotorwellenachse.

Das erste und zweite Fomwerkzeug entformen senkrecht zur Rotorwellenachs-Richtung.

Dabei wird das erste Formwerkzeug in Richtung der abtreibenden Welle herausgezogen und das zweite Formwerkzeug in entgegengesetzter Richtung.

Eine als Beabstandung der beiden Formwerkzeuge fungierende Zwischenwand 5 ist als vor dem Herausziehen der beiden Formwerkzeuge befüllter Zwischenraum zwischen den beiden Formwerkzeugen erzeugt. Die Zwischenwand 5 ist im Wesentlichen eben ausgeführt. Die Normalenrichtung dieser Ebene ist parallel zur Richtung der abtreibenden Welle ausgerichtet.

Ein jeweiliges Knockout 4, insbesondere also der Bereich der Zwischenwand 5 mit verdünnter Wandstärke, ist innerhalb der Zwischenwand 5 angeordnet. Auf diese Weise ist, wie in Figur 3 dargestellt, dieses Knockout 4 mit einem Werkzeug 30 durchbrechbar, insbesondere mittels Klopfen oder Schlagen. Auf diese Weise ist bei einer Montageanordnung des Getriebes, bei welcher die Zwischenwand 5 als Boden einer wannenförmigen Vertiefung, insbesondere taschenförmigen Vertiefung, fungiert, der Abfluss von Wasser durch das durchgebrochene Knockout 4 hindurch ermöglicht.

Der jeweilige Knockout 4 ähnelt einem Gießblatt, da seine Wandstärke geringer ist als die Wandstärke der Zwischenwand 5. Insbesondere ist die Wandstärke des Knockouts 4 geringer als ein Millimeter.

Die Normalenrichtung der ebenen Zwischenwand ist parallel zur Richtung der abtreibenden Welle, deren Lager in der am Gehäuseteil 1 ringförmig ausgeformten Lageraufnahme 6 aufgenommen wird.

Die Lageraufnahme weist bezogen auf die Drehachse der abtreibenden Welle radial gerichtete Verbreiterungen auf, die in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandet sind und in welche axial gerichtete Bohrungen eingebracht sind.

Die Rippe 3 erstreckt sich in Richtung der abtreibenden Welle des Getriebes. Somit ist eine steife Anbindung der Lageraufnahme 6 des Lagers der abtreibenden Welle an den äußeren Rahmen des Gehäuseteils 1 erreicht.

Der äußere Rahmen ist aus einer Unterseite, einer eine Deckelöffnung 1 1 aufweisende Oberseite, einer ersten Seitenfläche und dem Flanschbereich 7 als zweiter Seitenfläche eines grob gesehen quaderförmigen Gehäuseteils 1 gebildet.

Der äußere Rahmen ist verdickt ausgeführt. Allerdings wäre er für sich alleine genommen nicht belastbar mit Scherkräften, welche parallel zur Achse der eintreibenden Welle ausgerichtet sind.

Die Zwischenwand 5 ist nur dünn ausgeführt und versteift den äußeren Rahmen nur geringfügig.

Zur Versteifung ist vorrangig ein kreuzartiges Gebilde vorgesehen, wobei die vier Endbereiche der Extremitäten des Kreuzes jeweils mittig in einer der Seitenflächen des quaderförmigen Gehäuseteils verbunden sind mit dem äußeren Rahmen. Somit ist eine Stabilisierung des Gehäuseteils 1 erreicht.

Zur Bildung des Kreuzes ist die mittig angeordnete Lageraufnahme 6 mittels einer weiteren Lageraufnahme, welche ein Lager einer Zwischenwelle des Getriebes aufnimmt, mit der Oberseite verbunden.

Mit der Unterseite ist die Lageraufnahme 6 über die Rippe 3 verbunden.

Mittels eines ersten Verdickungsbereichs 8, insbesondere Stegbereich, ist die Lageraufnahme 6 mit der Seitenfläche verbunden.

Mittels eines zweiten Verdickungsbereichs 9, insbesondere Stegbereich, ist die

Lageraufnahme 6 mit dem Flanschbereich 7 verbunden.

Die Unterseite und die Seitenfläche weisen jeweils Fußbereiche 2 auf, welche an ihrer

Außenseite plan bearbeitet sind. Somit ist das Getriebe entweder mittels seiner Unterseite an einer Platte befestigbar oder aufstellbar auf eine Platte. Alternativ ist aber auch ein Befestigen oder Aufstellen der Seitenfläche an der Platte ausführbar, wobei dann eine andere

Montageausrichtung des Getriebes erreichbar ist.

Da die Verdickungsbereiche 8, 9, die weitere Lageraufnahme 10 und die Rippe 3 sich axial erstrecken, ist eine hohe Steifigkeit erreichbar.

Durch das Herausziehen des ersten Formwerkzeugs entsteht also eine wannenförmige Vertiefung, deren Boden die Zwischenwand 5 bildet und deren Wände durch den äußeren Rahmen gebildet sind.

Ebenso entsteht durch das Herausziehen des zweiten Formwerkzeugs an der

gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine wannenförmige Vertiefung, deren Boden die Zwischenwand 5 bildet und deren Wände durch den äußeren Rahmen gebildet sind.

Beim Druckgießen sind also die beiden Formwerkzeuge voneinander beabstandet und berühren sich nicht. Dadurch ist einerseits die Zwischenwand 5 gebildet und mit Material gefüllt. Andererseits ist somit eine direkte Berührung der beiden Fomwerkzeuge vermieden, so dass erhöhte Abnutzung von ansonsten vorhandenen Kontaktflächen der beiden

Fomwerkzeuge vermeidbar ist. Denn bei einer Berührung der beiden Fomwerkzeuge wäre eine erhöhte Abnutzung bewirkt. Die Zwischenwand 5 verhindert also diese erhöhte

Abnutzung.

Mittels der Knockouts 4 sind durch die Zwischenwand 5 durchgehende Ausnehmungen in einfacher Weise herstellbar.

Die Zwischenwand 5 hat außerhalb der Knockouts eine Wandstärke, welche größer als ein Millimeter ist, insbesondere kleiner als zehn Millimeter.

Bezugszeichenliste

I Gehäuseteil

2 Fußbereich

3 Rippe

4 Knockout, insbesondere Bereich der Zwischenwand 5 mit verdünnter Wandstärke, insbesondere Gießblatt

5 Zwischenwand, insbesondere zur Beabstandung der beiden Formwerkzeuge 6 Lageraufnahme

7 Flanschbereich

8 Verdickungsbereich

9 Verdickungsbereich

10 weitere Lageraufnahme, insbesondere für Zwischenwelle des Getriebes

I I Deckelöffnung

30 Werkzeug