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Title:
ARRANGEMENT WITH A TRANSMISSION AND WITH A WORK MACHINE, AND SIMULATION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/090187
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arrangement (ARG) comprising a drive-side transmission (GER) with an output shaft (SHB) of the transmission (GER), which output shaft (SHB) extends along an axis (X), and comprising a work machine (WMS) with a drive shaft (SHN) connected rigidly in terms of rotation to the output shaft (SHB). To improve stability and in order to save space, it is proposed that the transmission (GER) is supported on the work machine (WMS) with regard to at least 90% of the forces generated during operation by means of the connection of the output shaft (SHB) to the drive shaft (SHN) and by means of a torque support (TSP), wherein the connection of the output shaft (SHB) to the drive shaft (SHN) is configured to be flexurally rigid for the purposes of supporting transverse forces, wherein the axial end of the drive shaft (SHN) is configured as a hollow shaft (HLW), wherein the axial end of the output shaft (SHB) has a stub (STP) that is arranged at least partially in the hollow shaft (HLW) of the drive shaft (SHN).

Inventors:
DÜVEL VOLKER (DE)
SCHROER DIRK (DE)
BECKA SIMON (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/079606
Publication Date:
May 05, 2022
Filing Date:
October 26, 2021
Export Citation:
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Assignee:
FLENDER GMBH (DE)
International Classes:
F16H57/025; F16H57/00; F16H57/023
Foreign References:
US20180251353A12018-09-06
CN203594733U2014-05-14
EP3702647A12020-09-02
US20070290509A12007-12-20
US20130130862A12013-05-23
EP2989351A12016-03-02
US20180251353A12018-09-06
CN203594733U2014-05-14
EP3702647A12020-09-02
US20070295050A12007-12-27
Attorney, Agent or Firm:
MICHALSKI HÜTTERMANN & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung (ARG) umfassend ein antriebsseitiges Getriebe (GER) mit einer Abtriebswelle (SHB) des Getriebes (GER) , die sich entlang einer Achse (X) erstreckt, und umfassend eine Arbeitsmaschine (WMS) mit einer mit der Abtriebswelle (SHB) drehsteif verbundenen Antriebswelle (SHN) , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (GER) an der Arbeitsmaschine (WMS) mittels der Verbindung der Abtriebswelle (SHB) mit der Antriebswelle (SHN) und mittels einer Drehmomentstüt ze (TSP) zu mindestens 90% der im Betrieb entstehenden Kräfte abgestützt ist, wobei die Verbindung der Abtriebswelle (SHB) mit der Antriebswelle (SHN) zur Abstützung von Querkräften biegesteif ausgebildet ist, wobei das axiale Ende der Antriebswelle (SHN) als Hohlwelle (HLW) ausgeführt ist, wobei das axiale Ende der Abtriebswelle (SHB) einen Stumpf (STP) aufweist, der zumindest teilweise in der Hohlwelle (HLW) der Antriebswelle (SHN) angeordnet ist.

2. Anordnung (ARG) nach Anspruch 1, wobei die Antriebswelle (SHN) an der Abtriebswelle (SHB) über eine Radialabstützung zur Abtragung von Querkräften abgestützt ist.

3. Anordnung (ARG) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebswelle (SHN) an der Abtriebswelle (SHB) über eine Axialabstützung zur Abtragung von Längskräften abgestützt ist.

4. Anordnung (ARG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (SHN) modular aufgebaut ist, derart, dass das axiale Ende der Antriebswelle (SHN) als ein erster Axialabschnitt (AX1) als ein Flansch (FLG) ausgebildet ist, der axial an einem zweiten Axialabschnitt (AX2) der Antriebswelle (SHN) angebracht ist, wobei der Flansch (FLG) den endseitigen axialen Wellenabschnitt bildet, der als Hohlwelle (HLW) ausgebildet ist.

5. Anordnung (ARG) nach Anspruch 4, wobei das Halteelement (AFE) rund oder ringförmig ausgebildet ist.

6. Anordnung (ARG) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Flansch (FLG) als Gussbauteil ausgebildet ist.

7. Anordnung (ARG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (SHN) in dem Bereich der Ausbildung als Hohlwelle (HLW) eine Ausformung (PTR) aufweist, wobei an dem als Stumpf (STP) ausgebildeten axialen Ende der Abtriebswelle (SHB) ein Halteelement (AFE) mittels Befestigungsmitteln (EXE) befestigt ist, derart, dass die Ausformung (PTR) in dem Bereich zwischen dem Halteelement (AFE) und einer axialen Anlagefläche der sonstigen Abtriebswelle (SHB) eingeklemmt ist.

8. Anordnung (ARG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem axialen Ende der Abtriebswelle (SHB) , an dem die Antriebswelle (SHN) angeschlossen wird, eine Abtriebswellenkurzverzahnung (STD) vorgesehen sind, wobei an einem axialen Ende der Antriebswelle (SHN) , an dem die Abtriebswelle (SHB) angeschlossen wird, eine Antriebswellenkurzverzahnung (STN) vorgesehen sind.

9. Anordnung (ARG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (GER) an der Arbeitsmaschine (WMS) mittels der Verbindung der Abtriebswelle (SHB) mit der Antriebswelle (SHN) und mittels der Drehmomentstüt ze (TSP) vollständig gegen die im Betrieb entstehenden Kräfte abgestützt ist.

10. Anordnung (ARG) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem axialen Ende der Antriebswelle

(SHN) , mindestens eine erste radiale Antriebswellenzentrierung (RN1) vorgesehen ist, wobei an einem axialen Ende der Abtriebswelle (SHB) , an dem die Antriebswelle (SHN) angeschlossen wird, mindestens eine radiale Abtriebswellenzentrierung (RB1) vorgesehen ist, wobei die beiden Zentrierungen radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen. 16

11 . Anordnung (ARG) nach Anspruch 10 , wobei an dem axialen Ende der Antriebswelle ( SHN) , eine zu der ersten radialen Antriebswellenzentrierung (RN1 ) axial beabstandete zweite radiale Antriebswellenzentrierung (RN2 ) vorgesehen ist , wobei an dem axialen Ende der Abtriebswelle ( SHB ) , eine zu der ersten radialen Abtriebswellenzentrierung (RB1 ) axial beabstandete zweite radiale Abtriebswellenzentrierung (RB2 ) vorgesehen ist , wobei die Abtriebswellenzentrierungen (RB1 , RB2 ) und Antriebswellenzentrierungen (RN1 , RN2 ) paarweise zueinander zu zwei axial beabstandeten Zentrierungspaaren zugeordnet sind und j eweils radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen .

12 . Anordnung (ARG) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die Abtriebswelle ( SHB ) und/oder die Antriebswelle ( SHN) und/oder die Drehmomentstüt ze ( TSP ) und/oder der Flansch ( FLG) aus Metall bestehen .

13 . Computerimplementiertes Verfahren zur Simulation ( S IM) einer Anordnung (ARG) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem die einzelnen Bestandteile der Anordnung (ARG) in einer Simulationsumgebung als computersimulierte Teile virtuell abgebildet sind und deren physikalischen Wechselwirkungen in der Simulationsumgebung vollständig oder teilweise analysiert werden .

14 . Computerprogrammprodukt ( CRP ) umfassend Befehle , die bei der Aus führung des Computerprogrammprodukts ( CPP ) durch einen Computer diesen veranlassen, die einzelnen Bestandteile der Anordnung (ARG) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Simulationsumgebung als computersimulierte Teile virtuell abzubilden und deren physikalischen Wechselwirkungen in der Simulationsumgebung vollständig oder teilweise zu analysieren, um das Verfahren nach Anspruch 11 auszuführen .

15 . Datenagglomerat mit in einer gemeinsamen Datei zusammengefassten oder über verschiedene Dateien verteilten Datenpa- 17 keten zur Abbildung der dreidimensionalen Formgestaltung und/oder der Wechselwirkungen sämtlicher in der Anordnung (ARFG) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehenen Bestandteile , wobei die Datenpakete dazu hergerichtet sind bei einer Verarbeitung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung eine additive Herstellung der Bestandteile der Anordnung (ARFG) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , insbesondere durch 3D-Druck, und/oder eine Simulation der Funktionswei se der Anordnung (ARFG) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzufüh- ren .

Description:
Beschreibung

Anordnung mit einem Getriebe und einer Arbeitsmaschine, Verfahren zur Simulation

Die Erfindung betri f ft eine Anordnung umfassend ein antriebsseitiges Getriebe mit einer Abtriebswelle des Getriebes , die sich entlang einer Achse erstreckt , und umfassend eine Ar- beitsmaschine mit einer mit der Abtriebswelle drehsteif verbundenen Antriebswelle .

Daneben umfasst die Erfindung auch ein computerimplementiertes Verfahren zur Simulation einer Anordnung und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens mittels mindestens eines Computers .

Derartige Anordnungen sind häufig raumgrei fend und neigen infolge höherer Belastungen bei gleichzeitig geforderter Kompaktheit schnell zur Überlastung .

Eine Anwendungsmöglichkeit für eine gattungsgemäße Anordnung ist in der EP 2 989 351 Al gezeigt .

Aus US 2018 / 0251353 Al ist eine als Hohlwelle ausgestaltete Antriebswelle eines Motors bekannt , die radial innen über eine Innenverzahnung mit einer radial außen vorgesehenen Kurzverzahnung einer Abtriebswelle eines über eine Drehmomentstütze abgestützten Getriebes drehfest gekoppelt ist .

Aus CN 203 594 733 U ist ein Getriebe für einen Extruder bekannt , bei dem eine Antriebsleistung über Stirnradstufen an ein über eine Drehmomentstüt ze abgestütztes Planetengetriebe übertragen wird, dessen zweiteilige Ausgangswelle an unterschiedlichen Seiten des Getriebes herausragt , um die j eweiligen Extruderschnecken anzutreiben . Die mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbundene zweiteilige Ausgangswelle weist zwei über eine Kurzverzahnung drehfest miteinander verbundene Hohlwellen auf , mit denen die zugehörige Extruder- Schnecke über eine Verzahnung oder eine Flanschverschraubung befestigt werden kann .

Aus EP 3 702 647 Al ist ein Getriebe für eine Windkraftanlage bekannt , bei dem eine Antriebsleistung über eine Stirnradstufe von einem über eine Drehmomentstüt ze abgestütztes Planetengetriebe an einen Generator ausgeleitet wird, wobei die Stirnradstufe über eine Kurzverzahnung mit einer al s Hohlwelle ausgestalteten Sonnenwelle drehfest gekoppelt ist . Die Stirnradstufe weist eine aus dem Getriebegehäuse herausragende Abtriebswelle auf , die als Vollwelle ausgestaltet ist .

Aus US 2007 /2950509 Al ist ein Getriebe für eine Windkraftanlage bekannt , bei dem eine Antriebsleistung über einen Planetenträger eines über eine Drehmomentstüt ze abgestüt zten Planetengetriebes eingeleitet und über eine Sonnenwelle an einen Generator ausgeleitet wird, wobei die Sonnenwelle als Vollwelle ausgestaltet ist .

Ausgehend von den zuvor beschriebenen Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , eine zuverlässige Anordnung eingangs definierter Art zu schaf fen, die bei moderatem Raumbedarf den hohen anfallenden Lasten standhält .

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine Anordnung der eingangs definierten Art vor, bei der das Getriebe an der Arbeitsmaschine mittels der Verbindung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle und mittels einer Drehmomentstüt ze zu mindestens 90% der im Betrieb entstehenden Kräfte abgestützt ist , wobei die Verbindung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle zur Abstützung von Querkräften biegestei f ausgebildet ist , wobei das axiale Ende der Antriebswelle als Hohlwelle ausgeführt ist , wobei das axiale Ende der Abtriebswelle einen Stumpf aufweist , der zumindest teilweise in der Hohlwelle der Antriebswelle angeordnet ist .

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst als Getriebe bevorzugt ein Planetengetriebe und ist bevorzugt Bestandteil einer Rollenpresse oder einer Mühle , z . B . einer Zuckermühle , bevorzugt mit Individualantrieb oder diverser anderer Anwendungen im Industriebereich .

Die erfindungsgemäße Anordnung kann hinsichtlich des Getriebes als „wellenreitend gelagert" bezeichnet werden . Dies bedeutet , dass die Abtriebswelle des Getriebes oder Planetengetriebes auf der Antriebswelle der Arbeitsmaschine befestigt ist , derart , dass die Abtriebswelle und das Getriebes dort gegen Querkräfte abgestützt sind . Das Drehmoment am Getriebe bzw . Getriebegehäuse wird mittels einer Drehmoments tüt ze abgeleitet , z . B . indirekt oder direkt in ein Fundament eingeleitet . Die Ableitung des Drehmoments kann hierbei auch mittels benachbarter Maschinenelemente erfolgen, z . B . über die Arbeitsmaschine , an der die Drehmomentstüt ze angebracht ist . Die Drehmomentstüt ze ist hierbei an dem Getriebe derart angebracht , dass das Getriebe an einer axialen Drehung (bzgl . der Abtriebswelle ) gehindert ist . Andere Freiheitsgrade der Bewegung werden von der Drehmomentstüt ze bevorzugt nicht eingeschränkt .

Die Antriebswelle der Arbeitsmaschine ist insbesondere starr mit der Abtriebswelle des Getriebes gekoppelt , so dass vorzugsweise ein radialer Versatz und/oder Verkippbarkeit zwischen der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und der Abtriebswelle des Getriebes eliminiert ist . Insbesondere sind die Drehachsen der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und der Abtriebswelle des Getriebes koaxial zueinander ausgerichtet , so dass die Drehachsen der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und der Abtriebswelle des Getriebes zusammenfallen können . Vorzugsweise ist im montierten Zustand auch eine axiale Relativbewegung der Antriebswelle der Arbeitsmaschine relativ zu der Abtriebswelle des Getriebes blockiert . Die Antriebswelle der Arbeitsmaschine und die Abtriebswelle des Getriebes können zueinander zentriert sein . In der Anordnung auftretende Drehmomente können dadurch nahezu vollständig, insbesondere zu mindestens 90% , über die Drehmomentstüt ze abgestützt sein . Ein von der Arbeitsmaschine über die Antriebswelle in das Getriebe eingeleitetes abzustützendes Drehmoment wird dadurch nicht an der Verbindungsstelle der Antriebswelle der Arbeits- maschine mit der Abtriebswelle des Getriebes abgestützt , sondern über die Abtriebswelle des Getriebes abgeleitet und zu der Antriebswelle der Arbeitsmaschine beabstandet erst über die Drehmomentstüt ze abgestützt . Das von Arbeitsmaschine eingeleitete abzustützende Drehmoment kann dadurch über die einzelnen Verzahnungen des Getriebes weitergeleitet werden, bis es über die Drehmomentstüt ze abgestützt werden kann . Das Getriebe ist insbesondere als mindestens einstufiges , vorzugsweise mehrstufiges , Planetengetriebe ausgestaltet , von dem eine verzahnte Getriebekomponente , beispielsweise ein feststehendes Hohlrad, mit einem Getriebegehäuse fest verbunden ist , mit dem wiederum die Drehmomentstüt ze verbunden sein kann . Das von Arbeitsmaschine eingeleitete abzustüt zende Drehmoment wird dadurch über die einzelnen Verzahnungen des Getriebes bis an das Getriebegehäuse und die Drehmomentstüt ze geleitet und abgestützt , so dass bei einer guten Stabilität ein geringer Bauraumbedarf erreicht ist .

Die Antriebswelle der Arbeitsmaschine ist insbesondere im Wesentlichen nur in einem Axialbereich, in dem die Antriebswelle die Abtriebswelle des Getriebes radial außen umgreift , als Hohlwelle ausgestaltet und im Übrigen als Vollwelle ausgestaltet . Der die Hohlwelle ausbildende Bereich der Antriebswelle ist beispielsweise als zylindrische Vertiefung ausgestaltete , die an einer axialen Stirnseite , beispiel sweise durch Drehen, koaxial zur Drehachse der Antriebswel le eingebracht ist . Vorzugsweise ist die Abtriebswelle des Getriebes als Vollwelle ausgestaltete . Eine in axialer Richtung durchgehende zylindrische koaxialer zur Drehachse verlaufender Öffnung kann in der Abtriebswelle vermieden werden, so dass die Abtriebswelle auch bei einem im Vergleich zur Antriebswelle der Arbeitsmaschine kleineren Nenndurchmesser die auftretenden Lasten ohne signi fikante Durchbiegungen übertragen kann .

Die Abtriebswelle stellt insbesondere die letzte in Drehmomentrichtung noch dem Getriebe zuzurechnende Welle dar, die insbesondere aus einem Getriebegehäuse des Getriebes herausragt oder mit der in das Getriebegehäuse des Getriebes hin- o einragende Antriebswelle verbunden ist . Die Abtriebswelle kann einen Leistungsausgang des Getriebes darstellen . Die Antriebswelle stellt insbesondere die erste in Drehmomentrichtung noch der Arbeitsmaschine zuzurechnende Welle dar, die insbesondere aus einem Gehäuse der Arbeitsmaschine herausragt oder mit der in das Gehäuse der Arbeitsmaschine hineinragende Abtriebswelle verbunden ist . Die Abtriebswelle kann einen Leistungseingang der Arbeitsmaschine darstellen .

Durch die biegestei fe Verbindung der Antriebswelle der Ar- beitsmaschine mit der Abtriebswelle des Getriebes kann eine Durchbiegung quer zur Drehachse vermieden werden . Stattdessen können insbesondere die auftretenden Querkräfte über das Getriebe an die Drehmomentstüt ze abgetragen und räuml ich versetzt zur Verbindungstelle der Antriebswelle der Arbeitsmaschine mit der Abtriebswelle des Getriebes abgestüt zt werden . Dies ermöglicht es eine weitere Abstützung im Bereich der Verbindungstelle der Antriebswelle der Arbeitsmaschine mit der Abtriebswelle des Getriebes einzusparen .

Insbesondere ist die Antriebswelle an der Abtriebswelle über eine Radialabstützung zur Abtragung von Querkräften abgestützt . Die Radialabstützung ist beispielsweise durch eine Stufe oder einen Absatz ausgebildet , an der die Antriebswelle an der Abtriebswelle vorzugsweise flächig anliegen kann . Die Radialabstützung ist insbesondere Teil einer Zentrierung der Antriebswelle an der Abtriebswelle . Für die biegestei fe Verbindung kann daher die quer zur Drehachse der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und/oder der Abtriebswelle des Getriebes , also insbesondere im Wesentlichen in radialer Richtung, wirkende Radialabstützung zwischen der Antriebswelle der Ar- beitsmaschine und/oder der Abtriebswelle des Getriebes vorgesehen sein, über die in radialer Richtung auftretende Querkräfte abgestützt und über das Getriebe an die Drehabstützung abgeleitet werden können .

Vorzugsweise ist die Antriebswelle an der Abtriebswelle über eine Axialabstützung zur Abtragung von Längskräften abgestützt . Die Axialabstützung ist beispielsweise durch eine Stufe oder einen Absatz ausgebildet , an der die Antriebswelle an der Abtriebswelle vorzugsweise flächig anliegen kann . Die Axialabstützung ist insbesondere Teil einer Zentrierung der Antriebswelle an der Abtriebswelle . Für die biegestei fe Verbindung kann daher die längs zur Drehachse der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und/oder der Abtriebswelle des Getriebes , also insbesondere im Wesentlichen in axialer Richtung, wirkende Axialabstützung zwischen der Antriebswelle der Arbeitsmaschine und/oder der Abtriebswelle des Getriebes vorgesehen sein, über die in axialer Richtung auftretende Längskräfte abgestützt und über das Getriebe an die Drehabstützung abgeleitet werden können .

Bevorzugt ist die Anordnung derart ausgebildet , das s das Getriebe an der Arbeitsmaschine mittels der Verbindung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle und mittels der Drehmomentstütze vollständig gegen die im Betrieb entstehenden Kräfte abgestützt ist .

Eine Eigenschaft dieser Anordnung ist , dass die die Arbeitsmaschinenwelle und die Getriebewelle verbindende Element neben dem Antriebs-Drehmoment auch die Gewichtslasten des Getriebes sowie weiterer Komponenten (Motor, Kupplung, etc . ) übertragen muss . Hierdurch entstehen an der Verbindung hohe Biegewechsellasten .

Gemäß der Erfindung ist es möglich, die für die Dimensionierung kritische Kurzverzahnung auf dem maximal möglichen Durchmesser der Abtriebswelle bzw . des Stumpfs vorzusehen . Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser der Abtriebswellenkurzverzahnung zwischen 85 - 100% des Außendurchmesser des Bereichs der Abtriebswelle aufweist , der an den Stumpf angrenzt . Im Sinne der Erfindung bezeichnet der Begri f f „Stumpf" nur einen endseitigen Wellenabschnitt, der insbesondere nicht - gegenüber der übrigen Welle - einen anderen Durchmesser aufweisen muss oder in sonstiger Weise zwingend anders ausgebildet ist . Da über diese Verbindung nicht nur das Antriebs-Drehmoment sondern auch Querkräfte übertragen werden .

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebswelle modular aufgebaut ist , derart , dass das axiale Ende der Antriebswelle als ein erster Axialabschnitt als ein Flansch ausgebildet ist , der axial an einem zweiten Axialabschnitt der Antriebswelle angebracht ist , wobei der Flansch den endseitigen axialen Wellenabschnitt bildet , der als Hohlwelle ausgebildet ist . Insbesondere ermöglicht dieser modulare Aufbau den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung mit angrenzenden Standardkomponenten . Standardmäßig kann zur Verbindung von Getriebe- und Arbeitsmaschinenwelle ein Flansch eingesetzt werden . Der Flansch wird bevorzugt mit der Antriebswelle bzw . Arbeitsmaschinenwelle verschraubt .

Besonders kostengünstig und zweckmäßig kann der Flansch als Gussbauteil , insbesondere aus Metall , ausgebildet sein . Bei einer herkömmlichen Anordnung der eingangs definierter Art ist es unter den entsprechend hohen Belastungen nur möglich, den Flansch aus einem höherfesten Material herzustellen . Die Erfindung eröf fnet auch den Weg einer Aus führung al s Gussbauteil . Ein geschmiedetes Teil ist deutlich teurer al s eine vergleichbare Gussvariante .

Eine besonders vorteilhafte Montierbarkeit ergibt s ich, wenn die Antriebswelle in dem Bereich der Ausbildung als Hohlwelle eine Aus formung aufweist , wobei an dem als Stumpf ausgebildeten axialen Ende der Abtriebswelle ein Halteelement mittels Befestigungsmitteln befestigt ist , derart , dass die Aus formung in dem Bereich zwischen dem Halteelement und einer axialen Anlagefläche der sonstigen Abtriebswelle eingeklemmt ist . Bevorzugt besteht das Halteelement aus Metall .

Auf diese Weise kann der Flansch an der Abtriebswel le mittels des Halteelements angebracht werden und anschließend kann der Flansch an der Antriebswelle befestigt werden . Besonders zweckmäßig für die Einfachheit der Montage sowie für die Festigkeit und die Laufruhe kann bei der Anordnung der Erfindung das Halteelement , das besonders vorteilhaft ringförmig, also als Haltering ausgebildet sein kann, einteilig ausgeführt werden . Besonders bevorzugt ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine freie axiale Zugänglichkeit zu der Montageposition des Halteelements , insbesondere ohne , dass eine sich axial erstreckende Fortsetzung einer Welle eine tei lbare - mindestens 2-teilige Aus führung des Halteelements erfordert .

Damit die erfindungsgemäße Anordnung möglichst gut radial ausgerichtet ist , kann an einem axialen Ende der Antriebswelle , mindestens eine erste radiale Antriebswellenzentrierung vorgesehen sein, wobei an einem axialen Ende der Abtriebswelle, an dem die Antriebswelle angeschlossen wird, mindestens eine radiale Abtriebswellenzentrierung vorgesehen i st , wobei die beiden Zentrierungen radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen .

Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit diese Biegestei figkeit herzustellen besteht darin, dass an dem axialen Ende der Antriebswelle , eine zu der ersten radialen Antriebswellenzentrierung axial beabstandete zweite radiale Antriebswellenzentrierung vorgesehen ist , wobei an dem axialen Ende der Abtriebswelle , eine zu der ersten radialen Abtriebswellenzentrierung axial beabstandete zweite radiale Abtriebswellenzentrierung vorgesehen ist , wobei die Abtriebswellenzentrierungen und Antriebswellenzentrierungen paarweise zueinander zu zwei axial beabstandeten Zentrierungspaaren zugeordnet s ind und j eweils radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen .

Getriebeseitig wird der Flansch bei der Montage bevorzugt in die Abtriebswelle gesteckt , welche besonders bevozugt als Hohlwelle mit der innenliegenden Kurzverzahnung sowie zwei Zentriersitzen ausgeführt ist . Die Biegelasten werden so über die Zentriersitze , die Drehmomente über die Kurzverzahnung übertragen . Die axiale Verschiebung der Komponenten zueinander wird durch das Haltelement , bevorzugt ausgebildet als Haltering, verhindert . Dieser kann in Umfangsrichtung ungeteilt ausgeführt werden . Dimensionierendes Kriterium für den Flansch ist der maximal mögliche Innendurchmesser an der Getriebeabtriebswelle . Dieser ist über ein Mindestdickenverhältnis an den Außendurchmesser der Welle gekoppelt . Mit steigender Drehmomentdichte wird der Außendurchmesser der Getriebeabtriebswelle immer kleiner, wodurch auch der mögliche Innendurchmesser kleiner wird . Dies führt ebenfalls zu einem kleineren Zapfen an dem Flansch, wodurch die auftretenden Biegewechsellasten zum dimensionierenden Kriterium werden . Hier entfaltet die erfindungsgemäße Lösung ihre Stärken .

Das bevorzugte Einsatzgebiet der Erfindung liegt im Bereich von Getrieben, wie sie an Mühlen, z . B . Zuckermühlen vorgesehen sind . Diese Getriebe sind bevorzugt als Planetengetriebe ausgebildet .

Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein computerimplementiertes Verfahren zur Simulation eine Anordnung nach mindestens einer durch die Ansprüche definierte Merkmalskombination, bei dem insbesondere die einzelnen Bestandteile der Anordnung in einer Simulationsumgebung als computersimulierte Teile virtuell abgebildet sind und deren physikalischen Wechselwirkungen in der Simulationsumgebung vollständig oder teilwei se analysiert werden . Dementsprechend umfasst die Erfindung einerseits das körperliche Gebilde mit den erfindungsgemäßen Merkmalen und andererseits auch einen digitalen Zwilling, wie er beispielsweise zum Zwecke der Simulation der Anordnung bzw . des Betriebes der Anordnung mittels mindestens eines Computers eingesetzt wird . Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt . Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle , die bei der Aus führung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Simulationsumgebung als computersimulierte Teile virtuell abzubilden und deren physikalischen Wechsel- Wirkungen in der Simulationsumgebung vollständig oder teilweise zu analysieren, um das computerimplementierte Verfahren aus zuführen .

Ein Aspekt betri f ft ferner ein Datenagglomerat mit in einer gemeinsamen Datei zusammengefassten oder über verschiedene Dateien verteilten Datenpaketen zur Abbildung der dreidimensionalen Formgestaltung und/oder der Wechselwirkungen sämtlicher in der Anordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, vorgesehenen Bestandteile , wobei die Datenpakete dazu hergerichtet sind bei einer Verarbeitung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung eine additive Herstellung der Bestandteile der Anordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, insbesondere durch 3D-Druck, und/oder eine Simulation der Funktionsweise der Anordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, durchzuführen . Das Datenagglomerat kann in der Art eines sogenannten „digital twin" eine virtuelle Verkörperung der erfindungsgemäßen Anordnung, darstellen, die eine virtuelle Untersuchung in Form einer Simulation oder eine reale Vergegenständlichung mit Hil fe eines additiven Fertigungsverfahrens ermöglicht . Hierbei kann insbesondere j eweils ein Datenpaket einen separat ausgeführten Bestandteil der erfindungsgemäßen Anordnung abbilden, so dass die einzelnen Bestandteile in ihrer Relativlage und/oder Relativbeweglichkeit leicht tatsächlich und/oder virtuell zusammengesetzt werden können, um die erfindungswesentlichen Wechselwirkungen zu realisieren . Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung von Prototypen und/oder computerbasierten Simulationen, um die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zu studieren, Probleme im konkreten Anwendungs fall zu identi fi zieren und Verbesserungen zu finden . Vorzugsweise können einzelne und/oder sämtliche Datenpakete des Datenagglomerats in die Simulationsumgebung des computerimplementierten Verfahrens und/oder das Computerprogrammprodukt , bei- spielsweise als Teil einer Datenbank oder Library, geladen und zur virtuellen Abbildung als computersimulierte Teile und/oder deren physikalischen Wechselwirkungen hochgeladen werden .

Weitere Merkmale , Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren . Darin zeigen schematisch :

Figur 1 eine vereinfachte , zweidimensionale Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer auf einem Computer ablaufenden Simulation einer Anordnung nach der Erfindung, Computerprogrammprodukt .

In den Aus führungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Elemente j eweils mit den gleichen Bezugs zeichen versehen sein . Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente , zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis im Verhältnis größer dimensioniert dargestellt sein .

Figur 1 zeigt eine vereinfachte , zweidimensionale Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung ARG mit einer Abtriebswelle SHB eines Getriebes GER, die sich entlang einer Achse X erstreckt . Das Getriebe GER ist als Planetengetriebe EPG ausgebildet . Die Abtriebswelle SHB ist mit einer Antriebswelle SHN drehstei f und biegestei f verbundenen . Die Antriebswelle SHN steht mit einer Arbeitsmaschine , insbesondere einer Mühle MLL in drehmomentübertragender Verbindung . Das Getriebe GER ist an der Arbeitsmaschine WMS mittels der Verbindung der Abtriebswelle SHB mit der Antriebswelle SHN und mittels einer Drehmomentstüt ze TSP zu mindestens 90% - bevorzugt vollständig - der im Betrieb entstehenden Kräfte abgestützt . Kräfte BTQ ( insbesondere Biegelasten, Querkräfte ) aus dem nicht dargestellten Antrieb des Getriebes GER, werden in die Antriebswelle SHN und die Drehmomentstüt ze TSP (hier insbesondere Kräfte aus einem Di f ferenzdrehmoment infolge des Getriebes GER) eingeleitet . Das Drehmoment am Getriebe GER bzw . Getriebegehäuse wird mittels der Drehmomentstüt ze TSR abgeleitet , z . B . indirekt oder direkt in ein Fundament FDG eingeleitet .

An einem axialen Ende der Antriebswelle SHN ist die Abtriebswelle SHB angeschlossen . Mittels einer Abtriebswellenkurzverzahnung STB wird ein Drehmoment TRQ mit einer Drehzahl RVL übertragen von der Abtriebswelle SHB auf eine Antriebswellenkurzverzahnung STN der Antriebswelle SHN . Das axiale Ende der Antriebswelle SHN, das an der Abtriebswelle SHB angeschlossen ist , ist als Hohlwelle HLW ausgeführt . Hierbei weist das axiale Ende der Abtriebswelle SHB einen Stumpf STP auf , der zumindest teilweise in der Hohlwelle HLW der Antriebswelle SHN angeordnet ist .

Die Antriebswelle SHN ist modular aufgebaut , derart , dass das axiale Ende der Antriebswelle SHN als ein erster Axialabschnitt AX1 als ein Flansch FLG ausgebildet ist , der axial an einem zweiten Axialabschnitt AX2 der Antriebswelle SHN angebracht ist , wobei der Flansch FLG den endseitigen axialen Wellenabschnitt bildet , der als Hohlwelle HLW ausgebildet ist . Der Flansch FLG ist an dem zweiten Axialabschnitt AX2 mittels Schrauben SCR befestigt und als Gussbauteil , insbesondere aus Metall , ausgebildet .

Die Antriebswelle SHN weist in dem Bereich der Ausbildung als Hohlwelle HLW eine radial nach innen ragende Aus formung PTR auf , wobei an dem als Stumpf STP ausgebildeten axialen Ende der Abtriebswelle SHB ein Halteelement AFE mittels axial wirkenden Befestigungsmitteln FXE Schrauben SCR befestigt ist , derart , dass die Aus formung PTR in dem Bereich zwischen dem Halteelement AFE und einer axialen Anlagefläche der sonstigen Abtriebswelle SHB eingeklemmt ist .

Das Halteelement AFE ist ringförmig und in Umfangsrichtung einteilig ausgebildet . An dem axialen Ende der Antriebswelle SHN ist eine erste radiale Antriebswellenzentrierung RN1 vorgesehen und an dem axialen Ende der Abtriebswelle SHB, an dem die Antriebswelle

SHN angeschlossen wird, ist eine radiale Abtriebswellenzentrierung RB1 vorgesehen ist , wobei die beiden Zentrierungen radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen .

Die Verbindung der Abtriebswelle SHB mit der Antriebswelle SHN ist biegestei f ausgebildet , dadurch, dass an dem axialen Ende der Antriebswelle SHN, eine zu der ersten radialen Antriebswellenzentrierung RN1 axial beabstandete zweite radiale Antriebswellenzentrierung RN2 vorgesehen ist , wobei an dem axialen Ende der Abtriebswelle SHB, eine zu der ersten radialen Abtriebswellenzentrierung RB1 axial beabstandete zweite radiale Abtriebswellenzentrierung RB2 vorgesehen ist , wobei die Abtriebswellenzentrierungen RBI , RB2 und Antriebswellenzentrierungen RN1 , RN2 paarweise zueinander zu zwei axial beabstandeten Zentrierungspaaren zugeordnet sind und j eweils radial zentrierend miteinander in Kontakt stehen .

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer auf einem Computer CMP - hier auf mehreren Computern CMP eines Netzwerks WWB umfassend eine Cloud CLD - ablaufenden Simulation S IM einer Anordnung ARG nach der Erfindung . Die auf den Computern CMP installierte Software ist ein Computerprogrammprodukt CPP, das bei Aus führung auf mindestens einem Computer CMP dem Benutzer mittels Schnittstellen Bildschirm, Tastatur eine Einflussnahme bzw . Konfiguration und einen Erkenntnisgewinn auf Basis der ausgeführten Simulation S IM ermöglicht , so dass insbesondere technische Gestaltungsentscheidungen mittels der Simulation unterstützt und veri fiziert werden können .

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt . Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen .