DE102012214770A1 - Steckwellensystem und Differenzial mit einem solchen Steckwellensystem sowie Schmierkanäle in einem Sonnenrad - Google Patents
Steckwellensystem und Differenzial mit einem solchen Steckwellensystem sowie Schmierkanäle in einem Sonnenrad Download PDFInfo
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Steckwellensystem, mit einem Hohlwellenstumpf, in dessen Innerem eine Welle drehmomentübertragend steckt.
- Aus dem Stand der Technik, etwa der
US 5989143 ist eine Differenzialanordnung mit Schmierungszuführleitungen bekannt. Eine Hohlwelle mit Ölkanälen ist auch aus derEP 0362043 A1 bekannt. Schmiervorrichtungen für Getriebe sind ferner aus derEP 1 031 766 B1 und derDE 600 01 123 T2 bekannt. Getriebe und Ölzuführmechanismen für eine Leistungsübertragungsvorrichtung sind auch aus den DruckschriftenDE 10 2006 000 080 A1 undDE 10 2009 055 005 A1 bekannt. - Die bekannten Systeme haben jedoch Nachteile bei der Ausnutzung des Bauraumes, bei der Montagefreundlichkeit, bei der Kosteneffizienz und bei der erreichten Dichtwirkung.
- Es gilt, die Nachteile aus dem Stand der Technik mit Hilfe der nachstehend vorgestellten Erfindung zu lösen.
- Offenbarung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steckwellensystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Hohlwellenstumpf wenigstens ein zumindest abschnittsweise axial verlaufender exzentrischer Ölkanal vorhanden ist.
- Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
- So ist es von Vorteil, wenn die Ölleitkappe in dem Hohlwellenstumpf oder den Hohlwellenstumpf umgreifend angebracht ist. Auf diese Weise kann einerseits eine sehr kompakte Bauart realisiert werden und andererseits eine besonders leicht zu montierende Einheit zur Verfügung gestellt werden.
- Auch ist es von Vorteil, wenn eine Ölleitkappe axial von der Abdichtkappe beabstandet, einen Ölleitraum ausbildend, an dem Hohlwellenstumpf stirnseitig angebracht ist.
- Um eine besonders gute Schmierung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn in den Ölleitraum zumindest ein Ölkanal mündet oder eine Vielzahl von vorzugsweise parallelen Ölkanälen münden.
- Auch ist es von Vorteil, wenn die Ölleitkappe eine trichterartige Vertiefung aufweist, die vorzugsweise mittig angeordnet ist. Auf diese Weise kann Öl einfach einer weiteren Hohlwelle zugeleitet werden, insbesondere wenn die trichterartige Vertiefung in ein Röhrchen mündet, das in der anderen Hohlwelle steckt.
- Die Fluidführung wird auch vereinfacht, wenn die Vertiefung in eine Ölauslassöffnung mündet.
- Zweckmäßig ist es ferner, wenn der Ölleitraum als Spalt, insbesondere als Ringspalt ausgebildet ist, der vorzugsweise durch Distanzelemente erzeugt ist, die axial in Richtung der Stirnseite des Hohlwellenstumpfes durchgestellt sind.
- Als besonders belastbar und langlebig hat es sich herausgestellt, wenn die Ölleitkappe aus einem Metallwerkstoff, wie Stahl, gefertigt ist.
- Ferner ist es von Vorteil, wenn der Hohlwellenstumpf und die Welle, die vorzugsweise als Vollwelle ausgebildet ist, über eine Verzahnung form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Drehmomentübertragung einfach realisiert werden und auch eine Montage vereinfacht werden.
- Die Anwendungsmöglichkeiten erhöhen sich, wenn der Hohlwellenstumpf ein Teil eines Sonnenrades ist, indem die Welle nach Art einer Sonnenwelle aufgenommen ist.
- Die Erfindung betrifft auch ein Differenzial, wie ein Stirnraddifferenzial, mit einem Steckwellensystem der erfindungsgemäßen Ausprägung, wobei vorzugsweise zwei Sonnenräder eingesetzt sind.
- Es ist auch von Vorteil, wenn im Bereich des stirnseitigen Endes des Ölkanals eine in diese Richtung ausgerichtete Vertiefung in der Ölkappe vorhanden ist, oder die Ölkappe zumindest drei an ihrer Innenseite gleichmäßig verteilte Vorsprünge aufweist, so dass ein Abstand zwischen dem Ende des Ölkanals und der Ölkappe vorhanden ist. Dieser Abstand kann dann genutzt werden, um eine besonders effiziente Ölleitung zu erreichen. Ein stumpfes Aufsetzen der Ölleitkappe und damit einhergehendes Abdichten der Ölkanäle wird verhindert.
- Zweckmäßig ist es ferner, wenn in dem Hohlwellenstumpf wenigstens ein zumindest abschnittsweise axial verlaufender exzentrischer Ölkanal vorhanden ist.
- Auch ist es von Vorteil, wenn zwei oder mehr Ölkanäle beidseitig einer Rotationsachse angeordnet sind. Die Fertigung lässt sich dadurch vereinfachen und das Schmierverhalten des Steckwellensystems verbessern.
- Auch ist es von Vorteil, wenn der Ölkanal stirnseitig am Hohlwellenstumpf eine Ölauslassöffnung aufweist. Die Ölabgabe aus dem Ölkanal wird dadurch effizient möglich.
- Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal über einen radial ausgerichteten Verbindungskanal mit einer am Außenumfang des Hohlwellenstumpfes ausgebildeten Ölnut in Verbindung steht. Über die Ölnut kann dann einfach Öl zum Verbindungskanal geführt werden und weiter zur Ölauslassöffnung des Ölkanals, so dass Öl in den Spalt zwischen der Abdichtkappe und der Ölleitkappe gelangt. Das Öl kann dann weiter durch die Ölauslassöffnung der Ölleitkappe in das Innere einer weiteren Hohlwelle geleitet werden.
- Um eine effiziente Ölführung zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Ölnut in Axialrichtung verlaufend ausgerichtet ist.
- Auch ist es von Vorteil, wenn der Hohlwellenstumpf als Sonnenrad mit einer Außenverzahnung ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich eine Planetenradstufe realisieren und dadurch auch ein Planetenradgetriebe.
- Um ein Auseinanderfallen der Einzelteile zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Welle im Hohlwellenstumpf über einen Schnappring axial festgelegt ist.
- Die Fertigung kann vereinfacht werden, wenn der Ölkanal und der Verbindungskanal als zueinander rechtwinklige Bohrungen ausgebildet sind.
- Ferner ist es von Vorteil, wenn die Ölkanäle gleichmäßig um die Rotationsachse des Hohlwellenstumpfes und zu ihr gleich beabstandet angeordnet sind.
- Die Erfindung betrifft somit ein Steckwellensystem und im Speziellen auch eine Steckverbindung zwischen einer Sonnenwelle und dem darauf sitzenden Sonnenrad. Auch betrifft sie ein Differenzial mit zwei Sonnenrädern oder ein Verteilergetriebe mit einem Sonnenrad und einer weiteren Zentralwelle, wie einem Sonnenrad, einen Planetenträger oder einem Hohlrad.
- Die Ölleitkappe, die auch als Abdeckkappe bezeichnet werden könnte, bedeckt stirnseitig einen Wellenstumpf. Der Wellenstumpf ist hohl und in seiner zylindrischen Wand mit parallelen Ölkanälen versehen. Die Ölkanäle münden in einen Spalt zwischen der Abdeckkappe, also der Ölleitkappe und der Stirnseite des Hohlwellenstumpfes. Dabei wird ein Spalt durch Distanzelemente erzeugt, die axial in Richtung der Stirnseite des Wellenstumpfes durchgestellt sind.
- Mit anderen Worten bedeckt die Ölleitkappe den Hohlwellenstumpf, der mit wenigstens einem Ölkanal versehen ist. Der Ölkanal mündet in die Ölleitkappe. Die Ölleitkappe, die in dem Wellenstumpf steckt oder auch auf diesem sitzen kann, läuft trichterartig zu. Das Rohr des Trichters greift in einen Ölkanal des Wellenstumpfes einer axial gegenüberliegenden Welle oder in ein Rohr, welches in der gegenüberliegenden Welle sitzt. Die Wellen sind gegeneinander verdrehbar.
- Man kann die Erfindung auch dadurch charakterisieren, dass in einer Vorrichtung mit einer Hohlwelle oder einem hohlen Wellenabschnitt eine weitere Welle in der Hohlwelle oder ein Wellenabschnitt in dem Hohlwellenabschnitt sitzt. Ein Ringspalt zwischen den Hohlwellen bzw. Hohlwellenabschnitten ist mit einer Kappe axial verschlossen, die stirnseitig beider Wellen bzw. Wellenabschnitte in der Hohlwelle oder in dem Hohlwellenabschnitt sitzt. Desweiteren sitzt auf der Hohlwelle oder dem Hohlwellenabschnitt eine weitere Kappe mit wenigstens einer „Trichteröffnung“. Die weitere Kappe sammelt aus wenigstens einem Schmierkanal der Hohlwelle austretendes Öl und führt dieses über die Trichteröffnung dem weiteren System zu.
- Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, die unterschiedliche Ausführungsbeispiele wiedergeben. Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines Steckwellensystems in einer Längsschnittsdarstellung entlang einer Rotationsachse des Hohlwellenstumpfes, -
2 eine weitere Längsschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckwellensystems, -
3 eine weitere Schnittansicht einer in dem Steckwellensystem der1 und2 verwendeten Ölleitkappe, -
4 eine weitere Darstellung der Ölleitkappe aus3 , -
5 eine Ansicht von der hohlwellenstumpffernen Seite der Ölleitkappe auf diese, -
6 eine Ansicht auf die Ölleitkappe von der Seite des Hohlwellenstumpfes, -
7 eine vergrößerte Darstellung eines stirnseitigen Endes des Hohlwellenstumpfes mit aufgesetzter Ölleitkappe der3 bis6 , -
8 eine weitere Längsschnittdarstellung des Steckwellensystems der1 ,2 und7 mit Ölnuten auf der Außenseite des Hohlwellenstumpfes, -
9 eine Ausgestaltung des Hohlwellenstumpfes der Ausführungsbeispiele der1 ,2 ,7 und8 als Sonnenrad in einer perspektivischen Darstellung überwiegend von einer ölleitkappenfernen Seite betrachtet, und -
10 das Sonnenrad aus9 von einer Ölleitkappenseite aus gesehen. - Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist eine erste erfindungsgemäß Ausführungsform eines Steckwellensystems1 dargestellt. Das Steckwellensystem1 weist einen Hohlwellenstumpf2 auf. Im Inneren des Hohlwellenstumpfes2 ist eine als Vollwelle ausgestaltete Welle3 eingesetzt. - Eine Abdichtkappe
4 ist an einem stirnseitigen Ende5 des Hohlwellenstumpfes2 angebracht. Die Abdichtkappe4 weist einen Endflansch6 auf, der abdichtend an einer Innenseite7 des Hohlwellenstumpfes2 anliegt. Ein stirnseitiges Ende8 der Abdichtkappe4 ist axial innerhalb des Hohlwellenstumpfes2 angeordnet oder zumindest bündig mit dem stirnseitigen Ende5 des Hohlwellenstumpfes2 ausgerichtet. - Axial zur Abdichtkappe
4 beabstandet ist eine Ölleitkappe9 ausgebildet. Die Ölleitkappe9 und die Abdichtkappe4 bilden einen Ölleitraum10 aus. Die Ölleitkappe9 weist auch eine trichterartige Vertiefung11 auf, welche in eine Ölauslassöffnung12 übergeht. - Die Ölleitkappe
9 steckt in einem Röhrchen13 , welches ihrerseits in einer Hohlwelle14 steckt, die ihrerseits drehbar ist, insbesondere relativ zu dem Hohlwellenstumpf2 . - Auf der Außenseite der Welle
3 und der Innenseite des Hohlwellenstumpfes2 ist eine Verzahnung, nach Art einer Keilverzahnung ausgebildet. Der Hohlwellenstumpf2 und die Welle3 sind komplementär zueinander ausgeformt. - An der gleichen axialen Stelle weisen die beiden Elemente jeweils eine Nut
15 auf, in der ein Sicherungselement16 , nach Art eines Schnappringes17 vorhanden ist. Über den Schnappring17 wird die Welle3 relativ zum Hohlwellenstumpf2 in axialer Richtung festgelegt. - Im Hohlwellenstumpf
2 sind Ölkanäle18 ausgebildet. Der Ölkanal18 ist über einen radial ausgerichteten Verbindungskanal19 mit einer Ölnut20 verbunden. - Die Ölnut
20 ist an einem stirnseitigen endfernen Bereich des Hohlwellenstumpfes2 ausgebildet, nämlich auf der Außenseite, wobei die Ölnut20 in Axialrichtung ausgerichtet ist. - Die Ölleitkappe
9 ist aus Stahl gefertigt. Die Abdichtkappe4 ist ebenfalls aus Stahl gefertigt, kann jedoch auch aus Kunststoff gefertigt sein. Auch ist es möglich, dass die Ölleitkappe9 aus Kunststoff gefertigt ist. Für beide Bauteile sind auch Leichtmetalllegierungen möglich. - In
2 ist gut zu erkennen, dass die Ölleitkanäle18 beidseitig einer Rotationsachse21 ausgebildet sind, und parallel zu ihr verlaufen. Der Hohlwellenstumpf2 ist als Sonnenrad ausgebildet. Das stirnseitige Ende der Welle3 ist mit dem Bezugszeichen22 versehen. - Wie in den
3 bis6 zu erkennen ist, weist die Ölleitkappe9 eine trichterartige Vertiefung11 auf, die in die Ölauslassöffnung12 übergeht. - Auf der Innenseite der Ölleitkappe
9 sind an drei Stellen Vorsprünge23 ausgebildet, um ein planes Aufsetzen der Ölleitkappe9 an den stirnseitigen Enden der Ölkanäle18 zu verhindern. - Die Ölleitkappe
9 weist einen Flanschbereich24 auf, der das stirnseitige Ende5 des Hohlwellenstumpfes2 umgreift und mit einem Presssitz an der Außenseite des Hohlwellenstumpfes2 anliegt. - Es sei auch noch erwähnt, dass anstelle der Vorsprünge
23 , auch Ausnehmungen im Material der Ölleitkappe ausgebildet sein können, oder eine Kombination aus Ausnehmungen und Vorsprüngen23 verwendet werden kann. - Die Ölleitkappe
9 ist spielbehaftet innerhalb des Röhrchens13 befindlich, wobei jedoch das Röhrchen13 in die Hohlwelle14 eingepresst ist. - In
8 ist der Zufluss von Öl durch die Ölnut20 in den Verbindungskanal19 und dann in den Ölkanal18 gut zu erschließen, wobei dann das Öl in die trichterartige Vertiefung11 in der Ölleitkappe9 , also in den Ölleitraum10 , eindringt. - Wie in den
9 und10 gut zu erkennen ist, weist der Hohlwellenstumpf2 , nach Art eines Sonnenrades, auf der Außenseite eine Außenverzahnung25 auf. - Unter einem Öl wird hier ein Hydraulikmittel verstanden, das ein Fluid ist. Motoröl, Hydrauliköl und ähnliche Öle sind hierunter zu subsumieren.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steckwellensystem
- 2
- Hohlwellenstumpf
- 3
- Welle
- 4
- Abdichtkappe
- 5
- stirnseitiges Ende des Hohlwellenstumpfes
- 6
- Endflansch
- 7
- Innenseite
- 8
- stirnseitiges Ende der Abdichtkappe
- 9
- Ölleitkappe
- 10
- Ölleitraum
- 11
- trichterartige Vertiefung
- 12
- Ölauslassöffnung
- 13
- Röhrchen
- 14
- Hohlwelle
- 15
- Nut
- 16
- Sicherungselement
- 17
- Schnappring
- 18
- Ölkanal
- 19
- Verbindungskanal
- 20
- Ölnut
- 21
- Rotationsachse
- 22
- stirnseitiges Ende der Welle
- 23
- Vorsprung
- 24
- Flanschbereich
- 25
- Außenverzahnung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
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- EP 1031766 B1 [0002]
- DE 60001123 T2 [0002]
- DE 102006000080 A1 [0002]
- DE 102009055005 A1 [0002]
Claims (10)
- Steckwellensystem (
1 ) mit einem Hohlwellenstumpf (2 ) in dessen Innerem eine Welle (3 ) drehmomentübertragend steckt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlwellenstumpf (2 ) wenigstens ein zumindest abschnittsweise axial verlaufender exzentrischer Ölkanal (18 ) vorhanden ist. - Steckwellensystem (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Ölkanäle (18 ) beidseitig einer Rotationsachse (21 ) angeordnet sind. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (18 ) stirnseitig am Hohlwellenstumpf (2 ) eine Ölauslassöffnung aufweist. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (18 ) über einen radial ausgerichteten Verbindungskanal (19 ) mit einer am Außenumfang des Hohlwellenstumpfes (2 ) ausgebildeten Ölnut (20 ) in Verbindung steht. - Steckwellensystem (
1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (18 ) in Axialrichtung verlaufend ausgerichtet ist. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlwellenstumpf (2 ) als Sonnenrad mit einer Außenverzahnung ausgebildet ist. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3 ) im Hohlwellenstumpf (2 ) über einen Schnappring (17 ) axial festgelegt ist. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (18 ) und der Verbindungskanal (19 ) als zueinander rechtwinklige Bohrungen ausgebildet sind. - Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle (18 ) gleichmäßig in die Rotationsachse (21 ) des Hohlwellenstumpfes (2 ) und zu ihr gleich beabstandet angeordnet sind. - Differenzial, wie ein Stirnraddifferenzial, mit einem Steckwellensystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei vorzugsweise zwei Sonnenräder eingesetzt sind.
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CN103629334A (zh) | 2014-03-12 |
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