DE102021208704A1

DE102021208704A1 - Gehäusedeckel und Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102021208704A1
Application number: DE102021208704.3A
Authority: DE
Inventors: Simon Hetmaniok; Markus Magiera; Maximilian Platt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gehäusedeckel (20) für ein Gehäuse (16) eines Planetengetriebes (10). Das Gehäuse (16) ist zur Aufnahme eines Radsatzes (24) des Planetengetriebes (10) ausgebildet. Das Planetengetriebe (10) weist wenigstens eine Schmierung und eine fluidisch davon getrennte Kühlung auf. Der Gehäusedeckel (20) weist eine Schmierstoffleitung zu einem Innenraum des Gehäuses (16) und eine Lagerung für eine zentrale Achse des Planetengetriebes (10) in dem Innenraum auf. Der Gehäusedeckel (20) bildet einen Kühlmantelkanal (46) zum radial außenseitigen Kühlen eines Hohlrads (42) des Radsatzes (24) gemeinsam mit dem Hohlrad (42) aus. Der Gehäusedeckel (20) ist einstückig ausgebildet. Zudem betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe (10) mit einem solchen Gehäusedeckel (20).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gehäusedeckel für ein Gehäuse eines Planetengetriebes, wobei das Planetengetriebe als Industriegetriebe für eine Tunnelbohrmaschine mit Wasserkühlung ausgebildet sein kann. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Planetengetriebe mit einem solchen Gehäusedeckel.
Stand der Technik
Bekannt sind Gehäuse für Planetengetriebe, in welchen ein oder mehrere Radsätze des Planetengetriebes aufgenommen werden. Das Hohlrad eines der Radsätze kann wassergekühlt sein, wobei dann ein Gehäuseteil einen Wasserkanal begrenzt. Ein dazu separates Gehäuseteil kann eine Schmierung des Radsatzes begrenzen. Noch ein weiteres Gehäuseteil kann einen Zentrierflansch bilden, an welchem eine Lagerung für eine zentrale Welle des Planetengetriebes bereitgestellt ist. Dadurch weist ein solches Gehäuse viele Bauteile auf.
Darstellung der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Gehäusedeckel für ein Gehäuse eines Planetengetriebes, wobei das Gehäuse zur Aufnahme eines Radsatzes des Planetengetriebes in einem Innenraum des Gehäuses ausgebildet ist. Das Gehäuse kann den Innenraum ausbilden. Das Planetengetriebe kann einen oder mehrere Radsätze aufweisen. Jeder Radsatz kann ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenträger als Drehelemente aufweisen, wobei an dem Planetenträger ein oder mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind. Das Hohlrad kann in kämmendem Eingriff mit den jeweiligen Planetenrädern stehen. Das Sonnenrad kann in kämmendem Eingriff mit den jeweiligen Planetenräder stehen. Jeder Radsatz kann als Plus-Radsatz oder Minus-Radsatz ausgebildet sein. Der Radsatz kann mit seiner zentralen Drehachse eine axiale Richtung des Planetengetriebes und damit auch des Gehäuses definieren. Ebenso kann der Radsatz eine radiale Richtung des Gehäuses und des Planetengetriebes definieren.
Das Planetengetriebe kann wenigstens eine Schmierung und eine fluidisch davon getrennte Kühlung aufweisen. Die Schmierung kann beispielsweise jeweilige Drehelemente mit Schmierstoff versorgen. Beispielsweise kann die Schmierung eine Verzahnung des Hohlrads mit Schmierstoff versorgen. Der Schmierstoff kann beispielsweise ein Öl oder ein anderes Fluid sein. Die Schmierung kann beispielsweise als Schmierölkreislauf ausgebildet sein. Die Schmierung kann eine Schmierung jeweiliger Drehelemente bewirken, beispielsweise über eine deren Stirnseiten. Die Kühlung kann ein Kühlmittel aufweisen. Die Kühlung kann dazu ausgebildet sein, einen Wärmeabtransport von einem oder mehreren Drehelementen im Betrieb des Planetengetriebes zu befördern. Beispielsweise kann die Kühlung als offene Kühlung oder Kühlkreislauf ausgebildet sein. Das Kühlmittel kann beispielsweise Wasser, Öl oder ein anderes Fluid sein. Für die Schmiermittelversorgung und die Kühlmittelversorgung kann das Planetengetriebe beispielsweise jeweils ein Reservoir und alternativ oder zusätzlich jeweils eine Pumpe aufweisen. Fluidisch getrennt kann bedeuten, dass das Schmiermittel und das Kühlmittel nicht in Kontakt miteinander gelangen können und somit getrennt bleiben. Beispielsweise können jeweilige Kühlmittelkanäle und jeweilige Schmiermittelleitungen gegeneinander abgedichtet sein.
Der Gehäusedeckel weist eine Schmierstoffleitung zu dem Innenraum des Gehäuses auf. Die Schmierstoffleitung kann beispielsweise als ein Durchgang in dem Gehäusedeckel ausgebildet sein. Die Schmierstoffleitung kann es ermöglichen, Schmierstoff dem Radsatz zuzuführen und alternativ oder zusätzlich von dem Innenraum mit dem Radsatz abzulassen.
Der Gehäusedeckel weist eine Lagerung für eine zentrale Achse des Planetengetriebes in dem Innenraum auf. Die Lagerung kann als eine Lagerfläche ausgebildet sein, beispielsweise als eine radial außenseitige oder radial innenseitige Mantelfläche. Die zentrale Achse kann direkt oder auch mittels eines oder mehrerer Lagerelemente, wie eines Wälzlagers, an dieser Lagerung gelagert sein. Die Lagerung kann für ein Sonnenrad des Radsatzes des Planetengetriebes ausgebildet sein. Die Lagerung kann für eine Antriebswelle des Planetengetriebes ausgebildet sein. Die Antriebswelle und das Sonnenrad können beispielsweise drehfest miteinander verbunden sein oder einstückig ausgebildet sein. Die zentrale Achse kann als Welle und alternativ oder zusätzlich als Drehelement des Radsatzes ausgebildet sein.
Der Gehäusedeckel kann einen Kühlmantelkanal zum radial außenseitigen Kühlen eines Hohlrads des Radsatzes gemeinsam mit dem Hohlrad ausbilden. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel den Kühlmantelkanal radial außenseitig begrenzen und das Hohlrad den Kühlmantelkanal radial innenseitig wenigstens teilweise begrenzen. Der Kühlmantelkanal kann ein Vorbeiströmen des Kühlmittels an dem Hohlrad mit direktem Kontakt mit dem Hohlrad ermöglichen. So kann die Kühlung besonders effizient sein. Die Kühlung kann als Mantelkühlung ausgebildet sein. Die Kühlung kann frei von stirnseitigen Wasserkammern oder Kühlkanälen sein. Ein Mantelkanal kann sich in Umfangsrichtung erstrecken, beispielsweise mit im Wesentlichen gleichförmigen Querschnitt. Ein Mantelkanal kann eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweisen, wobei ein Einlass und Auslass getrennt sein können, beispielsweise durch einen inneren Steg. Die radial außenseitige Kühlung kann eine unerwünschte Wechselwirkung mit der Schmierung vermeiden und auch eine Abdichtung erleichtern. Der Kühlmantelkanal kann eine sehr große Kontaktfläche des Kühlmittels mit dem Hohlrad ermöglichen, wodurch eine große Wärmeübertragung ermöglicht wird. Der Kühlmantelkanal kann von dem Gehäusedeckel beispielsweise durch eine Aussparung und alternativ oder zusätzlich jeweilige vorstehende Stege wenigstens teilweise begrenzt werden.
Der Gehäusedeckel ist einstückig ausgebildet. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel als Gussteil ausgebildet sein. Das Hohlrad kann in dem Gehäusedeckel eingebaut sein. Beispielsweise kann das Hohlrad an dem Gehäusedeckel angeschraubt sein. Das Hohlrad kann beispielsweise als Schmiedeteil ausgebildet sein. Der Gehäusedeckel kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Grundform des Gehäusedeckels rotationssymmetrisch ausgebildet sein, aber auch jeweilige Wandungen.
Der Gehäusedeckel kann so kostengünstig in einem einstückigen Bauteil die Funktion eines Zentrierflansches, eines Gehäuseteils für die Schmiermittelversorgung und eines Gehäuseteils für eine Kühlmittelversorgung bereitstellen. Dadurch sind Herstellungskosten und auch Montagekosten gering. Zudem ist das Gehäuse so einfach abzudichten, da es wenige Trennstellen gibt. Zudem kann eine Schmiermittelmenge vergrößert werden, da durch die Funktionsaggregation in dem Gehäusedeckel mehr Freiraum im Innenraum des Gehäuses vorhanden sein kann. Dadurch kann eine Lebensdauersteigerung des Planetengetriebes erreicht werden.
Die Kühlung kann beispielsweise den Kühlmantelkanal als einzigen den Radsatz kühlenden Kanal aufweisen. Die Kühlung kann frei von weiteren Kühlkanälen sein. Das Hohlrad kann radial und alternativ oder zusätzlich axial innerhalb des Gehäusedeckels angeordnet sein. Der Gehäusedeckel kann den Kühlmantelkanal axial an einer oder beiden Stirnseiten begrenzen. Der Gehäusedeckel kann sich axial über das gesamte Hohlrad hinweg erstrecken. Der Gehäusedeckel kann das Hohlrad einhüllen. Eine Kontaktfläche zwischen dem Hohlrad und dem Deckelelement kann abgedichtet sein, beispielsweise mittels O-Ringen oder Labyrinthdichtungen. Dadurch kann der Kühlmantelkanal von dem restlichen Innenraum, welcher beispielsweise eine Schmierstoffkammer ausbilden kann, fluidisch getrennt sein. Der Gehäusedeckel kann dazu ausgebildet sein, den Innenraum wenigstens teilweise zu begrenzen. Das Planetengetriebe kann als Industriegetriebe ausgebildet sein. Ein Industriegetriebe kann beispielsweise für einen Dauerbetrieb ausgebildet sein. Das Planetengetriebe kann als ein Getriebe einer Tunnelbohrmaschine ausgebildet sein. Der Gehäusedeckel kann einen Flansch für die Befestigung einer Elektromaschine aufweisen. Der Flansch kann als ein axial außenseitiger und radial vorstehender Flansch ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel wenigstens eine radial außenseitige Wandung, eine erste sich radial erstreckende Wandung und eine dazu entgegengesetzt zweite sich radial erstreckende Wandung aufweist, welche den Kühlmantelkanal begrenzen. Entgegengesetzt kann hier bedeuten, dass die beiden axial erstreckenden Wandungen an axial gegenüberliegenden Enden des Kühlmantelkanals angeordnet sind. Jeweilige den Kühlmantelkanal begrenzende Wandungen können im Querschnitt beispielsweise eine U-Form ausbilden. Eine solche Form ist einfach und kostengünstig zu fertigen. Bei einem rechteckigen Kühlmantelkanalquerschnitt kann so eine weitere Wandung durch eine radial außenseitige Mantelfläche des Hohlrads gebildet sein. Die radial erstreckenden Wandungen können jeweils eine Stirnseite des Kühlmantelkanals begrenzen. Die Wandungen können jeweils in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel dazu ausgebildet ist, einen axialen Endbereich des Gehäuses zu bilden. Dadurch ist das Gehäuseelement einfach zu montieren. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel eine stirnseitige Wand des Gehäuses ausbilden. Beispielsweise ist der Gehäusedeckel antriebsseitig an dem Gehäuse angeordnet. So kann ein Antriebsmotor einfach an dem Gehäusedeckel angeflanscht werden.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel dazu ausgebildet ist, einen Kühlmantelkanal wenigstens entlang einer gesamten axialen Erstreckung des Hohlrads außenseitig zu begrenzen. Dadurch wird eine besonders große Oberfläche zur Wärmeübertragung ermöglicht. Beispielsweise kann sich der Kühlmantelkanal auch in axialer Richtung über das Hohlrad hinaus erstrecken. Entsprechend kann sich auch ein den Kühlmantelkanal begrenzender Abschnitt des Gehäusedeckels axial über das Hohlrad hinaus erstrecken.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel einen radial nach innen vorstehenden Steg aufweist, welcher in Umfangsrichtung verläuft. Der Steg kann den Kühlmantelkanal spiralförmig ausbilden und einen Kühlmitteleinlass von einem Kühlmittelauslass des Kühlmantelkanals trennen. Dadurch kann bei gleichem Bauraumbedarf ein längerer Kühlmantelkanal bereitgestellt werden, welcher die Kühlung des Hohlrads durch eine längere Kontaktzeit des Kühlmittels verbessern kann. Der in Umfangsrichtung verlaufende Steg kann beispielsweise zum Hohlrad vorstehen. Der in Umfangsrichtung verlaufende Steg kann in dem Kühlmantelkanal angeordnet sein. Der in Umfangsrichtung verlaufende Steg kann beispielsweise spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufen. Der in Umfangsrichtung verlaufende Steg kann beispielsweise wenigstens bereichsweise benachbart zu dem Kühlmittelauslass und dem Kühlmitteleinlass angeordnet sein. Durch den Kühlmitteleinlass kann im Betrieb Kühlmittel in den Kühlmantelkanal einströmen und durch den Kühlmittelauslass ausströmen.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel einen radial nach innen vorstehenden Steg aufweist, welcher in Axialrichtung verläuft. Der Steg kann den Kühlmantelkanal ringförmig ausbilden und einen Kühlmitteleinlass von einem Kühlmittelauslass des Kühlmantelkanals trennen. Es ergibt sich eine einfach zu fertigende Bauweise. Der axial verlaufende Steg kann beispielsweise gerade ausgebildet sein. Es kann sich eine hohlzylindrische Form des Kühlmantelkanals ergeben, welche lediglich in Umfangsrichtung durch den axial verlaufenden Steg unterbrochen ist. Der axial verlaufende Steg kann beispielsweise benachbart zu dem Kühlmittelauslass und dem Kühlmitteleinlass angeordnet sein. Beispielsweise kann der axial verlaufende Steg in Umfangsrichtung zwischen dem Kühlmittelauslass und dem Kühlmitteleinlass angeordnet sein. Durch den Kühlmitteleinlass kann im Betrieb Kühlmittel in den Kühlmantelkanal einströmen und durch den Kühlmittelauslass ausströmen. Der axial verlaufende Steg kann beispielsweise zum Hohlrad vorstehen. Der axial verlaufende Steg kann in dem Kühlmantelkanal angeordnet sein.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel einen ersten Ablass der Schmierstoffleitung und einen zweiten Ablass der Schmierstoffleitung aufweist. Dadurch stehen zwei Anschlusspositionen zum Ablassen für die Schmierstoffleitung zur Verfügung, wodurch die Schmierstoffleitung bei unterschiedlichen Einbaulagen und Bauraumrandbedingungen dennoch einfach zugänglich sein kann. Beispielsweise kann nur ein Ablass genutzt werden und der andere Ablass verschlossen sein, wodurch sich eine Anschlusswahlmöglichkeit ergibt. Alternativ können auch beide Ablässe genutzt werden, um einen höheren Durchsatz an Schmiermittel zu erleichtern. Beispielsweise sind die Ablässe in Einbaulage des Gehäuses bzw. Getriebes an einer Unterseite angeordnet. Die jeweiligen Ablässe können ein Ausströmen von Schmiermittel aus der Schmierstoffleitung ermöglichen.
Beispielsweise sind die Ablässe außenseitig an dem Gehäusedeckel angeordnet. Der erste Ablass kann in einem Flansch des Gehäusedeckels angeordnet sein. Der Flansch kann für die Befestigung eines Antriebsmotors ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Flansch als radial nach außen vorstehender Rand ausgebildet sein, welcher Bohrungen zum Befestigen eines Elektromotors aufweist. Der zweite Ablass kann axial und radial versetzt zu dem ersten Ablass angeordnet sein. Dadurch kann der zweite Ablass zugänglich bleiben, wenn der erste Ablass durch weitere Bauteile blockiert ist, und umgekehrt. Beispielsweise kann der zweite Ablass in einem sich an den Flansch anschließenden Außenwandteilbereich des Gehäusedeckels angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Gehäusedeckel einen ersten Einlass der Schmierstoffleitung und einen zweiten Einlass der Schmierstoffleitung aufweisen. Dadurch stehen zwei Anschlusspositionen zum Einlassen für die Schmierstoffleitung zur Verfügung, wodurch die Schmierstoffleitung bei unterschiedlichen Einbaulagen und Bauraumrandbedingungen dennoch einfach zugänglich sein kann. Beispielsweise sind die Einlässe in Einbaulage des Gehäuses bzw. Getriebes an einer Oberseite und außenseitig angeordnet. Die Einlässe können aber auch in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet sein. Die jeweiligen Einlässe können ein Einströmen von Schmiermittel aus der Schmierstoffleitung ermöglichen.
In einer Ausführungsform des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass der Gehäusedeckel einen radial verlaufenden ersten Schmierstoffleitungsteil und einen axial verlaufenden zweiten Schmierstoffleitungsteil aufweist, welche in unterschiedlichen Axialbereichen in den Innenraum münden. Der erste Schmierstoffleitungsteil kann beispielsweise in einem axial bezüglich des Radsatzes deckelseitigen Teilbereich des Innenraums münden. Der zweite Schmierstoffleitungsteil kann beispielsweise in einen axial bezüglich des Radsatzes deckelabgewandten Teilbereich des Innenraums münden. Dadurch können unterschiedliche Radsätze und alternativ oder zusätzlich ein Radsatz axial beidseitig einfach geschmiert werden. Der erste Schmierstoffleitungsteil kann mit dem zweiten Schmierstoffleitungsteil fluidisch verbunden sein. Dadurch kann das Schmiermittel aus beiden Schmierstoffleitungsteilen nur über einen Ablass der zwei Ablässe ausströmen. Die Schmierstoffleitungsteile können sich beispielsweise kreuzen, um die fluidische Verbindung herzustellen. So können beide Schmierstoffleitungsteile beispielsweise einfach durch eine gerade Bohrung gefertigt werden, wobei sich diese Bohrungen dann schneiden.
Der Gehäusedeckel kann mehrere radial verlaufende Schmierstoffleitungen in den Innenraum aufweisen. Diese können zum Öleinlass, Ölablass, Einstellen des Ölstandes, Anschluss eines Temperaturfühlers oder für weitere Funktionen verwendet werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem Gehäuse und einem Radsatz. Das Gehäuse begrenzt einen Innenraum, in welchem der Radsatz aufgenommen ist. Zudem weist das Gehäuse einen Gehäusedeckel gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des zweiten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten Aspekts dar. Das Hohlrad und das Deckelelement können den Kühlmantelkanal gemeinsam begrenzen. Eine zentrale Achse des Planetengetriebes kann in dem Innenraum an dem Deckelelement gelagert sein. Die zentrale Achse kann beispielsweise als Welle ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Planetengetriebes ist es vorgesehen, dass das Deckelelement einen umlaufenden und sich axial erstreckenden Steg aufweist, welcher an das Hohlrad stirnseitig angrenzt. Dadurch kann ein Kühlmantelkanalteilbereich axial neben dem Hohlrad radial innenseitig und radial außenseitig durch das Deckelelement begrenzt sein. Dadurch kann ein insgesamt größerer Kühlmantelkanal bereitgestellt werden. Dadurch kann ein größerer Kühlmitteldurchfluss bei gleichem Bauraum erreicht werden. Der Steg des Gehäusedeckels kann dazu den Kühlmantelkanal wenigstens bereichsweise radial innenseitig begrenzen. Eine radial außenseitige Mantelfläche des Stegs des Gehäusedeckels kann bündig mit einer radial außenseitigen Mantelfläche des Hohlrads sein. Das Hohlrad kann an den Steg des Gehäusedeckels Wärme übertragen, welcher dann von dem Kühlmantelkanal gekühlt wird und somit eine effektive Wärmeleitfläche erhöht. Der Steg des Gehäusedeckels kann einen Ölaufnahmeraum der Schmierung radial außenseitig begrenzen, vor allem einen Ölaufnahmeraum, in welchem eine Verzahnung des Hohlrads angeordnet ist. Dadurch kann das Gehäuse sehr kompakt sein. Der Steg des Gehäusedeckels kann sich axial entlang der gesamten Lagerung der zentralen Achse erstrecken, wodurch eine besonders große axiale Erstreckung der Kühlmantelkanals ermöglicht wird. Das Hohlrad kann mit dem Steg des Gehäusedeckels verbunden sein, beispielsweise mittels einer Verschraubung. Dadurch kann auch die Befestigung des Hohlrads erleichtert werden und keine zusätzlichen Teilbereiche des Gehäusedeckels erfordern.
In einer Ausführungsform des Planetengetriebes ist es vorgesehen, dass das Hohlrad einen umlaufenden und axial von einem Verzahnungsbereich des Hohlrads vorstehenden Steg aufweist, welcher an den Gehäusedeckel stirnseitig angrenzt. Dieser Steg des Hohlrads kann frei von einer Verzahnung sein. Der Steg kann somit das Hohlrad axial verlängern. Der Steg des Hohlrads kann alternativ zu dem Steg des Gehäusedeckels vorgesehen sein, wie dieser im vorherigen Abschnitt beschrieben wurde. Die Gestaltung, Anordnung und Funktion kann in diesem Fall analog sein. Die Fertigung kann durch das Vorsehen des Stegs an dem Hohlrad einfacher sein, da eine nutähnliche Gestaltung in dem Gehäusedeckel vermieden werden kann. Der Steg des Hohlrads kann radial innenseitig den Kühlmantelkanal begrenzen, wodurch das Hohlrad eine sehr große gekühlte Mantelfläche aufweisen kann. Der Steg des Hohlrads kann einen Ölaufnahmeraum des Schmierölkreislaufs radial außenseitig begrenzen, vor allem einen Ölaufnahmeraum, in welchem eine Verzahnung des Hohlrads angeordnet ist. Der Steg des Hohlrads kann sich axial wenigstens entlang eines Teils der Lagerung der zentralen Achse erstrecken, beispielsweise entlang der gesamten Lagerung der zentralen Achse. Das Deckelelement kann mit dem Steg des Hohlrads verbunden sein, beispielsweise mittels einer Verschraubung. Der Steg des Hohlrads kann beispielsweise mindestens eine axiale Länge aufweisen, welche einer axialen Länge des Verzahnungsbereich des Hohlrads entspricht.
Figurenliste

1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform eines Planetengetriebes einer Tunnelbohrmaschine mit einem Gehäuse.
2 veranschaulicht in einer schematischen perspektivischen Schnittansicht eine Kühlung des Planetengetriebes gemäß 1.
3 veranschaulicht in einer weiteren schematischen perspektivischen Schnittansicht die Kühlung des Planetengetriebes gemäß 1.
4 veranschaulicht in einer schematischen Schnittansicht die Kühlung des Planetengetriebes gemäß 1.
5 zeigt in einer schematischen perspektivischen Schnittansicht einen anders gestalteten Gehäusedeckel des Gehäuses des Planetengetriebes gemäß 1.
6 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine zweite Ausführungsform eines Planetengetriebes einer Tunnelbohrmaschine mit einem Gehäuse.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht in einer schematischen Schnittansicht ein Planetengetriebe 10 einer Tunnelbohrmaschine, welches als Industriegetriebe ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 14 auf, welche gemeinsam auf einer zentralen Drehachse angeordnet sind. Die Eingangswelle 12 ist dazu ausgebildet, drehfest mit einer Abtriebswelle einer Elektromaschine verbunden zu werden. Die Ausgangswelle 14 ist dazu ausgebildet, drehfest mit einer Welle eines Werkzeugs verbunden zu werden. Zwischen der Eingangswelle 12 und der Ausgangswelle 14 sind mehrere Radsätze des Planetengetriebes 10 angeordnet. Die Radsätze sind dazu ausgebildet, ein Drehmoment von der Eingangswelle 12 an die Ausgangswelle 14 zu übertragen.
Das Planetengetriebe 10 weist ein Gehäuse 16 auf, in dessen Innenraum die jeweiligen Radsätze aufgenommen sind. Das Gehäuse 16 weist wenigstens zwei Teile auf, einen Gehäusehauptkörper 18 und einen daran angeschraubten Gehäusedeckel 20. Der Gehäusedeckel 20 ist als einstückiges Gussteil ausgebildet. Das Planetengetriebe 10 weist zudem eine Schmierung für die jeweiligen Radsätze und eine fluidisch davon getrennte Kühlung auf. Der Gehäusedeckel 20 bildet einen axial antriebsseitigen Endbereich des Gehäuses 16 aus.
Der Gehäusedeckel 20 weist eine Schmierstoffleitung auf, über welchen Schmierstoff durch den Innenraum des Gehäuses 16 im Betrieb geführt wird. Der Gehäusedeckel 20 weist einen radial verlaufenden ersten Schmierstoffleitungsteil 22 auf, über welchen Schmierstoff aus einem Ölraum axial antriebsseitig eines antriebsseitigen Radsatzes 24 abführbar ist. Entsprechend mündet der erste Schmierstoffleitungsteil 22 in diesem Axialbereich in den Innenraum. Zudem weist der Gehäusedeckel 20 einen axial verlaufenden zweiten Schmierstoffleitungsteil 25 auf, über welchen Schmierstoff aus einem Ölraum axial abtriebsseitig des antriebsseitigen Radsatzes 24 abführbar ist. Der zweite Schmierstoffleitungsteil 25 kann gut Schmierstoff von dem axial abtriebsseitig zu dem Radsatz 24 angeordneten Radsatz abführen. Entsprechend mündet der zweite Schmierstoffleitungsteil 25 in diesem Axialbereich in den Innenraum. Der erste Schmierstoffleitungsteil 22 schneidet den zweiten Schmierstoffleitungsteil 25 und ist damit mit diesem fluidisch verbunden. Die beiden Schmierstoffleitungsteile 22, 25 sind als gerade Bohrung in einer Außenwand des Gehäusedeckels 20 ausgebildet. Die außenseitige Mündung des ersten Schmierstoffleitungsteils 22 bildet einen ersten Ablass 26 in einer radialen Außenfläche eines Flanschs 27 des Gehäusedeckels 20 an der Unterseite des Planetengetriebes 10 aus. Der Flansch 27 ist zur Befestigung des Elektromotors an dem Planetengetriebe 10 ausgebildet. Eine Querbohrung bildet einen zweiten Ablass 28 in einem zu dem Flansch 27 des Gehäusedeckels 20 benachbarten Wandungsbereich an der Unterseite des Planetengetriebes 10. So stehen zwei zueinander axial und radial versetzte Ablässe 26, 28 zur Verfügung, was einen Anschluss der Schmierstoffleitung erleichtert. Zusätzlich bildet eine außenseitige Mündung des zweiten Schmierstoffleitungsteils 25 einen dritten Ablass 48 in einer antriebsseitigen Stirnseite des Flanschs 27 des Gehäusedeckels 20 an der Unterseite des Planetengetriebes 10.
Eine zu den Ablässen 26, 28, 48 analoge Bauweise mit zwei, drei oder vier Einlässen ist in einer Ausführungsform an der Oberseite des Planetengetriebes 10 in dem Gehäusedeckel 10 zum Zuführen von Schmierstoff in den Innenraum vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform ist nur ein einziger Einlass für den Schmierstoff vorgesehen.
Der Gehäusedeckel 20 weist radial innen zwei Mantelflächen 30 auf, an welchen die Eingangswelle 12 und ein Sonnenrad 32 des Radsatzes 24 und damit eine zentrale Achse des Planetengetriebes 10 mittels Wälzlagern 34 gelagert ist. Ein Vorsprung 36, an welchem die Mantelflächen 30 als Lagerung für die zentrale Achse des Planetengetriebes 10 ausgebildet sind, weist eine Durchgangsöffnung 38 auf. Damit ist eine Schmierstoffversorgung auch der Wälzlager 34 mit der Schmierstoffleitung des Gehäusedeckels 20 möglich.
Mit dem Sonnenrad 32 kämmt ein Satz von Planetenrädern 40 des Radsatzes 24. Die Planetenräder 40 kämmen mit einem Hohlrad 42 des Radsatzes 24. Das Hohlrad 42 ist mit dem Gehäusedeckel 20 stirnseitig an seiner Antriebsseite verschraubt. Der Gehäusedeckel 20 weist dafür einen in Axialrichtung und in Umfangsrichtung verlaufenden Steg 44 auf, welcher direkt an das Hohlrad 42 angrenzt. Um das Hohlrad 42 erstreckt sich ein Kühlmantelkanal 46. Im Betrieb wird der Kühlmantelkanal 46 von einem Kühlmittel der Kühlung durchströmt und führt somit Wärme von dem Hohlrad 42 ab.
Der Kühlmantelkanal 46 ist radial außenseitig von einer Außenwand des Gehäusedeckels 20 begrenzt. Stirnseitig wird der Kühlmantelkanal 46 in beide Axialrichtungen ebenfalls von dem Gehäusedeckel 20 begrenzt, hier von radial und in Umfangsrichtung verlaufenden Wandungen, welche an entgegengesetzten axialen Enden des Kühlmantelkanals 46 angeordnet sind. Radial innenseitig wird der Kühlmantelkanal 46 in einem abtriebsseitigen axialen Teilbereich von dem Hohlrad 42 begrenzt und in einem antriebsseitigen axialen Teilbereich von dem Steg 44 des Gehäusedeckels 20. Der abtriebsseitige axiale Teilbereich des Kühlmantelkanals erstreckt sich wenigstens über einen gesamten Verzahnungsbereich des Hohlrads 42. Der Steg 44 erstreckt sich axial ungefähr so lang wie das Hohlrad 42 breit ist, wodurch sich eine besonders große Mantelfläche des Kühlmantelkanals 46 ergibt. Dies verbessert die Kühlung. In dem antriebsseitigen axialen Teilbereich ist der Kühlmantelkanal 46 durch einen Nutbereich des Gehäusedeckels 20 gebildet, dessen radial innenseitige Wandung der Steg 44 bildet.
Die 2 bis 4 veranschaulichen eine Durchströmung des Gehäusedeckels 20 und damit auch des Kühlmantelkanals 46 mit Kühlmittel. Die Kühlung ist in dem gezeigten Fall als Wasserkühlung ausgebildet und das Kühlmittel ist entsprechend Wasser. Ein Einlass 50 der Kühlung ist in dem Flansch 27 des Gehäusedeckels 20 angeordnet. Der Kühlmittelfluss ist dort mit Pfeil 52 veranschaulicht. Der Einlass 50 der Kühlung ist analog zu den Ablässen 26, 28 und 48 ausgebildet und weist Bohrungen auf, die in den Kühlmantelkanal 46 münden. Anschließend durchströmt das Kühlmittel den Kühlmantelkanal 46 in Umfangsrichtung und umspült das Hohlrad 42 somit radial außenseitig nahezu entlang dessen gesamten Umfangs. Dies ist durch die Pfeile 54, 56 und 58 veranschaulicht. Anschließend strömt das Kühlmittel durch einen Auslass 60, welcher ebenfalls in dem Flansch 27 angeordnet ist und radial nach außen in dessen Mantelfläche mündet. Der Auslass 60 der Kühlung ist analog zu den Ablässen 26, 28 und 48 ausgebildet und weist Bohrungen auf, die in den Kühlmantelkanal 46 münden.
Der Auslass 60 ist zu dem Einlass 50 geringfügig in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, was in 4 gut zu erkennen ist. Zwischen dem Einlass 50 und dem Auslass 60 der Kühlung weist der Gehäusedeckel 20 einen radial nach innen vorstehenden Steg 62 auf, welcher gerade ausgebildet ist und in Axialrichtung verläuft. Der Steg 62 trennt somit den Einlass 50 von dem Auslass 60. Entsprechend ist hier eine hohlzylindrische Form des Kühlmantelkanals 46 unterbrochen und somit eine Ringform gebildet. In der Schnittansicht von 4 ist erneut der Kühlmittelfluss mit Pfeilen 64 gekennzeichnet.
5 zeigt einen anders gestalteten Gehäusedeckel 20. Bei dieser Ausführungsform ist nicht der radial nach innen vorstehende und axial verlaufende Steg 62 vorgesehen. Stattdessen weist der Gehäusedeckel 20 gemäß 5 einen radial nach innen vorstehenden Steg 66 auf, welcher in Umfangsrichtung so verläuft, dass der Kühlmantelkanal 46 spiralförmig ausgebildet wird. Auch der Steg 66 trennt dabei einen Kühlmitteleinlass von einem Kühlmittelauslass des Kühlmantelkanals 46. Es ergibt sich jedoch ein insgesamt in Durchflussrichtung längerer Kühlmantelkanal 46. Ansonsten ist der Aufbau und die Funktion des Gehäusedeckels 20 gemäß 5 zu dem Gehäusedeckel 20 gemäß 1 bis 4 identisch oder ähnlich.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform des Planetengetriebes 10, bei welchem gegenüber der ersten Ausführungsform gemäß 1 der Gehäusedeckel 20 und das Hohlrad 42 verändert sind. Bei diesem Gehäusedeckel 20 entfällt der Steg 44. Ansonsten ist der Gehäusedeckel in Funktion und Aufbau identisch oder ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Statt des Stegs 44 des Gehäusedeckels 20 weist das Hohlrad 42 einen umlaufenden und axial von einem Verzahnungsbereich des Hohlrads 42 vorstehenden Steg 68 auf, welcher an den Gehäusedeckel 20 stirnseitig angrenzt. Der Steg 68 ist mit dem Gehäusedeckel 20 verschraubt, um das Hohlrad 20 an dem Gehäusedeckel 20 zu befestigen. Das Hohlrad 42 ist bei dieser Ausführungsform als ein langes Hohlrad ausgebildet. Entsprechend muss in den Gehäusedeckel 20 bei einem Kühlmantelkanal 46 gleicher Größe kein Nutbereich gefertigt werden, was bei einer Serienfertigung günstiger ist. Eine Entgratung und eine Reinigung sind bei dieser Gestaltung einfach. Dafür ist das Hohlrad 42, welches hier als Schmiedeteil ausgebildet ist, größer. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Kühlmantelkanal radial innenseitig vollständig durch das Hohlrad 42 begrenzt.
Planetengetriebe 10 für Tunnelbohrmaschinen können mit dem Gehäusedeckel 20 eine Wasserkammer mit geringen Kosten bereitstellen, obwohl es sich um ein großes Gussteil mit vielen Anschlüssen in mehreren Positionen handelt. Zudem hat der Gehäusedeckel 20 auch eine tragende Funktion, da der Elektromotor angeflanscht wird. Der Kühlmantelkanal 46 kann zwei Wasserkammern, eine stirnseitige Wasserkammer und eine Mantelwasserkammer, aufgrund seiner Größe ersetzen. Das Hohlrad 42 ist dazu direkt in dem Gehäusedeckel 20 eingebaut. Die einteilige Bauweise und auch der einteilige Kühlmantelkanal 46 weisen trotzdem eine näherungsweise gleiche große Oberfläche zum Ölraum im Innenraum des Gehäuses 16 auf, wodurch eine Kühlleistung groß genug ist.
Bezugszeichenliste

10: Planetengetriebe
12: Eingangswelle
14: Ausgangswelle
16: Gehäuse
18: Gehäusehauptkörper
20: Gehäusedeckel
22; 25: Schmierstoffleitungsteile
24: Radsatz
26; 28; 48: Ablässe
30: Mantelflächen
32: Sonnenrad
34: Wälzlager
36: Vorsprung
38: Durchgangsöffnung
40: Planetenräder
42: Hohlrad
44; 68: Steg
46: Kühlmantelkanal
50: Kühlmitteleinlass
52 - 58; 64: Kühlmittelfluss
60: Kühlmittelauslass
62; 66: Steg

Claims

Gehäusedeckel (20) für ein Gehäuse (16) eines Planetengetriebes (10), wobei das Gehäuse (16) zur Aufnahme eines Radsatzes (24) des Planetengetriebes (10) in einem Innenraum des Gehäuses (16) ausgebildet ist, wobei das Planetengetriebe (10) wenigstens eine Schmierung und eine fluidisch davon getrennte Kühlung aufweist, wobei der Gehäusedeckel (20) eine Schmierstoffleitung zu dem Innenraum des Gehäuses (16) und eine Lagerung für eine zentrale Achse des Planetengetriebes (10) in dem Innenraum aufweist, wobei der Gehäusedeckel (20) einen Kühlmantelkanal (46) zum radial außenseitigen Kühlen eines Hohlrads (42) des Radsatzes (24) gemeinsam mit dem Hohlrad (42) ausbildet und wobei der Gehäusedeckel (20) einstückig ausgebildet ist.
Gehäusedeckel (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) wenigstens eine radial außenseitige Wandung, eine erste sich radial erstreckende Wandung und eine dazu entgegengesetzt zweite sich radial erstreckende Wandung aufweist, welche den Kühlmantelkanal (46) begrenzen.
Gehäusedeckel (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) dazu ausgebildet ist, einen axialen Endbereich des Gehäuses (16) zu bilden.
Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) dazu ausgebildet ist, einen Kühlmantelkanal (46) wenigstens entlang einer gesamten axialen Erstreckung des Hohlrads (42) außenseitig zu begrenzen.
Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) einen radial nach innen vorstehenden Steg (66) aufweist, welcher in Umfangsrichtung verläuft, um den Kühlmantelkanal (46) spiralförmig auszubilden und einen Kühlmitteleinlass (50) von einem Kühlmittelauslass (60) des Kühlmantelkanals (46) zu trennen.
Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) einen radial nach innen vorstehenden Steg (62) aufweist, welcher in Axialrichtung verläuft, um den Kühlmantelkanal (46) ringförmig auszubilden und einen Kühlmitteleinlass (50) von einem Kühlmittelauslass (60) des Kühlmantelkanals (46) zu trennen.
Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) einen ersten Ablass (26) der Schmierstoffleitung und einen zweiten Ablass (28) der Schmierstoffleitung aufweist, wobei der erste Ablass (26) in einem Flansch (27) des Gehäusedeckels (20) angeordnet ist, welcher für die Befestigung eines Antriebsmotors ausgebildet ist, und wobei der zweite Ablass (28) axial und radial versetzt zu dem ersten Ablass (26) angeordnet ist.
Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (20) einen radial verlaufenden ersten Schmierstoffleitungsteil (22) und einen axial verlaufenden zweiten Schmierstoffleitungsteil (25) aufweist, welche in unterschiedlichen Axialbereichen in den Innenraum münden, wobei der erste Schmierstoffleitungsteil (22) mit dem zweiten Schmierstoffleitungsteil (25) fluidisch verbunden ist.
Planetengetriebe (10) mit einem Gehäuse (16) und einem Radsatz (24), wobei das Gehäuse (16) einen Innenraum begrenzt, in welchem der Radsatz (24) aufgenommen ist, und wobei das Gehäuse (16) einen Gehäusedeckel (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Planetengetriebe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement einen umlaufenden und sich axial erstreckenden Steg (44) aufweist, welcher an das Hohlrad (42) stirnseitig angrenzt.
Planetengetriebe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (42) einen umlaufenden und axial von einem Verzahnungsbereich des Hohlrads (42) vorstehenden Steg (, 68) aufweist, welcher an den Gehäusedeckel (20) stirnseitig angrenzt.