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Schmiervorrichtung an einem Zahnrad Die Erfindung bezieht sich auf
eine Schmiervorrichtung an einem Zahnrad mit horizontaler Drehachse und mit zwei
ringförmigen Kammern für das Schmiermittel.
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Es ist bekannt, bei hochbeanspruchten Getrieben die Zahnräder mittels
Ölstrahl zu schmieren und zu kühlen. Der dazu notwendige Öldruck wird in der Regel
durch eine direkt mit dem Getriebe gekuppelte Ölpumpe erzeugt. Bei einer solchen
Anordnung steht während des Anfahrens kein Öl zur Verfügung, weil auch die Ölpumpe
bis zum Beginn der Förderung erst mit einer bestimmten Drehzahl laufen muß und die
Ölleitungen erst gefüllt werden müssen. Dieser Mangel kann zum vorzeitigen Verschleiß
der Zahnräder führen, insbesondere, wenn ein solches Getriebe gleich mit dem höchsten
Drehmoment anläuft, z. B. zum Anlassen eines Triebwerkes über dieses Getriebe.
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Eine von der Pumpe unabhängige Öleinspritzung bei oder kurz vor dem
Anlaufen des Getriebes ist mit den herkömmlichen Mitteln sehr aufwendig.
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Um bei Zahnradgetrieben mit geringem Aufwand gleich beim Anlaufen
eine Schmierung bewirken zu können, ist für Zahnräder (Kegelräder) mit senkrechter
Drehachse bereits eine ölreservekammer im Zahnrad vorgeschlagen worden, in der sich
beim Stillstand des Getriebes das z. B. vom Getriebegehäuse abtropfende Öl sammelt,
um beim Drehen des Rades durch die Zentrifugalkraft herausgeschleudert zu werden
und zur ersten Schmierung zu dienen.
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Für Paarungen von Zahnrädern mit horizontalen Drehachsen ist das Eintauchen
jeweils einiger Zähne der Zahnräder in eine Ölwanne bekannt. Diese Lösung kann nur
dann angewendet werden, wenn eine entsprechende Ölwanne vorgesehen werden kann,
was insbesondere bei Hochleistungsgetrieben aus Gründen des Platzmangels oft nicht
möglich ist. Auch besteht bei dieser Lösung im Betrieb die Gefahr der Schaumbildung.
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Ferner ist es bekannt, für die Anlaufschmierung bei Zahnrädern eine
ringförmige Sammelkammer mindestens auf einer Seite eines Zahnrades vorzusehen,
in das auch dann, wenn das Zahnrad nicht in Öl eintaucht, vom Gehäuse abtropfendes
Schmiermittel gelangt. Dabei taucht ein Zahnrad in einen Ölsumpf ein. Dieses Zahnrad
nimmt bei laufendem Getriebe Schmiermittel in die Verzahnung mit. Bei einer solchen
bekannten Lösung erfolgt die Schmiermittelmitnahme durch einen am Zahnrad befestigten
Mitnahmekörper; bei einer anderen solchen Lösung erfolgt die Schmiermittelmitnahme
aus einem Ölsumpf durch gewellte Scheiben zu beiden Seiten des Zahnrades. Beiden
Lösungen ist also das Eintauchen eines Zahnrades in einen Ölsumpf gemeinsam, wodurch
Planschverluste und Lufteinschlüsse im Schmiermittel entstehen können.
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Bei einer schließlich noch bekannten Anordnung ist auf der einen Seite
eines Zahnrades eine Verteilkammer vorgesehen, der Schmiermittel von der gegenüberliegenden
Seite her durch einen Kanal zugeführt wird, wobei das Schmiermittel durch Fliehkraftwirkung
anderen Schmierstellen zugeführt wird. Es taucht jedoch auch bei dieser Lösung das
Zahnrad in einen Ölsumpf ein, so daß Planschverluste und Lufteinschlüsse zu befürchten
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Paarung von Zahnrädern
mit horizontalen Drehachsen mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Schmierung und
Kühlung bereits im Anlauf der Zahnräder zu gewährleisten, ohne daß eine aus Platzgründen
unerwünschte besondere Ölwanne vorgesehen werden müßte.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die
eine Kammer auf der einen Seite der Radscheibe als Sammelkammer im unteren Bereich
und beim Stillstand des Zahnrades das Schmiermittel aufnimmt, um dieses unter der
Wirkung der bei umlaufendem Zahnrad auftretenden Fliehkraft durch an sich bekannte
Verbindungskanäle hindurch in die ebenfalls an sich bekannte zweite, als Verteilerkammer
wirkende, vorzugsweise auf der anderen Seite der Radscheibe angeordnete Kammer abzugeben,
die durch weitere Verbindungskanäle mit Zahnlücken des Zahnrades in Verbindung steht.
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Bei der Lösung nach der Erfindung wird ohne besondere Ölwanne des
Gehäuses das beim Stillstand der Zahnradpaarung z. B. vom Gehäuse abtropfende Öl
in der Sammelkammer auf der einen Seite der Zahnradscheibe gesammelt. Sofort beim
Anlaufen der Zahnradpaarung gelangt das Schmiermittel schon bei geringer Fliehkraftwirkung
-auf kurzem Wege in die Verteilerkammer und von dort wiederum auf
kurzem
Wege in die Zahnlücken, um die Flanken der Zahnradpaarung bereits unmittelbar nach
deren Anlaufen zu schmieren und im Abströmen zu kühlen. Eine besondere Bedeutung
kommt der Ausbildung der bekannten Kammern als Ringraum zu, weil gerade bei dieser
Form bereits eine geringe Fliehkraftwirkung eine Förderung des Schmiermittels bewirkt
und dadurch an den Schmierstellen im Anlaufen bereits Schmiermittel in ausreichender
Menge zur Verfügung steht. Die fehlende Ölwanne ist nicht nur ein baulicher Vorteil,
sondern infolge des fehlenden Eintauchens eines Zahnrades in einen Ölsumpf treten
auch keine Planschverluste und Lufteinschlüsse im Schmieröl ein.
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Die Verbindung zwischen den Kammern soll in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung durch mehrere auf den Umfang der Sammelkammer verteilte gebogene Rohre
erfolgen, die am einen Ende offen sind und am anderen Ende mit einem die Zahnradscheibe
durchdringenden Verbindungskanal mit der Verteilerkammer verbunden sind: Durch diese
Lösung wird gewährleistet, daß sich im Stillstand der Zahnradpaarung eine genügende
ölmenge -ansammelt und nicht gleich das im Sammelraum .aufgefangene Öl über den
Verteilerraum und die Zahnlücken abfließt; denn die Länge der Rohre wird sich unter
Berücksichtigung des Zahnraddurchmessers auf jeden Fall so bestimmen lassen, daß
entweder das offene R_ ohrende oder der Verbindungskanal oberhalb des Spiegels des
Schmiermittels iri der Sammelkammer liegt; so daß beim Stillstand des Zahnrades
das Schihiermittel nicht abströmen kann. Die röhrförmige- Verbindungsvorrichtung-bewirkt
außerdem, daß. im Zusämmenwirken mit der Fliehkraftwirkung eine sich einstellende
Schöpfwirkung in besonderem Maße die Förderung ausreichender Schmtermittelmengen
gewährleisten wird. -Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß. außer der Verteilerkammer
auch die Sammelkammer -an der Innenseite des mit einer Außenverzahnung Versehenen
Zahnrades angeordnet ist und der Zahnkranzmit Verbindungskanälen im Bereich der
Verteilerkammer und- von Zahnlücken ulüd/öder einer Abspritzkante verehen ist.
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Eine etwas abweichende Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Sammelkammer und die Verteilerkammer auf der einen. Seite der Zahnradscheibe
eines, fliegend -gelagerten Ritzels angeordnet, durch .einen Abspritzring
voneinander-- getrennt und -mittels . den Abspritzring durchdrigender Verbindungen.
beim Umlauf des Zahnrades miteinander in Verbindung zu bringen sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine bevorzugte -Ausführungsform der Erfindung; wobei
das dargestellte Zahnrad in Richtung seiner Drehachse gesehen ist, F i g. 2 einen
Schnitt nach der Linie II-I1 der Fig.1,- -F i g.. 3 einen Schnitt nach der Linie
M -IH der F i g. 2- und F i g. 4 die vorerwähnte Ausführungsform der Erfindung bei
einem fliegend gelagerten Ritzel. -.
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In der- Zeichnung ist das erfindungsgemäß ausgestaltete, mit einer
Außenverzahnung versehene; um eine horizontale Achse umlaufende und schließlich
als Kegelrad ausgebildete Zahnrad mit 1 gekennzeichnet.- An der Innenseite des Zahnkranzes
ist gemäß F i . 1 bis 3 auf der einen Seite der Zahnradscheibe die Sammelkammer
2 angeordnet, die mit der dicht angeschraubten Scheibe 3 zu einer ringförmigen Rinne
ausgebildet ist. Auf der anderen Seite der Zahnradscheibe ist an der Innenseite
des Zahnkranzes die Verteilerkammer 4 angeordnet, die durch entsprechende Form der
Innenseite des Zahnkranzes gebildet wird. An der von Zahnradscheibe und Zahnkranz
gebildeten Kante sind in je einer Vertiefung zwei Rohre 5, 6 verlegt und am Zahnrad
gehalten. Die beiden Rohre sind entsprechend der Zahnkranzkrümmung gebogen. Das
eine Ende 7 jedes Rohres 5, _ 6 ist offen. -Das andere Ende jedes Rohres 5, 6 bildet
einen die Zahnradscheibe durchdringenden Verbindungskanal 8, durch den die Sammelkammer
2 mit der Verteilerkammer 4 in Verbindung steht. Auf der Seite der Verteilerkammer
4 und im Bereich jeweils einer Lücke des Zahnkranzes ist eine Anzahl von Verbindungskanälen
9 auf den Umfang des Zahzikranzes verteilt.
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Wird die zunächst umlaufende- Zahnradpaarung stillgesetzt, -dann sammelt
sich das z. B. an das Gehäuse der Zahnradpaarung gespritzte Schmiermittel in der
Sammelkammer 2, was z. B. durch ein oder mehrere Zuleitungsrohre 10 unterstützt
werden kann.
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Die Zuleitungsrohre nehmen das Schmiermittel an 'Peilen des Getriebegehäuses,
an denen das Schmiermittel bei umlaufender Zahnradpaarung in besonderem Maße angespritzt
wird, auf und führen es der Sammelkammer 2 zu. Das in die Sammelkammer 2 gelangte
Schmiermittel sammelt sich jeweils im unteren Bereich der Sammelkammer.. Die Rohre
5; 6 befinden sich bei stillstehendem Zahnrad 1 entweder ganz oder zumindest- mit
ihrem einen Ende außerhalb des in -der - Sammelkammer _ angesammelten Schmiermittels,
was durch Festlegung der-Rohrlänge mit Bezug auf den Zahnraddurchmesser erreicht
werden kann.
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Läuft nun die Zahnradpaarung an, dann schöpft abwechselnd eines der-Rohre
5 und 6 mit seinem Ende 7 Schmiermittel; und dieses gelangt über den Verbindungskanal
8 des jeweiligen Rohres in die Verteilerkammer. Schöpfwirkung und Fliehkraftwirkung
unterstützen sich wechselseitig, so daß schon bei geringer Umlaufgeschwindigkeit
genügend Schmiermittel aus der Sammelkammer in- die Verteilerkammer gelangt. Das-
in die Verteilerkammer 4 gelangte Schmiermittel gelangt unter der Fliehkraftwirkung
durch die Verbindungskanäle 9 in die Zahnlücken und schmiert und kühlt die Zahnflanken
bzw. die Zähne der miteinander im Eingriff- stehenden Zahnräder. Bei entsprechender.
Förderleistung gelangt Schmiermittel nicht nur - durch die Verbindungskanäle 9,
sondern auch über eine Abspritzkante 11 an die Zahnflanken. Gegebenenfalls kann
auf die Verbindungskanäle 9 oder auf die Abspriizkante 11 verzichtet werden.
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Die geschilderte Wirkung tritt unmittelbar nach dem Anlaufen der Zahnradpaarung
ein und hält an; solange- die Zahnradpaarung umläuft: Beim Beginn des Umlaufens
steht in der Sammelkammer 2 genügend Schmiermittel zur Verfügung. Die Art -des verwendeten
Schmiermittels ist gleichgültig: Es muß lediglich -die nötige Fließfähigkeit haben.
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Die Abwandlung der vorbeschriebenen-Anordnung gemäß F i g. 4 zeigt
das fliegend gelagerte Ritzel 1 a. Sammelkammer 2 und Verteilerkammer 4 sind auf
der einen Seite der Zahnradscheibe angeordnet und
durch einen Abspritzring
12 voneinander getrennt. Mit den Rohren 5, 6 gelangt das Schmiermittel aus der Sammelkammer
2 in der vorbeschriebenen Weise durch den Abspritzring 12 hindurch in die Verteilerkammer
4, von wo aus es in die Zahnradlücken der miteinander im Eingriff stehenden Zahnräder
gespritzt wird.