DE19830301C2 - Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit - Google Patents
Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer GetriebeeinheitInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit mit einem
Hohlrad mit einer Innenverzahnung und einem Ritzel mit einer
Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung greift, wobei das
Schmiermittel gezielt in den Innenraum des Hohlrades geleitet
wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Getriebeeinheit mit einem
Hohlrad mit einer Innenverzahnung und einem Ritzel mit einer
Außenverzahnung, wobei die Getriebeeinheit Mittel zum
gezielten Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum des
Hohlrades aufweist.
Getriebeeinheiten mit einem Hohlrad mit Innenverzahnung und
einem Ritzel mit Außenverzahnung werden nach dem Stand der
Technik zur Verbindung von zwei Getriebewellen mit relativ
geringem Achsabstand verwendet, deren Drehzahl zueinander in
einem bestimmten Verhältnis übersetzt sein soll.
Die Verzahnung zwischen Innen- und Außenverzahnung muss zur
Schmierung und zur Wärmeabfuhr aus der Verzahnung mit
Schmiermittel geschmiert werden. Bei den bekannten
Getriebeeinheiten erfolgt die Schmierung der Verzahnung
dadurch, dass sich die Verzahnung in einem Ölbad befindet.
Durch die Zentrifugalwirkung des Hohlrades während des
Betriebes der Getriebeeinheit wird jedoch der Zutritt des Öls
in den Innenraum des Hohlrades und in die Verzahnung erheblich
erschwert. Deshalb ist bei den bekannten Getriebeeinheiten die
Schmierung der Verzahnung nicht optimal, obwohl sich die
Verzahnung in einem Ölbad befindet. Eine unzureichende
Schmierung der Verzahnung kann zu erhöhtem Verschleiß und
Abnutzung der Verzahnung und zu einer erheblichen
Wärmeentwicklung im Bereich der Verzahnung führen. Das kann
langfristig den Ausfall der Getriebeeinheit bedeuten und
erhebliche Kosten für den Austausch der defekten
Getriebeeinheit gegen eine neue und für die Reparatur der
defekten Getriebeeinheit verursachen.
Ein Verfahren und eine Getriebeeinheit der eingangs genannten
Art ist aus der DE 34 10 977 C2 bekannt. Danach ist eine als
Planetengetriebe ausgebildete Getriebeeinheit mit einem
Hohlrad mit einer Innenverzahnung und drei als Planetenräder
ausgebildeten Ritzeln mit einer Außenverzahnung bekannt. Durch
umfangsseitige Öffnungen in dem Hohlrad wird Schmiermittel in
den Innenraum des Hohlrades geleitet. Ein Planetenradträger
des Planetengetriebes, in welchem die Wellen des
Planetengetriebes befestigt sind, ist derart ausgebildet, dass
zwischen der Außenverzahnung der Planetenräder und dem
Planetenradträger ein Ringspalt ausgebildet ist. Das
Schmiermittel liegt bis zu einer bestimmten Höhe in dem
Gehäuse des Planetengetriebes an. Wenn sich die Planetenräder
in Pfeilrichtung drehen, bewirken sie in Verbindung mit dem
Ringspalt, ähnlich einer Zahnradpumpe, ein Ansaugen und
Fördern von Schmiermittel in Pfeilrichtung in den Innenraum
des Hohlrades.
Das bekannte Verfahren zur Schmierung der Verzahnung des
Planetengetriebes kann jedoch nur bei relativ langsam
drehendem Getriebe zuverlässig funktionieren. Bei höheren
Drehzahlen wird, trotz der Pumpwirkung der Planetenräder, das
in dem Innenraum des Hohlrades befindliche Schmiermittel
aufgrund der Zentrifugalwirkung durch die Öffnungen nach außen
gedrängt. Außerdem funktioniert das bekannte Verfahren nur bei
Planetengetrieben mit einem entsprechend ausgebildeten
Planetenradträger, da die Pumpwirkung der Planetenräder nur
dann auftritt, wenn zwischen der Außenverzahnung der
Planetenräder und dem Planetenträger ein entsprechender
Ringspalt ausgebildet ist. Bei einem Hohlradgetriebe mit einem
Hohlrad und nur einem Ritzel würde die bekannte Schmierung
nicht funktionieren.
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Möglichkeit zur Schmierung der Verzahnung einer
Getriebeeinheit zu schaffen, die auf eine möglichst einfache
Weise bei Hohlradgetrieben insbesondere bei hohen Drehzahlen
eine ausreichende Versorgung der Verzahnung im Innenraum des
Hohlrades mit Schmiermittel sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung, ausgehend von
einem Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer
Getriebeeinheit der eingangs genannten Art vor, dass die
Getriebeeinheit als ein Hohlradgetriebe ausgebildet ist, das
eine mit dem Hohlrad verbundene erste Getriebewelle und eine
zu der ersten Getriebewelle beabstandete und mit dem Ritzel
verbundene zweite Getriebewelle aufweist, und dass an einer
Stirnfläche des Hohlrades haftendes Schmiermittel mittels
mindestens einer im Inneren eines Gehäuses des
Hohlradgetriebes, gegenüber der Stirnfläche und in einem
Abstand zu der Stirnfläche angeordneten Abstreifleiste in den
Innenraum des Hohlrades geleitet wird.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine optimale
Schmierung der Verzahnung zwischen der Innenverzahnung des
Hohlrades und der Außenverzahnung des Ritzels aufgrund der im
Hohlrad wirkenden Zentrifugalkraft nur durch ein gezieltes
Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum des Hohlrades
erreicht werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Schmierverfahren kann trotz der
Zentrifugalwirkung des Hohlrades sichergestellt werden, dass
dem Schmiermittel der Zugang zu der Verzahnung möglich ist. So
wird selbst bei hohen Drehgeschwindigkeiten des Hohlrades und
damit einer großen Zentrifugalwirkung stets eine optimale
Schmierung der Verzahnung und Wärmeabfuhr aus der Verzahnung
sichergestellt. Die Lebensdauer von Getriebeeinheiten, die
nach diesem Verfahren geschmiert werden, kann dadurch
entscheidend verlängert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, dass als Schmiermittel Öl verwendet wird. Zum
Einsatz kommen kann Öl beliebiger Zusammensetzung und
Viskosität.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe wird ausgehend von einer
Getriebeeinheit der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass
die Getriebeeinheit als ein Hohlradgetriebe ausgebildet ist,
das eine mit dem Hohlrad verbundene erste Getriebewelle und
eine zu der ersten Getriebewelle beabstandete und mit dem
Ritzel verbundene zweite Getriebewelle aufweist, und dass im
Inneren eines Gehäuses des Hohlradgetriebes gegenüber einer
Stirnfläche des Hohlrades und in einem Abstand zu der
Stirnfläche mindestens eine Abstreifleiste an dem Gehäuse
befestigt ist.
Auf diese Weise wird dem Schmiermittel stets der Zugang zu der
Verzahnung ermöglicht und eine optimale Schmierung und
Wärmeabfuhr aus der Verzahnung sichergestellt. Im Inneren des
Getriebegehäuses ist gegenüber der Stirnfläche des Hohlrades
in einem Abstand zu dieser mindestens eine Abstreifleiste an
dem Getriebegehäuse angeordnet.
Während des Betriebs der Getriebeeinheit wird das infolge von
Adhäsion an der Stirnfläche des Hohlrades haftende
Schmiermittel durch Drehung des Hohlrades an der
Abstreifleiste abgestreift und gelangt in den Innenraum des
Hohlrades. Der Abstand zwischen der Abstreifleiste und der
Stirnfläche des Hohlrades muss so gewählt werden, dass er
einerseits groß genug ist, um eine ungehinderte Drehung des
Hohlrades zu ermöglichen, und andererseits klein genug ist,
dass ein möglichst großer Teil des an der Stirnfläche
haftenden Schmiermittels durch die Drehung des Hohlrades an
der Abstreifleiste abgestreift wird und in den Innenraum des
Hohlrades gelangt.
An dem distalen Ende der Abstreifleisten ist
vorteilhafterweise eine in den Innenraum des Hohlrades ragende
Tropfkante ausgebildet. Die Tropfkante kann beliebig weit in
den Innenraum hineinragen und sorgt so dafür, dass das
abgestreifte Schmiermittel möglichst weit in den Innenraum des
Hohlrades gelangt und dadurch möglichst viel Schmiermittel im
Bereich der Verzahnung zur Schmierung und Wärmeabfuhr zur
Verfügung steht.
Die Wirkung der Abstreifleisten kann gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung dadurch erhöht werden, dass die
Abstreifleisten in einem Winkelbereich von +45° bis -45°
relativ zu einer Geraden, die durch den Mittelpunkt des
Hohlrades verläuft, angeordnet sind. Die Winkel, die sich von
der Mittelpunktsgeraden entgegen dem Uhrzeigersinn erstrecken,
haben ein positives Vorzeichen. Die Winkel, die sich von der
Mittelpunktsgeraden im Uhrzeigersinn erstrecken, haben dagegen
ein negatives Vorzeichen. Die Neigung der Abstreifleisten
relativ zu den Geraden hängt insbesondere von der Drehrichtung
des Hohlrades ab. Weitere Kriterien für die Wahl eines
bestimmten Neigungswinkels der Abstreifleisten relativ zu der
Mittelpunktsgeraden kann die Lage sein, in der die
Getriebeeinheit eingebaut worden ist, oder die
Geschwindigkeit, mit der sich das Hohlrad dreht.
Vorteilhafterweise sind die Abstreifleisten in einem Winkel
von +25° oder -25° relativ zu einer Geraden angeordnet, die
durch den Mittelpunkt des Hohlrades verläuft.
Bei einer Drehung des Hohlrades in eine Drehrichtung im
Uhrzeigersinn weist die Getriebeeinheit vorteilhafterweise
eine Abstreifleiste auf, die in einem Winkel von +25° relativ
zu einer Geraden, die durch den Mittelpunkt des Hohlrades
verläuft, angeordnet ist.
Falls sich das Hohlrad in beide Drehrichtungen dreht, weist
die Getriebeeinheit vorteilhafterweise zwei Abstreifleisten
auf, von denen die eine Abstreifleiste in einem Winkel von +25°
relativ zu einer Geraden, die durch den Mittelpunkt des
Hohlrades verläuft, und die andere Abstreifleiste in einem
Winkel von -25° relativ zu einer Geraden, die durch den
Mittelpunkt des Hohlrades verläuft, angeordnet ist. Auf diese
Weise wird sichergestellt, dass das an der Stirnfläche
haftende Schmiermittel in beiden Drehrichtungen des Hohlrades
zumindest von einer der Abstreifleisten optimal abgestreift
wird und zuverlässig in den Innenraum des Hohlrades gelangt.
Im Folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einer
ersten Ausführungsform im Längsschnitt;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Getriebeeinheit aus Fig. 1 im
Querschnitt entlang der Linie II-II;
Fig. 3 ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit
aus Fig. 1 und 2 entlang der Linie III-III;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einer
zweiten Ausführungsform im Querschnitt und
In Fig. 1 ist eine Getriebeeinheit in einer ersten
Ausführungsform in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugzeichen 12
gekennzeichnet. Die Getriebeeinheit 12 weist eine Welle 1
auf, an der ein Hohlrad 2 befestigt ist. Das Hohlrad 2
treibt über eine Innenverzahnung 13 ein Ritzel 3 an, dessen
Außenverzahnung 14 in die Innenverzahnung 13 greift. Das
Ritzel 3 ist auf einer Welle 4 befestigt. Die
Getriebeeinheit 12 wird zur Verbindung von zwei
Getriebewellen 1, 4 mit relativ geringem Achsabstand
eingesetzt, deren Drehzahl zueinander in einem bestimmten
Verhältnis übersetzt werden soll.
Gegenüber einer Stirnfläche 5 des Hohlrades 2 ist im
Abstand a eine Abstreifleiste 6 ortsfest an dem Gehäuse 9a
der Getriebeeinheit 12 angebracht. Die Abstreifleiste 6 ist
in einem Winkel α zu einer Geraden 15, die durch den
Mittelpunkt des Hohlrades 2 verläuft, geneigt. Die
Drehrichtung des in Fig. 2 dargestellten Hohlrades 2
verläuft im Uhrzeigersinn. Die in Fig. 2 dargestellte
Abstreifleiste 6 ist um den Winkel +25° relativ zu der
Mittelpunktsgeraden 15 geneigt angeordnet.
Während des Betriebs der Getriebeeinheit 12 wird das
infolge der Adhäsion an der Stirnfläche 5 haftende Öl durch
die Drehung des Hohlrades 2 an der Abstreifleiste 6
abgestreift. Die Abstreifleiste 6 weist an ihrem distalen
Ende eine Tropfkante 7 auf, die in den Hohlraum 8 des
Hohlrades 2 ragt (vgl. Fig. 3). Das von der Stirnfläche 5
abgestreifte Öl gelangt über die Tropfkante 7 in den
Innenraum 8 des Hohlrades 2.
Um der Verzahnung unabhängig von der Drehrichtung der
Wellen 1, 4 bzw. des Hohlrades 2 stets zuverlässig Öl
zuführen zu können, sind gemäß der Ausführungsform aus Fig.
4 zwei Abstreifleisten 6a, 6b an dem Gehäuse 9a der
Getriebeeinheit 12 angebracht. Die Abstreifleiste 6a ist um
einem Winkel +25° relativ zu einer Geraden 15a, die durch
den Mittelpunkt des Hohlrades 2 verläuft, geneigt angeordnet.
Die Abstreifleiste 6b ist um einen Winkel -25° relativ zu einer
Geraden 15b, die durch den Mittelpunkt des Hohlrades 2
verläuft, geneigt angeordnet.
Claims (8)
1. Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer
Getriebeeinheit mit einem Hohlrad (2) mit einer
Innenverzahnung (13) und einem Ritzel (3) mit einer
Außenverzahnung (14), die in die Innenverzahnung (13) greift,
wobei das Schmiermittel gezielt in den Innenraum (8) des
Hohlrades (2) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die
Getriebeeinheit als ein Hohlradgetriebe (12) ausgebildet ist,
das eine mit dem Hohlrad (2) verbundene erste Getriebewelle
(1) und eine zu der ersten Getriebewelle (1) beabstandete und
mit dem Ritzel (3) verbundene zweite Getriebewelle (4)
aufweist, und dass an einer Stirnfläche (5) des Hohlrades (2)
haftendes Schmiermittel mittels mindestens einer im Inneren
eines Gehäuses (9, 9a) des Hohlradgetriebes (12), gegenüber
der Stirnfläche (5) und in einem Abstand (a) zu der
Stirnfläche (5) angeordneten Abstreifleiste (6) in den
Innenraum (8) des Hohlrades (2) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
als Schmiermittel Öl verwendet wird.
3. Getriebeeinheit mit einem Hohlrad (2) mit einer
Innenverzahnung (13) und einem Ritzel (3) mit einer
Außenverzahnung (14), wobei die Getriebeeinheit Mittel (6, 11)
zum gezielten Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum (8)
des Hohlrades (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Getriebeeinheit als ein Hohlradgetriebe (12) ausgebildet ist,
das eine mit dem Hohlrad (2) verbundene erste Getriebewelle
(1) und eine zu der ersten Getriebewelle (1) beabstandete und
mit dem Ritzel (3) verbundene zweite Getriebewelle (4)
aufweist, und dass im Inneren eines Gehäuses (9, 9a) des
Hohlradgetriebes (12) gegenüber einer Stirnfläche (5) des
Hohlrades (2) und in einem Abstand (a) zu der Stirnfläche (5)
mindestens eine Abstreifleiste (6) an dem Gehäuse (9a)
befestigt ist.
4. Getriebeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass an dem distalen Ende der Abstreifleisten (6) eine in den
Innenraum (8) des Hohlrades (2) ragende Tropfkante (7)
ausgebildet ist.
5. Getriebeeinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Abstreifleisten (6) in einem
Winkelbereich von +45° bis -45° relativ zu einer Geraden (15),
die durch den Mittelpunkt des Hohlrades (2) verläuft,
angeordnet sind.
6. Getriebeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstreifleisten (6) in einem Winkel von +25° oder -25°
relativ zu einer Geraden (15), die durch den Mittelpunkt des
Hohlrades (2) verläuft, angeordnet sind.
7. Getriebeeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Hohlradgetriebe (12) eine Abstreifleiste (6)
aufweist, die in einem Winkel von +25° relativ zu einer Geraden
(15), die durch den Mittelpunkt des Hohlrades (2) verläuft,
angeordnet ist.
8. Getriebeeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet
dass das Hohlradgetriebe (12) zwei Abstreifleisten (6a, 6b)
aufweist, von denen die eine Abstreifleiste (6a) in einem
Winkel von +25° relativ zu einer Geraden (15a), die durch den
Mittelpunkt des Hohlrades (2) verläuft, und die andere
Abstreifleiste (6b) in einem Winkel von -25° relativ zu einer
Geraden (15b), die durch den Mittelpunkt des Hohlrades (2)
verläuft, angeordnet ist.
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