DE19830301C2

DE19830301C2 - Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit

Info

Publication number: DE19830301C2
Application number: DE19830301A
Authority: DE
Inventors: Rainer Haeberer; Uwe Kuhn; Christoffer Uhr; Sandro Soccol; Thomas Lettner; Hanspeter Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: DE19830301A1; JP2000039058A; GB2339250A; GB9915128D0; GB2339250B; US6230842B1; JP3318287B2

Description

Stand der Technik

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

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.