DE3004117A1 - Vorrichtung zum schmieren eines in das ende einer welle verdeckt eingebauten lagers - Google Patents

Vorrichtung zum schmieren eines in das ende einer welle verdeckt eingebauten lagers

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DE3004117A1
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Description

PATENTANWÄLTE 3ΠΠΛ117
DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
DANA CORPORATION
P.O.Box 1000
Toledo, Ohio 43 697 / USA
"Vorrichtung zum Schmieren eines in das Ende einer Welle verdeckt eingebauten Lagers"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmieren eines in das Ende einer Welle verdeckt eingebauten Lagers, insbesondere bei Eingangswellen von, vorzugsweise schaltbaren, Getrieben, mit einem Schmierölsammelbereich, aus dem das öl unter Pumpwirkung dem verdeckt eingebauten Lager zuführbar ist.
Bei üblichen Getrieben ist die Hauptwelle gegenüber der Eingangswelle mittels eines in einer Welle eingebauten Lagers abgestützt, üblicherweise ist es auch schwierig, ein solches Lager ausreichend zu schmieren, da das Lager in einer relativ abgedeckten und eingeschlossenen Stellung in einer Bohrung im Ende der Eingangswelle oder der Hauptwelle angeordnet ist.
Übliche Einrichtungen zum Schmieren eines solchen verdeckt liegenden Lagers bestehen entweder in entsprechenden Wellen-
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bohrungen, in Schmierfettpackungen, Ölschleuderelementen oder hydraulischen Pumpen. Die Bohrungen, die allgemein radial durch die Getriebeeingangswelle geführt sind, um öl nach innen zu dem verdeckt liegenden Lager zu führen, sind nur begrenzt wirksam. Schmierfettpackungen bestehen aus einfachen, großen Mengen an Schmierfett, welche beim Zusammenbau des Getriebes in das Lager eingebracht werden. Diese führen zu keiner dauerhaften und zuverlässigen Schmierung. Zum ölschleudern dienende Elemente und hydraulische Pumpen umfassen mechanische Pumpwirkungen, um die ölströmung zwangsweise zu den verdeckt liegenden Lagern zu bringen.
Die Bohrungen sind deswegen nicht ausreichend wirksam, weil sie bei hohen Drehzahlen eine wirksame Schmierung nicht mehr gewährleisten. Dies beruht darauf, daß die Bohrungen normalerweise das öl in radialer Richtung nach innen zu den verdeckt liegenden Lagern leiten müssen, was nur beim Stillstand der Welle oder bei geringen Drehzahlen möglich ist. Bei hohen Drehzahlen wirken dagegen die zentrifugalen Kräfte in umgekehrter Richtung und sind bestrebt, das öl radial nach außen statt radial nach innen durch die Bohrungen zu fördern. Dies bedeutet, daß das betreffende Lager bei hohen Drehzahlen keine ausreichende Schmierung mehr erhält und sich kritische Betriebszustände ergeben.
Bloße Fettpackungen sind ebenfalls nur erfolgreich und zufrie-
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denstellend bei niedrigen Geschwindigkeiten und bei niedrigen Belastungsverhältnissen. Bei zunehmender Geschwindigkeit und Belastung wird jedoch die Schmierpackung rasch zerstört und verbraucht und ist daher für langandauernden, zuverlässigen Betrieb ungeeignet.
Im Betrieb haben sich dagegen Schleuderelemente und hydraulische Pumpen zur zwangsweisen Förderung von Schmieröl erfolgreicher als reine Leitbohrungen und Schmierfettpackungen erwiesen. Die Schleuderelemente sind jedoch bei Betriebszuständen mit hohen Drehzahlen und hohen Belastungen der heute üblichen schweren Getriebe wenig wirksam. Hydraulische Pumpen sind in der Regel zu komplex und zu teuer und benötigen auch zuviel Einbauraum.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so auszubilden, daß bei sehr einfachem und somit billigem Aufbau auch bei hohen Drehzahlen und/oder hohen Belastungszuständen noch eine zuverlässige Schmierung der in das Wellenende eingebauten Lager auch über lange Betriebszeiten sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine, vorzugsweise im wesentlichen axial verlaufende, Bohrung in der das eingebaute Lager aufnehmenden Welle oder der in dem eingebauten Lager drehbar abgestützten Welle mit
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einer Eintrittsmündung in dem Sehmierölsammelbereich und einer
Austrittsmündung im Bereich des eingebauten Lagers vorgesehen ; ist und ein Förderflügel an der an dem Sehmierölsammelbereich angrenzenden Welle so befestigt ist, daß mittels des Förderflügels das Schmieröl in axialer Richtung durch die Bohrung zu dem Lager förderbar ist, wobei der Förderflügel wenigstens einen flügelartigen Lappen in Fluchtung mit der Eintrittsmündung der Bohrung aufweist.
Die neue Vorrichtung ist außerordentlich wirksam, jedoch billig herstellbar und einbaubar. Mit ihr gelingt es, eine zuverlässige Versorgung des eingebauten Lagers entgegen der Wirkung der : Zentrifugalkräfte auch bei hohen Drehzahlen und/oder hohen Be- ', lastungen und über lange Betriebszeiten aufrechtzuerhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein stationär angeordnetes ringförmiges öileitblech oder dgl. vorgesehen, das an dem Stützlager der Getriebeeingangswelle zwischen derem Lager und einem äußeren Lagergehäuse angeordnet ist. Dieses Leitblech sorgt im Zusammenwirken mit dem Lagergehäuse für einen öldurchgangskanal, durch den das vom Getriebe verspritzte und versprühte öl zu dem Stützlager und von dort zu einem Sehmierölsammelbereich an der Eingangswelle geleitet wird. In diesem ölsammelbereich ist der Förderflügel pumpenartig wirksam. Dieser kann mit der Eingangswelle fest verbunden sein und mit dieser umlaufen.
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Wenn die Wellen rotieren, wird öl zwangsweise von dem Schmierölsammelbereich über den Förderflügel durch die mit ihrer Mündung an diesen angrenzenden Bohrung axial zu dem verdeckt eingebauten Lager gefördert. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß ein Teil des Schmieröls aus dem Schmierölsammelbereich gezielt radial nach außen fließt, um so auch das Außenlager der betreffenden Welle zu schmieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispxel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Getriebes mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine abgewandelte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Verbindung mit einem zusammengesetzten Getriebe verwendet wird, und
Fig. 4 und 5 Stirn- bzw. Seitenansichten des Förderelementes mit den zugehörigen Teilen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Schmiermittelsystems für das verdeckt eingebaute Lager eines Getriebes. Bei dem Getriebe kann es sich um ein schaltbares Fahrzeuggetriebe 10 handeln, welches in einem Gehäuse 12 eine
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rotierende Eingangswelle 14 aufweist. Die Eingangswelle ist in einem äußeren Stützlager 16 in dem Gehäuse abgestützt. Sie ■ enthält in einer Ausnehmung ein verdeckt eingebautes Lager 18 an dem Lagernabenende 20, um über das eingebaute Lager die verzahnte Hauptwelle 22 abzustützen, die mit der Eingangswelle in axialer Fluchtung steht.
Durch das Nabenende 20 der Eingangswelle 14 erstrecken sich drei Schmiermittelbohrungen 24. Die Bohrungen 24 sind in Abständen von 120° um die Nabe verteilt. Ihre Eingangsmündungen 26 liegen nahe dem äußeren Stützlager 16, während die Austrittsmündungen 28 nahe dem verdeckt eingebauten Lager 18 liegen.
Die Bohrungen 24 erstrecken sich bevorzugt im wesentlichen in axialer Richtung, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Ein gestell-oder gehäusefest angeordnetes ölablenkteil 30 ist an dem äußeren Stützlager 16 angebracht. Das Ablenkteil 30 lenkt Spritz- und Sprühöl um das äußere Lager 16 herum zu einem Schmierölsammelbereich 34. Dieser erstreckt sich entlang i der Welle, und zwar radial innerhalb des äußeren Stützlagers ] 16. Der Ablenkteil liegt zwischen dem Lager 16 und einem Lagergehäuse 36, wobei diese beiden einen Durchgangskanal 35 begren- ι zen, durch den Schmieröl in radialer Richtung in den Schmieröl- ' sammelbereich 34 fließt. Ein trogartiger Abschnitt 37 dient
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zum Sammeln und Aufbewahren von durch die Getriebeelemente ; verspritztem und versprühtem Schmieröl. Der Kanal 35 leitet das Schmieröl aus dem trogartigen Bereich in den Sammelbereich 34. Ein ringförmiges Abstandsstück 38 ist zwischen dem radial äußeren Ende des Ablenkteiles 30 und dem äußeren Laufring 40 des äußeren Stützlagers 16 angeordnet, um einen ausreichenden ; freien Abstand zwischen dem Ablenkteil und dem rotierenden inneren Laufring und Käfig 42 bzw. 44 des Lagers 16 aufrechtzuerhalten.
Ein ringförmiger Förderteil 46 ist an der Eingangswelle 14 befestigt, und zwar in Anlage an der sich radial erstreckenden : hinteren Stirnfläche der Nabe 20, in der die Eintrittsöffnung 26 der Bohrungen 24 liegt. Aus der Schmierölsammelzone 34 wird ; das öl durch das Förderelement in axialer Richtung durch die i Bohrungen 24 in das verdeckt eingebaute Lager 18 gefördert. Ein ■ Teil des Öls wird unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte aus ! dem ölsammelbereich 34 infolge der Drehung der Welle 14 nach j außen befördert, so daß aus dem Sammelbereich 34 auch das äußere Stützlager 16 geschmiert wird. Das Förderelement 46 ; ist im einzelnen in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Das Förderelement umfaßt in der bevorzugten Ausführungsform eine ringförmige Platte 48, die zur Montage des Förderelementes an der Nabe 20 dient. An der Platte 48 sind ölablenkohren 50 angeformt.( Die Ohren oder Lappen 50 weisen gegenüber der Ebene der Platte | 48 ebenso wie gegenüber einer zu der Platte 48 senkrecht ver- i
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laufenden Ebene einen Winkel auf, wie dies am deutlichsten aus Fig. 5 hervorgeht. Die Ausbildung und die Schrägstellung der Lappen 50 können mit üblichen Formtechniken erzielt werden. Das Förderelement 46 wird auf die Welle 14 so aufgebracht, daß die drei Lappen 50 jeweils in Fluchtung mit der Eintrittsmündung 26 der Bohrungen 24 stehen, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Das Förderelement weist ferner Lippen 53 auf, die radial außen unter rechten Winkeln (s.Fig.4) an den Ohren oder Lappen 50 anliegen. Die Lippen 53 bilden Prallbleche, durch die die radial gerichtete ölströmung gedrosselt wird. Dadurch kann man deutlich die axiale Förderwirkung des Förderelementes steigern. Ein Federring 54 hält das Förderelement in Anlage an der die Eintrittsmündungen 26 aufweisenden Stirnfläche der Nabe 20 gemäß Fig. 1.
Eine zweite Ausführungsform eines Schmiermittelsystems gemäß der Erfindung zeigt die Fig. 3· Ein zusammengesetztes Getriebe 10' umfaßt eine rotierende Hauptwelle 22', die in einem äußeren Stützlager l6f abgestützt ist. Eine Ausgangswelle 56 steht in axialer Fluchtung mit der Hauptwelle 22' und umfaßt ein verdeckt eingebautes Lager 18', in welchem das reduzierte Ende 58 der Hauptwelle 22' gelagert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schmiermittelbohrungen 24' durch ein als Hilfselement ausgebildetes Eingangszahnrad 60, das über eine Wellenvollzahnung mit der Hauptwelle 22' verbunden ist.-Die Austrittsmündung 28' der Bohrungen weist von dem ver-
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deckt eingebauten Lager 18' einen durch einen Spalt 62 gebil-
deten Abstand auf. Ein ringförmiger ölleitkragen 64 dient zur :
ι überbrückung des Spaltes 62. Damit wird ein Einfließen des Öls j in den Spalt 62 nach Austritt aus der Austrittsmündung 28 ; weitgehend unterbunden. Die Folge ist, daß beim Verlassen der '· Austrittsmündung 28' das öl direkt in das verdeckt eingebaute i Lager 18' fließt. Die Schmiermittelbohrung 24' dieses Ausführungsbeispiels erstreckt sich wiederum bevorzugt in axialer j Richtung durch ein Zahnrad, das auf der Welle angeordnet ist,
statt durch eine Endnabe auf der Welle wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel. Für die Zwecke der Erfindung ist jedoch ! das einen gesonderten Teil, bildende Eingangszahnrad 16 als ein ! sich radial erstreckender Teil der Welle 22 bezeichnet, wie
dies funktionell ja auch zutrifft. Aus diesem Grunde ist in
j den Ansprüchen übereinstimmend gesagt, daß sich die Schmier- j mittelbohrung 24 bzw. 24' durch eine im wesentlichen axial j
j verlaufende Bohrung der Welle selbst erstreckt, auch wenn bei *
dem Ausführungsbeispiel tatsächlich die Bohrung in einem ge- \
i sonderten, mit der Welle funktionell und antriebsmäßig ver- !
bundenen Zahnrad vorgesehen ist. '
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein stationär an- : geordneter ringförmiger Schmierölablenkteil 30' verwendet, um ; das Öl der Sammelzone 34' zuzuleiten. Das in Fig. 3 gezeigte ι
System umfaßt ein zweites ringförmiges Ablenkelement 66, das f im geringen Abstand von dem Ablenkelement 30' angeordnet ist, i
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um mit diesem einen öldurchgang 35' für das Spritz- und Sprühöl zu bilden. Dieses öl kommt durch die Einlaßbohrung 68, deren Eintrittsmündung im Bereich des das Spritz- und Sprühöl sammelnden Troges 37' liegt. Das Ablenkteil 66 dient hierbei dem gleichen Zweck wie das Lagergehäuse 36 bei der ersten Ausführ ungsform.
Abgesehen von den obengenannten Modifikationen entsprechen die Merkmale und Punktionen dieser Anordnung des zweiten Ausführungsbeispieles denen des ersten Ausführungsbeispieles.
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Claims (9)

  1. 5493
    PATENTANWÄLTE" 3004117
    DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE
    BRAUNSC HW EIG MÜNCHEN
    Ansprüche
    /1./Vorrichtung zum Schmieren eines in das Ende einer Welle verdeckt eingebauten Lagers, insbesondere bei Eingangswellen von, vorzugsweise schaltbaren, Getrieben, mit einem Schmierölsammelbereich, aus dem das öl unter Pump- ,. Wirkung dem verdeckt eingebauten Lager zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine, vorzugsweise im wesentlichen axial verlaufende, Bohrung (24) in der das eingebaute Lager aufnehmenden Welle (14) bzw. in der in dem eingebauten Lager (18') gelagerten Welle (22') mit einer Eintrittsmündung (26,26') in dem Schmierölsammelbereich (34,34') und einer Austrittsmündung (28,28') im Bereich des eingebauten Lagers vorgesehen ist und ein Förderflügel (46 bzw. 46') an der an&em Schmierölsammelbereich angrenzenden Welle (14,22') so befestigt ist, daß das Schmieröl von dem Förderflügel in axialer Richtung durch die Bohrung (24,24') zu dem Lager (I8,l8') förderbar ist, wobei der Förderflügel wenigstens einen flügelartigen Lappen (50,50') in Fluchtung mit der Bohrung (24,24') aufweist.
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  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch j gekennzeichnet, daß der Förderflügel (46,46')
    Elemente (53»53') zur Begrenzung der radialen Schmieröl- ,
    i strömung aufweist. ;
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch ;
    gekennzeichnet, daß jedes die radiale Schmier- ' ölströmung begrenzende Element eine gegenüber dem Lappen j (50,50') radial angeordnete Lippe (53*53') aufweist. '.
  4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3S
    dadurch gekennzeichnet, daß ein gehäusefester ölablenkteil (30,30') so angeordnet ist, daß ; mittels diesem das Schmieröl dem Schmierölsammelbereich : (34,34') zuleitbar ist. j
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch 4,dadurch \
    gekennzeichnet, daß ein Spritz- und Sprühöl- i
    sammelbereich (37j37') sowie eine radiale Verbindung (35» j
    35') zwischen diesem und dem Schmierölsammelbereich (34, ;
    34') vorgesehen sind. '■
  6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, ; dadurch gekennzeichnet, daß der För- !
    derflügel (46) und das die radiale Schmierölströmung begrenzende Element (53) so angeordnet und ausgebildet sind, ;
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    daß ein Teil des Schmieröls aus dem Sammelbereich (3*0 radial nach außen zu einem Außenlager (16) für die das eingebaute Lager (18) aufnehmende Welle förderbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (35) durch Zusammenwirken eines Lagergehäuses (36) mit dem gehäusefesten ölablenkteil (30) gebildet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (35') zwischen zwei im gegenseitigen Abstand angeordneten gehäusefesten ölablenkteilen (30',66) gebildet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß ein sich in das in der Welle eingebaute Lager (l8f) erstrekkender ölleitkragen (64) der Austrittsmündung (28') der axialen Bohrung (24') zugeordnet ist.
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DE19803004117 1979-02-08 1980-02-05 Vorrichtung zum schmieren eines in das ende einer welle verdeckt eingebauten lagers Withdrawn DE3004117A1 (de)

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