DE19830301A1

DE19830301A1 - Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit

Info

Publication number: DE19830301A1
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: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: GB2339250B; DE19830301C2; JP3318287B2; JP2000039058A; GB9915128D0; GB2339250A; US6230842B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit (12) mit einem Hohlrad (2) mit einer Innenverzahnung (13) und mindestens einem Ritzel (3) mit Außenverzahnung (14), die in die Innenverzahnung (13) greift, und eine Getriebeeinheit (12) mit einem Hohlrad (2) mit einer Innenverzahnung (13) und mindestens einem Ritzel (3) mit Außenverzahnung (14), die in die Innenverzahnung (13) greift. Um eine zuverlässige Versorgung der Verzahnung mit Schmiermittel während des Betriebes der Getriebeeinheit (12) sicherzustellen, schlägt die Erfindung vor, dass das Schmiermittel gezielt in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) geleitet wird. Dazu schlägt die Erfindung außerdem eine Getriebeeinheit (12) vor, die Mittel (6, 11) zum gezielten Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) aufweist.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit mit einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung und mindestens einem Ritzel mit Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung greift. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Getriebeeinheit mit einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung und mindestens einem Ritzel mit Außenverzahnung.

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.

Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebe einheit der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu bilden, dass die Schmierung der Verzahnung entscheidend verbessert wird und dadurch die Lebensdauer von Getriebe einheiten, die nach diesem Verfahren geschmiert werden, verlängert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung, ausgehend von einem Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit der eingangs genannten Art vor, dass das Schmiermittel gezielt 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.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Getriebeeinheit der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine verbesserte Schmierung der Verzahnung erzielt wird und dadurch die Lebensdauer der Getriebeeinheit verlängert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung, ausgehend von einer Getriebeeinheit der eingangs genannten Art vor, dass die Getriebeeinheit Mittel zum gezielten Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum des Hohlrades aufweist.

Auf diese Weise wird dem Schmiermittel stets der Zugang zu der Verzahnung ermöglicht und eine optimale Schmierung und Wärmeabfuhr aus der Verzahnung sichergestellt.

Die Mittel zum gezielten Zuführen von Schmiermittel können beliebig ausgebildet sein. Denkbar sind beispielsweise passive Mittel, die aufgrund konstruktiver Ausgestaltung der Getriebeeinheit für ein gezieltes Zuführen des Schmiermittels in den Innenraum des Hohlrades sorgen. Weiterhin sind aber auch aktive Mittel denkbar, die beispielsweise mittels Pumpen für ein gezieltes Zuführen des Schmiermittels in den Innenraum des Hohlrades sorgen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Inneren des Getriebegehäuses gegenüber der Stirnfläche des Hohlrades in einem Abstand a 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 a 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.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Nabe des Hohlrades mindestens eine Bohrung aufweist, die den Innenraum des Hohlrades mit einem Ringraum verbindet, der durch die mit dem Hohlrad verbundene Welle und das Gehäuse der Getriebeeinheit begrenzt und Teil einer zentralen Druckschmiermittelversorgung ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Schmiermittel durch gezielte Förderung aus dem der zentralen Druckschmiermittelversorgung zugehörigen schmiermittelführenden Ringraum über die Bohrung in der Nabe des Hohlrades Schmiermittel in den Innenraum des Hohlraumes zugeführt. Aufgrund der Zentrifugalkraft des Hohlrades wird das zugeführte Schmiermittel während des Betriebs der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit nach außen in die Verzahnung gedrückt und sorgt dort für eine optimale Schmierung und Wärmeabfuhr.

Vorteilhafterweise ist die aus dem Ringraum in den Innenraum des Hohlrades zu fördernde Menge an Schmiermittel durch den Durchmesser der Bohrung definiert. Dadurch kann die zu fördernde Schmiermittelmenge durch die Wahl der Größe der Bohrung gesteuert werden.

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

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einer dritten Ausführungsform im Längsschnitt.

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.

Eine weitere Möglichkeit der Ölzuführung erfolgt bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel durch gezielte Förderung von Öl aus einem Ringraum 10, der mit der zentralen Druckölversorgung in Verbindung steht. Der Ringraum 10 wird durch das Gehäuse 9 und die Welle 1 begrenzt. Über eine Bohrung 11 in der Nabe des Hohlrades 2 wird aus dem Ringraum 10 Öl in den Innenraum 8 des Hohlrades 2 geleitet. Die Steuerung der zuzuführenden Ölmenge erfolgt hierbei über den Durchmesser der Bohrung 11.

Claims

1. Verfahren zur Schmierung der Verzahnung einer Getriebeeinheit (12) mit einem Hohlrad (2) mit einer Innenverzahnung (13) und mindestens einem Ritzel (3) mit Außenverzahnung (14), die in die Innenverzahnung (13) greift, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel gezielt in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel Öl verwendet wird.

3. Getriebeeinheit (12) mit einem Hohlrad (2) mit einer Innenverzahnung (13) und mindestens einem Ritzel (3) mit Außenverzahnung (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheit (12) Mittel (6, 11) zum gezielten Zuführen von Schmiermittel in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) aufweist.

4. Getriebeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß im Inneren des Getriebegehäuses (9, 9a) gegenüber der Stirnfläche (5) des Hohlrades (2) in einem Abstand a zu dieser mindestens eine Abstreifleiste (6) an dem Getriebegehäuse (9a) angeordnet ist.

5. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß an dem distalen Ende der Abstreifleisten (6) eine in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) ragende Tropfkante (7) ausgebildet ist.

6. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 4 oder 5, 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.

7. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, 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.

8. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Getriebeeinheit (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.

9. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet daß die Getriebeeinheit (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.

10. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Nabe des Hohlrades (2) mindestens eine Bohrung (11) aufweist, die den Innenraum (8) des Hohlrades (2) mit einem Ringraum (10) verbindet, der durch die mit dem Hohlrad (2) verbundene Welle (1) und das Gehäuse (9) der Getriebeeinheit (12) begrenzt und Teil einer zentralen Druckschmiermittelversorgung ist.

11. Getriebeeinheit (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Ringraum (10) in den Innenraum (8) des Hohlrades (2) zu fördernde Menge an Schmiermittel durch den Durchmesser der Bohrung (11) definiert ist.