DE102004056396A1 - Gear wheel arrangement for e.g. screw pump drive, has shafts for generation of lubricant jet, and including channel system for passing lubricant, outlet at which jet is discharged, and device deflecting jet in direction of tooth contacts - Google Patents
Gear wheel arrangement for e.g. screw pump drive, has shafts for generation of lubricant jet, and including channel system for passing lubricant, outlet at which jet is discharged, and device deflecting jet in direction of tooth contacts Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung für ein Getriebe, insbesondere für ein Schraubenpumpen-Getriebe, ein Wälzkolbenpumpen-Getriebe oder ein Klauenpumpen-Getriebe. Ferner betrifft die Erfindung eine Schraubenpumpe, die insbesondere zur Erzeugung von Vakuum geeignet ist.The The invention relates to a gear arrangement for a transmission, in particular for a Screw pump gearbox, a Roots pump gearbox or a claw pump transmission. Furthermore, the invention relates to a Screw pump, which is particularly suitable for generating vacuum is.
Bei schnelldrehenden Getrieben ist die Schmierung des Zahneingriffs von großer Bedeutung. Wenn in einfachen Getrieben oft die ohnehin für die Lagerschmierung erforderliche Schmierung durch Ölnebel im Getrieberaum, z. B. erzeugt durch herumwirbelndes Öl, ausreichend ist, kann mit steigenden Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten eine ungenügende Beölung der Zahnflanken erfolgen, die außer zu starken Geräuschen auch zu verstärktem Verschleiß der Zahnflanken bis hin zum Zahnbruch führen kann. Aus diesem Grunde kann bei schnelllaufenden Getrieben eine Zwangsschmierung erforderlich werden, mit der außer einer guten Zahnflankenbeölung auch Kühlung und Dämpfung im Zahneingriff sichergestellt werden kann. Dabei ist es erforderlich, nur kurz vor dem Ineinanderrollen der Zahnkränze zweier Zahnräder Öl so beizustellen, dass es genau im Zahneingriff schmierend, kühlend und dämpfend wirken kann. Aus dieser Anforderung heraus sind verschiedenste Schmierungskonzepte entwickelt worden.at fast-moving gears is the lubrication of the meshing of great Importance. If in simple gears often the anyway for the bearing lubrication required lubrication by oil mist in the gear compartment, z. B. produced by swirling oil, sufficient is, can with increasing speeds or peripheral speeds a inadequate oiling the tooth flanks are made, which except strong noises too to reinforced Wear the Tooth flanks can lead to tooth fracture. For this reason forced lubrication may be required for high-speed gearboxes be with, except a good tooth flank lubrication also cooling and damping in Tooth engagement can be ensured. It is necessary just before rolling the sprockets of two gear wheels to provide oil so that It can lubricate, cool and dampen exactly when meshing. From this Requirement out various lubrication concepts have been developed Service.
In schnelllaufenden Getrieben mit kleinen Zahnrädern kann das Drucköl in eine rotierende Welle gespritzt werden, deren betreffende zentrale Bohrung das Öl zu einem Zahnrad führt, das dann dieses Öl über ein im Zahnrad eingebrachtes radial verlaufendes Bohrungssystem jeweils so zwischen zwei Zähne bringt, dass im Zahneingriff eine größere Ölmenge zur Schmierung und Kühlung vorhanden ist.In high-speed gearboxes with small gears, the pressure oil in a rotating shaft to be injected, whose respective central bore the oil leads to a gear, then this oil over in the gear introduced radially extending bore system respectively between two teeth brings that in meshing a larger amount of oil for lubrication and cooling available is.
Diese Schmierungsart findet häufig in Planetengetrieben von Kleingasturbinen (z. B. Hilfsgasturbinen, sogenannte APU) Anwendung, bei denen eine sehr hohe Turbinendrehzahl (z. B. 40.000 bis 80.000 U/min) über ein kleinbauendes Planetengetriebe auf eine relativ geringe Abtriebsdrehzahl (z. B. 8.000 bis 12.000 U/min) gebracht werden muss. Beispielsweise wird in einem Planetengetriebe, welches aus einem mit dem Turbinenrotor verbundenen Sonnenrad, drei achsfesten doppelstufigen Planetenrädern und einem abtriebseitigen Hohlrad besteht, Öl so in das Sonnenrad und in die Achsen der Stufenplaneten gespritzt, dass über die jeweiligen Bohrungssysteme jeder Zahneingriff direkt verschmiert wird.These Lubrication type is common in planetary gears of small gas turbines (eg auxiliary gas turbines, so-called APU) application, where a very high turbine speed (eg 40,000 to 80,000 rpm) a small-sized planetary gear to a relatively low output speed (eg 8,000 to 12,000 rpm) must be brought. For example is in a planetary gear, which is one with the turbine rotor connected sun gear, three axle-fixed double-stage planet wheels and one output side ring gear is made, oil so in the sun gear and in the axes of the stepped planet injected that over the respective drilling systems every tooth mesh is smeared directly.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Zähnezahl und dem betreffenden Fußkreisdurchmesser ist eine Vielzahl von kleinen tiefen Bohrungen (z. B. mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 15 mm) erforderlich, die die Zahnradfertigung an die Grenze der Machbarkeit führen können und zudem erhebliche Kosten verursachen. Ferner sind derartige Zahnräder auf kleine Baugrößen beschränkt.In dependence from the respective number of teeth and the respective root diameter is a variety of small deep holes (eg with a Diameter of 1 mm and one length 15 mm), which requires gear manufacturing to the limit lead to feasibility can and also cause significant costs. Furthermore, such gears are on limited to small sizes.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnradanordnung mit einer kostengünstigen und zuverlässigen Schmierung zu schaffen.task The invention is a gear arrangement with a cost and reliable To create lubrication.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäße durch eine Zahnradanordnung gemäß Anspruch 1.The solution The object is achieved by a gear arrangement according to the invention according to claim 1.
Die erfindungsgemäße Zahnradanordnung für ein Getriebe, insbesondere für ein Schraubenpumpengetriebe, weist mindestens zwei in Eingriff stehende Zahnräder auf. Jedes der Zahnräder ist mit einer Welle verbunden. Zur Schmierung der Zahnradanordnung ist in zumindest einer der Wellen ein Kanalsystem vorgesehen. Durch das Kanalsystem erfolgt eine Schmierstoffdurchleitung durch die Welle, wobei das Kanalsystem mindestens eine Austrittsöffnung, vorzugsweise mehrere Austrittsöffnungen, aufweist, an der bzw. an denen ein Schmierstoffstrahl austritt. Die vorzugsweise mehreren Austrittsöffnungen sind vorzugsweise am Umfang der Welle angeordnet. Erfindungsgemäß ist eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die den mindestens einen aus der Austrittsöffnung austretenden Schmierstoffstrahl in Richtung des Zahneingriffs umlenkt. Hierbei erfolgt erfindungsgemäß die Schmierstoffzufuhr nicht durch Bohrungen, die im Zahnrad selbst vorgesehen sind, sondern von außen. Die Austrittsöffnungen an der mindestens einen Welle sind versetzt zu der Zahnradbefestigung angeordnet und weisen vorzugsweise einen Abstand zum Zahneingriff auf. Da die Zufuhr des Schmierstoffs, insbesondere des Schmieröls, nicht durch in dem Zahnrad vorgesehene Bohrungen, sondern von außen zu den Zahneingriffen erfolgt, kann die erfindungsgemäße Schmierung unabhängig von der Zahnradgröße erfolgen. Ferner ist die erfindungsgemäße Schmierung unabhängig von der Zahnform. Dies ist bei in einem Zahnrad vorgesehenen Radialbohrungen nicht der Fall, da durch die in dem Zahngrund vorgesehenen Austrittsöffnungen das Abrollverhalten der Zähne beeinträchtigt wird. Bei speziellen Zahnformen ist das Vorsehen von radial innerhalb des Zahnrads angeordneten Bohrungen überhaupt nicht möglich.The gear arrangement according to the invention for a transmission, especially for a screw pump transmission, has at least two engaged gears on. Each of the gears is connected to a wave. For lubrication of the gear arrangement a channel system is provided in at least one of the shafts. By the channel system is a lubricant passage through the Wave, wherein the channel system at least one outlet opening, preferably a plurality of outlet openings, at or at which a lubricant jet emerges. The preferably several outlet openings are preferably arranged on the circumference of the shaft. According to the invention is a Provided deflecting device, which is the at least one emerging from the outlet opening The lubricant jet deflects in the direction of the meshing. in this connection According to the invention, the lubricant supply not through holes that are provided in the gear itself, but from the outside. The outlet openings on the at least one shaft are offset from the gear attachment arranged and preferably have a distance from the meshing on. Since the supply of the lubricant, in particular the lubricating oil, not through provided in the gear holes, but from the outside to the Made tooth engagement, the lubrication of the invention can be independent of the Gear size done. Furthermore, the lubrication according to the invention independently from the tooth shape. This is when provided in a gear radial bores not the case, as provided by the provided in the tooth base outlet openings the rolling behavior of the teeth impaired becomes. For special tooth shapes, the provision of radially within the Gear arranged holes not at all possible.
Die mindestens eine Austrittsöffnung, die am Umfang zumindest einer der Wellen angeordnet ist, kann durch eine Bohrung, die im Wesentlichen radial verläuft, hergestellt werden. Ebenso ist es möglich, einen Ringspalt vorzusehen, so dass der Schmierstoffstrahl flach ausgebildet ist und keinen runden Querschnitt aufweist. Ferner ist es möglich, die Austrittsöffnung als Schlitz oder in einer anderen Form auszubilden, um den Strahlquerschnitt zu beeinflussen.The at least one outlet opening, which is arranged on the circumference of at least one of the shafts, can be produced by a bore extending substantially radially. It is also possible to provide an annular gap, so that the lubricant jet is flat and does not have a round cross-section. Furthermore, it is possible to form the outlet opening as a slot or in another form in order to influence the beam cross section sen.
Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen, insbesondere die in der Welle vorgesehenen Bohrungen, derart ausgerichtet, dass der Schmierstoffstrahl gegenüber einer Radialebene geneigt ist. Insbesondere ist der Schmierstoffstrahl in Richtung des Zahneingriffs geneigt. Hierdurch kann eine gezielte Abgabe des Schmierstoffs in den Zahneingriff erfolgen.Preferably are the outlet openings, in particular the holes provided in the shaft, aligned such that the lubricant jet opposite a radial plane is inclined. In particular, the lubricant jet inclined in the direction of meshing. This can be a targeted Delivery of the lubricant into the toothed engagement.
Vorzugsweise weist die Umlenkeinrichtung eine oder mehrere Umlenkmulden auf. Durch die Umlenkmulde erfolgte eine Umlenkung des Schmierstoffstrahls, um vorzugsweise weniger als 90°, insbesondere im Bereich von 30–70° Hierbei ist der Umlenkwinkel der spitze Winkel zwischen dem in eine Umlenkmulde eintreffenden und dem aus der Umlenkmulde austretenden Schmierstoffstrahl. Es handelt sich hierbei um einen Winkel unabhängig von einer axialen bzw. in Längsrichtung der Zahnradwellen erfolgenden Umlenkung. Der Winkel ist somit in der normalen Ebene bzw. im Stirnschnitt gemessen.Preferably the deflection device has one or more deflection recesses. Through the deflection well was a deflection of the lubricant jet, preferably less than 90 °, especially in the range of 30-70 ° is the deflection of the acute angle between the in a Umlenkmulde incoming and emerging from the Umlenkmulde lubricant jet. This is an angle independent of an axial or longitudinal the gear shafts take place deflection. The angle is thus in the normal level or measured in the frontal section.
Vorzugsweise weisen mehrere Wellen zur Erzeugung von jeweils mindestens einem Schmierstoffstrahl ein Kanalsystem zur Schmierstoffdurchleitung auf. Hierdurch kann eine gute Schmierung und Dämpfung des Zahneingriffs gewährleistet werden. Vorzugsweise ist die Anordnung der Austrittsöffnungen in zwei benachbarten Wellen, d. h. zwei Wellen, die miteinander kämmende Zahnräder tragen, derart aufeinander abgestimmt, dass die Schmierstoffstrahlen zeitversetzt zueinander erzeugt werden und somit ein sich kreuzen der Schmierstoffstrahlen vermieden ist. Hierdurch ist eine verbesserte Schmierung, insbesondere eine kontinuierliche Schmierung, des Zahneingriffs gewährleistet.Preferably have several waves for generating at least one each Lubricant jet a channel system for lubricant passage on. This ensures good lubrication and damping of the meshing become. Preferably, the arrangement of the outlet openings in two adjacent waves, d. H. two waves that are together meshing gears wear, coordinated so that the lubricant jets be generated with a time delay to each other and thus cross one another the lubricant jets is avoided. This is an improved Lubrication, in particular continuous lubrication, of tooth engagement guaranteed.
Die erfindungsgemäße Umlenkeinrichtung kann in dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Umlenkeinrichtung Teil des Getriebegehäuses, wobei die Umlenkmulden vorzugsweise in das Gehäuse eingefräst und/oder bereits beim Gießen des Gehäuses ausgebildet werden.The inventive deflection can in the transmission housing be arranged. Preferably, the deflection device is part of Transmission case wherein the deflection recesses are preferably milled into the housing and / or already during casting of the housing be formed.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Umlenkreinrichtung als separates Bauteil üblicherweise innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Hierbei ist es möglich, des separate Bauteil aus einem Blech herzustellen, in dem die Umlenkmulden durch Tiefziehen ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, bei dem separaten Bauteil die Mulden durch Fräsen oder Gießen herzustellen.at a further preferred embodiment is the deflection device as a separate component usually inside the gearbox arranged. Here it is possible the separate component to produce from a sheet in which the deflection recesses are formed by deep drawing. It is also possible, however the separate component to produce the troughs by milling or casting.
Vorzugsweise sind die Innenflächen der Umlenkmulden mit einem Verschleißschutz versehen. Dies kann durch Härten oder Beschichten der Innenflächen erfolgen.Preferably are the inner surfaces the deflecting troughs provided with a wear protection. This can by hardening or coating the interior surfaces respectively.
Ferner betrifft die Erfindung eine Schraubenpumpe, die insbesondere zur Erzeugung von Vakuum geeignet ist. Die Schraubenpumpe weist einen Motor, üblicherweise einen Elektromotor auf, der mit einem Motorrotor, beispielsweise einem Zahnrad, verbunden ist. Der Motorrotor greift in ein Zahnrad der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung ein. Die beiden Zahnräder der Zahnradanordnung sind hierbei als erstes bzw. zweites Synchronrad der Schraubenpumpe ausgebildet. Die in der Schraubenpumpe vorgesehene Zahnradanordnung ist, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise weitergebildet.Further the invention relates to a screw pump, in particular for Generation of vacuum is suitable. The screw pump has a motor, usually an electric motor connected to a motor rotor, for example a gear, is connected. The motor rotor engages in a gear wheel gear arrangement according to the invention one. The two gears the gear arrangement are here as the first and second synchronous the screw pump is formed. The provided in the screw pump Gear arrangement is, as described above, preferably further developed.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.following The invention is based on a preferred embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Zahnradanordnung weist zwei Zahnräder
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Welle
Auf
Grund der Rotation der Welle
Die
Umlenkeinrichtung
Die
Formgestaltung der Umlenkmulden
Da
im dargestellten Ausführungsbeispiel
in beiden Wellen
Da
die Austrittsöffnungen
Vorzugsweise
entspricht die Richtung der von den Umlenkmulden
Durch
die Mulden
Zusätzlich zu
dieser Ablenkung erfolgt vorzugsweise eine Ablenkung der Schmierstoffstrahlen
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410056396 DE102004056396A1 (en) | 2004-11-23 | 2004-11-23 | Gear wheel arrangement for e.g. screw pump drive, has shafts for generation of lubricant jet, and including channel system for passing lubricant, outlet at which jet is discharged, and device deflecting jet in direction of tooth contacts |
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DE200410056396 DE102004056396A1 (en) | 2004-11-23 | 2004-11-23 | Gear wheel arrangement for e.g. screw pump drive, has shafts for generation of lubricant jet, and including channel system for passing lubricant, outlet at which jet is discharged, and device deflecting jet in direction of tooth contacts |
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Publication Number | Publication Date |
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