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Diese
Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung und insbesondere eine
Schmiervorrichtung für Planetenträgeranordnungen
in einem Planetengetriebe.
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Planetenradsätze, die
in Planetengetrieben verwendet werden, um mehrere Drehzahlverhältnisse
zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb vorzusehen, erfordern für beide
Radelemente und für
die Lagerstützaufbauten
eine Schmierung. Die Lageraufbauten oder Stützaufbauten für das Sonnenrad
sind ziemlich einfach aufgenommen, indem Durchgänge innerhalb der Wellen-Lageranordnung
vorgesehen sind, um Fluid an die Innenfläche des Sonnenrades zu lenken.
Jedoch ist die Schmierung für
die Stützlager
der Planetenträgeranordnung,
die eine Vielzahl drehbar befestigter Planeten umfasst, etwas schwieriger.
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Wenn
das Planetenträgerelement
der Planetenträgeranordnung
kontinuierlich rotiert, kann das Schmierfluid an den Innendurchmesser
des Trägers geliefert
werden, und eine Zentrifugalkraft lenkt das Fluid nach außen zu den
Befestigungszapfen an die Innenfläche der Planetenräder. Wenn
jedoch der Planetenträger
stationär
ist, aber die Planeten rotieren, ist es erheblich schwieriger, eine
Fluidströmung
an die Innenfläche
der Planetenräder
zu lenken. Der Schmierprozess würde
in diesem Fall eine im Wesentlichen abgedichtete Versorgungseinrichtung
an dem Rand des Planetenträgers
erfordern, an den Schmierfluid verteilt werden kann. Wenn der Träger stationär ist und
das Sonnen- oder Hohlrad ebenfalls stationär ist, existiert keine relative
Bewegung der Planeten zu dem Trä ger,
und daher ist es nicht nötig, dass
eine Schmierung in und aus den Planetenlagern vorgesehen wird.
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Die
vorliegende Erfindung versucht, eine Schmierung für die Planetenräder einer
Planetenanordnung sogar dann vorzusehen, wenn der Träger stationär ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schmiersystem
für einen
Planetenradsatz vorzusehen.
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Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Planetenradsatz
ein Sonnenrad, eine Planetenträgeranordnung
und ein Hohlrad, in dem entweder die Planetenträgeranordnung oder das Sonnenrad
rotiert.
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Bei
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Sonnenrad
des Planetenradsatzes einen Zentrifugalzufuhrmechanismus für den Planetenträger vor.
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Bei
einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt ein
stationärer
Planetenträger
Schmierfluid auf, das durch einen Zentrifugalmechanismus, der dem
Sonnenrad zugeordnet ist, verteilt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
Teilansicht eines Planetengetriebes mit Planetenradsätzen gemäß der vorliegenden Erfindung
ist; und
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2 eine
alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Eine
Planetenanordnung 10, die in 1 gezeigt
ist, besitzt ein Paar Planetenradsätze 12 und 14.
Der Planetenradsatz 12 umfasst ein Sonnenrad 16,
ein Hohlrad 18 wie auch eine Planetenträgeranordnung 20. Die
Planetenträgeranordnung 20 umfasst
einen Planetenträger,
der allgemein mit 22 bezeichnet ist und ein Paar Seitenplatten 24 und 26 wie auch
eine Vielzahl von Befestigungszapfen 28 aufweist. Die Planetenträgeranordnung 20 umfasst
auch eine Vielzahl von Planetenrädern 30,
die an Lagern 32 auf den Zapfen 28 drehbar angebracht
sind. Die Zapfen 28 sind allgemein in ihrer Position bezüglich der
Seitenplatten 24 und 26 fixiert und in einer axialen
Bewegung durch einen Sicherungsring 34 begrenzt.
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Das
Sonnenrad 16 besitzt eine Verlängerung 36, die eine
Vielzahl radialer Durchgänge 38 umfasst, die
mit radialen Durchgängen 40 ausrichtbar
sind, wie auch einen Ölkanal 41,
der in der Seitenplatte 24 ausgebildet ist. Der Ölkanal 41 stellt
sicher, dass die Durchgänge 40 ein
im Wesentlichen kontinuierliches Ölreservoir haben. Die Verlängerung 36 besitzt
ein Lagerelement 42, das zwischen der Außenfläche derselben
und der Seitenplatte 24 angeordnet ist. Das Lager 42 besitzt
eine Vielzahl radialer Durchgänge 43,
die eine Fluidströmung
zulassen. Die radialen Durchgänge 40, 43 sind
mit radialen Durchgängen 44,
die in den Zapfen 28 ausgebildet sind, ausgerichtet. Die
radialen Durchgänge 44 schneiden
jeweils einen Längsdurchgang 46 in
jedem der Zapfen 28. Der Längsdurchgang 46 wird
durch ein Paar radialer Durchgänge 48 und 50 beendet,
die Fluid zwischen dem Durchgang 46 und den Lagern 32 verteilen.
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Das
Sonnenrad 16 steht in Antriebsverbindung mit einer Nabe 15 und
ist drehbar auf einer Welle 52 gelagert, die in Antriebsverbindung
mit einer Nabe 54 steht, die ihrerseits in Antriebsverbindung mit
dem Hohlrad 18 steht. Die Welle 52 ist drehbar
an einer Welle 56 gelagert. Die Welle 56 besitzt
einen Zentraldurchgang 58, der mit dem Schmiersystem eines
Planetengetriebes in Verbindung steht, in dem die Planetenanordnung 10 ein
Element darstellt. Eine Vielzahl radialer Durchgänge 60, die in der
Welle 56 ausgebildet sind, steht zwischen dem Durchgang 58 und
einer Vielzahl radialer Durchgänge 62 in
Verbindung, die in der Welle 52 ausgebildet sind. Die radialen
Durchgänge 62 sind
mit einem inneren Abschnitt 64 der Verlängerung 36 ausgerichtet.
Schmierfluid, das in dem Durchgang 58 strömt, wird
durch die Durchgänge 60 und 62 an
den Innenabschnitt 64 der Verlängerung 36 und daher
an die Durchgänge 38 verteilt.
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Der
Planetenradsatz 14 umfasst ein Sonnenrad 66, ein
Hohlrad 68 wie auch eine Planetenträgeranordnung 70. Die
Planetenträgeranordnung 70 umfasst
einen Planetenträger 72 mit
einem Paar an Seitenplatten 74 und 76, in denen
eine Vielzahl von Stützzapfen 78 positioniert
ist. Planetenräder 80 sind drehbar
an Lagern 82 an den Zapfen 78 befestigt. Das Sonnenrad 66 besitzt
eine Verlängerung 84,
die sich in Einklang damit dreht. Die Verlängerung 84 besitzt
radiale Durchgänge 86,
die mit in der Welle 56 ausgebildeten radialen Durchgängen 88 ausgerichtet sind
und mit dem Durchgang 58 in Verbindung stehen. Die Durchgänge 86 sind
mit einer Vielzahl von Durchgängen 90 und
einem Ölkanal 91 ausrichtbar, der
in der Seitenplatte 74 ausgebildet ist, die ihrerseits
mit in den Zapfen 78 ausgebildeten Durchgängen 92 ausgerichtet
sind. Längsdurchgänge 94,
die in den Zapfen 78 ausgebildet sind, schneiden die Durchgänge 92 und
stehen mit radialen Durchgängen 96 in
Verbindung, die ebenfalls in den Zapfen 78 ausgebildet
sind. Die radialen Durchgänge 96 stehen mit
den Lagern 82 in Verbindung, um eine Schmierströmung zu
diesen vorzusehen.
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Die
Seitenplatte 76 des Planetenträgers steht in Antriebsverbindung
mit einem Abtriebselement 98 einer herkömmlichen Synchronisieranordnung 100.
Die Synchronisieranordnung 100 umfasst eine Steuerhülse oder
eine Steuermuffe 102, die eine innere Kerbverzahnung 104,
die mit dem Abtriebselement 98 verbindbar ist, eine äußere Kerbverzahnung 106,
die mit einem Abschnitt 108 eines Getriebegehäuses verbindbar
ist, und eine innere Kerbverzahnung 110 umfasst, die mit
einer Nabe 112 in Antriebsverbindung steht, die mit der
Seitenplatte 26 des Planetenträgers 22 verbunden
ist.
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In
der Position der Synchronisieranordnung 100, die in 1 gezeigt
ist, werden der Planetenträger 72 und
der Planetenträger 22 durch
die Synchronisiereinrichtung 100 und den Getriebegehäuseabschnitt 108 stationär gehalten.
In diesem Zustand rotieren die beiden Sonnenräder 16 und 66 entweder durch
die Nabe 51 oder die Welle 52 oder beide. Die Nabe 51 und
die Welle 52 sind gleichermaßen mit einem Getriebeantriebselement
verbindbar, das nicht gezeigt ist.
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Beim
Betrieb des Getriebes rotieren entweder die Planetenträger 22 und 72 oder
werden stationär
gehalten. Während
des Betriebs des Getriebes rotieren die Sonnenräder 16 und 66 jedoch
kontinuierlich. Eine Rotation des Sonnenrades 16 bewirkt eine
Zentrifugalölströmung oder
-schmierung von dem Durchgang 58 zu den Durchgängen 40 und 44, die
ihrerseits Fluid durch Durchgänge 46, 48 und 50 durch
den Raum zwischen Lagern 32 verteilen, wodurch Schmierfluid
an die Planetenräder 30 sogar dann
vorgesehen wird, obwohl der Planetenträger 22 durch die Synchronisiereinrichtung 100 und
den Gehäuseabschnitt 108 stationär gehalten
wird.
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Das
vorher erwähnte
Sonnenrad 66 rotiert während
des Getriebebetriebs ebenfalls kontinuierlich, so dass die Durchgänge 86 und
die Verlängerung 84 eine
Fluidschmierströmung
von den Durchgängen 88 durch
die Durchgänge 90 und 92 zu
den Durchgängen 94 bewirken.
Die Durchgänge 94 verteilen
Fluid durch die Durchgänge 96 an
einen Raum zwischen den Lagern 82, wodurch eine Schmierströmung für die rotierenden
Planeten sogar dann vorgesehen wird, obwohl der Planetenträger 72 stationär ist.
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Bei
anderen Perioden des Getriebebetriebes können die Planetenträger 72 oder 22 oder
beide rotieren, wobei in diesem Fall die Druckfluidschmierung, die
an den Innenflächen
der Verlängerungen 36 und 84 bereit
gestellt wird, zur radial auswärts
gerichteten Strömung
in die Planetenräder
durch die Zentrifugalwirkung der jeweiligen Planetenträger 22 und 72 veranlasst
wird. Somit nehmen während
aller Phasen des Planetenbetriebes, die eine Relativbewegung zwischen
Planet und Träger
betreffen, die Planetenräder 30 und 80 eine
Schmierung an ihren jeweiligen Stützlagern 32 und 82 auf.
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2 beschreibt
einen Planetenradsatz 120 mit einem Sonnenrad 122,
einem Hohlrad 124 und einer Planetenträgeranordnung 126.
Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst
einen Planetenträger 128 mit
einem Paar an Seitenplatten 130 und 132, die durch
Stützzapfen 134 miteinander
verbunden sind. Die Stützzapfen 134 lagern
Planetenräder 136 an
einem Paar von Lagern 138 drehbar. Die Planetenräder 136 sind
in kämmender
Beziehung mit dem Sonnenrad 122 und dem Hohlrad 124 angeordnet
und rotieren daher, wenn eines dieser Elemente rotiert.
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Das
Sonnenrad 122 besitzt darin ausgebildet eine Vielzahl radialer
Durchgänge 140 und
ringförmiger Ölkanäle 141 und 143,
die mit einer Vielzahl radialer Durchgänge 142 ausrichtbar
sind, die in der Seitenplatte 130 ausgebildet sind. Die
Durchgänge 140 sind
mit radialen Durchgängen 144 ausrichtbar,
die in einer Antriebswelle 146 geformt sind, die über eine Kerbverzahnung 148 mit
dem Sonnenrad 122 in Antriebsverbindung steht. Die Durchgänge 142 sind
mit Durchgängen 149 ausgerichtet,
die in den Zapfen 134 geformt sind, und schneiden jeweils
einen Durchgang 150, der in Längsrichtung in den Zapfen 134 geformt
ist. Der Durchgang 150 steht mit einem Durchgang 152 in
Verbindung, der seinerseits durch einen Raum zwischen den Lagern 138 in
Verbindung steht.
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Beim
Betrieb des Planetenradsatzes 120 ist entweder das Sonnenrad 122 drehbar
oder der Planetenträger 128 drehbar.
Wenn beispielsweise das Sonnenrad 122 stationär gehalten
wird und der Planetenträger 128 entweder
durch einen Eingangsantrieb oder durch Rotation des Hohlrades 124 rotiert, rotiert
der Planetenträger 128 relativ
zu der Welle 146, die einen Zentraldurchgang 154 aufweist,
der Schmierfluid an das Getriebesystem liefert, in dem der Planetenradsatz 120 ein
Element darstellt.
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Wenn
das Sonnenrad 122 stationär gehalten wird und der Planetenträger 128 rotiert,
rotiert das Hohlrad 124 mit einem Verhältnis für Übersetzung ins Schnelle, wie
gut bekannt ist. Wenn das Hohlrad 124 rotiert und das Sonnenrad 122 stationär gehalten wird,
rotiert der Planetenträger 128 mit
einem Verhältnis
für Übersetzung
ins Langsame. Bei einigen Planetenbetriebsabläufen wird der Planetenträger 128 stationär gehalten,
wobei jedoch das Sonnenrad 122 oder das Hohlrad 124 angetrieben
werden kann und die anderen Elemente (Sonnenrad/Holrad und Planeten)
aufgrund dieses Antriebszustandes auch rotieren.
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Während dieses
Betriebs wird Schmierfluid durch die Durchgänge 144 an einen Bereich
oder ein Volumen 156 geliefert, das zwischen der Welle 146 und
dem Sonnenrad 122 ausgebildet ist. Dieses Schmierfluid
wird durch die Durchgänge 140 und 142 durch
die Zentrifugalwirkung entweder des Sonnenrades 122 oder
der Seitenplatte 130 des Planetenträgers nach außen ausgestoßen. Das
nach außen
ausgestoßene
Schmierfluid wird durch den Durchgang 150 an die Durchgänge 152 geführt, wodurch
eine Schmierung für
die Lager 138 vorgesehen wird, die die Planetenräder 136 drehbar
lagern. Daher wird, wenn entweder das Sonnenrad 122 rotiert
oder der Planetenträger 128 rotiert
oder beide rotieren, Schmierfluid an die Planetenräder 136 der
Planetenträgeranordnung 126 verteilt.
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Zusammengefasst
besitzt eine Planetenradanordnung ein Schmiersystem, in dem Schmierfluid
an eine Innenfläche
eines Sonnenrades geliefert wird, von wo es zentrifugal an die Planetenträgeranordnung
verteilt wird. Das Verteilungssystem in der Planetenträgeranordnung
umfasst radial geformte Durchgänge
in der Seitenplatte des Planetenträgers und in Stützzapfen
und Längsdurchgänge in den Stützzapfen,
die Fluid durch radiale Durchgänge
in den Stützzapfen
verteilen. Die radialen Durchgänge in
den Stützzapfen
verteilen Fluid durch eine Innenfläche von Planetenrädern, die
drehbar an den Stützzapfen
angebracht sind.