DE102013104129B3 - Anlaufscheibe mit Schmiermitteltaschen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlaufscheibe (1) mit einer zentralen Bohrung (2) zum Aufschieben auf einen Bolzen oder eine Welle, wobei die Anlaufscheibe (1) an ihren beiden flachen Anlaufflächen (3, 3') Schmiermitteltaschen (4, 4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Schmiermitteltasche (4) an der gegenüberliegenden Anlauffläche (3') eine korrespondierende Schmiermitteltasche (4') zugeordnet ist, und mindestens eine Schmiermitteltasche (4, 4') durch mindestens einen axial durch die Anlaufscheibe (1) verlaufenden Kanal (6), der insbesondere jeweils durch eine Bohrung gebildet ist, mit ihrer korrespondierenden Schmiermitteltasche (4, 4') verbunden ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlaufscheibe mit einer zentralen Bohrung zum Aufschieben auf einen Bolzen oder eine Welle, wobei die Anlaufscheibe an ihren beiden flachen Anlaufflächen Schmiermitteltaschen aufweist.
- Anlaufscheiben der eingangs genannten Art werden z. B. im Motor und Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei Planetenrädern in Planetengetrieben verwendet. In Planetengetrieben haben die Anlaufscheiben die Aufgabe, die Planetenräder und die meist nicht gehärteten Planetenradträger beim Anlauf des Planetenrades vor Verschleiß zu schützen. Die Anlaufscheiben sitzen dabei mit ihrer Aufnahmebohrung auf dem Planetenradbolzen. Vergleichbar verhält es sich bei anderen Einsatzorten im Motor beziehungsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen.
- Die bekannten Anlaufscheiben weisen Schmierfilmtaschen auf, die über Rillen und Nuten mit Schmiermittel versorgt werden. Zudem sind Anlaufscheiben bekannt, welche axiale Durchgangskanäle, die in der Regel durch Bohrungen gebildet sind, aufweisen.
- So ist aus der
DE 10 2010 035 851 A1 eine Anlaufscheibe bekannt, bei der zahlreiche Schmierfilmtaschen, welche durch Oberflächenvertiefungen gebildet sind, in die Ringfläche der Anlaufscheibe eingeprägt sind. - Aus der
DE 199 02 565 A1 ist eine Anlaufscheibe eines Planetengetriebes bekannt, welche an ihren beiden Anlaufflächen umlaufende Beölungsnuten aufweist, die in radialer Richtung mit Schmierfilmtaschen in Verbindung sind, welche dreiecksförmig ausgebildet sind, deren Spitze jeweils radial nach außen zeigt und deren Basis in die umlaufenden Nuten münden. - Aus
US 4,639,148 ist ein Axiallager für einen Turbolader eines Autos bekannt, das eine Lagerscheibe aufweist, welche drehfest im Turboladergehäuse angeordnet ist. Die Lagerscheibe weist an beiden flachen Seiten gegenüberliegend angeordnete Schmiermitteltaschen auf, wobei vier der einander gegenüberliegend angeordneten Schmiermitteltaschen durch zwei axial durch die Scheibe verlaufende Kanäle miteinander in Verbindung sind. Die Schmiermitteltaschen weisen jeweils an ihrem einen seitlichen Rand einen Übergangsbereich auf, so dass ein sanfter Übergang von der Schmiermitteltasche hin zur Anlagefläche gegeben ist. Die axial verlaufenden Kanäle enden jeweils im Übergangsbereich der Schmiermitteltaschen. Das Schmiermittel gelangt von einer in der einen Lagerfläche angeordneten Vertiefung über radial innerhalb der Lagerscheibe verlaufende Kanäle in die axialen Verbindungskanäle und über diese in die Schmiermitteltaschen. Die Vertiefung ist dabei oberhalb der Schmiermitteltaschen angeordnet, so dass aufgrund der Schwerkraft das Schmiermittel in die Schmiermitteltaschen gelangt. - Aus
DE 6810086 U sind mehrere Ausführungsformen für eine Stirnanlaufscheibe eines Kreuzgelenkes bekannt, welche eine Vielzahl von Schmiermitteltaschen aufweisen, die verteilt oder in Mustern an beiden flachen Seiten der Stirnanlaufscheibe angeordnet sind. Bei einer Ausführungsform sind die Schmiermitteltaschen durch radial verlaufende gerade Kanäle gebildet, welche sich strahlenförmig von der zentrischen Bohrung aus radial nach außen erstrecken und an nur einer flachen Anlageseite der Anlaufscheibe angeordnet sind, wobei jeweils axiale Kanäle sich von einer flachen Seite bis zum Grund der radial verlaufenden Nuten erstrecken, so dass von einer flachen Seiten der Stirnanlaufscheibe Fluid zur andern flachen Seite in die Schmiermitteltaschen gelangen kann. - Aus
US 2002/0014743 A1 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorbeschriebenen Anlaufscheiben hinsichtlich ihrer Schmiereigenschaften, insbesondere die Ölversorgung beider Laufflächen, zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird mit einer Anlaufscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlaufscheibe nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Anlaufscheibe zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass zwei an den gegenüberliegenden Anlaufflächen angeordnete Schmierfilmtaschen jeweils durch mindestens einen Durchtrittskanal miteinander verbunden sind. Vorteilhaft werden die Schmiermitteltaschen in radialer Richtung breiter, so dass sie einerseits genügend Platz bilden für eine axiale Querbohrung zur Bildung des Durchtrittskanals und andererseits in radialer Richtung bezogen auf den Scheibenumfang mehr Schmiermittel aufnehmen können.
- Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass alle um den Umfang der Anlaufscheibe verteilt angeordneten Schmiermitteltaschen mit ihrer in der gegenüberliegenden Anlauffläche angeordneten korrespondierenden Schmiermitteltasche durch einen Durchtrittskanal verbunden sind. So ist es auch möglich, dass nur jede zweite, dritte oder vierte Schmiermitteltasche einer Anlauffläche mit ihrer korrespondierenden Schmiermitteltasche durch einen Durchtrittskanal verbunden ist.
- Die Schmiermitteltaschen sind vorteilhaft durch Vertiefungen in den Anlaufflächen gebildet, wobei sie durch Prägen, Schleifen oder Fräsen hergestellt werden können.
- Damit in die Schmiermitteltaschen eine hinreichende Menge an Schmiermittel fließen kann, weisen die Schmiermitteltaschen vorteilhaft radial innenliegend angeordnete Zuführkanale auf, die sich von der zylindrischen Innenfläche der Anlaufscheibe bis in die jeweilige Schmiermitteltasche erstrecken und welche ebenfalls z. B. durch Prägen, Schleifen oder Fräsen hergestellt werden können.
- Die Schmiermitteltaschen weisen zudem vorteilhaft einen ersten Bereich auf, in den vorteilhaft die Durchtrittskanäle münden, damit ein maximaler Schmiermittelaustausch zwischen beiden Anlaufflächen stattfinden kann. Die axiale Tiefe der Schmiermitteltasche kann dabei vorteilhaft mit zunehmendem Radius, d. h. Abstand zum Mittelpunkt der Anlaufscheibe, abnehmen. Die Tiefe bemisst sich dabei aus dem Abstand von der Anlauffläche bis zum Grund der Schmiermitteltasche. Es ist jedoch auch möglich, dass die Tiefe der Schmiermitteltasche konstant ist.
- Die sich in radialer Richtung erstreckenden Seiten der Schmiermitteltaschen bilden Randbereiche, die sanft verrundet ausgebildet sind, d. h. der Übergang von der Schmiermitteltasche zur Anlauffläche findet hier nicht sprunghaft sondern stetig statt, wodurch gewährleistet ist, dass der Schmiermittelfilm nicht abgestreift wird und somit die Anlaufflächen stets mit einem Schmiermittelfilm aus den Schmiermitteltaschen heraus benetzt werden.
- Zwischen der eine Schmiermitteltasche radial nach außen begrenzenden Wand und der radialen Stirnseite der Anlaufscheibe ist vorteilhaft noch ein Bereich Anlauffläche angeordnet. Die die Schmiermitteltasche radial außen begrenzende Wand, welche gerade oder der Krümmung der radialen Stirnseite angepasst ist, kann im Gegensatz zu den radial verlaufenden Seiten vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass zumindest nicht über die gesamte Länge der Wand Schmiermittel radial nach außen abfließen kann. So kann diese Wand durchgängig scharfkantig ausgebildet sein, so dass der Schmiermittelfilm abgestreift wird. Sofern es, insbesondere zu Kühlungszwecken, gewünscht ist, dass Schmiermittel radial nach außen aus zumindest einer Schmiermitteltasche abfließen kann, so kann ein Auslaufkanal in der Anlauffläche vorgesehen werden, der die Schmiermitteltasche mit der radialen Stirnseite der Anlaufscheibe verbindet. Selbstverständlich können derartige Auslaufkanäle bei allen, jeder zweiten, dritten oder vierten Schmiermitteltasche vorgesehen werden.
- Die Schmiermitteltaschen sind dreiecksförmig ausgebildet, wobei die eine Spitze des Dreiecks radial nach innen gerichtet ist. Durch diese Spitze verläuft vorteilhaft der Zulaufkanal, welcher die zentrale Bohrung mit der Schmiermitteltasche verbindet. An die radial innenliegende Spitze des Dreiecks grenzen die radial nach außen verlaufenden Seiten der Schmiermitteltasche an, welche vorteilhaft einen verrundeten Übergang zu den Anlaufflächen bilden.
- Die durch die zentrale Bohrung gebildete zylindrische Innenwandung weist vorteilhaft im Bereich mindestens einer Schmiermitteltasche einen radialen Rücksprungbereich zur Aufnahme von Schmiermittel auf. In die Rücksprungbereiche münden vorteilhaft jeweils die Zulaufkanäle für die Schmiermitteltaschen.
- Die vorbeschriebene erfindungsgemäße Anlaufscheibe zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass eine hydrodynamische Schmierung aufgebaut wird und keine Mischreibung stattfindet. Durch die axialen Durchtrittskanäle werden vorteilhaft beide Anlaufflächen benetzt, da sich ein Ölkreislauf einstellt. Die in der zylindrischen Innenwandung der Anlaufscheibe anordbaren radialen Rücksprünge zur Aufnahme von Schmiermittel und deren Verbindung mit den Schmiermitteltaschen über die Zulaufkanäle stellt die beidseitige Schmiermittelversorgung auf den Anlaufflächen der Anlaufscheibe sicher.
- Die Anlaufscheibe kann vorteilhaft aus vergütetem Stahl, nitrocarburiertem Stahl oder Bronze gefertigt sein. Selbstverständlich sind andere Materialien ebenso möglich.
- Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 : Draufsicht auf eine erste mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe; -
1a : Querschnittsdarstellung durch die Anlaufscheibe gemäß1 ; -
2 : perspektivische Ansicht der Anlaufscheibe gemäß1 ; -
3 : Drauf- und Querschnittsdarstellung einer zweiten möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe; -
3a : perspektivische Ansicht der Anlaufscheibe gemäß3 ; -
4 : Querschnittsdarstellung eines Teils eines Planetengetriebes mit der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe; -
4a : Teilansicht des Planetengetriebes gemäß4 . - Die
1 zeigt eine Draufsicht und die1a eine Querschnittsdarstellung einer ersten mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibe1 . Die Anlaufscheibe1 hat eine zentrale Bohrung2 die von einer zylindrischen Innenwandung10 begrenzt ist. Die Anlaufscheibe weist Anlaufflächen3 ,3' ,16 ,16' auf, gegen die Nadellager sowie Planetenräder mit ihren Stirnseiten (siehe4 und4a ) stoßen. Damit die Nadellager und Planetenräder nicht auf den Anlaufflächen3 ,3' ,16 ,16' der Anlaufscheiben1 reiben, muss stets gewährleistet werden, dass ein hinreichender Schmierfilm die Anlaufflächen3 ,3' ,16 ,16' benetzt. Hierzu weist die Anlaufscheibe1 Schmiermitteltaschen4 ,4' auf, die über radial innenliegend zu den Schmiermitteltaschen4 ,4' angeordnete Zuführkanäle7 mit Ausnehmungen bzw. Rücksprüngen11 der zylindrischen Innenwandung10 verbunden sind. Das Schmiermittel gelangt somit aufgrund der Zentrifugalkraft von den Ausnehmungen11 über die Zuführkanäle7 in die Schmiermitteltaschen4 ,4' . Die Anlaufscheibe1 ist spiegelsymmetrisch aufgebaut, so dass sie beim Einbau z. B. in ein Planetengetriebe, wie es ausschnittsweise in den4 und4a dargestellt ist, nicht falsch eingebaut werden kann. - Die Schmiermitteltaschen
4 ,4' sind dreiecksförmig ausgeformt und durch Vertiefungen in den Anlaufflächen3 ,3' gebildet. Die axiale Tiefe T der Schmiermitteltaschen4 ,4' nimmt von den Zuführkanälen7 radial zur radialen Außenwand4d hin ab. Es ist jedoch auch möglich, dass die axiale Tiefe T über die radiale Erstreckung gleich ausgebildet ist. Die radial nach außen verlaufenden Seiten4b bilden einen stetigen, insbesondere runden, Übergang zur seitlich angrenzenden Anlauffläche3 ,3' , damit es nicht zu einem Schmierfilmabriss kommt. Zwischen den Randbereichen4b ist der erste Bereich4a der Schmiermitteltaschen4 ,4' angeordnet. In diesen ersten Bereich4a mündet der axiale Durchtrittskanal6 , welcher die ersten Bereiche der miteinander korrespondierenden Schmiermitteltaschen4 ,4' miteinander verbindet. Die korrespondierenden Schmiermitteltaschen4 ,4' sind dabei gegenüberliegend und zueinander fluchtend an beiden Anlaufflächen3 ,3' der Anlaufscheibe1 angeordnet. Die radial außenliegende Wand4d ist im Vergleich zu den Randbereichen4b steiler ausgebildet und bildet zusammen mit den außenliegenden Anlaufflächenbereichen16 eine scharfe Kante, so dass von den Schmiermitteltaschen4 ,4' wenn überhaupt, dann nur wenig Schmiermittel radial nach außen über die Wandungen4d abfließen kann. - Sofern ein radialer Abfluss aus den Schmiermitteltaschen
4 ,4' nach außen hin, insbesondere zur Kühlung des Schmiermittels, gewünscht ist, so kann wie bei der in den3 und3a dargestellten Ausführungsform ein außenliegender radial verlaufender Kanal8 vorgesehen werden, über den das Schmiermittel aus den Schmiermitteltaschen4 ,4' radial nach außen hin zur äußeren Stirnseite9 der Anlaufscheibe1 abfließen kann. Ansonsten sind die in den1 bis3a dargestellten Anlaufscheiben1 identisch ausgebildet. - Die
4 und4a zeigen eine Querschnittsdarstellung und eine vergrößerte Teilansicht eines Planetengetriebes mit der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe1 . Das Planetengetriebe weist einen Planetenträger20 , einen Planetenbolzen21 , eine Nadelreihe22 sowie Planetenräder23 auf. Auf dem Planetenbolzen21 ist die Anlaufscheibe1 zwischen den Stirnseiten der Nadelreihe22 und einem Planetenrad23 einerseits und dem Planetenträger20 andererseits angeordnet. Im Planetenbolzen21 sind Kanäle24 und25 angeordnet über die Schmiermittel in den Bereich der Nadelreihe22 gelangt. Von dort gelangt es in die radialen Ausnehmungen bzw. Rücksprünge11 der zylindrischen Innenwandung der zentralen Bohrung10 und damit in die Zuführkanäle7 und die beidseitig in den Anlaufflächen3 ,3' angeordneten Schmiermitteltaschen4 ,4' . Durch die axialen Bohrungen6 erfolgt ein Schmiermittelaustausch zwischen den gegenüberliegenden Anlaufflächen3 ,3' . Das Schmiermittel kann weiter über die radial außenliegenden Ablaufkanäle8 radial nach außen hin abfließen.
Claims (8)
- Anlaufscheibe (
1 ) mit einer zentralen Bohrung (2 ) zum Aufschieben auf einen Bolzen oder eine Welle, wobei die Anlaufscheibe (1 ) an ihren beiden flachen Anlaufflächen (3 ,3' ) Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) aufweist, wobei die Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) durch Vertiefungen in den Anlaufflächen (3 ,3' ) gebildet sind und mindestens einer Schmiermitteltasche (4 ) an der gegenüberliegenden Anlauffläche (3' ) eine korrespondierende Schmiermitteltasche (4' ) zugeordnet ist, und mindestens eine Schmiermitteltasche (4 ,4' ) durch mindestens einen axial durch die Anlaufscheibe (1 ) verlaufenden Kanal (6 ) mit ihrer korrespondierenden Schmiermitteltasche (4 ,4' ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) einen ersten Bereich (4a ) aufweisen, der zumindest an den radial nach außen verlaufenden Seiten, jeweils einen Randbereich (4b ) aufweist, welcher einen stetigen Übergang von dem ersten Bereich (4a ) bis zur Anlauffläche (3 ,3' ) bildet, und mindestens eine Schmiermitteltasche (4 ,4' ) dreiecksförmig ausgebildet ist, wobei die eine Spitze (4c ) des Dreiecks radial nach innen gerichtet ist und die Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) jeweils mindestens einen radial innenliegend angeordneten Zuführkanal (7 ) aufweisen, und dass durch die radial nach innen gerichtete Spitze (4c ) der Zulaufkanal (7 ) verläuft und der axial verlaufende Kanal (6 ) im ersten Bereich (4a ) endet. - Anlaufscheibe (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Spitze (4c ) gegenüberliegende Seite (4b ) gerade oder der Krümmung der radialen Stirnseite (9 ) angepasst ist. - Anlaufscheibe (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die zentrale Bohrung (2 ) gebildete zylindrische Innenwandung (10 ) im Bereich mindestens einer Schmiermitteltasche (4 ,4' ) einen Rücksprungbereich (11 ) zur Aufnahme von Schmiermittel aufweist. - Anlaufscheibe (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (7 ) mit dem Rücksprungbereich (11 ) verbunden ist. - Anlaufscheibe (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schmiermitteltasche (4 ,4' ) mindestens einen radial außenliegend angeordneten Auslasskanal (8 ) aufweist, der durch eine Vertiefung in der Anlauffläche (3 ,3' ) gebildet ist, wobei sich der Auslasskanal (8 ) bis zur radialen Stirnseite (9 ) der Anlaufscheibe (1 ) erstreckt. - Anlaufscheibe (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) mindestens eine weitere Schmiermitteltasche (14 ,14' ,14'' ) vorgesehen ist, die in der Anlaufflächen (3 ,3' ) durch eine Vertiefung gebildet ist. - Anlaufscheibe (
1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Schmiermitteltaschen (14 ,14' ) durch voneinander und von den Schmiermitteltaschen (4 ,4' ) isolierte Vertiefungen gebildet sind, die insbesondere eine kreisförmige, ovale oder rechteckige Form aufweisen. - Anlaufscheibe (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axial durch die Anlaufscheibe (1 ) verlaufende Kanal (6 ) durch eine Bohrung gebildet ist.
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