DE102015200545A1

DE102015200545A1 - Lüftung für Zahnradgetriebe für hohe Drehzahlen

Info

Publication number: DE102015200545A1
Application number: DE102015200545.3A
Authority: DE
Inventors: Scott R Wiens; Eric T. Lammers
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2015-07-23
Also published as: CN104791463A; US20150204434A1

Abstract

Ein Zahnradgetriebe für hohe Drehzahlen enthält ein Gehäuse, das ein rotierendes Zahnrad und ein Öl und Luft enthaltendes Volumen einschließt. Das Zahnrad weist eine zum Volumen freiliegende erste Fläche und eine zur Umgebung freiliegende zweite Fläche auf. Eine Lüftungsanordnung enthält einen ersten und einen zweiten im Zahnrad ausgebildeten Kanal.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lüftung für ein Zahnradgetriebe. Fahrzeuggetriebe haben Wellen und Zahnräder, die sich in einem Gehäuse drehen, das einen Ölsumpf bildet, so dass die Teile angemessen mit Schmieröl bestrichen werden, während sie sich drehen. Das Innere des Getriebes muss entlüftet oder mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt werden, um einen Druckaufbau im Getriebe mit zunehmender Temperatur zu verhindern. Die Lüftung darf jedoch kein Herausdrücken von Öl aus dem Getriebe zusammen mit der Luft gestatten. Bei einem bekannten großen Getriebe oder Zahnradgetriebe sind radiale und axiale Lüftungskanäle durch eine über dem Sumpfölpegel positionierte Welle gebohrt. Es wird verhindert, dass Öl bei Nichtdrehung zusammen mit der Luft ausgestoßen wird, da sich die Welle erheblich über dem Sumpfölpegel befindet.
Bei einem kleineren Zahnradgetriebe mit Zahnrädern für hohe Drehzahlen werden alle Bereiche und Teile des Zahnradgetriebes mit spritzendem Öl beaufschlagt. Somit gibt es nirgendwo Platz zur Positionierung einer herkömmlichen Lüftungsanordnung, die das Ausstoßen von Öl nicht gestattet. Solch ein kleineres Zahnradgetriebe braucht eine andere Lüftungsanordnung, die verhindert, dass Öl zusammen mit der abgeführten Luft ausgestoßen wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Zahnradgetriebe ein Gehäuse auf, das ein rotierendes Zahnrad und ein Öl und Druckluft enthaltendes Volumen einschließt. Das Zahnrad weist eine zum Volumen freiliegende erste Fläche und eine zur Umgebung freiliegende zweite Fläche auf. Eine Lüftungsanordnung enthält einen ersten und einen zweiten im Zahnrad ausgebildeten Kanal. Der zweite Kanal erstreckt sich teilweise in das Zahnrad und weist ein zur zweiten Fläche freiliegendes äußeres Ende auf. Der erste Kanal erstreckt sich von dem zweiten Kanal radial nach außen zur ersten Fläche. Der zweite Kanal erstreckt sich axial entlang einer mittleren Achse des Zahnrads. Ein Rückschlagventil ist in dem zweiten Kanal angebracht und gestattet Luftstrom in einer Richtung von dem Volumen zur Umgebung.
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Zahnradgetriebes, das die vorliegende Erfindung umsetzt; und
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linien 2-2 von 1.
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, enthält eine Rotationsmaschine, wie zum Beispiel ein Zahnradgetriebe 10 wie etwa für eine Zapfwelle (PTO – power take off), zusammengeschraubte Gehäuseteile 9 und 11, die ein äußeres Gehäuse 12 bilden, das ein rotierendes Teil oder Eingangszahnrad 14 umgibt. Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, stützt ein paar Lager 16, 18 das Zahnrad 14 zur Drehung mit hohen Drehzahlen wie zum Beispiel 1000 U/min. Das Zahnrad 14 enthält einen hohlen zylindrischen Teil 20 mit einem Ausgangsende 22, das innere Zahnradzähne 24 aufweist, die zur Aufnahme und zum kämmenden Eingriff von äußeren Zähnen oder Keilverzahnungen (nicht gezeigt) an einer Fahrzeug-PTO (nicht gezeigt) ausgeführt sind. Somit liegt das Innere 26 des zylindrischen Teils 20 zur äußeren Umgebung frei. Der zylindrische Teil 20 wird durch die Lager 16 und 18 gestützt. Das Zahnrad 14 enthält auch ein Eingangsende 28, das einen zylindrischen Flansch 30 mit einer massiven zentralen Nabe 32 bildet. Eine mittlere Welle 33 erstreckt sich axial von der Nabe 32.
Die Zahnradzähne 34 sind an einer Außenfläche des Flansches 30 ausgebildet. Die Zähne 34 sind zur Ineingriffnahme eines Antriebszahnrads 35 ausgeführt. Das Zahnrad 35 ist mit dem Zahnrad 36 gekoppelt, das ein Ausgangszahnrad 38 antreibt. Das Ausgangszahnrad 38 weist ein hohles inneres Ende 40 auf, das durch ein ringförmiges Nadellager 42 zur Drehung bezüglich der Welle 33 gestützt wird. Das Gehäuse 12 ist teilweise mit Schmieröl gefüllt, das normalerweise bis zu einem Niveau L eingefüllt ist. Das Zahnrad 14 dreht sich durch das Öl und schleudert das Öl durch einen Großteil des Inneren des Gehäuses 12.
Somit umschließt das Gehäuse 12 ein Volumen 48, das Luft und Öl enthält. Das Zahnrad 14 enthält eine Lüftungsanordnung 50. Die Lüftungsanordnung 50 enthält einen ersten Kanal 52 und einen zweiten Kanal 56. Der erste Kanal 52 erstreckt sich radial nach innen und axial von einer Außenfläche 54 des zylindrischen Teils 20 des Zahnrads 14 zu einem Ende des zweiten Kanals 56. Der zweite Kanal 56 erstreckt sich von der Fläche 29 axial teilweise in die Nabe 32, mündet im Inneren 26 des Zahnrads 14 und ist auf eine Drehachse des Zahnrads 14 ausgerichtet. Somit stellen die Kanäle 52 und 56 eine Verbindung zwischen dem Volumen 48 und dem Inneren 26 des Zahnrads 14 und somit der Umgebung her.
Die Lüftungsanordnung 40 enthält auch ein Rückschlagventil 60, das in dem axialen zweiten Kanal 56 angebracht ist. Das Rückschlagventil 60 gestattet einen Luftstrom in einer Richtung vom ersten Kanal 52, durch den zweiten Kanal 56 und in das Innere 26 des Zahnrads 14 und somit zur Umgebung. Wenn die Temperatur im Volumen 48 ansteigt, dehnt sich somit die Luft aus, und Druck wird durch den Kanal 52, den Kanal 56 und das Rückschlagventil 60 an die Umgebung entlastet. Wenn sich das Zahnrad 14 dreht, verhindert die Zentrifugalkraft, dass Öl durch den Kanal 52 radial nach innen fließt. Somit verhindert die durch die Kanäle 52 und 56 gebildete Lüftungsanordnung, dass Öl an die Umgebung ausgestoßen wird, während sie die Abführung von Luft gestattet. Wenn sich das Zahnradgetriebe 10 abkühlt und Luft aus der Umgebung in das Volumen 48 zurückströmen muss, kann diese Luft durch die Dichtungen (nicht gezeigt) des Zahnradgetriebes 10 strömen.
Das Ergebnis ist ein Zahnradgetriebe mit einer Atmungsfunktion oder Lüftung, die verhindert, dass Sumpföl an die Umgebung leckt, sich aber trotzdem an einer Stelle befindet, die in dem Sumpföl teilweise eingetaucht ist. Der radiale Kanal 52 verhindert ein Lecken von Öl während des Betriebs, wenn sich das Zahnrad 14 dreht. Das Rückschlagventil 60 verhindert ein Lecken von Öl an die Umgebung, wenn das Zahnradgetriebe 10 nicht im Gebrauch ist und das Zahnrad 14 von Sumpföl bedeckt ist.

Claims

Lüftungsanordnung (50) in einem Zahnradgetriebe (10) mit einem Gehäuse (12), das ein rotierendes Zahnrad (14) und ein Volumen (48), das Öl und Druckluft enthalten kann, einschließt, wobei das Zahnrad (14) eine zum Volumen (48) freiliegende erste Fläche und eine zur Umgebung freiliegende zweite Fläche aufweist, wobei die Lüftungsanordnung (50) Folgendes umfasst: einen ersten und einen zweiten im Zahnrad (14) ausgebildeten Kanal (52, 56), wobei sich der zweite Kanal (56) teilweise in das Zahnrad (14) erstreckt und ein zur zweiten Fläche freiliegendes äußeres Ende aufweist, wobei sich der erste Kanal (52) von der ersten Fläche zum zweiten Kanal erstreckt.
Lüftungsanordnung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Kanal (56) axial erstreckt.
Lüftungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Kanal (56) axial entlang einer mittleren Achse des Zahnrads (14) erstreckt.
Lüftungsanordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Kanal (52) von dem zweiten Kanal (56) radial nach außen zur ersten Fläche erstreckt.
Lüftungsanordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (60) vorgesehen ist, das Luftstrom in einer Richtung von dem Volumen (48) zur Umgebung gestattet.
Lüftungsanordnung (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (56) in dem zweiten Kanal (56) angebracht ist.