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Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung mit einer Welle zur Drehmomentübertragung zwischen zumindest zwei mit der Welle verbundenen oder verbindbaren Elementen, wobei die Welle zumindest einen ersten axialen Abschnitt und zumindest einen zweiten axialen Abschnitt aufweist, wobei der erste axiale Abschnitt bei einer Drehmomentübertragung durch die Welle einer geringeren Biegelast und/oder Torsionslast ausgesetzt ist als der zweite axiale Abschnitt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Welle für eine solche Wellenanordnung sowie ein Getriebe mit einer solchen Wellenanordnung.
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Wellenanordnungen mit Wellen sind vielfältig aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise gehen aus
US 1 763 970 A ,
JP 2020 - 159 472 A ,
US 1 953 068 A ,
US 2008 - 0 009 207 A ,
JP 2001 - 248 701 A ,
US 4 287 783 A ,
JP 2020 - 026 801 A und
JP 2004 - 360 726 A unterschiedliche Wellenanordnungen hervor. Bei Getrieben verbinden Wellen beispielsweise eine Antriebsvorrichtung mit Schaltelementen, wobei ein jeweiliges Schaltelement die Welle in einem geschlossenen Zustand mit weiteren abtriebsseitigen Elementen verbindet. An einer Eingangswelle eines solchen Getriebes etwa kann eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Maschine angreifen, insbesondere über eine Kupplung angreifen, und ein Losrad gelagert sein, das über ein Schaltelement mit der Eingangswelle verbindbar ist, wobei das Losrad mit einem Festrad auf einer Vorgelegewelle kämmt, an die das Drehmoment der Eingangswelle bei geschlossenem Schaltelement übertragen wird. Das Drehmoment kann über das Losrad auch direkt an eine Abtriebswelle übertragen werden.
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Bei bekannten Wellenanordnungen sind regelmäßig Schmierungen in oder an der Welle vorgesehen, um an der äußeren Mantelfläche der Welle gelagerte oder angeordnete Elemente zu schmieren. Beispielsweise bedürfen Lagerungen, insbesondere Wälzlager, die mit einem inneren Lagerring auf die Welle aufgepresst sind, einer Schmierung. Die Welle ist zur Schmierung etwa als Hohlwelle mit einem Innenraum ausgebildet, wobei der Innenraum Schmierfluid führt und über radiale Bohrungen mit der Mantelfläche verbunden ist, um dort an den Elementen zugeordneten Schmierstellen Schmierfluid anzutragen. Dabei können solche Bohrungen jedoch nicht in axialen Abschnitten der Welle eingebracht werden, die bei einer Drehmomentübertragung einer zu hohen Biege- und/oder Torsionslast ausgesetzt sind, da von den Bohrungen eine Kerbwirkung ausgeht, die in diesen Abschnitten zu einem Versagen der Welle führen könnte. Die Bohrungen werden daher abseits der Abschnitte angeordnet, wobei das Schmierfluid in der axialen Richtung entlang der Mantelfläche der Welle zu den Schmierstellen fließen muss. Nachteilig ist dort nur ein geringer Querschnitt zum Fließen des Schmierfluids verfügbar und das Schmierfluid gelangt nur unzureichend an Schmierstellen in den hochbelasteten Abschnitten.
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Unter dem Hintergrund des beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Wellenanordnung mit einer verbesserten Schmierung für an der Welle angeordnete Elemente vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Wellenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin mit einem Getriebe nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Wellenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Welle an einer äußeren Mantelfläche eine erste umlaufende Nut aufweist, die spiralförmig ausgebildet ist und eine axiale Erstreckung zum Transport eines Schmierfluids von dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt aufweist.
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Soweit Elemente mit Hilfe einer Nummerierung bezeichnet sind, also beispielsweise „erstes Bauteil“, „zweites Bauteil“ und „drittes Bauteil“, so ist diese Nummerierung rein zur Differenzierung in der Bezeichnung vorgesehen und stellt keine Abhängigkeit der Elemente voneinander oder eine zwingende Reihenfolge der Elemente dar. Das heißt insbesondere, dass eine Vorrichtung nicht ein „erstes Bauteil“ aufweisen muss, um ein „zweites Bauteil“ aufweisen zu können. Auch kann die Vorrichtung ein „erstes Bauteil“, sowie ein „drittes Bauteil“ umfassen, ohne aber zwangsläufig ein „zweites Bauteil“ aufzuweisen.
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Unter einer Welle ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil, beispielsweise eines Getriebes, zum Übertragen von Drehmomenten zu verstehen, über welches zwei drehbare Elemente drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung beispielsweise bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die jeweilige Welle kann die Elemente dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Zudem kann die jeweilige Welle als einstückiges Bauteil ausgeführt sein oder mehrteilig vorliegen, indem sich die jeweilige Welle aus mehreren drehfest miteinander verbundenen Wellenteilen zusammensetzt. Eine Welle ist insbesondere mittels mehrerer Wälzlager in einem Gehäuse gelagert.
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Die Welle definiert ein Zylinderkoordinatensystem, bei dem die axiale Richtung parallel zur Mittelachse der Welle ist. Eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung definieren sich dann anhand der axialen Richtung. Eine äußere Mantelfläche der Welle ist die äußere Zylinderfläche, deren Flächennormale in die radiale Richtung weist. Dabei kann die Welle, insofern sie beispielsweise mehrere Absätze aufweist, je Absatz eine äußere Mantelfläche aufweisen.
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Ein auf der Welle gelagertes Element ist beispielsweise eine Lagerung, ein Zahnrad, eine Buchse oder ein Schaltelement bzw. ein Teil eines Schaltelements. Insofern das Element mit der Welle verbunden oder verbindbar ist, ist es entweder dauerhaft drehfest mit der Welle verbunden, beispielsweise durch einen Material- oder Kraftschluss, oder über ein wahlweise geöffnetes oder geschlossenes Schaltelement mit dieser drehfest verbindbar. Beispielsweise ist das Element über eine Klauenkupplung oder eine Reibkupplung mit der Welle verbindbar.
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Die Abschnitte der Welle sind unterschiedlichen Lasten, also inneren Spannungen ausgesetzt, die bei einem Überschreiten der Tragfähigkeit der Welle zu einem Versagen der Welle führen können. Beispielsweise ist die Welle bei einer Kraft auf die Welle quer zur Wellenachse einer Biegelast ausgesetzt, die abhängig von einer axialen Position, an der die Kraft auf die Welle einwirkt, und der Position von Wälzlagern entlang der Wellenachse unterschiedliche Biegelasten verursacht. Weiterhin sind Torsionslasten durch die Drehmomentübertragung insbesondere an den axialen Positionen, an denen ein Drehmoment an der Welle eingetragen und von der Welle abgeführt wird, zu berücksichtigen. Weiteren Einfluss auf die in der Welle vorliegenden Lasten nimmt der Wellendurchmesser eines jeweiligen Absatzes sowie eine Lagerung von auf der Welle gelagerten Elementen. Sind solche beispielsweise aufgepresst, wird durch die dazu nötige Presskraft ebenfalls ein Einfluss auf eine innere Spannung in der Welle erzeugt. Die Tragfähigkeit der Welle wird insbesondere durch deren effektiven Querschnitt und Material bestimmt. Der effektive Querschnitt wird durch Bohrungen und Nuten verringert. Die Abschnitte definieren sich nach den tatsächlich in der Welle vorliegenden Lasten und können insbesondere durch Absätze oder das axiale Ende eines auf der Welle gelagerten Elements definiert sein.
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Eine erfindungsgemäße Nut ist zumindest teilweise umlaufend an der Welle ausgebildet, das heißt, die Nut weist eine Erstreckung in der Umfangsrichtung auf, die die Welle teilweise, gänzlich oder mehrfach umgreifen kann. Die Nut ist dabei spiralförmig ausgebildet, verläuft also mit einem Winkel zu der Umfangsrichtung und erstreckt sich neben der Umfangsrichtung auch in der axialen Richtung.
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Die Erfindung umfasst nun die Lehre, dass eine Nut an der äußeren Mantelfläche mit einer axialen Erstreckung und einer Erstreckung in Umfangsrichtung vorgesehen ist. Diese Nut ist dazu vorgesehen, Schmierfluid entlang der äußeren Mantelfläche in der axialen Richtung aus dem ersten Abschnitt hin zu einer Schmierstelle in dem zweiten Abschnitt zu transportieren. Dabei ist insbesondere in dem ersten Abschnitt eine Schmierfluidzuführung zu der Mantelfläche oder direkt zu der Nut vorgesehen. Vorteilhaft ist durch eine spiralförmige Nut an der äußeren Mantelfläche der Transport von Schmierfluid durch einen vergrößerten Strömungsquerschnitt in der axialen Richtung entlang der Mantelfläche wesentlich verbessert. Ferner wird ein an einer diskreten Umfangsposition in die Nut eingetragenes Schmierfluid durch die Nut auch um den Umfang der Welle verteilt. Eine derartige Nut weist dabei eine geringe Kerbwirkung auf, so dass eine ausreichende Sicherheit gegen ein Versagen der Welle gewährleistet bleibt und dennoch eine sichere Schmierung der Schmierstellen in dem zweiten Abschnitt erreicht wird. Insbesondere ist die Kerbwirkung einer spiralförmigen Nut verglichen mit der Kerbwirkung durch eine mögliche radiale Bohrung in oder näher an dem zweiten Abschnitt deutlich reduziert. Die Kerbwirkung, die von der Nut ausgeht, ist insbesondere dadurch begrenzt, dass die Nut nur eine geringe radiale Erstreckung aufweist, nämlich die Nuttiefe, und an der Welle dadurch ein großer tragfähiger Querschnitt ohne Unterbrechung verbleibt, der die Lasten in dem zweiten Abschnitt aufnimmt. Weiterhin erstreckt sich die Nut über einen axialen Bereich, auf den sich der Einfluss der Nut auf die Tragfähigkeit der Welle verteilt. Die erfindungsgemäße Nut kann auch bei Wellen eingesetzt werden, bei denen in dem zweiten Abschnitt eine besonders hohe Biegelast und/oder Torsionslast vorliegt und sich dort zumindest teilweise axial in den zweiten Abschnitt herein erstrecken.
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Die Nut erstreckt sich in der axialen Richtung innerhalb einer Strecke zwischen einer axialen Position in dem ersten Abschnitt, in dem ein Schmierfluid an die Mantelfläche gefördert wird, beispielsweise durch eine radiale Bohrung oder eine axiale Zuführung, und der in dem zweiten Abschnitt angeordneten Schmierstelle. Die Nut kann sich über diese Strecke gänzlich erstrecken, also von dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt, oder nur über einen Teil dieser Strecke, wobei ein solcher Teil der Strecke sich in dem ersten Abschnitt, in dem zweiten Abschnitt oder von dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt, also durch beide Abschnitte, erstrecken kann. Dabei kann die Nut bis zu der axialen Position in dem ersten Abschnitt, in dem das Schmierfluid an die Mantelfläche gefördert wird und/oder bis an die Schmierstelle heranragen oder von beiden diesen Punkten beabstandet sein.
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In einer Ausführungsform ist bei der Wellenanordnung vorgesehen, dass der erste axiale Abschnitt auf einer ersten Seite des zweiten axialen Abschnitts angeordnet ist und auf einer zweiten Seite des zweiten axialen Abschnitts ein dritter axialer Abschnitt angeordnet ist, wobei der dritte axiale Abschnitt einer geringeren Biegelast und/oder Torsionslast ausgesetzt ist als der zweite axiale Abschnitt und wobei die Welle an einer äußeren Mantelfläche eine zweite umlaufende Nut aufweist, die spiralförmig ausgebildet ist und eine axiale Erstreckung zum Transport eines Schmierfluids von dem dritten Abschnitt in den zweiten Abschnitt aufweist. In den zweiten Abschnitt wird also von beiden Seiten durch spiralförmige Nuten aus weniger belasteten Abschnitten Schmierfluid angetragen, wobei auf diese Weise je nach Position mehrerer Schmierstellen in dem zweiten Abschnitt die Gesamtlänge der Nuten reduziert wird. Sind beispielsweise in dem zweiten Abschnitt zwei Schmierstellen an oder in der Nähe von axial äußeren Enden des zweiten Abschnitts angeordnet, kann sich die erste Nut von dem ersten Ende bis zu der an diesem ersten Ende angeordneten ersten Schmierstelle und die zweite Nut von dem zweiten Ende bis zu der an diesem zweiten Ende angeordneten zweiten Schmierstelle erstrecken. Die Summe aus den Abschnitten der ersten und zweiten Nut, die sich dann in dem zweiten Abschnitt erstrecken, ist kürzer als bei einer einzelnen Nut, die sich von einem Ende des zweiten Abschnitts bis zu beiden Schmierstellen erstreckt. Vorteilhaft ist dann die Tragfähigkeit der Welle in dem zweiten Abschnitt maximiert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Welle als Hohlwelle mit einem Innenraum ausgebildet. Bei einer solchen Welle werden durch die spiralförmige Nut die genannten Vorteile in besonderem Maße erreicht, da sie verglichen mit einer Vollwelle bereits an sich eine deutlich geringere Tragfähigkeit bei Biegelasten und/oder Torsionslasten aufweist. Besonders bevorzugt ist der Innenraum schmierfluidführend ausgebildet und in dem ersten Abschnitt und/oder dem dritten Abschnitt ist eine radiale Bohrung zur Verbindung des Innenraums mit der Mantelfläche, der ersten Nut und/oder der zweiten Nut zum Zuführen von Schmierfluid zu der ersten Nut und/oder zweiten Nut angeordnet. Auf diese Weise ist eine Schmierfluidzuführung zu den Nuten geschaffen, die außerhalb des zweiten Abschnitts liegt und die Tragfähigkeit der Welle in dem zweiten Abschnitt nicht beeinflusst. Weiterhin vorteilhaft ist die Länge der ersten Nut und/oder zweiten Nut durch die Bohrung auch in den ersten Abschnitt bzw. den dritten Abschnitt in axialer Richtung hineinragend möglichst kurz ausbildbar. Möglichst kurze Nuten führen vorteilhaft zu besonders tragfähigen Wellen, geringen Herstellungskosten und einer kurzen Baulänge der Welle.
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In einer ergänzenden oder alternativen Ausführungsform weisen die erste Nut und/oder die zweite Nut eine axiale Erstreckung bis zu einem Ende der Welle oder eines Absatzes auf, wobei an dem Ende der Welle oder des Absatzes eine Zuführung von Schmierfluid zu der ersten Nut und/oder der zweiten Nut ausgebildet ist. Eine solche Zuführung ist dann insbesondere lediglich in der axialen Richtung vorgesehen, so dass in der Welle keine radiale Bohrung vorgesehen werden muss. Eine entsprechende große Kerbwirkung durch eine solche Bohrung entfällt dann. Insbesondere ist diese Ausführung bei einer Welle vorgesehen, bei der der erste Abschnitt und/oder der dritte Abschnitt an einem Wellenende angeordnet ist. Die erste Nut und/oder die zweite Nut weist in einer Ausführungsform eine axiale Erstreckung bis zu einem Ende eines Absatzes der Welle auf, wobei an dem Ende des Absatzes eine Zuführung von Schmierfluid zu der ersten Nut und/oder der zweiten Nut ausgebildet ist, insbesondere eine lediglich in der axialen Richtung ausgebildete Zuführung.
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Erfindungsgemäß sind die Mantelfläche, die erste Nut und/oder optional die zweite Nut mittels einem sich im Wesentlichen in der axialen Richtung erstreckenden Verbindungskanal mit einem Ende der Welle verbunden, wobei an dem Ende der Welle eine Zuführung von Schmierfluid zu der Mantelfläche, der ersten Nut und/oder optional der zweiten Nut ausgebildet ist. Der Verbindungkanal ist beispielsweise durch eine Verbindungsnut in der Mantelfläche und ein diese Mantelfläche umgebendes Bauteil ausgebildet. Auf diese Weise ist eine axiale Zuführung an der Mantelfläche auch dann möglich, wenn zwischen der ersten Nut bzw. optional der zweiten Nut und dem zugeordneten Wellenende ein Bauteil auf der Welle angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist an dem Ende der Welle ein einstückig mit der Welle ausgebildeter radialer Wellenabsatz angeordnet und der Verbindungskanal ist als Bohrung ausgebildet, die den radialen Wellenabsatz im Wesentlichen in der axialen Richtung durchgreift. Der Verbindungskanal ist dann beispielsweise als sich axial erstreckende Bohrung ausgebildet.
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Bevorzugt weisen die erste Nut und/oder die zweite Nut einen abgerundeten oder keilförmigen Querschnitt auf. Mittels eines solchen Querschnitts kann die von der jeweiligen Nut ausgehende Kerbwirkung minimiert werden und ein sicherer Durchfluss von Schmierfluid sichergestellt werden.
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Weiterhin bevorzugt ist in dem zweiten Abschnitt zumindest eine Lagerung zum Lagern der Welle oder zum Lagern eines Elements auf der Welle, ein Zahnrad, insbesondere ein Losrad, eine Buchse und/oder ein Schaltelement angeordnet. Eine Lagerung ist insbesondere durch ein Wälz- oder ein Gleitlager gebildet. Eine Buchse ist insbesondere eine axial bewegliche Buchse eines Schaltelements oder beispielsweise eine einem Sensor zugeordnete Buchse. Als Losräder werden Zahnräder, die drehbar auf einer Welle gelagert sind und bevorzugt durch ein Schaltelement drehfest sowie lösbar mit dieser Welle verbunden werden können, verstanden, während Festräder solche Zahnräder sind, die dauerhaft drehfest mit einer Welle verbunden sind. Ein Zahnrad dient insbesondere dem Ausbilden einer Gangstufe in einem Getriebe. Insbesondere werden an den genannten Elementen Lasten wie etwa Biege- und/oder Torsionslasten an der Welle eingetragen oder von der Welle abgeführt. Weiterhin weisen diese Elemente zumindest teilweise Schmierstellen auf. Bevorzugt weist die erste Nut und/oder die zweite Nut eine axiale Erstreckung bis zu der zumindest einen Lagerung, dem Zahnrad, der Buchse und/oder dem Schaltelement auf, um an diesen Schmierstellen besonders sicher Schmierfluid anzutragen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Welle an einer äußeren Mantelfläche zumindest eine dritte umlaufende Nut zum Transport eines Schmierfluids auf, die in dem ersten Abschnitt oder dem dritten Abschnitt angeordnet ist und sich parallel zur Umfangsrichtung erstreckt. Insbesondere ist an einer solchen dritten Nut oder benachbart zu einer solchen dritten Nut eine radiale Bohrung zum Versorgen der dritten Nut mit Schmierfluid aus dem Innenraum ausgebildet. Die dritte Nut ist insbesondere an einer axialen Position einer Schmierstelle angeordnet. An eine solche Schmierstelle wird dann durch die dritte Nut vorteilhaft sicher eine ausreichende Menge Schmierfluid angetragen. Die verglichen mit einer spiralförmig verlaufenden Nut erhöhte Kerbwirkung einer parallel zur Umfangsrichtung verlaufenden Nut ist in dem weniger belasteten ersten bzw. dritten Abschnitt tolerierbar. Eine verbleibende Tragfähigkeit reicht also für die vorliegenden Lasten aus.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Welle für eine vorbeschriebene Wellenanordnung, wobei die Welle an einer äußeren Mantelfläche eine erste umlaufende Nut zum Transport eines Schmierfluids aufweist, die spiralförmig ausgebildet ist und eine axiale Erstreckung aufweist. Mit einer solchen Welle sind die bezüglich der Wellenanordnung vorbeschriebenen Vorteile entsprechend zu erreichen. Insbesondere sind mit der Welle Schmierstellen auch in hochbelasteten Abschnitten sicher mit Schmierfluid versorgbar, wobei die Welle eine ausreichende Tragfähigkeit aufweist. Bevorzugt weist die Welle auch eine zweite umlaufende Nut zum Transport eines Schmierfluids auf, die spiralförmig ausgebildet ist und eine axiale Erstreckung aufweist. Die Welle ist weiterhin bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet und weist zum Versorgen der ersten und/oder zweiten Nut zumindest eine radiale Bohrung auf oder die erste Nut und/oder zweite Nut erstreckt sich bis zu einem Ende der Welle oder eines Wellenabsatzes. Die Welle weist in einer Ausführungsform eine vorbeschriebene dritte Nut auf.
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Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Getriebe mit einer vorbeschriebenen Wellenanordnung. Insbesondere ist das Getriebe als Hybridgetriebe mit einer in dem Hybridgetriebe integrierten elektrischen Maschine ausgebildet. Insbesondere ist die Welle eine Eingangswelle des Getriebes, an der insbesondere über eine Kupplung eine Verbrennungskraftmaschine angreift. In einer Ausführungsform als Hybridgetriebe greift auch eine elektrische Maschine an der Eingangswelle an. Insbesondere sind auf der Eingangswelle mehrere Gangstufen ausgebildet, beispielsweise über an der Eingangswelle gelagerte Zahnräder.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Einzelnen zeigt:
- 1 eine Wellenanordnung nach dem Stand der Technik in einer Querschnittansicht,
- 2 eine erfindungsgemäße Wellenanordnung in einer Querschnittansicht.
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1 zeigt eine Wellenanordnung 100 nach dem Stand der Technik mit einer sich entlang einer axialen Richtung A erstreckenden Welle 1, und auf der Welle 1 angeordnet eine erste Lagerung 2.1 und eine zweite Lagerung 2.2, die als Kegelrollenlager in O-Anordnung ausgebildet sind. Weiterhin ist an der Welle 1 mittels einem Presssitz eine Hülse 2.3 eines auf der Welle 1 gelagerten Elements sowie eine dritte Lagerung 2.4 angeordnet. Die Welle 1 ist als Hohlwelle mit einem Innenraum 1.1 ausgebildet und weist an einem ersten Ende 1.2 einen sich in einer radialen Richtung R erstreckenden radialen Wellenabsatz 1.3 auf. Die Welle 1 weist weiterhin eine äu-ßere Mantelfläche 1.4 auf.
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In einem ersten Abschnitt 4.1 der Welle 1, in dem die Hülse 2.3 angeordnet ist, ist die Welle 1 einer geringen Biege- und/oder Torsionslast ausgesetzt. In einem zweiten Abschnitt 4.2, in dem die Lagerungen 2.1, 2.2 angeordnet sind, ist die Welle 1 einer erhöhten Biege- und/oder Torsionslast ausgesetzt. In einem dritten Abschnitt 4.3 der Welle 1, der unmittelbar benachbart zu dem ersten Wellenende 1.2 angeordnet ist und in dem der radiale Wellenabsatz 1.3 angeordnet ist, ist die Welle 1 wiederum einer geringen Biege- und/oder Torsionslast ausgesetzt.
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Die Lagerungen 2.1 und 2.2 müssen geschmiert werden. Da Kegelrollenlager eine Förderwirkung vom kleinen zum großen Durchmesser aufweisen, ist eine Schmierstoffzufuhr an den Stellen 3.1 und 3.2 notwendig, da sonst die jeweils inneren Lager der Lagerungen 2.1 und 2.2 nicht ausreichend geschmiert werden können. Zur Schmierung dieser Lager 2.1 ist in dem ersten Abschnitt 4.1 eine sich in der radialen Richtung R erstreckende erste Bohrung 5 an der Grenze zwischen zwei Wellenabsätzen angeordnet, über die der schmierfluidführende Innenraum 1.1 mit der Mantelfläche 1.4 verbunden ist. Ein Schmierfluid gelangt in einem Betrieb der Wellenanordnung 100 durch die erste Bohrung 5 aus dem Innenraum 1.1 an die Mantelfläche 1.4 und kann dort entgegen der axialen Richtung A durch die Hülse 2.3 zum rechten, äu-ßeren Lager der Lagerung 2.1 fließen. Das linke, innere Lager der Lagerung 2.1 wird wegen der Förderwirkung nicht ausreichend versorgt. Über die erste Bohrung 5 gelangt ferner auch Schmierfluid aus dem Innenraum 1.1 zu dem dritten Lager 2.4. Dazu ist zwischen der Welle 1 und der Hülse 2.3 ein Spalt 6 vorgesehen.
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Weiterhin ist an dem radialen Wellenabsatz 1.3 radial in Höhe der Mantelfläche 1.4 eine sich im Wesentlichen in der axialen Richtung A erstreckende zweite Bohrung 7 angeordnet, die kopfseitig der Welle 1 ebenfalls mit dem Innenraum 1.1 in Verbindung steht. Über die zweite Bohrung 7 gelangt Schmierfluid aus dem Innenraum 1.1 an die Mantelfläche 1.4 und dort in der axialen Richtung A zum linken Lager der Lagerung 2.2. Das rechte, innere Lager der Lagerung 2.2 wird wegen der Förderwirkung nicht ausreichend versorgt.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Wellenanordnung 200, die der Wellenanordnung 100 im Wesentlichen entspricht, wobei von den Lagerungen 2.1, 2.2 zur besseren Übersicht lediglich Lagerringe dargestellt sind. An der Welle 1 ist bei der Wellenanordnung 200 eine erste Nut 8.1 vorgesehen, die spiralförmig ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung A zwischen der ersten Bohrung 5 in dem ersten Abschnitt 4.1 und der ersten Schmierstelle 3.1 der ersten Lagerung 2.1 im zweiten Abschnitt 4.2 erstreckt. Dabei ragt die erste Nut 8.1 bis an die erste Schmierstelle 3.1 der ersten Lagerung 2.1 heran. Es kann dann Schmierfluid aus dem Innenraum 1.1 über die erste Bohrung 5 und entlang der Mantelfläche 1.4 zu der ersten Nut 8.1 gelangen und wird durch die erste Nut 8.1 weiter entgegen der axialen Richtung A hin zu der ersten Schmierstelle 3.1 der ersten Lagerung 2.1 transportiert. An der Welle 1 ist weiterhin eine zweite Nut 8.2 vorgesehen, die spiralförmig ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung A von der zweiten Bohrung 7 in dem dritten Abschnitt 4.3 zu der zweiten Schmierstelle 3.2 der zweiten Lagerung 2.2 in dem zweiten Abschnitt 4.2 erstreckt. Dabei ragt die zweite Nut 8.2 bis an die zweite Schmierstelle 3.2 des zweiten Lagers 2.2 heran Es kann dann Schmierfluid aus dem Innenraum 1.1 über die zweite Bohrung 7 und entlang der Mantelfläche 1.4 zu der zweiten Nut 8.2 gelangen und wird durch die zweite Nut 8.2 weiter mit der axialen Richtung A hin zu der zweiten Schmierstelle 3.2 der zweiten Lagerung 2.2 transportiert. Die Schmierung der Schmierstellen 3.1, 3.2 der Lagerungen 2.1, 2.2 ist durch die erste Nut 8.1 und die zweite Nut 8.2 wesentlich verbessert, da dem Schmierfluid zur Strömung in bzw. entgegen der axialen Richtung A im Bereich der Mantelfläche 1.4 durch die Nuten 8.1, 8.2 ein wesentlich vergrößerter Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht. Das aus den Bohrungen 5, 7, die an einer diskreten Umfangsposition angeordnet sind, in die Nuten 8.1, 8.2 fließende Schmierfluid wird ferner durch die Nuten 8.1, 8.2 auch in der Umfangsrichtung um die Welle 1 verteilt. Die Nuten 8.1, 8.2 weisen einen keilförmigen Querschnitt auf. An der Welle 1 ist ferner eine dritte Nut 8.3 in dem ersten Abschnitt 4.1 angeordnet, die sich parallel zur Umfangsrichtung der Welle 1 erstreckt und in der sich das aus der ersten Bohrung 5 austretende Schmierfluid um den Umfang der Welle 1 verteilen kann. Auf diese Weise wird die Schmierung des dritten Lagers 2.4 verbessert, da das Schmierfluid über den ganzen Umfang verteilt entlang der Mantelfläche 1.4 mit der axialen Richtung A zu dem dritten Lager 2.4 strömen kann. In gleicher Weise ist weiter abseits der ersten Bohrung 5 eine vierte Nut 8.4 vorgesehen, die der verbesserten Schmierung weiter abseits auf der Welle 1 liegender Elemente dient.
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Bezugszeichen
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- 1
- Welle
- 1.1
- Innenraum der Welle
- 1.2
- erstes Ende der Welle
- 1.3
- radialer Wellenabsatz
- 1.4
- Mantelfläche der Welle
- 2.1
- erste Lagerung
- 2.2
- zweite Lagerung
- 2.3
- Hülse
- 2.4
- dritte Lagerung
- 3.1
- erste Schmierstelle
- 3.2
- zweite Schmierstelle
- 4.1
- erster Abschnitt
- 4.2
- zweiter Abschnitt
- 4.3
- dritter Abschnitt
- 5
- erste Bohrung
- 6
- Spalt
- 7
- zweite Bohrung
- 8.1
- erste Nut
- 8.2
- zweite Nut
- 8.3
- dritte Nut
- 8.4
- vierte Nut
- 100
- Wellenanordnung
- 200
- Wellenanordnung
- A
- axiale Richtung
- R
- radiale Richtung
