DE10348757A1 - Planetary gear drive mechanism for machine tool has fixed housing with oil inlet connected to oil pump and supplying oil to output shaft bearings and planet- and ring-gear bearings - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a planetary gear, in particular for machine tools, after the preamble of claim 1.
Derartige Planetengetriebe, die meist als ein- oder mehrstufige Planetengetriebe ausgebildet sind, werden hauptsächlich in Werkzeugmaschinenantrieben sowie in Dreh-, Fräs- und Bearbeitungszentren eingesetzt. Die schaltbaren Planetengetriebe vergrößern die Leistungsbandbreite der Hauptspindelmotoren, um die Flexibilität der Werkzeugmaschinen bei der Bearbeitung von unterschiedlichen Werkstoffen durch hohe Drehmomente oder hohe Drehzahlen zu vergrößern. Die beispielsweise zwei Übersetzungsstufen werden gebildet, indem einerseits die Antriebswelle, die mit einem Sonnenrad verbunden ist, mit einem Hohlrad und andererseits das Hohlrad mit dem Gehäuse gekoppelt werden kann. Ein Planetenträger ist mit der Abtriebswelle verbunden.such Planetary gearbox, usually as a single or multi-stage planetary gearbox are trained, are mainly in machine tool drives as well as turning, milling and machining centers used. The switchable planetary gear increase the Power range of main spindle motors to the flexibility of machine tools in the processing of different materials by high Torques or high speeds to increase. The example, two translation stages are formed by, on the one hand, the drive shaft, the one with Sun gear is connected to a ring gear and on the other hand the Ring gear with the housing can be coupled. A planet carrier is with the output shaft connected.
Aus
der
Die Verschiebung der Schiebemuffe erfolgt hierbei mittels einer Schalteinrichtung, deren Stellglied ein Elektromagnet oder eine Schalteinheit mit Motor ist und dessen Anker triebmäβig mit der Schiebemuffe verbunden ist.The Displacement of the sliding sleeve takes place here by means of a switching device, whose actuator is an electromagnet or a switching unit with motor is and whose anchor is driving with the Sliding sleeve is connected.
Ein derartiges Planetengetriebe weist eine Vielzahl von sich drehenden Bauteilen und entsprechende Lager auf, die mit einem geeigneten Öl zu schmieren sind. Die meisten der herkömmlichen Planetengetriebe für Werkzeugmaschinen verwenden eine Tauchschmierung, die jedoch noch den Nachteil aufweist, dass sie mit hohem Panschverlusten behaftet ist und dass die maximal mögliche Drehzahl des Hohlrades durch das Hohlradlager begrenzt ist, welches sich erwärmt, wobei jedoch die aufgenommene Erwärmung nicht mehr abgegeben werden kann. Eine Ölkühlung ist bei Tauchschmierung mit Umlaufschmierung möglich, verhindert aber nicht die Panschverluste.One such planetary gear has a plurality of rotating ones Components and appropriate bearings to lubricate with a suitable oil are. Most of the conventional ones Planetary gear for Machine tools use a splash lubrication, but still has the disadvantage that it is subject to high Panschverlusten is and that the maximum possible Speed of the ring gear is limited by the ring gear bearing, which warms up, However, the recorded heating no longer delivered can be. An oil cooling is possible with splash lubrication with circulation lubrication, but does not prevent the splinter losses.
Es wurden ferner Planetengetriebe mit Umlaufschmierung und Ölkühlung entwickelt. Auch hier treten noch hohe Panschverluste auf, wobei die angestrebten höheren Maximaldrehzahlen des Hohlrades nur bedingt möglich sind. Bei zu hohen Drehzahlen wird nämlich durch die Rotationskräfte das Öl vom Zentrum weg in Richtung Gehäuse geschleudert, wodurch im Zentrum des Getriebes bei Dauerbetrieb Ölmangel auftritt, der wiederum Passungsrost hervorruft.It In addition, planetary gear units with circulation lubrication and oil cooling were developed. Here, too, high seizure losses occur, with the desired higher Maximum speeds of the ring gear are only partially possible. At too high speeds that is by the rotational forces the oil from Center away towards the housing spun, resulting in oil in the center of the transmission during continuous operation occurs, which in turn causes fretting corrosion.
Es wurde auch versucht, ein Planetengetriebe mit Ölnebelschmierung zu betreiben. Dies ist jedoch für Planetengetriebe ausgeschlossen, da bei hohen Drehzahlen der Ölnebel durch die starke Ventilationswirkung des Hohlrades nicht bis ins Zentrum, d. h. nicht bis zum Sonnenrad gelangen kann. Dadurch tritt Mangelschmierung am Axiallager und ebenfalls Passungsrost auf.It was also trying to operate a planetary gear with oil mist lubrication. However, this is for Planetary gear excluded because at high speeds the oil mist through the strong ventilation effect of the ring gear not to the center, d. H. can not reach the sun. As a result, deficiency lubrication occurs at the thrust bearing and also fretting corrosion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Planetengetriebe zu schaffen, das einen Schmierkreis aufweist, mit dem höhere Drehzahlen des Hohlrades als bisher bei gleichzeitig niedrigeren Temperaturen erzielbar sind und bei dem kein Passungsrost mehr auftritt.task the present invention is to provide a planetary gear, having a lubrication circuit, with the higher rotational speeds of the ring gear than previously achievable at the same time lower temperatures and where the fretting no longer occurs.
Ausgehend von einem Planetengetriebe der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.outgoing from a planetary gear of the type mentioned in more detail is the solution This object with the specified in the characterizing part of claim 1 features; advantageous embodiments are described in the subclaims.
Die Erfindung geht also aus von einem Planetengetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, mit einer Antriebswelle, die mit einem Sonnenrad verbunden ist, mit einer Abtriebswelle, die mit einem Planetenträger verbunden ist und die über ein erstes äußeres Lager und über ein zweites inneres Lager im Getriebegehäuse gelagert ist, wobei die beiden Lager durch einen Kolbenring voneinander getrennt sind, mit einem Axiallager, mit einem Hohlrad, das über Hohlradlager im Getriebegehäuse drehbar angeordnet ist, mit einer axial verschiebbaren Schiebemuffe, die über ein Schiebemuffenlager gelagert ist, mit einer Ölpumpe und mit einem Schmierkreis im Getriebe.The Thus, the invention is based on a planetary gear, in particular for machine tools, with a drive shaft connected to a sun gear, with an output shaft connected to a planet carrier is and the over a first outer camp and over a second inner bearing is mounted in the transmission housing, wherein the two bearings are separated by a piston ring, with a thrust bearing, with a ring gear rotatably mounted on the ring gear bearing in the gear housing is, with an axially movable sliding sleeve, over a Sliding sleeve bearing is mounted, with an oil pump and a lubrication circuit in the transmission.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ölpumpe auβerhalb des Getriebes angeordnet ist, dass das Gehäuse mit einem Öleinlass versehen ist, dass der Öleinlass über eine Ölleitung mit dem ersten äußeren Lager der Abtriebswelle in Verbindung steht, dass die Buchse zur Aufnahme des Kolbenringes mit einer kleinen Bohrung versehen ist, dass das erste äußere Lager über einen Ölzufuhrkreis mit dem Axiallager in Verbindung steht, dass das Axiallager über einen Hohlraum mit dem Hohlradlager in Verbindung steht, wobei der Hohlraum durch einen Wandteil von einem im Getriebegehäuse vorgesehenen Ölablass abgekapselt ist und dass der Ölablass über eine Ölleitung mit der Pumpe verbunden ist.According to the invention, it is provided that the oil pump is arranged outside the transmission, that the housing is provided with an oil inlet, that the oil inlet via an oil line to the first outer bearing of the output shaft is in connection that the bush for receiving the piston ring is provided with a small bore, that the first outer bearing is connected via an oil supply circuit with the thrust bearing, that the thrust bearing is connected via a cavity with the ring gear bearing, wherein the cavity is encapsulated by a wall portion of an oil drain provided in the transmission housing and that the oil drain is connected via an oil line to the pump.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schmierkreises werden höhere Drehzahlen des Hohlrades aufgrund niedrigerer Temperaturen ermöglicht, wobei zugleich Passungsrost in dem Planetengetriebe verhindert wird. Ferner ist es möglich, eine Trockensumpfschmierung zu realisieren, d. h. dass kein Ölstand im Planetengetriebe mehr erforderlich ist, wodurch auch keine Panschverluste und auch keine Temperaturerhöhung auftreten, im Gegensatz zu den herkömmlichen Planetengetrieben, die einen unterschiedlichen Ölstand aufweisen, der abhängig von der Drehrichtung ist und der sich nachteilig auf die Öltemperatur auswirkt.With the embodiment of the invention Lubrication circle are higher Allows speeds of the ring gear due to lower temperatures, wherein at the same time fretting corrosion is prevented in the planetary gear. It is also possible to have a Dry sump lubrication to realize, d. H. that no oil level in the Planet gear is required more, which also no panschverluste and no temperature increase occur, in contrast to the conventional planetary gears, the a different oil level exhibit that depends from the direction of rotation and which adversely affects the oil temperature effect.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in der einigen Figur ein Schnitt durch ein zweistufiges Planetengetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, dargestellt ist, in dem der erfindungsgemäße Schmierkreis vorgesehen ist.in the The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, wherein in the some figure a section through a two-stage planetary gear, in particular for machine tools, is shown, in which the lubrication circuit according to the invention provided is.
Da zweistufige Planetengetriebe für Werkzeugmaschinen dem Fachmann gut bekannt sind, werden im folgenden nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile beschrieben.There two-stage planetary gear for Machine tools are well known to those skilled in the following only for the understanding Described necessary parts of the invention.
Mit
Das
erste äußere Lager
Diese
beiden Ölleitungen
Das Öl fließt also
zur Abtriebswellenmitte, von wo es nach dem Fluten des Axiallagers
Das
durch den Wandteil
Das
Hohlradlager
Sofern
das Planetengetriebe mit einer Adapterplatte
Bei
einem (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel
ist anstelle des Öleinlasses
Es
sei betont, dass auch ein Ölkreislauf
in entgegengesetzter Richtung möglich
ist, d. h. dass der oben beschriebene Ölablass
Durch das kontinuierliche Durchströmen der Planetengetriebes wird neben einer hervorragenden Schmierung mit gleichzeitiger Kühlung des Öles auch Passungsrost im Getriebe verhindert.By the continuous flow through The planetary gear is next to an excellent lubrication with simultaneous cooling of the oil too Fretting corrosion in the gearbox prevented.
Die
erfindungsgemäße Trockensumpfschmierung
verhindert also einen Ölstand
samt Panschen und die bisher übliche
Temperaturerhöhung. Die
gezielte Schmierung der einzelnen Bauteile führt gleichzeitig zu einer erheblichen
Drehzahlanhebung des Hohlrades bei reduziertem Passungsrost. Die Kapselung
durch das Wandteil
- 11
- Antriebswelledrive shaft
- 22
- Sonnenradsun
- 33
- Abtriebswelleoutput shaft
- 44
- Planetenträgerplanet carrier
- 55
- äußeres Lagerouter bearing
- 66
- inneres Lagerinner camp
- 77
- Gehäusecasing
- 88th
- Kolbenringpiston ring
- 99
- Axiallagerthrust
- 1010
- Hohlradring gear
- 1111
- Hohlradlagerhollow wheel bearings
- 1212
- SchiebemuffenlagerSliding sleeve bearing
- 1313
- Öleinlassoil inlet
- 13'13 '
- Öleinlassoil inlet
- 1414
- Ölablassoil drain
- 1515
- Bohrungdrilling
- 1616
- Ölleitungoil line
- 16'16 '
- Ölleitungoil line
- 16''16 ''
- Ölleitungoil line
- 17 17
- Hohlraumcavity
- 1818
- Wandteilwall part
- 1919
- Schalteinrichtungswitching device
- 2020
- Ölleitungoil line
- 2121
- Adapterplatteadapter plate
- 2222
- Ölleitungoil line
- 2323
- Öleinlassoil inlet
- 2424
- Lagercamp
- 2525
- Entlastungsbohrungrelief well
- 2626
- Schiebemuffesliding sleeve
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