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Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung
(als eine Untersetzungsgetriebevorrichtung oder als eine Übersetzungsgetriebevorrichtung).
Insbesondere betrifft sie eine Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung,
die für eine
Verwendung im Zusammenhang mit Antriebsmotoren großer Abmessung
geeignet ist, beispielsweise solche Motoren, die in einem Rolltreppensystem,
einem Fahrstuhlsystem oder einem Liftsystem in einem Skigebiet installiert
sind.
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In der 6 ist
eine schematische Skizze einer dargestellten Untersetzungsgetriebevorrichtung als
Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung zur Erläuterung
der Funktion derselben gezeigt.
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Die exemplifizierte Untersetzungsgetriebevorrichtung
enthält
eine Vielzahl von Getriebewellen 4a-4d, welche innerhalb
eines Gehäuses 2 in
einer horizontalen Richtung angeordnet sind. Das Gehäuse 2 ist
eine Struktur, die transversal aufgeteilt ist, d.h., die in einen
oberen und in einen unteren Abschnitt aufgeteilt ist. Die sich berührenden
Oberflächen
der oberen und unteren Abschnitte sind entsprechend mit halbkreisförmigen Ausnehmungen ausgebildet.
Hier werden die Getriebewellen 4a bis 4d in die
von den oberen und unteren Ausnehmungen gebildeten kreisförmigen Löcher eingefügt.
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Übrigens
bezeichnen die Symbole 6a bis 6d Lagerungen, die
die entsprechenden Getriebewellen 4a bis 4d abstützen, um
drehbar zu sein, während
die Symbole 8a und 8d Öldichtungen bezeichnen, die
an denjenigen Stellen der Getriebewellen 4a und 4d angeordnet
sind, welche aus dem Gehäuse 2 herausragen.
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Der Grund, warum das Gehäuse 2 transversal
in einen oberen und einen unteren Abschnitt aufgespalten ist, liegt
darin, es zu ermöglichen,
daß die Getriebewellen 4a bis 4d einschließ lich der
Lagerungen 6a bis 6d und der Öldichtungen 8a und 8d einfach
eingebaut werden können.
Aus diesem Grund sind die entsprechenden Achsen der Getriebewellen 4a bis 4d jeweils
auf einer identischen Höhe
(vertikales Positionsniveau) H angeordnet.
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In einer Untersetzungsgetriebevorrichtung mit
einer derartigen Struktur ist der Ölpegel PL einer Ansammlung
von Ö1
P innerhalb des Gehäuses 2 einfach
in Übereinstimmung
mit der untersten Position der Öldichtung 8a festgelegt,
welche in Übereinstimmung
mit der Getriebewelle mit dem größten Durchmesser 4a (in
dem dargestellten Beispiel) befestigt ist.
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Genauer gesagt, der Pegel PL des
gesammelten Öles
P ist auf einer Höhe
festgesetzt, bei der die Lagerung 6a der Getriebewelle
mit dem größten Durchmesser 4a in
das gesammelte Öl
P eintaucht, allerdings die Öldichtung 8a nicht
in das Öl
P eintaucht. Der Pegel PL des Öles
P ist so festgesetzt, daß er
aufgrund der Berücksichtigung
folgender Fakten nicht die Öldichtung 8a benetzt:
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- (1) Wenn die Öldichtung in das Öl eingetaucht
ist, neigt sie dazu, sich zu verschlechtern.
- (2) Selbst in dem Fall, in dem die Öldichtung sich verschlechtert
hat, muß das Öl P an einem
Ausfließen
gehindert werden.
- (3) Da die Untersetzungsgetriebe selbst jeweils eine große Abmessung
aufweisen und in das Öl eintauchen
werden, muß die
Menge des in dem Gehäuse
vorhandenen Öls
P soweit als möglich eingespart
werden.
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In dem Fall, in dem der Pegel PL
des Öles
P auf der Grundlage der Höhe
der Öldichtung 8a festgelegt
worden ist, die der Getriebewelle mit dem größten Durchmesser 4a in
dieser Art und Weise entspricht, werden die Getriebewellen mit geringeren Durchmessern,
beispielsweise 4c und 4d, entsprechend derartigen Zustände unterworfen,
in denen die entsprechenden Lagerungen 6c und 6d nicht
in das Ö1
P eintauchen, da alle diese Wellen 4a bis 4d die identische
Höhe H
aufweisen.
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Daher werden diese Lagerungen 6c und 6d derart
geschmiert, daß der Ölspritzer
des Zahnrades 10 von einem Schmierungshilfsgefäß 9 eingefangen wird,
das die Form einer Rutsche bzw. Rinne aufweist, wobei das Öl in die
spezifischen Lagerungsabschnitte von dem Schmierungshilfsgefäß 9 eingebracht
wird. In dem Fall, in dem das Schmierungshilfsgefäß 9 in
einer Höhenposition
angeordnet ist, um den von dem Zahnrad 10 weggeschleuderten Ölspritzer
einzufangen, muß das Ö1 in einer
ausreichenden Menge in das Schmierungshilfsgefäß 9 hineingespritzt
werden, um die Lagerung 4c und 4d zu schmieren.
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Falls die Drehgeschwindigkeit des
Zahnrades 10 niedrig ist, wird die in das Schmierungshilfsgefäß 9 hineingespritzte Ölmenge für eine Zuführung zu
den Lagerungen 4c und 4d nicht ausreichend sein.
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Aus der
DE 41 32 780 A1 ist ein
Zahnradgetriebe mit Getriebewellen, die übereinander angeordnet sind,
und Ölsammelwannen,
die seitlich zu den Kämmbereichen
bzw. Zwickel der jeweiligen Zahnräder angeordnet sind, bekannt.
Die Lager der Getriebewellen, deren Zahnrad mit seinem Zahnkranz
in dem Ölsumpf
bzw. in der Ölsammelwanne
eingetaucht ist, werden durch Ö1
geschmiert, das aus den Zwickel ausgequetscht und in den Ö1-sammelwannen aufgefangen
wird.
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Eine Schmiervorrichtung für Getriebewellenlager
eines Zahnradgetriebes ist aus der
US
2 037 173 bekannt. Die Führungswelle und die Antriebswelle
mit dem Antriebszahnrad sind in einer horizontalen Ebene angeordnet.
Weiterhin sind Auffangwannen vorgesehen, die durch das Zahnrad der
Führungswelle
aufgewirbeltes Öl
auffangen und die Lager der Führungswelle schmieren.
Hierbei sind die Auffangwannen seitlich zu den Lagern angeordnet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine adäquate
Schmierung der Lagerungen in einer Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung selbst
während
einer Rotation des Zahnrades mit niedriger Geschwindigkeit zur Verfügung zu
stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung mit den Merkmalen des
unabhängigen
Patentanspruches 1 gelöst.
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In der vorliegenden Erfindung wurde
das Phänomen
berücksichtigt,
daß Öl, welches
an der Zahnoberfläche
eines Zahnrades anhaftet, wenn das Zahnrad sich durch das angesammelte Öl hindurchbewegt,
lateral nach außen
oder zur Seite gedrückt wird,
wenn die Zahnräder
miteinander kämmen.
Falls die Schmierungshilfsgefäßvorrichtung
lateral bzw. seitlich von dem Kämmbereich
der Zahnräder
angeordnet ist, kann das herausgedrückte Öl von der Schmierungshilfsgefäßvorrichtung
eingefangen und in die eine Schmierung benötigenden Lagerungen eingegeben
werden. Selbst wenn das Getriebe bzw. das Zahnrad sich mit einer
geringen Geschwindigkeit dreht, können ausreichende Ölmengen
den Lagerungen zugeführt
werden.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen
des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
und zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
In diesen zeigen:
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1 eine
vertikale Querschnittsansicht der essentiellen Bereiche einer Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung,
welche einen Aspekt der Anwendung der vorliegenden Erfindung darstellt,
und zwar gesehen entlang der Linie I-I von 5;
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2 eine
Querschnittsansicht, und zwar gesehen entlang der Linie II-II von 1;
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3 eine
horizontale Querschnittsansicht von entlang der Linie III-III von 5 gesehenen essentiellen
Abschnitten des Geschwindigkeitswechselgetriebes;
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4 eine
Draufsicht auf das untere Gehäuse
der Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung;
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5 eine
vertikale Querschnittsansicht der Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung;
und
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6 eine
schematische, vertikale Querschnittsansicht zur Erläuterung
der Funktion einer Untersetzungsgetriebevorrichtung.
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1 ist
eine vertikale Querschnittsansicht essentieller Abschnitte einer
Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung, während 2 eine Querschnittsansicht ist, und zwar
gesehen entlang der Linie II-II von 1.
Die 3 ist eine horizontale Querschnittsansicht
der essentiellen Abschnitte der Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung,
wobei 4 eine konstruktionsmäßige Ansicht
des unteren Gehäuses
der Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung ist und 5 eine vertikale Querschnittsansicht
der Geschwindigkeitswechselgetriebevorrichtung zeigt.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt,
besteht das (untere) Gehäuse 21 aus
einer geteilten Form mit einer Vielzahl von Wellenlöchern, die
so ausgebildet sind, daß sie
das Gehäuse
horizontal durchdringen. Lagerungen (nicht in der 4 oder in der 5 gezeigt) sind in die einzelnen Wellenlöcher 22 und
auf beide Enden einer jeden Getriebewelle (nicht in den 4 oder 5 gezeigt) eng angepaßt. Die Wellen erstrecken sich
horizontal nebeneinander und sind in den Lagerungen drehbar abgestützt.
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Im übrigen entspricht die vertikale
Querschnittsansicht von l der Linie
I-I von 5, die Querschnittsansicht
von 2 der Linie II-II
von 1, während die
horizontale Querschnittsansicht von 3 der
Linie III-III von 5 entspricht.
Auf diese Figuren wird in der folgenden Beschreibung Bezug genommen.
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Wie in den Figuren gezeigt, ist eine
Getriebewelle 30, deren beide Enden in den entsprechenden Lagerungen 32A und 32B drehbar
abgestützt
sind, eng in den Wellenlöchern 22 eingepaßt. Dabei
ragt eines ihrer Enden aus dem Gehäuse 21 heraus. Die Wellenlöcher 22 sind
mit Lagerdeckeln 33 und 34 entsprechend verschlossen,
wobei das Ende der Getriebewelle 30 durch ein Durchführungsloch 34a,
das in dem Lagerdeckel 34 ausgebildet ist, nach außen aus
dem Gehäuse 21 herausragt.
Zusätzlich
ist eine Öldichtung
36 um eine Buchse 35 an dem nach außen ragenen Teil 30a der
Getriebewelle 30 und der inneren Umfangsoberfläche des
Durchführungslochs 34a des
Lagerdeckels 34 angeordnet.
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Ein Zahnrad 38 mit kleinerem
Durchmesser (in dem dargestellten Beispiel ein Schrägradgetriebe) ist
an der Getriebewelle 30 zwischen den Lagerungen 32A und 32B von
dieser Welle 30 befestigt.
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Das Zahnrad bzw. Getriebe 38 ist
an einer Position angeordnet, die näher zur Lagerung 32A (auf
der linken Seite von 1 oder
von 3 gesehen) liegt.
Das Zahnrad 38 wird an einem Kämmeingriffabschnitt 40 mit
einem Zahnrad 39 im Kämmeingriff
gehalten, welches einen größeren Durchmesser aufweist
und einer angrenzenden Getriebewelle (nicht gezeigt) zugeordnet
ist. Da beide Getriebewellen 30 (eine von ihnen ist nicht
dargestellt) ihre Achsen auf einer identischen Höhe angeordnet haben, befindet
sich der Kämmeingriffsabschnitt 40 zwischen
den Zahnrädern 38 und 39 ebenfalls
auf der gleichen Höhe
wie diejenige der Achse H1 der Getriebewelle 30.
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Andererseits wird eine Ansammlung
von Öl P
auf dem inneren Boden des Gehäuses 21 gebildet. Aus
den vorstehend angegebenen Gründen
ist der Ölpegel
PL1 des Öles
P höher
festgelegt als das untere Endniveau H2 des Zahnrads 39 mit
großem Durchmesser
und auch tiefer als das untere Ende H3 der Lagerungen 32A und 32B (H3 > H2). Aufgrund dessen
tauchen die Walzen 32R der dargestellten Lagerungen 32A und 32B nicht
in das Öl
P ein.
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Um die Lagerung 32A und 32B mit Öl zu versorgen,
sind innerhalb des Gehäuses 21 Schmierungshilfsgefäße 50 bzw.
60 befestigt. Die Schmierungshilfsgefäße 50 bzw. 60 sind
beiderseits der Zahnräder 38 bzw.
39 angeordnet und verlängert,
so daß jeweils
ein Ende von ihnen bis zu einer Position geführt ist, an der es das seitwärts aus
dem Kämmeingriffsabschnitt 40 der
Zahnräder 38 und 39 herausgedrückte Öl einfangen
kann.
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Das in den 1 oder 3 auf
der linken Seite angeordnete Schmierungshilfsgefäß 50 ist an der Innenoberfläche 21a des
Gehäuses 21 so
befestigt, daß sein
Flanschteil 51 mittels eines Bolzens 53 angeklemmt
ist. Dieses Schmierungshilfsgefäß 50 ist unterhalb
der unteren Endposition der Lagerung 32A befestigt und
begrenzt einen rinnenähnlichen
Raum mit einem Vförmigen
vertikalen Abschnitt 55 zwischen der Innenoberfläche 21a des
Gehäuses
und einem schrägen
Plattenteil 52, der sich von dem Flanschteil 51 aus
nach oben erstreckt. Der rinnenförmige
Raum 55 entspricht gerade der Position der Walze 32R am
unteren Ende der Lagerung 32A. Dieser rinnenähnliche
Raum 55 dient als Auffangwanne für das Öl und ist bis nahe an die Seite
des Kämmeingriffabschnittes 40 der
Zahnräder 38 und 39 verlängert, was
in der 3 dargestellt
ist.
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Das Schmierungshilfsgefäß 60 ist
in den 1 oder 3 auf der rechten Seite angeordnet
und auch an der Innenoberfläche 21b des
Gehäuses 21 dadurch
befestigt, daß sein
Flanschteil 62 mit einem Bolzen 63 angeklemmt
ist. Dieses Schmie rungshilfsgefäß 60 enthält einen
Einfangplattenteil 61 mit einer großen horizontalen Fläche. Der
Rand des Einfangplattenteils 61 ist in drei Richtungen
von einer Vorderwand 61a und zwei Seitenwänden 61b umschlossen. Ein
Raum 65, der als Auffangwanne für das Öl dient, wird durch den weiteren
Plattenteil 61 und den Wänden in den drei Richtungen
sowie der Innenoberfläche 21b des
Gehäuses
gebildet. Die Position des Raumes 65 entspricht derjenigen
der Walze 32R an dem unteren Ende der Lagerung 32B.
Im übrigen sind
die Seitenwände 61b höher als
die vordere Wand 61a.
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Hierbei ist das vordere Ende des
Einfangplattenteils 61 bis nahe an die Seite des Kämmeingriffabschnittes 40 der
Zahnräder 38 und 39 verlängert, so
daß das
aus dem Kämmeingriffabschnitt 40 der
Zahnräder 38 und 39 herausgedrückte Ö1 auf den
Einfangplattenteil 61 tropft.
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Als nächstes wird der Betrieb dieser
Ausführungsform
beschrieben.
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Aufgrund der Drehbewegung des Zahnrades 39 haftet Ö1 aus der
Ansammlung von Ö1
P an der Zahnoberfläche
dieses Zahnrades 39 an. Wenn die Zahnräder 38 und 39 miteinander
kämmen,
wird infolgedessen das an der Zahnoberfläche anhaftende Ö1 seitwärts des
Kämmeingriffabschnitts 40 nach
außen
gedrückt.
Da die Schmierungshilfsgefäße 50 und 60 seitlich
des Kämmeingriffabschnittes 40 der
Zahnräder 38 und 39 liegen,
wird das herausgepreßte Öl von diesen
Schmierungshilfsgefäßen 50 und 60 eingefangen
und den entsprechenden Lagerungen 32A und 32B zugeführt, welche
nicht in die Ansammlung von Öl
P eintauchen. Hierbei wird das Öl
aus dem Kämmeingriffabschnitt 40 nicht
nur dann herausgepreßt,
wenn die Zahnräder 38 und
39 langsam drehen, sondern auch, wenn diese schnell rotieren. Daher
werden ausreichende Mengen von Ö1
zu jeder Zeit den Lagerungen 32A und 32B unabhängig von den
Drehgeschwindigkeiten der Zahnräder 38 und 39 zugeführt, so
daß die
Schmierung dieser Lagerungen verbessert ist.
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Übrigens
müssen
beide Lagerungen 32A und 32B nicht immer mittels
dieser Ausführungsform der
Schmierungshilfsgefäße 50 und 60 geschmiert werden.
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In dem Fall, in dem das Schmieröl in zwei
angrenzende Lagerungen eingeführt
werden muß, kann
das Hilfsgefäß länger ausgebildet
sein, um das zusätzliche
Lager aufzunehmen. Daher können
beide Lagerungen adäquat
mit Öl
geschmiert werden, das in dem Hilfsgefäß eingefangen worden ist. Damit wird
die Anzahl der in der Einheit notwendigen Hilfsgefäße reduziert.
Wie oben beschrieben, ist das Schmierungshilfsgefäß an einer
Position befestigt, die seitlich und unterhalb des Kämmeingriffabschnittes
der Zahnräder
liegt. Daher können
Lagerungen, die nicht in die Ansammlung von Öl eintauchen, mit ausreichenden
Mengen von Öl
selbst während
einer Drehung des Zahnrades mit niedriger Geschwindigkeit versorgt
werden. Das daraus resultierende Niveau der Ölansammlung wird auf einer
niedrigen Position bzw. Stellung gehalten, und die Schmierung der
Lagerungen ist verbessert.
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Nach einem Ausführungsbeispiel können ausreichende Ölmengen
den Lagerungen an beiden Enden der Getriebewelle mittels Hilfsgefäßen für die Schmierung
zugeführt
werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können ausreichende Ölmengen
einer Vielzahl von Lagerungen zugeführt werden, beispielsweise
den aneinander angrenzenden Lagerungen mittels eines einzelnen Hilfsgefäßes für die Schmierung.