DE19757855A1 - Einrichtungen zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben - Google Patents
Einrichtungen zur Einspritzschmierung von ZahnradgetriebenInfo
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Description
Zur Drehzahl und Drehmomentübertragung sind in der Antriebstechnik Zahnrad
getriebe weit verbreitet. Die Entwicklung geht, insbesondere bei stationären Getrieben,
zu immer höheren Leistungsdurchsätzen, was unmittelbar mit höheren Umfangs
geschwindigkeiten gekoppelt ist. Zur Reduzierung der Antriebsdrehzahl auf die Dreh
zahl der Arbeitsmaschine (z. B. Generator, Verdichter) werden häufig einstufige Zahn
radgetriebe verwendet. Neben doppelschrägverzahnten Getrieben werden auch häufig
einfachschrägverzahnte Getriebe gebaut, bei denen mittels Druckkämmen die Axial
kräfte der Ritzelwelle am Rad abgestützt werden (s. Fig. 1).
Neben den äußeren Randbedingungen kommt der Schmierung und Kühlung dieser
Getriebe im Betrieb wesentliche Bedeutung zu. Beide Funktionen werden im all
gemeinen durch eingespritztes Öl übernommen, wobei es hinsichtlich der Ölzuführung
verschiedene Varianten gibt, die im Kapitel "Stand der Technik" grob umrissen werden.
Die Erfindung selbst hat Einrichtungen zum Gegenstand, mit denen der Vorgang der
Schmierung und Kühlung effektiver gestaltet werden kann. Dies führt zu besseren
Gesamtwirkungsgraden und, durch die niedrigeren Flankentemperaturen, zu kleineren
Ausfallrisiken am Getriebe.
Bezüglich der existierenden Varianten zur Einspritzschmierung wurde von Greiner /1/
eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt. Die Einspritzvarianten lassen sich
demnach unterscheiden in die Varianten A bis D:
Variante A: Einspritzrichtung senkrecht zur Achsabstandsgeraden durch den Wälz
punkt, eine gemeinsame Ölzuführung für beide Zahnräder. Hier wird in
die Untervarianten A1 (Spritzen in den ein laufenden Eingriff) und A2
(Spritzen in den auslaufenden Eingriff) unterschieden, s. Fig. 2.
Variante B: Einspritzrichtung radial zur Drehachse jedes Zahnrades, ein oder mehre
re Ölstrahlen je Zahnrad. Auch hier wird wieder in die Untervarianten B1
(Spritzen vor den ein laufenden Eingriff) und B2 (Spritzen hinter den
auslaufenden Eingriff) unterschieden.
Variante C: Einspritzrichtung näherungsweise parallel zu den Drehachsen. Bei der
Untervariante C1 wird in die Zahnlücke gespritzt, wobei sowohl vor, als
auch hinter den Eingriff gespritzt werden kann.
Die Untervarinate C2 zeichnet sich dadurch aus, daß auf den Radkörper
(z. B. Steg) gespritzt wird um dort Wärme abzutransportieren. Das Öl soll
dabei nicht in die Verzahnung gelangen um so die Quetschverluste zu
minimieren, es soll nach der Wärmeaufnahme am Zahnkranz abge
schleudert werden, ohne in den Eingriff zu gelangen.
Variante D: Einspritzrichtung näherungsweise parallel zu den Drehachsen, minde
stens ein Ölstrahl auf jede Stirnseite des Zahnradkörpers. Das Absprit
zen des Öls wird durch entsprechende Einrichtungen (Fangrinnen) unter
bunden. Durch Durchgangsbohrungen im Zahnfuß kann das gefangene
Öl kontinuierlich auf die Zahnflanken gelangen.
Von den o.g. Varianten der Einspritzschmierung werden bei stationären Getrieben im
wesentlichen die Varianten A und B angewandt, wobei einzelne Varianten, aber auch
Kombinationen verschiedener Varianten (s. Fig. 2) vorkommen. Davon ist der Einsatz
der Variante C2 in Kombination mit einer Einspritzung des Typs A oder B sowohl aus
den wissenschaftlichen Arbeiten von Greiner /1/ und Leoni /2/ als auch durch Ver
öffentlichungen aus dem Bereich der Hubschraubergetriebe /4/,/5/ bekannt. Für sehr
breite Zahnräder, wie sie bei stationären Getrieben üblich sind, ist für eine derartige
Kombination kein Anwendungsfall bekannt.
Zur Variante C1 konnte lediglich einer Literaturstelle gefunden werden /6/. Eine weitere
Verbreitung dieser Variante ist bisher nicht bekannt.
Die Variante D hat sich bei ". . .bestimmten Konstruktionen von Planetengetrieben nach
dem Stöckicht Prinzip. . ." /7/ bewährt. Außerdem wurde eine bessere Dämpfung von
Umfangsschwingungen bei Zahnradgetrieben durch die Varianten A1 und D fest
gestellt /8/. Insbesondere die Schwächung des Zahnrades im Zahnfußbereich stellt
eine Einschränkung für den Einsatz dieser Schmierungsvariante dar.
Neben den genannten Varianten der Einspritzschmierung gibt es noch weitere Rand
bedingungen. So hat neben dem Einspritzdruck auch die Düsengeometrie einen
erheblichen Einfluß auf die Effektivität der Einspritzschmierung.
Die verwendeten Einspritzdüsen bestimmen die Strahlform (Flachstrahl oder Vollstrahl)
und, zusammen mit dem bereitgestellten Einspritzdruck, die Strahlgeschwindigkeit und
den Volumenstrom. In Kombination mit den o.g. Einspritzvarianten wird das Tempera
turniveau an den Zahnrädern und damit der Wirkungsgrad des Getriebes nachhaltig
beeinflußt /1/, /2/.
Eine Vielzahl von Veröffentlichungen beschäftigt sich mit der Optimierung der Ein
spritzschmierung. Prinzipiell müssen verschiedene Zusammenhänge beachtet werden:
Ein Grundproblem für die Einspritzvarianten A, B und C besteht bei Turbogetrieben
darin, daß die rotierenden Zahnräder einen "Orkan" im Getriebegehäuse verursachen,
der einen eingespritzten Ölstrahl zerfetzen, bzw. von der Verzahnung wegblasen
kann /3/. Für eine optimierte Kühlung werden bei den Varianten A1, A2, B1, B2 und C1
dann Hochdruck-Einspritzaggregate benötigt.
Beim Spritzen in den auslaufenden Eingriff (A2, B2) sind die Zahnflanken nur direkt zu
treffen, wenn die Einspritzgeschwindigkeit des Ölstrahls in der Größenordnung der
Umfangsgeschwindigkeit der Zahnräder liegt /3/, dann ist allerdings die Variante B2 zu
bevorzugen. Ist dies nicht der Fall, wird das meiste Öl durch den Zahnkopf abge
schleudert ohne den größten Bereich der Zahnflanken zu berühren bzw. zu kühlen.
Zur Erzeugung der für diese Variante benötigten hohen Einspritzgeschwindigkeit ist
das Öl mit hohem hydraulischem Druck bereitzustellen, was sich negativ auf den
Gesamtwirkungsgrad der Anlage auswirkt.
Dies läßt sich durch Spritzen vor den Eingriff (Varianten A1 und B1) verbessern, da
hier das ebenfalls abgeschleuderte Öl durch die Drehbewegung der Zahnräder zu
mindest teilweise in die Verzahnung gefördert wird. Die kurzzeitfotografischen Auf
nahmen von Schober /3/ zeigen, daß beim Spritzen in den Eingriff Öl zunächst vom
Zahnkopf des Rades in die Zahnlücke des treibenden Ritzels geschleudert wird, um
dort von der Arbeitsflanke des treibenden Ritzels mitgenommen zu werden. Die
Arbeiten von Greiner /1/ und Leoni /2/ zeigen, daß damit die niedrigsten Zahnmassen
temperaturen zu erreichen sind, ohne den Einspritzstrom extern auf die Umfangs
geschwindigkeit der Zahnräder beschleunigen zu müssen. Hier gibt es bei vorgegebe
nem Volumenstrom bezüglich der sich einstellenden Zahnmittentemperaturen ein
optimales Verhältnis zwischen Umfangsgeschwindigkeit der Zahnräder vt und Ein
spritzgeschwindigkeit ve des Ölstroms. Der notwendige Einspritzdruck zum Erreichen
des Temperaturminimums im Ritzelzahn bei gegebenem Ölvolumenstrom wurde von
Greiner für die Einspritzvariante A1 /1/ ermittelt. Er betrug pe ∼8 bar bei einer Um
fangsgeschwindigkeit von vt = 60 m/s, dies bedeutet eine Verhältnis von Einspritz
geschwindigkeit ve zu Umfangsgeschwindigkeit vt von ve/vt ∼0,5/1/. Bei den Varianten
A2 und B2 konnten die niedrigsten Zahnmittentemperaturen für ve/vt ∼1/1/ erreicht
werden, was bei 60 m/s Umfangsgeschwindigkeit bereits einem Einspritzdruck von
pe ∼25 bar entspricht.
Die Einspritzvariante C1 "leidet" prinzipiell unter derselben Problematik wie die Varian
ten A2 und B2. Mit steigenden Umfangsgeschwindigkeiten wird das "Zeiffenster" zur
Kühlung immer kleiner, es gelangt immer weniger Öl direkt auf die Zahnflanken, die
Wärmeabfuhr verschlechtert sich. Die Einspritzvariante C2 bringt kein Öl direkt auf die
Zahnflanken, eine ausreichende Schmierung kann somit nicht immer gewährleistet
werden. Deshalb kann diese Variante nur als Ergänzung zu anderen Anordnungen zur
Verbesserung der Wärmeabfuhr verwendet werden, es handelt sich somit um eine
reine Kühlölzufuhr.
Den Nachteil des kleinen Zeitfensters der Varianten A1 bis C1 umgeht die Variante D.
Hier wird ständig Öl auf die Zahnflanken gebracht, das Zeitfenster ist näherungsweise
unendlich groß. Als Einschränkung ist hier die Zeit im Eingriff zu sehen. Es ist zu
erwarten, daß durch den angsteigenden Druck im Quetschraum der Verzahnung
kurzzeitig der Ölfluß gestoppt wird, bzw. sich sogar umkehrt wenn zuviel Öl (oder Öl-
Luft-Gemisch) im Quetschraum zu einem entsprechend hohen Druck führt.
Die im folgenden beschriebene Erfindung hat zum Ziel, den Vorteil der Variante D, ein
näherungsweise unendlich großes Zeitfenster, zu nutzen, ohne deren wesentlichen
Nachteil, die Schwächung im Zahnfußbereich, in Kaufnehmen zu müssen.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich
um ein schräg verzahntes Stirnrad (1), auf einer Welle (2), welches sich mit 2 Druck
kämmen (3) und (4) am Großrad (5) axial abstützt. Einer der beiden Druckkämme ist
mit einem Hohlraum (6) ausgeführt, der von einem Deckel (7) verschlossen wird.
Dieser Hohlraum (6) ist mit einer Zentralbohrung (8) in der Welle (2) verbunden, durch
die Kühl-/Schmieröl gefördert wird. Außerdem ist der Druckkamm mit Bohrungen (9)
versehen die näherungsweise achsparallel verlaufen und wahlweise als Düsen oder
als Gewindelöcher zum Befestigen von Einschraubdüsen ausgeführt sind.
Über die Drehbewegung des gesamten Systems stellt sich im Hohlraum (6) über die
Rückstauhöhe h (10) ein Fliehkraftöldruck ein, der von der Anzahl und dem Durch
messer der Auslaßbohrungen (9), dem Abstand r (11) der Auslaßbohrungen von der
Drehachse, von der Drehzahl und vom bereitgestellten Volumenstrom V abhängt.
Durch diesen Druck wird das durch die Auslaßbohrungen (/-düsen) (9) ausfließende Öl
so stark beschleunigt, daß über eine ausreichende Entfernung noch die Zahnflanken
direkt getroffen werden können. Bei entsprechend breiter Verzahnung können ggf.
mehrere Bohrungen/Düsen so auf jede Zahnflanke gerichtet werden, daß eine gleich
mäßige Kühlung und Schmierung über die Zahnbreite gesichert ist.
Nach Verlassen der Bohrung bewegt sich ein Ölpartikel mit den entsprechenden
Geschwindigkeitsanteilen weiter, welche sich zusammensetzen aus der Strahlge
schwindigkeit in Richtung der Bohrungsachse, sowie der Tangentialgeschwindigkeit
aus der Drehbewegung. Bei achsparalleler Lage der Bohrungsachsen könnte unter
ungünstigen Bedingungen (Umfangsgeschwindigkeit, Strahlgeschwindigkeit, . . .) der
Ölstrahl die Zahnflanke verfehlen. Durch eine an den Einzelfall angepaßte Neigung der
Bohrungsachse in Richtung Zahngrund kann sichergestellt werden, daß der Ölstrahl
die Zahnflanke trifft und nicht über diese hinweggeht. Durch eine weitere, gezielte
Abweichung der Bohrungsachse von der achsparallelen Lage (Schränkung) kann der
Ölstrahl für jeden Anwendungsfall (Umfangsgeschwindigkeit, Modul, Zahnbreite, . . . )
optimal auf die Flanke gebracht werden.
Sinnvollerweise ist bei Ausführung eines einzelnen Druckkammes mit Kühlölzuführung
die Seite des Zahnrades zu wählen, die in Drehrichtung bezüglich der Schrägungs
richtung vorne sitzt. Damit kann der Transport des eingespritzten Öls durch die Zahn
lücke von der Eigenförderwirkung des Zahnrades unterstützt werden.
Außerdem besteht durch die Erfindung die Möglichkeit gezielt beide Flanken eines
Zahnes durch einen eigenen Ölstrahl zu kühlen. Bei Getrieben mit wechselnden
Drehrichtungen ist eine derartige Ausführung notwendig, um eine ausreichende
Schmierung der Arbeitsflanken zu gewährleisten.
Zwei Erweiterungen der in Fig. 3 dargestellten Anordnung sind in Fig. 4 und Fig. 5 zu
sehen. Beidesmal werden alle beiden Druckkämme zur Kühlung des Ritzels verwen
det. Damit dies möglich wird, muß Öl an beiden Druckkämmen zur Verfügung gestellt
werden. Die Verteilung des in der Welle zugeführten Ölstroms kann zum einen durch
weitere Bohrungen in der Welle (s. Fig. 4), zum anderen aber auch durch Bohrungen
im Zahnradkörper geschehen (s. Fig. 5).
Prinzipiell ist es sogar denkbar, das Zahnrad als Stegrad mit Durchgangsbohrungen
im Steg auszuführen und die Druckkämme als stabilisierende Seitenwände fest mit
dem Zahnrad zu verbinden (Fig. 6). Dies hat den Vorteil, daß zusätzlich zur Wärme
abfuhr auf der Zahnflanke sowohl am Steg, als auch auf der Innenseite des Zahn
kranzes Wärme an das Öl abgegeben wird. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme auf die
Zahnmittentemperatur wurde von Leoni /2/ nachgewiesen. Eine weitere Verbesserung
des Temperaturhaushalts, analog zur Einspritzvariante C2 ist damit zu erreichen.
Je Zahneingriff könnten theoretisch an bis zu vier Einrichtungen zur Einspritzschmie
rung angewendet werden, je 2 an Rad und Ritzel. Soll die Kühlölzufuhr in Druckkäm
me integriert werden, müßten für diesen Fall, im Gegensatz zu herkömmlichen Getrie
ben, auch am Großrad Druckkämme angebracht werden (s. Fig. 7). Dies ist für die
Axialkraftübertragung, die eigentliche Grundfunktion der Druckkämme, unnötig, da
normalerweise die Gleitflächen am Rad unterhalb des Fußkreises angeschliffen
werden (s. Fig. 1 und Fig. 3 bis Fig. 6).
Die Anordnung in Fig. 7 stellt demgegenüber einen fertigungstechnischen Mehr
aufwand dar, bietet aber neben der besseren Kühlung für beide Zahnräder zusätzlich
noch die Möglichkeit, die Berührlinie der Druckkämme nahe am Wälzkreis anzuord
nen. Dadurch wird die Differenzgeschwindigkeit bei gleicher Summengeschwindigkeit
reduziert - die Reibung wird so bei gleichbleibender Hydrodynamik verringert - die
Verlustleistung sinkt.
Eine Abwandlung der Lösung mit vier Druckkämmen ist in Fig. 8 dargestellt. Wieder
sind auch am Großrad 2 Druckkämme montiert, die aber nicht die erfindungsgemäßen
Bohrungen zur Kühlung des Großrades aufweisen. Abhängig vom Aussendurch
messer des Raddruckkamms und vom Lochkreisdurchmesser der Einspritzung am
Ritzeldruckkamm wird ein Überdeckungswinkel festgelegt, innerhalb dessen kein
neues Öl mehr in die Zahnlücken gespritzt wird. Durch Vergrößerung des Durch
messers da (gestrichelt angedeutet) kann somit ein größerer Überdeckungswinkel
gezielt realisiert werden. Die Ölmenge im Eingriff und damit die zu verrichtende
Quetscharbeit werden damit günstig beeinflußt. Eine ausreichende Schmierung der
Verzahnung muß allerdings sichergestellt werden. Die Untersuchungen von Schober
/3/ haben jedoch gezeigt, daß die für die Schmierung notwendige Ölmenge sehr klein
ist. Es kann somit davon ausgegangen werden, daß an der Verzahnung haftendes
Restöl für die Schmierung ausreicht, zumal der Überdeckungswinkel durch den Durch
messer der Ritzelwelle nach oben begrenzt wird.
Alternativ zu den bisherigen Beispielen (Fig. 3 bis Fig. 8), bei denen die Erfindung als
in Druckkämme integrierte Lösung gezeigt wurde, ist die Erfindung in Fig. 9 als
zusätzliches Bauteil zu sehen, im folgenden Schleuderscheibe genannt. Außerdem ist
in Fig. 9 eine vereinfachte Variante zur Steuerung des unmittelbar vor dem Eingriff in
die Verzahnung gelangenden Öls gezeigt. Es handelt sich um ein im Gehäuse be
festigtes Leitblech, durch dessen äußere Form der Zeitpunkt, bzw. der Drehwinkel vor
dem Eingriff frei wählbar wird, von dem ab kein zusätzliches Öl mehr in die Verzah
nung gespritzt werden soll, um so die Quetschverluste zu reduzieren.
Denkbar sind auch Anordnungen, bei denen ein oder zwei Druckkämme zur Kühlung
des wärmeren Zahnrads vorgesehen sind, während das kühler laufende Zahnrad gar
nicht, bzw. durch eine herkömmliche Einspritzvorrichtung (s. Fig. 2) gekühlt wird.
Eine Begrenzung des eingespritzten Ölvolumens, insbesondere bei kleinen Zahnrä
dern, kann durch die in der Welle, bzw. im Zahnrad verlaufende Ölzuführung
(s. Fig. 4 und Fig. 5) vorliegen. Eine Abhilfe dafür ist in Fig. 10 dargestellt. Hier werden
die Druckkämme nicht durch eine Ölbohrung in der Welle versorgt, sie sind vielmehr
mit umlaufenden Fangtaschen ausgeführt, wie sie von der Zentrifugalschmierung
(Variante D) bekannt sind. Damit muß die Welle, bzw. das Zahnrad nicht unnötig durch
Axialbohrungen geschwächt werden. Der erreichbare Druck wird in diesem Fall durch
den kleinsten Radius r der Fangtaschen begrenzt. Die Zuführung des Öls sollte in
diesem Fall tangential in Drehrichtung erfolgen, um auch hier die Verluste zu minimie
ren.
In den bisherigen Ausführungen wurde die Erfindung zumeist anhand dem speziellen
Beispiel Druckkamm vorgestellt, da es sich hier wohl um die einfachste Variante
handelt. Die Erfindung soll damit jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt
werden. Ganz allgemein kann die Erfindung auch durch eigens dafür vorgesehene
Bauteile (Schleuderscheiben s. Fig. 9) oder aber durch Integration in ein anderes,
mitrotierendes Bauteil, wie z. B. ein weiteres auf der Welle montiertes Zahnrad reali
siert werden.
- - Der Ölstrahl trifft die Zahnflanke, die Verzahnung wird somit auf der Zahn flanke gekühlt - das treibende Temperaturgefälle für den Wärmeübergang ist hier am größten;
- - Die Zahnflanke kann, mit Ausnahme des direkten Eingriffs, die ganze Zeit gekühlt werden;
- - Da während des Eingriffs weniger Öl (Kühlöl) in die Zahnlücke gelangt als bei herkömmlichen Einspritzarten bleiben die Quetschverluste geringer;
- - Fast das gesamte eingesetzte Öl gelangt auf die Zahnflanke und nimmt am Wärmeübergangteil, ein Abschleudern ohne nennenswerten Wärmetransport (vgl. Variante A2, B2) findet nicht statt;
- - Die Öleinspritzung arbeitet nicht gegen die Drehbewegung des Zahnrads (vgl. Variante A2), das Auftreten des bei einspritzgeschmierten Getrieben bekann ten Schadensbildes Tropfenschlag wird wegen der geringen Relativgeschwin digkeiten vermieden;
- - Die Ölzuführung kann druckarm erfolgen, eine Hochdruckpumpe zur Erzeu gung hoher Einspritzgeschwindigkeiten ist nicht nötig;
- - Es kann ein sehr hoher Einspritzdruck mit hohem Wirkungsgrad erzeugt werden, die Abstimmung kann durch die Düsengeometrie und die zur Verfü gung gestellte Ölmenge erfolgen;
- - Die ohnehin anfallenden Impulsverluste /1/,/2/ zur Beschleunigung des Öls auf Umfangsgeschwindigkeit werden hydraulisch genutzt, es fallen keine zusätzlichen Verluste an;
- - Durch einfache Maßnahmen kann die in den Eingriff gelangende Schmier ölmenge (=< Quetschverluste) gesteuert werden;
- - Durch die Ölzuführung im Druckkamm werden kurz vor dem Eingriff auch die Gleitflächen des gegenüberliegenden Druckkamms mit Öl benetzt, die Hydro dynamik wird besser, die Verluste werden reduziert.
Die Erfindung bringt natürliche einige Nachteile mit sich, deren Auswirkungen al
lerdings gering sind im Vergleich zu den Vorteilen.
- - Um die Funktion sicher gewährleisten zu können, muß das Lochbild der Ölauslaßbohrungen/Düsen relativ zur Verzahnung ausgerichtet sein;
- - Der fertigungstechnische Aufwand für die Druckkämme erhöht sich;
- - Die Funktion hängt stark von der Drehzahl und dem Durchmesser- Breiten-Verhältnis ab. Für sehr breite Verzahnungen stößt eine aus schließliche Kühl-/Schmierölzufuhr gemäß der Erfindung an ihre Gren zen;
- - Da die Kühlung erst im Nennbetriebspunkt vollständig wirksam ist, kön nen beim Hochlauf Probleme auftreten, insbesondere wenn das Getriebe unter Last hochgefahren wird. Durch geringen Druck bei der Ölzuführung sollte die Anlaufphase entsprechend den derzeit üblichen druckarmen Einspritzeinrichtungen möglich sein.
/1/ Greiner, J.; Untersuchungen zur Schmierung und Küh
lung einspritzgeschmierter Stirn radgetriebe,
Dissertation Universität Stuttgart, 1990.
/2/ Leoni, P.; Hochleistungsgetriebe mit getrennter Schmie rung und Kühlung, Dissertation Universität Stuttgart, 1991.
/3/ Schober, H.; Untersuchungen zur Einspritzschmierung der Stirn radgetriebe, Dissertation Universität Stuttgart, 1983.
/4/ Niemann, G.; Winter, H.; Maschinenelemente Band 11, Springer-Verlag, 2. Auflage, 1983.
/5/ Dudley, D. W.; Richardz, F.; Gear Handbook, Chapter
/2/ Leoni, P.; Hochleistungsgetriebe mit getrennter Schmie rung und Kühlung, Dissertation Universität Stuttgart, 1991.
/3/ Schober, H.; Untersuchungen zur Einspritzschmierung der Stirn radgetriebe, Dissertation Universität Stuttgart, 1983.
/4/ Niemann, G.; Winter, H.; Maschinenelemente Band 11, Springer-Verlag, 2. Auflage, 1983.
/5/ Dudley, D. W.; Richardz, F.; Gear Handbook, Chapter
15
: Lubrication of
Gears, 1. Auflage, 1962.
/6/ Opitz, H.; Zahnrad- und Getriebeuntersuchungen, Be richt der internen Arbeitstagung des WLZ der RWTH Aachen, 1966.
/7/ BHS-Getriebetechnik Veröffentlichung zum BHS-Stöckicht-Plane tengetriebe, Sonthofen, 1975.
/8/ Kubo, A.; Sato, S.; Aida, T.; Einfluß des Schmierverfahrens auf die dyna mische Zahnfußbeanspruchung in Hochge schwindigkeitsgetrieben, VDI-Zeitschrift 115, 1973.
/6/ Opitz, H.; Zahnrad- und Getriebeuntersuchungen, Be richt der internen Arbeitstagung des WLZ der RWTH Aachen, 1966.
/7/ BHS-Getriebetechnik Veröffentlichung zum BHS-Stöckicht-Plane tengetriebe, Sonthofen, 1975.
/8/ Kubo, A.; Sato, S.; Aida, T.; Einfluß des Schmierverfahrens auf die dyna mische Zahnfußbeanspruchung in Hochge schwindigkeitsgetrieben, VDI-Zeitschrift 115, 1973.
Claims (9)
1. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus einem oder mehreren Teilen
bestehenden Druckkamm ein Hohlraum durch eine beliebige Zuführung mit
Schmier-/Kühlöl versorgt werden kann (s. Fig. 3), wobei dieses Öl durch
Auslaßöffnungen in Form von Bohrungen oder Einschraubdüsen, die in belie
biger Anzahl und in beliebigen Winkellagen auf einem beliebigen Durchmesser
angeordnet sein können, auf die Verzahnung gespritzt wird.
2. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus einem oder mehreren Teilen
bestehenden speziellen Bauteil, der sogenannten Schleuderscheibe, ein
Hohlraum durch eine beliebige Zuführung mit Schmier-/Kühlöl versorgt werden
kann (s. Fig. 9), wobei dieses Schmier-/Kühlöl durch Auslaßöffnungen in Form
von Bohrungen oder Einschraubdüsen, die in beliebiger Anzahl und in beliebi
gen Winkellagen auf einem beliebigen Durchmesser angeordnet sein können,
auf die Verzahnung gespritzt wird.
3. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem auf der Welle befestigten, mitrotie
renden Bauteil (z. B. Zahnrad) ein Hohlraum durch eine beliebige Zuführung
mit Schmier-/kühlöl versorgt werden kann, wobei dieses Öl durch Auslaßöff
nungen in Form von Bohrungen oder Einschraubdüsen, die in beliebiger
Anzahl und in beliebigen Winkellagen auf einem beliebigen Durchmesser
angeordnet sein können, auf die Verzahnung des benachbarten Zahnrads
gespritzt wird.
4. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß ein im Zahnradgrundkörper durch die Aus
führung als Stegrad bestehender Freiraum durch ein spezielles Bauteil (z. B.
Druckkamm, Schleuderscheibe,. . .) verschlossen wird, und durch eine beliebi
ge Zuführung mit Schmier-/Kühlöl versorgt werden kann (s. Fig. 6), wobei
dieses Öl durch Auslaßöffnungen in Form von Bohrungen oder Einschraubdü
sen, die in beliebiger Anzahl und in beliebigen Winkellagen auf einem beliebi
gen Durchmesser des Druckkamms bzw. der Schleuderscheibe angeordnet
sein können, auf die Verzahnung gespritzt wird.
5. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Zahnradgrundkörper durch die Aus
führung als Stegrad bestehende Freiräume durch spezielle Bauteile (z. B.
Druckkämme, Schleuderscheiben, . . .) verschlossen werden, aber unterein
ander durch Bohrungen im Steg verbunden sind, und durch eine beliebige
Zuführung mit Schmier-/Kühlöl versorgt werden können (s. Fig. 6), wobei
dieses Schmier-/Kühlöl durch Auslaßöffnungen in Form von Bohrungen oder
Einschraubdüsen, die in beliebiger Anzahl und in beliebigen Winkellagen auf
einem beliebigen Durchmesser angeordnet sein können, auf die Verzahnung
gespritzt wird.
6. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben,
dadurch gekennzeichnet, daß an einem Bauteil (z. B. Druckkamm, Schleu
derscheibe, . . .) umlaufende Fangtaschen einen Hohlraum bilden, der durch
eine beliebige externe Zuführung mit Schmier-/Kühlöl versorgt werden kann (s.
Fig. 10), wobei dieses Öl durch Auslaßöffnungen in Form von Bohrungen oder
Einschraubdüsen, die in beliebiger Anzahl und in beliebigen Winkellagen auf
einem beliebigen Durchmesser angeordnet sein können, auf die Verzahnung
gespritzt wird.
7. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben gemäß der An
sprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß am Rad ebenfalls Einrichtungen zur Einspritz
schmierung gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 6 angebracht
sind.
8. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß am Rad ebenfalls Druckkämme als separate
Teile ausgeführt sind, wobei die Berührlinie der Druckkämme auf den Wälz
kreis der Zahnradpaarung geschoben wird und die Raddruckkämme das
Lochbild der Einrichtungen zur Einspritzschmierung des Ritzels über einen
definierten Bereich abdeckt.
9. Einrichtung zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben gemäß der An
spruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Eingriffs zwischen Zahnrad
und einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Einspritzschmierung gemäß den
Ansprüchen 1 bis 7 eine festes Spritzblech angebracht ist, welches das einge
spritzte Öl umlenkt und so in einem definierten Bereich am Eindringen in die
Verzahnung hindert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997157855 DE19757855C2 (de) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Einrichtungen zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1997157855 DE19757855C2 (de) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Einrichtungen zur Einspritzschmierung von Zahnradgetrieben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19757855A1 true DE19757855A1 (de) | 1999-07-01 |
DE19757855C2 DE19757855C2 (de) | 2002-10-24 |
Family
ID=7853372
Family Applications (1)
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Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
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DE102004058056A1 (de) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Leybold Vacuum Gmbh | Zahnradanordnung |
DE102008040268A1 (de) * | 2008-07-09 | 2010-02-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Einrichtung zur Beölung einer Übersetzungsstufe eines Getriebes |
CN1869459B (zh) * | 2005-05-25 | 2011-04-06 | Kayaba工业株式会社 | 油压泵、油压泵单元、油压驱动设备 |
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DE102014210689A1 (de) * | 2014-06-05 | 2015-12-17 | Zf Friedrichshafen Ag | Zahnradanordnung |
DE102016102096A1 (de) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verzahnungskörper mit einer Schmiermittelzuführeinrichtung und Strahltriebwerk mit einem derartigen Verzahnungskörper |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1979007A (en) * | 1934-10-30 | Self-tttbricating bobbin gear |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2235793A (en) * | 1938-09-21 | 1941-03-18 | Master Electric Co | Lubricating apparatus |
US3424022A (en) * | 1967-01-23 | 1969-01-28 | Babcock & Wilcox Co | Hydrostatic gearing |
US4429587A (en) * | 1981-09-10 | 1984-02-07 | General Electric Company | Attitude insensitive lubrication systems |
DE3607711A1 (de) * | 1985-03-28 | 1986-10-09 | Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen | Einrichtung zur zufuhr von druckoel zu zahnraedern |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1979007A (en) * | 1934-10-30 | Self-tttbricating bobbin gear |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LANGENBECK,Konrad, u.a.: Beurteilung der Schmier- und Kühlwirkung verschiedener Varianten der Schmierstoff- Einspritzung bei Stirnradgetrieben. In: antriebstechnik 31, 1992, Nr.2, S.51-56 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004056396A1 (de) * | 2004-11-23 | 2006-05-24 | Leybold Vacuum Gmbh | Zahnradanordnung |
DE102004058056A1 (de) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Leybold Vacuum Gmbh | Zahnradanordnung |
WO2006058814A1 (de) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh. | Zahnradanordnung |
JP2008522115A (ja) * | 2004-12-02 | 2008-06-26 | エーリコン ライボルト ヴァキューム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 歯車装置 |
CN1869459B (zh) * | 2005-05-25 | 2011-04-06 | Kayaba工业株式会社 | 油压泵、油压泵单元、油压驱动设备 |
DE102008040268A1 (de) * | 2008-07-09 | 2010-02-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Einrichtung zur Beölung einer Übersetzungsstufe eines Getriebes |
WO2013149773A1 (de) * | 2012-04-02 | 2013-10-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Getriebeanordnung eines schienenfahrzeuges |
CN104204622A (zh) * | 2012-04-02 | 2014-12-10 | Zf腓德烈斯哈芬股份公司 | 轨道车辆的传动齿轮箱装置 |
CN104204622B (zh) * | 2012-04-02 | 2017-03-01 | Zf腓德烈斯哈芬股份公司 | 轨道车辆的传动齿轮箱装置 |
DE102013220395A1 (de) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zur Einspritzschmierung und Einspritzkühlung der Verzahnung bei Zahnradpaarungen |
DE102014210689A1 (de) * | 2014-06-05 | 2015-12-17 | Zf Friedrichshafen Ag | Zahnradanordnung |
DE102016102096A1 (de) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verzahnungskörper mit einer Schmiermittelzuführeinrichtung und Strahltriebwerk mit einem derartigen Verzahnungskörper |
CN106594248B (zh) * | 2016-12-12 | 2019-05-14 | 中国燃气涡轮研究院 | 一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴 |
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