DE19930804A1

DE19930804A1 - Getriebe mit einer Schmiermittelversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE19930804A1
Application number: DE1999130804
Authority: DE
Inventors: Gerald Rowe
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-07-03
Filing date: 1999-07-03
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2019-07-04
Also published as: DE19930804C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit mindestens zwei Wellen (2, 4), mit mindestens einem ersten Lager (14) zur Lagerung einer ersten Welle (4) und mindestens einer zweiten, zumindest vertikal achsversetzten Welle (2) in einem Getriebegehäuse (16). Für das erste Lager (14) ist eine Schmiermittelversorgungseinrichtung mit einer Schmiermittelleitung (26, 28, 30) zum Zuführen von Schmiermitteln aus einer Auffangvorrichtung (22, 24) vorhanden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Auffangvorrichtung eine im Bereich der tiefsten Stellen des Lageraußenrings des zweiten Lagers (12) axial neben dem zweiten Lager (12) angeordnete Auffangtasche (24) ist, welche dazu dient, das von dem zweiten Lager (12) abfließende Schmiermittel aufzufangen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Schmier mittelversorgungseinrichtung für ein Lager nach dem Oberbe griff des Hauptanspruchs.

Eine ausreichende Schmiermittelversorgung der Lager eines Getriebes ist eine notwendige Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion und eine lange Lebensdauer. Die Schmiermittelversorgung eines Lagers dient der Reibungsmin derung und dem Abtransport von Reibungswärme.

Bei hoch belasteten Fahrzeuggetrieben, wie z. B. Schiffsgetrieben, wird als Schmiermittel vorwiegend Öl ver wendet, da sich ein relativ dünnflüssiges Medium auch bes ser für den Wärmeabtransport eignet. Je nach Schmierölbe darf kommen verschiedene Schmierverfahren in Betracht. Tropfölschmierung oder Ölnebelschmierung können bei relativ geringem Schmierölbedarf verwendet werden. Mit einer Druckölschmierung können die Lager gezielt mit ausreichend Schmieröl versorgt werden. Hierfür sind jedoch entsprechen de Schmierleitungen und eine entsprechend große Pumpendi mensionierung erforderlich, die das Getriebe aufwendig und teuer machen. Tropfölschmierung liefert geringere Schmierölmengen und ist bezüglich der Schmierölmenge sehr unzuverlässig.

Aus der US-A-4,231,266 ist ein Getriebe mit einem öl geschmierten Lager bekannt. Schmieröl, welches von einem Vorsprung an der Gehäuseinnenwand heruntertropft, wird von einem Auffangblech gesammelt, und über einen Kanal dem zu schmierenden Lager zugeführt. Als nachteilig bei dieser Lösung wird erachtet, daß ein entsprechender Vorsprung vor handen sein muß, daß das Auffangblech relativ viel Platz benötigt und aufwendig im Getriebegehäuse montiert werden muß.

Eine ähnliche Lösung zeigt die US-A-1,686,271. Ab spritzendes Öl, von einem im Ölsumpf panschenden Kegelrad, wird an einer Auffangvorrichtung gesammelt und fließt dann, durch Schwerkraft getrieben, einem Lager zu. Auch bei die ser Lösung ist die Auffangvorrichtung relativ aufwendig. Darüber hinaus wird nur ein geringer Teil des vom Kegelrad abspritzenden Öls aufgefangen.

Auch durch rotierende Bauteile aufgrund der Fliehkraft gebildete Ölvolumina wurden bereits mit der Hilfe von Rohr leitungen, die in die rotierenden Ölvolumina eingreifen, an den gewünschten Stellen abgegriffen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der DE 30 12 780-A1 bekannt.

Die DE 195 38 192-A1 zeigt eine kostengünstig her stellbare Ölversorgungseinrichtung für das Lager eines Ge triebes, bei welcher von einer Rippe des Getriebegehäuses abtropfendes Öl in einer Rinne aufgefangen und dem Lager zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zu schaffen, bei welchem ein Lager zuverlässig mit einer ausreichenden Schmiermittelmenge versorgt wird. Die Lösung soll außerdem einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Die Aufgabe wird durch ein, auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruch aufweisendes Ge triebe gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß bei vielen Getrieben mit mindestens zwei Wellen ein erstes La ger zur Lagerung einer ersten Welle oftmals in unmittelba rer Nähe eines zweiten Lagers zur Lagerung einer zweiten, zumindest vertikal achsversetzten Welle in einem Getriebe gehäuse angeordnet ist. Zur Schmiermittelversorgung beider Lager ist es ausreichend, wenn zunächst dem zweiten Lager - z. B. mit einer Druckölschmierung - Schmiermittel zuge führt wird. Das von diesem zweiten Lager abfließende Schmiermittel, welches üblicherweise ungeleitet in den Öl sumpf zurückfließt, wird von der als Auffangtasche ausge bildeten Auffangvorrichtung, welche im Bereich der tiefsten Stelle des Lageraußenrings des zweiten Lagers und axial unmittelbar bei dem zweiten Lager angeordnet ist, aufgefan gen und auf kurzem Weg über die Schmiermittelleitung direkt dem ersten Lager zugeführt. Dadurch, daß die Auffangvor richtung direkt bei dem zweiten Lager angeordnet ist, wird gewährleistet, daß ein ausreichend großer Anteil des vom zweiten Lager abfließenden Schmiermittels aufgefangen wer den kann.

Ist die Auffangtasche an der tiefsten Stelle einer umlaufenden Ringnut angeordnet, wird der Auffangtasche auch Schmiermittel zugeführt, was sich in der Ringnut sammelt.

Besonders einfach herstellbar ist eine Ringnut, wenn eine Seitenfläche der Ringnut von einer Seitenfläche eines Lageraußenrings des zweiten Lagers gebildet ist.

Die Schmiermittelleitung, welche zum Zuführen von Schmiermittel aus der Auffangvorrichtung dient, kann vor teilhaft als Kanal in einer Wandung des Getriebegehäuses ausgebildet sein. Alternativ kommt die Verwendung einer Rohrleitung in Betracht. In einer vorteilhaften Ausgestal tung ist der Kanal in der Wandung des Getriebegehäuses aus mindestens zwei Bohrungen gebildet, welche von außen in das Getriebegehäuse eingearbeitet sind. Hierbei mündet die er ste Bohrung in den Bereich der Auffangvorrichtung. Die zweite Bohrung durchdringt die Wandung des Getriebegehäuses und ist auf das erste Lager gerichtet, welches hierdurch mit Schmiermittel versorgt wird. Der Kanal wird vervoll ständigt durch einen abschließbaren Hohlraum, welcher sich außen an der Getriebegehäusewandung befindet und in den die beiden Bohrungen gemeinsam münden. Durch die zerspanende Herstellung des Kanals kann auf eine Verwendung von Kernen beim Getriebegehäuseguß verzichtet werden, wodurch das Ge triebegehäuse insgesamt einfacher herstellbar ist.

Der Hohlraum, welcher die beiden Bohrungen des Kanals verbindet, kann in vorteilhafter Weise durch eine Ausneh mung im Getriebegehäuse gebildet werden, welche durch einen Lagerdeckel nach außen abschließbar ist. Dadurch, daß der Hohlraum mit dem ohnehin vorhandenen Lagerdeckel abge schlossen wird, kann auf ein eigens hierfür vorgesehenes, zusätzliches Bauteil verzichtet werden.

Bei einer Ausführungsform, bei welcher die vom zweiten Lager gelagerte, zweite Welle durch das Getriebegehäuse hindurch nach außen geführt ist und das Getriebegehäuse durch ein Dichtelement, wie beispielsweise ein Wellendicht ring, nach außen abgedichtet ist, könnte das Schmiermittel einen statischen Druck aufbauen, der an dem Dichtelement zu Leckagen führt. Eine solche Belastung des Dichtelements kann durch einen Entlastungskanal vermieden werden, welcher eine Einlaßöffnung unterhalb des Bereichs des Dichtelements aufweist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch ein Schiffsge triebe;

Fig. 2 eine Schnitt-Darstellung entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie A-A und

Fig. 3 einen Teil-Schnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Linie B-B.

In Fig. 1 ist mit 2 die Antriebswelle und mit 4 die Abtriebswelle eines Schiffsgetriebes bezeichnet. Ein nicht dargestellter Antriebsmotor ist in trieblicher Verbindung mit dem Antriebsflansch 6, welcher auf der Antriebswelle 2 sitzt. Das auf der Antriebswelle 2 sitzende Ritzel 8 ist im Zahneingriff mit dem auf der Abtriebswelle 4 sitzenden Rad 10. Die beiden Wellen 2, 4 sind achsversetzt übereinan der angeordnet und schließen einen Achskreuzungswinkel ein. Beide Wellen sind mit jeweils zwei Lagern im Getriebegehäu se 16 gelagert, von denen jeweils nur eines in dem darge stellten Ausschnitt gezeigt ist. Sowohl das Antriebswellen lager 12 als auch das Abtriebswellenlager 14 sind als Zy linderrollenlager ausgebildet. Das Abtriebswellenlager 14 ist unterhalb des Antriebswellenlagers 12 angeordnet.

Das Antriebswellenlager 12 ist über einen Ölkanal 18, 20 druckölgeschmiert. Der Ölkanal ist gebildet aus einer Bohrung 20 durch den Lagerinnenring des Antriebswellenla gers 12 in die Antriebswelle 2, welche in eine Längsboh rung 18 in der Antriebswelle mündet. Der Ölkanal wird über eine hier nicht dargestellte Förder- und Verteileinrichtung mit Drucköl versorgt. Das über den Kanal 18, 20 zugeführte Drucköl fließt zwangsweise durch das Lager 12 hindurch, so daß dieses ausreichend ölversorgt ist.

Axial unmittelbar an den Außenring des Antriebswellen lagers 12 angrenzend befindet sich an der tiefsten Stelle des Lageraußenrings eine Auffangtasche 24, welche das von dem zweiten Lager 12 abfließende Öl auffängt. Sie ist an der tiefsten Stelle einer umlaufenden Ringnut 22 in das Gehäuse 16 eingearbeitet. Eine Seitenfläche der Ringnut 22 wird von dem Lageraußenring des Antriebswellenlagers 12 gebildet, so daß bei der Gehäusebearbeitung lediglich ein Absatz, welcher die zweite Seitenfläche und die Grundfläche der Ringnut 22 bildet, hergestellt zu werden braucht. An der tiefsten Stelle der Ringnut 22 sammelt sich das abflie ßende Öl aufgrund der Schwerkraft in der Auffangtasche 24. Der in die Wandung des Getriebegehäuses 16 integrierte Ka nal 26, 28, 30 dient als Schmiermittelleitung, welche das Abtriebswellenlager 14 mit Öl versorgt. Der Kanal ist aus den beiden Bohrungen 26, 30 gebildet, welche von außen in das Getriebegehäuse 16 eingearbeitet sind. Die erste Boh rung 26 mündet in den Bereich der Auffangtasche 24. Die zweite Bohrung 30 durchdringt die Wandung des Getriebege häuses 16 und ist auf das Abtriebswellenlager 14 gerichtet. Die beiden Bohrungen 26, 30 münden außen in den gemeinsa men, in das Getriebegehäuse eingearbeiteten Hohlraum 28. Der Kanal 26, 28, 30 wird durch einen Lagerdeckel 32 ge schlossen, welcher den Hohlraum 28 nach außen abschließt. Der Lagerdeckel ist mit Schrauben 34, von denen in dem Teil-Schnitt nur eine gezeigt ist, am Getriebegehäuse befe stigt.

Zwischen dem Lagerdeckel 32 und einer mit der An triebswelle 2 rotierenden Funktionsfläche 36 des Lagerin nenrings des Antriebswellenlagers 12 befindet sich ein Dichtelement 38, hier als Wellendichtring ausgebildet, wel cher das Getriebegehäuse nach außen abschließt. Ein ständig am Wellendichtring 38 anliegender statischer Öldruck könnte zu unerwünschten Leckagen führen. Unterhalb des Bereichs des Wellendichtrings 38 befindet sich deswegen eine Einlaß öffnung 40 eines Entlastungskanals 42, welche aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Bohrung 42, welche Teil des Entlastungskanals ist, ist von außen durch das Getrie begehäuse 16 durchgebohrt. Nach innen kann das über die Einlaßöffnung 40 zufließende Öl ungehindert abfließen, wäh rend die Bohrung 42 von außen ebenfalls durch den Lagerdec kel 32 abgeschlossen ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegt die Einlaßöff nung 40 und die Bohrung 42 oberhalb des Niveaus der Auf fangtasche 24. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Ab triebswellenlager 14 immer ausreichend mit Öl versorgt wird, überschüssiges Öl, welches von dem Kanal 26, 28, 30 nicht aufgenommen werden kann, jedoch nicht zu unerwünsch ten Leckagen am Wellendichtring 38 führt.

Der Lagerdeckel 44 ist mit Schrauben 46, von denen nur eine gezeigt ist, am Getriebegehäuse 16 befestigt.

Durch die beschriebene Erfindung wird das Abtriebswel lenlager 14 immer zuverlässig und schnell mit einer ausrei chenden Schmierölmenge versorgt, ohne daß hierfür eine se parate Druckölzuführung von der Fördereinrichtung (Ölpumpe) benötigt wird. Das dem Antriebswellenlager 12 zugeführte Ölvolumen wird gleichzeitig für die Schmierung des Ab triebswellenlagers benutzt, wodurch ein geringeres Förder volumen benötigt wird, so daß eine kleinere Ölpumpe verwen det werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei Getrie ben mit zwei Wellen beschränkt. Sind mehr als zwei Lager direkt oder seitenversetzt übereinander angeordnet, so kön nen bei den beiden oberen Lagern entsprechende Auffangta schen als Auffangvorrichtungen vorgesehen werden und die beiden unteren Lager über entsprechende Schmiermittellei tungen durch das von dem jeweils nächsthöher angeordneten Lager abfließenden Schmiermittel versorgt werden.

Bezugszeichen

2

Antriebswelle

4

Abtriebswelle

6

Antriebsflansch

8

Ritzel

10

Rad

12

Antriebswellenlager

14

Abtriebswellenlager

16

Getriebegehäuse

18

Bohrung

20

Bohrung

22

Ringnut

24

Auffangtasche

26

Bohrung

28

Ausnehmung (Hohlraum)

30

Bohrung

32

Lagerdeckel

34

Schraube

36

Funktionsfläche

38

Wellendichtring

40

Einlaßöffnung

42

Entlastungskanal

44

Lagerdeckel

46

Schraube

Claims

1. Getriebe mit mindestens zwei Wellen (2, 4), mit mindestens einem ersten Lager (14) zur Lagerung einer er sten Welle (4) und mindestens einem zweiten Lager (12) zur Lagerung einer zweiten, zumindest vertikal achsversetzten Welle (2) in einem Getriebegehäuse (16), wobei eine Schmiermittelversorgungsvorrichtung für das erste La ger (14) mit einer Schmiermittelleitung (26, 28, 30) zum Zuführen von Schmiermittel aus einer Auffangvorrich tung (22, 24) vorhanden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auffangvorrichtung eine im Be reich der tiefsten Stelle des Lageraußenrings des zweiten Lagers (12) axial neben dem zweiten Lager (12) angeordnete Auffangtasche (24) ist, welche dazu dient, das von dem zweiten Lager (12) abfließende Schmiermittel aufzufangen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auffangtasche (24) in das Ge triebegehäuse eingearbeitet ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auffangtasche (24) an der tief sten Stelle einer umlaufenden Ringnut (22) angeordnet ist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Seitenfläche der Ringnut (22) von einer Seitenfläche eines Lageraußenrings des zweiten Lagers (12) gebildet ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittellei tung als Kanal (26, 28, 30) in einer Wandung des Getriebe gehäuses (16) ausgebildet ist.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kanal aus mindestens zwei Boh rungen (26, 30) gebildet ist, welche von außen in das Ge triebegehäuse (16) eingearbeitet sind, wobei die erste Boh rung (26) in den Bereich der Auffangvorrichtung (24) mündet und die zweite Bohrung (30) die Wandung des Getriebegehäu ses (16) durchdringt und auf das erste Lager (14) gerichtet ist, und wobei die beiden Bohrungen außen in einen gemein samen abschließbaren Hohlraum (28) münden.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum (28) durch eine Aus nehmung im Getriebegehäuse (16) gebildet ist, welche durch einen Lagerdeckel (32) nach außen abschließbar ist.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom zweiten La ger (12) gelagerte, zweite Welle (2) durch das Getriebege häuse (16) hindurch nach außen geführt ist, daß das Getrie begehäuse (16) durch ein Dichtelement (38) nach außen abge schlossen ist, und daß im Bereich des zweiten Lagers (12) und des Dichtelements (38) ein Entlastungskanal (42) vor handen ist, welcher eine Einlaßöffnung (40) unterhalb des Bereichs des Dichtelements (38) aufweist, um das Dichtele ment (38) von statischem Schmiermitteldruck zu entlasten.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (12) druckölgeschmiert ist.