DE2709712C2 - Schmier- und Kühlvorrichtung für miteinander kämmende Verzahnungen - Google Patents

Description

Die Erfimiuig betrifft eine Schmier- und Kühlvorrichtung für miteinander kämmende Verzahnungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Ein«! solche Vorrichtung zeigt die DE-OS 14 75 546. Dabei wird über mehrere Düsen Schmier- bzw. Kühlmittel über die Verzahnungsbreite in gleicher Menge auf die Verzahnungen der Zahnräder in Abhängigkeit von deren Drehzahl und damit deren Temperatur gesprüht Gleichzeitig wird über eine Zusatzdüse auch bei niedriger Pumpendrehzahl eine Mindestmenge an Schmier- bzw. Kühlmittel auf die Verzahnungen gesprüht Ferner ist es beim Schmieren von !..agem bekannt, dem Lager Schmiermittel in Abhängigkeit von der Tempe-.atur (US-PS 27 47 945) oder der Drehzahl (Dc-AS 10 22 856) oder dem Drehmoment (DE-OS 24 40 214) jder der Zeit (DE-AS 22 30 844) zuzuführen.

Aus der Zeitschrift »Mechanism and Machine Theory«, 1973, Band 8, Seiten 293... 303, ist es bekannt, daß über die Verzahnungsbreite stark verschiedene Temperaturen auftreten. Diese haben über die Verzahnungsbreite entsprechend ungleichförmige Verformungen der Verzahnung zur Folge. Es werden deshalb an den Zähnen Längskorrekturen in der Weise vorgenommen, daß bei den im Betrieb in Folge der ungleichen Temperaturverteilung zu erwartenden ungleichen Zahnverformungen die ineinander greifenden Zähne gleichförmig aneinander anliegen. Dies bedeutet, daß bei anderen Temperaturen, beispielsweise während des Anlaulvorganges in kaltem Betriebszustand, die ineinander greifenden Zähne nur an einzelnen Stellen aneinander anliegen. Dadurch kann es zu örtlichen Überbelastungen kommen, bzw. das Getriebe kann nicht maximal belastet werden.

In der FR-PS 20 98 779 wird lediglich vorgeschlagen, durch Aufbringen von über die Verzahnungsbreite unterschiedlich heißem öl den Betriebszustand zu simulieren, um die notwendige Zahnkorrektur zu vereinfachen. Bei heiz- oder kühlbaren Walzen für beispielsweise Walzwerke ist es seit langem bekannt, DE-AS 11 78 201, derartige Walzen so auszubilden, daß der in ihnen zirkulierende Wärmeträger auf der gesamten Walzenarbeitsfläche eine gleichmäßige Temperatur aufrechterhält oder gewünschtenfalls bestimmte Tem peraturbedingungen schafft.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Zahnkorrekturen bei Zahnrädern auf einfache Weise zu vermeiden, deren Zähne sich durch eine ungleichförmige Erwärmung unterschiedlich verformen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst

Durch die Erfindung werden demgemäß nicht nur die Auswirkungen von ungleichen Temperaturverteilungen bekämpft, sondern auch die Entstehung einer ungleichen Temperaturverteilung über die Verzahnungsbreite selbst wird weitgehend vermieden. Die dazu erforderliche Vorrichtung zur entsprechenden Zufuhr von Schmier- bzw. Kühlmittel ist wesentlich preii werter als das in herkömmlicherweise erforderliche Korrigieren der Zahnflanken. Der erfindungsgemäße Temperaturausgleich ist bei allen Betriebszuständen voll wirksam, so daß die ineinandergreifenden Zähne bei allen Betriebszuständen im wesentlichen unverformt über die volle Verzahnungsbreite aneinander anliegen und voll belastet werden können. Bei Getrieben mit gleichbleibenden Betriebszuständen ist der Bedarf an Schmierbzw. Kühlmittel zwar über die Verzahnungsbreite verschieden groß, jedoch bleibt die Bedarfsverteilung konstant und kann deshalb in einem solchen Anwendungsfall fest eingestellt werden.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Diese zeigt in

F i g. 1 die Vorrichtung mit auf drei Einzelelemente aufgeteilten Düsen in Vorderansicht

F i g. 2 die Seitenansicht zu F i g. 1,

F i g. 3 eine durch die Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 erreichbare Temperaturverteilung über die Verzahnungsbreite,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Öffnungsseite einer Düse mit über die Verzahnungsbreite verschieden großer Spaltweite für den Austritt von Schmier- bzw. Kühlmittel, und

Fig.5 eine Querschnittsdarstellung der Düse von Fig. 4.

In Fig. 1 ist von einem einfachschrägverzahnten Räderpaar 1, 2 nur das hintere Rad 1 dargestellt, während Fig.2 beide Räder 1 und 2 zeigt, in deren Einlaufseite in drei Einzelelementen 3a, 3Zj und 3c unterteilte Düsen (Zahnbrause) 3 Schmier- und Kühlmittel einspritzen. Der Durchmesser einer Düsenbohrung ist mit d bezeichnet. Das hierzu durch eine Leitung 4 von einer nicht dargestellten ölpumpe kommende Öl (Schmier- bzw. Kühlmittel) durchfließt zuerst ein Ventil 5, durch das es in seiner Gesamt-Durchflußmenge eingestellt wird, und sodann, durch Leitungen 6a bis 6c aufgeteilt, Ventile 7a bis 7c, durch die das aus jedem Zahnbrausen-Element in seinem Bereich dem Zahneingriff zufließende Öl eingestellt wird. Die Temperatur der Verzahnung wird durch in einzelnen Zähnen angebrachte elektrische Temperaturaufnehmer 8, z. B. Thermoelemente, und an sie angeschlossene Meßgeräte 9 ermittelt Die Zahntemperatur kann in einfacherer Weise, auch durch Temperaturaufnehmer 9 ermittelt werden, die die Temperatur des auf der Auslaufseite des Radpaares 1,2 entstehenden Öl-Luft-Gemischs messen. Zur Erreichung einer minimalen Temperaturdifferenz 4 T über die gesamte Verzahnungsbreite B können die Ventile 7a bis 7c von Hand entsprechend eingestellt werden. Zur automatischen Erreichung einer minimalen Temperaturdifferenz Δ T und Anpassung der Gesanit-Ölmenge und deren Verteilung auf die einzelnen Zahnbrausen-Elemente an den Betriebszustand des Getriebes wird an einer Getriebewelle durch an sich bekannte elektrische Aufnehmer 10 und 11 die Drehzahl η und das Drehmoment M erfaßt und mit den Meßwerten der Temperaturaufnehmer 8 oder 9 einem

Steuergerät 12 zugeführt, das die Ventile 7a bis 7c und das Ventil 5 steuert. Damit die Verzahnung auch bei einer möglichen manuellen Fehlbedienung oder Feh! steuerung der Ventile 5 und 7 nie trockenläuft, wird zur Sicherung einer konstanten Grundversorgung des Zahneingriffs mit Öl parallel zur Zahrabrsuse 3 «ine weitere Zahnbrause 13 angeordnet, in deren Zuleitung 14 sich kein Einstell- bzw. Absperrorgan befindet

Fig.3 zeigt die minimale Temperaturdifferenz AT über die Verzahnu.jgsbreite des Zahnrades 1. die mit der Vorrichiiirig erreicht wird. Dabei betrug die Mittel-

Temperatur T= /
nur 7° C,

Die Fig.4 und 5 zeigen eine A.asgcslHUung einer Ziitiribrnuse als Schlitzdüse, die sich einstückig Ober die gesamtt Verzahnungsbreite B erstreckt. Anstelle von DihP.nlbohnmgen gleicher oder verschiedener Durchmesser d ist ein sich über die Verzahnungsbreite unterschiedlicher ölaustrittsschlitz 15 mit einer Schützbreite S vorhanden. In der ölzuleitung befindet sich wiederum das Ventil 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schmier- und Kühlvorrichtung für miteinander kämmende Verzahnungen, denen in Abhängigkeit vor. ihrem Temperaturzustand einstellbare Schmier- bzw. Kühlmittelmengen über Düsen zugeführt werden, die über die Verzahnungsbreite verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermeiden von ungleichen Temperaturen über die Verzahnungsbreite eine die Schmier- bzw. Kühlmit- Ό telimenge über die Verzahnungsbreite entsprechend unterschiedlich verteilende Steuereinrichtung (3a, 3b, 3a 5, 7a, 7 b, 7c, 8, 9, 10, 11, 15) vorgesehen ist, wobei die Düsen auf der Einlaufseite der Verzahnungen angeordnet sind. ι