DE2734563C2 - Schmierung für ein Planetengetriebe in einem Kettenradantrieb - Google Patents

Description

Kettenradantriebe mit großer Antriebsleistung für ^w Kettenfahrzeuge, insbesondere schnellaufende schwere Kettenfahrzeuge sollen einerseits möglichst klein sein und ein geringes Gewicht haben, andererseits müssen sie mit Tauchschmierung betrieben werden. Zusatzeinrichtungen für eine Fremdkühlung des Getriebes sind nicht erwünscht, obgleich die Temperaturbelastung derartiger Antriebe bei längerem Betrieb sehr hoch ist Die einzige Möglichkeit, die sich bei längerem Betrieb entwickelnde Wärme einigermaßen wirksam abzuführen, besteht bisher darin, das innerhalb des Getriebes vorhandene Temperaturgefälle in der Weise zur Kühlung auszunutzen, daß das an bestimmten Stellen des Getriebes stark erwärmte öl mit in das Getriebe eingebauter und vom Getriebe angetriebener ölpumpe in ständigem Umlauf an weniger warme Stellen des Getriebes geleitet wird.

Als bisher günstigste Lösung hat sich eine Ausführung gezeigt, bei der das öl aus dem ölsumpf des Getriebes angesaugt und an verhältnismäßig kühle Stellen im Bereich der Kettenradbefestigung gepumpt wird, so daß die Wärme an das von der Außenluft gekühlte Kettenrad und mit diesem verbundene Konstraktionsteile abgegeben wird. Andererseits hat diese bekannte Ausführung den Nachteil, daß ein Teil der Getriebeleistung für den Betrieb der ölpumpe aufgewendet werden muß, so daß der Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtert ist und zusätzlich Wärme erzeugt wird; hinzu kommt, daß bei Ausfall der ölpumpe der Antrieb Schaden nehmen kann.

Aus der DE-OS 22 17 687 ist ein Kettenradantrieb für Kettenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem in einem Tragzapfen des Fahrgestells ein Planetengetriebe angeordnet ist, dessen die Planetenräder tragender Planetensteg mit einer einen koaxialen Hohlraum aufweisenden AbtriebsweUe des Planetengetriebes und dessen äußeres Zentralrad mit dem Tragzapfen verbunden ist Dieser Kettenradantrieb ist jedoch wegen der eingangs geschilderten Probleme bei der Schmierung für schwere Kettenfahrzeuge mit großer Antriebsleistung wenig geeignet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das der Schmierung dienende öl ohne Verwendung einer ölpumpe und ohne andere, Antriebsenergie verbrauchende Getriebeteile in einen Zwangsumlauf zu bringen und ausreichend zu kühlen, so daß auch bei Dauerbetrieb der Antrieb verhältnismäßig kühl bleibt

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß das durch die Planetenräder aus dem ölsumpf geförderte Öl nicht wie bei den bisher bekannten Kettenradantrieben dieser Art nur in dem Getriebegehäuse umgewälzt wird, sondern aus diesem Raum heraus zwangsweise an die Innenflächen von Getriebeteilen der Abtriebsssite gv/ördert wird, die große Berührungsflächen mit der Außenluft haben und das öl kühlen. Dieser günstige Zwangsumlauf des Öls wird dadurch bewirkt daß das von den umlaufenden Planetenrädern aus dem ölsumpf geschöpfte öl, das in den Zahneingriffen des inneren Zentralrades mit den Planetenrädern axial verquetscht wird, nicht unkontrolliert im Getriebe verspritzt sondern durch den entsprechend gestalteten Hohlraum der AbtriebsweUe aufgefangen und über Zwangswege weitergeleitet wird.

Die kinetische Energie des aus dem Zahneingriff von Zentralrad und Planetenrädern herausgequetschten Öls wird ausgenutzt, um es in dem eingangs konisch verjüngten Hohlraum zunächst auf einen kleineren Durchmesser zusammenzuführen. Anschließend wird das öl durch den sich erweiternden Hohlraum der Abtriebswelle zwangsweise bis zu deren freiem Ende gefördert, tritt aus dieser heraus, benetzt die Innenfläche des abtriebsseitigen Getriebedeckels, kühlt hier ab und fließt durch an der Außenseite der AbtriebsweUe in üblicher Weise angeordnete Nuten, Kanäle o. dgl. in den ölsumpf zurück, Da der Getriebedeckel und das an der Antriebswelle befestigte Kettenrad von der Außenluft großflächig umspült sind, wird über sie die ölwärme zum größten Teil an die Luft abgeführt, so daß sich das öl — und damit das ganze Planetengetriebe — auch bei schwerem Dauerbetrieb erheblich weniger erwärmt als bei bisher bekannten Kettenradantrieben. Dies hat den weiteren Vorteil, daß bei im übrigen Bleichem

Energieverbrauch mehr Leistung für den Antrieb der Kette zur Verfügung steht.

Das Prinzip, das aus einem Zahneingriff herausgequetschte öl in einem Hohlraum aufzufangen und bei Querschnittserweiterung unter Ausnutzung der Fliehkraft an eine bestimmte Stelle zu leiten, ist an sich bekannt (US-PS 25 83 317). Ebenso bekannt sind ölrückführungskanäle.

In manchen Fällen läßt es der Aufbau des Planetengetriebes nicht zu, daß dem inneren Zentralrad zugewendete Ende der Abtriebswelle so dicht an das Zentralrad heranzuführen, wie es zum Auffangen des aus der Verzahnung von Zentralrad und Planetenrädern heraustretenden Öles wünschenswert ist Es ist daher insbesondere für diesen Fall vorgesehen, den Hohlraum der Abtriebswelle an deren dem Zentralrad zugewendeten Ende mit einem an der Abtriebswelle befestigten Staurohr zu verlängern. Aus der US-PS 25 83 317 ist es bekannt, den gesamten Hohlraum aus einem gesonderten Rohr zu bilden (zu Anspruch 2).

Im Hinblick auf einen möglichst niedrigen ölstand im Getriebe und zwecks Verminderung von Planschverlusten ist die z.T. bekannte Ausgestaltung nach Anspruch 3 vorgesehen. Das auf der Antriebsseite auf dem Zahneingriff von Zentralrad und Planetenrädern herausgequetschte öl wird in dem Ringraum aufgefangen und, ebenfalls zwangsweise, durch die radialen öffnungen aus dem Ringraum heraus den Planetenrädern zugeführt, wozu in bekannter Weise (DE-GM 19 85 822) die Achsen der Planetenräder zur Antriebsseite hin verlängert und als Fangschalen zum Auffangen des durch die radialen öffnungen aus dem Ringraum des Lagerzapfens der Ablriebsweüe heraustretenden öls ausgebildet sind. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß die Planetenlager beim Eintauchen in den ölsumpf J5 nicht ausreichend mit öl versorgt werden.

Die durch die Erfindung erreichte zwangsweise ölumwälzung ist besonders wirkungsvoll, weil zum einen die umgewälzte und dem Kühlkreislauf zugeführte ölmenge drehzahlabhängig ist und infolgedessen bei hoher Drehzahl entsprechend viel öl aus dem ölsumpf abgezogen wird, so daß die Planschverluste gesenkt werden, und weil zum anderen das aus dem ölsumpf geschöpfte öl erheblich kühler als das aus den Zahneingriffen austretende Quetschöl ist.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung im Querschnitt durch einen Kettenradantrieb dargestellt, und zwar parallel zu dessen Achse.

An dem Fahrgestell eines nicht dargestellten Kettenfahrzeugs ist in an sich bekannter Weise ein Tragzapfen 1 mit Schrauben 2 befestigt Auf der Innenseite des Tragzapfens 1 ist die Verzahnung 3 für das äußere Zentralrad eines in dem Tragzapfen in bekannter Weise angeordneten Planetengetriebes angeordnet und mit dem Tragzapfen 1 einstückig ausgebildet, so daß der Tragzapfen 1 selbst das äußere Zentralrad bildet. In dem Tragzapfen 1 ist die Abtriebswelle 5 für das Kettenrad 4 auf der Abtriebsseite mit einem Wälzlager 6 und auf der Antriebsseite über einen Lagerzapfen 7 mit Wälzlagern 8 und 9 gelagert. Das Kettenrad 4 ist in üblicher Weise eo mit Schrauben 10 an der Kettenradnabe 38 befestigt, die über eine zur Abtriebswelle 5 parallele Verzahnung, die zugleich die Rückführungskanäle 29 bildet, mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist

Der Planetensteg 11 trägt eine Außenverzahnung 12, die neben einer Verzahnung 13 der Abtriebswelle 5 in die Innenverzahnung eines Kupplungsringes 14 eingreift Der koaxiale Hohlraum 15 der Abtriebswelle 5 ist an ihrem freien Ende 21 offen und zum inneren Zentralrad 16 hin bis dicht an dieses herangeführt, wobei der Teil des Hohlraumes 15 der Abtriebswelle 5 auf der Seite des inneren Zentralrades 16 durch ein an der Abtriebswelle 5 befestigtes Staurohr I7 gebildet ist Der Hohlraum 15 ist von dem inneren Zentralrad 16 aus zum freien Ende 21 der Abtriebswelle 5 hin venturirohrartig auf einem geringen Teil 18 seiner Länge 19 zunächst konisch verengt und von der engsten Stelle 20 aus bis zum Ende 21 der Abtriebswelle 5 hin konisch erweitert Der Durchmesser 22 des Hohlraums 15 ist an seinem dem inneren Zentralrad 16 zugewendeten Ende größer als der Kopfkreisdurchmesser 23 de\ Verzahnung des inneren Zentralrades 16, so daß di-3 von den Planetenrädern 24 aus dem ölsumpf 25 geschöpfte öl, das auf der Abtriebsseite des inneren Zentralrades 16 aus der Verzahnung des inneren Zentralrades 16 und der PIar,etenräder 24 in Pfeilrichtung 40 aus der Verzahnung heraus in den Hohlraum 15 gequetscht und durch diesen gegen die Innenseite des abtriebsseitigen Getriebedeckels 26 gefördert wird. In dem Getriebedekkel 26 sind ölrückführungskanäle 28 angeordnet durch die im Zusammenwirken mit auf dem Umfang der Abtriebswelle 5 angeordneten Rückführungskanälen 19 das öl in den Öisumpf 25 zurückgeführt wird, wobei es das Wälzlager 6 durchströmt Die Rückführungskanäle

29 sind durch eine Verzahnung gebildet die das Kettenrad 4 mit der Abtriebswelle 5 verbindet und zum Zwecke des öldurchflusses mit größerem Kopfspiel ausgebildet ist Zum Befestigen des Getriebedeckels 26 und zum axialen Fixieren der Kettenradnabe 38 auf der Abtriebswelle 5 sind im Innern des Hohlraums 15 Rippen 27 angeordnet Das öl gibt seine Wärme über den Getriebedeckel 26, die mit der Abtriebswelle 5 verbundene Kettenradnabe 38 und das Kettenrad 4 an die Außenluft ab. Zwischen dem inneren Zentralrad 16 und dem Wälzlager 8 des Lagerzapfens 7 der Abtriebswelle 5 ist in dem Lagerzapfen 7 ein Ringraum

30 ausgebildet Von der Innenseite dieses Ringraumes 30 führen radiale öffnungen 31 nach außen, so daß das auf der Antriebsseite aus der Verzahnung des inneren Zentralrades 16 mit den Planetenrädern 24 in Pfeilrichtung 32 in den Ringraum 30 gequetschte Öl in den Spalt 33 zwischen der Tragzapfenlager-Abstützung 34 und den hohlen Planetenachsen 35 fließt und hier von Fangsciiaten 36 aufgefangen wird, die von antriebsseitig an den Planetenachsen 35 angeordneten Verlängerungen gebildet sind. Das von den Fangschalen 36 aufgefangene öl fließt durch Öffnungen 37 in die Lager 39 der Planetenräder 24 und gelangt beim Umlauf der Planetenräder in den ölsumpf 25 zurück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

I Patentansprüche:

1. Schmierung für ein Planetengetriebe, das in einem am Fahrgestell eines Kettenfahrzeugs befestigten Tragzapfen angeordnet ist und dessen inneres Zentralrad über ein Lenkgetriebe von einem Antriebsmotor antreibbar und dessen äußeres Zentralrad im Innern des Tragzapfens mit diesem fest verbunden ist und bei dem der die Planetenräder tragende Planetensteg an einer zum freien Ende des Tragzapfens hin als Hohlwelle auskragenden sowie das Kettenrad tragenden Abtriebswelle angeordnet ist. und die in einen ölsumpf eintauchenden Planetenräder die Schmierung des Planetengetriebes bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (15) der Abtriebswelle (5) an deren freiem Ende (21) offen und zum inneren Zentralrad (16) hin bis dicht an dieses herangeführt ist und von hier aus zum freien Ende (21) der Abtriebswelle (5) hin venturirohrartig auf einem geringen Teft (18) seiner Länge (19) zunächst konisch verengt und von der engsten Stelle (2C) aus bis zum Ende (21) der Abtriebswelle (5) konisch erweitert ist, wobei der Durchmesser (22) des Hohlraumes (15) an seinem dem inneren Zentralrad (16) zugewendeten Ende größer als der Kopfkreisdurchmesser (23) der Verzahnung des inneren Zentralrades ist, und daß in dem Getriebedeckel (26) sowie am Umfang der Abtriebswelle (5) ölrückführungskanäle (28 bzw. 29) angeordnet sind.

2. Schmierung für ein Planetengetriebe nach Anspruch 1, cfrdarch gekennzeichnet, daß der Teil des Hohlraumes (15) der Abtriebswelle (5) auf der Seite des inneren Zentralrades (16) durch ein an dieser befestigtes Staurohr (17) gebildet ist

3. Schmierung für ein Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem antriebsseitigen Lagerzapfen (7) der Abtriebswelle (5), zwischen dem inneren Zentralrad (16) und dem Lager (8) des Lagerzapfens (7), ein Ringraum (30) ausgebildet ist, der von seiner Innenseite zu seiner Außenseite führende radiale öffnungen (31) aufweist, deren Anzahl gleich der Zahl der Planetenräder (24) ist und die über den Umfang des Ringraumes (30) in gleicher Kreisteilung wie die Planetenräder angeordnet sind, und daß die Achsen (35) der Planetenräder (24) antriebsseitig mit Verlängerungen (36) als Fangschalen für das durch die radialen öffnungen (31) des Ringraumes (30) austretende Öl ausgebildet sind. '