DE3151554C2

DE3151554C2 - Schmiervorrichtung für Getriebelager

Info

Publication number: DE3151554C2
Application number: DE19813151554
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing.(grad.) 6710 Frankenthal-Pfalz Fickelscher
Original assignee: Balcke Duerr AG
Current assignee: Halberg Maschinenbau GmbH
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3151554A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Getriebe, welches mit einem Wellenzapfen in Verbindung steht, wobei den Lagern des Getriebes und/oder des Wellenzapfens mittels einer Pumpe Schmiermittel zuführbar ist. Bei einer derartigen Vorrichtung bestehen besondere Anforderungen im Hinblick auf eine hinreichende Schmiermittelversorgung, wobei im Falle einer externen Anordnung der Schmiermittelpumpe und notwendiger Leitungen die Anforderungen zur Verringerung der Brandgefahr und zur Erdbebensicherheit bisher einen hohen Aufwand erforderten. Ferner weisen die bekannten Vorrichtungen der genannten Art eine vergleichsweise hohe Bauhöhe auf. Zur Lösung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auf dem Wellenzapfen ein Spurkörper angeordnet ist, welchem ein Lagerträger eines Gehäuses zugeordnet ist, und daß auf dem Wellenzapfen der Rotor der Pumpe zur Versorgung wenigstens eines Lagers mit Schmiermittel angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiervorrichtung für Getriebelager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-AS 12 38 346 ist ein zweigängiges Umlaufräder-Gruppengetriebe beschrieben, dessen Schmiervorrichtung für Getriebelager eine von der Abtriebswelle angetriebene Schmiermiuelpumpe aufweist. In einem Gehäuse sind Leitungen vorhanden, durch welche das Schmiermittel bzw. Ol zu den Getriebelagcrn gefördert wird. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorhanden, welcher über Leitungen öl der genannten Pumpe oder auch Druckluft zuführbar ist. Die Schmiermiuelpumpe erfordert besondere Bauteile, die in geeigneter Weise einerseits mit der Abtriebswelle und andererseits mil dem Gehäuse bei einem entsprechenden konstruktiven Aufwand verbunden sein müssen.

Ferner ist in der DE-OS 26 48 600 eine Schmiervorrichtung eines epizyklischen Getriebes beschrieben, bei welchem eine separate Schmiermittelpumpe in einer zentralen Aussparung eines Trägers angeordnet und dort mittels einer Membran befestigt ist Diese Schmiermittelpumpe ist als eine komplette Baueinheit ausgebildet wodurch ein entsprechender Aufwand bei der Herstellung bedingt ist Die Aussparung in dem Träger für die Schmiermittelpumpe erfordert einen zusätzlichen Platzbedarf.

Schließlich ist in dem DE-GM 19 71 856 ein vertikal ausgerichteter Getriebemotor bekannt welcher innerhalb eines Gehäuses eine Schmiermittelpumpe aufweist Die Schmiermittelpumpe ist am Boden des Gehäuses angeordnet und sie ist über eine Hohlwelle und weitere Bauteile mit einer Zwischenwelle des Getriebes verbunden. Es sind eine Vielzahl von zusätzlichen Bauteilen mit einem entsprechenden PIaU- und Gewichtsbedarf erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung für Getriebelager der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß mit einem geringen Aufwand der Gewichts- und Platzbedarf im Hinblick auf die Schmiermittelpumpe verringert werden kann, wobei auch eine hohe Funktionssicherheit erreicht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk male vorgeschlagen.

Bei der vorgeschlagenen Schmiervorrichtung dient ein mit der Abtriebswelle drehfest verbundener Lagerkörper als Rotor der Schmiermittelpumpe, so daß inso-)» weit keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Abtriebswelle kann ohne Schwierigkeiten das Schmiermittel durch den konisch verjüngten Ringspalt zwischen Standrohr und unterem Ende des Lagerkörpers zugeführt werden und über eine Bohrung im Lagerkörper zu den gehäusefesten Leitungen gefördert werden. Es wird eine besonders einfache Konstruktion erreicht, da der Rotor der Schmiermittelpumpe in den Lagerkörper integriert ist und keine zusätzlichen Bauteile und Verbindungseleincnte für den Pumpenrotor erforderlich sind. Der so wieso bei dem Getriebe vorhandene Lagerkörper wird durch Einbringung einer oder auch mehrerer Bohrungen als Rotor für die Schmiermittelpumpe ausgebildet. Die Zuführung von Schmiermitteln zur Schmiermittelpumpe erfolgt in besonders einfacher Weise durch den Ringspalt, ohne daß hierfür besondere Leitungen erforderlich sind. Das Standrohr umgibt die Abtriebswelle, so daß der untere Bereich des Gehäuses als Sammelbehälter für das Schmiermittel ausgebildet sein kann und Reibungsverlustc in diesem Bereich vermieden werden.

In einer besonderen Ausführungsform ist der genannte Ansatz des Rotors in seinem Außenumfang als Teil einer weiteren Schmiermiuelpumpe ausgebildet, die das das Getriebe vertikal lagernde Spurlager mit Schmier· mittel versorgt. In besonders einfacher Weise und ohne eine zusätzliche Leitung wird eine direkte Versorgung des Spurlagers erreicht, wodurch eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet wird. Bei Ausbildung der weiteren Schmiermittelpumpe als Schneckenpumpe lassen bo sich deren Windungen ohne Schwierigkeiten an dem Ansatz anordnen, wobei die Fördermenge sehr leicht cnisprcchcnd den jeweiligen Bedingungen vorgegeben werden kann.

Um mit einem geringen Aufwand das Austreten von h^r> Schmiermittel aus dem Gehäuse zu unterbinden, sind in einer besonderen Ausgestaltung zwischen dem Standrohr und dem Lagerkörper bzw. der Abtriebswelle Dichtungselemente vorhanden. Zur Vermeidung von

Reibungsverlusten werden diese Dichtungselement bevorzugt als Labyrinth-Dichtung ausgebildet.

Um eine einfache Verbindung von I~agcrkörpcr und Abtriebswelle zu erhalten, ist in einer besonderen Ausführungsform der Lagerkörper mittels einer Paßfeder drehfest auf der Abtriebswelle angeordnet, welche an ihrem Ende mit einem Gewinde verseilen ist, welchem ein mit dem Lagerkörper verbundener Gewindering zugeordnet ist. Bei geringem Herstetlungs- und Materialaufwand wird eine zuverlässige und betriebssichere Verbindung zwischen Lagerkörper und Betriebswelle erreicht

Das Gehäuse weist in seinem unleren Bereich, in welchem der Lagerkörp«- und die Abtriebswelle angeordnet sind, einen wesentlich größeren Durchmesser auf als in einem oberen Bereich, in welchem sich die übrigen Getriebeteile finden. Eine gute Stabilität und Standfestigkeit wird erreicht, wobei ohne Schwierigkeiten auch das erforderliche Volumen für den Sammelbehälter des Schmiermittels vorgegeben werden kann. Das in dem Sammelbehälter befindliche Schmiermitfel weist eine derartige Füllhöhe auf, daß mit den vorgeschlagenen Pumpen das Schmiermittel ohne weitere Zuführleitungen gefördert werden kann.

Der Sammelbehälter ist in das Gehäuse integriert, wobei aufgrund der oben erläuterten Anordnung Leitungen zwischen Sammelbehälter und Pumpen nicht erforderlich sind. Es wird eine nicht unwesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit, insbesondere im Hinblick auf Erdbebensicherheit und Brandgefahr, erreicht, zumal außen liegende Leitungen für Schmiermittel bsw. öl im hohen Maße aufgrund äußerer Einwirkungen gefährdet sind. Lediglich einige Leitungen sind aus dem Gehäuse herausgeführt, wobei kurze Leitungen vorgesehen werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in einem . axialen Längsschnitt dargestellt, wobei ein Gehäuse 2 vorhanden ist, aus welchem am oberen Ende ein Wellenzapfen 4 für den Anschluß eines Antriebsmotors herausragt. Im oberen Teil des Gehäuses 2 befindet sich ein Getriebe 6, welches als ein Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei das Getriebe ein erstes Lager 8 und am unteren Ende eine zweites Lager 10 enthält. Statt des dargestellten Planetengetriebes kann auch ein Getriebe anderer Konstruktion eingesetzt werden. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform wird aber wenigstens einem der Lager 8 bzw. 10 über strichpunktiert dargestellte Leitungen 12 bzw. 14 Schmiermittel, insbesondere öl, unter Druck zugeführt. In einer alternativen Ausführungsform können die Leitungen 12, 14 auch innerhalb des Gehäuses verlaufen, wodurch die Sicherheit noch erhöht werden kann. Mit dem Wellenzapfen 4 ist ein Planetenträger 16 für Planetenräder 18 verbunden, deren Zähne mit denen eines mit dem Gehäuse 2 verbundenen Hohlrades 20 in Eingriff stehen. Der PUinetenträger 16 umgibt ein Sonnenrad 22, welches in bekannter Weise von den Planctenrädern 18 anlreibbar ist. Es sei hervorgehoben, daß das Getriebe 6 ins Schnelle übersetzt, d. h. die Drehzahl der Abtriebswclle bzw. des Sonnrades 22 ist größer als die Drehzahl des Wellenzapfens 4; dies gilt unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform des Getriebes. Der Planetenträgcr 16 ist an seinem unteren Ende in dem Lagerträger 24 des erwähnten zweiten Lagers gelagert und der Planetenträger 16 ist im Bereich des unteren Endes im Inneren hohl ausgebildet. In den derart gebildeten Innenraum 26 ragt das Sonnenrad 22 bzw. die Getriebewelle teilweise hinein.

In dem unteren Teil des Gehäuses 2 befindet sich eine Abtriebswelle 28, welche von unten her in Richtung der im wesentlichen vertikalen Achse 30 durch den Gehäuseboden 32 hindurch in das Gehäuse hineinragt. Über die Abtriebswelle 28 wird die anzutreibende Maschine, insbesondere eine Speisewasserpumpe für ein Kernkraftwerk, angetrieben. Die Abtriebswelle 28 ist von einem Standrohr 34 unter einem Abstand umgeben und der somit abgetrennte untere Bereich des Gehäuses 2

ίο bildet den Sammelbehälter 36 für das Schmiermittel, dessen Füllhöhe durch die strichpunktierte Linie 38 angedeutet ist. Mit der Abtriebswelle 28 ist mittels einer Paßfeder 40 ein Lagerkörper 42 drehfest verbunden. Ferner weist die Abtriebswelle 28 am oberen Ende ein Gewinde 44 auf, welchem ein mit dem Lagerkörper 42 verbundener Gewindering 46 zugeordnet ist, so daß eine zuverlässige Befestigung in axialer Richtung gewährleistet ist. Der Lagerkörper 42 und somit die Abtriebswelle 28 sind mittels eines Spurlagers 48, welches insbe- sondere als ein Segmentlager bzw. Michel-Lager ausgebildet ist, in dem Gehäuse 2 gelagert, welches entsprechend ausgebildete untere Lagerträger 50 aufweist. Zur Aufnahme von in Richtung der Achse 30 nach oben verlaufenden Kräften stützt sich der Lagerkörper 42 in axialer Richtung auch auf dem oberen Lagerträger 24 ab. Der Lagerkörper 42 wird ferner von einem ringförmigen Lagerträger 52 zur radialen Abstützung umgeben. Der Lagerträger 52 enthält einen Ringkanal 54, in welchen im wesentlichen radial gerichtete Bohrungen

3u des Lagerkörpers 42 münden. Der Lagerkörper 42 ist somit gleichzeitig auch der Rotor 58 einer Schmiermittelpumpe, welche durch den Ringspalt das Schmiermittel aus dem Sammelbehälter 36 in eine aus dem Ringkanal 54 wegführende Leitung 62 fördert Die Leitung 62

κ führt direkt zu den oben erwähnten Leitungen 12 bzw. 14, so daß die Lager 8 bzw. 10 zuverlässig mit Schmiermittel versorgt werden. Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, daß das aus den Lagern 8 bzw. 10 austretende Schmiermittel nach unten in den Sammelbehälter 36 abfließen kann, und somit ein geschlossener Kreislauf für die Druckschmierung gewährleistet wird. Der genannte Ringkanal 54 befindet sich grundsätzlich in einem Ringkörper 64, welcher den Rotor 58 der Schmiermittelpumpe umgibt, wobei in der dargestellten Ausführungsform der Ringkörper in den Lagerträger 52 integriert ist. Mit anderen Worten, die Schmiermittelpumpe ist Bestandteil des Lagerkörpers bzw. des Lagerträgers, so daß durch die Integration eine kompakte und zuverlässige Vorrichtung geschaffen ist. Der Lagerkörper 42

V) enthält an seinem unteren Ende einen Ansatz 66, welcher das Standrohr 34 unter Bildung des genannten Ringspaltes 60 umgibt. Die Innenfläche 68 des genannten Ansatzes 66 verjüngt sich nach unten hin konisch. Zur Abdichtung sind am oberen Ende des Standrohres 34 Dichtungselemente 70 vorgesehen, welche vorteilhaft eine Labyrinthdichtung bilden. Die mittels der Linie 38 angedeutete Füllhöhe des Schmiermittels befindet sich unterhalb der genannten Dichtungselemente 70. Es ist ersichtlich, daß je nach Anzahl und Durchmesser der genannten Bohrungen 56 die Fördermenge des Schmiermittels in weiten Grenzen beeinflußbar ist.

Ferner ist mit dem Lagerkörper 42 der Rotor 72 einer weiteren Pumpe zur Förderung von Schmiermittel verbuntlen, wobei der genannte Rotor 72 aus dem Ansatz

b'i 66 mit Windungen 74 an der Außenfläche besteht. Der Rotor 72 ist in einem vorgegebenen Abstand von Teilen des Lagerlrägers 50 umgeben, so daß in einfacher Weise eine SchneckenDumDe ceschaffen ist. Mittels der derart

ausgebildeten Pumpe wird Schmiermittel aus dem Sammelbehälter 36 unter Druck zu dem unteren Spurlager 48 gefördert. Durch geeignete Dimensionsierung, insbesondere der Windung 74, läßt sich die Fördermenge an die jeweiligen Bedingungen anpassen. ι

Das Getriebe 6 bzw. die als Sonnenrad 22 ausgebildete Getriebewelle ist über eine Kupplung 76 mit dem Lagerkörper 42 und somit mit der Abtriebswellc 28 drehfest verbunden. Die Kupplung 76 ist bevorzugt als eine Zahnkupplung ausgebildet, wobei eine Kupplungs- κι hülse 78 im wesentlichen in dem genannten Innenraum 26 des Planetenträgers 18 angeordnet ist. An dem unteren Ende des Sonnenrades 22 und auch an dem oberen Ende des Lagerkörpers 42 befinden sich geeignete Verzahnungen, welche mit den zugeordneten Ver/.ahniin- \^r> gen der Kupplungshiil.sc 78 in Eingriff sind, so daß eine zuverlässige Verbindung zwischen Getriebewelle bzw. Sonnenrad 22 und der Abtriebswellc 28 hergestellt ist. Diese Verbindung läßt sich bei der Montage oder zu Wartungszwecken herstellen bzw. lösen. Die Kupplung > <i 76 ist in Bauteile des Getriebes und des Lagerkörpers integriert, so daß keine zusätzliche Bauhöhc bcnötigl wird.

Schmiervorrichtung und Gelriebe sind in einem Gehäuse 2 angeordnet, dessen unterer Teil 80 einen ver- i*> gleichsweise großen Durchmesser bzw. eine vergleichsweise große Ausdehnung senkrecht zur Achse 30 aufweist, so daß auch Stabilität und Standsicherheit erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schmiervorrichtung für Getriebciager, insbesondere bei Planetengetrieben, mit einer von der Abtriebswelle angetriebenen Schmiermittelpumpe, von der das Schmiermittel über gehäusefeste Leitungen zu den Getriebelagcrn gelangt, wobei über die Abtriebswelle eine weitere ölführende Leitung mit öl versorgt wird, das weiteren Gelriebeteilen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (28) vertikal ausgerichtet ist und drehfest einen als Rotor (58) der Schmiermittelpumpe dienenden Lagerkörper (42) trägt, dessen unteres Ende (Ansatz 66) mit einem die Antriebswelle (28) umgebenden Standrohr (34) einen konisch verjüngten Ringspalt (60) bildet, von dem das Schmiermittel über eine Bohrung (5S) im Lagerkörper (42) zu den gehäusefesten Leitungen geführt wird.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (66) des Rotors (58) an seinem Außenumfang als Teil einer weiteren Schmiermittelpumpe, bevorzugt als Schneckenpumpe ausgebildet ist, die das das Getriebe vertikal lagernde Spurlager mit Schmiermittel versorgt.

3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (66) des Rotors (58) von einem Lagerträger (50)des Spurlagers umgeben ist

4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Standrohr (34) und dem Lagerkörper (42) bzw. der Abtriebswelle (28) Dichtungselcmcnte (70) angeordnet sind, welche bevorzugt als Labyrinth-Dichtungen ausgebildet sind.

5. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (56) zwischen zwei axial beabstandctcn Lagerflächen des Lagerkörpers (42) angeordnet und im wesentlichen radial gerichtet ist.

6. Schmiervorrichtung nsich einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (56) in einen gehäusefesten Ringkanal (54) mündet, an welchem die gehäusefcsien Leitungen (62) angeschlossen sind.