DE3422043A1

DE3422043A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE3422043A1
Application number: DE19843422043
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 6393 Wehrheim Schreiber
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1985-12-19
Also published as: FR2566085A1; GB2160291A; GB8514941D0; GB2160291B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenträger, der mindestens ein Planetenrad aufweist, und mit einem als Hohlrad ausgebildeten äußeren Gehäuse, wobei der Planetenträger feststeht und das Hohlrad rotiert.

Ein derart gattungsgemäßes Planetengetriebe ist aus der DE-AS 10 72 485 bekannt. Hierbei ist eine Antriebsachse für schwere Kraftfahrzeuge oder dergl. beschrieben, wobei am Hohlrad des Planetengetriebes die Nabe bzw. das Rad des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Das Planetengetriebe weist einen geschlossenen Planetenträger auf, der drehfest mit einem Gelenkgehäuse des Fahrwerks verbunden ist, d. h. durch ihn ist das gesamte Planetengetriebe und hier auch das Rad gelagert. Ein Sonnenrad wird von einer Antriebswelle, welche durch den Planetenträger hindurchgeführt ist, angetrieben, während der Abtrieb durch das direkt an dem äußeren Gehäuse befestigte Rad des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung eines Planetengetriebes ist nichts über eine besondere Schmiermittelversorgung oder eine Kühlung erwähnt. Die durch das Planetengetriebe erzeugte Wärme wird über das äußere Gehäuse direkt an die Umgebung abgegeben.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Planetengetriebe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Schmiermitteldruckversorgung in das Planetengetriebe integriert ist. Dabei soll im weiteren noch eine genügende Kühlung des Planetengetriebes gewährleistet werden. Der besondere Verwendungszweck als Propellergetriebe in einem Flugzeug setzt zudem voraus, daß alle Anlagenteile der Schmiermittelversorgung, außer vielleicht einem separaten Schmiermitteltank und einem Schmiermittelkühler, innerhalb des Planetengetriebes zu integrieren sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist in dem PIanetengetriebe eine Schmiermittelpumpe vorgesehen, welche insbesondere auf der Hauptachse des Planetengetriebes in einem Zwischenraum zwischen Sonnenrad und Planetenträger angeordnet ist. Als Schmier- und/oder Kühlmittel wird in den meisten Anwendungsfällen handelsübliches Schmieröl bzw. Getriebeöl, das von einem ölkühler auf die höchstzulässige Betriebstemperatur abgekühlt wird, sinnvoll verwendet.

Durch diese Ausgestaltung des Planetengetriebes ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Schmiermittelpumpe direkt mit dem Sonnenrad anzutreiben. Eine zusätzliche Antriebsanordnung einer separat angeordneten Schmiermittelpumpe entfällt somit vollkommen. Außerdem sind die Schmiermittelkanäle zu den Verbraucherstellen besonders kurz und daher leicht und billig herzustellen. Das Planetengetriebe bildet eine vollkommen autarke Einheit, die zu ihrer Versorgung lediglich den separaten Tank für das Schmiermittel sowie den Schmiermittelkühler benötigt.

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In den Unteransprüchen 2 bis 4 sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Schmiermittelpumpe sowie deren Anordnung beschrieben. Das Gehäuse der Schmiermittelpumpe kann dabei insbesondere an den Planetenträger geschraubt sein, während der Rotor der Schmiermittelpumpe von dem Sonnenrad direkt angetrieben wird.

Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch vorteilhaft, den Planetenträger unmittelbar als Gehäuse der Schmiermittelpumpe auszubilden. Da der Rotor der Schmiermittelpumpe von dem Sonnenrad mit einer annähernd konstanten Drehzahl angetrieben wird, bietet sich die Verwendung einer Kreiselpumpe, welche als Radial- oder Zentrifugalpumpe ausgeführt sein kann, oder einer Zahnradpumpe an. Ebenfalls aber mit Einschränkungen wären axiale oder halbaxiale Pumpen für diese Aufgabe geeignet.

In der weiteren Ausgestaltung des Schmiermittelkreislaufs ist eine Schmiermittelpumpe in Tandembauweise beschrieben.

Die Schmiermittelführung erfolgt dabei gemäß den Unteransprüchen 5 bis 8, wobei die Schmiermittelzuführung zu den Schmierstellen bzw. Kühlstellen durch gegossene Kanäle bzw. auch durch Bohrungen im Planetenträger vorgesehen ist. Gerade bei dieser Ausbildung ist sichergestellt, daß das Planetengetriebe autark arbeiten kann, da das Schmiermittel selbsttätig aus dem separat angeordneten Tank angesaugt und auch wieder zurückgefördert wird.

Die Ausbildung des Planetengetriebes nach den Ansprüchen bis 11 begünstigen die Verwendung des Getriebes als Propellerantrieb in einem Flugzeug. Der Propeller ist dabei

in der Flugzeugrumpfmitte an dem äußeren Gehäuse des Planetengetriebes in Form eines Mantelstromantriebs angeordnet. Dabei ergibt sich die Forderung nach dem Antrieb des 35

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Propellers von der einen Seite des Planetengetriebes her und die Lagerung des gesamten Getriebekomplexes im Flugzeugrumpf auf der gegenüberliegenden Seite des Planetengetriebes. Die Antriebswelle des Sonnenrads, welche gleichzeitig die Abtriebswelle der antreibenden Gasturbine ist, befindet sich zumeist in Flugrichtung gesehen vor dem Propellerantrieb. Sinnvollerweise sind dann die Anschlüsse für den Schmiermittelkreislauf ebenfalls auf der Antriebsseite des Planetengetriebes anzuordnen.

Das Anwendungsgebiet eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes bleibt jedoch nicht nur auf Propellerantriebe mit in der Mitte des Flugzeugrumpfes angeordneten Propellern beschränkt, sondern erstreckt sich ebenso auf alle gängigen Turbopropantriebe bei Flugzeugen überhaupt und ist im weiteren noch für viele Aufgabenbereiche denkbar, bei denen ein autarkes Planetengetriebe mit rotierendem äußeren Gehäuse gefordert ist.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird auf das ausgewählte Ausführungsbeispiel in den Figuren hingewiesen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schmiermittelkreislauf eines erfindungsgemä-Ben Planetengetriebes;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes PIa-. netengetriebe.

In Fig. 1 ist der Schmiermittelkreislauf eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes dargestellt. Das Planetengetriebe verfügt dabei im wesentlichen über zwei Schmiermittelanschlüsse, nämlich den Zufluß 1 und den Abfluß 2. Außerhalb des Planetengetriebes ist ein Tank 3 für das Schmiermittel und ein Schmiermittelkühler 4 angeordnet. Das 35

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Schmiermittel wird von der innerhalb des Planetengetriebes befindlichen Schmiermittelpumpe 5, welche zwei getrennte Fluten 6 und 7 aufweist, durch die ansaugende Flut 6 aus dem Tank 3 angesaugt. Die Flut 6 der Schmiermittelpumpe drückt den Förderstrom des Schmiermittels über einen Filter 8 zu den diversen Verbraucherstellen 9 in dem Planetengetriebe. Parallel dazu ist ein Druckhalteventil 10 geschaltet, das den Schmiermitteldruck auf einen höchstzulässigen Wert begrenzt. Hinter der Abzweigung für das Druckhalteventil 10 können noch weitere Abzweigleitungen 22 für externe Schmiermittelverwendungen angeschlossen werden, solange diese keine Verbrauchercharakteristik aufweisen. Das gesamte Schmiermittel sammelt sich, nachdem es an den Verbraucherstellen 9 bzw. an dem Druckhalteventil 10 vorbeigelaufen ist, am äußeren Gehäuse des Planetengetriebes. Dort wird es von einem Schnorchel 11, der an die Saugseite der Flut 7 der Schmiermittelpumpe 5 angeschlossen ist, aufgesaugt und zum Abfluß 2 des Planetengetriebes gedrückt. Von dort wird der Kreislauf des Schmiermittels über einen weiteren Filter 8 und den Schmiermittelkühler 4 zurück zum Tank geschlossen.

Die beiden voneinander unabhängigen Förderströme der beiden Fluten 6 und 7 der Schmiermittelpumpe 5 stellen sieher, daß stets - bei genügend großer Schmiermittelmenge im Tank 3 - alle Verbraucherstellen 9 mit Schmiermittel versorgt werden, sowie das gesamte sich am äußeren Gehäuse sammelnde Schmiermittel tatsächlich abgesaugt und über einen Kühler 4 geleitet wird. Als Schmiermittel und Kühlmittel eignet sich vor allem handelsübliches Motor- oder Getriebeöl .

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Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe mit einer zweiflutigen Schmiermittelpumpe 5. Der Planetenträger 12 ist auf einer ortsfesten, zentralen Achse 13 gelagert. Diese Achse 13 ist eine Ausbildung eines Fundamentes bzw. auch eines Flugzeugrumpfes. An dem Planetenträger 12 sind im weiteren Planetenräder über entsprechende Lager drehbar befestigt. Im vorliegenden Planetengetriebe sind drei Planetenräder vorgesehen. In der Mitte des Planetengetriebes befindet sich ein Sonnenrad 15, welches von einer auf der gegenüber liegenden Seite der Achse 13 gelegenen Antriebswelle 16 angetrieben wird. Der Planetenträger 12, der aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, greift dabei zylinderförmig um das Sonnenrad 15 herum. Die Pumpe 5 ist auf der Hauptachse des Planetengetriebes an den Planetenträger 12 zwischen den Planetenträger 12 und dem Sonnenrad 15 angeschraubt. Der Antrieb der Pumpe 5 erfolgt dabei über einen koaxialen Wellenstummel 21 direkt von dem Sonnenrad 15. Im Planetenträger 12 sind Kanäle 17 und insbesondere ein ringförmig umlaufender Kanal 24 angeordnet, welche die Schmiermittelversorgung zu und von den beiden Fluten 6, 7 der Pumpe 5 sicherstellen. Es könnten für die Schmiermittelführung auch einzeln verlaufende Rohre oder Schläuche verwendet werden. Den Plantenträger umschließend ist im weiteren noch das äußere Gehäuse 18 des Planetengetriebes vorgesehen. Mit diesem äußeren Gehäuse 18 ist ein Hohlrad 19, das mit den Planetenrädern 14 im Eingriff steht, ortsfest verbunden, wobei das äußere Gehäuse 18 sowohl auf der Antriebsseite des Planetengetriebes durch ein Radiallager 23, als auch auf der gegenüber liegenden Seite durch ein Axial- und Radiallager, welches hier nicht dargestellt ist, gelagert ist. Dabei soll der Flugzeugpropeller direkt an dem äußeren Gehäuse 18 angeschraubt sein.

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Eine Lagerung von dem planetenträger 12 auf der Antriebswelle 16 kann für manche Anwendungszwecke ebenfalls vorteilhaft sein. In diesem Fall wird die gesamte Last von der Antriebswelle 16 getragen. Durch diese Ausführungsform werden bei Flugzeugen vor allem die freistehenden Propelleranordnungen ermöglicht.

Die Schmiermittelpumpe 5 saugt über ihre Flut 6 und den Kanal 17 von dem Zufluß 1 das Schmiermittel an und drückt es beispielsweise zu den Lagern der Planetenräder 14 oder auch zum Radiallager 23 des äußeren Gehäuses 18. Dabei sind alle Kanäle 17 einschließlich des Ringkanals 18 in dem Planetenträger 12 vorgesehen. Zur Kühlung des Planetengetriebes wird das Schmiermittel beispielsweise auch über Bohrungen 20 direkt auf das Sonnenrad 15 gespritzt. Danach sammelt sich das Schmiermittel am Umfang des äußeren Gehäuses 18. Dort ist ein Schnorchel 11 angeordnet, der mit der Saugseite der Flut 7 der Pumpe 5 verbunden ist. Die Flut 7 saugt durch diesen Schnorchel 11 das Schmiermittel auf und drückt es über entsprechende Kanäle des Planetenträgers 12 aus dem Planetengetriebe heraus und über einen hier nicht näher gezeigten Kühler 4 in den Tank 3.

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- Leerseite

Claims

5000 Köln 80, den 12. Juni 1984 D 84/35 AE-ZPB Ha/B Patentansprüche

1. Planetengetriebe mit einem Sonnenrad (15)/ mit einem Planetenträger (12), der mindestens ein Planetenrad (14) aufweist, und mit einem als Hohlrad (19) ausgebildeten äußeren Gehäuse (18), wobei der Planetenträger (12) feststeht und das Hohlrad (19) rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmiermittelpumpe (5) innerhalb des Planetengetriebes in einem Zwischenraum zwischen dem Planetenträger (12) und dem Sonnenrad (15) angeordnet ist.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Schmiermittelpumpe (5), welche koaxial zum Sonnenrad (15) angeordnet ist, ortsfest mit dem Planetenträger (12), beispielsweise durch Verschraubung, verbunden ist und daß die Schmiermittelpumpe (5) vom Sonnenrad (15) über einen koaxialen Wellenstummel (16) antreibbar ist.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelpumpe (5) als Kreiselpumpe oder Zahnradpumpe ausgebildet ist.

4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelpumpe (5) zweiflutig fördernd ausgebildet ist.

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5. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelpumpe (5) an ein Trockensumpfschmierungssystem anschließbar ist, bei dem ein außerhalb des Planetengetriebes angeordneter Tank (3) vorgesehen ist.

6. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schmiermittelpumpe (5) geförderte Schmiermittel, beispielsweise öl, zur Schmierung und auch Kühlung des Planetengetriebes verwendbar ist, wobei das Schmiermittel von einem separaten Schmiermittelkühler (4) abkühlbar ist.

7. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Förderstrom der Schmiermittelpumpe (5) von dem separaten Tank (3) über Saugleitungen zur Schmiermittelpumpe (5) und über Druckleitungen zu den Schmier- bzw. Kühlstellen des Planetengetriebes förderbar ist und daß der andere Förderstrom der Schmiermittelpumpe vom äußeren Gehäuse (18) über einen Schnorchel (11) zur Schmiermittelpumpe (5) und über Druckleitungen zum separaten Schmiermittelkühler (4) sowie zum Tank (3) förderbar ist.

8. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schmiermittelpumpe (5) verbundenen Saug- bzw. Druckleitungen, insbesondere auch ein ringförmig umlaufender Kanal (24), als Bohrungen oder, gegossene Kanäle im Planetenträger (12) vorgesehen sind.

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9. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (12) auf der der Antriebsseite des Sonnenrades (15) gegenüberliegend angeordneten Seite von einer ortsfesten, zentrischen Achse (13) gelagert ist, wobei das Sonnenrad (15) selbst zusammen mit der antreibenden Welle (16) fliegend im Planetengetriebe gelagert ist.

10. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelzu- und/oder Schmiermittelabführungen (1, 2) auf der Antriebsseite des Planetengetriebes an dem Planetenträger (12) angeschlossen sind.

11. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hohlrad (19) bzw. dem äußeren Gehäuse (18) des Planetengetriebes ein Propeller eines Flugzeuges verbunden ist und daß das Sonnenrad (15) von einer Gasturbine antreibbar ist.