DE4132780A1 - Zahnradgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Insbesondere bei stark belasteten, in die Höhe bauenden Zahn­ radgetrieben, bei denen nur ein Teil der Zahnräder und insbe­ sondere nur relativ langsam rotierende Räder in den Ölsumpf im unteren Gehäuseteil eintauchen, reichen entstehender Ölnebel und von den in den Ölsumpf eintauchenden Zahnrädern mitgenomme­ nes, zu den oberhalb des Ölsumpfes liegenden Schmierstellen ge­ langendes Spritzöl nicht aus, um deren zuverlässige Schmierung sicherstellen zu können. Daher war es bisher üblich, solche Ge­ triebe mit einer Ölpumpe zur Ölversorgung der über dem Ölsumpf liegenden Schmierstellen auszustatten, was beträchtlich erhöh­ ten baulichen und insbesondere auch Kostenaufwand bedeutete.

Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, für derartige Zahnradgetriebe eine einfache, wenig aufwendige und ohne Ölpum­ pe auskommende Schmiermöglichkeit für die oberhalb des Ölsump­ fes sitzenden Schmierstellen bereitzustellen. Die Aufgabe wird bei einem Zahnradgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das von dem in den Ölsumpf des Getriebegehäuses eintauchenden Zahnkranz des unteren Zahnrades mitgeschleppte Schmieröl wird im Eingangsabschnitt des Kämmbereichs der beiden Zahnräder beim Eingreifen der Zähne des unteren Zahnrades in die Zahnung des oberen Zahnrades aus den Zahnlücken des unteren Zahnrades ver­ drängt und im wesentlichen seitlich aus den Zahnlücken gepreßt. Durch die in diesem Bereich unterhalb des am Zusammenlauf der Zahnräder gebildeten Einlaufzwickels auf einer Seite der Zahn­ räder vorgesehene, bis an die Stirnfläche wenigstens eines der ineinander kämmenden Zahnräder herangeführte erfindungsgemäße Ölsammelwanne wird der dort austretende Teil des vom untenlie­ genden Zahnrad mitgeführten Öls aufgefangen und kann auf unter­ schiedliche Weise zur Versorgung oberhalb des Ölsumpfes ange­ ordneter Schmierstellen des Getriebes verwendet werden.

Die Ölsammelwanne kann beispielsweise ihrerseits Ölsumpf für ein neben dem oberen Zahnrad auf derselben Welle sitzendes zweites Zahnrad sein, das seinerseits das untere Zahnrad einer weiteren Getriebestufe ist. Die Ölsammelwanne kann, ggf. zu­ sätzlich, als Verteiler zur Versorgung unter ihr liegender, beispielsweise mit diesen durch Verteilerleitungen verbundener Schmierstellen mit Öl dienen und kann ebenso Ölsumpf für den sich seitlich an das obere Zahnrad anschließenden, in den Ölsumpf eintauchenden Wellenabschnitt sein. In Weiterbildung der Erfindung kann im letzteren Fall ein zusätzlicher der Ver­ sorgung von Schmierstellen dienender Ölsammelraum dadurch mit Öl beschickt werden, daß in Wellendrehrichtung gesehen auf der Abseite der Welle eine Abstreifzunge vorgesehen wird, die bis dicht vor die Wellenoberfläche oder bis zum Anliegen an der Wellenoberfläche an diese herangeführt ist. Der zur Aufnahme des von der Abstreifzunge abgestreiften Öls vorgesehe Ölsam­ melraum ist etwa in Höhe der Abstreifzunge vorgesehen. Durch Verteilerkanäle kann das Öl zu den Schmierstellen geleitet werden.

Die Ölsammelwanne kann zur Stirnfläche des unteren Zahnrades hin offen und durch den Spalt zwischen Wanne und Stirnfläche abgedichtet oder durch eine Seitenwand abgeschlossen sein. Im letzteren Fall ist die obere Begrenzung der der Stirnfläche des unteren Zahnrads zugekehrten Abschlußwand der Ölsammelwanne bevorzugt so ausgeschnitten, daß sie mindestens den Kopfkreis des oberen Zahnrades ausspart. Als vorteilhaft hat sich in manchen Fällen erwiesen, wenn das obere Zahnrad des Zahnrad­ paares zur Ölsammelwanne hin über das untere Zahnrad, ggf. über dessen Zahnkranz, vorsteht und die Ölsammelwanne bis dicht an die zugekehrte Stirnfläche des jeweils unteren Zahnrads heran­ geführt wird und den Überstand des oberen Zahnrads nach unten abdeckt.

Das Sammeln des in dem durch die zusammenlaufenden Verzahnungen gebildeten Zwickel ausgepreßten Öls kann vorteilhaft dadurch erleichtert werden, daß die Achse des jeweils oben liegenden Zahnrads der ineinander kämmenden Zahnräder in Kämmrichtung des jeweils untenliegenden Zahnrades aus der Vertikalen zur Achse des untenliegenden Zahnrads versetzt ist. Bevorzugt erfolgt der seitliche Versatz soweit, daß die Kerbe des jeweils zwiachen den beiden ineinander kämmenden Zahnrädern gebildeten Einlauf­ zwickels unterhalb des Scheitelpunktes des untenliegenden Zahn­ rades liegt und sich so eine Art Sammelmulde bildet.

Anhand des in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 beispielsweise Anordnung der erfindungsgemäßen Ölsam­ melwanne;

Fig. 2 Draufsicht auf ein Zahnradpaar mit erfindungsgemäßer Ölsammelwanne;

Fig. 3 Schnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes senkrecht zu den Getriebewellen und entlang III-III in Fig. 4;

Fig. 4 Schnitt des Getriebes nach der Fig. 1 entlang IV-IV in Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt in isometrischer Darstellung zwei kämmende Zahnräder 6, 7 mit in Kämmrichtung gegeneinander aus der Senk­ rechten versetzten Achsen. Der Beginn des Kämmbereichs, d. h. der Zwickel 17 liegt tiefer als der Scheitelpunkt des Kopfkrei­ ses des unteren Zahnrades 7, so daß die am Zusammenlauf gebil­ dete Kerbe eine Art Sammelmulde bildet. Das obere Zahnrad 6 hat glatte, mit der Verzahnung abschließende Seitenwände, während beim unteren Zahnrad 7 Nabe und Zahnkranz durch eine Mittelwand miteinander verbunden sind, wodurch auf beiden Seiten eine Ver­ tiefung entsteht.

Auf einer Seite der kämmenden Zahnräder ist unterhalb des Zwic­ kels 17 bzw. des Kämmbereiches der beiden Zahnräder 6, 7 eine erfindungsgemäße Ölsammelwanne 14 vorgesehen, von der aus über Leitungen 23 darunterliegende Schmierstellen mit Öl versorgt sind. Die den Zahnrädern 6, 7 zugekehrte Stirnseite der Ölsam­ melwanne 14 ist in der Darstellung geschlossen und derart ge­ formt, daß der Abschnitt, welcher der Vertiefung in der Zahn­ radstirnseite gegenüberliegt, in die Vertiefung hineinreicht. Bei entsprechender Anpassung mit geringem verbleibenden Spalt zwischen Wanne 14 und Zahnradstirnseiten kann der Spalt als Ab­ dichtung genügen, so daß hier die Abschlußwand weggelassen wer­ den kann. Die zu den Zahnrädern hin offene Ölsammelwanne kann mit Vorteil besonders bei Zahnrädern mit glatten und in einer gemeinsamen Ebene liegenden Stirnseiten angewandt werden.

Die Fig. 2 stellt eine axiale Draufsicht auf eine Getriebestufe ähnlich der in Fig. 1 dargestellten dar. Die abweichend von der in Fig. 1 dargestellten ausgebildete Ölsammelwanne ist in einer Normalebene durch die Leitung 23 geschnitten, so daß die Aus­ bildung der den Zahnrädern zugekehrten Wannenstirnwand sichtbar wird. Anders als in Fig. 1 ist die Wannenstirnwand bis dicht an die beide Verzahnungen stirnseitig begrenzende Ebene herange­ führt. Der etwa in Höhe der Kerbe dea Zwickels 17 verlaufende obere Rand der Wannenstirnwand ist auf der in der Darstellung rechten Seite derart geformt, daß er unter Bildung einer Ein­ laßöffnung 26 etwa von dem Zusammenlauf der Zahnräder 6, 7 bis zur Mitte des Kämmbereichs dem Kopfkreis des oberen Zahnrades 6 folgt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ein zweistufiges Getriebe mit dem Getriebeeingang 5 und dem Getriebeausgang 24, bei dem die über dem Ölsumpf 18 liegenden Schmierstellen durch erfindungsgemäße Einrichtungen mit Schmieröl versorgt werden. Bei beiden Getriebestufen hat das jeweils obenliegende Zahnrad 6 bzw. 8 den kleineren Durch­ messer und ist in der dargestellten Ausführung ein Ritzel. Die beiden Zahnräder 7, 9 mit dem jeweils größeren Durchmesser bil­ den die jeweils untenliegenden Zahnräder. Im Bereich des am Ort des beginnenden Zahneingriffs der zusammenlaufenden Zahnrä­ der 6, 7 bzw. 8, 9 gebildeten Einlaufzwickels 17.1 bzw. 17.2 ist jeweils auf einer Stirnseite der Zahnräder 6, 7 bzw. 8, 9 eines Zahnradpaares eine Ölsammelwanne 13 bzw. 14 zur Aufnahme des hier ausgepreßten, von den Zahnkränzen mitgeschleppten Öls vorgesehen. Beide Ritzel 6, 8 haben eine größere axiale Abmes­ sung als die zugehörigen Zahnräder 7, 8 und ragen insbesondere auf der jeweiligen Seite mit den Ölsammelwannen 13, 14 über die Stirnflächen der jeweils untenliegenden Zahnräder 7, 8 hinaus. Auf der Seite der jeweiligen Ölsammelwanne 13 bzw. 14 wird der Überstand von der benachbarten, mit ihrem oberen Rand dem Kopf­ kreis des oberen Zahnrades folgenden Begrenzungswand der Ölsam­ melwanne 13 bzw. 14 abgedeckt. Auch bei dieser Ausführung der Erfindung kann das den Zahnradstirnseiten zugekehrte Ende der Ölsammelwanne(n) 13 bzw. 14 dann offen sein, wenn die Abschluß­ kante der Wanne genügend dicht an die Zahnradstirnseiten heran­ geführt wird.

Bei beiden Zahnradpaaren 6, 7 und 8, 9 ist die Achse 2 bzw. 3 des obenliegenden Zahnrads 6 bzw. 8 der ineinander kämmenden Zahnräder 6, 7 und 8, 9 in Kämmrichtung 19 aus der Vertikalen zu der Achse 3 bzw. 4 des untenliegenden Zahnrads 7 bzw. 9 ver­ setzt. Dabei hat sich als besonders günstig eine Anordnung er­ wiesen, bei der die Achse des jeweils oberen Zahnrads 6 bzw. 8 eines Zahnradpaares gegenüber der Achse des jeweils unteren Zahnrades 7 bzw. 9 soweit seitlich versetzt ist, daß die Kerben der zwischen den ineinander kämmenden Zahnrädern 6, 7 bzw. 8, 9 gebildeten Einlaufzwickel 17.1 bzw. 17.2 unterhalb des Schei­ telpunktes der unteren Zahnräder 7, 9 liegen und eine Art Sam­ melmulde für das ausgepreßte Öl bilden.

Das auf der unteren Welle 4 sitzende Ausgangszahnrad 9 taucht in einen Ölsumpf 18 mit dem Ölstand 20 ein. Die mit der Kämm­ richtung identische Drehrichtung der Zahnräder 6-9 ist mit 19 bezeichnet. Im Bereich des an dem Zusammenlauf der Zahnräder 8, 9 der unteren Paarung gebildeten Einlaufzwickela 17.1 ist eine erste Ölsammelwanne 13 vorgesehen, die vermittels eines Befe­ stigungsbleches 22 an der benachbarten Seitenwand des Gehäuses 1 angebracht ist. Während der obere Rand ihrer in der Darstel­ lung linken Begrenzungswand mit Spiel um die Welle 3 herumge­ führt ist, läßt die obere Begrenzung der rechten Seitenwand, die mit geringem Spiel dem Kopfkreis des Zahnrads 8 folgt, im Bereich des Einlaufzwickels 17.1 eine Einlaßöffnung 26 für das ausgepreßte Öl frei.

Das von dem Umfang des Ausgangszahnrads 9 in Kämmrichtung 19 mitgeschleppte Öl wird in dem Zwickel 17.1 am Zusammenlauf der beiden Zahnräder 8, 9 beim Eintauchen der Zähne des oberen Zahnrades 8 in die Zahnlücken des unteren Zahnrades 9 ausge­ preßt. Der auf der in der Darstellung linken Seite der Zahnrä­ der 8, 9 austretende Anteil gelangt in die Ölsammelwanne 13, die hier als Sekundärölsumpf für das untenliegende Zahnrad 7 des oberen Zahnradpaares 6, 7 dient.

Das von dem in den Sekundärölsumpf 13 eintauchenden untenlie­ genden Zahnrad 7 des oberen Zahnradpaares 6, 7 mitgeschleppte Öl gelangt in Kämmrichtung 19 des Zahnrads 7 zu dem Einlauf­ zwickel 17.2 der beiden Zahnräder 6, 7 des oberen Zahnradpaares und von dort in die Ölsammelwanne 14, deren linke Seitenwand ebenfalls mit geringem Spiel dem Kopfkreis des Zahnrads 6 folgt und nur im Bereich des Einlaufzwickels 17.2 eine Einlaß­ öffnung 26 für das ausgepreßte Öl aufweist. Die Ölsammelwanne 14 ist ebenfalls mit Hilfe eines Befestigungsbleches 22 an der Gehäusewand befestigt.

Die dem oberen Zahnradpaar 6, 7 zugeordnete Ölsammelwanne 14 umhüllt einen unmittelbar an das obere Zahnrad 6 anschließenden Abschnitt der zugehörigen Zahnradwelle 2 und bildet einen Öl­ sumpf, in den die Welle 2 des obenliegenden Zahnrads 6 ein­ taucht. Zur Abnahme des von der sich drehenden Welle 2 mitge­ schleppten Öls ist über der Ölsammelwanne 14 und in Wellendreh­ richtung 19 gesehen auf der Abseite der oberen Welle 2 eine Ab­ streifzunge 15 bis dicht vor die Wellenoberfläche an die Welle 2 herangeführt. Bei Verwendung eines geeigneten abriebfesten Materials mit niedrigem Reibungskoeffizienten, beispielsweise Polytetrafluorethylen, kann die Abstreifzunge 15 bis zum Anlie­ gen an der Wellenoberfläche herangeführt werden. Etwa in Höhe der Abstreifzunge 15 ist eine Sammel- und Verteilerwanne 16 zur Aufnahme des abgestreiften Öls vorgesehen. Statt der Abstreif­ zunge 15 oder auch zusätzlich zu dieser kann eine weitere Zunge vorgesehen sein, welche von dem Außenumfang des oberen Zahnra­ des 6 mitgeschlepptes Öl abnimmt und in die Sammelwanne 16 wei­ terleitet. Von der Sammelwanne 16 ausgehend sind Verteilerkanä­ le 23 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist. Er ist in der Zeichnung als durch ein nur eine Einlauföffnung freilas­ sendes Abdeckblech 25 abgedeckte, zu dem Lager 11.1 führende Nut 23 in der Gehäusewand dargestellt und versorgt die Wellen­ lager 10 mit Schmieröl. Das Lager 10.2 kann ebenso wie die Lager der Wellen 2 und 4 auf vergleichbare Weise mit Schmieröl versorgt werden.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Gehäuse
 2 Welle, Antriebswelle
 3 Welle, Zwischenwelle
 4 Welle, Abtriebswelle
 5 Getriebeeingang
 6 Ritzel, oberes Zahnrad
 7 Zwischenrad, unteres Zahnrad
 8 Zwischenritzel
 9 Ausgangszahnrad
10 Wellenlager
11 Deckel
12 Gehäusedeckel
13 Ölsammelwanne, Sekundärölsumpf
14 Ölsammelwanne
15 Zunge, Abstreifzunge
16 Verteiler, Sammelraum, Ölsammelwanne
17 Einlaufzwickel
18 Ölsumpf
19 Drehrichtung, Kämmrichtung
20 Ölspiegel
21 Befestigungsblech
22 Befestigungsblech
23 Verteilerkanal, Ölkanal
24 Getriebeausgang
25 Abdeckblech
26 Einlaßöffnung

Claims (10)

1. Zahnradgetriebe mit mindestens zwei übereinander angeordneten, ineinander kämmenden Zahnrädern, von denen das untenliegende Zahnrad mindestens mit seinem Zahnkranz in einen Ölsumpf eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite der Zahnräder (8, 9) unterhalb des an ihrem Zusammenlauf gebildeten Einlaufzwickels (17.1) eine Ölsammelwanne (13) zum Auffangen des aus dem Einlaufzwickel (17.1) ausgepreßten, von dem unteren Zahnrad (9) aus dem Ölsumpf (18) mitgeschleppten Schmieröls vorgesehen ist.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsammelwanne (13) die Welle (3) des oberen Zahnrades (8) schalenartig umgibt und einen Ölsumpf (13) für ein zweites, auf der Welle (3) sitzendes Zahnrad (7) bildet, welches seinerseits das untere Zahnrad (7) eines weiteren Zahnradpaares (7-6) aus einem oberen Zahnrad (6) und einem unteren Zahnrad (7) darstellt.

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsammelwanne (14) einen unmittelbar an das obere Zahnrad (6) anschließenden Abschnitt der zugehörigen Zahn­ radwelle (2) umfaßt und einen Ölsumpf für die Welle (2) des obenliegenden Zahnrads (6) bildet.

4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsammelwanne (13) als Verteiler für tieferliegende Schmierstellen dient.

5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über der Ölsammelwanne (14) und in Wellendrehrichtung (19) auf der Abseite der oberen Welle (2) eine Abstreifzunge (15) bis dicht vor die Wellenoberfläche oder bis zum Anlie­ gen an der Wellenoberfläche an die Welle (2) herangeführt ist, und daß in Höhe der Abstreifzunge (15) ein Sammelraum (16) zur Aufnahme des abgestreiften Öls vorgesehen ist.

6. Zahnradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (16) einen Ölsumpf für weitere Zahnräder oder Wellen bildet.

7. Zahnradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (16) mit Verteilerkanälen (23) zur Versor­ gung tiefer liegender Schmierstellen, beispielsweise der Wellenlager (10), mit Schmieröl verbunden ist.

8. Zahnradgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (2; 3) des oben liegenden Zahnrads (6; 8) der ineinander kämmenden Zahnräder (6, 7; 8, 9) in Kämmrichtung (19) des unten liegenden Zahnrads (7; 9) aus der Vertikalen zu der Achse (3; 4) des unten liegenden Zahnrads (7; 9) versetzt ist.

9. Zahnradgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des jeweils oben liegenden Zahnrads (6, 8) eines Zahnradpaares (6, 7; 8, 9) gegenüber der Achse des jeweils unten liegenden Zahnrades (7; 9) des Zahnradpaares (6, 7; 8, 9) so weit seitlich versetzt ist, daß die Kerbe des jeweils zwischen den beiden ineinander kämmenden Zahnrädern (6, 7; 8, 9) gebildeten Einlaufzwickels (17.1; 17.2) unter­ halb des Scheitelpunktes des unten liegenden Zahnrades (7; 9) liegt.

10. Zahnradgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zahnkranz des oberen Zahnrades (8, 6) zur Ölsammelwanne (13; 14) hin über den Zahnkranz des unteren Zahnrades (9; 7) vorsteht,
daß die Ölsammelwanne (13; 14) bis dicht an die zugekehrte Stirnfläche des Zahnkranzes des unteren Zahnrads (9; 7) herangeführt ist und den Überstand des oberen Zahnrads (8; 6) abdeckt, und
daß die obere Begrenzung der der Stirnfläche des unteren Zahnrads (9; 7) zugekehrten Abschlußwand der Ölsammelwanne (13; 14) mit minimalem Abstand parallel zu der zylindrischen Hüllfläche des Zahnkranzes des oberen Zahnrades (8; 7) geführt ist und nur im Bereich des Einlaufzwickels (17.1; 17.2) eine Einlaßöffnung (26) für das im Zwickel (17.1; 17.2) ausgepreßte Öl freiläßt.