EP4532927A1 - Transfer von schmierstoff in das innere einer hohlwelle - Google Patents

Transfer von schmierstoff in das innere einer hohlwelle

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Publication number
EP4532927A1
EP4532927A1 EP23720113.2A EP23720113A EP4532927A1 EP 4532927 A1 EP4532927 A1 EP 4532927A1 EP 23720113 A EP23720113 A EP 23720113A EP 4532927 A1 EP4532927 A1 EP 4532927A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow shaft
ring
lubricant
housing
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23720113.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wim De Laet
Andy Maes
Stijn Rottiers
Quinten Gaethofs
Koen Krieckemans
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Wind Power Antwerpen NV, ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Wind Power Antwerpen NV
Publication of EP4532927A1 publication Critical patent/EP4532927A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F03D15/101—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members of the epicyclic or planetary type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479—Gears or bearings on planet carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F03D80/705—Lubrication circuits; Lubrication delivery means
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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
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    • F16H57/0421—Guidance of lubricant on or within the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes, pipes, grooves, channels or the like
    • F16H57/0426—Means for guiding lubricant into an axial channel of a shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
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    • F16H57/043—Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/60—Shafts
    • F05B2240/61—Shafts hollow

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.
  • EP 1 488 139 B1 shows a planetary stage of a transmission with a rotating planet carrier and a stationary ring gear.
  • the planetary stage is driven by a sun.
  • Planets and planetary bearings are mounted on planetary shafts that rotate together with the planetary carrier.
  • a stationary pump feeds oil through stationary oil lines and oil conditioning elements (i.e. coolers, filters, etc.).
  • a circular ring for example made of polyamide, has a U-shaped profile and is mounted on a rear side of the planet carrier. This ring fits into a machined annular groove in the stationary housing. Since the ring is fixed relative to the rotating planet carrier, it consequently rotates relative to the stationary housing.
  • the combination of the U-shaped ring and the annular groove in the housing forms a channel through which oil can flow through holes in a locking plate of the planet carrier into cavities in the back of the planetary shafts. From here the oil moves through the holes in the planetary shafts to the planetary bearings. Because the U-shaped ring does not fit perfectly into the milled groove in the housing, there is a certain amount of oil leakage and pressure drop.
  • the invention is based on the object of transferring oil between a means fixed to the housing and a lubrication point located inside a hollow shaft. This task is solved by an arrangement according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description.
  • a hollow shaft is characterized by the fact that it is hollow inside, that is, it encloses a cavity. This cavity is called the interior of the hollow shaft.
  • the hollow shaft can in particular be designed as an output shaft of the transmission and/or connected or connectable in a rotationally fixed manner to a rotor of a generator.
  • the hollow shaft is rotationally symmetrical with respect to its axis of rotation. This means that its interior is also rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation.
  • a lubrication point refers to an agent that requires lubricant. To avoid wear, lubricant must be added to the agent.
  • the means fixed to the housing has a ring.
  • the ring can be connected in one piece or in several pieces to the means fixed to the housing.
  • a ring is a body that has the shape of a toroid. This is a surface of revolution with a continuous recess through which the axis of rotation runs.
  • the ring encloses the hollow shaft, so that the hollow shaft extends through the recess in the ring and part of the hollow shaft is in the recess.
  • the ring encloses a cavity together with an outer surface of the hollow shaft.
  • the cavity is rotationally symmetrical to an axis of rotation of the hollow shaft and the above-mentioned axis of rotation of the ring.
  • the ring has one or more bores, each of which opens into the cavity. Bores here generally refer to through holes.
  • a through hole is a hole with exactly two openings. In particular, it can be a cylindrical hole that was created, for example, by drilling.
  • the holes in the ring and the hollow shaft serve as lubricant lines. Because they open into the cavity, the cavity forms a lubricant-conducting connection between the ring and the hollow shaft or between their bores. Lubricant can be introduced into the cavity via the holes in the ring. The lubricant flows from the cavity into the interior of the hollow shaft via the holes in the hollow shaft. In this way, the lubrication point located inside the hollow shaft is supplied with oil.
  • the invention is advantageous because it can be implemented without significant structural changes to a conventional arrangement with a means fixed to the housing, a hollow shaft rotatably mounted in the means fixed to the housing and a lubrication point located inside the hollow shaft.
  • a lubrication point located inside the hollow shaft.
  • the arrangement is preferably developed with a shaft and a spline.
  • a spline is a multiple driver connection consisting of two gears. The teeth interlock so that they are connected in a rotationally fixed manner. Their central and rotational axes match.
  • the shaft and the hollow shaft are connected to one another in a rotationally fixed manner due to the splines.
  • a toothing of the splines is connected to the shaft in a rotationally fixed manner.
  • the other toothing of the spline is connected to the hollow shaft in a rotationally fixed manner.
  • the shaft and/or the hollow shaft can form the respective toothing of the spline in one piece.
  • the splines form the above-mentioned lubrication point.
  • the further development makes it possible to supply the spline with lubricant, although it is at least partially located inside the hollow shaft and is therefore difficult to access.
  • a feedthrough pipe also called a pitch tube, is a pipe for passing through supply lines, such as electrical cables and/or lubricant lines.
  • the bearing forms the lubrication point.
  • the further development makes it possible to supply the bearing with oil, although it is at least partially located inside the hollow shaft and is therefore difficult to access.
  • the arrangement is preferably developed with at least two bearing arrangements.
  • the hollow shaft is rotatably mounted in the component fixed to the housing.
  • the cavity is arranged axially between the bearing arrangements. This is beneficial as the bearing assemblies are lubricated by the aforementioned oil leak.
  • the means when the hollow shaft rotates, the means builds up a hydrodynamic pressure which acts on at least one mouth of the bores of the hollow shaft.
  • the hydrodynamic pressure causes the oil to be conveyed through the holes in the hollow shaft from the cavity into the interior of the hollow shaft.
  • the means is preferably designed as a depression or pocket. This is preferably located in front of the at least one mouth in the direction of rotation of the shaft. There is also preferably an elevation or a step behind the at least one mouth in the direction of rotation of the shaft.
  • Fig. 5 shows a hydrodynamically effective pocket.
  • the arrangement shown in Figure 1 includes part of a gear housing 101, a hollow shaft 103 and a sun shaft 105.
  • the hollow shaft 103 is rotatably mounted in the gear housing 101 by means of a first bearing 109 and a second bearing 111.
  • a lubricant transfer ring 1 13 is located axially between the first bearing 109 and the second bearing 111. This is part of the gear housing 101.
  • a lubricant line 115 passes through the wall of the gear housing 101 and the lubricant transfer ring 1 13.
  • Another lubricant line 117 is formed by the hollow shaft 103.
  • the lubricant line 117 connects an outer surface of the hollow shaft 117 in a lubricant-conducting manner with a cavity inside the hollow shaft 117.
  • the lubricant is introduced into the lubricant line 115 of the gear housing 101.
  • the lubricant passes into the lubricant line 117 of the hollow shaft 103.
  • the lubricant line 117 introduces the lubricant into the cavity 117 formed by the hollow shaft.
  • the arrangement shown in Figure 2 differs from the arrangement from Figure 1 in that it has a lead-through tube 201 and a third bearing 203 instead of the sun shaft 105 and the splines 107.
  • the lead-through tube 201 is rotatably mounted in the hollow shaft 103 by means of the third bearing 203.
  • the third bearing 203 is located in the cavity formed by the hollow shaft 103. Therefore, analogous to the splines 107, it is supplied with lubricant via the lubricant lines 115, 117 and the lubricant transfer ring 113.
  • Figure 3 illustrates the structure of the lubricant transfer ring 113.
  • the lubricant transfer ring 113 is provided with a groove 301. This is opened radially inwards in the direction of an axis of rotation of the hollow shaft 103. Together with an outer surface of the hollow shaft 103, the groove 301 encloses a cavity. This serves to transfer lubricant from the lubricant line 115 of the gear housing 101 into the lubricant line 117 of the hollow shaft 103.
  • a first gap 303 and a second gap 305 run between the lubricant transfer ring 113 and the hollow shaft 103.
  • Lubricant emerges through the first gap 303 and the second gap 305 from the groove 301 and the outer surface of the hollow shaft 103 cavity. There is therefore no solid friction between the lubricant transfer ring 1 13 and the hollow shaft 103. Accordingly, no wear occurs.
  • the first gap 303 and the second gap 305 can be designed as labyrinth seals.
  • the hollow shaft 103 has a pocket 501.
  • the depth of the pocket 501 increases continuously towards the lubricant line 117.
  • the increased lubricant pressure leads to a pumping effect that conveys lubricant through the lubricant line 117 into the interior of the hollow shaft 113.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem gehäusefesten Mittel (101), einer drehbar in dem gehäusefesten Mittel (101) gelagerten Hohlwelle (103) und einer mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle (103) befindlichen Schmierstelle (107, 203). Das gehäusefeste Mittel (101) weist einen Ring (113) auf, der mit der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle (103) einen Hohlraum umschließt; wobei der Ring (113) eine oder mehrere Bohrungen (113) aufweist, die jeweils in den Hohlraum münden; und wobei die Hohlwelle (103) eine oder mehrere Bohrungen (117) aufweist, die jeweils in das Innere der Hohlwelle (103) und in den Hohlraum münden.

Description

Transfer von Schmierstoff in das Innere einer Hohlwelle
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Die EP 1 488 139 B1 zeigt in diesem Zusammenhang eine Planetenstufe eines Getriebes mit einem rotierenden Planetenträger und mit einem stationären Ringrad. Der Abtrieb der Planetenstufe geschieht mittels einer Sonne. Planeten und Planetenlager sind an Planetenwellen montiert, die zusammen mit dem Planetenträger rotieren. Eine stationäre Pumpe speist Öl durch stationäre Ölleitungen und Ölkonditionierelemente (d.h. Kühler, Filter usw.). Ein kreisförmiger Ring, z.B. aus Polyamid, weist ein U-förmiges Profil auf und ist an eine Rückseite des Planetenträgers montiert. Dieser Ring passt in eine maschinell bearbeitete Ringnut in dem stationären Gehäuse. Da der Ring relativ zu dem rotierenden Planetenträger fixiert ist, rotiert er folglich relativ zu dem stationären Gehäuse. Die Kombination des U-förmigen Rings und der Ringnut in dem Gehäuse bildet einen Kanal, durch den Öl durch Löcher in einer Verriegelungsplatte des Planetenträgers in Hohlräume in der Rückseite der Planetenwellen laufen kann. Von hier aus bewegt sich das Öl durch die Löcher in den Planetenwellen zu den Planetenlagern. Dadurch, dass der U-förmige Ring nicht perfekt in die gefräste Nut in dem Gehäuse passt, liegt eine gewisse Menge Ölleckage und Druckabfall vor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Öl zwischen einem gehäusefesten Mittel und einer im Inneren einer Hohlwelle befindlichen Schmierstelle zu transferieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Die Anordnung umfasst das gehäusefeste Mittel, die Hohlwelle und die Schmierstelle. Das gehäusefeste Mittel ist ein Mittel, das fix, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung in einem Gehäuse angeordnet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Gehäuse selbst um ein gehäusefestes Mittel. Die Hohlwelle ist drehbar in dem gehäusefesten Mittel gelagert. Sie ist also relativ zu dem gehäusefesten Mittel drehbar. Die Lagerung erfolgt mittels einem oder mehreren Lagern, welche die Hohlwelle in dem gehäusefesten Mittel abstützen. Insbesondere kann jeweils ein Außenring der Lager in dem gehäusefesten Mittel fixiert sein, während in Innenring auf der Hohlwelle fixiert ist.
Eine Hohlwelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie im Inneren hohl ist, das heißt einen Hohlraum umschließt. Dieser Hohlraum wird als das Innere der Hohlwelle bezeichnet.
Die Hohlwelle kann insbesondere als Ausgangswelle des Getriebes ausgebildet und/oder drehfest mit einem Rotor eines Generators verbunden oder verbindbar sein. Vorzugsweise ist die Hohlwelle bezüglich ihrer Drehachse rotationssymmetrisch. Damit ist auch ihr Inneres bezüglich der Drehachse rotationssymmetrisch.
Bevorzugt mündet das Innere der Hohlwelle in die beiden Stirnseiten der Hohlwelle. Dies bedeutet, dass die beiden Stirnseiten jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die das Innere von außen zugänglich ist.
Eine Schmierstelle bezeichnet ein Mittel mit Schmierstoffbedarf. Um Verschleiß zu vermeiden, muss dem Mittel Schmierstoff zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist bevorzugt Teil eines Getriebes. Dies impliziert, dass auch das gehäusefeste Mittel, die Hohlwelle und die Schmierstelle Teil des Getriebes sind. Bevorzugt handelt es sich um ein Windkraftgetriebe.
Erfindungsgemäß weist das gehäusefeste Mittel einen Ring auf. Der Ring kann ein- oder mehrstückig mit dem gehäusefesten Mittel verbunden sein.
Ein Ring ist ein Körper, der die Form eines Toroids hat. Dies ist eine Rotationsfläche mit einer durchgehenden Aussparung, durch welche die Rotationsachse verläuft. Der Ring umschließt die Hohlwelle, sodass die Hohlwelle sich durch die Aussparung des Ring hindurch erstreckt sich ein Teil der Hohlwelle in der Aussparung befindet. Der Ring umschließt zusammen mit einer äußeren Mantelfläche der Hohlwelle einen Hohlraum. Bevorzugt ist der Hohlraum zu einer Drehachse der Hohlwelle und der oben genannten Rotationsachse des Rings rotationssymmetrisch.
Der Ring weist eine oder mehrere Bohrungen auf, die jeweils in den Hohlraum münden. Mit Bohrungen werden hier allgemein Durchgangslöcher bezeichnet. Ein Durchgangsloch ist ein Loch mit genau zwei Mündungen. Es kann sich insbesondere um ein zylindrisches Loch handeln, das etwa durch Bohren erzeugt wurde.
Auch die Hohlwelle weist eine oder mehrere Bohrungen auf. Diese münden jeweils in das Innere der Hohlwelle und in den Hohlraum. Dadurch verbinden die Bohrungen der Hohlwelle das Innere der Hohlwelle und den Hohlraum ölleitend miteinander.
Die Bohrungen des Rings und der Hohlwelle dienen als Schmierstoffleitungen. Dadurch, dass sie in den Hohlraum münden, bildet der Hohlraum eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen dem Ring und der Hohlwelle bzw. zwischen deren Bohrungen. Über die Bohrungen des Rings lässt sich Schmierstoff in den Hohlraum einleiten. Aus dem Hohlraum gelangt der Schmierstoff über die Bohrungen der Hohlwelle in das Innere der Hohlwelle. Auf diese Weise wird die im Inneren der Hohlwelle befindliche Schmierstelle mit Öl versorgt.
Die Erfindung ist von Vorteil, da sie sich ohne wesentliche konstruktive Änderungen einer herkömmlichen Anordnung mit einem gehäusefesten Mittel, einer drehbar in dem gehäusefesten Mittel gelagerten Hohlwelle und einer im Inneren der Hohlwelle befindlichen Schmierstelle realisieren lässt. Um die Schmierstelle mit Öl zu versorgen, sind lediglich die Bohrungen und der Ring erforderlich. Sowohl die Bohrungen als auch der Ring sind vergleichsweise einfach und kostengünstig fertigbar.
Bevorzugt ist die Anordnung mit einer Welle und einer Passverzahnung weitergebildet. Eine Passverzahnung ist eine Vielfach-Mitnehmerverbindung bestehend aus zwei Verzahnungen. Die Verzahnungen greifen so ineinander, dass sie drehfest verbunden sind. Ihre Mittel- bzw. Drehachsen stimmen überein.
Durch die Passverzahnung sind die Welle und die Hohlwelle drehfest miteinander verbunden. Im Einzelnen ist eine Verzahnung der Passverzahnung drehfest mit der Welle verbunden. Die andere Verzahnung der Passverzahnung ist drehfest mit der Hohlwelle verbunden. Insbesondere können die Welle und/oder die Hohlwelle die jeweilige Verzahnung der Passverzahnung einstückig ausbilden.
Weiterbildungsgemäß bildet die Passverzahnung die oben genannte Schmierstelle. Die Weiterbildung ermöglicht es, die Passverzahnung mit Schmierstoff zu versorgen, obwohl sie sich mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle befindet und damit schwer zugänglich ist.
Auch kann die Anordnung mit einem Durchführungsrohr und mindestens einem Lager weitergebildet sein. Ein Durchführungsrohr, auch Pitch Tube genannt, ist ein Rohr zum Durchführen von Versorgungsleitungen, etwa von elektrischen Kabeln und/oder Schmierstoffleitungen.
Mit dem mindestens einen Lager ist das Durchführungsrohr in der Hohlwelle gelagert. Dadurch ist die Hohlwelle relativ zu dem Durchführungsrohr verdrehbar. Insbesondere kann das Durchführungsrohr gehäusefest angeordnet sein, sodass zwischen dem Durchführungsrohr und dem Gehäuse keinerlei Relativbewegungen möglich sind.
Das Lager bildet weiterbildungsgemäß die Schmierstelle. Die Weiterbildung ermöglicht es, das Lager mit Öl zu versorgen, obwohl es sich mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle befindet und damit schwer zugänglich ist.
Der Ring berührt in einer bevorzugten Weiterbildung die äußere Mantelfläche der Hohlwelle nicht. Bevorzugt verlaufen zwischen dem Ring und der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle entsprechend ein oder mehrere Spalten. Diese können plan ausgeführt sein oder als Labyrinthdichtungen weitergebildet sein. Durch die Weiterbildung kommt es zwischen dem Ring und der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle zu einem Ölleck, dessen Größe von der Ausgestaltung der Spalten abhängig ist. Das Ölleck wird zugunsten der Verschleißfreiheit hingenommen.
Bevorzugt ist die Anordnung mit mindestens zwei Lageranordnungen weitergebildet. Mit diesen ist die Hohlwelle drehbar in der gehäusefesten Komponente gelagert. Axial zwischen den Lageranordnungen ist weiterbildungsgemäß der Hohlraum angeordnet. Dies ist von Vorteil, da die Lageranordnungen durch das oben genannte Ölleck geschmiert werden.
Die Hohlwelle ist bevorzugt mit mindestens einem hydrodynamisch wirksamen Mittel weitergebildet. Dies ist ein bewegliches Mittel, das ausgebildet ist, einen hydrodynamischen Druck aufzubauen. Der hydrdynamische Druck kommt durch einen hydrodynamischen Effekt aufgrund der Bewegung des Mittels zustande. Vorliegend bewegt sich das Mittel aufgrund einer Drehung der Hohlwelle. Bevorzugt ist das Mittel entsprechend drehfest mit der Hohlwelle verbunden. Insbesondere kann die Hohlwelle das Mittel einstückig ausbilden.
Weiterbildungsgemäß baut das Mittel bei einer Drehung der Hohlwelle einen hydrodynamischen Druck auf, der auf mindestens eine Mündung der Bohrungen der Hohlwelle wirkt. Dadurch bewirkt der hydrodynamische Druck, dass das Öl durch die Bohrungen der Hohlwelle von dem Hohlraum in das Innere der Hohlwelle gefördert wird.
Das Mittel ist bevorzugt als eine Vertiefung bzw. Tasche ausgebildet. Diese befindet sich vorzugsweise in Drehrichtung der Welle vor der mindestens einen Mündung. Bevorzugt befindet sich zudem in Drehrichtung der Welle hinter der mindestens einen Mündung eine Erhöhung bzw. ein Absatz.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Anordnung zur Ölversorgung einer Passverzahnung;
Fig. 2 eine Anordnung zur Ölversorgung eines Lagers eines Durchführungsrohrs;
Fig. 3
Fig. 4 eine Detailansicht mit Labyrinthdichtung; und
Fig. 5 eine hydrodynamisch wirksame Tasche.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung umfasst einen Teil eines Getriebegehäuses 101 , eine Hohlwelle 103 und eine Sonnenwelle 105.
Die Hohlwelle 103 und die Sonnenwelle 105 bilden jeweils einen Teil einer Passverzahnung 107 aus. Mittels der Passverzahnung 107 sind die Hohlwelle 103 und die Sonnenwelle 105 drehfest miteinander verbunden. Die Passverzahnung 107 befindet sich im Inneren der Hohlwelle 103. Entsprechend bildet die Hohlwelle 103 eine zu der Passverzahnung 107 gehörige Innenverzahnung aus, die Sonnenwelle 105 eine zu der Passverzahnung 107 gehörige Außenverzahnung. Die Innenverzahnung und die Außenverzahnung greifen ineinander ein und sind dadurch drehfest miteinander verbunden.
Die Hohlwelle 103 ist mittels eines ersten Lagers 109 und eines zweiten Lagers 111 drehbar in dem Getriebegehäuse 101 gelagert.
Axial zwischen dem ersten Lager 109 und dem zweiten Lager 111 befindet sich ein Schmierstofftransferring 1 13. Dieser ist Teil des Getriebegehäuses 101. Eine Schmierstoffleitung 115 durchsetzt Wandung des Getriebegehäuses 101 und den Schmierstofftransferring 1 13.
Eine weitere Schmierstoffleitung 117 wird von der Hohlwelle 103 ausgebildet. Die Schmierstoffleitung 117 verbindet eine äußere Mantelfläche der Hohlwelle 117 schmierstoffleitend mit einem Hohlraum im Inneren der Hohlwelle 117. Um die Passverzahnung 107 mit Schmierstoff zu versorgen, wird der Schmierstoff in die Schmierstoffleitung 115 des Getriebegehäuses 101 eingeleitet. An dem Schmierstofftransfern ng 113 tritt der Schmierstoff in die Schmierstoffleitung 117 der Hohlwelle 103 über. Die Schmierstoffleitung 1 17 leitet den Schmierstoff in den von der Hohlwelle gebildeten Hohlraum 117 ein.
Die in Figur 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung aus Figur 1 dadurch, dass sie anstelle der Sonnenwelle 105 und der Passverzahnung 107 ein Durchführungsrohr 201 und ein drittes Lager 203 aufweist. Das Durchführungsrohr 201 ist mittels des dritten Lagers 203 drehbar in der Hohlwelle 103 gelagert. Das dritte Lager 203 befindet sich dabei in dem von der Hohlwelle 103 gebildeten Hohlraum. Daher wird es analog zu der Passverzahnung 107 über die Schmierstoffleitun- gen 115, 117 und den Schmierstofftransferring 1 13 mit Schmierstoff versorgt.
Figur 3 veranschaulicht den Aufbau des Schmierstofftransferrings 113. Der Schmierstofftransferring 113 ist mit einer Nut 301 versehen. Diese ist radial nach innen hin in Richtung einer Drehachse der Hohlwelle 103 geöffnet. Zusammen mit einer äußeren Mantelfläche der Hohlwelle 103 umschließt die Nut 301 einen Hohlraum. Dieser dient dem Übertritt von Schmierstoff aus der Schmierstoffleitung 115 des Getriebegehäuses 101 in die Schmierstoffleitung 1 17 der Hohlwelle 103.
Beidseitig der Nut 301 verlaufen zwischen dem Schmierstofftransferring 1 13 und der Hohlwelle 103 ein erster Spalt 303 und ein zweiter Spalt 305. Durch den ersten Spalt 303 und den zweiten Spalt 305 tritt Schmierstoff aus dem von der Nut 301 und der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle 103 gebildeten Hohlraum aus. Zwischen dem Schmierstofftransferring 1 13 und der Hohlwelle 103 kommt es daher zu keinerlei Festkörperreibung. Entsprechend tritt keinerlei Verschleiß auf.
Um die Leckagen durch austretenden Schmierstoff zu minimieren, können der erste Spalt 303 und der zweite Spalt 305, wie in Figur 4 dargestellt, als Labyrinthdichtungen ausgestaltet sein. In der Schnittansicht von Figur 5 ist erkennbar, dass die Hohlwelle 103 eine Tasche 501 aufweist. Die Tiefe der Tasche 501 nimmt zu der Schmierstoffleitung 117 hin kontinuierlich zu. Dadurch kommt es bei einer Drehung der Hohlwelle 103 zu einem hydrodynamischen Effekt mit einer Erhöhung des Schmierstoffdrucks an der Mündung der Schmierstoffleitung 117. Der erhöhte Schmierstoffdruck führt zu einem Pumpeffekt, der Schmierstoff durch die Schmierstoffleitung 117 ins Innere der Hohlwelle 113 fördert.
Bezugszeichen
Getriebegehäuse Hohlwelle
Sonnenwelle Passverzahnung erstes Lager zweites Lager Schmierstofftransferring Schmierstoffleitung Schmierstoffleitung Durchführungsrohr drittes Lager
Nut erster Spalt zweiter Spalt Tasche

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung m it einem gehäusefesten Mittel (101 ), einer drehbar in dem gehäusefesten Mittel (101 ) gelagerten Hohlwelle (103) und einer mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle (103) befindlichen Schmierstelle (107, 203); dadurch gekennzeichnet, dass das gehäusefeste Mittel (101 ) einen Ring (113) aufweist, der mit der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle (103) einen Hohlraum umschließt; wobei der Ring (113) eine oder mehrere Bohrungen (113) aufweist, die jeweils in den Hohlraum münden; und wobei die Hohlwelle (103) eine oder mehrere Bohrungen (117) aufweist, die jeweils in das Innere der Hohlwelle (103) und in den Hohlraum münden.
2. Anordnung nach Anspruch 1 ; gekennzeichnet, durch eine Welle (105); und eine Passverzahnung (107) wobei die Welle (105) und die Hohlwelle (103) durch die Passverzahnung (107) drehfest miteinander verbunden sind; und wobei die Passverzahnung (107) die Schmierstelle bildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1 ; gekennzeichnet durch ein Durchführungsrohr (201 ) und mindestens ein Lager (203), mit dem das Durchführungsrohr (201 ) in der Hohlwelle (103) gelagert ist; wobei das Lager (203) die Schmierstelle bildet.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (113) die äußere Mantelfläche nicht berührt.
5. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch eine oder mehrere Labyrinthdichtungen die den Ring (113) gegenüber der äußeren Mantelfläche abdichten.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch mindestens zwei Lageranordnungen (109, 111 ), mit denen die Hohlwelle (103) drehbar in der gehäusefesten Komponente (101 ) gelagert ist; wobei der Hohlraum axial zwischen den Lageranordnungen (109, 11 1 ) angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (103) und/oder der Ring (113) mindestens ein hydrodynamisch wirksames Mittel (501 ) aufweist, das ausgebildet ist, bei einer Drehung der Hohlwelle (103) einen auf mindestens eine Mündung der Bohrungen (117) der Hohlwelle (103) wirkenden hydrodynamischen Druck aufzubauen.
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