JP2013539529A - 歯車列 - Google Patents

Abstract

本発明は、次の特徴を有する流体潤滑歯車列に関する。すなわち、歯車列は少なくとも２つの歯車を有し、それらの歯は相互に噛み合い、歯車列は噛み合い領域を有し、それは入口および出口を有し、歯車列はケース壁を有し、それは連動する２つの歯車のうちの少なくとも１つを囲んで、囲まれた内部を大気から部分的にまたは完全に閉鎖し、そこでは、前記出口は内部と大気の間に導通接続を定立し、そして歯車の動的包絡円とケース壁の間の距離は歯の高さより小さい。
【選択図】図1

Description

本発明は、それぞれ相互に噛み合う２つ以上の歯車を有する歯車列に関する。この種の歯車列の更なる要素は、軸、軸受、およびハウジングである。この種の歯車列は液体で潤滑されて、通常、油で潤滑される。

歯車を取り囲む多量の媒体は、特にターボまたは鉄道歯車の高速歯車の場合、歯車ハウジング内を乱流状態で移動し、回転する。これは、通常、かなり大きい空気容積比率を有する空気と油から成る二相混合物にかかわる。

主に歯の接触面を冷却するために、そしてまた接触相手間の油膜／潤滑膜を保持するために、歯車は油を注入される。

油注入によって、これは、通気損失に対するいかなる顕著な影響もない歯の噛み合いと歯の出口の間の圧力差、および伝動輪の周速による周囲媒体に対する搬送効果の両方を生じる。

従来の伝動装置における媒体の上述した回転は、通気、すなわち通気損失によって相当なエネルギー損失を生じる。

歯車ポンプは、通常、同数の歯を有する２つの相互に噛み合う歯車から成り、歯車のまわりに極めてぴったりと接触するケース壁を備え、それは歯出口に入口を、そして歯入口に出口を有する。ぴったりと接触するケース壁の結果、圧力差が歯出口と歯入口の間に生じる。それらは流体媒体を入口から出口へ搬送するために使われる。

歯車ポンプと比較すると、従来の高速平歯車は、大きい力を伝達するために比較的大きな軸受遊びを備えて、多数の構成要素の結果として長いトレランス・チェーンを備えている。そういうわけで、あまり大きい隙間が発生するので、従来の高速平歯車を歯車ポンプとして効果的に、特にガス状の媒体を搬送するために、いかなる特別な封止手段なしに使用することは不可能である。

負圧を歯車ハウジングに印加することによって伝動装置を吸気することは公知である。ポンプ、追加管などのような特別な取り組みが必要である。このシステムは高価であり、そして誤動作しやすい。不十分な負圧が歯車ハウジングにおいて発生する可能性があるときに、それぞれの保護手段をとる必要があることも公知である。

本発明は、通気損失が最小化されるかまたは除去される伝動装置を提供するという目的に基づいている。

この目的は請求項１の特徴により達成される。

この種の伝動装置は以下の特徴を有する。
- ケース壁は、２つの連動する歯車のうちの少なくとも１つを囲んで、囲まれた内部スペースを周囲環境に対して閉鎖する。
- ケース壁は、内部スペースと大気間の導通接続を生じる歯入口の領域に出口を備える。
- 歯車の歯末円（歯先円）とケース壁の間の距離は歯の高さより小さい。

これは以下の利点をもたらす。
- 通気損失は低下するかまたは回避される。
- 伝動装置の効率はより高く、そして動力損失はそれに応じてより低い。
- 利点は最小の構造上の取り組みにより達成される。
- 動作または保守の問題はない。
- 更に必要な安全システムまたは手段はない。
- 負圧を発生させるための外部的な取り組みは必要ない。

ケース壁はまた、水回路の冷却チャネルによって水のような媒体を介して冷却することができる。歯車を冷却するための油の必要量は、更にいっそう減らすことができて、通気損失は減らすことが可能である。

本発明は図面を参照してより詳細に説明される。

２つの歯車、前記歯車を完全に囲むケース壁、ならびに負圧スペースおよび過剰圧力スペースを有する伝動装置を示す。 図１によるものと類似であるが、過剰圧力スペースなしの伝動装置を示す。 図１のものと類似であるが、負圧スペースおよび過剰圧力スペースなしの伝動装置を示す。 図３によるものと類似であるが、２つの歯車のための分離されたケース壁がある伝動装置を示す。 遊星歯車および３つのピニオンを有する、そして更に過剰圧力スペースを有する歯車列を示す。 枢動可能なフラップを備えるケース壁を有する２つの歯車を示す。 ２つの歯車を有する円筒形断面の伝動装置を示す。 出口の領域で油を注入するための環状シャワーを示す。 図８による環状シャワーを用いた油注入を例示する。 非接触封止部を示す。 非接触封止部を示す。

図１に示す伝動装置は、第１の歯車１、第２の歯車２、およびハウジング３を備える。ハウジング３は油ドレイン３．１を備える。

２つの歯車１および２は相互に噛み合って、歯の係合領域４を形成する。噛み合い領域は入口４．１および出口４．２を備える。噛み合い領域４は封止部５によってカバーされる。

２つの歯車が湾曲した矢印により示されるように回転するときに、負圧は出口４．２の領域に形成されて、過剰圧力は入口４．１の領域に形成される。１つの封止部または複数の封止部５は過剰圧力スペースを低摩擦方法で封止する。封止は、例えば非接触ラビリンスシール（図１０および１１参照）によって軸方向または半径方向に生じることがありえる。２つの歯車をぴったりと囲むケース壁６が設けられる。狭い隙間７が歯車１、２の歯先円とケース壁６の間に形成される。隙間７の幅は、歯の高さ、すなわち各歯の半径方向延長部に等しいことがありえる。それはまた、歯の高さの倍数、例えば、歯の高さの半分と歯の高さの５倍の間でもありえる。

ケース壁６は２つの部分壁６．１および６．２を備える。部分壁６．１は噛み合わせの出口領域で負圧スペース８を形成する。

油ノズル１０は負圧スペース８に設けられ、そして圧力リリーフ弁１１は過剰圧力スペース９に設けられる。油ノズル１０からの油はシステムを潤滑したり、冷却したりするために用いられる。負圧スペース８の負圧は、油ノズル１０によって油搬送にプラス効果を及ぼす。

過剰圧力スペース９の圧力リリーフ弁１１は、過剰圧力スペース９とハウジング３によって囲まれる残りの内部スペースの間の特定の圧力差を超えると開く。封止漏れ、油供給、圧力リリーフ弁フロー、および圧力差は、油ノズル１０から射出される油量が、冷却され、フィルターに通されて、再び回路の油ノズル１０に供給されるために、圧力リリーフ弁１１を通って伝動装置の内部スペースに流入して、油ドレイン３．１を通って伝動装置の内部スペースを出るような方法で互いに調整される。

図２による伝動装置は、３つのケース壁６．１、６．２、および６．３により形成されるケース壁６を備える。図は、ここでも負圧スペース８、油ノズル１０、および封止部５を示す。しかしながら、過剰圧力スペースはない。

図３による伝動装置は図２によるものと類似に構成される。それは負圧スペースだけでなく過剰圧力スペースも欠いている。油ノズルは設けられていない。

図４による伝動装置において、負圧スペースも過剰圧力スペースもないが、油ノズル１０はある。

図５による伝動装置はピニオン２と噛み合う遊星歯車１を備える。それは更に２つのピニオン１２および１３を備える。

遊星歯車１およびピニオン２はケース壁６と関連し、それは、この場合は２つの部分壁６．１および６．２から成る。

図６は興味深い実施形態を示す。２つの旋回フラップ６．１．１および６．１．２が設けられている。それらは、ケース壁６と歯車の歯先円直径の間の半径方向封止隙間の幅に影響を及ぼすことを可能にする。これは製造公差を補償して、動作モードを変えることを可能にする。システムのポンピング効果はこのようにして変えることができる。

図７は、二重螺旋歯車を有する伝動装置を示す。封止部は二重螺旋形連動輪の隙間の表面に設けられている。

油ノズル１０は図８で示すように環状である。それはいくつかのノズル１０．１から成る。

図９は、油ノズル１０の構成および機能を例示する。

図１０および１１は、封止部の実施形態を示す。

１ 歯車
２ 歯車
３ ハウジング
３．１ 油ドレイン
４ 係合領域
４．１ 入口
４．２ 出口
５ 封止部
６ ケース壁
６．１ 部分壁
６．１．１/６．１．２ 旋回フラップ
６．２ 部分壁
６．３ 部分壁
６．４ 部分壁
６．５ 出口
７ 隙間
８ 負圧スペース
９ 過剰圧力スペース
１０ 油ノズル
１０．１ ノズル
１１ 圧力リリーフ弁
１２ ピニオン
１３ ピニオン

Claims (12)

1. 歯が相互に噛み合う少なくとも２つの歯車（１、２）と、
   入口（４．１）および出口（４．２）を備える噛み合い領域（４）と、
   ２つの連動する歯車のうちの少なくとも１つを囲んで、囲まれた内部スペースを周囲環境に対して部分的に、または完全に閉鎖するケース壁（６）と、
   を備える流体潤滑歯車列であって、
   前記ケース壁（６）は、前記内部スペースと大気間の導通接続を生じる前記入口（４．１）の領域に出口（６．５）を備え、前記歯車の歯先円と前記ケース壁（６）の間の距離が歯の高さより小さいことを特徴とする歯車列。
2. 前記内部スペースと大気の間の前記接続が直接的なものであることを特徴とする請求項１に記載の歯車列。
3. 潤滑油を前記歯に供給するためのノズル（１０）を有する油シャワーが、前記入口（４．１）および／または前記出口（４．２）の領域に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の歯車列。
4. 負圧スペース（８）が前記出口（４．２）の領域に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車列。
5. 過剰圧力スペース（９）が前記入口（４．１）の領域に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車列。
6. 前記過剰圧力スペース（９）が圧力リリーフ弁（１１）を備えることを特徴とする請求項５に記載の歯車列。
7. 前記ケース壁（６）がプラスチックまたは金属から成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯車列。
8. 前記歯車（１、２）を囲む外部ハウジング（３）が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の歯車列。
9. 前記外部ハウジング（３）が、好ましくは常圧潤滑油ドレイン（３．１）を備えることを特徴とする請求項８に記載の歯車列。
10. 前記歯車が二重螺旋連動輪を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の歯車列。
11. 封止部（５）が前記入口（４．１）と前記出口（４．２）の間の前記内部スペースに設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の歯車列。
12. 前記封止部（５）がブラシシールであることを特徴とする請求項１１に記載の歯車列。

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