KR101934066B1 - 유성기어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유성기어장치에 관한 것이다.
상기 유성기어장치(12)는 하우징(10)을 포함하며, 이 하우징 내에는 선기어(22)와 연결된 구동 샤프트 및 이 구동 샤프트에 대해 동축인 출력 샤프트(30)가 장착되고, 이 출력 샤프트는 자신의 유성기어들(34)이 링 기어(36)의 내부 톱니부와 계합하고 있는 유성기어 캐리어(32)와 연결되고, 링 기어는 레이디얼 베어링(38)에 의해 하우징(10) 내에서 회전 가능하게 지지되면서 시프팅 슬리브(16)를 통해 구동 샤프트의 허브(18)와 연결될 수 있다. 선기어(22)는 액시얼 베어링(24) 상에서 지지되고, 출력 샤프트(30)는 베어링 하우징(82) 내에서 내부 레이디얼 베어링(40) 및 외부 레이디얼 베어링(42)을 통해 회전 가능하게 지지되고, 베어링 하우징 내에는 두 레이디얼 베어링(40, 42)의 윤활을 위해 오일 라인(58)이 형성되며, 이 오일 라인은 오일 유입 채널(54)과 연결되며, 그리고 액시얼 베어링(24)의 윤활을 위해 출력 샤프트(30) 내에 형성된 오일 라인들(64, 66)과도 연결된다. 본 발명에 따라서, 베어링 하우징(82) 내의 오일 라인(58)으로부터 연결 채널(70)이 분기되며, 이 연결 채널 내로는 링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 상으로 지향되는 분사 노즐(72)이 삽입된다.
상기 유성기어장치(12)는 하우징(10)을 포함하며, 이 하우징 내에는 선기어(22)와 연결된 구동 샤프트 및 이 구동 샤프트에 대해 동축인 출력 샤프트(30)가 장착되고, 이 출력 샤프트는 자신의 유성기어들(34)이 링 기어(36)의 내부 톱니부와 계합하고 있는 유성기어 캐리어(32)와 연결되고, 링 기어는 레이디얼 베어링(38)에 의해 하우징(10) 내에서 회전 가능하게 지지되면서 시프팅 슬리브(16)를 통해 구동 샤프트의 허브(18)와 연결될 수 있다. 선기어(22)는 액시얼 베어링(24) 상에서 지지되고, 출력 샤프트(30)는 베어링 하우징(82) 내에서 내부 레이디얼 베어링(40) 및 외부 레이디얼 베어링(42)을 통해 회전 가능하게 지지되고, 베어링 하우징 내에는 두 레이디얼 베어링(40, 42)의 윤활을 위해 오일 라인(58)이 형성되며, 이 오일 라인은 오일 유입 채널(54)과 연결되며, 그리고 액시얼 베어링(24)의 윤활을 위해 출력 샤프트(30) 내에 형성된 오일 라인들(64, 66)과도 연결된다. 본 발명에 따라서, 베어링 하우징(82) 내의 오일 라인(58)으로부터 연결 채널(70)이 분기되며, 이 연결 채널 내로는 링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 상으로 지향되는 분사 노즐(72)이 삽입된다.
Description
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따르는 유성기어장치에 관한 것이다. 상기 유형의 유성기어장치 또는 유성기어 변속기는 일반적으로 2단 수동 변속기로서 형성되어, 변속 장치에 의해 직결 변속단에서 증속 변속비 또는 감속 변속비로 변속이 실행되어야 하는 공작기계들에서 이용된다. 이 경우, 변속은, 변속 장치의 작동 부재, 예컨대 기어장치를 포함한 전기 모터를 통해 작동되면서 축 방향으로 변위 가능한 시프팅 슬리브(shifting sleeve)에 의해 수행되며, 이를 통해 내부 톱니부(internal toothing)를 통해 링 기어는 유성기어장치의 하우징과 연결되거나, 또는 구동 샤프트의 허브와 연결된다.
청구항 제1항의 전제부에 요약 기술된 유형의 유성기어장치는 독일 특허공보 DE 103 48 757 A1호에 공지되어 있다. 베어링의 윤활을 위해, 하우징 내의 해당 위치에는 오일 라인이 형성되며, 이 오일 라인은 오일 펌프에 의해 오일을 공급받아서 맨 먼저 오일을 출력 샤프트의 두 레이디얼 베어링으로 안내하며, 그에 이어서 오일은 출력 샤프트 내의 오일 라인들을 통해 선기어의 액시얼 베어링 쪽에 도달한다. 액시얼 베어링에서의 과류(overflow) 후에 오일은 이어서 벽 부재를 통해 바깥쪽을 향해 캡슐화되어 있는 하우징의 내부 벽부의 방향으로 유동한다. 오일이 두 레이디얼 베어링으로, 그리고 액시얼 베어링으로 안내된 후에, 오일은 링 기어 베어링 쪽으로 유동하지만, 이 링 기어 베어링에서는 비교적 길이가 긴 경로로 인해 베어링 윤활을 위한 압력이 여전히 낮게만 생성된다.
추가 단점은, 링 기어가 밀폐된 하우징의 오일 배스(oil bath) 내에서 오일을 튀게 함으로써 추가로 소산되어야만 하는 열이 생성된다.
본 발명의 과제는, 링 기어 베어링이 최적으로 윤활되면서도 오일 배스 내에서 오일을 튀게 하지 않음으로써 열 상승이 방지되게 하는, 특히 공작기계들에서 이용하기 위한 유성기어장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제의 해결을 위해, 본 발명에 따라서, 하우징 내의 오일 라인으로부터 여전히 두 레이디얼 베어링 쪽으로 분기 전에 연결 채널이 분기되고, 이 연결 채널 내로 링 기어의 레이디얼 베어링으로 향해 있는 분사 노즐이 삽입된다. 이는, 분사 노즐의 노즐 유출구가 링 기어와 하우징 사이의 환형 간극(annular gap)에 대향하여 위치하도록 처리될 수 있다.
상기 해결책은, 종래 기술에 비해, 분사 노즐을 위한 연결 채널의 조기의 분기로 인해, 링 기어 베어링이 고압으로 최적의 조건에서 윤활된다는 장점을 갖는다. 윤활유는 모든 베어링의 윤활 후에 하우징 내의 개구부를 통해 바깥쪽으로 배출될 수 있으며, 그럼으로써 오일 트레이(oil tray)는 발생하지 않는다.
본 발명의 추가 특징에 따라서, 출력 샤프트의 외부 레이디얼 베어링과 그 내부 레이디얼 베어링 사이의 환형 챔버(annular chamber) 내로는 레이디얼 실링 링이 삽입되고, 이 레이디얼 실링 링은 내부 레이디얼 베어링에 대향하여 위치하는 액시얼 스로틀링 보어(axial throttling bore)를 포함한다. 이런 방식으로, 상기 환형 챔버 내에서는, 출력 샤프트의 오일 라인들에서 선기어의 액시얼 베어링의 충분한 윤활을 제공하는 압력이 형성된다.
본 발명은 하기에서 도면에 도시되어 있는 한 실시예로 설명된다.
도 1은 변속 가능한 2단 유성기어장치를 절단 도시한 종단면도이다.
하우징(10) 내에는, 변속 장치(14)를 통해 변속될 수 있는 유성기어장치(12)가 수용된다. 변속 장치(14)는 하우징(10) 상에 고정되어, 축 방향으로 변위될 수 있는 시프팅 슬리브(16)를 작동시킨다.
2단 유성기어장치(12)는, 하우징(10) 내에서 레이디얼 베어링(20)을 통해 회전 가능하게 장착되어 미도시한 구동 샤프트의 스플라인식 수용을 위해 이용되는 중공 허브(18)를 포함한다. 허브(18)에는, 액시얼 베어링(24)을 통해 디스크 스프링 어셈블리(26)를 구비한 압착 링(pressing ring) 상에서 지지되는 선기어(22)가 연결된다. 압착 링(28)은 핀(80)(pin)을 통해 출력 샤프트(30) 상에 장착되며, 이 출력 샤프트는 자신의 유성기어들(34)이 링 기어(36)의 내경과 계합하고 있는 유성기어 캐리어(32)와 연결된다. 본원 명세서에서 링 기어(36)는 홈붙이 볼 베어링(grooved ball bearing)으로서 형성된 레이디얼 베어링(38)을 통해 베어링 하우징(82) 내에서 지지되며, 이 베어링 하우징은 하우징(10) 상에 플랜지 결합되어 있다.
출력 샤프트(30)는 베어링 하우징(82) 내에서 내부 레이디얼 베어링(40) 및 외부 레이디얼 베어링(42)을 통해 지지되고, 본원 명세서에서 이들 레이디얼 베어링은 원통형 롤러 베어링으로서 형성된다. 두 베어링(40 및 42)은 외부 부싱(46) 및 내부 부싱(44)을 통해 축 방향으로 상호 간에 분리되며, 이를 통해 환형 챔버(48)가 형성되고, 이 환형 챔버 내에는 내부 레이디얼 베어링(40)의 근처에서 스냅 링(52) 상에서 지지되는 레이디얼 샤프트 실링 링(50)이 수용된다.
베어링 하우징(82) 내로는 반경 방향의 오일 유입 채널(54)이 이어지며, 이 오일 유입 채널은 미도시한 펌프와 연결되어 있으면서, 베어링 하우징(82) 내에 형성되어 있는 오일 라인(58)의 경사진 섹션(56) 내로 통해 있다. 출력 샤프트(30)의 종축에 대해 평행하게 연장되는 오일 라인(58)으로부터 윤활유는 외부 레이디얼 베어링(42)을 경유하여 환형 챔버(48) 내에 도달하며, 이 환형 챔버 내에서는 레이디얼 샤프트 실링 링(50)으로 인해 압력이 형성된다. 레이디얼 샤프트 실링 링(50)은 액시얼 스로틀링 보어를 포함하며, 이 스로틀링 보어를 경유하여 내부 레이디얼 베어링(40) 역시도 윤활유를 공급받는다.
환형 챔버(48)로부터는 통로(62)가 내부 부싱(44) 내에서 반경 방향의 관통 보어(64)로 이어지고, 이 관통 보어는 출력 샤프트(30)를 관통하여 2개의 평행한 길이방향 보어(66)로부터 압착 링(28) 내에서 상기 길이방향 보어들과 연결된 통로들(68)로 이어지며, 그럼으로써 액시얼 베어링(24)은 윤활유를 공급받게 된다.
따라서, 본 발명에서 베어링 하우징(82) 내에서 오일 라인(58)의 경사진 섹션(56)으로부터 연결 채널(70)이 분기되고, 이 연결 채널 내로 분사 노즐(72)이 삽입된다. 분사 노즐(72)은, 링 기어(36)와 하우징 부재(76) 사이의 환형 간극(74) 상으로 지향되며 그에 따라 링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 내로 지향되도록 정렬된다.
링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 및 액시얼 베어링(24)에서 유출되는 윤활유는 베어링 하우징(82) 내의 개구부(78)에 도달하며, 그런 다음 윤활유는 그 개구부에서 바깥쪽으로 배출된다.
Claims (4)
- 하우징(10)을 포함하는 유성기어장치로,
하우징 내에는 선기어(22)와 연결된 구동 샤프트 및 상기 구동 샤프트에 대해 동축인 출력 샤프트(30)가 장착되며, 상기 출력 샤프트는 자신의 유성기어들(34)이 링 기어(36)의 내부 톱니부와 계합하고 있는 유성기어 캐리어(32)와 연결되고, 링 기어는 레이디얼 베어링(38)에 의해 하우징(10) 내에서 회전 가능하게 지지되면서 시프팅 슬리브(16)를 통해 구동 샤프트의 허브(18)와 연결될 수 있고, 선기어(22)는 액시얼 베어링(24) 상에서 지지되고, 출력 샤프트(30)는 베어링 하우징(82) 내에서 내부 레이디얼 베어링(40) 및 외부 레이디얼 베어링(42)을 통해 회전 가능하게 지지되고, 베어링 하우징 내에는 두 레이디얼 베어링(40, 42)의 윤활을 위해 오일 라인(58)이 형성되며, 상기 오일 라인은 오일 유입 채널(54)과 연결되며, 그리고 액시얼 베어링(24)의 윤활을 위해 출력 샤프트(30) 내에 형성된 오일 라인들(64, 66)과도 연결되는, 상기 유성기어장치에 있어서,
상기 베어링 하우징(82) 내의 오일 라인(58)으로부터 연결 채널(70)이 분기되며, 상기 연결 채널 내로는 상기 링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 상으로 지향되는 분사 노즐(72)이 삽입되며,
상기 분사 노즐(72)의 노즐 유출구는 상기 링 기어(36)와 하우징 부재(76) 사이에서 상기 링 기어(36)의 레이디얼 베어링(38) 상으로 향해 있는 환형 간극(74)에 대향하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유성기어장치. - 제1항에 있어서,
상기 베어링 하우징(82)은 바깥쪽으로 안내하는 적어도 하나의 개구부(78)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어장치. - 삭제
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