SE520229C2 - Anordning för smörjning av kugghjul - Google Patents

Description

20 25 30 520 229 2 ett splinesförband pá sin axel. Kugghjulet samt ringen med spáret trycks fast mot en ansats pà axeln med hjälp av en skruv inskruvad i ändan pà axeln. Ringen med spàret mäste monteras innan kugghjulet. Det är sàledes inte möjligt att använda känd teknik till kugghjul som är integrerade i axeln.

Ett annat problem med känd teknik är att säkerställa att rätt mängd smörjmedel kommer ut genom spalterna.

Mängden smörjmedel styrs bland annat av storleken pà spaltöppningen. För att erhàlla optimal storlek pá öppningen krävs hàrda toleranskrav pà kugghjulets kuggbotten, det vill säga dalen mellan kuggarna. Detta leder till fördyrade tillverkningskostnader. Ännu ett problem med känd teknik enligt ovan är att det inte är möjligt att optimera smörjmedelsstràlens riktning sä att smörjmedlet träffar rätt och används effektivt.

Det finns dessutom en risk att ringen enligt känd teknik kan monteras felvänd utan att montören märker detta, med funktionsfel som följd.

Uppfinningens uppgift är således, mot bakgrund av ovanstående, att göra det möjligt att smörja ett i en axel integrerat kugghjul samt att styra mängden smörjmedel och riktningen pà smörjmedelsstrálen pá ett optimalt sätt så att en effektiv smörjning och kylning av en högt belastad kuggväxel erhålls. Uppfinningens uppgift är också att eliminera monteringsfel.

REDOGÖRELSE AV UPPFINNINGEN 10 15 20 25 30 35 520 229 3 Den uppfinningsenliga lösningen av uppgiften med hänsyn taget till den uppfinningsenliga anordningen beskrivs i patentkravet 1 och ll. De övriga patentkraven beskriver föredragna utföringsformer och utvecklingar utav den uppfinningsenliga anordningen.

Anordningen enligt uppfinningen enligt kravet 1 eller 14 innefattar en väsentligen ringformig struktur som är anordnad kring en axel och anligger mot ett kugghjuls ändyta. Den ringformiga strukturen styr och fördelar smörjmedel fràn en trycksatt första kanal ut till kugghjulet. Anordningen kännetecknas av att den ringformiga strukturen uppvisar àtminstone ett avbrott utmed dess omkrets.

En fördel med anordningen enligt uppfinningen är att strukturen förses med àtminstone ett avbrott sá är det blir möjligt att öppna upp stukturen sà pass mycket så att den kan monteras bredvid eller träs över ett pá en axel integrerat kugghjul. Det bör nämnas att strukturen i denna första utföringsform kan vara försedd med någon form av gångjärn. Alternativet är att ringen är sà pass elastisk att den kan öppnas upp tillräckligt.

Enligt en fördelaktig andra utföringsform av anordningen enligt uppfinningen så är strukturen uppbyggd av àtminstone tvá cirkelbágformiga element.

Detta innebär att det finns àtminstone tvà avbrott utmed strukturens omkrets. Kravet pá gångjärn eller elasticitet hos strukturen behöver här ej tas hänsyn till.

Enligt en fördelaktig tredje utföringsform av anordningen enligt uppfinningen sá är flera tredje kanaler anordnade genom den ringformade strukturen för 10 15 20 25 30 35 4 smörjning av kugghjulet. De tredje kanalerna är vinklade i förhållande till radialplanet och/eller tangentialplanet med syftet att optimera riktningen pä smörjmedelsstràlen så att en effektiv smörjning och kylning av en kuggväxel erhålls. I och med att de tredje kanalernas mynning borras eller formas direkt enbart i strukturen så kan riktningen samt även storleken på kanalen och därmed mängden smörjmedel som matas fram kontrolleras och säkerställas för respektive tredje kanal pà ett förhållandevis enkelt och billigt sätt.

Enligt en fördelaktig fjärde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är en eller flera styrklackar anordnade på strukturen så att respektive tredje kanals mynning alltid hamnar mellan två intill varandra anordnade kuggar på kugghjulet. Styrklackarna säkerställer rätt montering av den ringformade strukturen i förhållande till kugghjulet.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer utav uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar ytterligare föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Figur 1 visar en sidovy av en fördelaktig utföringsform utav uppfinningen tillämpad på solhjulet i en planetväxel. 10 Figur 2 Figur 3 520 229 :vfæf visar en tredimensionell vy utav en fördelaktig utföringsform utav den ringformade strukturen, som ingàr i uppfinningen. visar en förstoring av ett delomràde i figur 1 med visad oljefördelning samt exempel pà en vinklad tredje kanal. 10 15 20 25 30 520 229 BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRr/IER I figur 1 visas ett snitt genom en del av en växellàda. Övriga delar av växellàdan visas inte, eftersom de inte utgör någon del av uppfinningen. Den i figur 1 visade delen är en planetväxel med ett solhjul 1, vilket solhjul är ett kugghjul integrerat i axeln 2.

Solhjulets 1 kuggar 3 stàr i ingrepp med kuggarna 4 pà ett antal planethjul 5, vilka medelst lager 6 är lagrade pà axeltappar 7, som i sin tur uppbäres av en planethjulshàllare 8. Planethjulen 5 stár med sina kuggar 4 dessutom i ingrepp med kuggarna 9 pà ett ringhjul 10, som i sin tur bärs upp av en ringhjulshállare 11. anordnat i en Axeln 2 är lagrad i ett lager 12, som är fast del av växelládans hus. Mot lagrets 12 innerring anligger en hàllarmutter 14 i form av en gängad ring, vilken skruvas fast i motsvarande gängor anordnade pà axeln 2. Hállarmutterns 14 innerdiameter är nàgot större än ytterdiametern pà solhjulet l, vilket gör det möjligt att trä hàllarmuttern över solhjulet för montering och fastsättning pá axeln 2. Hàllarmuttern 14 klämmer fast lagrets 12 innerring mot en ansats pà axeln 2. Hállermuttern 14 häller även fast en ringformig struktur 30 för fördelning av smörjmedel.

Strukturen 30 är anordnad koaxiellt och innanför relativt hàllarmuttern 14, vilket innebär att den ringformiga strukturens 30 innerdiameter är mindre än solhjulets 1 ytterdiameter. Den ringformade strukturen 30 måste dessutom monteras innan hàllarmuttern 14 monteras. n. nu 10 15 20 25 30 520 229 .. ~.~ 7 Solhjulet 1 är i den visade utföringsformen av uppfinningen anordnat i ena änden av axeln 2. Den ringformade strukturen 30 monteras mellan lagrets innerring 12 och solhjulets ena axiella ändyta 15, mot vilken ändyta strukturen 30 anligger. Strukturens andra axiella ändyta 33 anligger mot en ansats pá axeln 2. I en fördelaktig utföringsform av uppfinningen så har den ringformade strukturen 30 tvá avbrott utmed strukturens omkrets, det vill säga strukturen består utav tvà cirkelbàgformiga element 31 och 32. Genom att strukturen 30 är delad sä kan den monteras och ligga an mot en axelyta 28 som har en mindre diameter än ytterdiametern pà Solhjulet 1 och därigenom kan strukturens ena axiella ändyta 23 ligga an mot solhjulets ena axiella ändyta 15. Den ringformade strukturens andra axiella ändyta 33 anligger mot en ansats pä axeln.

Hállarmuttern 14 roterar tillsammans med axeln 2 och Solhjulet 1 samt lagrets 12 innerring. Radiellt utanför hàllarmuttern 14 finns ett lock 18, vilket är fast förbundet med den fasta delen 13. Mellan det fasta locket 18 och den roterande hállarmuttern 14 finns tvà tätningsringar 19 för àstadkommande av tätning mellan locket 18 och hàllarmuttern 14. Mellan de tvá tätningsringarna 19 är ett spàr 20 i omkretsled upptaget. Spáret 20 är vid den visade utföringsformen upptaget dels i hàllarmuttern 14, dels i locket 18, men det är givetvis tänkbart att anordna spåret 20 endast i den ena av dessa bàda delar. Från omkretsspáret 20 sträcker sig ett antal i huvudsak radiella första kanaler 21 in i och genom hàllarmuttern 14. Till dessa första kanaler 21 ansluter sig dels radiella kanaler 34 anordnade i axeln 2, för vidaredistribution av 10 15 20 25 30 35 520 229 8 smörjmedel till andra delar av växellådan, samt dels kanaler 22, 25 anordnade i strukturen 30.

Axelns mantelyta 28 tillsammans med en del av den ringformade strukturens 30 inneryta formar en i strukturens omkretsriktning runtomgàende andra kanal 22 eller hàlrum. Den andra kanalen 22 ansluter till de första kanalerna 21 genom öppningar 35, vilka utgörs av utmed strukturens 30 andra axiella ändyta 33 anordnade urtag 36. (se främst figurer 2 och 3).

Fràn den andra kanalen 22 styrs smörjmedlet ut igenom flera parallella samt i axiell riktning anordnade tredje kanaler 25, vilka tredje kanaler mynnar pà strukturens första axiella ändyta 23. De tredje kanalerna 25 är anordnade genom den ringformade strukturen och förbundna med den runtomgàende andra kanalen 22. Mynningarna 27 är placerade sà att smörjmedlet företrädesvis kommer ut mellan tvá kuggar 3 pà solhjulet l.

Mellan hàllarmuttern 14 och strukturen 30 är anordnat en runtomgàende tätning 37, vilken tillser att det blir tätt mellan hàllarmuttern 14 samt den ringformiga strukturen 30. Tätningen 37 mellan hàllarmuttern 14 och strukturen 30 har fjädrande egenskaper. Inre diametern pá hàllarmuttern är nàgot större än yttre diametern pá strukturen sá att hàllarmutter precis gär att trä över strukturen. Storleken pà tätningen 37 samt tätningens spàr är avpassat så att tätningen trycks ihop nàgot vid montering av hàllarmuttern. Trycket fràn tätningen 37 tillser att strukturens báda cirkelbàgformíga delar 31, 32 trycks mot varandra samt mot axeln 2 och säkerställer därmed en tät montering. . . r , , , 10 15 20 25 30 35 520 229 |. -.=.\ 9 För att eliminera risken för felmontage av strukturen 30 är styrklackar 38 och 39 anordnade pá strukturens första axiella ändyta 23. I den föredragna utföringsformen av uppfinningen finns en styrklack anordnad pà vardera cirkelbágformiga delen 31, 32. När strukturens 30 bàda delar sätts ihop pá axeln 2 sá passar de båda styrklackarna 38, 39 precis in mellan tvá kuggar 3 pà solhjulet 1. Styrklackarna samt de tredje kanalernas 25 mynningar 27 är anordnade pà ett relativt avstánd fràn varandra som motsvarar avståndet mellan tvà kuggar. Således kommer det enligt den visade utföringsformen att finnas en mynning mellan alla kuggar. Möjligt är att anordna styrklackar sà dessa inskjuter i ett urtag anordnat någonstans pà axelns 2 mantelyta istället och därigenom tillse att smörjning är möjligt mellan samtliga kuggar pá ett kugghjul.

Den ringformiga strukturen 30 innefattar ett första parti 45, som åtminstone bildar en del av en ring, och ett andra parti 46, som är förbundet med det första partiet och sträcker sig utmed detta i omkretsled och skjuter ut inàt i radiell riktning fràn det första partiet.23. I ett tvärsnitt av strukturen (se figur 3) uppvisar den väsentligen formen av ett L, där det första partiet 45 bildar den längre skänkeln i L:et och det andra partiet 46 bildar den kortare skänkeln i Lzet. De tredje kanalerna 25 sträcker sig genom det andra partiet 46.

Locket 18 är pá åtminstone ett ställe försett med ett anslutningsorgan (ej visat) för smörjmedel under tryck.

Smörjmedlets väg genom kanalerna illustreras bäst i figur 3 med strömningspilarna 40 och 4l, Detta smörjmedel tillförs under tryck frán en tryckkälla (ej visad). Anslutningsorganet stár i förbindelse med 10 15 20 25 30 35 520 229 10 omkretsspàret 20, och dä smörjmedel under tryck tillförs genom anslutningsorganet fördelas det i omkretsspáret 20 och strömmar frán detta genom de radiella första kanalerna 21 vidare genom öppningarna 35 och den andra kanalen 22 samt slutligen till de tredje kanalerna 25 (se strömningspil 41). I den andra kanalen 22 fördelas smörjmedlet längs hela omkretsen och sprutas under tryck ut genom de smala tredje kanalerna 25. Detta innebär att smörjmedel under tryck sprutas in i kuggluckorna mellan samtliga kuggarna 3 pà solhjulet 1. Genom att den andra kanalen 22 sträcker sig runt hela omkretsen av den ringformade strukturen 30 kommer smörjmedel samtidigt att sprutas ut parallellt genom samtliga mynningar 27, vilket innebär att samtliga kuggar 3 pà solhjulet 1 kommer att smörjas kontinuerligt. De tredje kanalernas 25 sprutriktning kan optimeras genom att hälet genom strukturen 30 som bildar kanalerna 25 borras med en viss vinkel relativt axelns geometriska centrum. Vinklingen av kanalen kan göras i radialplanet och/eller tangentialplanet. De tredje kanalernas 25 placering, sprutriktning, storlek samt antal i förhållande till antalet kuggar 3 optimeras med avseende pà smörjverkan samt kylning av kuggarna. Pà detta sätt fàr man en mycket effektiv smörjning och samtidig kylning av samtliga kuggar 3 pá solhjulet 1. De tredje kanalerna 25 med sina mynningar 27 innebär dessutom att allt smörjmedel kommer till rätt ställe, det vill säga används för smörjning och kylning av kuggarna 3, vilket innebär att man fär mindre spill av smörjmedel jämfört med anordningar där oljan genom munstycken sprutas ut mot kugghjulet pà ett visst avstånd fràn detta.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel, utan ändringar kan göras ,, »w 10 15 - . . . » . . Å .. ll inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan det integrerade solhjulet l bytas ut mot ett kugghjul som med hjälp av splinesförband är monterat pà axeln 2 (se exempelvis solhjulet l i SE464830). Anordningen enligt uppfinningen är även möjlig att använda i andra typer av växlar än planetväxlar. Kugghjulet pà vilket uppfinningen används behöver inte vara anordnat i ena ändan av en axel utan kan även vara anordnat någonstans utmed en axel. Antalet axiella tredje kanaler kan väljas fritt sä att t ex en mynning 27 finns anordnad endast mellan vartannat eller var tredje kuggpar. De tredje kanalerna 25 kan bytas ut mot ett fátal axiella kanaler samt ett cirkelbàgformigt spár, likt det i SE464830, anordnat pà strukturens ändyta som anligger mot kugghjulet.

Claims (24)

10 15 20 25 30 35 520 229 12 PATENTKRAV

1. Anordning för smörjning av ett kugghjul (1) i en kuggväxel, vilken anordning innefattar àtminstone en första kanal (21) för tillförsel av smörjmedel under tryck, vilken kanal har en mynning i ett omrâde beläget i närheten av kugghjulet (1) som ska smörjas, vilket kugghjul är anordnat pá en axel (2) och varvid anordningen innefattar en väsentligen ringformig struktur (30) som är anordnad kring nämnda axel och anligger mot kugghjulets ändyta (15) för styrning och fördelning av smörjmedlet frán den första kanalen ut till kugghjulet, kännetecknad av att den ringformiga strukturen uppvisar àtminstone ett avbrott utmed dess omkrets.

2. Anordning enligt kravet 1 kännetecknad av att den ringformiga strukturen (30) är uppbyggd av àtminstone tvà cirkelbàgformiga element (31, 32).

3. Anordning enligt kravet 2 kännetecknad av att de cirkelbàgformiga elementen (31. 32) utgörs av inbördes átskiljbara delar.

4. Anordning enligt nágot av föregående krav kännetecknad av att en del av strukturens (30) inneryta tillsammans med axelns yta (28) bildar en i kugghjulets omkretsriktning runtomgàende andra kanal (22) förbunden med den första kanalen (21), och att àtminstone en tredje kanal (25) är anordnad genom strukturen fràn den andra kanalen till kugghjulet.

5. Anordning enligt kravet 4 kännetecknad av att strukturen (30) innefattar ett flertal tredje kanaler . . . . .- m H-:n 520 229

6. V , . _ _ , = , . , . 13 (25), vilka var och en mynnar (27) mellan tvá kuggar (3) pá kugghjulet samt vars tredje kanalers syfte är att samtidigt fördela smörjmedel till alla kuggarna. 5 6. Anordning enligt kravet 4 eller 5 kännetecknad av att respektive tredje kanal (25) är väsentligen parallell med axelns centrumlinje.

7. Anordning enligt kravet 4 eller 5 kännetecknad av 10 att respektive tredje kanal (25) är vinklad i förhållande till radialplanet och/eller tangentialplanet.

8. Anordning enligt nágot av kraven 4 till 7 15 kännetecknad av att en eller flera styrklackar (38, 39) är anordnade pá strukturen (30) sà att respektive tredje kanals mynning (27) alltid hamnar mellan tvá intill varandra anordnade kuggar (3) pà kugghjulet. 20

9. Anordning enligt nàgot av föregående krav kännetecknad av att den ringformiga strukturen innefattar ett första parti (45), som àtminstone bildar en del av en ring, och ett andra parti (46), som är förbundet med det första partiet och sträcker sig utmed 25 detta i omkretsled och skjuter ut inát i radiell riktning fràn det första partiet.

10. Anordning enligt kravet 9 kännetecknad av att den ringformade strukturen i ett tvärsnitt i axiell led 30 genom strukturens centrumlinje uppvisar väsentligen formen av ett L, där det första partiet (45) bildar den längre skänkeln i L:et och det andra partiet (46) bildar den kortare skänkeln i L:et. 10 15 20 25 30 35 520 229 _, v.. 14

11. Anordning enligt nàgot av kraven 4 till 8 samt 9 eller 10 kännetecknad av att de tredje kanalerna (25) sträcker sig genom det andra partiet (46).

12. Anordning enligt nàgot av föregående krav kännetecknad av att kugghjulet (1) är integrerat i axeln (2).

13. Anordning enligt nàgot av föregående krav kännetecknad av att en hàllarmutter (14), anordnad koaxiellt utanpà strukturen (30), är inrättad att trycka fast strukturen mot axeln (2).

14. Ringformig struktur (30) avsedd för placering intill ett kugghjul (1) i en kuggväxel och anliggande mot kugghjulets ändyta (15) i syfte att styra och fördela smörjmedel till kugghjulet, där strukturen är avsedd att anordnas kring en axel kännetecknad av att den ringformiga strukturen uppvisar átminstone ett avbrott utmed dess omkrets.

15. Ringformig struktur (30) enligt kravet 14 kännetecknad av att den ringformiga strukturen är uppbyggd av åtminstone tvá cirkelbágformiga element (31, 32).

16. Ringformig struktur (30) enligt kravet 15 kännetecknad av att de cirkelbágformiga elementen (31, 32) utgörs av inbördes àtskiljbara delar.

17. Ringformig struktur enligt nàgot av kraven 14 till 16 kännetecknad av att en del av strukturens (30) inneryta är avsedd att tillsammans med axelns yta (28) bilda en i kugghjulets omkretsriktning runtomgáende (22), som i sin tur avses vara förbunden andra kanal H 1.-- 10 15 20 25 30 35 520 229 . f . . . . H ..- 15 (21) för smörjmedelstillförsel, och att àtminstone en tredje med en utanför strukturen anordnad första kanal kanal (25) är anordnad genom strukturen fràn den andra kanalen till kugghjulet.

18. Ringformig struktur (30) enligt kravet 17 kännetecknad av att strukturen innefattar ett flertal tredje kanaler (25), vilka var och en är avsedd att mynna (27) mellan tvá kuggar (3) pà kugghjulet samt vars tredje kanalers syfte är att samtidigt fördela smörjmedel till alla kuggarna.

19. Ringformig struktur (30) enligt kravet 17 eller 18 kännetecknad av att respektive tredje kanal (25) är väsentligen parallell med den ringformiga strukturens (30) centrumlinje.

20. Ringformig struktur (30) enligt nágot av kraven 17 eller 18 kännetecknad av att respektive tredje kanal (25) är vinklad i förhållande till radialplanet och/eller tangentialplanet.

21. Ringformig struktur (30) enligt nágot av kraven 17 till 20 kännetecknad av att en eller flera styrklackar (38, 39) är anordnade pà strukturen sá att respektive tredje kanals mynning (27) alltid hamnar mellan tvà intill varandra pá kugghjulet anordnade kuggar (3).

22. Ringformig struktur (30) enligt nágot av kraven 14 till 21 kännetecknad av att den ringformiga strukturen innefattar ett första parti (45), som àtminstone bildar en del av en ring, och ett andra parti (46), som är förbundet med det första partiet och sträcker sig utmed detta i omkretsled och skjuter ut inát i radiell riktning fràn det första partiet. ~ » . . I ~ 10 520 229 É-ïfiïfï 16

23. Ringformig struktur (30) enligt kravet 22 kännetecknad av att den ringformade strukturen i ett tvärsnitt i axiell led genom strukturens centrumlinje uppvisar väsentligen formen av ett L, där det första partiet (45) bildar den längre skänkeln i L:et och det andra partiet (46) bildar den kortare skänkeln i L:et.

24. Ringformig struktur (30) enligt nágot av kraven 17 till 21 samt 22 eller 23 kännetecknad av att de tredje kanalerna (25) sträcker sig genom det andra partiet (46).