WO2019120867A1 - Fettgeschmiertes planetengleitlager - Google Patents

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WO2019120867A1
WO2019120867A1 PCT/EP2018/082286 EP2018082286W WO2019120867A1 WO 2019120867 A1 WO2019120867 A1 WO 2019120867A1 EP 2018082286 W EP2018082286 W EP 2018082286W WO 2019120867 A1 WO2019120867 A1 WO 2019120867A1
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planetary
sliding bearing
cavity
arrangement according
pin
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PCT/EP2018/082286
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Inventor
Michel GOOVAERTS
Koen Krieckemans
Roger Bogaert
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Zf Wind Power Antwerpen N.V.
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Publication date
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    • 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
    • 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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    • F16H—GEARING
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    • F16H57/0464—Grease lubrication
    • 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
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    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.
  • the document EP 1 488 139 B1 discloses a planetary stage with positively lubricated planet bearings. Lubricant lines are inserted into the planet pins, which supply the planetary bearings with oil.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages inherent in the solutions known from the prior art.
  • the durability of slowly rotating planetary plain bearings should be improved.
  • the arrangement comprises a planetary gear, at least one slide bearing and a planet pin.
  • the planetary gear is rotatably mounted on the Planetenbol- zen.
  • the invention is based on the idea to improve the durability of the sliding bearing by a grease lubrication.
  • a slide bearing lubricated with grease With a slide bearing lubricated with grease, a load-bearing lubricant film is formed even at low speeds.
  • the available supply of fat is limited. There is therefore a risk that the bearing will run dry in the medium or long term.
  • the invention prevents the dry running of the plain bearing through a cavity which serves as a supply of grease. The cavity is formed by the planet pin.
  • At least one lubricant-conducting connection between the cavity and the sliding bearing is provided. This connects the cavity and a bearing gap of the sliding bearing lubricant-conducting together.
  • the cavity is exclusively connected to the slide bearing in a lubricant-conducting manner. There is therefore no lubricant-conducting connection which connects the cavity to a component which differs from the plain bearing. Thus, each lubricant-conducting connection of the cavity connects it to the plain bearing.
  • the sliding bearing is lubricated with grease.
  • grease is in the bearing gap of the plain bearing.
  • it may be a grease of the NLGI classes according to DIN 51818000 to 6.
  • the cavity is at least partially filled with grease.
  • the grease in the cavity serves as a lubricant reservoir for the sliding bearing.
  • At least one bore in the planetary bolt opens to one side into the cavity and to the other side in the sliding bearing or in the bearing gap of the sliding bearing.
  • the bore extends axially in a preferred embodiment, i. orthogonal to a rotation axis of the planetary gear.
  • the cavity may have an opening.
  • a plate provided to close the opening.
  • the opening can be closed by a planet carrier, in which the planetary pin is fixed.
  • the planet pin is preferably tubular. Such a planetary pin can be manufactured particularly easily.
  • a tubular planetary pin has the basic shape of a hollow cylinder.
  • the basic form denotes the form of an original body, from which the former body is created by eliminating individual areas, for example by inserting recesses.
  • the planetary pin is formed from a hollow cylindrical basic shape, for example by introducing lubricant-conducting connections.
  • a tubular planetary pin has two openings. One of the openings is preferably closed with a plate, while the other opening is closed by a planet carrier.
  • the sliding bearing is encapsulated. This means that the bearing gap of the sliding bearing is sealed against the escape of lubricant.
  • the sliding bearing is preferably provided with at least two seals.
  • the bushing of the sliding bearing makes it possible to use a grease-lubricated planetary bearing in a conventional gearbox with oil lubrication. Accordingly, the arrangement is preferably part of a transmission. This has a gear housing, which encloses, among other things, the arrangement.
  • the gearbox is at least partially filled with oil.
  • the oil serves to lubricate one or more lubrication points different from the plain bearing.
  • the transmission preferably has an oil pump, which is connected to the lubrication points with lubricant.
  • FIG. 1 shows a detail of a planetary stage.
  • a planet carrier 101, a planetary gear 103 and a planetary pin 105 are shown.
  • the planetary pin 105 is fixed in the planet carrier 101. This fixation is achieved, for example, by shrinking the planet carrier 101 or depressing the planet pin 105.
  • the planetary gear 103 is rotatably supported on the planetary pin 105.
  • a sleeve 107 serves to radially support the planetary gear 103 against the planetary pin 105.
  • the sleeve 107 is arranged radially between the planetary gear 103 and the planetary pin 105 and is freely rotatable both with respect to the planetary gear 103 and with respect to the planet pin 105.
  • the planetary gear 103 is fixed by means of a first thrust washer 109a and a second thrust washer 109b.
  • the thrust washers 109a, 109b are each located between the planetary gear 103 and the planet carrier 101. Via the thrust washers 109a, 109b, the planetary gear 103 is supported axially against the planet carrier 101.
  • the planetary pin 105 is configured tubular and has correspondingly two mouths. A first orifice is closed by a plate 111 which is bolted to the planetary pin 105. A second muzzle opposite the first mouth closes the planetary carrier 101. In the planetary bolt 105, this results in a closed flea space 113.
  • the Flohlraum 113 is connected to a through the sleeve 107 and the thrust washers 109a, 109b formed in the sliding bearing lubricant. If the Flohlraum 113 filled with grease, the grease passes through the holes 115 in the plain bearing.
  • the thrust washers 109a, 109b have seals 15. These encapsulate the sliding bearing in relation to the gearbox interior.
  • the grease-lubricated slide bearing illustrated in FIG. 1 can be used in a conventional transmission with oil lubrication.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Planetenrad (103), mindestens einem Gleitlager (107, 109a, 109b) und einem Planetenbolzen (105); wobei das Planetenrad (103) mittels des Gleitlagers (107, 109a, 109b) drehbar auf dem Planetenbolzen (105) gelagert ist; und wobei der Planetenbolzen (105) mindestens einen Hohlraum (113) bildet. Der Hohlraum (113) ist ausschließlich mit dem Gleitlager (107, 109a, 109b) schmierstoffleitend verbunden.

Description

Fettqeschmiertes Planetenqleitlaqer
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Druckschrift EP 1 488 139 B1 offenbart eine Planetenstufe mit zwangsge- schmierten Planetenlagern. In die Planetenbolzen sind Schmierstoffleitungen einge- bracht, über welche die Planetenlager mit Öl versorgt werden.
Die Bedingungen zum Aufbau eines tragfähigen hydrodynamischen Schmierstofffilms sind bei Planetengleitlagern in einem Windkraftgetriebe suboptimal. Die Lager sind hoch belastet, aber drehen sich nicht hinreichend schnell. Zudem wird in Windkraft- getrieben häufig Öl der Viskositätsklassen ISO VG 320 oder ISO VG 460 verwendet, dessen Viskosität zu gering ist. Infolgedessen kommt es in den Lagern zu Mischrei- bung. Dies erhöht den Verschleiß und führt zu vorzeitigem Versagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den aus dem Stand der Technik be- kannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll die Haltbarkeit langsam drehender Planetengleitlager verbessert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Wei- terbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Anordnung umfasst ein Planetenrad, mindestens ein Gleitlager und einen Plane- tenbolzen. Mittels des Gleitlagers ist das Planetenrad drehbar auf dem Planetenbol- zen gelagert.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Haltbarkeit des Gleitlagers durch eine Fettschmierung zu verbessern. Bei einem mit Fett geschmierten Gleitlager bildet sich bereits bei geringen Drehzahlen ein belastbarer Schmierstofffilm. Allerdings ist bei einem gewöhnlichen Gleitlager der zur Verfügung stehende Fettvorrat begrenzt. Es besteht daher die Gefahr, dass das Lager mittel- oder langfristig trockenläuft. Die Erfindung beugt dem Trockenlaufen des Gleitlagers durch einen Hohlraum vor, der als Fettvorrat dient. Der Hohlraum wird von dem Planetenbolzen gebildet.
Um das Gleitlager mit Fett aus dem Hohlraum zu versorgen, ist mindestens eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Gleitlager vorge- sehen. Diese verbindet den Hohlraum und einen Lagerspalt des Gleitlagers schmier- stoffleitend miteinander.
Der Hohlraum ist erfindungsgemäß ausschließlich mit dem Gleitlager schmierstofflei- tend verbunden. Es gibt also keine schmierstoffleitende Verbindung, die den Hohl- raum mit einer Komponente verbindet, die sich von dem Gleitlager unterscheidet So verbindet jede schmierstoffleitende Verbindung des Hohlraums diesen mit dem Gleit- lager.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Gleitlager mit Fett geschmiert. Dies impli- ziert, dass sich Fett in dem Lagerspalt des Gleitlagers befindet. Insbesondere kann es sich um ein Fett der NLGI-Klassen gemäß DIN 51818000 bis 6 handeln.
In einer darüber hinaus bevorzugte Weiterbildung ist der Hohlraum mindestens teil- weise mit Fett befüllt. Das Fett in dem Hohlraum dient als Schmierstoffvorrat für das Gleitlager.
Als schmierstoffleitende Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Gleitlager dient in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens eine Bohrung in dem Planeten- bolzen. Die Bohrung mündet zur einen Seite hin in den Hohlraum und zur anderen Seite in das Gleitlager bzw. in den Lagerspalt des Gleitlagers.
Die Bohrung verläuft in einer bevorzugten Weiterbildung axial, d.h. orthogonal zu ei- ner Drehachse des Planetenrads.
Um Fett in den Hohlraum einzufüllen, kann der Hohlraum eine Öffnung aufweisen. Zum Verschließen der Öffnung ist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens eine Platte vorgesehen. Auch kann die Öffnung durch einen Planetenträger ver- schlossen werden, in dem der Planetenbolzen fixiert ist.
Der Planetenbolzen ist bevorzugt rohrförmig ausgebildet. Ein derartiger Planetenbol- zen lässt sich besonders einfach fertigen. Ein rohrförmiger Planetenbolzen hat die Grundform eines Hohlzylinders. Die Grundform bezeichnet die Form eines ursprüng- lichen Körpers, aus dem der erst genannte Körper durch Eliminieren einzelner Berei- che, etwa durch Einfügen von Aussparungen entsteht. Der Planetenbolzen entsteht aus einer hohlzylindrischen Grundform, etwa durch Einbringen von schmierstofflei- tenden Verbindungen.
Ein rohrförmiger Planetenbolzen weist zwei Öffnungen auf. Eine der Öffnungen ist bevorzugt mit einer Platte verschlossen, während die andere Öffnung von einem Planetenträger verschlossen wird.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist das Gleitlager gekapselt. Das bedeutet, dass der Lagerspalt des Gleitlagers gegenüber dem Austritt von Schmier- stoff abgedichtet ist. Zu diesem Zweck ist das Gleitlager bevorzugt mit mindestens zwei Dichtungen versehen.
Die Kapslung des Gleitlagers ermöglicht es, ein fettgeschmiertes Planetenlager in einem herkömmlichen Getriebe mit Ölschmierung zu verwenden. Entsprechend ist die Anordnung vorzugsweise Teil eines Getriebes. Dieses weist ein Getriebegehäuse auf, das unter anderem die Anordnung umschließt.
Das Getriebegehäuse ist mindestens teilweise mit Öl befüllt. Das Öl dient dazu, eine oder mehrere von dem Gleitlager verschiedenen Schmierstellen zu schmieren. Be- vorzugt weist das Getriebe zu diesem Zweck eine Ölpumpe auf, die schmierstofflei- tend mit den Schmierstellen verbunden ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Ein- zelnen zeigt: Fig. 1 einen Ausschnitt eines Planetenstufe.
In Fig. 1 sind ein Planetenträger 101 , ein Planetenrad 103 und ein Planetenbolzen 105 dargestellt. Der Planetenbolzen 105 ist in dem Planetenträger 101 fixiert. Diese Fixierung kommt etwa durch Aufschrumpfen des Planetenträgers 101 oder Eindeh- nen des Planetenbolzens 105 zustande. Zwischen dem Planetenträger 101 und dem Planetenbolzen 105 besteht eine starre Verbindung, d.h. eine Verbindung, die kei nerlei Relativbewegungen zulässt.
Das Planetenrad 103 ist drehbar auf dem Planetenbolzen 105 gelagert. Zur radialen Abstützung des Planetenrads 103 gegen den Planetenbolzen 105 dient eine Hül se 107. Die Hülse 107 ist radial zwischen dem Planetenrad 103 und dem Planeten- bolzen 105 angeordnet und sowohl gegenüber dem Planetenrad 103 als auch ge- genüber dem Planetenbolzen 105 frei drehbar.
In axialer Richtung ist das Planetenrad 103 mittels einer ersten Anlaufscheibe 109a und einer zweiten Anlaufscheibe 109b fixiert. Die Anlaufscheiben 109a, 109b befin- den sich jeweils zwischen dem Planetenrad 103 und dem Planetenträger 101. Über die Anlaufscheiben 109a, 109b stützt sich das Planetenrad 103 axial gegen den Pla- netenträger 101 ab.
Der Planetenbolzen 105 ist rohrförmig ausgestaltet und weist entsprechend zwei Mündungen auf. Eine erste Mündung ist durch eine Platte 111 verschlossen, die mit dem Planetenbolzen 105 verschraubt ist. Eine zweite, der ersten Mündung gegen- überliegende Mündung verschließt der Planetenträger 101. In dem Planetenbolzen 105 entsteht dadurch ein abgeschlossener Flohlraum 113.
Über Bohrungen 115 in dem Planetenbolzen 105 ist der Flohlraum 113 mit einem durch die Hülse 107 und die Anlaufscheiben 109a, 109b gebildet im Gleitlager schmierstoffleitend verbunden. Wird der Flohlraum 113 mit Fett befüllt, gelangt das Fett durch die Bohrungen 115 in das Gleitlager. Die Anlaufscheiben 109a, 109b weisen Dichtungen 1 15 auf. Diese kapseln das Gleit lager gegenüber dem Getriebeinneren. So lässt sich das in Fig. 1 dargestellte, fett- geschmierte Gleitlager in einem herkömmlichen Getriebe mit Ölschmierung verwen- den.
Bezuaszeichen Planetenträger
Planetenrad
Planetenbolzen
Hülse
a Anlaufscheibe
b Anlaufscheibe
Platte
Hohlraum
Bohrung
Dichtung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einem Planetenrad (103), mindestens einem Gleitlager (107, 109a, 109b) und einem Planetenbolzen (105); wobei
das Planetenrad (103) mittels des Gleitlagers (107, 109a, 109b) drehbar auf dem Planetenbolzen (105) gelagert ist; und wobei
der Planetenbolzen (105) mindestens einen Hohlraum (113) bildet; dadurch gekenn- zeichnet, dass
der Hohlraum (113) ausschließlich mit dem Gleitlager (107, 109a, 109b) schmierstoff- leitend verbunden ist.
2. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
das Gleitlager (107, 109a, 109b) mit Fett geschmiert ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
der Hohlraum (113) mindestens teilweise mit Fett gefüllt ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetenbolzen (105) mindestens eine Bohrung (115) aufweist, die den Hohl- raum (113) schmierstoffleitend mit dem Gleitlager (107, 109a, 109b) verbindet.
5. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (115) axial verläuft.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetenbolzen (105) mindestens eine Platte (111 ) aufweist, die eine Öffnung des Hohlraums (113) verschließt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5; gekennzeichnet durch einen Planetenträger (101 ); wobei
der Planetenbolzen (105) in dem Planetenträger (101 ) fixiert ist; und wobei der Planetenträger (101 ) eine Öffnung des Planetenbolzens (105) verschließt.
8. Anordnung nach den vorhergehenden zwei Ansprüchen; dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetenbolzen (105) rohrförmig ausgestaltet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
das Gleitlager (107, 109a, 109b) gekapselt ist.
10. Getriebe mit einem Getriebegehäuse; gekennzeichnet durch
eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei
die Anordnung innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist; wobei
das Getriebegehäuse mindestens teilweise mit Öl befüllt ist.
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