SCHÖNFELD, Andreas (Eschenweg 5, St. Leon-Rot, 68789, DE)
PALUNCIC, Zdravko (Buchenstrasse 44, Ludwigshafen, 67067, DE)
SCHÖNFELD, Andreas (Eschenweg 5, St. Leon-Rot, 68789, DE)
Ansprüche:
1. Schmiereinrichtung mit wenigstens einem Schmierritzel (1 ) zum Aufbringen eines bspw. durch eine Schmierstoffleitung von einer Schmierstoffpumpe aus einem Vorratsbehälter geförderten Schmierstoffes, insbesondere Fett, auf wenigstens ein Zahnrad (2) oder dgl., wobei das Schmierritzel (1 ) eine Außenverzahnung aufweist, in welche wenigstens ein Schmierstoffauslass (8) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) ein gegenüber einer Evolventenverzahnung gekürztes Zahnflankenprofil aufweisen, wobei die Kopfhöhe (hk) und/oder die Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung in einem radial außerhalb des Teilkreises gelegenen Zahnflankenabschnitt verringert sind.
2. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) eine gegenüber einer Evolventenverzahnung um etwa 25% bis etwa 90%, insbesondere um etwa 50% bis etwa 80% verringerte Kopfhöhe (hk) aufweisen.
3. Schmiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) einen gegenüber einer Evolventenverzahnung um etwa 75% verringerte Kopfhöhe (hk) aufweisen.
4. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) eine abgerundete, insbesondere eine mit drei Radien (n ,r 2 ) abgerundete Zahnkopfkontur aufweisen.
5. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) eine derart abgerundete Zahnkopfkontur aufweisen, dass die Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung in einem radial außerhalb des Teilkreises gelegenen Zahn- flankenabschnitt gegenüber einer Evolventenverzahnung verringert ist.
6. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) der Außenverzahnung des Schmierritzels (1 ) eine spitze, insbesondere eine einer Evolventenverzahnung ähnliche Zahnkopfkontur aufweisen.
7. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierritzel (1 ) mehrere von einer in dessen Achse (3) oder in dessen achsnahem Bereich .angeordneten Schmierstoffzufuhrleitung (4) ausgehende Schmierstoffleitungen (5) aufweist, die jeweils in wenigstens einen Schmierstoffauslass (8) in einem der Zähne (7) münden.
8. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeden Zahn (7) des Schmierritzels (1 ) wenigstens zwei Schmierstoffauslässe (8) münden.
9. Schmiereinrichtung nach Anspurch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffauslässe (8) durch eine Quernut oder einen Kanal (9), welcher in axialer Richtung des Schmierritzels (1 ) über insbesondere fast die gesamte Breite der Zahnflanken (6) verläuft, verbunden sind.
10. Schmiereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jede Zahnflanke (6) und/oder Quernut oder Kanal (9) des Schmierritzels (1 ) wenigstens ein Schmierstoffauslass (8) mündet.
11. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Schmierstoffauslässe (8) im Bereich des Teilkreises (d) und/oder in einem Bereich zwischen dem Teilkreis und dem Fußkreis in die Zahnflanken (6) des Schmierritzels (1 ) münden.
12. Getriebe mit wenigstens einem Zahnrad (2) oder dgl., wobei das Schmierritzel (1 ) einer Schmieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Zahnrad (2) kämmt. |
Schmiereinrichtung mit Schmierritzel
Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung mit wenigstens einem Schmierritzel zum Aufbringen eines beispielsweise durch eine Schmierstoffleitung von einer Schmierstoffpumpe aus einem Vorratsbehälter geförderten Schmierstoffes, insbesondere Fett, auf wenigstens ein Zahnrad, wobei das Schmierritzel eine Außenverzahnung aufweist, in welche wenigstens ein Schmierstoffauslass mündet.
Eine derartige Einrichtung zum Abschmieren von Zahnrädern ist beispielsweise aus der DE 201 21 923 U1 bekannt. Das dort als Zahnkranzmodul bezeichnete Schmierritzel hat die Außenkontur eines herkömmlichen Zahnrads mit Evolventenverzahnung. Wenn dieses bekannte Schmierritzel mit einem zu schmierenden Zahnrad kämmt, greift der radial außerhalb des Teilkreises gelegene Kopfbereich der Zähne des Schmierritzels in den radial innerhalb des Teilkreises gelegenen Fußbereich der Zähne des zu schmierenden Zahnrads ein. Dies bewirkt, dass der Schmierstoff unregelmäßig und ungleichmäßig auf das zu schmierende Zahnrad aufgetragen wird und sich insbesondere im Bereich des Zahnfußes des zu schmierenden Zahnrads ansammelt. Darüber hinaus kommt es teilweise zu einer unzureichenden Schmierstoffversorgung im Bereich der tribologisch hoch beanspruchten und miteinander im Kontakt stehenden Zahnflanken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Schmiereinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welcher eine verbesserte Verteilung des Schmiermittels an einem zu schmierenden Zahnrad bei gleichzeitig möglichst einfachem Aufbau der Schmiereinrichtung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels ein gegenüber einer Evolventenverzahnung gekürztes Zahnflankenprofil aufweisen, wobei die Kopfhöhe und/oder die Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung in einem radial außer- halb des Teilkreises gelegenen Zahnflankenabschnitt verringert sind. Für die verringerte Kopfhöhe wird insbesondere die bisher vorhandene Zahnspitze abgenommen. Die Kopfhöhe errechnet sich dabei aus der Hälfte der Differenz des Außendurchmessers des Schmierritzels und des Teilkreisdurchmessers des Schmierritzels. Mit anderen Worten bezeichnet die Kopfhöhe die Höhe des über den Teilkreis radial nach außen hervorstehenden Bereichs eines jeden Zahnes. Bei einer Evolventenverzahnung ist dies in der Regel ein spitz zulaufender Zahnbereich. Wenn nun diese Kopfhöhe gegenüber der Kopfhöhe einer Evolventenverzahnung verringert wird, dringen die Zähne des Schmierritzels weniger tief in den Fußbereich des zu schmierenden Zahnrads ein. überraschend hat sich herausgestellt, dass hierdurch eine erheblich bessere Verteilung des Schmiermittels in den tribologisch stärker beanspruchten Bereichen erreicht wird und insbesondere eine ungewollte Ansammlung des Schmiermittels im Fußbereich des zu schmierenden Zahnrads vermieden wird. Gleiches gilt für eine Verringerung der Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung in einem radial außerhalb des Teilkreises gelegenen Zahnflankenabschnitt, wodurch sich ebenfalls vermeiden lässt, dass der Schmierstoff unregelmäßig und ungleichmäßig auf das zu schmierende Zahnrad aufgetragen wird und sich insbesondere im Bereich des Zahnfußes des zu schmierenden Zahnrads ansammelt.
Vorzugsweise ist die Kopfhöhe der Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels gegenüber einer Evolventenverzahnung um etwa 25% bis etwa 90%, insbesondere um etwa 50% bis etwa 80% verringert. Als besonders günstig hat es sich herausgestellt, wenn die Zähne der Außenverzahnung des Schmier- ritzeis eine gegenüber einer Evolventenverzahnung um etwa 75% verringerte
Kopfhöhe aufweisen. Mit anderen Worten beträgt die Kopfhöhe nur noch etwa 25% des theoretischen Profils bei einer Evolventenverzahnung. Die Verkürzung der Zähne des Schmierritzels erfolgt dabei nur in dem radial außerhalb des Teilkreises liegenden Bereich, da bei einer Verkürzung der Zähne bis auf einen unterhalb des Teilkreises liegenden Wert das Schmierritzel nicht mehr von dem zu schmierenden Zahnrad mitgenommen würde.
Es ist auch möglich, dass die Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels eine gegenüber einer Evolventenverzahnung um etwa 25% bis 50% verringerte Zahnhöhe aufweisen, insbesondere kann die Außenverzahnung eine um etwa 25% verringerte Kopfhöhe aufweisen.
Das erfindungsgemäß korrigierte Profil mit einer verringerten Kopfhöhe kann auch in der Kontur der Außenverzahnung gegenüber einer Evolventenver- zahnung verändert sein. So können die Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels eine abgerundete Zahnkopfkontur aufweisen. Dies kann beispielsweise durch einen größeren Radius im Bereich der Zahnkopfspitze erfolgen, der seitlich jeweils in kleinere Radien übergeht. Die Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels können dabei eine derart abgerundete Zahn- kopfkontur aufweisen, dass die Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung in einem radial außerhalb des Teilkreises gelegenen Zahnflankenabschnitt gegenüber einer Evolventenverzahnung verringert ist.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, eine beliebige andere Zahnkopf- kontur der Zähne der Außenverzahnung des Schmierritzels vorzusehen. So kann die Zahnkopfkontur auch spitz ausgebildet sein und dabei insbesondere der Zahnkopfkontur einer Evolventenverzahnung ähneln.
Um eine gleichmäßige und gute Versorgung des zu schmierenden Zahnrads mit einem Schmierstoff zu ermöglichen, weist das Schmierritzel vorzugsweise meh-
rere von einer Schmierstoffzuleitung ausgehende Schmierstoffleitungen auf, die jeweils in wenigstens einen Schmierstoffauslass in einem der Zähne mündet. Die Schmierstoffzufuhrleitung, die über eine Schmierstoffpumpe mit einem Vorratsbehälter verbunden sein kann, ist nach einer bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung im Bereich der Achse des Schmierritzels oder in einem achsnahen Bereich des Schmierritzels angeordnet.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass in jeden Zahn des Schmierritzels wenigstens zwei Schmierstoffauslässe münden. Hier- durch wird erreicht, dass jeder Zahn des zu schmierenden Zahnrads mit Schmierstoff versorgt wird.
Um beide Zahnflanken jedes Zahnes des zu schmierenden Zahnrads mit Schmierstoff zu versorgen, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Er- findung in jeder Zahnflanke des Schmierritzels wenigstens ein Schmierstoffauslass vorgesehen.
Das Schmierritzel selbst kann zumindest teilweise aus Metall bestehen oder zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt sein. Es ist auch möglich, dass das Schmierritzel und das zu schmierende Zahnrad aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Wenn dabei die Auslassöffnungen des Schmierritzels im Bereich des Teilkreises und/oder in einem Bereich zwischen dem Teilkreis und dem Fußkreis in die Zahnflanken münden, wird das zu schmierende Zahnrad an den tribologisch höchst beanspruchten Stellen abgeschmiert.
Vorzugsweise münden die Auslassöffnungen in den Zahnflanken in Quernuten bzw. Kanäle, welche in axialer Richtung des Schmierritzels verlaufen und sich über fast die gesamte axiale Breite der Zahnflanken erstrecken. Hierdurch wird
eine Verteilung des Schmierstoffes im Wesentlichen über die gesamte Breite des Schmierritzels sowie des zu schmierenden Zahnrades erreicht.
Die Erfindung betrifft weiter ein Getriebe mit wenigstens einem zu schmierenden Zahnrad, wobei das Schmierritzel der Schmieranlage mit wenigstens einem
Zahnrad kämmt. Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die Abschmierung eines als Stirnrad ausgebildeten Zahnrads beschränkt, sondern kann auch bei
Kegelrädern, Schraubenrädern, Kronrädern, Schnecken, Zahnstangen oder elliptischen Zahnrädern eingesetzt werden, die dann mit dem Schmierritzel kämmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Schmierritzel, welches mit einem zu schmierenden Zahnrad in Eingriff steht,
Fig. 2 das mit dem zu schmierenden Zahnrad in Eingriff stehende
Schmierritzel in einer gegenüber Figur 1 weiter gedrehten Stellung,
Fig. 3 in Perspektivansicht das Schmierritzel nach Figur 1 und
Fig. 4 ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Schmierritzel.
In den Figuren ist ausschnittsweise ein Schmierritzel 1 einer Schmiereinrichtung dargestellt, welches einen Teilkreisdurchmesser d aufweist. Das Schmierritzel 1 kämmt mit einem ebenfalls nur ausschnittsweise dargestellten zu schmierenden Zahnrad 2, welches eine Evolventenverzahnung aufweist.
Im Bereich der Achse 3 des Schmierritzels 1 ist eine Schmierstoffzufuhrleitung 4 ausgebildet, von welcher im Wesentlichen in radialer Richtung Schmierstoffleitungen 5 ausgehen, welche in den Zahnflanken 6 der Zähne 7 des Schmierritzels 1 in jeweils einen Schmierstoffauslass 8 münden. Wie aus der Dar- Stellung der Figur 1 ersichtlich ist, liegen die Schmierstoffauslässe 8 im Wesentlichen im Bereich des Teilkreises. In der Darstellung der Figur 1 berührt der in der rechten Zahnflanke angeordnete Schmierstoffauslass des Schmierritzels 1 das zu schmierende Zahnrad 2, während das Schmierritzel 1 in der Darstellung der Figur 2 im Uhrzeigersinn weitergedreht wurde, so dass der in der linken Zahnflanke gelegene Schmierstoffauslass 8 des Schmierritzels 1 das zu schmierende Zahnrad 2 berührt.
Die Zahnkopfkontur des Schmierritzels 1 ist in den Figuren in durchgezogenen Linien dargstellt. Der in den Figuren mittlere Zahn des Schmierritzels 1 zeigt in unterbrochener Linie die Zahnkopfkontur des Schmierritzels bei einem theoretischen Profil einer Evolventenverzahnung. Wie aus dem Vergleich der durchgezogenen Linie und der unterbrochenen Linie ersichtlich ist, ist die Zahnkopfkontur sowie die Zahnhöhe bei dem Schmierritzel 1 gegenüber dem theoretischen Profil einer Evolventenverzahnung verändert.
So ist die Kopfhöhe hk der Zähne 7 des Schmierritzels 1 gegenüber dem theoretischen Profil einer Evolventenverzahnung verringert. Die Kopfhöhe hk ist dabei als die Hälfte der Differenz des Außendurchmessers dk des Schmierritzels 1 und des Teilkreisdurchmessers d des Schmierritzels 1 definiert. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Kopfhöhe der Zähne 7 des
Schmierritzels 1 nur einem Wert von etwa 0,2 bis etwa 0,7 der Kopfhöhe bei dem theoretischen Profil einer Evolventenverzahnung. Die Zähne 7 des Schmierritzels 1 dringen daher nur sehr viel geringer in den Fußbereich zwischen den Zähnen des zu schmierenden Zahnrads 2 ein.
Weiter ist auch die Zahnkopfkontur der Zähne 7 des Schmierritzels 1 gegenüber einer meist spitz zulaufenden Evolventenverzahnung in eine in der dargestellten Ausführungsform abgerundete Zahnkopfkontur verändert. Auch dies bewirkt, dass im Wesentlichen im Bereich des Teilkreises an die Zahnflanken des zu schmierenden Zahnrads 2 abgegeben wird, ohne sich im Fußbereich des zu schmierenden Zahnrads 2 anzusammeln. Der aus den Schmierstoffauslässen 8 abgegebene Schmierstoff mündet in axiale Kanäle 9 bzw. Quernuten, die in Figur 3 gezeigt sind, um den Schmierstoff über die Breite des Schmierritzels 1 zu verteilen.
Wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist, wird die Zahnkopfkontur der Zähne 7 des Schmierritzels 1 in der dargestellten Ausführungsform durch einen größeren mittleren Radius Xz, welcher auf jeder Seite in einen kleineren Radius T 1 übergeht, gebildet. Die Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung ist dabei nur in einem radial außerhalb des Teilkreises gelegenen Zahnflankenabschnitt verringert. Dieses gegenüber dem gestrichelt dargestellten theoretischen Profil sowohl in der Kopfhöhe als auch in der Breite der Zahnflanken in Umfangsrichtung korrigierte Profil der Zähne 7 des Schmierritzels 1 bewirkt, dass das Abtragen des Schmierstoffes, beispielsweise Schmierfett, verhindert wird, so dass im Wesentlichen die Zahnflanken des zu schmierenden Zahnrads 2 mit Schmierstoff versorgt werden.
Bezugszeichenliste:
1 Schmierritzel
2 zu schmierendes Zahnrad
3 Achse
4 Schmierstoffzufuhrleitung
5 Schmierstoffleitung
6 Zahnflanke
7 Zahn
8 Schmierstoffauslass
9 Kanal
d Teilkreisdurchmesser dk Außendurchmesser hk Kopfhöhe ri kleinerer Radius r∑ größerer Radius