-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit mindestens
einem Planetenradsatz, welcher einen Planetenradträger
und auf Planetenradbolzen, die axial in den Planetenradträger
eingesetzt sind, verdrehbar gelagerte Planetenräder aufweist,
mit einem zum Planetenradsatz benachbarten Bauelement, welches zu
einem Planetenradträger des Planetenradsatzes keine Relativdrehzahl
ausweist, sowie mit einer Schmiervorrichtung zur Schmiermittelzufuhr
zu den Planetenrädern und deren Lagerung.
-
Eingliedrige
und mehrgliedrige Planetengetriebe sind aus dem Stand der Technik
vielfältig bekannt. Zur Schmierung und Kühlung
der Planetenräder der einzelnen Planetenradsätze
derartiger Planetengetriebe ist allgemein vorgesehen, die Bolzen
der Planetenräder jeweils mit Schmiermittel-Bohrungen – üblicherweise
mit einer zentralen Bohrung und einer oder mehreren Radialbohrungen – zu
versehen und das Schmiermittel über diese Schmiermittel-Bohrungen
sowohl der Lagerung als auch der Verzahnung der jeweiligen Planetenräder
zuzuführen. Hierzu wird das von einem Hydrauliksystem bereitgestellte Schmiermittel üblicherweise über
eine Zentralwelle des Planetengetriebes und geeignet ausgebildete
radiale Bohrungen dieser Zentralwelle in einen Bereich nahe der
einzelnen Planetenradsätze geleitet, vorzugsweise in einen
Bereich unmittelbar neben den jeweiligen Planetenradsatz, derart,
dass das Schmiermittel infolge Fliehkraftwirkung axial neben dem
jeweiligen Planetenradsatz in radialer Richtung vorbeiströmen
kann. Zur Aufstauung dieses radial anströmenden oder spritzenden
Schmiermittels in dem Bereich der Bolzen des jeweiligen Planetenradsatzes sind üblicherweise
Schmiermittel-Fangbleche vorgesehen, die vorzugsweise an dem Planetenträger
des jeweiligen Planetenradsatzes radial oberhalb der Bolzen befestigt
sind. Das derart aufgestaute Schmiermittel gelangt dann infolge
der Fliehkraftwirkung des anströmenden Schmiermittels auf
einfache Weise in die Schmiermittel-Bohrungen der Bolzen des jeweiligen
Planetenradsatzes und anschließend zur Lagerung und Verzahnung
der Planetenräder.
-
Speziell
für einen Planetenradsatz, dessen Planetenradträger
zu einem benachbarten Bauelement keine Relativdrehzahl aufweist,
sind für die Schmiermittelzuführung zu den Planetenrädern
dieses Planetenradsatzes aus der
DE 102 21 097 A1 mehrere konstruktive Beispiele
bekannt. So kann anstelle des Schmiermittel-Fangblechs zwischen
dem Planetenradträger und dem angrenzenden, mit dem Planetenradträger
verbundenen Bauelement auch eine statische Abdichtung vorzugsweise
mittels eines O-Rings derart angeordnet sein, dass ein sich radial erstreckender
Abschnitt des Planetenradträgers und ein sich radial erstreckender
Abschnitt des benachbarten Bauelementes zusammen einen Sammelraum
bilden, in dem das von der Zentralwelle her zugeleitete Schmiermittel
aufgestaut und von dort den Schmiermittel-Bohrungen der Planetenradbolzen
zugeleitet wird.
-
In
der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einer Schmiermittelführung
an einem Planetenradsatz unter Verwendung eines Schmiermittel-Fangblechs
der Betrieb mit hohen Drehzahlen problematisch sein kann. Speziell
unter dem Einfluss sehr hoher Drehzahlen des Planetenradträgers
gelangt nur noch ein Teil des Schmiermittelangebots an die vorgesehenen Schmierstellen,
da das Schmiermittel bzw. der Schmiermittelnebel mit zunehmender
Planetenradträgerdrehzahl vermehrt an dem Schmiermittel-Fangblech
vorbeiströmt und das Schmiermittel-Fangblech zunehmend
hinterspült. Außerdem verteilt sich das Schmiermittel
mit zunehmender Planetenradträgerdrehzahl nicht mehr gleichmäßig
am Umfang in dem Schmiermittel-Fangblech und hierdurch auch nicht
mehr zu gleichen Teilen auf die einzelnen Planetenradbolzen.
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ausgehend vom genannten
Stand der Technik, ein Planetengetriebe mit mindestens einem Planetenradsatz
und einem zu diesem Planetenradsatz benachbarten Bauelement, welches
zum Planetenradträger diese Planetenradsatzes keine Relativdrehzahl
aufweist, zu schaffen, bei dem das dem Planetenradsatz zugeführte
Schmiermittel auch bei hoher Planetenradträgerdrehzahl
zuverlässig gleichmäßig auf alle Planetenradbolzen
des Planetenradsatzes verteilt wird.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die
Erfindung ist anwendbar für alle Planetenradsätze
eines Planetengetriebes, bei denen der jeweilige Planetenradträger
zu einem benachbarten Bauelement keine Relativdrehzahl aufweist
und bei denen das zur Schmierung und Kühlung von Lagerung
und Verzahnung der Planetenräder benötigte Schmiermittel
von diesem benachbarten Bauelement her zugeleitet wird.
-
Das
erfindungsgemäße Planetengetriebe umfasst zumindest
einen Planetenradsatz mit einem Planetenradträger und Planetenrädern,
die auf axial in den Planetenradträger eingesetzten Planetenradbolzen
verdrehbar gelagert sind. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße
Planetengetriebe ein zum Planetenradsatz benachbartes -beispielsweise
als Welle oder als Nabe ausgebildetes – Bauelement, welches
zu einem Planetenradträger des Planetenradsatzes keine
Relativdrehzahl ausweist. Erfindungsgemäß ist
zur Schmiermittelzufuhr zu den Planetenrädern und deren
Lagerung eine Schmiervorrichtung vorgesehen, die folgende spezielle
Merkmalskombination aufweist:
- • die
Schmiermittelversorgung erfolgt von radial innen über zumindest
eine Radialbohrung des zum Planetenradsatz benachbarten Bauelementes,
welches keine Relativdrehzahl zum Planetenradträger hat;
- • die Schmiermittelführung verläuft
von der Radialbohrung des zum Planetenradsatz benachbarten Bauelementes über
eine seitlich am Planetenradträger angeordnete Schmiermittel-Fangschale axial
in eine Axialbohrung der jeweiligen Planetenradbolzen und von dort über
mindestens eine (vor zugsweise radial nach außen gerichtete)
Radialbohrung der jeweiligen Planetenradbolzen zu der radialen Lagerung
der jeweiligen Planetenräder und von dort über
links und rechts der Planetenräder angeordnete Anlaufscheiben
zu der Verzahnung der Planetenräder;
- • die Schmiermittel-Fangschale ist verdrehfest mit dem
Planetenradträger verbunden;
- • die Schmiermittel-Fangschale weist eine haubenförmige
Außenkontur auf zur Bildung einer seitlich neben dem Planetenradträger
auf etwa dem Teilkreisdurchmesser der Planetenradbolzen angeordneten
ringförmigen Kammer, die von radial innen her mit Schmiermittel
befüllbar ist;
- • die Schmiermittel-Fangschale weist genau so viele
Ablaufrohre axialer Erstreckung auf wie Planetenradbolzen vorhanden
sind, wobei diese Ablaufrohre axial in die ringförmige
Kammer der Schmiermittel-Fangschale münden und im eingebauten
Zustand in die Axialbohrungen der Planetenradbolzen eingesetzt sind,
zur Umlenkung und Weiterleitung des der Schmiermittel-Fangschale zugeleiteten
Schmiermittels;
- • die haubenförmige Außenkontur der
Schmiermittel-Fangschale weist genau so viele radial nach außen
gerichtete ovale Ausbuchtungen auf wie Planetenradbolzen vorhanden
sind, wobei diese ovalen Ausbuchtungen räumlich gesehen derart
in Umfangsteilung der Planetenradbolzen angeordnet sind, dass die
maximale radiale Erstreckung der ovalen Ausbuchtungen nahe der Planetenradbolzen
angeordnet ist und die minimale radiale Erstreckung der ovalen Ausbuchtungen
zwischen zwei benachbarten Planetenradbolzen angeordnet ist, wobei
der radial innere Rand der Axialbohrung der Planetenradbolzen in
einem Bereich radial zwischen minimaler und maximaler radialer Erstreckung
der jeweiligen ovalen Ausbuchtung der Schmiermittel-Fangschale liegt;
- • die ringförmige Kammer der Schmiermittel-Fangschale
wird auf ihrer dem Planetenradträger abgewandten Seite
begrenzt durch eine Deckscheibe mit zumindest annährend
kreisrundem Innendurchmesser, der kleiner ist als die minimale radiale
Erstreckung der ovalen Ausbuchtungen der Schmiermittel-Fangschale;
- • die ringförmige Kammer der Schmiermittel-Fangschale
wird auf ihrer dem Planetenradträger zugewandten Seite
begrenzt durch eine Dichtscheibe mit vorzugsweise kreisrundem Innendurchmesser,
der kleiner ist als der Innendurchmesser der Deckscheibe der Schmiermittel-Fangschale.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in Durchflussrichtung
des Schmiermittels zwischen der Radialbohrung desjenigen Bauelementes,
welches zum Planetenradsatz benachbart angeordnet ist und zum Planetenradträger
des Planetenradsatzes keine Relativdrehzahl aufweist, und der Schmiermittel-Fangschale,
räumlich gesehen radial unterhalb der Schmiermittel-Fangschale
und axial zwischen dem Planetenradträger und einem ebenfalls
zum Planetenradträger benachbarten Bauteil, welches aber
mit Relativdrehzahl zum Planetenradträger des Planetenradsatzes rotierbar
ist, ein Axiallager angeordnet ist. Dabei ist zur Schmiermittelführung
vorgesehen, dass
- • das Axiallager
auf seiner dem Planetenradträger zugewandten Seite eine
Lagerscheibe aufweist, deren Außendurchmesser größer
ist als der Innendurchmesser der Dichtscheibe der Schmiermittel-Fangschale;
- • der durch den Außendurchmesser der Lagerscheibe
gebildete Außenrand der Lagerscheibe im eingebauten Zustand
räumlich gesehen axial zwischen Dichtscheibe und Deckscheibe
der Schmiermittel-Fangschale axial benachbart zur Dichtscheibe angeordnet
ist, mit einer radialen Überdeckung zwischen Außendurchmesser
der Lagerscheibe und Innendurchmesser der Dichtscheibe der Schmiermittel-Fangschale;
- • das Axiallager auf seiner dem Planetenradträger abgewandten
Seite eine Winkelscheibe mit einem radial oberhalb von Wälzkörpern
des Axiallagers angeordneten schräg abgewinkelten Abschnitt und
einem sich an diesen schräg abgewinkelten Abschnitt radial
anschließenden scheibenförmigen Abschnitt aufweist,
wobei dieser scheibenförmige Abschnitt der Winkelscheibe
deren Außendurchmesser bildet, der kleiner ist als der
Innendurchmesser der Deckscheibe der Schmiermittel-Fangschale,
- • der scheibenförmige Abschnitt der Winkelscheibe
im eingebauten Zustand räumlich gesehen axial zwischen
Dichtscheibe und Deckscheibe der Schmiermittel-Fangschale und dabei
axial beabstandet zur Deckscheibe angeordnet ist, derart, dass der
axiale Abstand zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt
der Winkelscheibe und der Dichtscheibe kleiner ist als der axiale
Abstand zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt der Winkelscheibe
und der Deckscheibe; und
- • das Schmiermittel axial zwischen Lagerscheibe und
Winkelscheibe radial durch das Axiallager geführt wird.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
in Durchflussrichtung des Schmiermittels zwischen der Radialbohrung
des zum Planetenradsatz benachbarten Bauelementes, welches zum Planetenradträger
keine Relativdrehzahl hat, und dem zuvor beschriebenen Axiallager ein – beispielsweise
als Nabe ausgebildetes – zylinderförmiges Bauteil
angeordnet ist, welches ebenfalls benachbart zum Planetenradträger
angeordnet, aber mit Relativdrehzahl zum Planetenradträger
rotierbar ist. Dabei ist zur Schmiermittelführung vorgesehen,
- • dass das zylinderförmige
Bauteil die Radialbohrung des zum Planetenradsatz benachbarten Bauelementes
in axialer Richtung überdeckt und im Bereich dieser axialen Überdeckung
an seinem Innendurchmesser einen Absatz aufweist, der einen ringförmigen
Sammelraum bildet zum Sammeln und Verteilen des radial von innen
zugeleiteten Schmiermittels;
- • und dass das zylinderförmige Bauteil an
seiner dem Planetenradträger zugewandten Stirnfläche im
Bereich des Absatzes an seinem Innendurchmesser umfangsverteilt
angeordnete kalottenförmige Vertiefungen axialer Erstreckung
aufweist, die in den Sammelraum münden und das dem Sammelraum
zugeführte Schmiermittel beim radialen Weiterleiten verwirbeln.
-
Die
Schmiermittel-Fangschale kann sowohl aus Kunststoff als auch aus gerolltem
Blech ausgeführt sein.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert, wobei gleiche Bauteile in den Zeichnungen auch
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
-
1 einen
sektionalen Schnitt eines beispielhaften Planetengetriebes gemäß der
Erfindung,
-
2 eine beispielhafte Ausführung
einer Schmiermittel-Fangschale des Planetengetriebes gemäß 1 (2a perspektivische
Ansicht, 2b Draufsicht, 2c Schnitt),
-
3 eine beispielhafte Ausführung
einer mit Relativdrehzahl zum Planetenradträger rotierbaren
Nabe des Planetengetriebes gemäß 1 (3a sektionaler
Schnitt, 3b Draufsicht), und
-
4 eine beispielhafte Ausführung
einer axialen Planetenradlagerung des Planetengetriebes gemäß 1 (4a Draufsicht, 4b Schnitt, 4c Detailschnitt).
-
Das
in 1 als sektionaler Schnitt dargestellte beispielhafte
Planetengetriebe gemäß der Erfindung umfasst einen
Planetenradsatz 10 mit einem Planetenradträger 11,
mit axial umfangsverteilt in diesen Planetenradträger 11 eingesetzten
Planentenradbolzen 15, sowie mit radial auf diesen Planentenradbolzen 15 drehbar
gelagerten Planetenrädern 12. In bekannter Weise
sind als radiale Planetenradlagerung 13 beispielhaft Nadelhülsen
und als axiale Planetenradlagerung 14 beispielhaft Anlaufscheiben vorgesehen.
Zur Schmiermittelverteilung zur radialen und axialen Planetenradlagerung 13, 14 weisen
die einzelnen Planetenradbolzen 15 in bekannter Weise jeweils
eine als Sackbohrung ausgebildete Axialbohrung 16 auf,
in die das zur Lagerschmierung und Planetenradschmierung benötigte
Schmiermittel axial einbringbar ist. Weiterhin weisen die einzelnen
Planetenradbolzen 15 in bekannter Weise jeweils mindestens
eine Radialbohrung 17 auf, die in die genannte Axialbohrung 16 der
einzelnen Planetenbolzen 15 mündet und das in
die Axialbohrung 16 eingebrachte Schmiermittel radial nach
außen transportiert und der radialen Planetenradlagerung 13 zuführt. Über
die radialen Planetenradlagerung 13 schließlich gelangt
das Schmiermittel dann zu der axialen Planetenradlagerung 14,
also zu den üblicherweise beidseitig der einzelnen Planetenräder 12 angeordneten Anlaufscheiben.
-
Weiterhin
umfasst das in 1 dargestellte beispielhafte
Planetengetriebe ein zu dem Planetenradsatz 10 benachbartes
Bauelement 20, welches zu dem Planetenradträger 11 keine
Relativdrehzahl ausweist. In dem hier dargestellten Beispiel ist
dieses Bauelement 20 als Welle ausgebildet, die über
ein Zahnprofil verdrehfest mit einer Nabe des Planetenradträgers 11 verbunden
ist. Die Welle 20 weist eine Axialbohrung 21 und
zumindest eine in diese Axialbohrung 21 mündende
Radialbohrung 22 auf, über die das zur Schmierung
des Planetenradsatzes 10 benötigte Schmiermittel
dem Planetenradsatz 10 von radial innen her zugeführt
wird. Die Schmiermittelführung ist als gestrichelte Pfeile
eingezeichnet und mit A bezeichnet.
-
Weiterhin
umfasst das in 1 dargestellte beispielhafte
Planetengetriebe ein mit 40 bezeichnetes erstes Bauelement,
welches ebenfalls zum Planetenradsatz 10 benachbart ist,
aber relativ zu dem Planetenradträger 11 und relativ
zur Welle 20 rotierbar ist. Im dargestellten Beispiel ist
dieses erste Bauelement 40 als zylinderförmige
Nabe mit einer besonderen positiven Wirkung auf die Schmiermittelzufuhr zum
Planetenradsatz 10 ausgebildet. Hierauf wird später
noch im Detail näher eingegangen. Weiterhin umfasst das
in 1 dargestellte beispielhafte Planetengetriebe
ein mit 50 bezeichnetes zweites Bauelement, welches zum
Planetenradträger 11 benachbart ist und über
ein Zahnprofil verdrehfest mit dem ersten Bauelement 40 verbunden
ist und entsprechend ebenfalls relativ zum Planetenradträger 11 und
relativ zur Welle 20 rotierbar ist. Im dargestellten Beispiel
ist dieses zweite Bauelement 50 als Son nenrad mit angeschweißtem
Blech ausgebildet und einem zweiten Planetenradsatz des Planetengetriebes zugeordnet.
Axial zwischen dem Planetenradträger 11 und dem
Sonnenrad 50 ist ein Axiallager 51 angeordnet,
umfassend eine unmittelbar an den Planetenradträger 11 angrenzende
Lagerscheibe 52, eine unmittelbar an das Sonnenrad 50 angrenzende
Winkelscheibe 55 sowie axial zwischen Lagerscheibe 52 und
Winkelscheibe 55 angeordnete Wälzkörper 51. Lagerscheibe 52 und
Winkelscheibe 55 dieses Axiallagers 51 weisen
eine besondere Geometrie auf, die wesentlichen Einfluss hat auf
die Schmiermittelzuführung zu den Planetenradbolzen 15 des
Planetenradsatzes 10, was später im Detail noch
näher erläutert werden wird.
-
Wie
in 1 ersichtlich, verläuft die Schmiermittelführung
A von der Radialbohrung 22 der Welle 20 axial
zwischen Lagerscheibe 52 und Winkelscheibe 55 des
Axiallagers 51 durch das Axiallager 51 hindurch
radial nach außen und gelangt zunächst in eine
ringförmige Kammer 31 einer Schmiermittel-Fangschale 30,
die seitlich am Planetenradträger 11 auf etwa
dem Teilkreisdurchmesser 15a der Planetenradbolzen 15 angeordnet
ist. Diese Schmiermittel-Fangschale 30 ist mit dem Planetenradträger 11 verdrehfest
verbunden und über eine – in 1 nicht
sichtbare – Vorrichtung an dem Planetenradträger 11 axial
fixiert. Die Schmiermittel-Fangschale 30 weist Ablaufrohre 32 axialer
Erstreckung in gleicher Anzahl auf, wie Planetenradbolzen 15 vorhanden
sind, wobei diese Ablaufrohre 32 alle in ringförmige
Kammer 31 münden. Im eingebauten Zustand sind
die Ablaufrohre 32 der Schmiermittel-Fangschale 30 in
die Axialbohrungen 16 der Planetenradbolzen 15 eingesetzt,
sodass das radial von innen her in die ringförmige Kammer 31 eingebrachte Schmiermittel
von der Kammer 31 axial in die jeweilige Axialbohrung 16 der
Planetenradbolzen 15 abfließen kann und von dort
zu der Lagerung 13, 14 der Planetenräder 12 gelangt.
Zur Minimierung des Strömungswiderstands ist es vorteilhaft,
wenn der Übergang zwischen Ablaufrohr 32 und Kammer 31 gerundet
ist. Je nach Toleranzlage und je nach konstruktiver Auslegung der Überdeckung
zwischen Ablaufrohr 32 und Axialbohrung 15 ist
die Schmiermittelzufuhr von der Kammer in die Axialbohrung 15 zumindest
leckagearm, wobei zur weiteren Reduzierung der Leckage zusätzlich
auch eine Dichtung zwischen Planetenradbolzen 15 und Schmiermittel-Fangschale 30 vorgesehen
sein, beispielsweise in Art einer O-Rings, der in einer der Schmiermittel-Fangschale 30 bzw.
der Kammer 31 zugewandten Aussenkung 18 des Planetenradbolzens 15 angeordnet
ist.
-
In 2 ist die Schmiermittel-Fangschale 30 als
Einzelteil dargestellt, in 2a in
perspektivischer Ansicht, in 2b in
einer Draufsicht und in 2c als
Schnitt. Die Schmiermittel-Fangschale 30 weist im Bereich
ihrer Kammer 31 eine besondere haubenförmige Außenkontur
auf, die einen entscheidenden positiven Einfluss auf die gleichmäßige Schmiermittelzufuhr
zur Planetenradlagerung hat. So weist die haubenförmige
Außenkontur der Schmiermittel-Fangschale 30 radial
nach außen gerichtete ovale Ausbuchtungen 33 gleicher
Anzahl auf, wie Planetenradbolzen 15 vorhanden sind. Dabei
ist für diese ovalen Ausbuchtungen 33 eine besondere
Verteilung in Umfangsrichtung relativ zu dem Planetenradbolzen 15 des
Planetenradsatzes 10 vorgesehen. In Umfangsrichtung gesehen
sind die ovalen Ausbuchtungen 33 derart angeordnet, dass
sich die maximale radiale Erstreckung 34 der ovalen Ausbuchtungen 33 jeweils
nahe der Planetenradbolzen 15 befindet, dass sich die minimale
radiale Erstreckung 35 der ovalen Ausbuchtungen 33 jeweils
zwischen zwei benachbarten Planetenbolzen 15 befindet,
und dass der radial innere Rand 16a der Axialbohrung 16 der einzelnen
Planetenradbolzen 15 in einem Bereich radial zwischen minimaler
und maximaler radialer Erstreckung 35, 34 liegt.
Begrenzt wird die Kammer 31 auf ihrer dem Planetenradträger 11 abgewandten Seite
durch eine Deckscheibe 38 und auf ihrer dem Planetenradträger 11 zugewandten
Seite durch eine Dichtscheibe 36. Die planetenradträgerferne
Deckscheibe 38 weist einen vorzugsweise zumindest annähernd
kreisrunden Innendurchmesser 39 auf, welcher kleiner ist
als die minimale radiale Erstreckung 35 der ovalen Ausbuchtungen 33 der
Schmiermittel-Fangschale 30. Die planetenradträgernahe
Dichtscheibe 36 weist einen vorzugsweise zumindest annähernd
kreisrunden Innendurchmesser 37 auf, welcher kleiner ist
als der Innendurchmesser 39 der planetenradträgerfernen
Deckscheibe 38. Durch die Summe der einzelnen Konstruktionsdetails
wird eine besonders effiziente Schmiermittelzufuhr gleichmäßig
in die Axialbohrungen 16 aller Planetenradbolzen 15 erzielt,
sowohl bei sehr geringen als auch bei sehr hohen Drehzahlen des
Planetenradträgers 11. Es wird also zuverlässig
sowohl verhindert, dass das von radial innen anströmende
Schmiermittel ungenutzt an dem Planetenradträger 11 vorbei
nach außen abströmt, als auch verhindert, dass
das zur Schmierung der Planetenradlagerung 13, 14 zur
Verfügung stehende Schmiermittel nur von einem einzelnen
der Planetenradbolzen 15 abgesaugt wird.
-
Die
bereits zuvor erwähnte Axialsicherung der Schmiermittel-Fangschale 30 ist
in 2c mit 32a bezeichnet und hier beispielhaft
als Clip ausgebildet. Die mit 31a bezeichneten äußeren
Einbuchtungen der Schmiermittel-Fangschale 30 sind ein
fertigungstechnischen Konstruktionsdetail und dienen der Herstellung
einer gleichmäßigen Wandstärke beim Spritzgießen
und sind abhängig von dem verwendeten Werkzeug. Aufgrund
ihrer besonderen Form ist es besonders günstig, wenn die
erfindungsgemäße Schmiermittel-Fangschale 30 zumindest weitgehend
aus Kunststoff ausgeführt ist, hergestellt beispielsweise
im Spritzgussverfahren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass
die Schmiermittel-Fangschale 30 zumindest teilweise aus
gerolltem Blech ausgeführt ist.
-
Zurückkommend
auf 1, wird an dieser Stelle auf die besondere konstruktive
Ausbildung der axial zwischen Planetenradträger 11 und
Sonnenrad 50 vorgesehenem Axiallager 51 eingegangen.
Wie bereits erwähnt, ist dieses Axiallager 51 in
Durchflussrichtung des der Planetenradlagerung 13, 14 des
Planetenradsatzes 10 zugeführten Schmiermittels
gesehen, vor der ringförmigen Kammer 31 der Schmiermittel-Fangschale 30 angeordnet.
Wie bereits ebenfalls erwähnt, umfasst das in radialer
Richtung von Schmiermittel durchströmte Axiallager 51 eine
planetenradträgernahe Lagerscheibe 53 und eine
planetenradträgerferne Winkelscheibe 55, wobei
das Schmiermittel axial zwi schen Lagerscheibe 53 und Winkelscheibe 55 radial
von innen nach außen geführt wird.
-
Hinsichtlich
der Geometrie der Lagerscheibe 53 ist wesentlich, dass
die Lagerscheibe 53 einen Außendurchmesser 54 aufweist,
der größer ist als der Innendurchmesser 37 der
planetenradträgernahen Dichtscheibe 36 der Schmiermittel-Fangschale 30,
und dass der durch den Außendurchmesser 54 der
Lagerscheibe 53 gebildete Außenrand der Lagerscheibe 53 im
eingebauten Zustand räumlich gesehen axial zwischen Dichtscheibe 36 und
Deckscheibe 38 der Schmiermittel-Fangschale 30 und
dabei axial benachbart zur Dichtscheibe 36 angeordnet ist, mit
einer radialen Überdeckung zwischen Außendurchmesser 54 der
Lagerscheibe 53 und Innendurchmesser 37 der Dichtscheibe 36 der
Schmiermittel-Fangschale 30. Hierdurch wird ein Hinterspülen der
Schmiermittel-Fangschale 30 auf ihrer planetenradträgernahen
Seite zumindest weitgehend verhindert.
-
Hinsichtlich
der Geometrie der Winkelscheibe 55 ist wesentlich, dass
die Winkelscheibe 55 einen radial oberhalb der Wälzkörper 52 des
Axiallagers 51 angeordneten schräg abgewinkelten
Abschnitt 57 und einen sich an diesen schräg abgewinkelten
Abschnitt 57 radial anschließenden scheibenförmigen
Abschnitt 58 aufweist, dass dieser scheibenförmige
Abschnitt 58 den Außendurchmesser 56 der
Winkelscheibe 55 bildet, dass dieser Außendurchmesser 56 kleiner
ist als der Innendurchmesser 39 der Deckscheibe 38 der
Schmiermittel-Fangschale 30, dass der scheibenförmige
Abschnitt 58 der Winkelscheibe 55 im eingebauten
Zustand räumlich gesehen axial zwischen Dichtscheibe 36 und
Deckscheibe 38 der Schmiermittel-Fangschale 30 und
dabei derart axial beabstandet zur Deckscheibe 38 angeordnet
ist, dass der axiale Abstand zwischen Dichtscheibe 36 und
dem scheibenförmigen Abschnitt 58 der Winkelscheibe 55 kleiner
ist als der axiale Abstand zwischen Deckscheibe 38 und
dem scheibenförmigen Abschnitt 58 der Winkelscheibe 55.
Durch den vergleichsweise geringen Abstand zwischen dem Außendurchmesser 54 der
La gerscheibe 53 und dem scheibenförmigen Abschnitt 58 der
Winkelscheibe 55 wird in Verbindung mit dem vergleichsweise
geringen axialen Abstand zwischen dem scheibenförmigen
Abschnitt 58 der Winkelscheibe 55 und der planetenradträgernahen
Dichtscheibe 36 der Schmiermittel-Fangschale 30 eine
Bündelung der von radial innen her zugeführten
Schmiermitteltropfen erzielt. Durch die gewählte Beabstandung
zwischen der Außenkante 56 der Winkelscheibe 55 und der
planetenradträgerfernen Deckscheibe 38 der Schmiermittel-Fangschale 30 wird
in Verbindung mit dem vergleichsweise geringen axialen Abstand zwischen
dem scheibenförmigen Abschnitt 58 der Winkelscheibe 55 und
der planetenradträgernahen Dichtscheibe 36 der
Schmiermittel-Fangschale 30 wird eine Minimierung der durch
den axialen Spalt 60 zwischen Schmiermittel-Fangschale 30 und
Bauteil 50 abfließende Leckagemenge sowohl bei
niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen erzielt.
-
Im
Endergebnis wird durch diese besondere geometrische Ausbildung von
Lagerscheibe 53 und Winkelscheibe 55 also eine
besonders effiziente und verlustarme Zufuhr gezielt in die ringförmige
Kammer 31 der Schmiermittel-Fangschale 30 erzielt.
-
Im
Folgenden wird auf die besondere konstruktive Ausbildung der zylinderförmigen
Nabe 40 eingegangen, die – wie bereits erwähnt – zum
Planetenradsatz 10 benachbart ist und relativ zum Planetenradträger 11 des
Planetenradsatze 10 und relativ zur Welle 20 rotierbar
ist. In 3 ist diese Nabe 40 als
Einzelteil dargestellt, in 2a als
sektionaler Schnitt und in 2b in
einer Draufsicht. Wie in 1 ersichtlich, ist in Durchflussrichtung
des der Planetenradlagerung 13, 14 des Planetenradsatzes 10 zugeführten
Schmiermittels gesehen, vor dem Axiallager 51 ein ringförmiger
Sammelraum 42 für das aus der Radialbohrung 22 der
Welle 20 austretender Schmiermittel vorgesehen. Als konstruktiver Besonderheit
ist hierbei vorgesehen, dass die mit Relativdrehzahl zur Welle 20 rotierbare,
zylinderförmige Nabe 40 die Radialbohrung 22 der
Welle 20 in axialer Richtung überdeckt und im
Bereich dieser axialen Überde ckung an ihrem Innendurchmesser
einen Absatz 41 aufweist, der den genannten ringförmigen Sammelraum 42 bildet
zum Sammeln und Verteilen des radial von innen her zugeleiteten
Schmiermittels. Weiterhin weist die zylinderförmige Nabe 40 an
ihrer dem Planetenradträger 11 zugewandten Stirnfläche 43 im
Bereich des genannten Absatzes 41 an ihrem Innendurchmesser
umfangsverteilt angeordnete kalottenförmige Vertiefungen 44 axialer
Erstreckung auf, die alle in den Sammelraum 42 münden
und das dem Sammelraum 42 zugeführte Schmiermittel
beim radialen Weiterleiten verwirbeln. Diese Verwirbelung des Schmiermittels
verbessert Schmiermittelzufuhr zum Axiallager 51 besonders
bei niedrigen und sehr hohen Drehzahlen.
-
Eine
weitere Verbesserung der Schmierung der Planetenradlagerungen des
Planetenradsatzes 10 ist durch eine besondere konstruktiver
Ausbildung der axialen Planetenradlagerung 14 möglich,
wie in 4 dargestellt. 4a zeigt
eine Draufsicht, 4b einen Schnitt und 4c einen
Detailschnitt einer Anlaufscheibe als eine beispielhafte Ausführung
einer axialen Planetenradlagerung 14 des Planetengetriebes
gemäß 1. Wesentlich bei dieser konstruktiven
Ausführung sind die mit 14a bezeichneten Schmiertaschen
an derjenigen Oberfläche 14b der Anlaufscheibe 14 angeordnet
sind, die dem jeweiligen Planetenrad (Bezugszeichen 12 in 1) zugewandt
sind. Die in 4a dargestellte Anzahl und Umfangsteilung
der einzelnen Schmiertaschen 14a ist beispielhaft zu verstehen.
Wesentlich bei der Ausbildung der Schmiertaschen 14a ist,
dass sie in radialer Richtung gesehen bezogen auf die Oberfläche 14b zum
Innendurchmesser 14c der Anlaufscheibe 14 hin
offen und zum Außendurchmesser 14d der Anlaufscheibe 14 hin
geschlossen ist, sodass das über die radial Planetenradlagerung
(Bezugszeichen 13 in 1) der Anlaufscheibe 14 von radial
innen her zugeleitete Schmiermittel nicht vergleichsweise ungehindert
durch eine Nut radial nach außen abfließen kann,
sondern in den Schmiertaschen 14a zur Schmiermittelfilmbildung
zumindest temporär aufgestaut wird. Zusätzlich
können auch – wie in 4a gestrichelt
eingezeichnet – auf der dem jeweiligen Planetenrad abgewandten
Seite der Anlaufscheibe 14 Schmiertaschen angeordnet sein,
wodurch die Anlaufscheibe 14 unempfindlich gegen eine Relativdrehzahl
zum Planetenradträger 11 ist. Um eine Schmierölzufuhr
in diese planetenradträgernahen Schmiertaschen sicherzustellen,
ist es sinnvoll, die Innenkontur der Anlaufscheibe 14 – so
wie in 4a beispielhaft eingezeichnet – nicht
kreisrund auszubilden.
-
- A
- Schmiermittelführung
- 10
- Planetenradsatz
- 11
- Planetenradträger
des Planetenradsatzes
- 12
- Planenrad
des Planetenradsatzes
- 13
- radiale
Planetenradlagerung
- 14
- axiale
Planetenradlagerung, Anlaufscheibe
- 14a
- Schmiertasche
der Anlaufscheibe
- 14b
- dem
Planetenrad zugewandte Oberfläche der Anlaufscheibe
- 14c
- Innendurchmesser
der Anlaufscheibe
- 14d
- Außendurchmesser
der Anlaufscheibe
- 15
- Planetenradbolzen
des Planetenradsatzes
- 15a
- Teilkreisdurchmesser
der Planetenradbolzen
- 16
- Axialbohrung
des Planetenradbolzens
- 16a
- radial
innere Rand der Axialbohrung des Planetenradbolzens
- 17
- Radialbohrung
des Planetenradbolzens
- 18
- Raum
für zusätzliche Abdichtung, Aussenkung des Planetenradbolzens
- 20
- zum
Planetenradsatz benachbartes Bauelement (Welle) ohne Relativdrehzahl
zum Planetenradträger
- 21
- Axialbohrung
des Bauelements (bzw. der Welle)
- 22
- Radialbohrung
des Bauelements (bzw. der Welle)
- 23
- Mitnahmeverzahnung
zwischen Bauelement (bzw. Welle) und Planetenradträger
- 30
- Schmiermittel-Fangschale
- 31
- ringförmige
Kammer der Schmiermittel-Fangschale
- 31a
- äußerer
Einbuchtung der Schmiermittel-Fangschale
- 32
- Ablaufrohr
der Schmiermittel-Fangschale
- 32a
- Axialsicherung
der Schmiermittel-Fangschale
- 33
- radial
nach außen gerichtete ovale Ausbuchtung der Schmiermittel-Fangschale
- 34
- maximale
radiale Erstreckung der ovalen Ausbuchtung
- 35
- minimale
radiale Erstreckung der ovalen Ausbuchtung
- 36
- Dichtscheibe
der Schmiermittel-Fangschale
- 37
- Innendurchmesser
der Dichtscheibe
- 38
- Deckscheibe
der Schmiermittel-Fangschale
- 39
- Innendurchmesser
der Deckscheibe
- 40
- erstes
zum Planetenradsatz benachbartes Bauteil mit Relativdrehzahl zum
Planetenradträger, zylinderförmige Nabe
- 41
- Absatz
des Bauteils (bzw. der Nabe) im Bereich der axialen Überdeckung
- 42
- ringförmiger
Sammelraum zwischen Bauteil (bzw. Nabe) und Bauelement (bzw. Welle)
- 43
- Stirnfläche
des Bauteils (bzw. der Nabe)
- 44
- kalottenförmige
Vertiefungen am Absatz des Bauteils (bzw. der Nabe)
- 50
- zweites
zum Planetenradsatz benachbartes Bauteil mit Relativdrehzahl zum
Planetenradträger, Sonnenrad mit angeschweißtem Blech
- 51
- Axiallager
- 52
- Wälzkörper
des Axiallagers
- 53
- Lagerscheibe
des Axiallagers
- 54
- Außendurchmesser
der Lagerscheibe
- 55
- Winkelscheibe
des Axiallagers
- 56
- Außendurchmesser
der Winkelscheibe
- 57
- schräg
abgewinkelten Abschnitt der Winkelscheibe
- 58
- scheibenförmiger
Abschnitt der Winkelscheibe
- 60
- axialer
Spalt zwischen Schmiermittel-Fangschale und zum Planetenradsatz
benachbarten Blech
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-