DE102010031745A1 - Planetary bearing for bearing planetary gears on planetary bolts in planetary drive of drive unit in motor car, has bearing ring arranged in rotary movable manner around rotation axis relative to planetary bolts and planetary gears - Google Patents

Planetary bearing for bearing planetary gears on planetary bolts in planetary drive of drive unit in motor car, has bearing ring arranged in rotary movable manner around rotation axis relative to planetary bolts and planetary gears Download PDF

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Thorsten BIERMANN
Norbert Radinger
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Abstract

The bearing (1) has a roller bearing comprising rows of roller bodies, which are arranged around a rotation axis of the roller bearing. The roller bodies are radially arranged between planetary bolts (30, 35) and planetary gears (25, 34). The rows are arranged concentrical to each other. The rows are radially separated from each other via a common bearing ring. The bearing ring is arranged in a rotary movable manner around the rotation axis relative to the planetary bolts and the planetary gears. The roller bodies are commonly guided into cages. An independent claim is also included for a drive unit comprising an electro-motor.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Planetenlagerung zur Lagerung eines Planetenrades auf einem Planetenbolzen mit wenigstens einem Wälzlager aus mindestens einer Reihe umfangsseitig um die Rotationsachse des Wälzlagers zueinander angeordneter Wälzkörper, die radial zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenrad angeordnet sind.The invention relates to a planetary bearing for supporting a planetary gear on a planetary pin with at least one rolling bearing of at least one row circumferentially about the axis of rotation of the bearing to each other arranged rolling elements, which are arranged radially between the planet shaft and the planetary gear.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

DE198 41 159 A1 zeigt eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor und mit einem Differenzial. Mit dem Differenzial sind Drehmomente und Drehzahlen auf zwei durch den Elektromotor angetriebene Abtriebswellen verteilbar. Ein Planetentrieb zwischen der als Rotorwelle bezeichneten Antriebswelle und dem Differenzial geschaltet, so dass die Leistung vom Elektromotor zum Differenzial über den Planetentrieb fließt. Dazu ist die Antriebswelle endseitig mit einer Verzahnung versehen. Die Verzahnung ist an einem Sonnenrad des Planetentriebs ausgebildet. Das Sonnenrad steht im Eingriff mit Planetenrädern des Planetentriebs. Die Planetenräder stützen sich gegen eine Verzahnung eines Hohlrads ab. Die Verzahnung des Hohlrads ist ortsfest und nicht um die Antriebsrotationsachse der Sonne bzw. des Rotorwelle des Elektromotors drehbar am Gehäuse der Antriebseinheit abgestützt. Die Planetenräder sind auf Planetenbolzen gelagert. Die Planetenbolzen sitzen in einem Planetenträger, der gleichzeitig Differenzialkorb eines koaxial zu dem Antriebsmotor angeordneten Differenzials ist. Die Planetenräder laufen auf einer Kreisbahn mit radialen Abstand zur Antriebsrotationsachse um die Antriebsrotationsachse um. DE198 41 159 A1 shows a drive unit with an electric motor and with a differential. With the differential torques and speeds can be distributed to two driven by the electric motor output shafts. A planetary gear between the designated as the rotor shaft drive shaft and the differential, so that the power from the electric motor to the differential flows through the planetary gear. For this purpose, the drive shaft is provided at the end with a toothing. The toothing is formed on a sun gear of the planetary drive. The sun gear is engaged with planetary gears of the planetary drive. The planet gears are supported against a toothing of a ring gear. The toothing of the ring gear is stationary and not rotatably supported around the drive rotation axis of the sun or the rotor shaft of the electric motor on the housing of the drive unit. The planet gears are mounted on planet pins. The planet pins are seated in a planetary carrier which is at the same time a differential cage of a differential arranged coaxially with the drive motor. The planetary gears rotate on a circular path at a radial distance to the drive rotation axis about the drive rotation axis.

Das Differenzial ist ein klassisches Kegelraddifferenzial, Der Differenzialkorb ist die Summenwelle des Differenzials, an der die höchsten Drehmomente anliegen, die im Differenzial auf zwei als Abtriebswellen bezeichnete Differenzwellen verteilt werden. Alternativ werden über die Abtriebswellen ins Differenzial eingebrachte Drehmomente an der Summenwelle wieder zusammengeführt. Der Differenzialkorb ist relativ zu der Rotorwelle um die Antriebsrotationsachse und konzentrisch zu den Rotationsachsen der Abtriebswellen drehbar und dazu relativ zu dem Gehäuse ortsfest in dem Gehäuse gelagert. In dem Differenzialkorb sind Ausgleichskegelräder drehbar gelagert und stehen mit Achswellenrädern im Eingriff. Die Achswellenräder sind drehmomentfest mit den Abtriebswellen verbunden.The differential is a classic bevel gear differential. The differential cage is the sum shaft of the differential, at which the highest torques are applied, which are distributed in the differential to two differential shafts called output shafts. Alternatively, torques introduced into the differential via the output shafts are brought together again on the sum shaft. The differential cage is rotatable relative to the rotor shaft about the drive rotation axis and concentric with the axes of rotation of the output shafts and relative to the housing mounted stationary in the housing. Compensating bevel gears are rotatably mounted in the differential cage and engage with axle-shaft gears. The axle-shaft gears are torque-resistant connected to the output shafts.

Zum Antrieb der Abtriebswellen wird das Sonnenrad mittels der Antriebswelle in Drehung um die Antriebsrotationsachse versetzt. Damit werden die mit dem Sonnenrad im Eingriff stehenden Planetenräder angetrieben. Die Planetenräder wälzen und stützen sich im Zahneingriff mit der Verzahnung des Hohlrades an dem Hohlrad ab, so dass der Planetenträger, also der Korb des Differenzials, in Bewegung versetzt wird, wobei durch das Differenzial in bekannter Weise Drehmomente bzw. Drehzahlen auf die Abtriebswellen aufgeteilt werden.To drive the output shafts, the sun gear is rotated by means of the drive shaft in rotation about the drive rotation axis. This drives the planet gears meshing with the sun gear. The planetary gears roll and are based in tooth engagement with the teeth of the ring gear on the ring gear, so that the planet carrier, so the basket of the differential, is set in motion, being divided by the differential in a known manner torques or speeds to the output shafts ,

Planetenräder sind in der Regel mit Wälzlagern drehbar auf Planetenbolzen gelagert. Die Bolzen kreisen auf Umlaufbahnen um die Rotationsachse des Sonnenrades. Die Wälzkörper der Wälzlager sind Kugeln, Nadeln oder Rollen. Nadeln sind Rollen mit einem Verhältnis von Rollenlänge zum Durchmesser der Rolle > 2,5.Planet wheels are usually mounted with rolling bearings rotatably mounted on planet pins. The bolts orbit in orbits about the axis of rotation of the sun gear. The rolling elements of the rolling bearings are balls, needles or rollers. Needles are rollers with a roller length to roller diameter ratio> 2.5.

In Lagerstellen für Planetenrädern mit hohen Belastungen und relativ niedrigen Drehzahlen werden häufig sogenannte Vollrollensätze eingesetzt. Vollrollensätze sind Wälzlager, in denen die Rollen ohne Abstandshalter in Umfangsrichtung aneinander gereiht sind. Derartige Wälzlagerungen sind kostengünstig herzustellen, da für diese nur die Anzahl an Wälzkörpern benötigt wird. Diese Lagerungen sind jedoch für den Einsatz bei hohen Drehzahlen nicht geeignet, da die Wälzkörper aufeinander prallen und aneinander reiben.In bearings for planetary gears with high loads and relatively low speeds so-called full roll sets are often used. Full roll sets are rolling bearings in which the rolls without spacers in the circumferential direction are lined up. Such rolling bearings are inexpensive to manufacture, since only the number of rolling elements is required for this. However, these bearings are not suitable for use at high speeds, since the rolling elements collide and rub against each other.

In Lagerstellen mit hohen Drehzahlen sind die Rollen in Käfigen zueinander auf Abstand gehalten. Die Käfige und die Wälzkörper sind höchsten Anforderungen ausgesetzt, da außer den hohen Drehzahlen auch noch Fliehkräfte auf die Lagerstelle wirken. Die Fliehkräfte entstehen beim Umlauf der Planeten auf einer Umlaufbahn um die Rotationsachse. Die Festigkeit und Genauigkeit der Ausführung der Lager sind hoch. Dementsprechend sind diese Wälzlager teuer.In bearings with high speeds, the rollers are held in cages to each other at a distance. The cages and the rolling elements are exposed to the highest requirements, since in addition to the high speeds also centrifugal forces act on the bearing. The centrifugal forces arise during orbit of the planets in an orbit about the axis of rotation. The strength and accuracy of the execution of the bearings are high. Accordingly, these rolling bearings are expensive.

Beurteilungskriterium für die Wahl der Schmierstoffe bzw. für Drehzahlgrenzen eines Wälzlagers ist der Durchmesser-Drehzahl-Kennwert Dieser Kennwert wird im Katalog HR1 der Schaeffler KG vom Januar 2006 in der Beschreibung der technischen Grundlagen im Kapitel „Schmierung” auch als Drehzahlkennwert bezeichnet und ist das Produkt aus Drehzahl und Teilkreisdurchmesser und ist außerdem abhängig vom Lagertyp. Dieser Kennwert ist ein Wert, der z. B. für die Auswahl des Schmierfettes in Abhängigkeit von Belastung und Drehzahl hinzugezogen wird. Die Grenzwerte für diesen Kennwert liegen je nach Lagertyp zwischen 350 000 und 600 000. Der Wert ist einerseits wichtig für die Lebensdauer des Schmierstoffes und damit für die Lebensdauer Wälzlagers.The criterion for the selection of lubricants or for the speed limits of a rolling bearing is the diameter / speed characteristic value. This characteristic value is also referred to as the speed characteristic value in Schaeffler KG's catalog HR1 from January 2006 in the description of the technical basics in the chapter "Lubrication" and is the product of speed and pitch circle diameter and is also dependent on the type of bearing. This characteristic is a value that z. B. is consulted for the selection of the grease depending on load and speed. Depending on the bearing type, the limit values for this characteristic value are between 350 000 and 600 000. On the one hand, the value is important for the service life of the lubricant and thus for the life of the rolling bearing.

Die Reibung innerhalb eines Wälzlagers ist unter anderem auch abhängig von der Belastung, den Temperaturen, der Drehzahl und von der Viskosität des Schmierstoffes. Im Fachbuch „Wälzlagerpraxis” Brändlein, Eschmann et al, Herausgegeben von Vereinigte Fachbuchverlage GmbH Ausgabe 1995, ist dazu im Kapitel „Reibung, Temperatur und Schmierung” auf Seite 210 ausgeführt: „Der Widerstand, den ein Wälzlager seiner Drehung entgegensetzt, setzt sich aus der Rollreibung, der Gleitreibung und der Schmierstoffreibung zusammen.” Weiter heißt es: „Bedeutung erhält die Reibung dadurch, dass sie die im Lager entstehende Wärme bestimmt und so die Temperatur der Lagerteile und des Schmierstoffs beeinflusst.” Auf Seite 213 heißt es dazu im gleichen Kapitel weiter: „Die Schmierstoffreibung in einem Wälzlager setzt sich aus der inneren Reibung des Schmierstoffs an den Kontaktstellen und der bei Schmierstoffüberschuss und höheren Drehzahlen auftretenden Plansch- und Walkarbeit zusammen. Die gesamte Schmierstoffreibung hängt in erster Linie von der Menge und Zähigkeit des Schmierstoffs ab. ... Bei kleineren Drehzahlen ist sie im allgemeinen gering. Sie erhöht sich jedoch in Abhängigkeit von der Ölviskosität bzw. der Fettkonsistenz mit wachsender Drehzahl deutlich.” Demnach sind die maximalen Drehzahlen, mit denen ein Wälzlager betrieben werden kann, auch von der Wahl des Schmierstoffes abhängig. Je höher die Anforderungen an die Gebrauchsdauer bei hohen Drehzahlen sind, umso höher sind auch die Kosten für die einzusetzenden Schmierstoffe. Darüber hinaus können sich in einem System, wie in einem Getriebe, in dem verschiedene Schmierstellen aus einem gemeinsamen Schmierstoffreservoir versorgt werden, von Schmierstelle, z. B. Wälzlager, zu Schmierstelle, z. B. Zahneingriff, unterschiedliche Anforderungen an die Zusammensetzung des Schmierstoffs bzw. an dessen Additive ergeben, so dass bei der Wahl der Schmierstoffe Kompromisse eingegangen werden müssen, die beispielsweise zu häufigem Ölwechsel führen können.The friction within a rolling bearing depends, among other things, on the load, the temperatures, the speed and the viscosity of the lubricant. In the booklet "Wälzlagerpraxis" Brändlein, Eschmann et al., Published by Vereinigte Fachbuchverlage GmbH Edition 1995, this is explained in the chapter "friction, temperature and lubrication" on page 210: "The resistance that opposes a rolling bearing of its rotation, is made up of the Rolling friction, the sliding friction and the lubricant friction together. "It also states:" The friction is obtained by determining the heat generated in the bearing and thus influencing the temperature of the bearing parts and the lubricant. "On page 213, this is described in the same chapter continue: "The lubricant friction in a rolling bearing consists of the internal friction of the lubricant at the contact points and the churning and flexing work occurring in the event of lubricant surplus and higher speeds. The total lubricant friction depends primarily on the amount and toughness of the lubricant. ... At lower speeds it is generally low. However, depending on the oil viscosity or the grease consistency, it increases significantly with increasing speed. "Accordingly, the maximum speeds at which a rolling bearing can be operated also depend on the choice of lubricant. The higher the service life requirements at high speeds, the higher the costs for the lubricants to be used. In addition, in a system, such as in a transmission in which different lubrication points are supplied from a common lubricant reservoir, lubrication point, z. B. Rolling, to lubrication point, z. As tooth engagement, different requirements for the composition of the lubricant or give to its additives, so that compromises must be made in the choice of lubricants that can lead, for example, to frequent oil changes.

Elektromotorische Antriebe gewinnen in Straßenfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. In Planetentrieben elektromotorisch angetriebener Einheiten können Planetenräder mit Drehzahlen bis zu 20 000 U/min drehen. Die Auslegung der Planetenlagerstellen stellt deshalb für den Fachmann eine besondere Herausforderung dar.Electromotive drives are becoming increasingly important in road vehicles. In planetary drives of electric motor driven units planetary gears can rotate with speeds up to 20,000 rpm. The design of the planetary bearing points is therefore a particular challenge for the skilled person.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Planetenlagerung für Planetentriebe, insbesondere für Planetentriebe in unabhängigen elektromotorisch betriebenen Antriebseinheiten für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, die den besonderen Anforderungen bei hohen Drehzahlen der Planeten gewachsen ist.The object of the invention is therefore to provide a planetary bearing for planetary gears, in particular for planetary gears in independent electric motor driven drive units for motor vehicles, which has grown to the special requirements at high speeds of the planet.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved according to the subject of claim 1.

Die Planetenlagerung weist erfindungsgemäß wenigstens zwei Reihen Wälzkörper auf, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Konzentrisch zueinander angeordnet heißt, die beiden Lagerreihen weisen die gleiche Rotationsachse auf und sind zumindest teilweise radial ineinander angeordnet. Demzufolge weist die eine Reihe Wälzkörper wenigstens einen größeren Hüllkreisdurchmesser auf als die andere. Der Hüllkreisdurchmesser ist in diesem Fall der Durchmesser, an dem alle Wälzkörper einer Reihe außenumfangsseitig anliegen und entspricht im Wesentlichen dem Nennmaß der Laufbahn, auf der die Wälzkörper einer Reihe ablaufen. Es ist auch denkbar, dass drei oder mehr der Reihen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Erfindung sieht weiter vor, dass die zwei Reihen radial mittels eines Lagerrings voneinander getrennt sind. Es ist auch denkbar, dass immer zwei von drei oder mehr nebeneinander angeordneter Reihen jeweils durch einen gemeinsamen Lagerring voneinander getrennt sind.According to the invention, the planetary bearing has at least two rows of rolling elements, which are arranged concentrically with one another. Concentrically arranged to one another, the two rows of bearings have the same axis of rotation and are at least partially arranged radially one inside the other. Consequently, one row of rolling elements has at least one larger enveloping circle diameter than the other. The enveloping circle diameter in this case is the diameter at which all the rolling bodies of a row rest on the outer peripheral side and corresponds essentially to the nominal dimension of the raceway on which the rolling elements of a row run. It is also conceivable that three or more of the rows are arranged concentrically with each other. The invention further provides that the two rows are radially separated from each other by means of a bearing ring. It is also conceivable that always two of three or more rows arranged side by side are separated from each other by a common bearing ring.

Der Lagerring ist gegenüber dem Planetenrad und auch gegenüber dem Planetenbolzen um die Rotationsachse der Planetenlagerung frei beweglich. Die Erfindung schließt Lageranordnungen mit ein, in denen zwei und mehr Reihen Wälzkörper mit gleichem oder unterschiedlichen Hüllkreis axial nebeneinander angeordnet sind. In diesem Fall ist wenigstens eine Reihe oder sind mehr axial nebeneinander angeordnete Reihen konzentrisch zu einer oder mehr axial nebeneinander angeordneten Reihen angeordnet und von diesen durch einen oder mehrere Lagerringe voneinander getrennt.The bearing ring is freely movable relative to the planetary gear and also with respect to the planetary pin about the axis of rotation of the planetary bearing. The invention includes bearing arrangements in which two or more rows of rolling elements with the same or different enveloping circle are arranged axially next to one another. In this case, at least one row or more rows arranged axially next to one another are arranged concentrically with one or more rows arranged axially next to one another and separated from one another by one or more bearing rings.

Die Wälzkörper der Reihen können vom gleichen Typ, also entweder Kugeln oder Rollen, sein oder sich hinsichtlich des Typs in einer Reihe oder in einer Lagerstelle unterscheiden. So ist es denkbar, Wälzkörper des Typs Rolle mit Wälzkörpern des Typs Kugeln innerhalb einer Reihe oder in verschiedenen Reihen miteinander zu kombinieren. Die Wälzkörper können sich hinsichtlich ihrer Anzahl und Abmessungen von Reihe zu Reihe oder innerhalb einer Reihe voneinander unterscheiden.The rolling elements of the rows may be of the same type, ie either balls or rollers, or differ in type in a row or in a bearing. So it is conceivable, rolling elements of the Type Roll with rolling elements of the type balls within a row or in different rows to combine. The rolling elements may differ in number and dimensions from row to row or within a row.

Es ist denkbar, Vollrollensätze einzusetzen oder, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, die Wälzkörper in Käfigen zu führen. Es ist auch denkbar Vollrollensätze und in Käfigen geführte Reihen miteinander zu kombinieren.It is conceivable to use full roll sets or, as an embodiment of the invention provides, to guide the rolling elements in cages. It is also conceivable to combine full-roll sets and rows led in cages.

Der Lagerring ist vorzugsweise durchgehend hohlzylindrisch oder beliebig abgestuft ausgebildet und weist innenumgangsseitig eine Innenlaufbahn für die Wälzkörper der radial innen liegenden Reihe und außenumfangsseitig eine Laufbahn für die Wälzkörper der außen liegenden Reihe auf. Für Kugeln ist er mit den entsprechenden rillenartig ausgebildeten Laufbahnen und für Rollen mit zylindrischen Laufbahnen versehen. Er ist ein dünnwandiges kalt geformtes Bauteil oder alternativ ein massiver spanabhebend hergestellter Lagerring des klassischen Typs. Der Lagerring ist wahlweise mit wenigstens einem Durchgangsloch jedoch vorzugsweise mehr Lagerringen versehen, durch das in der Lagerstelle Schmieröl gefördert werden kann.The bearing ring is preferably formed through hollow cylindrical or arbitrarily stepped and has inside the inner side an inner race for the rolling elements of the radially inner row and the outer peripheral side a raceway for the rolling elements of the outer row. For balls it is provided with the corresponding grooved raceways and rollers with cylindrical tracks. It is a thin-walled, cold-formed component or, alternatively, a solidly manufactured bearing ring of the classical type. The bearing ring is optionally provided with at least one through-hole, but preferably more bearing rings, can be promoted by the lubricating oil in the bearing.

Der Vorteil einer solchen Planetenlagerungen liegt darin, dass der gemeinsame Lagerring gegenüber der Drehzahl des Planetenrads mit ca. der halben Drehzahl umlaufen kann. Die Relativdrehzahl der durch die einzelnen Reihen gebildeten einzelnen radial ineinander sitzenden Lagerstellen kann dementsprechend auch halbiert, bzw. bei mehr als einem Lagerring noch weiter reduziert sein. Die Anforderungen an die Auslegung der Lagerstellen sind nicht mehr so hoch. Die Lagerstellen können kostengünstig hergestellt und geschmiert werden. Besondere Anforderungen an Schmierstoffe aufgrund sehr hohem Drehzahlkennwertes liegen nicht vor. Dementsprechend können kostengünstige Schmierstoffe eingesetzt werden.The advantage of such a planetary bearings is that the common bearing ring with respect to the rotational speed of the planetary gear can rotate at about half the speed. The relative rotational speed of the individual radial rows formed by the individual rows bearing bearings can therefore also be halved, or be reduced even more in more than one bearing ring. The requirements for the design of the bearings are no longer so high. The bearings can be inexpensively manufactured and lubricated. Special requirements for lubricants due to a very high speed characteristic value are not available. Accordingly, inexpensive lubricants can be used.

Üblicherweise laufen die Wälzkörper innenumfangsseitig direkt an einer in der Bohrung des Planetenrades ausgebildeten innenumfangsseitigen Laufbahn ab. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine radial außen liegende der Wälzkörperreihen außenumfangsseitig von einem äußeren Lagerring umgeben ist, der in die Bohrung des Planetenrades eingesetzt oder eingepresst werden kann. Der Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, dass der äußere Lagerring beispielsweise gesonderten Anforderungen entsprechend aus einem anderen Material hergestellt werden kann als das Planetenrad. Außerdem kann ein derartiger äußerer Lagerring die Montage einer Baueinheit aus beiden Wälzkörperreihen und aus dem Lagerring erleichtern. Mit einem äußeren Lagerring können auch die Rollen eines Vollrollensatzes bis zur Montage in das Planetenrad in Position gehalten werden. Darüber hinaus empfiehlt sich der Einsatz eines äußeren Lagerrings, wenn Kugeln als Wälzkörper eingesetzt werden. In diesem Fall können die rillenartigen Laufbahnen der Kugeln an dem Lagerring ausgebildet werden und müssen nicht in das Planetenrad eingebracht werden.Usually, the rolling elements run on the inner circumference side directly on a formed in the bore of the planet gear inner peripheral side raceway. An embodiment of the invention provides that a radially outer of the Wälzkörperreihen outer circumference is surrounded by an outer bearing ring which can be inserted or pressed into the bore of the planetary gear. The advantage of such an arrangement is that the outer bearing ring, for example, separate requirements can be made according to a different material than the planet. In addition, such an outer bearing ring facilitate the assembly of a unit from both rows of rolling elements and from the bearing ring. With an outer bearing ring and the roles of a full roll set can be kept in position until it is mounted in the planetary gear. In addition, the use of an outer bearing ring is recommended when balls are used as rolling elements. In this case, the groove-like raceways of the balls can be formed on the bearing ring and need not be introduced into the planetary gear.

Die Erfindung sieht weiter einen Planetentrieb vor, der aus wenigstens einem Sonnenrad und aus mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenrädern gebildet ist, wobei die Planetenräder mittels jeweils einer erfindungsgemäßen Planetenlagerung drehbar auf Planetenbolzen gelagert sind. Darüber hinaus ist eine Antriebseinheit mit wenigstens einem Planetentrieb vorgesehen, der eine erfindungsgemäße Lagereinheit aufweist. Der Vorteil der Erfindung kommt insbesondere in Antriebseinheiten zur Wirkung, die mit Elektromotor angetrieben sind, da Elektromotoren mit hohen Drehzahlen betrieben werden, die sich an den Planenten verdoppeln oder verdreifachen können.The invention further provides a planetary drive, which is formed from at least one sun gear and planetary gears meshing with the sun gear, wherein the planet gears are rotatably mounted on planet pins by means of a respective planetary bearing according to the invention. In addition, a drive unit is provided with at least one planetary drive, which has a bearing unit according to the invention. The advantage of the invention is particularly effective in drive units, which are driven by electric motor, since electric motors are operated at high speeds, which can double or triple the planet.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die auch weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments which also describe further embodiments of the invention.

1 zeigt eine Antriebseinheit, in der erfindungsgemäße Planetenlagerungen 1 verbaut sind, die mit dem Detail Z markiert sind und die wie die Planetenlagerung 1 in 3 als separate Baugruppe dargestellt ist. 1 shows a drive unit, in the planetary bearings according to the invention 1 which are marked with the detail Z and which are like the planetary bearing 1 in 3 is shown as a separate module.

2 zeigt eine Planetenlagerung 1, die zu einer Baueinheit 1a vormontiert ist, in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 2 der Planetenlagerung 1. 2 shows a planetary bearing 1 that became a structural unit 1a is preassembled, in a longitudinal section along the axis of rotation 2 the planet's storage 1 ,

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Planetentriebs mit einer in 2 beschriebenen Planetenlagerung 1. 3 shows an embodiment of a planetary drive with an in 2 described planetary storage 1 ,

1 zeigt eine Antriebseinheit 16, die aus einem Elektromotor 17, einem Planetentrieb 18 und aus einem Differenzial 19 gebildet ist. Das Differenzial 19 ist in diesem Fall als klassisches Differenzial mit einem Differenzialgehäuse 20, Ausgleichskegelrädern 21 und mit Achskegelrädern 22 ausgeführt ist, das aber genauso gut als Stirnraddifferenzial, d. h. als weiterer Planetentrieb, ausgebildet sein kann. Jedes der Achskegelräder 22 ist jeweils mit einer Antriebswelle 14 bzw. 15 verbunden, die beispielsweise mit Fahrzeugrädern verbunden sein können. 1 shows a drive unit 16 that comes from an electric motor 17 , a planetary drive 18 and from a differential 19 is formed. The differential 19 is in this case as a classic differential with a differential case 20 , Bevel gears 21 and with axle bevel gears 22 is executed, but just as well as Stirnraddifferenzial, ie as a further planetary drive, may be formed. Each of the axle bevel gears 22 is each with a drive shaft 14 respectively. 15 connected, which may be connected to vehicle wheels, for example.

Der Planetentrieb 18 ist aus zwei Stufen gebildet, die miteinander gekoppelt sind.The planetary drive 18 is formed of two stages, which are coupled together.

Die erste Stufe des Planetentriebs 18 weist ein Sonnenrad 24, Planetenräder 25, einen Planetenträger 26 und ein Hohlrad 27 auf. Die Planetenräder 25 kämmen mit dem Sonnenrad 24 und mit dem Hohlrad 27. Das Hohlrad 27 ist relativ zur Rotationsachse 28 der Antriebseinheit 16 drehfest an einem nicht weiter dargestellten Gehäuse 29 gehalten. Jedes der Planetenräder 25 ist mit einer Planetenlagerung 1 drehbar auf einem Planetenbolzen 30 gelagert (Detail Z). Die Planetenbolzen 30 sind an dem Planetenträger 26 gehalten.The first stage of the planetary drive 18 has a sun wheel 24 , Planetary gears 25 , a planet carrier 26 and a ring gear 27 on. The planet wheels 25 comb with the sun wheel 24 and with the ring gear 27 , The ring gear 27 is relative to the axis of rotation 28 the drive unit 16 rotatably on a housing not shown 29 held. Each of the planetary gears 25 is with a planetary storage 1 rotatable on a planetary pin 30 stored (detail Z). The planet bolts 30 are at the planet carrier 26 held.

Die zweite Stufe des Planetentriebs 18 weist ein Sonnenrad 33, Planetenräder 34, einen Planetenträger 36 und ein Hohlrad 27a auf. Die Planetenräder 34 kämmen mit dem Sonnenrad 33 und mit dem Hohlrad 27a. Das Hohlrad 27a ist relativ zur Rotationsachse 28 der Antriebseinheit 16 drehfest an einem nicht weiter dargestellten Gehäuse 29 der Antriebseinheit 16 gehalten. Jedes der Planetenräder 34 ist mit einer Planetenlagerung 1 drehbar auf einem Planetenbolzen 35 gelagert (Detail Z). Die Planetenbolzen 35 sind an dem Planetenträger 36 gehalten.The second stage of the planetary drive 18 has a sun wheel 33 , Planetary gears 34 , a planet carrier 36 and a ring gear 27a on. The planet wheels 34 comb with the sun wheel 33 and with the ring gear 27a , The ring gear 27a is relative to the axis of rotation 28 the drive unit 16 rotatably on a housing not shown 29 the drive unit 16 held. Each of the planetary gears 34 is with a planetary storage 1 rotatable on a planetary pin 35 stored (detail Z). The planet bolts 35 are at the planet carrier 36 held.

Zwischen der Rotorwelle 23 des Elektromotors 17 und dem Differenzialgehäuse 20 des Differenzials 19 sind mittels des Planetentriebs 18 zwei getriebliche Wirkverbindungen herstellbar.Between the rotor shaft 23 of the electric motor 17 and the differential housing 20 of the differential 19 are by means of the planetary drive 18 two gear active compounds produced.

Die Rotorwelle 23 ist über eine ein- und ausrückbare Kupplung 32 mit der Antriebswelle 11 schaltbar. Die Antriebswelle 11 ist über eine Freilaufkupplung 31 von der ersten Stufe trennbar und mit dem Sonnenrad 33 der zweiten Stufe verbunden. Der Planetenträger 36 ist mit dem Differenzialgehäuse 20 gekoppelt. Leistung kann zwischen der Rotorwelle 23 und dem Differenzialgehäuse 20 über die zweite Stufe oder in umgekehrte Richtung fließen.The rotor shaft 23 is via a clutch that can be engaged and disengaged 32 with the drive shaft 11 switchable. The drive shaft 11 is over a one-way clutch 31 separable from the first stage and with the sun gear 33 connected to the second stage. The planet carrier 36 is with the differential case 20 coupled. Power can be between the rotor shaft 23 and the differential housing 20 flow over the second stage or in the opposite direction.

Die erste Stufe des Planetentriebs ist über das Sonnenrad 24 mit der Rotorwelle 23 gekoppelt. Der Planetenträger 26 der ersten Stufe ist über eine Freilaufkupplung 31 mit der Antriebswelle 11 der Antriebseinheit 16 gekoppelt. die Antriebswelle 11 ist durch die Kupplung 32 von der Rotorwelle 23 getrennt. Die Antriebswelle 11 und das Sonnenrad 33 sind miteinander verbunden. Der Planetenträger 36 ist mit dem Differenzialgehäuse 20 gekoppelt. Leistung kann zwischen der Rotorwelle 23 und dem Differenzialgehäuse 20 über beide Stufen des Planetentriebs oder in umgekehrte Richtung fließen.The first stage of the planetary drive is via the sun gear 24 with the rotor shaft 23 coupled. The planet carrier 26 the first stage is via a one-way clutch 31 with the drive shaft 11 the drive unit 16 coupled. the drive shaft 11 is through the clutch 32 from the rotor shaft 23 separated. The drive shaft 11 and the sun wheel 33 are connected. The planet carrier 36 is with the differential case 20 coupled. Power can be between the rotor shaft 23 and the differential housing 20 flow over both stages of the planetary drive or in the opposite direction.

Die Verzahnungen der Hohlräder 27 und 27a können die gleiche Anzahl an Zähnen aufweisen, so dass an Stelle von zwei Hohlrädern auch ein gemeinsames Hohlrad mit einer gemeinsamen Verzahnung für beide Stufen eingesetzt werden kann.The teeth of the ring gears 27 and 27a can have the same number of teeth, so that instead of two ring gears, a common ring gear can be used with a common toothing for both stages.

2 zeigt beispielsweise das Detail Z aus 1 oder eine beliebige andere Planetenlagerung 1. Die Planetenlagerung 1 ist aus zwei Reihen 3 und 4 Wälzkörpern 5 bzw. 5a jeweils in Käfigen 6 und 7, einem gemeinsamen Lagering 8, einem äußeren Lagerring 9 und Sicherungsscheiben 10 gebildet. Die Wälzkörper 5 bzw. 5a sind in diesem Fall als Rollen oder Nadeln ausgebildet. Die Reihen 3 und 4 sind konzentrisch zueinander und zur Rotationsachse 2 der Planetenlagerung 1 angeordnet, wobei die Reihe 3 umfangsseitig von der Reihe 4 umgeben ist. Radial zwischen den Reihen 3 und 4 ist der gemeinsame Lagerring 8 angeordnet. 2 shows, for example, the detail Z from 1 or any other planetary storage 1 , The planet storage 1 is from two rows 3 and 4 rolling 5 respectively. 5a each in cages 6 and 7 , a common storage 8th , an outer bearing ring 9 and lock washers 10 educated. The rolling elements 5 respectively. 5a are formed in this case as rollers or needles. The rows 3 and 4 are concentric to each other and to the axis of rotation 2 the planet's storage 1 arranged, with the row 3 circumferentially from the row 4 is surrounded. Radial between the rows 3 and 4 is the common bearing ring 8th arranged.

Der gemeinsame Lagerring 8 weist innenumfangsseitig eine Außenlaufbahn 12 für die Wälzkörper 5 der radial innen angeordneten Reihe 3 und außenumfangsseitig eine Innenlaufbahn 13 für die Wälzkörper 5a der Reihe 4 auf.The common bearing ring 8th has inner circumferential side an outer raceway 12 for the rolling elements 5 the radially inner row 3 and outer circumference an inner raceway 13 for the rolling elements 5a the series 4 on.

Die Wälzkörper 5 der Reihe 3 sind in einem Käfig 6 und die Wälzkörper 5a der Reihe 4 in einem Käfig 7 geführt und gehalten. Der Käfig 6 ist beidseitig durch Sicherungsscheiben 10 axial an dem gemeinsamen Lagerring 8 geführt und gehalten. Die Sicherungsscheiben 10 sind mit dem gemeinsamen Lagerring 8 verschnappt. Der Käfig 7 ist beidseitig axial an dem äußeren Lagerring 9 gehalten.The rolling elements 5 the series 3 are in a cage 6 and the rolling elements 5a the series 4 in a cage 7 led and held. The cage 6 is on both sides by lock washers 10 axially on the common bearing ring 8th led and held. The lock washers 10 are with the common bearing ring 8th snapped. The cage 7 is axially on both sides of the outer bearing ring 9 held.

3 zeigt einen Ausschnitt der ersten Stufe des Planetentriebs 18 nach 1 nicht maßstäblich vergrößert anhand einer Lagerstelle an dem mittels der Freilaufkupplung 31 mit der Antriebswelle 11 gekoppelten Planetenträger 26. Die Planetenlagerung 1 dient zur Lagerung jeweils eines der Planetenräder 25 auf je einem Planetenbolzen 30. Die Planetenbolzen 30 sind an dem Planetenträger 26 befestigt. Die Planetenlagerung 1 sitzt mit dem äußeren Lagerring 9 in dem jeweiligen Planetenrad 25. Die Wälzkörper 5 der inneren Reihe 3 laufen direkt auf der Oberfläche des jeweiligen Planetenbolzens 30 ab. Der gemeinsame Lagerring 8 ist um die Rotationsachse 2 relativ zu dem Planetenrad 25 und zu dem Planetenbolzen 30 drehbeweglich. Durch den Planetenträger 26 und durch den jeweiligen Planetenbolzen 30 verläuft ein Schmierkanal 38, von dem aus Querbohrungen 39 in die Planetenlagerung 1 führen. Schmieröl wird von den Querbohrungen 39 aus zwischen die Wälzkörper 5 der Reihe 3 und von da aus durch Durchgangslöcher 40 im gemeinsamen Lagerring 8 zu den Wälzkörpern 5a der Reihe 4 geleitet. Bezugszeichen 1 Planetenlagerung 22 Achskegelräder 2 Rotationsachse 23 Rotorwelle 3 Reihe 24 Sonnenrad 4 Reihe 25 Planetenrad 5a Wälzkörper 26 Planetenträger 5 Wälzkörper 27a Hohlrad 6 Käfig 27 Hohlrad 7 Käfig 28 Rotationsachse 8 gemeinsamer Lagerring 29 Gehäuse 9 äußerer Lagerring 30 Planetenbolzen 10 Sicherungsscheibe 31 Freilaufkupplung 11 Antriebswelle 32 Kupplung 12 Außenlaufbahn 33 Sonnenrad 13 Innenlaufbahn 34 Planetenrad 14 Abtriebswelle 35 Planetenbolzen 15 Abtriebswelle 37 Planetenträger 16 Antriebseinheit 38 Schmierkanal 17 Elektromotor 39 Querbohrungen 18 Planetentrieb 40 Durchgangsloch 19 Differenzial 20 Differenzialgehäuse 21 Ausgleichskegelräder 3 shows a section of the first stage of the planetary drive 18 to 1 not to scale enlarged on the basis of a bearing on the means of the overrunning clutch 31 with the drive shaft 11 coupled planet carrier 26 , The planet storage 1 serves for storage in each case one of the planet gears 25 on one planet pin each 30 , The planet bolts 30 are at the planet carrier 26 attached. The planet storage 1 sits with the outer bearing ring 9 in the respective planetary gear 25 , The rolling elements 5 the inner row 3 run directly on the surface of the respective planetary bolt 30 from. The common bearing ring 8th is about the axis of rotation 2 relative to the planetary gear 25 and to the planet bolt 30 rotatably. By the planet carrier 26 and through the respective planet pins 30 runs a lubrication channel 38 , from which cross holes 39 in the planet's storage 1 to lead. Lubricating oil is from the cross holes 39 out between the rolling elements 5 the series 3 and thence through through holes 40 in the common bearing ring 8th to the rolling elements 5a the series 4 directed. reference numeral 1 planet support 22 bevel gears 2 axis of rotation 23 rotor shaft 3 line 24 sun 4 line 25 planet 5a rolling elements 26 planet carrier 5 rolling elements 27a ring gear 6 Cage 27 ring gear 7 Cage 28 axis of rotation 8th common bearing ring 29 casing 9 outer bearing ring 30 planet shaft 10 lock washer 31 Overrunning clutch 11 drive shaft 32 clutch 12 Outer race 33 sun 13 Inner raceway 34 planet 14 output shaft 35 planet shaft 15 output shaft 37 planet carrier 16 drive unit 38 lubrication channel 17 electric motor 39 cross holes 18 planetary drive 40 Through Hole 19 differential 20 differential case 21 Pinions

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19841159 A1 [0002] DE 19841159 A1 [0002]

Claims (7)

Planetenlagerung (1) zur Lagerung eines Planetenrades (25, 34) auf einem Planetenbolzen (30, 35) mit wenigstens einem Wälzlager aus mindestens einer Reihe (3, 4) umfangsseitig um die Rotationsachse (2) des Wälzlagers zueinander angeordneter Wälzkörper (5, 5a), die radial zwischen dem Planetenbolzen (30, 35) und dem Planetenrad (25, 34) ngeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenlagerung (1) wenigstens zwei Reihen Wälzkörper (3, 4) aufweist, wobei die Reihen (3, 4) konzentrisch zueinander angeordnet und radial durch zumindest einen gemeinsamen Lagerring (8) voneinander getrennt sind, wobei der Lagerring (8) relativ zu dem Planetenbolzen (30, 35) und relativ zu dem Planetenrad (25, 34) frei um die Rotationsachse (2) drehbeweglich angeordnet ist.Planet storage ( 1 ) for mounting a planetary gear ( 25 . 34 ) on a planetary pin ( 30 . 35 ) with at least one roller bearing of at least one row ( 3 . 4 ) circumferentially about the axis of rotation ( 2 ) of the rolling bearing to each other arranged rolling elements ( 5 . 5a ) located radially between the planetary pin ( 30 . 35 ) and the planetary gear ( 25 . 34 ), characterized in that the planetary bearing ( 1 ) at least two rows of rolling elements ( 3 . 4 ), the rows ( 3 . 4 ) concentric with each other and radially by at least one common bearing ring ( 8th ) are separated from each other, wherein the bearing ring ( 8th ) relative to the planetary pin ( 30 . 35 ) and relative to the planetary gear ( 25 . 34 ) freely around the axis of rotation ( 2 ) is arranged rotatably. Planetenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (5, 5a) wenigstens einer der Reihen gemeinsam in einem Käfig (6, 7) geführt sind.Planetary bearing according to claim 1, characterized in that the rolling bodies ( 5 . 5a ) at least one of the rows together in a cage ( 6 . 7 ) are guided. Planetenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Lagerring (8) wenigstens ein radiales Durchgangsloch (40) aufweist.Planetary bearing according to claim 1, characterized in that the common bearing ring ( 8th ) at least one radial through hole ( 40 ) having. Planetenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial außen liegende der Wälzkörperreihen (4) außenumfangsseitig von einem äußeren Lagerring (9) umgeben ist, wobei der äußere Lagerring (9) wenigstens eine radial nach innen gerichtete Laufbahn für die Wälzkörper (5a) der radial außen liegenden Reihe (4) aufweist.Planetary bearing according to claim 1, characterized in that a radially outer of the rows of rolling elements ( 4 ) on the outer peripheral side of an outer bearing ring ( 9 ), wherein the outer bearing ring ( 9 ) at least one radially inwardly directed raceway for the rolling elements ( 5a ) of the radially outer row ( 4 ) having. Planetenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Reihen (3) mit dem gemeinsamen Lagerring (8) zu einer selbsthaltenden Baueinheit verbunden ist.Planetary bearing according to claim 1, characterized in that at least one of the rows ( 3 ) with the common bearing ring ( 8th ) is connected to a self-holding unit. Planetentrieb (18) aus wenigstens einem Sonnenrad (24, 33) und aus mit dem Sonnenrad (24, 33) kämmenden Planetenrädern (25, 34), wobei die Planetenräder (25, 34) mittels jeweils einer Planetenlagerung (1) nach Anspruch 1 drehbar auf Planetenbolzen (30, 35) gelagert sind.Planetary drive ( 18 ) of at least one sun wheel ( 24 . 33 ) and out with the sun gear ( 24 . 33 ) meshing planet wheels ( 25 . 34 ), the planetary gears ( 25 . 34 ) by means of a respective planetary bearing ( 1 ) according to claim 1 rotatably mounted on planet pins ( 30 . 35 ) are stored. Antriebseinheit mit einem Elektromotor (17), mit wenigstens einem Planetentrieb (18) nach Anspruch 6 und mit wenigstens einem Differenzial (19), wobei der Elektromotor (17) und das Differenzial (19) mittels des wenigstens einen Planetentriebs (18) miteinander wirkverbunden sind.Drive unit with an electric motor ( 17 ), with at least one planetary drive ( 18 ) according to claim 6 and with at least one differential ( 19 ), wherein the electric motor ( 17 ) and the differential ( 19 ) by means of the at least one planetary drive ( 18 ) are operatively connected to each other.
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