DE102011004405B4

DE102011004405B4 - Schmiermittelführung zur Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes

Info

Publication number: DE102011004405B4
Application number: DE102011004405.1A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Markus Klinger; Tomas Smetana; Philip Wurzberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2031-02-19
Also published as: DE102011004405A1; WO2012110121A1

Abstract

Schmiermittelführung zur Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes mit zumindest einem Planetenradträger (1), an dem zumindest ein Satz Planetenräder über eine Planetenradlagerung (2) abgestützt ist, wobei am Planetenradträger (1) ein von einem Antriebsritzel antreibbares Zahnrad angeordnet und mit dem Planetenradträger (1) festverbunden ist und im Bereich des am Zahnrad zumindest abschnittsweise anliegenden Planetenradträgers (1) am Zahnrad eine Strömungskontur (3) ausgebildet ist, die durch Fliehkraftwirkung von Schmiermittel durchströmbar ist, wobei die Strömungskontur (3) einerseits mit einer Schmiermittelzuführung und andererseits mit der Planetenradlagerung (2) in Strömungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dassdas Zahnrad als ein Tellerrad ausgeführt ist, das koaxial zum Planetenradträger (1) an einer Seite des Planetenradgetriebes angeordnet ist unddie Strömungskontur (3) am Tellerrad radial innen von einem zentralen Wellendurchtritt (4) ausgehend eine schalenartige axiale Vertiefung bildet, die sich zumindest abschnittsweise nach radial außen bis auf Höhe der Planetenradlagerung (2) am Planetenradträger (1) erstreckt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelführung zur Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes mit zumindest einem Planetenradträger, an dem zumindest ein Satz Planetenräder über eine Planetenradlagerung abgestützt ist.
Eine derartige Schmiermittelführung ist aus WO 2004/079230 A1 bekannt. Dort ist ein Planetenradgetriebe beschrieben, bei dem ein Halteelement für einen Planetenradbolzen vorgesehen ist. Das Halteelement ist an einer Seite des Planetenradträgers angeordnet und greift in den Planetenradbolzen ein. Zur Beölung der Planetenradlagerung ist das Halteelement von Öl durchströmbar und führt dabei den Ölstrom in den Lagerbolzen. Nachteilig wirken sich bei dieser Ausgestaltung die aufwendige Herstellung des Halteelements und der zur Befestigung am Planetenradträger erforderliche Montageaufwand aus.
Die DE 22 04 178 A beschreibt ein Planetenrädergetriebe mit einer Schmiermittelführung in Gestalt einer Strömungskontur in einem Zahnrad.
Die JP 2008 248 941 A beschreibt eine Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes mit einer Strömungskontur in einem Zahnrad.
Die DE 22 38 976 A beschreibt eine weitere Schmiermittelführung zur Ölversorgung der Planetenradlager eines Planetengetriebes mit einer Strömungskontur in einem Zahnrad.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmiermittelführung der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues und der Montage zu vereinfachen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist zur Schmiermittelführung an einem mit dem Planetenradträger festverbunden angeordneten Zahnrad eine Strömungskontur im Bereich des am Zahnrad zumindest abschnittsweise anliegenden Planetenradträgers vorgesehen, wobei die Strömungskontur durch Fliehkraftwirkung von Schmiermittel durchströmbar ist. Bevorzugt steht dabei die Strömungskontur einerseits mit einer Schmiermittelzuführung und andererseits mit der Planetenradlagerung in Strömungsverbindung. Auf diese Weise kann eine einfach aufgebaute Schmiermittelversorgung des Planetenradgetriebes ohne zusätzlichen Montageaufwand erreicht werden. Unter Planetenradgetriebe ist jedes Getriebe in Planetenbauweise zu verstehen, insbesondere auch ein Stirnraddiferenzial in Planetenbauweise.
Bevorzugt ist die Strömungskontur als eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Vertiefung an der Oberfläche des Zahnrads ausgeführt. Diese wird durch den am Zahnrad anliegenden Planetenradträger abgedeckt. Dadurch entsteht am Zahnrad an der Strömungskontur ein Spalt, in dem der Schmiermittelstrom geführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist das Zahnrad als ein Tellerrad ausgeführt, das koaxial zum Planetenradträger an einer Seite des Planetenradgetriebes angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird hierbei die Strömungskontur durch eine am Tellerrad radial innen von einem zentralen Wellendurchtritt ausgehende schalenartige axiale Vertiefung gebildet, die sich zumindest abschnittsweise nach radial außen bis in Höhe der Planetenradlagerung am Planetenradträger erstreckt.
Bevorzugt ist die Planetenradlagerung jeweils auf einem hohlzylindrischen Lagerbolzen abgestützt, der in Strömungsverbindung mit der Planetenradlagerung steht und an seinem tellerradseitigen Endabschnitt mit dem Planetenradträger verbunden ist und dabei stirnseitig mit der Strömungskontur am Tellerrad kommuniziert.
Vorzugsweise ist das Tellerrad koaxial zu einer als Hohlwelle ausgeführten Getriebewelle angeordnet, mit der das Sonnenrad des Planetengetriebes festverbunden ist. Eine Schmiermittelzuführung an der Strömungskontur am Tellerrad wird dabei bevorzugt dadurch erreicht, dass diese radial innen am Wellendurchtritt des Tellerrads in Strömungsverbindung mit einem in der Hohlwelle geführten Schmiermittelstrom steht.
Bevorzugt wird die Strömungskontur durch eine schalenartige Vertiefung gebildet, die an zumindest einer sich nach radial außen erstreckenden Ausbuchtung zumindest einen Lagerbolzen der Planetenradlagerung stirnseitig überdeckt. An der schalenartigen Vertiefung kann das in die Strömungskontur eintretende Schmiermittel besonders effektiv aufgefangen und an der Ausbuchtung zu der Planetenradlagerung nach radial außen geführt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Strömungskontur durch eine schalenartige Vertiefung gebildet, die eine der Anzahl der Planetenradlagerungen entsprechende Anzahl von Ausbuchtungen aufweist, die sich ausgehend vom Wellendurchtritt radial innen sternförmig nach radial außen erstrecken und die Lagerbolzen der Planetenradlagerungen stirnseitig überdecken.
Die Strömungskontur ist vorzugsweise als Schmiedekontur am Tellerrad ausgeführt.
Figurenliste
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

1 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Schmiermittelführung zur Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes mit einem am Planetenradträger festverbundenen Zahnrad,
2 eine perspektivische Darstellung des mit einem Antriebsritzel in Eingriff befindlichen Zahnrads mit einer erfindungsgemäßen Strömungskontur zur Schmiermittelführung,
3 eine Schnittdarstellung von Zahnrad und Antriebsritzel.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Teilschnitt eines Planetenradgetriebes, an dessen Planetenradträger 1 ein Tellerrad festverbunden angeordnet ist. Das Planetenradgetriebe ist in einem Achsantrieb eines Elektro-Hybridkraftfahrzeugs entlang einer Getriebemittelachse 8 angeordnet. Das Tellerrad kämmt an einer Tellerradverzahnung mit einem nicht dargestellten Antriebsritzel eines Winkeltriebs und ist seitlich am Planetenradgetriebe koaxial zum Planetenradträger 1 angeordnet. Das Planetenradgetriebe besteht aus einem Sonnenrad 6, einem nicht dargestellten Hohlrad und einem Satz von vier Planetenrädern, die jeweils drehbar auf einem mit dem Planetenradträger 1 verbundenen Lagerbolzen 5 über ein Planetenradlager 2 abgestützt sind und in das Hohlrad sowie in das Sonnenrad 6 eingreifen. Radial innen ist das Sonnenrad 6 mit einer koaxial zu einer Achswelle 9 des Achsantriebs angeordneten Hohlwelle festverbunden, die ein Wellenteil einer als Steckwelle ausgeführten Getriebewelle bildet.
An seiner von der Tellerradverzahnung abgewandten Seite ist das Tellerrad mit dem Planetenradträger 1 festverbunden. An dieser Seite ist an der Oberfläche des Tellerrads zur Schmiermittelführung eine Strömungskontur 3 vorgesehen. Diese wird durch eine schalenartige axiale Vertiefung gebildet, die sich sternförmig an vier radialen Ausbuchtungen jeweils ausgehend von einem am zentralen Wellendurchtritt 4 am Tellerrad gebildeten radial inneren Rand nach radial außen bis in Höhe des Lagerbolzens 5 der Planetenradlagerung 2 erstreckt. Die Vertiefung am Tellerrad wird dabei vom Planetenradträger 1 axial abgedeckt, so dass im Bereich der Strömungskontur 3 ein axialer Spalt zwischen Tellerrad und Planetenradträger 1 entsteht.
Der Lagerbolzen 5 der Planetenradlagerung 2 ist hohlzylindrisch ausgebildet und an seinem tellerradseitigen Endabschnitt in einer komplementären axialen Durchgangsöffnung am Planetenradträger 1 festverbunden aufgenommen, wobei an der dem Tellerrad zugewandten Seite das stirnseitige Ende des Lagerbolzens 5 mit der Oberfläche des Planetenradträgers fluchtet. Hierbei verläuft der durch die Vertiefung gebildete und die Strömungskontur 3 radial außen begrenzende Rand 10 an den Ausbuchtungen derart, dass der Lagerbolzen 5 an der hohlzylindrischen Öffnung seines stirnseitigen Endes von der Vertiefung am Tellerrad überdeckt wird.
Das Tellerrad ist an seiner radialen Innenseite der Tellerradverzahnung über ein als Schrägkugellager ausgeführtes Tellerradlager an einem ortsfesten ringförmigen Abstützelement 11 gelagert. Dieses weist einen axial vorstehenden Ringkragen auf, der durch einen radialen Luftspalt beabstandet von der Hohlwelle angeordnet ist. An einem Ringabsatz des Ringkragens ist der Lagerinnenring der Tellerradlagerung aufgenommen. Dabei begrenzen Tellerradlagerung und Abstützelement 11 einerseits sowie der Planetenradträger 1 und das Sonnenrad 6 andererseits eine axial zwischen diesen Bauteilen gebildete ringförmige, radial verlaufende Strömungspassage. Über diese steht die Strömungskontur am durch den Wellendurchtritt 4 gebildeten radial inneren Rand des Tellerrads mit einer Schmiermittelzuführung an der Hohlwelle in Strömungsverbindung. Hierzu weist die Hohlwelle an ihrem Innenumfang ungefähr in Höhe der vorgenannten Strömungspassage eine Ringnut mit mehreren radialen Austrittsöffnungen 7 auf. In der Hohlwelle wird ein Schmiermittelstrom (wie durch die Pfeile angedeutet) geführt, der beispielsweise von einer Druckölversorgung gespeist wird. Dieser tritt an den Austrittsöffnungen 7 radial aus der Hohlwelle in die Strömungspassage aus und wird von dort durch die Fliehkraftwirkung nach radial außen durch die Strömungspassage zum radial inneren Rand am Wellendurchtritt 4 des Tellerrads an dessen dem Planetenradträger 1 zugewandter Seite geführt und tritt dort in die Strömungskontur 3 ein. Beim Vorbeiströmen des Schmiermittels am Schrägkugellager der Tellerradlagerung kann hierbei aus der Störungspassage Schmiermittel in einem Teilstrom durch den Lagerspalt in das Schrägkugellager gelangen. In dem zwischen der Strömungskontur 3 am Tellerrad und dem Planetenradträger 1 gebildeten Spalt strömt das Schmiermittel durch die Fliehkraftwirkung weiter nach radial außen bis zum Rand 10 am Endabschnitt der Vertiefung am Tellerrad, der das stirnseitige Ende des Lagerbolzens 5 überdeckt. Dabei tritt der Schmiermittelstrom durch die stirnseitige hohlzylindrische Öffnung des Lagerbolzens 5 ein und wird in diesem durch die Fliehkraft an dessen radial äußeren Umfangsabschnitt gedrückt. Von dort gelangt das Schmiermittel durch zumindest eine nicht dargestellte radiale Durchgangsöffnung zu der am Außenumfang des Lagerbolzens 5 gebildeten Lauffläche der als Nadellager ausgeführten Planetenradlagerung 2.
2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Tellerrad an der dem nicht dargestellten Planetenradgetriebe zugewandten Seite mit der erfindungsgemäßen Strömungskontur. An der von dieser abgewandten Seite des Tellerrads greift an der Tellerradverzahnung das Antriebsritzel des Winkeltriebs ein. Das Tellerrad ist koaxial zur Getriebemittelachse 8 des Planetenradgetriebes angeordnet, während die Antriebsachse des Winkeltriebs senkrecht zur Getriebemittelachse 8 ausgerichtet ist. Am Tellerrad ist ausgehend von dem durch den zentralen Wellendurchtritt 4 gebildeten radial inneren Rand die Strömungskontur 3 als schalenförmige axiale Vertiefung ausgeführt. Diese erstreckt sich an den vier radialen Ausbuchtungen sternförmig nach außen. Dabei ist die Strömungskontur vollkommen symmetrisch zur Getriebemittelachse 8 ausgebildet. Durch die Vertiefung entsteht ein am Tellerrad über den Umfang geschlossen verlaufender Rand 10, der die Strömungskontur radial außen begrenzt und an den Ausbuchtungen fast bis zum radial äußeren Rand am Außenumfang des Tellerrads und umfänglich zwischen den Ausbuchtungen fast bis zum radial inneren Rand am Innenumfang des Tellerrads heranreicht. An der außerhalb der Strömungskontur 3 liegenden Seitenoberfläche des Tellerrads ist dieses am Planetenträger 1 anlegbar und dadurch die Strömungskontur abdichtbar.
Der am radial inneren Rand des zentralen Wellendurchtritts 4 am Tellerrad eintretende Schmiermittelstrom wird durch Fliehkraftwirkung nach radial außen gedrückt und dabei von den schalenartig vertieften Ausbuchtungen der Strömungskontur 3 aufgefangen und an deren radial äußeren Endabschnitten gesammelt, wo das Schmiermittel in den jeweiligen hohlzylindrischen Lagerbolzen der Planetenradlagerung eintritt. Dabei bilden die Ausbuchtungen eine um den Wellendurchtritt 4 herum in die Seitenoberfläche des Tellerrads integrierte Ölfangschale.
Die Schnittdarstellung in 3 zeigt die vom radial inneren Rand des zentralen Wellendurchtritts 4 ausgehende axiale schalenartige Vertiefung mit den sich nach radial außen erstreckenden Ausbuchtungen und deren vollkommen symmetrische Anordnung zur Getriebemittelachse 8. Im Bereich der Ausbuchtungen erstreckt sich die Vertiefung fast über den gesamten Tellerraddurchmesser.
Bezugszeichenliste

1: Planetenradträger
2: Planetenradlagerung
3: Strömungskontur
4: Wellendurchtritt
5: Lagerbolzen
6: Sonnenrad
7: Austrittsöffnung
8: Getriebemittelachse
9: Achswelle
10: Rand
11: Abstützelement

Claims

Schmiermittelführung zur Schmiermittelversorgung eines Planetenradgetriebes mit zumindest einem Planetenradträger (1), an dem zumindest ein Satz Planetenräder über eine Planetenradlagerung (2) abgestützt ist, wobei am Planetenradträger (1) ein von einem Antriebsritzel antreibbares Zahnrad angeordnet und mit dem Planetenradträger (1) festverbunden ist und im Bereich des am Zahnrad zumindest abschnittsweise anliegenden Planetenradträgers (1) am Zahnrad eine Strömungskontur (3) ausgebildet ist, die durch Fliehkraftwirkung von Schmiermittel durchströmbar ist, wobei die Strömungskontur (3) einerseits mit einer Schmiermittelzuführung und andererseits mit der Planetenradlagerung (2) in Strömungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad als ein Tellerrad ausgeführt ist, das koaxial zum Planetenradträger (1) an einer Seite des Planetenradgetriebes angeordnet ist und die Strömungskontur (3) am Tellerrad radial innen von einem zentralen Wellendurchtritt (4) ausgehend eine schalenartige axiale Vertiefung bildet, die sich zumindest abschnittsweise nach radial außen bis auf Höhe der Planetenradlagerung (2) am Planetenradträger (1) erstreckt.
Schmiermittelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskontur (3) als eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Vertiefung an der Oberfläche des Zahnrads ausgeführt ist.
Schmiermittelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradlagerung (2) jeweils auf einem hohlzylindrischen Lagerbolzen (5) abgestützt ist, der in Strömungsverbindung mit der Planetenradlagerung (2) steht und an seinem tellerradseitigen Endabschnitt mit dem Planetenradträger (1) verbunden ist sowie stirnseitig mit der Strömungskontur (3) am Tellerrad kommuniziert.
Schmiermittelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad koaxial zu einer Hohlwelle angeordnet ist, mit der das ein Sonnenrad (6) des Planetengetriebes festverbunden ist, und zur Schmiermittelzuführung die Strömungskontur (3) am Tellerrad radial innen am Wellendurchtritt (4) in Strömungsverbindung mit einem in der Hohlwelle geführten und an zumindest einer Austrittsöffnung (7) austretenden Schmiermittelstrom steht.
Schmiermittelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskontur (3) durch eine schalenartige Vertiefung gebildet wird, die an zumindest einer sich nach radial außen erstreckenden Ausbuchtung zumindest einen Lagerbolzen (5) der Planetenradlagerung (2) stirnseitig überdeckt.
Schmiermittelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskontur (3) durch eine schalenartige Vertiefung gebildet wird, die eine der Anzahl der Planetenradlagerungen (2) entsprechende Anzahl von Ausbuchtungen aufweist, die sich jeweils ausgehend vom Wellendurchtritt (4) radial innen sternförmig nach radial außen erstrecken und die Lagerbolzen (5) der Planetenradlagerungen stirnseitig überdecken.
Schmiermittelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskontur (3) als Schmiedekontur am Tellerrad ausgeführt ist.