DE102012210699A1

DE102012210699A1 - Planetentrieb

Info

Publication number: DE102012210699A1
Application number: DE201210210699
Authority: DE
Inventors: Fabian Friedrich; Hannes Suhr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-01-02

Abstract

Planetentrieb, umfassend ein Gehäuse mit einem darin gelagerten Sonnenrad und einem Planetenradträger mit mehreren daran gelagerten Planetenrädern, wobei am Gehäuse (2) eine Bohrung (9) vorgesehen ist, die in einem Zwischenraum (10) zwischen einem das Sonnenrad (4) am Gehäuse (2) lagernden Wälzlager (3) und einem das Sonnenrad (4) zum Gehäuse (2) abdichtenden Dichtmittel (11) mündet, und dass an der anderen Seite des Wälzlagers (3) ein Spalt (13) ausgebildet ist, der zu einem den Planetenradträger (7) abstützenden Axiallager (15) führt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb, umfassend ein Gehäuse mit einem darin gelagerten Sonnenrad und einem Planetenradträger mit mehreren daran gelagerten Planetenrädern.
Hintergrund der Erfindung
Planetentriebe sind hinlänglich und in unterschiedlichen Bauformen bekannt, sie kommen in vielen Bereichen des Standes der Technik zum Einsatz. Ein solches Planetengetriebe weist wenigstens einen Satz Planetenräder auf, die über Lagerbolzen an einem Planetenradträger drehgelagert sind. Mit den Planetenrädern steht ein Sonnenrad im Zahneingriff, wobei das Sonnenrad wie auch der Planetenradträger über geeignete Lagerelemente drehgelagert ist. Die verschiedenen Zahnräder respektive Lagermittel bedürfen einer entsprechenden Schmierung, wozu üblicherweise Öl, also ein fluides Schmiermittel, verwendet wird. Hierbei sind unterschiedliche Techniken im Einsatz. Bekannt ist die Tauchschmierung, bei der wenigstens ein Zahnrad abschnittsweise im Öl läuft, das ein bestimmtes Höhenniveau im Getriebe aufweist. Durch diese Bewegung des Zahnrades durch das Öl wird dieses kontinuierlich geschöpft und verteilt. Nachteilig bei dieser Tauchschmierung sind jedoch beispielsweise Planschverluste, die den Wirkungsgrad des einzelnen Zahnrads und somit des gesamten Systems reduzieren, wie auch die relativ ungerichtete Ölverteilung. Bekannt ist es ferner eine Ölpumpe vorzusehen, um das Öl gezielt zu bestimmten Punkten zu fördern. Der Einsatz einer solchen Ölpumpe verursacht jedoch höhere Kosten, da ein zusätzliches Bauteil zu integrieren ist, wie auch Wirkungsgradverluste des Gesamtsystems aufgrund von z. B. erhöhtem Stromverbrauch oder Belastung des Keilriemens und Ähnliches gegeben sind, wie natürlich die Integration der Ölpumpe auch einen entsprechenden Bauraum voraussetzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Planetentrieb anzugeben, der eine verbesserte Schmiermittelführung zu wesentlichen, zu schmierenden Komponenten des Planetentriebs ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß am Gehäuse eine Bohrung vorgesehen, die in einem Zwischenraum zwischen einem das Sonnenrad am Gehäuse lagernden Wälzlager und einem das Sonnenrad zum Gehäuse abdichtenden Dichtmittel mündet, wobei an der anderen Seite des Wälzlagers ein Spalt ausgebildet ist, der zu einem den Planetenradträger abstützenden Axiallager führt.
Der erfindungsgemäße Planetentrieb zeichnet sich durch eine speziell konfigurierte Bohrung im Gehäuse aus, die das Schmiermittel, das entlang der Gehäuseinnenwand herabströmt, teilweise aufnimmt und gezielt in einen Bereich hinter dem das Sonnenrad am Gehäuse lagernden Wälzlager führt. Dieser Bereich ist über ein Dichtmittel, das das Sonnenrad zum Gehäuse hin abdichtet, begrenzt. Das Schmiermittel, also z.B. das Öl, sammelt sich in diesem Bereich und kann so in das Wälzlager eindringen, um es zu schmieren. Das Schmiermittel durchsetzt das Wälzlager axial, tritt also an der anderen Wälzlagerseite aus. Von dort gelangt es in einen speziell zur Schmiermittelführung vorgesehenen ringkanalartigen Spalt, in dem das Schmiermittel weitergeleitet wird in einen Bereich, in dem ein Axiallager angeordnet ist, über das der Planetenradträger axial gelagert ist. Das Schmiermittel tritt in das Axiallager ein, das darüber geschmiert wird. Auf diese Weise wird über die vorgesehene Schmiermittelführung folglich sowohl das Sonnenrad-Wälzlager als auch das das Planetenrad abstützende Axiallager gezielt mit Schmiermittel versorgt.
Des Weiteren befinden sich im Bereich des Axiallagers, das wie ausgeführt den Planetenradträger axial abstützt, auch die entsprechenden Planetenräder respektive deren Lagerstellen. Deshalb ermöglicht die gezielte Schmiermittelführung in den Bereich des Axiallagers natürlich auch eine Schmiermittelzufuhr in den Bereich der Planetenradlagerstellen, die sich in diesem Bereich befinden.
Zur Ausbildung des Spalts ist gemäß einer Weiterbildung der Einfindung eine gehäusefeste Abstützscheibe vorgesehen, zwischen der und dem Sonnenrad der Spalt ausgebildet wird. An der Abstützscheibe ist das den Planetenradträger lagernde Axiallager abgestützt. Die Abstützscheibe ist so konfiguriert, dass sie zusammen mit dem sich im Betrieb drehenden Sonnenrad einen Ringkanal ausbildet, der vom Sonnenrad-Wälzlager zu dem Axiallager führt, über welches Axiallager der Planetenradträger axial an der Abstützscheibe gelagert ist. Das zunächst über die Bohrung hinter das Wälzlager geführte fluide Schmiermittel tritt also durch das Wälzlager zur anderen Seite des Wälzlagers und von dort weiter durch diesen kanalartigen Spalt in den Bereich des Axiallagers, so dass auch diese gezielt geschmiert wird. Da das Sonnenrad in Betrieb dreht, kommt es, wenn das Schmiermittel aus dem Spalt austritt, zentripetalkraftbedingt zu einer Schleuderwirkung, worüber das fluide Schmiermittel in Richtung des radial weiter außen liegenden Axiallagers wie auch in Richtung des Planetenradträgers nebst Planeten geschleudert wird.
Die erfindungsgemäß integrierte Abstützscheibe hat also eine Mehrfachfunktion. Zum einen dient sie der Bildung des definierten weiterführenden Spalts hin zum Axiallager, zum anderen der Abstützung respektive Auflagerung des Axiallagers selbst. Die Integration dieser Abstützscheibe ermöglicht folglich die Ausbildung eines definierten Strömungsweges zur gezielten Führung in den Bereich des Axiallagers wie auch der Lagerbolzen für die Planetenräder, wobei diese Lagerbolzen in an sich bekannter Weise entsprechende axiale und gegebenenfalls radiale Schmiermittelbohrungen, die einen Durchfluss ermöglichen, aufweisen.
Die Bohrung ist vorzugsweise oberhalb der Getriebebauteile angeordnet, da das an der Innenwand des Gehäuses herabströmende Öl von oben anströmt und folglich unmittelbar in die Bohrung einströmen kann. Dabei bestimmt natürlich die Größe der Bohrung die Menge an Öl, die in den Bereich hinter dem Wälzlager geführt werden kann.
Bevorzugt ist zwischen dem Wälzlager und der Abstützscheibe ein Zwischenraum gebildet, von dem aus der Spalt abgeht. Dieser Zwischenraum dient als Sammelraum, in dem sich das über den Durchlass zugeführte Schmiermittel ansammelt. Aus diesem Schmiermittelreservoir strömt das Öl sodann in den Spalt, wobei hierfür die Rotation des Sonnenrads förderlich ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann am Sonnenrad wenigstens eine radiale Ausnehmung vorgesehen sein, in der der Spalt mündet. Diese Ausnehmung, beispielsweise eine umlaufende Rille oder Nut, dient quasi der Ansammlung des über den Spalt anströmenden Schmiermittels, aus welcher Ausnehmung sodann das Schmiermittel fliehkraftbedingt in Richtung des Axiallagers, das der Ausnehmung bevorzugt benachbart ist, geschleudert wird.
Das hierüber zum Axiallager geführte Schmiermittel tritt durch das Axiallager, dieses schmierend durch und dient sodann der Schmierung des Planetenradträgers respektive der Lagerungen der einzelnen Planetenräder. Um diese Schmierung ebenfalls möglichst effizient vorzunehmen ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine das Axiallager radial umgebende Schmiermittelauffangschale vorgesehen. In dieser sammelt sich das durch das Axiallager tretende Schmiermittel. Die Schmiermittelauffangschale ist vorzugsweise am Planetenradträger fixiert, wobei am Planetenradträger entsprechende Vorkehrungen wie Durchbrechungen oder dergleichen vorgesehen sind, die einen Schmiermitteleinlass in den Bereich der auf der anderen Seite des Planetenradträgers angeordneten Lagerbolzen ermöglichen. Die Schmiermittelauffangschale dient also dem Auffangen des Schmiermittels sowie der gezielten Weiterleitung in die Lagerbolzen der einzelnen Planetenräder.
Wie ausgeführt wird das Schmiermittel gezielt in einen abgedichteten Bereich hinter dem Wälzlager geführt. Als Abdichtmittel wird bevorzugt ein Dichtring verwendet, der entweder am Gehäuse angeordnet ist und zum Sonnenrad hin abdichtet, oder der am Sonnenrad angeordnet ist und zum Gehäuse hin abdichtet. Bevorzugt kommen zwei axial hintereinander angeordnete Dichtringe zum Einsatz.
Insgesamt ermöglicht folglich der erfindungsgemäße Planetentrieb eine gezielte Schmiermittelflussführung, beginnend mit dem Eintritt des Schmiermittels in die kanalartige Bohrung, der gezielten Führung des Schmiermittels hinter das Sonnenrad-Wälzlager, der Schmierung des Wälzlagers durch das hindurchtretende Schmiermittel und der gezielten Weiterführung über den Spalt in den Bereich der Schleuderstelle hin zum Axiallager, der Schmierung des Axiallagers selbst sowie der Sammlung und Weiterführung des Schmiermittels über die Schmiermittelauffangschale in den Bereich der Planetenradlagerbolzen.
Wenngleich vorstehend und nachfolgend stets von einem Schmiermittel und seiner schmierenden Eigenschaft die Rede ist, dient das Schmiermittel, also das Öl, bei Planetengetrieben in der Regel auch als Kühlmittel, weshalb über das Schmiermittel folglich auch eine entsprechende Kühlung der Komponenten möglich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt eine Prinzipdarstellung einer Teilansicht eines erfindungsgemäßen Planetentriebs im Schnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figur zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Planetentriebs 1, umfassend ein Gehäuse 2, in dem über ein Wälzlager 3, hier ein Schrägkugellager, ein Sonnenrad 4 gelagert ist. Das hier hohlwellenartig ausgeführte Sonnenrad 4 kämmt mit mehreren Planetenrädern 5, die über Lagerbolzen 6 an einem Planetenradträger 7 drehgelagert sind. Eine Rotation des Sonnenrads 4 führt folglich über den Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern 5 zu einer Rotation der Planetenräder 5 und über diese zu einer Bewegung des Planetenradträgers 7, über den wiederum der Abtrieb erfolgt.
Vorgesehen ist ferner eine Abstützscheibe 8, die gehäusefest angeordnet ist, sich also nicht dreht. An ihr stützt sich ein Axiallager 15 ab, über das der Planetenradträger 7 axial gelagert ist.
Am Gehäuse 2 ist eine längere als Fluidkanal dienende Bohrung 9 vorgesehen, die hinter das Wälzlager 3 geführt ist und dort in einem Zwischenraum 10 mündet, der einerseits vom Wälzlager 3, andererseits von einem Dichtmittel hier in Form zweier axial hintereinander angeordneter Dichtringe 11 begrenzt ist. An der Innenwand des Gehäuses 2 strömt fluides Schmiermittel, also beispielsweise Öl, herab, ein Teil davon gelangt in die Bohrung 9 und über diese in den Zwischenraum 10. Über den Durchmesser der Bohrung 9 kann die Menge an zugeführtem Schmiermittel definiert werden.
In dem Zwischenraum 10 sammelt sich das Schmiermittel und tritt durch das Wälzlager 3 hindurch zur anderen Lagerseite, worüber das Wälzlager 3 geschmiert wird. An dieser Seite ist zwischen dem Wälzlager 3 und der Abstandsscheibe 8 ferner ein Zwischenraum 12 gebildet, der quasi als Sammelkammer für durch das Wälzlager 3 tretendes Schmiermittel dient. Von dem Zwischenraum 12 aus erstreckt sich ein Spalt 13, der zwischen der Abstützscheibe 8 und dem Sonnenrad 4, die entsprechend formkompatibel ausgeführt sind, gebildet ist. Dieser Spalt 13 mündet in einer Ausnehmung 14 am Sonnenrad 4. Das sich im Zwischenraum 12 ansammelnde fluide Schmiermittel strömt, auch begünstigt durch die Sonnenradrotation, in und durch den Spalt 13, der als Ringspalt ausgeführt ist, bis in den Bereich der Ausnehmung 14, beispielsweise eine Ringnut. Dort kann sich das anströmende fluide Schmiermittel ansammeln, bevor es über die Zentripetalkraft resultierend meln, bevor es über die Zentripetalkraft resultierend aus der Drehung des Sonnenrades 4 radial nach außen geschleudert wird.
Benachbart zu dieser Ausnehmung 14 ist das Axiallager 15 angeordnet, über welches der Planetenradträger 7, der einen entsprechenden Radialflansch 16 aufweist, an der Abstützscheibe 8 axial gelagert ist. Das von dem Sonnenrad 4 respektive aus der Ausnehmung 14 radial geschleuderte Schmiermittel gelangt in den Bereich des Axiallagers 15, d. h., dass dieses von der Innenseite her offen ist, das Schmiermittel also in das Axiallager und durch dieses hindurchströmen kann.
Ersichtlich kann auch ein Teil des abgeschleuderten Schmiermittels in den gegenüberliegenden Bereich des Radialflansches 16 des Planetenradträgers 7 gelangen, nachdem dieser Schenkel beabstandet zum Sonnenrad 4 ist, so dass bereits hierüber eine gewisse Schmierung im Bereich der Lagerbolzen 6 der Planetenräder 5 möglich ist.
Um das durch das Axiallager 15 radial nach außen tretende Schmiermittel aufzufangen und gezielt den Lagerbolzen 6 zuzuführen ist eine Schmiermittelauffangschale 17 vorgesehen, die das Axiallager 15 radial umgibt. Die Schmiermittelauffangschale 17 ist mittels eines Rings 18, der in den Radialflansch 16 des Planetenradträgers 7 eingreift und eine randseitige Aufbiegung 19 aufweist, in die ein Schenkel 20 der Schmiermittelauffangschale 17 eingreift, am Planetenradträger 7 gehaltert. Über nicht näher gezeigte Bohrungen und dergleichen kann sich in dieser Schmiermittelauffangschale 17 ansammelndes Schmiermittel weitergeführt und in den Bereich der Lagerbolzen 6, die entsprechende axial verlaufende Bohrungen und radial verlaufende Auslassbohrungen oder Ähnliches aufweisen, geleitet werden. Die Ausgestaltung in diesem Bereich ist auf jeden Fall derart, dass ein Schmiermittelfluss aus der Schmiermittelauffangschale 17 durch den Radialflansch 16 in die Lagerbolzen 6 möglich ist.
Ersichtlich ist also eine definierte Schmiermittelführung respektive ein definierter Schmiermittelweg realisiert, wobei zentrale Elemente die Abstützscheibe 8 und die Bohrung 9 sind. Denn die Bohrung 9 ermöglicht ein gezieltes Sammeln und Zuführen fluiden Schmiermittels in den Zwischenraum 10 hinter dem Wälzlager 3. Über die Abstützscheibe 8 wird der weiterführende kanalartige Spalt 13 definiert, der gezielt in den Bereich benachbart zum Axiallager 15 geführt ist, wo das Schmiermittel durch die Drehung des Sonnenrades 4 in Richtung des Axiallagers 15 und des Planetenradträgers 7 geschleudert wird. Über die Schmiermittelauffangschale 17 wird sodann das durch das Axiallager 15 tretende Schmiermittel wiederum aufgefangen und kann aus der Schmiermittelauffangschale 17 gezielt in dem Bereich der Lagerbolzen 6 geführt werden, so dass auch diese geschmiert werden können. Der erfindungsgemäße Planetentrieb 1 zeichnet sich also durch eine einfache Schmiermittelzuführung zu den relevanten Lagerelementen längs eines ausgezeichneten Schmiermittelwegs aus.
Bezugszeichenliste

1: Planetentrieb
2: Gehäuse
3: Wälzlager
4: Sonnenrad
5: Planetenrad
6: Lagerbolzen
7: Planetenradträger
8: Abstützscheibe
9: Bohrung
10: Zwischenraum
11: Dichtring
12: Zwischenraum
13: Spalt
14: Ausnehmung
15: Axiallager
16: Radialschenkel
17: Planetenradträger
18: Ring
19: Radialflansch
20: Schenkel

Claims

Planetentrieb, umfassend ein Gehäuse mit einem darin gelagerten Sonnenrad und einem Planetenradträger mit mehreren daran gelagerten Planetenrädern, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (2) eine Bohrung (9) vorgesehen ist, die in einem Zwischenraum (10) zwischen einem das Sonnenrad (4) am Gehäuse (2) lagernden Wälzlager (3) und einem das Sonnenrad (4) zum Gehäuse (2) abdichtenden Dichtmittel (11) mündet, und dass an der anderen Seite des Wälzlagers (3) ein Spalt (13) ausgebildet ist, der zu einem den Planetenradträger (7) abstützenden Axiallager (15) führt.
Planetentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (13) zwischen dem Sonnenrad (4) und einer gehäusefesten Abstützscheibe (8), an der das den Planetenradträger (7) lagernde Axiallager (15) abgestützt ist, ausgebildet ist.
Planetentrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wälzlager (3) und der Abstützscheibe (8) ein Zwischenraum (12) ausgebildet ist, von dem aus der Spalt (13) abgeht.
Planetentrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (13) in eine an dem Sonnenrad (4) ausgebildete radiale Ausnehmung (14) mündet, die benachbart zum Axiallager (15) angeordnet ist.
Planetentrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Axiallager (15) radial umgebende Schmiermittelauffangschale (17) vorgesehen ist.
Planetentrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtmittel ein, vorzugsweise zwei Dichtringe (11) vorgesehen sind.