DE102012217308B4

DE102012217308B4 - Getriebevorrichtung mit einem Planetenträger

Info

Publication number: DE102012217308B4
Application number: DE102012217308.0A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Harald Martini; Inaki Fernandez; Norbert Metten; Thomas Wiesneth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: WO2014048422A1; DE102012217308A1

Abstract

Getriebevorrichtung mit einem Planetenträger (4) wenigstens eines Planetentriebs (1), einem Axiallager (31) und mit einer durch das Axiallager (31) am Planetenträger (4) fixierten Ölfangschale (10), wobei der Planetenträger (4) wenigstens einen Satz auf Planetenbolzen (6) sitzender Planetenräder (5) trägt und mit dem Satz Planetenräder (5) sowie mit der Ölfangschale (10) an mindestens einer Lagerstelle um eine Rotationsachse (3) des Planetentriebs (4) rotierbar an einem Gehäuse (13) gelagert ist, und wobei die Ölfangschale (10) mittels des Axiallagers (31) axial an dem Planetenträger (4) fixiert ist, wobei an dem Planetenträger (4) ein Lagersitz (11) für ein Radiallager (12) ausgebildet ist, welches zumindest eine innere Wälzlaufbahn (20), eine äußere Wälzlaufbahn (21) und radial zwischen den Wälzlaufbahnen (20, 21) angeordnete erste Wälzkörper (36) aufweist, und wobei eine der Wälzlaufbahnen (20, 21) an einem ersten Lagerring (26) ausgebildet ist, welcher mittels des Axiallagers (31) axial an dem Planetenträger (4) fixiert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit einem Planetenträger wenigstens eines Planetentriebs, einem Axiallager und mit einer durch das Axiallager am Planetenträger fixierten Ölfangschale, wobei der Planetenträger wenigstens einen Satz auf Planetenbolzen sitzender Planetenräder trägt und mit dem Satz Planetenräder sowie mit der Ölfangschale an mindestens einer Lagerstelle um eine Rotationsachse des Planetentriebs rotierbar an einem Gehäuse gelagert ist, und wobei die Ölfangschale mittels des Axiallagers axial an dem Planetenträger fixiert ist
Hintergrund der Erfindung
EP 178 56 46 B1 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes, welches beispielsweise ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs ist. In Automatikgetrieben sind häufig Planetentriebe verbaut, welche einen Planetenträger aufweisen, an dem mindestens ein Satz Planeten auf Planetenbolzen drehbar gelagert ist. Die Ölfangschale weist einen radialen scheibenförmigen Abschnitt auf, der in die radial außen der Ölfangschale gelegene Rinne übergeht und von dem aus jeweils ein Stutzen zu einem der Planetenbolzen führt. Die Planetenbolzen sind hohl und jeweils mit einer Querbohrung versehen. Die Querbohrung führt zu einer Lagerstelle, an welcher das jeweilige der Planetenräder auf einem der Planetenbolzen drehbar gelagert ist. Der Planetenbolzen sitzt mit einem Ende so in dem Planetenträger, dass eine Öffnung des hohlen Planetenbolzens seitlich zugänglich ist. In diese Öffnung greift der Stutzen der Ölfangschale ein, so dass von der Rinne ausgehend durch den jeweiligen Planetenbolzen hindurch bis hin zur Lagerstelle ein Schmierkanal ausgebildet ist.
Häufig in Planetengetrieben verwendete Wälzlager sind Axiallager. Axiallager, vorzugsweise in der Ausführung von Nadellagern, weisen eine oder zwei als Axialscheiben bezeichnete Lagerringe, in einem axialen Ringspalt zwischen den Axialscheiben angeordnete Wälzkörper sowie Wälzlaufbahnen an den Axialscheiben für die Wälzkörper auf. Mit den Axiallagern sind die Planetenträger axial gegenüber der Umgebungskonstruktion, beispielsweise gegenüber einem weiteren Planetenträger oder einem Gehäuse, axial gelagert. Alternativ sind Anschlussbauteile des Planetenträgers mittels des Axiallagers axial an dem Planetenträger gelagert. Die Ölfangschale ist mittels der an dem Planetenträger anliegenden Axialscheiben dadurch gesichert, dass deren scheibenförmiger Abschnitt axial zwischen einer Kröpfung der Axialscheibe und einer Planfläche des Planetenträgers eingeklemmt ist.
Die EP 0 764 798 A2 , EP 0 738 843 A2 , WO 01/ 44 695 A1 , DE 10 2008 000 900 A1 und die DE 10 2010 036 243 A1 zeigen jeweils Getriebevorrichtungen oder Teile von Getriebevorrichtungen.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetentrieb mit einer einfach herzustellenden Lageranordnung zusammen mit einer effizienten Schmiervorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist sowohl die Ölfangschale als auch ein Lagerring eines Radialwälzlagers mittels des Axiallagers an dem Planetenträger fixiert. Planetenträger sind häufig um ihre Rotationsachse über Wälz- oder Gleitlager drehbar direkt in Gehäusen gelagert, insbesondere dann, wenn die Planetenträger Gehäuse von Verteilergetrieben, beispielsweise von Achsdifferenzialen sind. Die Lagerstellen mit diesen Lagern sind hohen Belastungen ausgesetzt und verlangen hohe Tragfähigkeiten. Diese Lager weisen massive Lagerringe auf und sind oft aufwendig in spanabhebenden Prozessen hergestellt. Die Differenzialgehäuse von modernen Differenzialen sind bevorzugt durch Kaltumformen aus Blech hergestellt, weil dadurch das Gewicht sowie die Herstellkosten im Vergleich zu den noch vorwiegend verwendeten Differenzialen mit massiven Gehäusen gespart werden kann. Die Gestaltung von einfach und kostengünstig herzustellenden Lagerungen ist ein weiterer Schritt zur Gewichtsreduzierung und Kosteneinsparung. Die aus einem Axiallager und einem Radiallager gebildete Lagerstelle kann sehr kompakt ausgebildet werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lagerring ein innerer Lagerring mit der inneren Wälzlaufbahn ist, wobei der innere Lagerring auf dem Lagersitz sitzt. Der innere Lagerring ist außen von dem äußeren Lagerring umgeben, welcher in dem Gehäuse sitzt. Zwischen den Lagerringen sind die Wälzkörper angeordnet, die Kugeln sein können, vorzugsweise aber Rollen oder Nadeln sind. Der innere Lagerring und der äußere Lagerring sind vorzugsweise Hülsen aus Blech. Ein derartiges Wälzlager ist kostengünstig herzustellen und weist ein geringes Gewicht auf. Der Lagerring, beispielsweise eine Hülse auf dem Lagersitz des Planetenträgers, weist die erforderliche Laufbahnhärte für den Wälzkontakt mit dem Planetenträger auf. Das Material des Planetenträgers muss nicht gehärtet werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der innere Lagerring des Radialwälzlagers und die Ölfangschale mittels eines Lagerrings des Axiallagers an dem Planetenträger fixiert sind. Der Lagerring weist eine Wälzlaufbahn für Wälzkörper des Axiallagers auf, die vorzugsweise Rollen oder Nadeln sind, die aber auch Kugeln sein könne. Der Lagerring ist ein Kaltumformteil aus Blech, welches eine umlaufende Ringnut aufweist, in welchem die Wälzlaufbahn ringscheibenförmig um die Rotationsachse verlaufend, ausgebildet ist. Von der Ringnut gehen in beide radiale Richtungen Halterungen ab, die entweder Laschen, Vorsprünge oder ringscheibenförmige Abschnitte sind. Die radial außen der Ringnut liegenden Halterungen hintergreifen die Ölfangschale axial und die radial innen der Ringnut liegenden hintergreifen den Lagerring axial.
Der Planetentrieb weist zumindest einen Planetenträger und wenigstens einen Satz Planetenräder auf. Die Rotationsachse des Planetentriebs ist die Zentralachse des Planetenträgers, des Sonnenrades und möglicherweise eines Hohlrades. Die Planetenräder sind mit radialem Abstand zur Rotationsachse auf Planetenbolzen um eine eigene parallel zur Zentralachse verlaufende Rotationsachse drehbar gelagert. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen als Verteilergetriebe ausgebildeten Planetentrieb vor, an dessen Planetenträger zwei Sätze Planetenräder drehbar gelagert sind. Jeder Planet des einen Satzes steht mit einem Planeten des anderen Satzes sowie mit einem Sonnenrad im Zahneingriff, wobei die Planetenräder des einen Satzes mit einem von zwei Sonnenrädern und die Planetenräder des anderen Satzes mit dem anderen der zwei Sonnenräder im Zahneingriff stehen.
Der Planetentrieb ist mit wenigstens einer Schmiervorrichtung versehen. Die Schmiervorrichtung weist wenigstens eine Ölfangschale und mindestens einen von der Ölfangschale zu dem Planetenrad führenden Schmierkanal auf. Die Ölfangschale ist mit einer zur Rotationsachse hin offenen und radial außen begrenzten Rinne und wenigstens einen Stutzen gebildet. Durch die Ölfangschale wird bei Rotation des Planetenträgers Schmieröl aus einem Sumpf geschöpft oder aus Ölnebel bzw. aus gerichteten Schmierölströmen aufgefangen. Das Schmieröl wird bei Rotation der Ölfangschale um die Rotationsachse in der Rinne gesammelt und staut sich dort in mit der Fliehkraft ausgerichtete Richtungen. Von der Rinne aus gelangt das Öl über die Stutzen in den Schmierkanal. Der Schmierkanal kann sich aus verschiedenen Abschnitten zusammensetzen und sich durch verschiedene miteinander wirkverbundene Bauteile, wie durch den Planetenträger, durch Bauelemente, wie durch den jeweiligen Planetenbolzen oder Verbindungsleitungen, bzw. durch Konstruktionselemente, wie durch Löcher oder Kanäle in dem Stutzen sowie Querbohrungen in dem jeweiligen Planetenbolzen, hindurch erstrecken.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Radiallager selbst auch Bestandteil der Schmiervorrichtung ist. Durch Druck oder Fliehkraft dem Radiallager zugeführtes Schmieröl wird über den für das Schmieröl durchlässigen Ringspalt des Radiallagers hindurch in Richtung der Ölfangschale gefördert.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Ausschnitt eines längs einer Rotationsachse 3 geschnittenen Ausführungsbeispiels eines Planetentriebs 1 mit einer Schmiervorrichtung 2, einem um die Rotationsachse 3 rotierbaren Planetenträger 4. An dem Planetenträger 4 ist jeweils ein Planetenrad 5 wenigstens eines von dem Planetenträger 4 getragenen Satzes Planetenräder 5 jeweils an einer Lagerstelle 9 drehbar auf jeweils einem Planetenbolzen 6 gelagert. Von den Planetenrädern 5 und den Planetenbolzen 6 ist jeweils nur eins bildlich dargestellt. Die Planetenräder 5 stehen im Zahneingriff mit einem Sonnenrad 7. Ein weiteres Sonnenrad 8 ist benachbart zu dem Sonnenrad 7 angeordnet, welches nur teilweise dargestellt ist und welches im Zahneingriff mit einem nicht dargestellten weiteren Satz Planetenräder steht. Die Zentralachse des Planetenträgers 4 und der Sonnenräder 7 und 8 ist die Rotationsachse 3.
Der Planetenträger 4 weist an zumindest einer Lagerstelle einen hohlzylindrischen Lagersitz 11 für ein Radiallager 12 auf. Das Radiallager 12 sitzt in einem Gehäuse 13 einer nicht weiter dargestellten Getriebevorrichtung und ist ein Zylinderrollenlager 14. Das Zylinderrollenlager 14 weist den ersten Lagerring 26, der in diesem Fall ein innerer Lagerring 15 ist, einen zweiten Lagerring 27, der in diesem Fall ein äußerer Lagerring 16 ist, eine Reihe erster Wälzkörper 36 in Form von Zylinderrollen 17, von denen in 1 nur eine sichtbar ist, und einen Käfig 18 auf. Die Zylinderrollen 17 sind in einem Ringspalt 19 zwischen Wälzlaufbahnen 20 und 21 angeordnet, liegen an den Wälzlaufbahnen 20 und 21 an und sind in dem Käfig 18 geführt. Die innere Wälzlaufbahn 20 ist an dem inneren Lagerring 15 und die äußere Wälzlaufbahn 21 an dem äußeren Lagerring 16 ausgebildet. Der äußere Lagerring 16 sitzt in dem Gehäuse 13.
Der innere Lagerring 15 ist napfförmig ausgeführt, weist eine hohlzylindrische Wand 22, einen Boden 23 mit Loch 24 und einen Rand 25 auf. Die hohlzylindrische Wand 22 sitzt auf dem Lagersitz 11 des Planetenträgers 4. An der hohlzylindrischen Wand 22 ist außen umfangsseitig um die Rotationsachse 3 die innere Wälzlaufbahn 20 ausgebildet. Von der hohlzylindrischen Wand 22 geht radial flanschartig der Rand 25 ab. Der Rand 25 ist in eine axiale Richtung an dem Planetenträger 4 und in die andere axiale Richtung an einem dritten Lagerring 28 abgestützt.
Die Schmiervorrichtung 2 weist wenigstens eine Ölfangschale 10 mit einer zur Rotationsachse 3 hin offenen Rinne 29 auf und kann mit mehreren von der Ölfangschale 10 zu jeweils einem der Planetenräder 5 oder anderen Getriebebauteilen führenden Schmierkanälen versehen sein. Ein radialer scheibenförmiger Abschnitt 30 geht in die radial außen an der Ölfangschale 10 gelegene Rinne 29 über. Der scheibenförmige Abschnitt 30 erstreckt sich von der Rinne 29 in Richtung der Rotationsachse 3 und ist in eine axiale Richtung an dem Planetenträger 4 und in die andere axiale Richtung an dem dritten Lagerring 28 abgestützt.
Ein Axiallager 31 ist aus einer Axialscheibe 32, dem dritten Lagerring 28, aus Rollen 33 und aus einem Käfig 34 gebildet. An dem dritten Lagerring 28 ist eine Axialwälzlaufbahn 35 für eine Reihe zweiter Wälzkörper 37 sowie eine erste Halterung 38 und eine zweite Halterung 39 ausgebildet. Die Ölfangschale 10 ist mit der ersten Halterung 38 axial an dem Planetenträger 4 und der erste Lagerring 26 ist mittels der zweiten Halterung 39 axial an dem Planetenträger 4 fixiert.
2 zeigt den dritten Lagerring 28 in einem Längsschnitt entlang einer Symmetrieachse, wobei die Symmetrieachse in der Darstellung nach 1 auf der Rotationsachse 3 liegt. Die Axialwälzlaufbahn 35 ist von der ersten Halterung 38, welche ringscheibenförmig ausgebildet ist, umgeben. Die Axialwälzlaufbahn 35 umgibt die zweite Halterung 39 umfangsseitig. Die zweite Halterung 39 ist ringscheibenförmig. Der dritte Lagerring 28 weist eine sich axial in die Tiefe erstreckende Ringnut 40 auf. Die Ringnut 40 ist radial durch hohlzylindrische Abschnitte 41 und 42 begrenzt. Der Nutgrund 43 ist mit der Axialwälzlaufbahn 35 versehen. Der dritte Lagerring 28 liegt rückseitig der Axialwälzlaufbahn 35 an dem Planetenträger 4 an.
1: Die erste Halterung 38 und die zweite Halterung 39 sind randseitig der Ringnut 40 ausgebildet. Die erste Halterung 38 hintergreift den Abschnitt 30 der Ölfangschale 10. Die zweite Halterung 39 hintergreift den Rand 25 des ersten Lagerrings 26. Der Planetenträger 4 ist in eine mit der Rotationsachse 3 gleichgerichtete axiale Richtung über das Axiallager 31 an dem Gehäuse 13 abgestützt. Dabei liegt die Axialscheibe 32 axial an einem Zapfen 44 an und ist mit einem Rand 45 an diesem zur Rotationsachse 3 zentriert.
Bezugszeichenliste

1: Planetentrieb
2: Schmiervorrichtung
3: Rotationsachse
4: Planetenträger
5: Planetenrad
6: Planetenbolzen
7: Sonnenrad
8: Sonnenrad
9: Lagerstelle
10: Ölfangschale
11: Lagersitz
12: Radiallager
13: Gehäuse
14: Zylinderrollenlager
15: innerer Lagerring
16: äußerer Lagerring
17: Zylinderrollen
18: Käfig
19: Ringspalt
20: innere Wälzlaufbahn
21: äußere Wälzlaufbahn
22: hohlzylindrische Wand
23: Boden
24: Loch
25: Rand
26: erster Lagerring
27: zweiter Lagerring
28: dritter Lagerring
30: scheibenförmiger Abschnitt
31: Axiallager
32: Axialscheibe
33: Rolle
34: Käfig
35: Axialwälzlaufbahn
36: erster Wälzkörper
37: zweiter Wälzkörper
38: erste Halterung
39: zweite Halterung
40: Ringnut
41: hohlzylindrischer Abschnitt
42: hohlzylindrischer Abschnitt
43: Nutgrund

Claims

Getriebevorrichtung mit einem Planetenträger (4) wenigstens eines Planetentriebs (1), einem Axiallager (31) und mit einer durch das Axiallager (31) am Planetenträger (4) fixierten Ölfangschale (10), wobei der Planetenträger (4) wenigstens einen Satz auf Planetenbolzen (6) sitzender Planetenräder (5) trägt und mit dem Satz Planetenräder (5) sowie mit der Ölfangschale (10) an mindestens einer Lagerstelle um eine Rotationsachse (3) des Planetentriebs (4) rotierbar an einem Gehäuse (13) gelagert ist, und wobei die Ölfangschale (10) mittels des Axiallagers (31) axial an dem Planetenträger (4) fixiert ist, wobei an dem Planetenträger (4) ein Lagersitz (11) für ein Radiallager (12) ausgebildet ist, welches zumindest eine innere Wälzlaufbahn (20), eine äußere Wälzlaufbahn (21) und radial zwischen den Wälzlaufbahnen (20, 21) angeordnete erste Wälzkörper (36) aufweist, und wobei eine der Wälzlaufbahnen (20, 21) an einem ersten Lagerring (26) ausgebildet ist, welcher mittels des Axiallagers (31) axial an dem Planetenträger (4) fixiert ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, in der die innere Wälzlaufbahn (20) an dem ersten Lagerring (26) ausgebildet ist, wobei der erste Lagerring (26) auf dem Lagersitz (11) sitzt.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, in der der erste Lagerring (26) ein innerer Lagerring (15) ist, welcher außenumfangsseitig die innere Wälzlaufbahn (20) aufweist, und an welchem außenumfangsseitig um die Rotationsachse (3) die ersten Wälzkörper (36) an der inneren Wälzlaufbahn (20) anliegen, wobei die ersten Wälzkörper (36) außen umfangsseitig von der äußeren Wälzlaufbahn (21) umgeben sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, in der die äußere Wälzlaufbahn (21) an einem zweiten Lagerring (27) ausgebildet ist, welcher den ersten Lagerring (26) außenumfangsseitig um die Rotationsachse (3) umgibt, wobei der zweite Lagerring (27) die äußere Wälzlaufbahn (21) aufweist und in dem Gehäuse (13) sitzt und wobei der Planetenträger (4) mittels des Axiallagers (31) axial an dem Gehäuse (13) abgestützt ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, in der das Axiallager (31) einen axial an dem Planetenträger (4) anliegenden dritten Lagerring (28) aufweist, wobei an dem dritten Lagerring (28) wenigstens eine Axialwälzlaufbahn (35) für zweite Wälzkörper (37) sowie eine erste Halterung (38) und eine zweite Halterung (39) ausgebildet sind, und wobei die Ölfangschale (10) mit der ersten Halterung (38) und der erste Lagerring (26) mittels der zweiten Halterung (39) zumindest axial an dem Planetenträger (4) fixiert ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 5, in der die Axialwälzlaufbahn (35) umfangsseitig um die Rotationsachse (3) von der ersten Halterung (38) umgeben ist und die Axialwälzlaufbahn (35) umfangsseitig um die Rotationsachse (3) die zweite Halterung (39) umgibt.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 5, in der der dritte Lagerring (28) eine sich axial in die Tiefe erstreckende Ringnut (40) aufweist, an deren Nutgrund (43) die Axialwälzlaufbahn (35) ausgebildet ist, wobei die Ringnut (40) rückseitig an dem Planetenträger (4) anliegt und wobei die erste Halterung (38) und die zweite Halterung (39) randseitig der Ringnut (40) ausgebildet sind und dabei die erste Halterung (38) wenigstens einen Abschnitt der Ölfangschale (10) und die zweite Halterung (39) einen Abschnitt des ersten Lagerrings (26) axial hintergreifen.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, in der wenigstens eine der Halterungen (38, 39) ringscheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Rotationsachse (3) die Symmetrieachse der Halterung (38, 39) ist.