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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Planetengetriebeanordnung die als solche einen zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, ein Sonnenrad, Planetenräder, sowie ein Hohlrad umfasst, wobei der Planetenträger selektiv mit einem relativ zu dem Planetenträger um die Getriebeachse drehbaren Getriebeglied koppelbar ist.
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Aus
DE 41 12 330 A1 ist eine Planetengetriebeanordnung mit einer Planetenstufe bekannt. Die Planetenstufe ist hierbei derart in die Getriebeanordnung eingebunden, dass der Planetenträger schaltbar mit dem Sonnenrad oder dem stationären Getriebegehäuse koppelbar ist. Bei Koppelung des Planetenträgers mit dem Sonnenrad wird die Planetenstufe in sich blockiert und daraus resultierend der Getriebeeingang starr, d.h. ohne Übersetzungswirkung mit dem Getriebeausgang gekoppelt. Bei Festlegung des Planetenträgers am Getriebegehäuse fungieren die im Planetenträger gelagerten Planeten als stationär gelagerte Übertragungszahnräder welche das Hohlrad und das Sonnenrad mit einem entsprechenden Übersetzungsverhältnis miteinander getrieblich koppeln. Um die selektive Koppelung des Planetenträgers mit der Sonnenradwelle oder dem Getriebegehäuse zu ermöglichen, ist der Planetenträger mit einer Schaltwelle verbunden, wobei auf der Schaltwelle ein Reib- oder Formschlusselement axial verschiebbar geführt ist, das in einer ersten Schaltposition mit der Sonnenradwelle gekoppelt ist und in einer zweiten Schaltposition in das Getriebegehäuse eingreift.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, deren kinematischer Koppelungszustand selektiv veränderbar ist, wobei sich diese Planetengetriebeanordnung durch ein unter tribologischen Gesichtspunkten vorteilhaftes Betriebsverhalten auszeichnet.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Planentengetriebeanordnung, mit:
- – einem zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger,
- – Planetenrädern die in dem Planetenträger in einem darin gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind,
- – einer Sonneradwelle mit einem Sonnenradabschnitt, und
- – einer Koppelungseinrichtung zur selektiven Koppelung des Planetenträgers mit einem ansonsten relativ zu dem Planententräger um die Getriebeachse drehbaren Getriebeglied,
- – wobei die Koppelungseinrichtung einen Koppelgliedträger aufweist, der an den Planetenträger angebunden ist, und
- – in dem Koppelgliedträger eine erste Lagereinrichtung aufgenommen ist, die
- als solche die Sonnenradwelle radial in dem Koppelgliedträger lagert,
- – wobei in der Sonnenradwelle ein Schmierstoffkanal ausgebildet ist, zur Zuleitung von Schmierstoff zu der ersten Lagereinrichtung.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, deren kinematischer Koppelungszustand mit dem Getriebeumfeld schaltbar veränderbar ist, wobei über das die Sonnenradwelle lagernde Wälzlager eine Ölstromverzweigung und eine aktive Unterstützung des Ölflusses erreicht wird.
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Die erste Lagereinrichtung ist als zweireihiges Wälzlager ausgebildet, wobei der über den Schmierstoffkanal der Sonnenradwelle geführte Schmierstoff in einen zwischen den beiden Wälzlagerreihen liegenden Zwischenraum eingespeist wird. Am Lagerinnenring sind hierzu vorzugsweise Öldurchgangsbohrungen ausgebildet. Die erste Lagereinrichtung stellt bei der erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung eine Verzweigungsstelle dar, an welcher der zufliesende Schmierstoffstrom verzweigt wird. Der aus der ersten Lagereinrichtung austretende Schmierstoff kann bei der erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung in vorteilhafter Weise durch die Innenwandung des Koppelgliedträgers aufgegriffen werden, wobei dann zumindest ein Teilstrom des aufgegriffenen Schmierstoffs in den Innenbereich des Planetenträgers geführt wird.
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Der Koppelgliedträger weist vorzugsweise Radialkanäle auf, wobei über diese Radialkanäle eine Schmierstoffführung in den Bereich der Planetenlagerung erfolgt. Die Planetenräder sind dabei über Planetenbolzen in dem Planetenträger abgestützt, wobei vorzugsweise in dem jeweiligen Planetenbolzen ein Schmierstoffführungskanal ausgebildet ist.
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An den Planetenträger kann in vorteilhafter Weise ein Ölführungselement angebunden werde, zur Verbindung der aus der aus dem Koppelgliedträger herausführenden Radialkanäle mit den Schmierstoffführungskanälen der Planetenbolzen. Dieses Ölführungselement kann beispielsweise als ein den Koppelgliedträger umgreifender und seitlich am Planetenträger anliegender Ring ausgebildet werden. Die Verbindung der Radialkanäle des Koppelgliedträgers mit den Planetenbolzen kann auch durch kappen- oder steckzapfenartige Bauteile bewerkstelligt werden, die in die Planetenbolzen eingesteckt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sonnenradwelle als Hohlwelle ausgeführt, wobei die Zuleitung von Schmierstoff in den Bereich der ersten Lagereinrichtung über eine, oder vorzugsweise mehrere Radialbohrungen bewerkstelligt wird die als solche die Rohrseele der Sonnenradwelle mit der ersten Lagereinrichtung exakt auf Höhe des zwischen den Wälzlagerreihen liegenden Zwischenraumes verbinden.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in dem Koppelgliedträger aufgenommene erste Lagereinrichtung als Festlager ausgeführt. Hierbei kann die erste Lagereinrichtung insbesondere als zweireihiges Kegelrollenlager, oder als zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt werden.
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Der Koppelgliedträger kann in vorteilhafter Weise so gestaltet werden, dass dieser im Bereich seiner Außenumfangsfläche mit einer Außenverzahnung versehen ist. Auf dieser Außenverzahnung kann dann ein Koppelglied axial verschiebbar geführt, oder eine Kupplungslamellenpackung drehfest gesichert werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise die erste Bolzentragwand als Stanz-, Schneid, oder Blechumformteil gefertigt, und der Koppelgliedträger mit der ersten Bolzentragwand über eine Schweißverbindungsstelle verbunden. Es ist auch möglich, die erste Bolzentragwand und den Koppelgliedträger unmittelbar als entsprechendes Integralteil beispielsweise als Tiefziehbauteil, oder ggf. auch als Sinter- oder Gussbauteil zu fertigen.
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Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung ist vorzugsweise weiterhin so gestaltet, dass auf den Planetenträger eine Hohlradglocke aufsetzbar ist, wobei diese Hohlradglocke auf einer der ersten Lagereinrichtung abgewandten Seite der Sonneradverzahnung auf einem Zapfenabschnitt der Sonnenradwelle gelagert ist. Diese Lagerstelle kann wiederum als Wälzlagerstelle ausgeführt sein. Die Lagerstelle kann wiederum als Festlager ausgeführt sein, so dass durch diese auch die Axialposition der Hohlradglocke gegenüber dem Planetenträger präzise festgelegt ist.
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Die im Zusammenspiel mit dem Koppelgliedträger realisierte Koppelungseinrichtung kann so aufgebaut werden, dass diese eine Schiebemuffe und eine Synchronringmechanik umfasst durch welche im Rahmen eines Schaltvorganges das mit der Schiebemuffe zu koppelnde Getriebeorgan zunächst entsprechend synchronisiert wird, und dann nach Herbeiführung eines Synchronzustandes die Schiebemuffe axial verschoben und damit mit dem zugeordneten Gegenstück formschlüssig in Eingriff gebracht werden kann.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung mit einem über ein Sonnenradwellenlager geführten Schmierstoffstrom.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1 zeigt eine erfindungsgemäße Planentengetriebeanordnung, mit einem zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger P, mit einer ersten Bolzentragwand 1 und einer hiervon axial beabstandeten zweiten Bolzentragwand 2, sowie Planetenrädern 3 die in dem Planetenträger P in einem zwischen der ersten und der zweiten Bolzentragwand 1, 2 gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind. Die Planetenräder 3 sind über Planetenbolzen 4 an der ersten und der zweiten Bolzentragwand 1, 2 gelagert.
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Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin eine hier nur hinsichtlich des starr mit dem Planetenträger P verbundenen Koppelgliedträgers 6 dargestellte Koppelungseinrichtung 5 zur selektiven Koppelung des Planetenträgers P mit einem ansonsten gegenüber dem Planententräger um die Getriebeachse drehbaren, hier nicht näher dargestellten Getriebeglied (ggf. auch Getriebegehäuse). Der Koppelgliedträger 5 ist torsionssteif an den Planetenträger P angebunden.
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Die Planentengetriebeanordnung umfasst weiterhin eine Sonneradwelle 14 mit einem Sonnenradabschnitt 14a. In dem Koppelgliedträger 6 ist eine erste Lagereinrichtung L1 aufgenommen, die als solche die Sonnenradwelle 14 radial gegen den Koppelgliedträger 6 stützt. Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Sonnenradwelle 14 ein Schmierstoffkanal 14b ausgebildet ist, zur Zuleitung von Schmierstoff zu der ersten Lagereinrichtung L1.
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Die erste Lagereinrichtung L1 ist als zweireihiges Wälzlager ausgebildet und der über den Schmierstoffkanal 14b der Sonnenradwelle 14 geführte Schmierstoff wird in einen zwischen den beiden Wälzlagerreihen liegenden Zwischenraum Z eingespeist. Die erste Lagereinrichtung L1 stellt eine Verzweigungsstelle dar, an welcher der zufliesende Schmierstoffstrom Q1 innerhalb des Koppelgliedträgers 6 verzweigt wird.
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Der aus der ersten Lagereinrichtung L1 austretende Schmierstoff wird durch die Innenwandung WI des Koppelgliedträgers 6 aufgegriffen und zumindest ein Teilstrom Q2 des aufgegriffenen Schmierstoffs in den Innenbereich des Planetenträgers P geführt. Dieser Teilstrom Q2 dient der Schmierung der Verzahnung 14a des Sonnenrades und der damit in Eingriff tretenden Verzahnung der Planeten 3.
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Der Koppelgliedträger 6 ist weiterhin derart gestaltet, dass dieser Radialkanäle 9 aufweist, wobei über diese Radialkanäle 9 eine Schmierstoffführung in den Bereich der Planetenlagerung LP erfolgt. Die Planetenräder 3 sind wie ausgeführt über Planetenbolzen 4 in dem Planetenträger P abgestützt, wobei in dem jeweiligen Planetenbolzen 4 ein zentraler Schmierstoffführungskanal 4a und eine radial abzweigende Ölbohrung 4b ausgebildet ist.
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Obgleich hier nicht dargestellt ist es möglich, an den Planetenträger P, oder an die Planetenbolzen 4 ein z.B. als Kunststoffformteil gefertigtes Ölführungselement anzusetzen, zur Verbindung der aus der aus dem Koppelgliedträger 6 herausführenden Radialkanäle 9 mit den Schmierstoffführungskanälen 4a der Planetenbolzen 4.
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Die Sonnenradwelle 14 ist hier als Hohlwelle ausgeführt, und die Zuleitung von Schmierstoff in den Bereich der ersten Lagereinrichtung L1 wird über Radialbohrungen 14c bewerkstelligt. Die Lagereinrichtung L1 und die Radialbohrungen 14c fungieren bei der gezeigten Anordnung bei Rotation der Sonnenradwelle 14 als Pumpensystem durch welches das über den Schmierstoffkanal 14b nachfliesende Schmieröl aktiv gefördert und den nachfolgenden Schmierstellen zugeführt wird.
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Die in dem Koppelgliedträger 6 aufgenommene erste Lagereinrichtung L1 fungiert hier als Festlager und ist als zweireihiges Kegelrollenlager mit einem Lagerinnenring 10a, einem Lageraußenring 10b, sowie in dem Lager abrollenden Kegelrollen 10c, 10d ausgeführt. Der Lageraußenring 10d ist axial durch eine in dem Koppelgliedträger 6 ausgebildete Ringstufe 6a und einen hier nicht näher gezeigten Sicherungsring axial gesichert. Der Sicherungsring sitzt in einer in dem Koppelgliedträger 6 ausgebildeten Ringnut.
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Der Koppelgliedträger 6 ist als hohlzylindrische bzw. buchsenartige Struktur ausgebildet und im Bereich seiner Außenumfangsfläche mit einer Außenverzahnung 6d versehen. Auf dieser Außenverzahnung 6d ist ein hier nicht näher dargestelltes Koppelglied axial verschiebbar geführt. Es ist auch möglich, die Außenumfangsfläche als Mitnehmerstruktur für Kupplungslamellen auszubilden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe ist die erste Bolzentragwand 1 als Blechumformteil gefertigt ist, und der Koppelgliedträger 6 ist mit der ersten Bolzentragwand 1 torsionssteif verbunden. Die zweite Bolzentragwand 2 ist ebenfalls als Blechumformteil gefertigt und mit der ersten Bolzentragwand 1 verbunden.
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Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung kann derart in ein Getriebesystem eingebunden werden, dass über die hier nur teilweise dargestellte Koppelungseinrichtung 5 der kinematische Koppelungszustand des Planetenträgers P mit dem Getriebeumfeld schaltbar veränderbar ist. Der zur axialen Führung eines beispielsweise als Schaltmuffe ausgebildeten Getriebeglieds vorgesehene Koppelgliedträger 6 ist mit der ersten Bolzentragwand 1 zu einem starren Bauteil zusammengefasst.
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Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin ein Hohlrad 12 das mit seiner Innenverzahnung 12a in die Außenverzahnung der Planetenräder 3 eingreift. Dieses Hohlrad 12 ist an eine Hohlradnabe 13 torsionsfest angebunden. Die Hohlradnabe 13 ist über einen Sicherungsring 15 axial an dem Hohlrad 12 gesichert. Die Hohlradnabe 13 ist als Blechumformteil gefertigt und wiederum mit einem Wellenzapfen 16 gekoppelt. Der Wellenzapfen 16 weist einen Hohlwellenabschnitt 16a und einen Zahnzapfenabschnitt 16b auf. In dem Hohlwellenabschnitt 16a sitzt eine zweite Lagereinrichtung L2. Über diese zweite Lagereinrichtung L2 ist der Wellenzapfen 16 auf einem Sonnenradzapfen 14d radial gelagert. Der Sonneradzapfen 14d bildet Teil der Sonnenradwelle 14 die als solche auf dem Axialniveau der Planeten 3 den Sonnenradverzahnungsabschnitt 14a bildet. Der Sonnenradverzahnungsabschnitt 14a steht mit den Planeten 3 in Eingriff. Die Kontaktzone wird durch den Ölstrom Q2 geschmiert. Die Sonnenradwelle 14 ist in dem Koppelgliedträger 6 radial und axial über die erste Wälzlagereinrichtung L1 gelagert. Hierzu ist im Innenbereich des Koppelgliedträgers 6 eine zylindrische Sitzfläche ausgebildet, in welche das mehrreihige Wälzlager L1 eingesetzt ist. Dieses Wälzlager L1 fungiert als Festlager und legt die Axialposition der Sonneradwelle 14 gegenüber dem Planetenträger P fest.
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Der Ölstrom aus der Sonneradwelle 14 in die erste Lagereinrichtung L1 wird durch Abstimmung der Querschnitte der Radialbohrungen 14c festgelegt. Die Sonnenradwelle 14 ist hier stirnseitig durch ein Deckelelement D verschlossen, wobei auch hier Durchtrittskanäle vorgesehen sind, die einen hinreichenden Schmierstoffstrom zu der zweiten Lagerstelle L2 ermöglichen.
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Der hier gezeigte Koppelgliedträger 6 kann so gestaltet sein, dass dieser auch als Träger für ein Antriebszahnrad dient. Das dann auf den Koppelgliedträger aufgesetzte Antriebszahnrad kann mit Ölführungskanälen ausgestattet sein, welche die Radialbohrungen 9 des Koppelgliedträgers mit der jeweiligen Zentralbohrung der Planetenbolzen 4 koppeln. Ggf. kann auch das auf dem Koppelgliedträger 6 geführte Koppelglied als ölführendes Organ fungieren und damit einen Teilabschnitt des Ölweges bilden.
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Bei der erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung fungiert das zur Lagerung der Sonnenradwelle in dem Koppelgliedträger 6 vorgesehene Lager L1 als Ölstromverzweigungselement das aufgrund seiner Gesamtgeometrie den Ölfluss aktiv unterstützt. Der über das Lager L1 fliesende und sich dort verzweigende Ölstrom wird unter Einschluss des Koppelgliedträgers 6 als Ölstromführungsorgan zum Verzahnungsbereich des Sonnenrades 14a und zu den Planetenbolzen 4 geführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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