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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz, bestehend aus wenigstens einem Planetenradträger, der zur Aufnahme von versetzt zueinander angeordneten Planetenradbolzen bestimmt ist, auf denen jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Planetengetriebe werden in Getrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Häufig sind in diesen Planetengetrieben mehrere Planetensätze hintereinander geschaltet und miteinander gekoppelt. Die Planetenräder der Planetensätze sind drehbar auf Planetenbolzen gelagert, die einseitig oder beidseitig in Planetenträgern aufgenommen sind. Die Planetenräder sind drehbar, insbesondere wälzgelagert oder alternativ gleitgelagert, auf dem Planetenbolzen positioniert. Für eine dauerhafte Funktion des Planetengetriebes sind die Schmierung der Planetenradlagerung und das Abführen von Reibungswärme durch das Schmiermittel entscheidend. Als Schmiermittel wird bevorzugt ein Schmieröl verwendet, das insbesondere aus Richtung der zentral im Planetentrieb angeordneten An- oder Abtriebswelle des Sonnenrades oder einer anderen Quelle, z. B. über eine oder mehrere Bohrungen, in das Planetengetriebe geleitet wird. Das Schmieröl wird durch die Fliehkraft über Kombinationen von Engstellen und Spalten zu den einzelnen Schmierpunkten geleitet. Der Zulauf und das Abführen von Schmieröl in die Lagerung der Planetenräder erfordern ergänzende Maßnahmen aufgrund enger Lagerspiele und Spaltmaße dieser Lagerungen.
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Die
DE 10 2005 031 592 A1 bildet einen gattungsgemäßen Stand der Technik, bei dem zur Schmierung der Planetenradlagerung eines Planetengetriebes eine stirnseitige Leiteinrichtung des Planetenradträgers eine zentrale Hohlwelle mit dem Planetenradbolzen verbindet. Dabei ist ein endseitiger abgewinkelter Kanalabschnitt der Leiteinrichtung in eine Sacklochbohrung des Planetenradbolzens eingesetzt. Das Schmiermittel strömt fliehkraftbedingt von der Hohlwelle durch die Leiteinrichtung in die Sacklochbohrung und über radiale Zuströmkanäle des Planetenradbolzens zur Planetenradlagerung. Eine Lagefixierung des Verbindungskanals an dem Planetenradträger erfolgt mittels einer radial zu dem Kanalabschnitt versetzten Clipverbindung.
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Die
KR 10 2009 0 110 990 A offenbart eine Einrichtung zur Schmierung der Planetenradlagerung eines Planetengetriebes, bei der fliehkraftbedingt Öl zur Schmierung über eine Leiteinrichtung in Verbindung mit Zuströmkanälen des Planetenradbolzens der Planetenradlagerung zugeführt wird. Die einteilig aufgebaute Leiteinrichtung schließt für jedes Planetenrad eine Ölfangschale ein, die axial in eine Sacklochbohrung des Planetenradbolzens eingreift. Versetzt zu den Ölfangschalen ist die Leiteinrichtung mittels mehreren Rast- bzw. Clipelemente an dem Planetenradträger befestigt.
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Aus der
EP 0 274 874 B1 ist ein Planetengetriebe bekannt, dessen Planetenradträger eine ringförmige Ölstauscheibe einschließt, die radial außerhalb der Planetenradbolzen an einer Seitenwand des Planetenradträgers festgelegt ist. Die Ölstauscheibe erstreckt sich so weit nach innen, dass ihre Innenkante die an den Planetenradbolzen vorgesehenen axialen Schmierölkanäle übergreift, wodurch Schmieröl zu den Wälzlagern der Planetenräder geführt werden kann. Die
DE 10 2005 054 084 A1 zeigt einen Planetenradträger mit zugehörigem Ölfangring, der ein Rinnenprofil bildet, dessen Rinnenöffnung der Umlaufachse des Planetenradträgers zugewandt ist. An das Rinnenprofil sind an der dem Planetenradträger zugewandten Seite des Ölfangringes Ölführungszapfen angeformt, die Ölführungskanäle bilden, über welche das von dem Rinnenprofil aufgegriffene Öl in den Bereich der Lagerung des Planetenrades geleitet wird. Gemäß der
DE 197 180 30 A1 ist eine ringförmige Ölstauscheibe an einem Planetenradträger radial außerhalb der Planetenradbolzen festgelegt und erstreckt sich so weit nach innen, dass ihr Innenumfang die Schmierölbohrungen des Planetenradbolzens übergreift. Die als ein Kunststoff-Formteil ausgebildete Ölstauscheibe ist über Rasthaken fixiert. Weiterhin ist aus der
DE 199 60 157 A1 eine Schmiermittelzufuhr mittels Fliehkraftwirkung zur Schmierung und Kühlung der Planetenradlagerung bekannt. Über eine Ölfangeinrichtung wird dabei das Schmieröl in eine zentrale Bohrung des Planetenradbolzens eingeleitet und gelangt von dort über Radialbohrungen zu der Lagerung des Planetenrades.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölfangschale zu schaffen, die eine effiziente Schmierstoffzufuhr sicherstellt und die sich durch einen kompakten und robusten Aufbau auszeichnet, kostengünstig herstellbar sowie einfach und sicher montierbar ist.
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Die Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der abhängige, auf den Anspruch 1 rückbezogene Anspruch 2 gibt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wieder.
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Gemäß Anspruch 1 besteht die Lösung der Aufgabe darin, dass das Zuführelement der Ölfangschale als eine Spreizhülse gestaltet ist, die zumindest eine, vorzugsweise mehrere symmetrisch verteilte, axial verlaufende Spreizausnehmungen einschließt und deren endseitig radial nach außen gerichtete Raststruktur im Einbauzustand aufgefedert an dem Planetenradträger verrastet. Die sich dadurch bildenden Spreizelemente bilden jeweils endseitig als Raststruktur ein radial ausgerichtetes Rastelement, das beispielsweise als Schnapphaken oder als Haltenase ausgebildet ist. Bei der Montage, beim Einfügen der Ölfangschale in die Öffnung des Planetenradträgers, verlagern sich die Rastelemente radial nach innen, bevor diese im Einbauzustand auffedernd an dem Planetenradträger verrasten. Weiterhin greift die erfindungsgemäße Ölfangschale mit einem als zylindrischen Ansatz ausgebildeten, im Planetenradträger eingesetzten Zuführelement formschlüssig in die Sackbohrung des Planetenradbolzens ein. Eine erfindungsgemäße Anordnung sieht ferner vor, dass die Sackbohrung des Planetenradbolzens stirnseitig eine umlaufende Fase bildet, die mit der Rastkontur, einem endseitigen Konus am zylindrischen Ansatz des Zuführelements der Ölfangschale korrespondiert. Dazu ist eine konstruktive Auslegung vorgesehen, bei der die beispielsweise Schnappnasen einschließende Rastkontur der Ölfangschale ohne eine Nacharbeit oder spezielle Nuten spielbehaftet in den von der Fase gebildeten Freiraum des Planetenradbolzens eingreift. Vorteilhaft ist für das erfindungsgemäße Konzept ein engtolerierter, spielbehafteter, formschlüssiger Eingriff zwischen der Rastkontur und dem Planetenradbolzen vorgesehen, der einen Schmierölverlust zwischen der Ölfangschale und dem Planetenradbolzen entscheidend verringert.
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Die Ölfangschale ist in einem Zwischenspalt angeordnet, der axial von dem Planetenradträger sowie einem benachbarten Bauelement begrenzt ist. Die verdrehfest axial in einer Öffnung des Planetenradträgers eingesetzte Ölfangschale ist mittels der Raststruktur an dem Planetenradträger lagefixiert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer Ölfangschale, die formschlüssig in eine Sackbohrung des Planetenradbolzens eingreift. Die Ölfangschale ist zum Aufgriff von Schmieröl bestimmt, das im Betriebszustand durch Fliehkraft beispielsweise sich von der zentralen Antriebswelle des Planetengetriebes ausgehend in Richtung des Hohlrades vom Planetengetriebe verlagert. Über die Ölfangschale stellt sich im Betriebszustand des Planetengetriebes eine Schmiermittelführung in eine Sackbohrung des Planetenradbolzens ein und von dort über mindestens eine Radialbohrung zur Lagerung des Planetenrades. Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar für nahezu alle Planetengetriebe, bei denen das zur Schmierung und Kühlung von der Lagerung und Verzahnung der Planetenräder benötigte Schmiermittel mittels Fliehkraftwirkung zugeführt wird. Die eine effiziente Schmierstoffzufuhr für die Lagerung der Planetenräder gewährleistende erfindungsgemäße Ölfangschale zeichnet sich weiterhin vorteilhaft aus durch einen konstruktiv einfachen, kompakten und robusten Aufbau sowie eine kostengünstige Herstellung. Außerdem ist die Ölfangschale einfach montierbar und mittels der Raststruktur dauerhaft an dem Planetenradträger wirksam gesichert.
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Ein bevorzugter erfindungsgemäßer Aufbau der Erfindung sieht vor, dass die Ölfangschale einen schalenartigen, das Schmiermittel bzw. das Öl aufnehmenden Stutzen einschließt, an den sich rechtwinkelig ein rohrartiges, in dem Planetenradträger eingesetztes Zuführelement anschließt. Das Zuführelement umfasst außerdem endseitig eine radial nach außen weisende Raststruktur zur Sicherung der Ölfangschale an dem Planetenträger. Vorteilhaft ist die Raststruktur der Ölfangschale als eine Schnapp- oder Clickverbindung ausgeführt, die im Einbauzustand der Ölfangschale eine form- und kraftschlüssige Sicherung an dem Planetenradträger gewährleistet.
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Vorteilhaft schließt die Erfindung außerdem eine Maßnahme ein, um den Bauteileumfang zu reduzieren und die Montage zu vereinfachen. Dazu ist vorgesehen, dass alle Leiteinrichtungen und folglich die Ölfangschalen von allen Planetenradbolzen zusammenfasst sind. Vorteilhaft können mit diesem konstruktiven, rundläufigen Konzept in einem Montageschritt alle Ölfangschalen in die entsprechenden Öffnungen des Planetenradträgers eingesetzt und gesichert werden.
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Außerdem umfasst die Erfindung für Planetengetriebe mit einzelnen, jedem Planetenrad zugeordneten Ölfangschalen einen lageorientierten Einbau der Ölfangschale in der Öffnung des Planetenradträgers. Hierzu eignet sich beispielsweise ein lokal angeordneter, radialer Nocken der Ölfangschale, der formschlüssig in eine Längsnut der Öffnung des Planetenradträgers eingreift.
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Für die erfindungsgemäße Ölfangschale bzw. für die gesamte, alle Leiteinrichtungen und folglich alle Ölfangschalen einschließende Baueinheit bietet es sich an, diese gewichtsoptimiert aus einem Kunststoffmaterial herzustellen. Als Herstellverfahren eignet sich dazu bevorzugt ein Spritzgießen. Alternativ dazu kann die Leiteinrichtung bzw. die Baueinheit aus einem Metallwerkstoff mittels eines spanlosen Umformverfahrens hergestellt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Sofern nicht anders erwähnt, sind in der Beschreibung gleiche oder funktionsgleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 einen Ausschnitt aus einem Planetengetriebe, das eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung mit zugehöriger Ölfangschale zur Schmierung der Planetenradlagerung einschließt; und
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2 die Leiteinrichtung in einer Perspektive, die drei versetzt zueinander angeordnete Ölfangschalen umfasst.
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Planetengetriebe 1, das einen Planetenradträger 2 umfasst, in dessen stirnseitiger Ausnehmung 3 ein Planetenradbolzen 4 drehfixiert eingesetzt ist, dem gegenüberliegend ein weiterer, nicht gezeigter Planetenradträger zugeordnet ist. Auf dem Planetenradbolzen 4 ist ein Planetenrad 5 über eine als Wälzlager ausgeführte Lagerung 6 drehbar gelagert, das innenseitig mit einem Sonnenrad 7 und außenseitig mit einem Hohlrad 8 verzahnt ist. Der Planetenradträger 2 umfasst mehrere symmetrisch umfangsverteilte, in 1 nicht gezeigte Planetenräder 5. Zur gezielten Schmierölzufuhr zwecks Kühlung und Schmierung der Lagerung 6 für die Planetenräder 5, die als Nadeln ausgebildete, in einem Käfig 9 geführte Wälzkörper 10 aufweisen, ist eine Leiteinrichtung 11 vorgesehen, eine für jeden Planetenradbolzen 4 bestimmte Ölfangschale 12. Die in einem axial durch den Planetenradträger 2 und ein benachbartes Bauteil, einen Hohlradträger 13 begrenzten Zwischenspalt 14 angeordnete Ölfangschale 12 bildet einen in Richtung des Sonnenrades 7 ausgerichteten offenen Stutzen 15, an den sich rechtwinkelig ein axial ausgerichteter, zylindrischer Abschnitt, ein Zuführelement 16 anschließt. Die Ölfangschale 12 ist mit dem Zuführelement 16 in einer Öffnung 17 des Planetenträgers 2 eingesetzt und mittels einer Raststruktur 18 lagefixiert.
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Zur Erreichung einer vereinfachten Montage ist das Zuführelement 16 als elastische Spreizhülse gestaltet, die mehrere axial verlaufende Spreizausnehmungen 19 einschließt. Die sich dadurch bildenden Spreizelemente schließen jeweils endseitig als Raststruktur 18 ein radial ausgerichtetes, beispielsweise als Haltenase ausgeführtes Rastelement ein. Bei der Montage, beim axialen Einfügen der Ölfangschale 12 in die Öffnung 17 des Planetenradträgers 2, verlagert sich die Raststruktur 18 radial nach innen, bevor diese im Einbauzustand der Ölfangschale 12 radial aufgefedert stirnseitig an dem Planetenradträger 2 verrastet. Das Zuführelement 16 bildet im Einbauzustand der Ölfangschale 12 gegenüber dem Planetenradträger 2 einen axialen Überstand, dessen die Raststruktur 18 bildende Außenkontur als Konus 20 ausgeführt ist. Der Konus 20 steht in Wirkverbindung zu einer umlaufenden Fase 21, die stirnseitig in eine Sackbohrung 22 des Planetenradbolzens 4 eingebracht ist. Im Betriebszustand des Planetengetriebes 1 wird das für die Verzahnungen sowie für die Schmierung und Kühlung der Lagerung 6 des Planetenrades 5 benötigte Schmieröl mittels Fliehkraftwirkung beispielsweise von einer nicht gezeigten zentralen Antriebswelle des Planetengetriebes 1 zugeführt und von dort durch den Zwischenspalt 14 in Richtung des Hohlrades 8 gefördert, wobei gleichzeitig die Leiteinrichtung 11 und damit die Ölfangschale 12 mit Öl beaufschlagt wird. Fliehkraftbedingt stellt sich eine Schmiermittelführung A ein, von dem Zwischenspalt 14 ausgehend in den Stutzen 15 und das Zuführelement 16 der Ölfangschale 12. Weiter gelangt das Schmieröl in die Sackbohrung 22 des Planetenradbolzens 4 und anschließend über mindestens eine Radialbohrung 23 zur Lagerung 6 des Planetenrades 5.
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Die 2 zeigt in einer Perspektive eine Baueinheit 24 als Einzelteil, in der alle drei Leiteinrichtungen 11 und folglich alle Ölfangschalen 12 von einem Planetengetriebe 1 zusammengefasst sind. Die drei Leiteinrichtungen 11 sind über Winkelstege 26 verbunden zur Bildung einer geschlossenen Baueinheit 24. Bei der Montage kann die vorgefertigte Baueinheit 24 vorteilhaft automatisiert axial in die entsprechenden Öffnungen 17 des Planetenträgers 2 eingepasst werden, wobei in einer End- oder Einbaulage der Baueinheit 24 die Raststrukturen 18 aller Ölfangschalen 12 selbsttätig an dem Planetenradträger 2 verrasten. Weiterhin verdeutlicht die 2 Einzelheiten der Ölfangschale 12 sowie deren Aufbau. Im Betriebszustand gelangt eine Teilmenge des fliehkraftbedingt die Baueinheit 24 beaufschlagenden Schmieröls über eine Öffnung 25 in den Stutzen 15 der Ölfangschale 12. Der zylindrisch gestaltete Zuführabschnitt 16 der Ölfangschale 12 zeigt die endseitige Raststruktur 18 sowie eine der axial verlaufenden Spreizausnehmungen 19, durch die sich ein elastischer, die Montage der Baueinheit 24 vereinfachender Zuführabschnitt 16 ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Planetenradträger
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Planetenradbolzen
- 5
- Planetenrad
- 6
- Lagerung
- 7
- Sonnenrad
- 8
- Hohlrad
- 9
- Käfig
- 10
- Wälzkörper
- 11
- Leiteinrichtung
- 12
- Ölfangschale
- 13
- Hohlradträger
- 14
- Zwischenspalt
- 15
- Stutzen
- 16
- Zuführelement
- 17
- Öffnung
- 18
- Raststruktur
- 19
- Spreizausnehmung
- 20
- Konus
- 21
- Fase
- 22
- Sackbohrung
- 23
- Radialbohrung
- 24
- Baueinheit
- 25
- Öffnung
- 26
- Winkelsteg
- A
- Schmiermittelführung
