DE102013215885A1

DE102013215885A1 - Leichtbaudifferenzial mit einem Schräglager

Info

Publication number: DE102013215885A1
Application number: DE102013215885.8A
Authority: DE
Inventors: Harald Martini; Thorsten BIERMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1), wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger (3), an dem Planetenräder (5, 6) drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad (9, 10, 11) in kämmendem Eingriff stehen, wobei der Planetenträger (3) mit einem Antriebsrad (15), wie einem Stirnrad (16) verbindbar ist, wobei ferner ein Wälzkörper (40) aufweisendes Wälzlager (20) den Planetenträger (3) an einem ortsfesten Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert, wobei die Wälzkörper (4) eine Rollenform aufweisen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger, an dem Planetenräder drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad in kämmendem (Wirk-)Eingriff stehen, wobei der Planetenträger mit einem Antriebsrad, wie einem Stirnrad verbindbar ist, wobei ferner ein Wälzkörper aufweisendes Wälzlager den Planetenträger an einem ortsfesten Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert.
Der Planetenträger kann auch als Korb bezeichnet werden, insbesondere kann er als Differenzialkorb ausgebildet sein.
Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Planetengetriebe bekannt, so bspw. aus der EP 0156067 .
Grundsätzlich sind auch Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge aus der DE 10156890 C1 bekannt. Dort wird ein Ausgleichgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem in einer Gehäusewand gelagerten, einen Antriebszahnkranz aufweisenden Ausgleichsgehäuse offenbart, in dem ein Ausgleichsbolzen mit mindestens einem drehbar gelagerten Ausgleichskegelrad angeordnet ist, das mit einem Antriebswellenrad einer im Ausgleichsgehäuse gelagerten Antriebswelle in Eingriff steht. Die Antriebswelle ist mittels mindestens eines ersten Lagers in der Gehäusewand des Ausgleichsgetriebes und/oder des Ausgleichsgehäuses mittels mindestens eines zweiten Lagers auf der Antriebswelle gelagert und die Antriebswelle weist eine gemeinsame Lagerbuchse für das als Wellenlager ausgebildete erste Lager der Antriebswelle und das Gehäuselager des Ausgleichsgehäuses auf.
Eine auf Kegelräder zurückgreifende Differenzialordnung ist auch aus der Druckschrift US 7775928 B2 gekannt.
Ferner ist aus der DE 10 2009 017 397 A1 eine Getriebeanordnung bekannt, die auf Planetenräder zurückgreift. Die dort vorgestellte Getriebeanordnung betrifft ein Differenzialgetriebe, mit einem antriebsseitigen Scheibenteil, einem ersten Antriebsteil, das drehfest mit einer ersten angetriebenen Achse in Verbindung steht, und einem zweiten Antriebsteil, das drehfest mit einer zweiten angetriebenen Achse in Verbindung steht, wobei zwischen dem ersten Antriebsteil und dem zweiten Antriebsteil eine Zahnradanordnung zur Drehmomentübertragung von dem antriebsseitigen Scheibenteil auf das erste Antriebsteil und das zweite Antriebsteil vorgesehen ist. Das erste Antriebsteil weist dabei die Form einer ersten Antriebsscheibe auf und besitzt radial von der ersten angetriebenen Achse beabstandet eine Auswölbung. Das zweite Antriebsteil weist ferner die Form einer von der zweiten angetriebenen Achse aus radial nach außen verlaufenden zweiten Antriebsscheibe auf. Die Auswölbung weist ferner von der zweiten Antriebsscheibe weg. Die Zahnradanordnung ist in einem durch die Auswölbung der ersten Antriebsscheibe und dem gegenüberliegenden Bereich der zweiten Antriebsscheibe gebildeten Raum angeordnet.
Solche Planetengetriebe, die als Differenzialgetriebe ausgebildet sind, können als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet sein, wie sie bspw. aus der WO 2010/112366 A1 bekannt sind. Die dort vorgestellte Stirnraddifferenzialgetriebeanordnung offenbart die Einsatzfähigkeit in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden jeweils schräg verzahnte Sonnenräder, Planetenräder und ein Hohlrad so von einem umgebenden Gehäuse mit abgestützten Lagerungen verwendet, dass die parallel angeordneten Sonnenräder jeweils mit parallel angeordneten Abtriebswellen gekoppelt sind. Es ist in dieser Druckschrift vorgesehen, dass zwischen den parallel angeordneten Sonnenrädern und/oder zwischen den Sonnenrädern und dem umgebenden Gehäuse jeweils Reibflächen angeordnet sind.
Die bekannten Planetengetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr viel Axialbauraum benötigen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine bauraumsparende, insbesondere eine in Axialrichtung bauraumsparende Verbesserung zu schaffen, die gleichzeitig langlebig ist und zumindest kostenneutral ausführbar ist oder im Optimalfall sogar kostensenkend wirkt. Ferner soll eine Lagerung mit einer hohen Steifigkeit, einer hohen Tragzahl und dennoch einer geringen Reibung zur Verfügung gestellt werden, die in puncto Gewicht und Lagerquerschnitt verringert ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wälzkörper eine Rollenform aufweisen. Die Entwicklung eines Flanschlagers mit Tonnenrollen wird dadurch möglich. Der Vorteil gegenüber einem Schrägkugellager mit entsprechendem Flansch liegt nun in einer vergleichbaren Tragzahl bei aber geringeren Querschnittsabmessungen. Die Reibung ist zwar vergleichbar, aber besser als bei Kegelrollenlagern.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Wälzkörper als Rollen, Scheiben oder Kegel ausgebildet sind. Insbesondere längliche Wälzkörper nach Art von Rollen oder plane Stirnflächen aufweisende Scheiben haben sich bewährt.
Es ist auch zweckmäßig, wenn die Rollen walzenartig ausgebildet sind, etwa nach Art von geraden Voll- oder Hohlzylindern, oder eine ballige oder bauchige Außenform aufweisen, etwa nach Art einer Tonne.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper toroid-förmig oder toroidal-förmig ausgebildet sind und/oder Teil eines Toroid-/Toroidal-Rollenlagers sind.
Es ist auch von Vorteil, wenn die meisten oder alle Wälzkörper eine gleiche oder identische Form aufweisen.
Diese Rollenlager, die auch als Toroid-Rollenlager bezeichnet werden können, vereinigen auf einzigartige Weise die Winkelbeweglichkeit von Pendelrollenlagern mit einer axialen Verschiebbarkeit, wie sie bei Zylinderrollenlagern vorliegt. Darüber hinaus können sie, wie Nadellager, eine kompakte Bauweise und hohe Tragfähigkeit bieten. Solche Lager kommen meistens nur für Loslagerungen in Frage. Mit ihnen können bei Lagerungen von Wellen, die temperaturbedingte Längenänderungen ausgleichen müssen, einfacher gestaltet werden, da die axiale Verschiebung praktisch reibungsfrei vom Lager aufgenommen wird. Lagersysteme mit einer Festlagerung mit Pendelrollenlager und einem solchen Lager in der Loslagerposition sind platz- und gewichtssparende Anordnungen mit geringen Betriebs- und Wartungskosten. Durch den Einsatz von derartigen Lagern kann das Geräusch- und Schwingungsniveau gesenkt werden, z.B. in Papiermaschinen oder in Gebläsen, aber auch in Leichtbaudifferenzialen.
Toroidal-Rollenlager können als einreihige Lager mit langen, leicht balligen Rollen ausgebildet sein. Der Außenring hat häufig eine torus-förmige Laufbahn mit einem Profilradius, der über die Lagermitte hinausragt. Die Laufbahn des Innenrings ist entsprechend geformt. Die Rollen der Lager haben selbsteinstellende Eigenschaften, d.h., sie nehmen selbsttätig immer die gleiche Stellung ein, bei der die Last ideal über die Rollenlänge verteilt ist, egal ob die Lagerringe verschoben und/oder schief gestellt sind. Da die Belastungen immer auf optimale Weise verteilt werden, entsteht weniger Reibung und dadurch weniger Wärme. Die niedrigen Betriebstemperaturen verlängern die Gebrauchsdauer von Schmierstoff und Lager.
Wenn das Wälzlager als Schräglager, zur axialen und radialen Lagerung ausgeführt ist, so kann das eine Lager als Loslager und das andere Lager als Festlager ausgebildet sein und sowohl eine Axialfestlegung als auch eine Radialfestlegung des Planetenträgers relativ zum Gehäuse, bei gleichzeitiger Gewährleistung der Drehbarkeit relativ dazu, realisiert werden.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Planetenträger durch zwei vorzugsweise baugleiche Wälzlager in X- oder besser O-Anordnung gelagert ist. Als vorteilhaft sei auch zur O-Anordnung in diesem Zusammenhang herausgestellt, dass die Stützweite größer wird und somit die Steifigkeit erhöht wird.
Als zweckmäßig hat sich auch herausgestellt, wenn die länglichen Wälzkörper eine gleichbleibende oder entlang der Längsachse der Wälzkörper oder des jeweiligen Wälzkörpers zunehmende oder abnehmende Balligkeit aufweisen.
Wenn der die Balligkeit bestimmende Radius seinen Ursprung radial außerhalb einer Außenlaufbahn für die Wälzkörper aufweist und/oder der Ursprung einer zum jeweiligen Wälzkörper gegenüberliegenden Seite einer Rotationsachse des Wälzlagers vorhanden ist, so wird eine gewisse Nachgiebigkeit und/oder Weichheit zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern oder dergleichen erreicht. Trotzdem ist die Lagerung ausreichend steif.
Wird ein Blechlagerring auf der Außenseite der Wälzkörper eingesetzt, so wird die Schmiegung verbessert, was zu einem guten Kompromiss und gleichzeitig einem guten Toleranzausgleich führt. Es wird ein guter Wälzkörperkontakt bei hoher Tragzahl erreicht, insbesondere weil ein Linienkontakt gemieden wird.
Es ist auch als vorteilhaft zu bemerken, dass eine Außenlaufbahn oder eine Innenlaufbahn für die Wälzkörper durch ein spanlos hergestelltes / tiefgezogenes oder tiefziehbares Blechbauteil / Formteil / Kaltumformteil oder den Planetenträger gebildet ist und/oder eine Innenlaufbahn oder eine Außenlaufbahn durch eine massive, separate Lagerschale oder das ortsfeste Gehäuse gestellt ist.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzdurchmesser, der durch verschiedene Radien in puncto Balligkeit festgelegten tonnenartigen Wälzkörper – bei einer maximalen Abweichung von +/–10 % – im Wesentlichen auf dem gleichen Durchmesser wie ein durch die radial innersten Planetenräder bestimmter Planetenlagerungsdurchmesser liegt und/oder ein Druckwinkel von ca. 40° bis ca. 50°, etwa ca. 45° vorliegt.
Es können dadurch Achsantriebe für Pkw-Leichtbaudifferenziale verbessert werden.
Solche Flanschlager wären auch für Kegelraddifferenziale denkbar, um die Stützbreite noch weiter zu erhöhen.
Mit anderen Worten wird eine Lageranordnung für ein Differenzial vorgestellt und ein Differenzial mit einer derartigen Lagerordnung. Nach dem Vorbild einer Schräglageranordnung ist das wenigstens eine Lager der Lageranordnung ein Schräglager des Typs „Schrägrollenlager mit balliger Laufbahn“. Die Kontaktlinien gegenüber der Rotationsachse sind um einen von 90° abweichenden Winkel geneigt. Die als Rollen ausgebildeten Wälzkörper sind außenballig. Sie können tonnenförmig oder kugelballig ausgebildet sein. Tonnenrollen sind Rollen, deren Balligkeit durch mehrere Radien mit verschiedenen Einstichpunkten beschrieben ist. Degressiv verlaufende Mantellinien zur Laufflächenmitte hin und progressiv zur Stirnseite hin sind möglich. Kugelballig wird hier als Mantelliniengeometrie verstanden, die über die gesamte Länge ihrer Lauffläche durch einen Radius mit nur einem Einstichpunkt beschrieben ist. Ein Typ dieser kugelballigen Rolle ist eine sog.“Kugelrolle“, bei der der Einstichpunkt des Laufbahnradius längs mittig der Rolle auf der Rollensymmetrieachse sitzt. Man stelle sich eine Kugel vor, an der links und rechts jeweils eine Schreibe abgeschnitten wird. Dabei sind die Mantellinien der Rollen jeweils durch einen gleichen Radius beschrieben. Der Einstichpunkt des Radius liegt zwar längs mittig der Rolle, jedoch radial von der Rollensymmetrieachse entfernt. Der Verlauf der Mantellinie wird gegenüber der Kugellinie dadurch flacher. Die besagten Wälzkörpergeometrien bieten für die Erfindung spezielle Vorteile.
Es können spanlos eingesetzte Elemente als Aufhängung bzw. Lagerring verwendet werden. Insbesondere kann eine Lagerschale für die Wälzkörper spanlos hergestellt sein, insbesondere als Blechbauteil.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring aufweist, wobei der Lageraußenring zwischen dem Lagerinnenring und dem Planetenträger hindurch, bis in einen radial innerhalb des Planetenträgers befindlichen Sitzbereich zur Verbindung mit dem Planetenträger gezwungen ist. Auch ist es von Vorteil, wenn der Lagerinnenring fließgepresst ausgebildet ist. Kosten lassen sich dann reduzieren und die Langlebigkeit erhöhen.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Lagerinnenring einen axial abstehenden Bundabschnitt aufweist, der in Anlage mit dem Sonnenrad bringbar ist. Der Lagerinnenring kann dann gleichzeitig auch zum Zentrieren des Sonnenrades eingesetzt werden.
Die Kräfte lassen sich ferner optimal aufnehmen, wenn der Planetenträger einen axial abstehenden Bundabschnitt aufweist, der in Anlage mit dem Sonnenrad bringbar ist. Eine Variante ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bundabschnitte des Planetenträgers und des Lagerinnenrings zueinander parallel ausgebildet sind, wobei jedoch einer der beiden Bundabschnitte axial über den anderen in Richtung des Sonnenrades überstehen kann. Auch eine Bündigkeit ist jedoch denkbar. Je nach Anwendungsfall, lassen sich dann die Kräfte optimal aufnehmen.
Zweckmäßig ist ferner, wenn der Lageraußenring als einstückiges Kaltumformteil mit einer Laufbahn für einen Wälzkörper ausgebildet ist.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass sich der Planetenträger radial weiter nach innen erstreckt, als der Lagerinnenring.
Um vorteilhafte Abstützwirkungen und Dichtwirkungen zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn in Radiallage des Planetenträgers und/oder des Lagerinnenrings ein Deckel angeordnet ist, der vorzugsweise ein um ein Loch umlaufendes U-Profil aufweist.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzial ausgebildet ist, das zwei Sonnenräder aufweist, die je mit einem Planetenrad zumindest eines Planetenradsatzes in kämmendem Eingriff befindlich sind. So lässt sich dann eine besonders kompakt bauende Planetengetriebeausgestaltung realisieren, die gleichzeitig hochbelastbar und kostengünstig ist. Ferner sei erwähnt, dass die beiden Planetenräder eines Planetenradsatzes miteinander in kämmenden Eingriff verbringbar sind.
Um positive Selbsthemmeffekte realisieren zu können, ist es auch von Vorteil, wenn zwischen den Sonnenrädern eine Reibscheibe befindlich ist.
Von Vorteil ist es ferner, wenn der Lageraußenring form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Planetenträger verbunden ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn ein Verbindungsteil, dass den Planetenträger mit dem Wälzlager verbindet, tiefgezogen ausgestaltet und gefertigt ist.
Die Erfindung wird auch mit unterschiedlichen Zeichnungen näher erläutert, wobei einige unterschiedliche Ausführungsbeispiele darin erklärt werden.
Es zeigen:
1 ein Planetengetriebe in einer Längsschnittdarstellung,
2 eine weitere Planetengetriebedarstellung im Längsschnitt,
3 ein weiteres Planetengetriebes im Längsschnitt,
4 ein weiteres Planetengetriebe im Längsschnitt,
5 ein weiteres Planetengetriebe im Längsschnitt,
6 ein weiteres Planetengetriebe im Längsschnitt,
7 ein spezielles Planetengetriebe,
8 ein weiteres Planetengetriebe, was ebenso wie in den Varianten der
6 und 7 im Längsschnitt dargestellt ist,
9 ein weiteres eines Planetengetriebes,
10 eine spezielle eine Verstemmung einsetzende Planetengetriebeausgestaltung,
11 eine im Bereich des Lagers schräg ausgebildete Verbindungsteilkonstruktion mit Lauffläche eines weiteren Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes,
12 und 13 einen Ausschnitt einer Ausführungsform der Erfindung in einem Längsschnitt,
14 und 15 ein Vergrößerung der Bereiche XIV und XV der 12 und 13, und
16 der schematische Aufbau eines der in den 12 und 13 eingesetzten alternativen Wälzlager, zur Schaffung eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen. Einzelne Aspekte der unterschiedlichen Varianten lassen sich auch auf die Ausführungsbeispiele anwenden.
In 1 ist eine erste spezielle Form eines Planetengetriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Differenzialgetriebe, insbesondere als Stirnraddifferenzialgetriebe 2 ausgebildet. Es weist einen Planetenträger 3 auf, der als Korb, insbesondere als Differenzialkorb bezeichnet werden kann. Der Planetenträger 3 kann ferner auch als Planetenradträger bezeichnet werden.
An dem Planetenträger 3 sind Planetenradsätze 4 mit je einem ersten Planetenrad 5 und einem zweiten Planetenrad 6 über je einen Bolzen 7, der in einer Lagerungshülse 8 befindlich ist, gelagert. Die Planetenräder 5 und 6 sind mit einem Sonnenrad 9 in Wirkkontakt. Dabei ist das erste Planetenrad 5 mit einem ersten Sonnenrad 10 in kämmenden Wirkeingriff und das zweite Planetenrad 6 mit einem zweiten Sonnenrad 11 in kämmenden Wirkkontakt. Der Bolzen 7 ist als Hohlbolzen ausgebildet. Die beiden Planetenräder 5 und 6 eines Planetenradsatzes 4 können miteinander in kämmenden Wirkeingriff verbracht werden.
Es werden vorteilhafterweise drei, vier, fünf, sechs oder sieben Planetenradsätze 4 mit je einem ersten Planetenrad 5 und einem zweiten Planetenrad 6 verwendet.
Der Planetenträger 3 weist eine erste Hälfte 12 und eine zweite Hälfte 13 auf, die über ein Verbindungselement 14, wie einen Niet an einem Antriebsrad 15, das als Stirnrad 16 ausgebildet ist, verbunden sind. Das Stirnrad 16 weist eine Außenschrägverzahnung 17 auf.
Der Planetenträger 3 ist über ein separates Verbindungsteil 18 mit einem Lager 19, das als Wälzlager 20 ausgebildet ist, verbunden. Das Wälzlager 20 ist als Schrägkugellager ausgebildet. An sowohl der ersten Hälfte 12 des Planetenträgers 3, als auch der zweiten Hälfte 13 des Planetenträgers 3 ist jeweils ein Schrägkugellager befindlich. Auch Kegelrollenlager sind möglich.
Das Verbindungsteil 18 weist dabei einen ersten Flanschabschnitt 21 auf, der über einen Verbindungsabschnitt 22 mit einem zweiten Flanschabschnitt 23 verbunden ist. Der erste Flanschabschnitt 21 bildet dabei eine erste Grenzfläche 24 aus, die in Anlage mit einer Innenfläche 25 des Planetenträgers 3 befindlich ist. Der zweite Flanschabschnitt 23 bildet ferner eine zweite Grenzfläche 26 aus, die mit einer Außenfläche 27 des Lagers 19 in Anlage befindlich ist. Dabei liegt die zweite Grenzfläche 26 an einem Außenring 28 des Wälzlagers 20 an.
Es ist jedoch möglich, dass wie in 2 dargestellt, ein Innenring 29 des Wälzlagers 20 mit einer nach innen weisenden Innenringfläche 30 an der zweiten Grenzfläche 26 anliegt.
Während in der Version gemäß 1 nur ein bestimmter Bereich des Verbindungsabschnittes 25 radial am Planetenträger 3 anliegt, liegt in der Version gemäß 2 der gesamte oder nahezu der gesamte Verbindungsabschnitt 22 axial, sich in Radialrichtung erstreckend, am Planetenträger 3 an. Das Verbindungsteil 18 ist dabei als Blechteil, insbesondere als Blechhülse ausgebildet.
Während in der Version gemäß 1 sowohl der Planetenträger 3, als auch das Verbindungsteil 18 einen Bund 31 ausbilden und in der Version gemäß 1 sowohl der Planetenträger 3 mit einem Bundabschnitt 32 an dem ersten Sonnenrad 10 anliegt und das Verbindungsteil 18 mit einem Bundabschnitt 33 an dem ersten Sonnenrad 10 anliegt, liegt in der Version gemäß 2 nur der Bundabschnitt 33 des Verbindungsteils 18 an dem Sonnenrad 9 an.
Wie in 2 auch dargestellt, ist an zumindest einem der Sonnenräder 9 eine Außenverzahnung, etwa über einen Zahnkranz 34 vorhanden.
In dem Getriebe gemäß 7 ist das Verbindungsteil 18 als topfartiger Deckel 35 ausgebildet, der verglichen mit dem Planetenträger dünnwandig konfiguriert ist, insbesondere nur die Hälfte der Wanddicke oder vorteilhafterweise nur ein Drittel bis ein Viertel der Wanddicke des Planetenträgers 3 aufweist. Es liegt in einer dort vorhandenen Ausnehmung 36 eine Reibscheibe 37 an, die in Anlage mit dem Sonnenrad 9, insbesondere dem ersten Sonnenrad 10 oder dem zweiten Sonnenrad 11 befindlich ist.
Der Deckel 35 weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Außenfläche 38 auf, die auf derselben in Radialrichtung gemessenen Höhe in Anlage mit sowohl dem Planetenträger 3, als auch dem Innenring 29, insbesondere der Innenfläche 30 des Innenrings 29 befindlich ist.
Wie in 10 zu erkennen ist, ist in einem axial von den Sonnenrädern 9 beabstandeten Bereich des Lagers eine Verstemmung 39 angebracht. Auf der linken Seite des Stirnraddifferenzialgetriebes 2 ist auch zu erkennen, dass am Außenring 28 des als Kegelrollenlager ausgebildeten Wälzlagers 20 der zweite Flanschabschnitt 23 schräg bzw. quer zur Radialrichtung als auch schräg bzw. quer zur Axialrichtung ausgerichtet ist.
In der Version gemäß 4 ist der Innenring 29 als fließgepresster Innenring 29 ausgebildet, wohingegen der Außenring 28 als gezogener Lageraußenring ausgebildet ist. Dadurch werden die Laufbahneigenschaften verbessert und die Zentrierung des Stirnraddifferenzials gewährleistet.
Zurückkommend zu 1 sei noch einmal betont, dass der Bund 31 in Axialrichtung ausgerichtet ist und die beiden Bundabschnitte 32 und 33 orthogonal abgewinkelt zu dem Planetenträger 3 bzw. dem Verbindungsteil 18 mit seinem Verbindungsabschnitt 22 gestaltet sind. In dem Getriebe gemäß 1 weisen die Bundabschnitte 32 und 33 dieselbe axiale Erstreckung bzw. axiale Länge auf und sind beide in Anschlag mit dem jeweiligen Sonnenrad 10 oder 11 befindlich. Die Bundabschnitte 32 und 33 sind gehärtet, insbesondere durchgehärtet ausgeführt. Es ist jedoch möglich, dass anstelle des separaten Verbindungsteils 18 einer der beiden Lagerringe, also der Lageraußenring 28 oder der Lagerinnenring 29 so umgeformt ist, dass er sowohl den ersten Flanschabschnitt 21 als auch die jeweilige Lauffläche für einen Wälzkörper 40 ausformt.
In dem Getriebe gemäß 2 ist, anders als in dem Getriebe gemäß 1, der Lagerinnenring 29 über das davon separate Verbindungsteil 18 mit der ersten Hälfte 12 des Planetenträgers 3 verbunden. Das Verbindungsteil 18 liegt dann an zwei Flächen an der Planetenträgerhälfte 12 an. Der Bundabschnitt 33 des Verbindungsteils 18 steht axial jedoch über dem Bundabschnitt 32 des Planetenträgers 3 über und ist, anders als der Bundabschnitt 32 in Anlage mit dem ersten Sonnenrad 10 befindlich.
In dem Getriebe gemäß der 3 bis 5 wird auf ein separates Verbindungsteil 18 verzichtet und der Lagerinnenring 29 selbst weist den Bundabschnitt 33 auf. Während der Planetenträger 3 in der 3 selber auch einen Bundabschnitt 32 aufweist, fehlt dieser in den Getrieben der 4 und 5. Allerdings ist in dem Getriebe gemäß 4 eine Reibscheibe 37 zwischen dem Lagerinnenring 29 und dem Sonnenrad 10 vorhanden. Ferner ist in dem Getriebe gemäß 5 an der dem Sonnenrad 10 zugewandten Seite des Planetenträgers 3 ein Vorsprung 41 ausgebildet, der auf der Lager zugewandten Seite eine Ausnehmung 42 definiert, in der der Bundabschnitt 33 des Lagerinnenrings 29 diese Ausnehmung 42 zumindest teilweise ausfüllend vorhanden ist. Der Vorsprung 41 bildet dann einen axialen Anschlag für den Lagerinnenring 29. Grundsätzlich kann der Lagerinnenring 29 über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, insbesondere unter Nutzung eines Pressverbandes, mit dem Planetenträger 3 verbunden sein. Eine Rotationsachse 43 des Planetenträgers 3 ist gleichzeitig auch die Rotationsachse der Sonnenräder 9 und ist die Symmetrieachse dieser Bauteile.
In dem Getriebe gemäß 6 ist der Deckel dünnwandig ausgebildet und als Ring mit U-förmigem Querschnitt ausgeformt. Anders als in dem Getriebe gemäß 7 ist keine Ausnehmung extra für die Reibscheibe 37 vorgesehen. An dieser Stelle sei bemerkt, dass die in dem Lager 19 verwendeten Wälzkörper, mit dem Bezugszeichen 40 versehen sind und grundsätzlich als Kugeln, Kegelrollen, Nadeln oder ähnliche Bauteile ausgebildet sein können. Insbesondere haben sich Schrägkugellager und Kegelrollenlager als langlebig und kostengünstig genug herausgestellt.
Das Getriebe gemäß 8 unterscheidet sich von dem Getriebe gemäß 7 grundsätzlich vor allem darin, dass der Lagerinnenring 29 nicht bis in Anlage mit dem Planetenträger 3 gebracht ist, sondern der Deckel 35 als kraftübertragendes Element dazwischengeschaltet ist. Auf der Außenfläche 38 des Deckels 35 sitzt somit sowohl der Planetenträger 3 mit einer oder beiden Hälften 10 und 11 kraft- und/oder formschlüssig auf, als auch der Lagerinnenring 29.
Eine Abwandlung ist denkbar, in der statt dem Lagerinnenring 29 der Lageraußenring 28 auf der Außenfläche des Deckels 35 aufsitzt.
In 9 ist wiederum auf ein separates Verbindungsteil 18 verzichtet worden und, in Abwandlung des ersten Getriebes, der Lageraußenring, welcher als gezogener Lageraußenring ausgebildet ist, mit einer welligen Außenform versehen.
Während, wie bereits bzgl. des Getriebes gemäß 10 ausgeführt, das Verbindungsteil 18 gerade, d.h. axial ausgerichtete erste und zweite Flanschabschnitte 21 und 23 aufweist, kann, wie in dem Getriebe gemäß 11 dargestellt, der zweite Flanschabschnitt auch schräg zur Rotationsachse 43 und zu einem dort zur orthogonalen abstehenden Radialrichtung ausgerichtet sein. Der Lagerinnenring 29 kann fließgepresst sein.
Das durch das umlaufende Profil ausgesparte Loch beinhaltet die Rotationsachse 43.
In den 12 bis 13 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Planetengetriebes 1, insbesondere eines Stirnraddifferenzialgetriebes 2 wiedergegeben. Dabei wird ein Planetenträger 3 eingesetzt, welcher einen Planetenradsatz 4, genauer gesagt zwei Planetenradsätze 4 lagert. Dabei wird durch ein erstes Planetenrad 5 ein Bolzen 7 getrieben und ein zweites Planetenrad 6, das nur angedeutet ist, ebenfalls ein Bolzen 7 getrieben, um die Planetenräder 5 und 6 relativ zum Planetenträger 3 drehbar zu lagern. Es sind hüllenartige Lagerungsringe 8 eingesetzt, die gleitlagerähnliche Eigenschaften haben.
Es sind Sonnenräder 9 vorhanden, insbesondere ein erstes Sonnenrad 10 und ein zweites Sonnenrad 11. Der Planetenträger 3 weist eine erste Hälfte 12 und eine zweite Hälfte 13 auf. Ein in der 12 nicht dargestelltes Verbindungselement 14 verbindet die beiden Planetenträgerhälften miteinander. Ein Antriebsrad 15, nach Art eines Stirnrades 16 ist vorhanden und am Planetenträger 3 angebunden. Es weist eine Außenschrägverzahnung 17 auf. Ein Verbindungsteil 18 stellt den Kontakt zu einem Lager 19, insbesondere dem Wälzlager 20 sicher. Dabei sind Wälzkörper 40 eingesetzt, die einerseits an einer Lagerinnenschale 44, welche eine Innenlaufbahn 45 definiert, anliegen und andererseits an einem Blechbauteil 46 anliegen, wobei das Blechbauteil 46 eine Außenlaufbahn 47 für die Wälzkörper 40 definiert. Die Außenlaufbahn 47 ist dabei im Bereich des zweiten Flanschabschnittes 23 ausgebildet, wobei ein erster Flanschabschnitt 21 weiter radial innen dazu vorhanden ist und an einer Planetenträgeraußenmantelfläche 48 anliegt.
In den 14 und 15 ist die Balligkeit der Wälzkörper 40 gut zu erkennen.
In 16 ist die Ausgestaltung des Wälzlagers 20 weiter angedeutet, wobei auf der anderen Seite der Rotationsachse 43 von einem ersten Wälzkörper aus gesehen, der Ursprung des Radius‘ vorhanden ist, welcher für die Balligkeit der Wälzkörper zuständig ist.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Stirnraddifferenzialgetriebe
3: Planetenträger
4: Planetenradsatz
5: erstes Planetenrad
6: zweites Planetenrad
7: Bolzen
8: Lagerungsringe
9: Sonnenrad
10: erstes Sonnenrad
11: zweites Sonnenrad
12: erste Hälfte
13: zweite Hälfte
14: Verbindungselement
15: Antriebsrad
16: Stirnrad
17: Außenschrägverzahnung
18: Verbindungsteil
19: Lager
20: Wälzlager
21: erster Flanschabschnitt
22: Verbindungsabschnitt
23: zweiter Flanschabschnitt
24: erste Grenzfläche
25: Innenfläche
26: zweite Grenzfläche
27: Außenfläche
28: Lageraußenring
29: Lagerinnenring
30: Innenringfläche
31: Bund
32: Bundabschnitt des Planetenträgers
33: Bundabschnitt des Verbindungsteils
34: Zahnkranz
35: Deckel
36: Ausnehmung
37: Reibscheibe
38: Außenfläche
39: Verstemmung
40: Wälzkörper
41: Vorsprung
42: Ausnehmung
43: Rotationsachse
44: Lagerinnenschale
45: Innenlaufbahn
46: Blechbauteil
47: Außenlaufbahn
48: Planetenträgeraußenmantelfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0156067 [0003]
DE 10156890 C1 [0004]
US 7775928 B2 [0005]
DE 102009017397 A1 [0006]
WO 2010/112366 A1 [0007]

Claims

Planetengetriebe (1), wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger (3), an dem Planetenräder (5, 6) drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad (9, 10, 11) in kämmendem Eingriff stehen, wobei der Planetenträger (3) mit einem Antriebsrad (15), wie einem Stirnrad (16) verbindbar ist, wobei ferner ein Wälzkörper (40) aufweisendes Wälzlager (20) den Planetenträger (3) an einem ortsfesten Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (40) eine Rollenform aufweisen.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (40) als Rollen, Scheiben oder Kegel ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen walzenartig ausgebildet sind, etwa nach Art von geraden Voll- oder Hohlzylindern oder eine ballige oder bauchige Außenform aufweisen, etwa nach Art einer Tonne.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (40) toroid-förmig ausgebildet sind und/oder Teil eines Toroid-Rollenlagers sind, etwa nach Art eines Toroidal-Rollenlagers.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20) als Schräglager, zur axialen und radialen Lagerung ausgeführt ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (3) durch zwei vorzugsweise baugleiche Wälzlager (20) in X- oder O-Anordnung gelagert ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Wälzkörper (40) eine gleichbleibende oder entlang der Längsachse der Wälzkörper (40) zunehmende oder abnehmende Balligkeit aufweisen.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der die Balligkeit bestimmende Radius seinen Ursprung radial außerhalb einer Außenlaufbahn für die Wälzkörper (40) aufweist und/oder der Ursprung auf einer zum jeweiligen Wälzkörper (40) gegenüberliegenden Seite einer Rotationsachse (43) des Wälzlagers (20) vorhanden ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenlaufbahn oder Innenlaufbahn für die Wälzkörper (40) durch ein tiefgezogenes oder tiefziehbares Blechbauteil (46) oder dem Planetenträger (3) gebildet ist und/oder eine Innenlaufbahn oder Außenlaufbahn durch eine massive, separate Lagerschale (44) oder das ortsfeste Gehäuse gestellt ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzdurchmesser, der durch verschiedene Radien in puncto Balligkeit festgelegten tonnenartigen Wälzkörper (40) bei einer maximalen Abweichung von +/–10 % auf dem gleichen Durchmesser wie ein durch die radial innersten Planetenräder (5 oder 6) bestimmter Planetenlagerungsdurchmesser liegt und/oder ein Druckwinkel von ca. 40° bis ca. 50°, etwa ca. 45° vorliegt.