DE102017112341A1

DE102017112341A1 - Planetengetriebe mit Planetenträger für eine kombinierte Planetengetriebe- und Stirnrad-Differenzialstufe sowie Antriebsachse

Info

Publication number: DE102017112341A1
Application number: DE102017112341.5A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wenisch; Ralph Schimpf; Jochen Loeffelmann; Hannes Suhr; Marián Cintula; Martin Antálek
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) mit einem Planetenträger (2) sowie mehreren an dem Planetenträger (2) über Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) gelagerten und zu drei unterschiedlichen Planetensätzen gehörenden Planetenrädern (4, 5, 6), wobei der Planetenträger (2) drei in einer axialen Richtung des Planetengetriebes (1) beabstandete Wandbereiche (7, 8, 9) aufweist, und wobei zwischen einem ersten Seitenwandbereich (7) und einem Zwischenwandbereich (9) die Planetenräder (4, 5) eines ersten sowie eines zweiten Planetensatzes und zwischen dem Zwischenwandbereich (9) und einem zweiten Seitenwandbereich (8) die Planetenräder (6) eines dritten Planetensatzes angeordnet sind, wobei pro Planetenrad (4, 5, 6) jedes Planetensatzes je ein eigener Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) vorgesehen ist, der in den beiden Seitenwandbereichen (7, 8) befestigt ist und den Zwischenwandbereich (9) durchdringt. Auch betrifft die Erfindung eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug mit diesem Planetengetriebe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger sowie mehreren an dem Planetenträger über Planetenbolzen gelagerten und zu drei unterschiedlichen Planetensätzen gehörenden Planetenrädern, wobei der Planetenträger drei in einer axialen Richtung des Planetengetriebes (zueinander) beabstandete Wandbereiche aufweist, und wobei zwischen einem ersten Seitenwandbereich und einem Zwischenwandbereich die Planetenräder eines ersten sowie eines zweiten Planetensatzes und zwischen dem Zwischenwandbereich und einem zweiten Seitenwandbereich (der auf einer dem ersten Seitenwandbereich axial abgewandten Seite des Zwischenwandbereiches angeordnet ist) die Planetenräder eines dritten Planetensatzes angeordnet sind. Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw, einen Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einem Elektromotor sowie einem mit diesem Elektromotor gekoppelten Planetengetriebe.
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist beispielhaft aus der EP 2 565 495 B1 bekannt. Hierin ist eine Getriebevorrichtung mit Stützbolzen für ein Fahrzeug offenbart.
Aus den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen, insbesondere wenn der Planetenträger aus mehreren Blechbauteilen zusammengesetzt ist, hat es sich als Nachteil herausgestellt, dass der fertig zusammengesetzte Planetenträger unter Umständen eine nicht ausreichend hohe Verwindungssteifigkeit aufweist. Dies führt wiederum zu einer hohen Belastung der die einzelnen Wandbereiche miteinander koppelnden Planetenbolzen. Eine Überbeanspruchung des Planetenträgers ist die Folge.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und ein Planetengetriebe zur Verfügung zu stellen, dessen Planetenträger hinsichtlich seiner Verwindungssteifigkeit weiter verbessert ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass pro Planetenrad jedes Planetensatzes je ein eigener Planetenbolzen vorgesehen ist, der in den beiden Seitenwandbereichen befestigt ist und den Zwischenwandbereich durchdringt. Man könnte also auch sagen, dass bei der Erfindung ein bisher üblicher Differentialbolzen auch durch den Planetengetriebeabschnitt mit seinen Wandungen hindurchgeht und auch die Funktion eines Planetenbolzens, zumindest abschnittsweise, übernimmt.
Dadurch wird die Anzahl der Planetenbolzen und somit wiederum die Anzahl an Befestigungspunkten, über die die Wandbereiche miteinander verbunden sind erhöht. Als Folge daraus wird die Verwindungssteifigkeit des gesamten Planetenträgers deutlich verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es auch von Vorteil, wenn die Planetenbolzen (jedes Planetensatzes) einen Lagerungsabschnitt aufweisen, auf dem das jeweilige Planetenrad drehbar gelagert ist. Der Lagerungsabschnitt weist bevorzugt eine ein Gleit- oder Wälzlager ausbildende Lagerstelle auf.
Wenn die Planetenbolzen neben dem Lagerungsabschnitt einen Versteifungsabschnitt aufweisen, der in Längsrichtung des jeweiligen Planetenbolzens an den Lagerungsabschnitt anschließt, sind die Planetenbolzen besonders robust ausgeführt und der Planetenträger ist besonders verwindungssteif.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn die Planetenbolzen in ihrem Versteifungsabschnitt eine andere Oberflächenbeschaffenheit, vorzugsweise eine andere Oberflächenrauheit, aufweisen als in ihrem Lagerungsabschnitt. Dies bedeutet, dass sich die jeweiligen Außenumfangsflächen des Versteifungsabschnittes sowie des Lagerungsabschnittes hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit unterscheiden. Dadurch wird der Herstellaufwand der Planetenbolzen weiter reduziert, da lediglich der Lagerungsabschnitt mit der gewünschten Oberflächenrauheit versehen werden braucht.
Die Erhöhung der Verwindungssteifigkeit ist insbesondere für den Fall bevorzugt, bei dem die Wandbereiche jeweils aus einem integralen (Metall-/Blech-) Bauteil, vorzugsweise einem Stahlblechbauteil, gebildet sind. Die Wandbereiche sind daher jeweils aus einem Blechmaterial ausgeformt. Als Blechmaterial ist bevorzugt ein Metallblech, wie ein Stahlblech, verwendet. Die Wandbereiche sind zudem vorteilhafterweise (zumindest teilweise) miteinander stoffschlüssig verbunden, etwa verschweißt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Zwischenwandbereich an dem zweiten Seitenwandbereich angeschweißt ist. Der erste Seitenwandbereich kann ebenfalls entweder an dem zweiten Seitenwandbereich oder dem Zwischenwandbereich mittels einer stoffschlüssigen Verbindung angebracht, etwa angeschweißt, sein. Weiter bevorzugt ist es jedoch, wenn der erste Seitenwandbereich über die Planetenbolzen mit dem Zwischenwandbereich sowie dem zweiten Seitenwandbereich fest verbunden ist. Hierfür sind die Planetenbolzen ganz besonders bevorzugt in dem ersten und/oder zweiten Seitenwandbereich kraft- und/oder formschlüssig verankert / verstemmt.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn mehrere, den Planetenrädern des ersten Planetensatzes zugeordnete, erste Planetenbolzen geometrisch und/oder stofflich unterschiedlich zu mehreren, den Planetenrädern des zweiten Planetensatzes zugeordneten, zweiten Planetenbolzen und/oder zu mehreren, den Planetenrädern des dritten Planetensatzes zugeordneten, dritten Planetenbolzen ausgebildet sind. Dadurch lassen sich die Planetenbolzen individuell auf die abzustützenden Lagerkräfte der unterschiedlichen Planetenräder einstellen.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die ersten Planetenbolzen einen anderen, vorzugsweise einen kleineren, Außendurchmesser aufweisen als die zweiten Planetenbolzen und/oder die dritten Planetenbolzen. Diesbezüglich ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die ersten Planetenbolzen in ihrem Lagerungsabschnitt einen anderen (kleineren) Außendurchmesser aufweisen als die zweiten Planetenbolzen und/oder die dritten Planetenbolzen in ihrem Lagerungsabschnitt. Dadurch wird der Planetenträger im Gewicht weiter reduziert. Natürlich können die Außendurchmesser auch gleich gehalten werden.
Weisen die ersten Planetenbolzen und/oder die zweiten Planetenbolzen einen über die Länge hinweg gleichbleibenden Außendurchmesser auf, d.h. weisen sie im Lagerungsabschnitt sowie im Versteifungsabschnitt den gleichen Außendurchmesser auf, sind diese besonders kostengünstig herstellbar, etwa unter Nutzung spangebender Herstellverfahren.
Hinsichtlich der dritten Planetenbolzen ist es zudem vorteilhaft, wenn diese gestuft ausgebildet sind. In diesem Zusammenhang ist es weiter bevorzugt, wenn die dritten Planetenbolzen in ihrem Lagerungsabschnitt einen größeren Außendurchmesser aufweisen als in ihrem Versteifungsabschnitt. Dadurch sind die dritten Planetenbolzen weiter gewichtsoptimiert. Besonders von Vorteil ist es, wenn zwei Stufen vorhanden sind, eine nahe eines distalen Endes und eine zum Zentrum versetzt.
Von Vorteil ist es auch, wenn jeder Planetenbolzen der drei verschiedenen Planetensätze einen eine Lagerstelle zwischen dem jeweiligen Planetenbolzen und dessen Planetenrad mit Schmiermittel versorgenden Schmiermittelkanal aufweist, wobei die Schmiermittelkanäle aller Planetenbolzen jedes Planetensatzes zu einer gemeinsamen axialen Seite des Planetenträgers (zur Umgebung) hin geöffnet sind / hin austreten. Dadurch wird die Schmiermittelversorgung weiter vereinfacht.
Demzufolge weisen die Schmiermittelkanäle der ersten und/oder zweiten Planetenbolzen im Vergleich zu den Schmiermittelkanälen der dritten Planetenbolzen in axialer Richtung unterschiedliche Längen auf. Die Schmiermittelkanäle der dritten Planetenbolzen sind in axialer Richtung länger als die Schmiermittelkanäle der zweiten und/oder ersten Planetenbolzen ausgebildet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsachse, die vorzugsweise als eine elektrische Antriebsachse / E-Achse ausgebildet ist, für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor sowie einem mit diesem Elektromotor gekoppelten erfindungsgemäßen Planetengetriebe nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen. Diesbezüglich ist es weiter bevorzugt, wenn ein Rotor des Elektromotors mit einem Drehbestandteil des Planetengetriebes, etwa einem Sonnenrad oder dem Planetenträger, drehgekoppelt ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein Blech-Planetenträger für eine kombinierte Planetengetriebe- und Stirnrad-Differenzialstufe (Planetengetriebe) vorgesehen. Der Blech-Planetenträger bildet eine Einheit, die aus den beiden Seitenplatten (erster und zweiter Seitenwandbereich), einer Zwischenplatte (Zwischenwandbereich) und drei Sätzen Planetenbolzen gebildet ist. Jeder Satz Planetenräder hat einen eigenen Satz Planetenbolzen. Zwei der Planetenräder sind gemeinsam an einer Seite der Zwischenplatte zwischen einer der beiden Seitenplatten und der Zwischenplatte angeordnet. Der dritte Satz Planetenräder ist für sich alleine auf der anderen Seite der Zwischenplatte zwischen der anderen der beiden Seitenplatten und der Zwischenplatte angeordnet. Alle Planetenbolzen sitzen links- und rechtsseitig in den Seitenplatten und erstrecken sich durch die Zwischenplatte hindurch. Dadurch ergibt sich, dass zwei Sätze Planetenbolzen auf einer Seite der Zwischenplatte zwischen der Seitenplatte und der Zwischenplatte nicht belegt sind.
Zur Klarstellung sei erläutert, dass die Versteifungsenden der Plantenradbolzen bei denen die Lagerung auf der linken Seite vorhanden ist, die diesbezüglichen Versteifungsteile / Versteifungsabschnitte rechts der Zwischenplatte vorhanden sind. Bei den Planetenrädern rechts der Zwischenplatte, liegt der jeweilige Versteifungsabschnitt dieser Bolzen auf der entgegengesetzten, d.h. linken Seite. Dies ist auch besonders gut in Längsschnittdarstellungen zu erkennen.
Nachfolgend wird die Erfindung nun anhand mehrerer Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von einer Rückseite, zu der ein erster Seitenwandbereich eines Planetenträgers samt mehrerer in ihm befestigter Planetenbolzen erkennbar ist,
2 eine perspektivische Darstellung des Planetengetriebes nach 1 von seiner Vorderseite, zu der ein fest mit einem zweiten Seitenwandbereich des Planetenträgers verbundenes Antriebszahnrad zu erkennen ist,
3 eine Längsschnittdarstellung des Planetengetriebes nach den 1 und 2, wobei die Schnittebene so gelegt ist, dass ein (dritter) Planetenbolzen eines dritten Planetensatzes geschnitten dargestellt ist, und
4 eine Längsschnittdarstellung des Planetengetriebes der 1 bis 3, wobei die Schnittebene nun derart gewählt ist, dass ein (erster) Planetenbolzen eines ersten Planetensatzes geschnitten dargestellt ist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hinsichtlich seines Aufbaus zu erkennen. Das Planetengetriebe 1 weist auf typische Weise einen Planetenträger 2 auf, an dem mehrere Planetenbolzen 3; 3a, 3b, 3c vorgesehen sind. Die Planetenbolzen 3 lagern mehrere Planetenräder 4, 5, 6 drehbar. Die Planetenräder 4, 5, 6 sind mehreren Planetensätzen zugeordnet.
Wie in 2 gut zu erkennen, ist ein Antriebszahnrad 19 in Form eines innenverzahnten Hohlrades drehfest mit dem Planetenträger 2 verbunden. Das Antriebszahnrad 19 dient etwa als Kopplung mit einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Antriebsachse. Insbesondere ist das Planetengetriebe 1 somit im Betrieb bevorzugt Bestandteil der Antriebsachse. Die Antriebsachse an sich ist als eine elektrische Antriebsachse / E-Achse ausgeführt und weist neben dem Planetengetriebe 1 einen Elektromotor auf. Der Elektromotor ist mit seinem Rotor drehfest mit einem Drehbestandteil, hier dem Planetenträger 2, drehgekoppelt.
Der nähere Aufbau des Planetenträgers 2 ist besonders gut in den 3 und 4 erkennbar. Neben dem Antriebszahnrad 19 weist der Planetenträger 2 drei Blechbauteile 20a bis 20c auf. Ein erstes Blechbauteil 20a ist zu einer ersten axialen Seite 17 (in Bezug auf eine Drehachse 16 des Planetengetriebes 1) des Planetenträgers 2 hin angeordnet. Das erste Blechbauteil 20a weist im Wesentlichen einen plattenförmigen / scheibenförmigen Grundkörper auf, der einen ersten Seitenwandbereich 7 des Planetenträgers 2 ausbildet. Das erste Blechbauteil 20a weist eine zentrale Durchgangsöffnung auf, die mittels eines ringförmig sich erstreckenden Napfbereiches 22 eingegrenzt ist / umschlossen ist. Der Napfbereich 22 erstreckt sich von dem ersten Seitenwandbereich 7 aus zu der ersten axialen Seite 17 des Planetenträgers 2 hin weg.
In Richtung einer der ersten axialen Seite 17 entgegengesetzten zweiten axialen Seite 18 ist, zumindest teilweise in Umfangsrichtung beabstandet, zu dem ersten Blechbauteil 20a ein zweites Blechbauteil 20b angeordnet. Das zweite Blechbauteil 20b ist mit dem ersten Blechbauteil 20a fest verbunden. Das zweite Blechbauteil 20b bildet einen Zwischenwandbereich 9 aus, der axial beabstandet zu dem ersten Seitenwandbereich 7 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich axial zwischen dem ersten Seitenwandbereich 7 und dem Zwischenwandbereich 9 ein erster Aufnahmeraum 23, in dem in diesem Ausführungsbeispiel erste Planetenräder 4 sowie zweite Planetenräder 5 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die ersten Planetenräder 4 sind Planetenräder, die einem ersten Planetensatz zugeordnet sind bzw. diesen ausbilden. Die zweiten Planetenräder 5 sind Planetenräder, die einem zweiten Planetensatz zugeordnet sind bzw. diesen ausbilden. Die ersten und zweiten Planetenräder 4 und 5 unterscheiden sich somit geometrisch. In 3 sowie auch in 4 ist zu erkennen, dass sich insbesondere die ersten und zweiten Planetenräder 4 und 5 hinsichtlich ihrer Breite (axialen Erstreckung) voneinander unterscheiden.
In Verbindung mit 3 ist gut zu erkennen, dass das zweite Blechbauteil 20b im Wesentlichen topfförmig ausgestaltet ist. An den durch das zweite Blechbauteil 20b ausgebildeten, sich radial erstreckenden, plattenartigen / scheibenartigen Zwischenwandbereich 9 schließt einerseits in radialer Richtung nach außen ein Außenwandbereich 24 sowie in radialer Richtung nach innen ein Innenwandbereich 25 an. Der Außenwandbereich 24 sowie der Innenwandbereich 25 erstrecken sich in axialer Richtung, d.h. entlang der Drehachse 16 gesehen, zu einer gemeinsamen axialen Seite von dem Zwischenwandbereich 9 weg. Der Innenwandbereich 25 bildet wiederum einen Napfbereich aus, der eine zentrale Durchgangsöffnung des zweiten Blechbauteils 20 bildet.
Ein drittes Blechbauteil 20c ist mit dem zweiten Blechbauteil 20b fest verbunden. Das dritte Blechbauteil 20c ist platten- / scheibenartig ausgebildet. Das dritte Blechbauteil 20c bildet einen zweiten Seitenwandbereich 8 des Planetenträgers 2 aus, der axial zu dem Zwischenwandbereich 9 beabstandet ist. In axialer Richtung zwischen dem Zwischenwandbereich 9 und dem zweiten Seitenwandbereich 8 ist somit ein zweiter Aufnahmeraum 28 ausgebildet, in dem mehrere dritte Planetenräder 6 angeordnet sind. Die dritten Planetenräder 6 sind jene Planetenräder, die einem dritten Planetenradsatz angehören bzw. diesen ausbilden. Das dritte Blechbauteil 20c weist zudem eine Durchgangsöffnung auf, die entlang der Drehachse 16 verläuft. Zu der zweiten axialen Seite 18 hin schließt ein Antriebszahnrad 19 an das dritte Blechbauteil 20c an und ist mit diesem drehfest verbunden. Zu der ersten axialen Seite 17 hin liegt der Außenwandbereich 24 des zweiten Blechbauteils 20b an dem dritten Blechbauteil 20c an. Der Außenwandbereich 24 ist mit einem axialen Ende an dem dritten Blechbauteil 20c angeschweißt. Des Weiteren weist der Außenwandbereich 24 je drittem Planetenrad 6 eine Aussparung 27 auf, durch die das jeweilige dritte Planetenrad 6 in radialer Richtung nach außen hinaus ragt.
Wie in den 1 und 2 zu erkennen, unterscheiden sich die dritten Planetenräder 6 von den ersten und zweiten Planetenrädern 4 und 5 dahingehend, dass sie eine Schrägverzahnung und eine höhere Zähnezahl aufweisen. Die ersten und zweiten Planetenräder 4, 5 unterscheiden sich in ihre axialen Erstreckung / Breite.
Erfindungsgemäß, wie in 1 zu erkennen, ist pro Planetenrad 4, 5, 6 jedes Planetensatzes ein eigner Planetenbolzen 3a, 3b, 3c vorgesehen. Jeder Planetenbolzen 3a, 3b, 3c durchdringt den Zwischenwandbereich 9 und ist mit jeweils einem Endbereich in dem jeweiligen Seitenwandbereich 7 und 8 verankert / befestigt. Somit ist jedem Planetenrad 4, 5, 6 ein eigener Planetenbolzen 3a, 3b, 3c zugeordnet. Die ersten Planetenräder 4 sind mittels mehrerer erster Planetenbolzen 3a drehbar an dem Planetenträger 2 gelagert. Die zweiten Planetenräder 5 sind mittels mehrerer zweiter Planetenbolzen 3b an dem Planetenträger 2 drehbar gelagert. Die dritten Planetenräder 6 sind mittels mehrerer dritter Planetenbolzen 3c in dem Planetenträger 2 drehbar gelagert.
Die Blechbauteile 20a, 20b, 20c sind durch die Verankerung der Planetenbolzen 3a, 3b, 3c in den drei Wandbereichen 7, 8, 9 fest miteinander verbunden. Die Planetenbolzen 3a, 3b, 3c sind jeweils bevorzugt in dem ersten Blechbauteil 20a kraft- und/oder formschlüssig befestigt. Als Kraft- und/oder Formschlussverbindung kann eine Verstemmung, Verschraubung oder ein Presssitz verwendet sein. Die Planetenbolzen 3a, 3b, 3c sind jeweils auch seitens des dritten Blechbauteils 20c kraft- und/oder formschlüssig befestigt. Auch für diese Kraft- und/oder Formschlussverbindung kann eine Verstemmung, Verschraubung oder ein Presssitz verwendet sein. Im Bereich des Zwischenwandbereiches 9 ragen die jeweiligen Planetenbolzen 3a, 3b, 3c durch ein Durchgangsloch 29 hindurch. Jeder Planetenbolzen 3a, 3b, 3c bildet mit dem Durchgangsloch 29 bevorzugt einen Presssitz aus. Es sind prinzipiell auch weitere Verbindungsarten der Planetenbolzen 3a, 3b, 3c in dem jeweiligen Wandbereich 7, 8, 9 möglich. So sind auch weitere stoffschlüssige Verbindungen, wie Verschweißungen möglich.
Durch diese Befestigung der verschiedenen Planetenbolzen 3a, 3b, 3c mit dem ersten Seitenwandbereich 7 und dem zweiten Seitenwandbereich 8 wird insbesondere das erste Blechbauteil 20a an dem dritten Blechbauteils 20c und somit auch indirekt an dem zweiten Blechbauteil 20b befestigt / festgelegt.
Aufgrund des Vorsehens der einzelnen Planetenräder 4, 5, 6 der verschiedenen Planetensätze mit eigenen Planetenbolzen 3a, 3b, 3c, weist jeder Planetenbolzen 3a, 3b, 3c in einem ersten axialen Längsbereich einen Lagerungsabschnitt 13 auf, der das jeweilige Planetenrad 4, 5, 6 drehbar lagert. Axial im Anschluss an den Lagerungsabschnitt 13, in einem zweiten axialen Längsbereich, schließt ein Versteifungsabschnitt 14 des Planetenbolzens 3a, 3b, 3c an. Der Versteifungsabschnitt 14 ist jener Längsbereich des Planetenbolzens 3a, 3b, 3c, der nicht belegt ist und somit keine unmittelbare Lagerungsfunktion für ein Planetenrad 4, 5, 6 erfüllt / umsetzt.
Wie in 3 zu erkennen, ist der Lagerungsabschnitt 13 des dritten Planetenbolzens 3c in dem zweiten Aufnahmeraum 28 angeordnet und der Versteifungsabschnitt 14 des gleichen Planetenbolzens 3c in dem ersten Aufnahmeraum 23 angeordnet. Der Lagerungsabschnitt 13 des ersten Planetenbolzens 3a ist gemäß 4 in dem ersten Aufnahmeraum 23 und der Versteifungsabschnitt 14 des gleichen Planetenbolzens 3a in dem zweiten Aufnahmeraum 28 angeordnet. Auch der Lagerungsabschnitt 13 des zweiten Planetenbolzens 3b ist in dem ersten Aufnahmeraum 23 und der Versteifungsabschnitt 14 des gleichen Planetenbolzens 3b in dem zweiten Aufnahmeraum 28 angeordnet.
Bevorzugt unterscheiden sich die beiden Abschnitte (Lagerungsabschnitt 13 und Versteifungsabschnitt 14) hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, wie ihrer Oberflächenrauheit.
Der Lagerungsabschnitt 13 jedes Planetenbolzens 3a, 3b, 3c ist mittig mit einem in Längsrichtung des Planetenbolzens 3a, 3b, 3c verlaufenden Schmiermittelkanal 10, 11, 12 ausgestattet. Jeder Schmiermittelkanal 10, 11, 12 umfasst eine Sacklochbohrung 26, wobei diese Sachlockbohrung 26 auch als eine andere Art von Loch oder Bohrung, bspw. eine Durchgangsbohrung, ausgebildet sein kann. Mit der Sacklochbohrung 26 sind zentral im Lagerungsabschnitt 13 mehrere in radialer Richtung den jeweiligen Planetenbolzen 3a, 3b, 3c durchdringende Querkanäle 21, die in Form von Durchgangsbohrungen ausgestaltet sind, angeordnet. Auch die Querkanäle 21 bilden einen Teil des jeweiligen Schmiermittelkanals 10, 11, 12 aus. Durch den jeweiligen Schmiermittelkanal 10, 11, 12 ist eine Lagerstelle 15 zwischen dem Planetenbolzen 3a, 3b, 3c und dem auf diesem gelagerten Planetenrad 4, 5, 6 mit Schmiermittel versorgt. Die Lagerstelle 15 bildet einen Bereich des Lagerungsabschnittes 13 aus.
In 3, exemplarisch für die Planetenbolzen 3a, 3b 3c und deren Planetenräder 4, 5, 6 in Form des dritten Planetenbolzens 3c sowie des dritten Planetenrades 6 veranschaulicht, ist ein solcher (dritter) Schmiermittelkanal 12 veranschaulicht. In 4 ist ein solcher (erster) Schmiermittelkanal 10 für den ersten Planetenbolzen 3a sowie dessen erstes Planetenrad 4 veranschaulicht. Auch der zweite Planetenbolzen 3b, wie in 1 wiederum ableitbar, weist einen solchen (zweiten) Schmiermittelkanal 11 auf, wobei dieser in seiner Ausformung dem ersten Schmiermittelkanal 10 entspricht. Die Schmiermittelkanäle 10, 11, 12 aller Planetenbolzen 3a, 3b 3c sind zu der gleichen axialen Seite des Planetenträgers 2, nämlich zu der ersten axialen Seite 17, zur Umgebung des Planetenträgers 2 hin geöffnet. Insbesondere sind die Sacklochbohrungen 26 jeweils von der ersten axialen Seite 17 her eingebracht. Demnach weisen die dritten Schmiermittelkanäle 12 eine größere axiale Länge auf als die ersten Schmiermittelkanäle 10 (insbesondere hinsichtlich ihrer Sacklochbohrungen 26).
Des Weiteren ist erkennbar, dass die ersten Planetenbolzen 3a unterschiedlich zu den dritten Planetenbolzen 3c ausgebildet sind. Die zweiten Planetenbolzen 3b sind bevorzugt wiederum gleich wie die ersten Planetenbolzen 3a ausgestaltet, können jedoch prinzipiell auch unterschiedlich zu den ersten Planetenbolzen 3a ausgebildet sein. Bei der unterschiedlichen Ausbildung ist insbesondere die geometrische sowie stoffliche Ausbildung gemeint.
Beim Vergleich der 3 und 4 ist zu erkennen, dass der erste Planetenbolzen 3a einen kleineren Außendurchmesser (Durchmesser einer Außenumfangsfläche) aufweist als der dritte Planetenbolzen 3c. Des Weiteren weist der erste Planetenbolzen 3a einen über die gesamte Länge hin gleichbleibenden Außendurchmesser auf. Der erste Planetenbolzen 3a weist daher sowohl in seinem Lagerungsabschnitt 13 als auch in seinem Versteifungsabschnitt 14 den gleichen Außendurchmesser auf. Hinsichtlich dieses Merkmals ist der dritte Planetenbolzen 3c unterschiedlich ausgeführt. Der dritte Planetenbolzen 3c weist in seinem Lagerungsabschnitt 13 einen größeren Außendurchmesser auf als in seinem Versteifungsabschnitt 14. Der dritte Planetenbolzen 3c ist somit gestuft ausgeführt. Der dritte Planetenbolzen 3c weist einen ersten Außendurchmesser auf, der sich zwischen dem zweiten Seitenwandbereich 8 und dem Zwischenwandbereich 9 erstreckt und in diesen Wandbereichen 8, 9 verankert ist. Ein zweiter Außendurchmesser, der kleiner als der erste Außendurchmesser ist, erstreckt sich von der ersten axialen Seite 17 des Zwischenwandbereiches 9 bis zu dem ersten Seitenwandbereich 7 hin.
Außerdem ist in den 3 und 4 zu erkennen, dass zur Lagerung des dritten Planetenrades 6 auf den dritten Planetenbolzen 3c ein Wälzlager in Form eines Doppelrollenlagers (als Lagerstelle 15) verwendet ist, wohingegen die ersten und zweiten Planetenräder 4, 5 vorzugsweise über eine Gleitlagerung (als Lagerstelle 15) auf dem jeweiligen ersten oder zweiten Planetenbolzen 3a, 3b gelagert sind.
In anderen Worten ausgedrückt, sind die Bolzen (Planetenbolzen 3a, 3b, 3c) der einzelnen Stufen Laststufe und Differential so angeordnet, dass die Bolzen 3a, 3b, 3c der beiden Stufen durch das mittlere Blech (zweites Blechbauteil 20b) verlängert werden und so über die gesamte Breite des kombinierten Planetenträgers 2 reichen. Durch neun lange Bolzen 3a, 3b, 3c wird so eine hohe Steifigkeit erreicht. Zusätzlich ist an der linken Stirnseite eine Hohlradanbindung (Antriebszahnrad 19) ausgeführt, die kostengünstig angebracht ist und einen radialen Spielausgleich ermöglicht. Der kombinierte Planetenträger 2 besteht im Wesentlichen aus drei Blechen (20a, 20b, 20c) und neun langen Bolzen (3x3a, 3x3b, 3x3c). Der Planetenträger 2 dient zum Positionieren der Planeten (dritte Planetenräder 3c) einer dritten Planetenradstufe als auch der Ausgleichsräder (zweite Planetenräder 3b) des Stirnrad-Differentials. Das linke und mittlere Blech (erstes und drittes Blechbauteil 20a, 20c) wird an der Kante zwischen dem Seitenwandbereich 8 und dem Außenwandbereich 24 verschweißt. Die langen Bolzen 3a und 3c sind somit an zwei Punkten gelagert und können die rechte Seite des Planetenträgers 2 mit den verschweißten Blechen 20b, 20c bei vergleichbarer Steifigkeit verbinden.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Planetenträger
3: Planetenbolzen
3a: erster Planetenbolzen
3b: zweiter Planetenbolzen
3c: dritter Planetenbolzen
4: erstes Planetenrad
5: zweites Planetenrad
6: drittes Planetenrad
7: erster Seitenwandbereich
8: zweiter Seitenwandbereich
9: Zwischenwandbereich
10: erster Schmiermittelkanal
11: zweiter Schmiermittelkanal
12: dritter Schmiermittelkanal
13: Lagerungsabschnitt
14: Versteifungsabschnitt
15: Lagerstelle
16: Drehachse
17: erste axiale Seite
18: zweite axiale Seite
19: Antriebszahnrad
20a: erstes Blechbauteil
20b: zweites Blechbauteil
20c: drittes Blechbauteil
21: Querkanal
22: Napfbereich
23: erster Aufnahmeraum
24: Außenwandbereich
25: Innenwandbereich
26: Sacklochbohrung
27: Aussparung
28: zweiter Aufnahmeraum
29: Durchgangsloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2565495 B1 [0002]

Claims

Planetengetriebe (1) mit einem Planetenträger (2) sowie mehreren an dem Planetenträger (2) über Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) gelagerten und zu drei unterschiedlichen Planetensätzen gehörenden Planetenrädern (4, 5, 6), wobei der Planetenträger (2) drei in einer axialen Richtung des Planetengetriebes (1) beabstandete Wandbereiche (7, 8, 9) aufweist, und wobei zwischen einem ersten Seitenwandbereich (7) und einem Zwischenwandbereich (9) die Planetenräder (4, 5) eines ersten sowie eines zweiten Planetensatzes und zwischen dem Zwischenwandbereich (9) und einem zweiten Seitenwandbereich (8) die Planetenräder (6) eines dritten Planetensatzes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass pro Planetenrad (4, 5, 6) jedes Planetensatzes je ein eigener Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) vorgesehen ist, der in den beiden Seitenwandbereichen (7, 8) befestigt ist und den Zwischenwandbereich (9) durchdringt.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) einen Lagerungsabschnitt (13) aufweisen, auf dem das jeweilige Planetenrad (4, 5, 6) drehbar gelagert ist.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) einen Versteifungsabschnitt (14) aufweisen, der in Längsrichtung des Planetenbolzens (3a, 3b, 3c) an den Lagerungsabschnitt (13) anschließt.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandbereiche (7, 8, 9) jeweils aus einem integralen Bauteil gebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, den Planetenrädern (4) des ersten Planetensatzes zugeordnete, erste Planetenbolzen (3a) geometrisch und/oder stofflich unterschiedlich zu mehreren, den Planetenrädern (5) des zweiten Planetensatzes zugeordneten, zweiten Planetenbolzen (3b) und/oder zu mehreren, den Planetenrädern (6) des dritten Planetensatzes zugeordneten, dritten Planetenbolzen (3c) ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planetenbolzen (3a) einen anderen Außendurchmesser aufweisen als die zweiten Planetenbolzen (3b) und/oder die dritten Planetenbolzen (3c).
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planetenbolzen (3a) und/oder die zweiten Planetenbolzen (3b) einen über die Länge hinweg gleichbleibenden Außendurchmesser aufweisen.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Planetenbolzen (3c) gestuft ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) der drei verschiedenen Planetensätze einen eine Lagerstelle (15) zwischen dem jeweiligen Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) und dessen Planetenrad (4, 5, 6) mit Schmiermittel versorgenden Schmiermittelkanal (10, 11, 12) aufweist, wobei die Schmiermittelkanäle (10, 11, 12) aller Planetenbolzen (3a, 3b, 3c) jedes Planetensatzes zu einer gemeinsamen axialen Seite (17) des Planetenträgers (2) hin geöffnet sind.
Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor sowie einem mit diesem Elektromotor gekoppelten Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.