DE102017220901A1

DE102017220901A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102017220901A1
Application number: DE102017220901.1A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Hoffmann; Julian Lüftl; Manfred Mader
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-05-23

Abstract

Es wird ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz mit einem Sonnenrad (1) und einem Hohlrad (2) sowie einem Planetenradträger (3) zur Lagerung mehrerer Planetenräder (4) vorgeschlagen, wobei zum Schmieren und Kühlen der Planetenradlagerung und -verzahnung zumindest ein Ölleitelement (10) zum Führen des Ölstromes im Bereich einer Ölübergabe (7) zwischen dem Ölversorgungsstrom und einer Ölversorgungsbohrung (8) eines das jeweilige Planetenrad (4) lagernden Planetenzapfens (9) vorgesehen ist, und vorbei im Bereich der Ölübergabe (7) zumindest eine Ausnehmung (11) zum abschnittweisen Aufnehmen des Ölleitelements (10) zur berührungsfreien Abdichtung der Ölübergabe (7) vorgesehen ist

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2013 215 882 A1 und DE 10 2013 220 225 B3 sind Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz bekannt, der mindestens einen Planetenradträger mit umfangsverteilt angeordneten Planetenradbolzen umfasst, auf denen jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist. In bekannter Weise stehen die Planetenräder radial innen mit einem Sonnenrad und radial außen mit einem Hohlrad in Eingriff. Zum ausreichenden Schmieren und Kühlen der Planetenlagerung und der Planetenverzahnung weist jeder Planetenradbolzen eine Axialbohrung auf, durch die der Ölversorgungsstrom für die Planetenlagerung und Planetenverzahnung strömt. Der Ölversorgungsstrom wird aus dem Inneren einer Antriebswelle von radial innen über mehrere Querbohrungen nach radial außen zu den umfangsverteilt angeordneten Axialbohrungen jedes Planetenradzapfens bzw. Planetenradbolzens geführt.
Um die Ölübergabe zwischen den Querbohrungen und der jeweiligen Axialbohrung der Planetenzapfen bei den bekannten Planetengetrieben ausreichend abzudichten, sodass eine ausreichende Ölversorgung sichergestellt ist, wird ein konstruktiv aufwendig gestaltetes Ölleitelement vorgesehen, wobei zudem verschleißbehaftete Dichtringe, Spaltdichtung oder dergleichen notwendig sind. Hierdurch wird nicht nur der Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, sondern es ergeben sich auch höhere Fertigungskosten. Ferner sind in nachteiliger Weise hohe Fertigungstoleranzen zwingend erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Planetengetriebe der eingangs beschriebenen Gattung derart zu verbessern, dass eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ölversorgung realisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Somit wird ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz mit einem Sonnenrad und einem Hohlrad sowie einem Planetenradträger zur Lagerung mehrerer Planetenräder vorgeschlagen, wobei zum Schmieren und Kühlen der Planetenlagerung und Planetenverzahnung zumindest ein Ölleitblech zum Führen des Ölstromes im Bereich einer Ölübergabe zwischen dem Ölversorgungsstrom und einer Ölversorgungsbohrung eines das jeweilige Planetenrad lagernden Planetenbolzens vorgesehen ist. Um eine berührungsfreie und somit verschleißfreie Ölübergabe zu realisieren, ist im Bereich der Ölübergabe zumindest eine Ausnehmung zum abschnittsweisen Aufnehmen des Ölleitelements zur berührungsfreien Abdichtung der Ölübergabe vorgesehen.
Durch die zum Beispiel axialseitig an dem Hohlrad vorgesehene Ausnehmung wird das Ölleitelement derart angeordnet, dass der Ölversorgungsstrom verlustfrei in das Innere der umfangsverteilt angeordneten Planetenradbolzen quasi zwangsgeführt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass zumindest ein Großteil des bereitgestellten Ölstromes in die jeweilige Ölversorgungsbohrung der Planetenbolzen geführt wird und somit eine ausreichende Menge an Öl zur Schmierung und Kühlung der Lagerung und Verzahnung der Planetenräder zur Verfügung steht.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung wird als Ölleitelement ein zum Beispiel aus Blech oder auch aus anderem Material gefertigtes umlaufendes Bauteil realisiert, welches konstruktiv einfach aus einem zum Beispiel scheibenförmigen Befestigungsabschnitt und einem umlaufenden Abwinklungsabschnitt besteht. Der Abwinklungsabschnitt ist zumindest abschnittsweise in der Ausnehmung derart angeordnet, dass eine berührungsfreie abgedichtete Ölübergabe realisiert wird. Durch die Verwendung einer berührungsfreien Ölübergabe sind im Gegensatz zu bekannten Ausführungen keine verschleißbehafteten Dichtelemente erforderlich, um die ausreichende Ölversorgung sicherzustellen. Ferner ergeben sich durch die konstruktiv einfach gestaltete Ausführung des Ölleitelements besonders geringe Herstellungskosten.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische, geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes mit einer berührungslosen Ölübergabe;
2 eine vergrößerte Detailansicht gemäß 1; und
3 eine schematische, dreidimensionale Einzelteilansicht eines Ölleitelementes des erfindungsgemäßen Planetengetriebes.

In 1 ist beispielhaft ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz mit einem Sonnenrad 1 und einem Hohlrad 2 sowie einem Planetenradträger 3 zur Lagerung mehrerer Planetenräder 4 exemplarisch dargestellt. Aus dem Inneren einer Antriebswelle 5 des Planetengetriebes wird ein durch entsprechende Pfeile angedeuteter Versorgungsstrom bereitgestellt, der von radial innen über ein Kegelrollenlager 6 zum Lagern des Hohlrades 2 auf der Antriebswelle 5 nach radial außen über eine Ölübergabe 7 in eine Ölversorgungsbohrung 8 eines das jeweilige Planetenrad 4 lagernden Planetenradbolzens 9 geführt wird. Die Förderwirkung des Ölstromes wird durch das Kegelrollenlager 6 und die wirkende Zentrifugalkraft unterstützt.
Der in der Ölversorgungsbohrung 8 jedes Planetenradbolzens 9 bereitgestellte Ölversorgungsstrom dient zum Schmieren und Kühlen der Planetenradlagerung und der Planetenradverzahnung. Zum Führen des Ölstromes im Bereich der Ölübergabe 7 ist ein rotationssymmetrisches bzw. umlaufendes Ölleitelement 10 vorgesehen. Um eine berührungsfreie Abdichtung der Ölübergabe 7 zu schaffen, ist im Bereich der Ölübergabe 7 eine Ausnehmung 11 zum abschnittsweisen Aufnehmen des Ölleitelements 10 vorgesehen. Die Ausnehmung 11 ist im Bereich der Ölübergabe 7 an dem Hohlrad 2 vorgesehen.
Das aus der Antriebswelle 5 von radial innen nach radial außen geförderte Öl tritt durch einem Auslass 12 in die Ölübergabe 7 an dem Hohlrad 2 aus, wobei ein axial gerichteter umlaufender Rücksprung als Ausnehmung 11 an dem Hohlrad zwischen einer Abrisskante 13 des Hohlrades 2 und dem Ölleitelement 10 vorgesehen ist.
Wie beispielsweise aus den 2 und 3 ersichtlich ist, weist das Ölleitelement 10 einen scheibenförmigen Befestigungsabschnitt 14 auf, an dem ein umlaufende Abwinklungsabschnitt 15 angefordert ist. Der scheibenförmige Befestigungsabschnitt ist an dem Planetenradträger 3 beispielsweise über Verschraubungen axialseitig befestigt. Der umlaufende Abwinklungsabschnitt 15 ist zumindest bereichsweise in der umlaufenden Ausnehmung 11 bzw. in dem axial ausgerichteten Rücksprung angeordnet, sodass eine berührungsfreie abgedichtete Übergabe 7 vorgesehen ist.
Der Befestigungsabschnitt 14 des Ölleitelements 10 wird im durch einen radial verlaufenden Bereich gebildet, wobei der Abwinklungsabschnitt 15 durch einen im Wesentlichen axial verlaufenden Bereich und durch einen sich anschließenden radial verlaufenden Bereich gebildet wird. Im Wesentlichen bedeutet hierbei, dass durch den quasi schräg verlaufenden Bereich auch eine radiale Komponente im Verlauf vorgesehen ist.
Wie insbesondere aus 2 im Detail ersichtlich ist, schließt sich der axial verlaufende Bereich des Abwinklungsabschnittes 15 über einen ersten Radius R1 an den radial verlaufenden Bereich des Befestigungsabschnittes 14 an. Der radial verlaufende Bereich des Abwinklungsabschnittes 15 schließt sich über einen zweiten Radius R2 an den axial verlaufenen Bereich des Abwinklungsabschnittes 15 an. Hierbei ist vorgesehen, dass der erste Radius R1 und der zweite Radius R2 entgegengesetzte Krümmungsrichtungen aufweisen.
Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe Öl zur Schmierung bzw. Druckschmierung und zur Kühlung des Planetentriebs, insbesondere der Planetenräder 4 aus dem Inneren der Antriebswelle 5 durch die Förderwirkung des Kegelrollenlagers 6 sowie durch die Zentrifugalkraft nach außen gefördert. Der Auslass 12 an dem Hohlrad 2 ist derart gestaltet, dass die Ausnehmung 11 als Rücksprung zwischen der Abrisskante 13 des Hohlrades 2 und dem Ölleitelement 10 entsteht. Dadurch, dass der radiale Bereich des Abwinklungsabschnittes 15 des Ölleitelements 10 bezogen auf die Abrisskante 13 axial zurückversetzt ist, wird der Ölversorgungsstrom über den schrägen bzw. im Wesentlichen axial verlaufenden Bereich des Abwinklungsabschnittes 15 direkt in jeweilige Ölversorgungsbohrung 8 der Planetenräder 4 geführt. Dadurch wird sichergestellt, dass eine ausreichende Menge an Schmier- und Kühlmittel in die Ölversorgungsbohrung bzw. in eine Axialbohrung 8 des jeweiligen Planetenbolzens bzw. Planetenzapfens 9 gelangt und zur Schmierung bzw. Kühlung der Lagerung bzw. Verzahnung zur Verfügung steht. Durch die berührungsfreie Gestaltung der Dichtstelle bzw. der Ölübergabe 7 ist das System verschleißfrei sowie verlustarm. Zudem lässt sich das Ölleitelement 10 besonders einfach montieren, da das Ölleitblech 10 nur an dem Planetenradträger 3 befestigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Sonnenrad
2: Hohlrad
3: Planetenradträger
4: Planetenrad
5: Antriebswelle
6: Kegelrollenlager
7: Ölübergabe
8: Ölversorgungsbohrung
9: Planetenradbolzen
10: Ölleitelement
11: Ausnehmung bzw. axiale Rücksprung
12: Auslass
13: Abrisskante
14: Befestigungsabschnitt
15: Abwinklungsabschnitt
R1: erster Radius
R2: zweiter Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013215882 A1 [0002]
DE 102013220225 B3 [0002]

Claims

Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz mit einem Sonnenrad (1) und einem Hohlrad (2) sowie einem Planetenradträger (3) zur Lagerung mehrerer Planetenräder (4), wobei zum Schmieren und Kühlen der Planetenradlagerung und - verzahnung zumindest ein Ölleitelement (10) zum Führen des Ölstromes im Bereich einer Ölübergabe (7) zwischen dem Ölversorgungsstrom und einer Ölversorgungsbohrung (8) eines das jeweilige Planetenrad (4) lagernden Planetenzapfens (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ölübergabe (7) zumindest eine Ausnehmung (11) zum abschnittweisen Aufnehmen des Ölleitelements (10) zur berührungsfreien Abdichtung der Ölübergabe (7) vorgesehen ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (11) im Bereich der Ölübergabe (7) axialseitig an dem Hohlrad (2) vorgesehen ist.
Planetengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einer Antriebswelle (5) von radial innen nach radial außen geförderte Ölversorgungsstrom aus einem Auslass (12) in die Ölübergabe (7) an dem Hohlrad (2) austritt, wobei ein axial gerichteter umlaufender Rücksprung als Ausnehmung (11) zwischen einer Abrisskante (13) des Hohlrades (2) und dem Ölleitelement (10) vorgesehen ist.
Planetengetriebes nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölleitelement (10) einen scheibenförmigen Befestigungsabschnitt (14) aufweist, an dem ein umlaufender Abwinklungsabschnitt (15) angeformt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Befestigungsabschnitt (14) an dem Planetenradträger (3) axialseitig befestigt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Abwinklungsabschnitt (15) zumindest bereichsweise in der umlaufenden Ausnehmung (11) angeordnet ist, sodass eine berührungsfreie abgedichtete Ölübergabe (7) vorgesehen ist.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (14) des Ölleitelements (10) durch einen radial verlaufenden Bereich gebildet ist, und dass der Abwinklungsabschnitt (15) durch einen im Wesentlichen axial verlaufenen Bereich und durch einen radial verlaufenden Bereich gebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der axial verlaufende Bereich des Abwinklungsabschnittes (15) über einen ersten Radius (R1) an den radial verlaufenden Bereich des Befestigungsabschnittes (14) anschließt, und dass sich der radial verlaufende Bereich des Abwinklungsabschnittes (15) über einen zweiten Radius (R2) an den axial verlaufenen Bereich des Abwinklungsabschnittes (15) anschließt.
Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Radius (R1) und der zweite Radius (R2) entgegengesetzte Krümmungsrichtungen aufweisen.