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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der Druckschrift
EP 1 488 139 A1 ist ein U-förmiger Öldurchführungsring bekannt. Der Öldurchführungsring dient dazu, Öl von einer gehäusefesten Struktur zu einem drehbar gelagerten Planetenträger überzuleiten. Der Öldurchführungsring ist an dem Planetenträger fixiert und greift in eine Nut der gehäusefesten Struktur ein. Dadurch entsteht ein Hohlraum, der von der gehäusefesten Struktur, dem Öldurchführungsring, einem Lager des Planetenträgers und dem Planetenträger selbst gebildet wird. Dies ist problematisch, wenn der Planetenträger mit seiner Drehachse vertikal eingebaut wird. Das Öl zur Schmierung des Lagers sammelt sich dann in dem Hohlraum und kann nicht abfließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Öldurchführung verfügbar zu machen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Erfindung es ermöglichen, Öl von einer gehäusefesten Struktur zu einem drehbar gelagerten Planetenträger, dessen Drehachse vertikal verläuft, überzuleiten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine gehäusefeste Struktur, ein Lager, einen Planetenträger und einen Öldurchführungsring. Der Planetenträger ist mittels des Lagers drehbar in der gehäusefesten Struktur gelagert. Die gehäusefeste Struktur zeichnet sich dadurch aus, dass sie drehfest, vorzugsweise starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung, in einem Getriebegehäuse fixiert ist. Insbesondere kann es sich bei der gehäusefesten Struktur um das Getriebegehäuse selbst handeln.
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Der Planetenträger ist bevorzugt Teil einer Planetenstufe, die darüber hinaus ein Hohlrad, ein Sonnenrad und mindestens ein Planetenrad umfasst. Das Planetenrad ist drehbar in dem Planetenträger gelagert und kämmt mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad. Eine derartige Planetenstufe findet etwa in Getrieben für Windkraftanlagen oder Seilbahnen Verwendung.
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Um ein Lager, mit dem das Planetenrad in dem Planetenträger gelagert ist, mit Schmierstoff zu versorgen, muss Schmierstoff von der gehäusefesten Struktur in den Planetenträger eingeleitet werden. Hierzu dient der Öldurchführungsring.
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Ein Öldurchführungsring ist ein Mittel zum Leiten von Schmierstoff zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren Komponenten, im Einzelnen zwischen einer Mündung einer Schmierstoffleitung einer ersten Komponente und einer Mündung einer Schmierstoffleitung einer zweiten Komponente. Die Mündung der Schmierstoffleitung der ersten Komponente und die Mündung der Schmierstoffleitung der zweiten Komponente sind außermittig angeordnet, d.h. ihre geometrische Mitte liegt jeweils außerhalb der Drehachse der ersten Komponente und der zweiten Komponente relativ zueinander. Insbesondere sind die Mündungen nicht rotationssymmetrisch zu der Drehachse.
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Der Öldurchführungsring ist koaxial zu einer Drehachse des Planetenträgers angeordnet. Eine Mittelachse des Öldurchführungsrings ist identisch mit der Drehachse des Planetenträgers. Vorzugsweise verläuft der Öldurchführungsring rotationssymmetrisch zu der Drehachse des Planetenträgers und umschließt in Umfangsrichtung eine Eingangswelle, die drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist, oder eine Sonnenwelle, die drehfest mit dem Sonnenrad der oben beschriebenen Planetenstufe verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Eingangs- oder Sonnenwelle in axialer Richtung durch den Öldurchführungsring bzw. durch den genannten axial verlaufenden Hohlraum hindurchführt. Der Öldurchführungsring kann, wie in der Druckschrift
EP 1 488 139 A1 offenbart, als U-förmiger Ring ausgestaltet sein.
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Bei der ersten Komponente handelt es sich vorliegend um die gehäusefeste Struktur, bei der zweiten Komponente um den Planetenträger. Entsprechend bildet der Öldurchführungsring eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der gehäusefesten Struktur und dem Planetenträger. Der Öldurchführungsring ist entweder an dem Planetenträger fixiert und steht mit der gehäusefesten Struktur schmierstoffleitend in Verbindung, oder er ist an der gehäusefesten Struktur fixiert und steht mit dem Planetenträger schmierstoffleitend in Verbindung.
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Die gehäusefeste Struktur, der Öldurchführungsring, das Lager und der Planetenträger bzw. eine Wange des Planetenträgers, d.h. eine von zwei sich radial erstreckenden Strukturen zur Aufnahme und Fixierung von Planetenbolzen, bilden gemeinsam einen ersten Hohlraum. Dies bedeutet, dass der erste Hohlraum durch die gehäusefeste Struktur, den Öldurchführungsring, das Lager und den Planetenträger bzw. dessen Wange begrenzt wird. Der Hohlraum ist mit Luft und/oder Schmierstoff gefüllt.
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Um zu verhindern, dass sich Schmierstoff in dem Hohlraum staut, muss der Schmierstoff, der sich in dem Hohlraum befindet, abgeleitet werden, Dazu bildet der Planetenträger erfindungsgemäß mindestens eine Schmierstoffleitung, die in den Hohlraum mündet. Eine Mündung der Schmierstoffleitung grenzt also unmittelbar an den Hohlraum an, sodass über die Mündung Schmierstoff aus dem Hohlraum in die Schmierstoffleitung fließen kann.
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Die Schmierstoffleitung bildet einen Abfluss für Schmierstoff aus dem Hohlraum, der es ermöglicht, die Anordnung vertikal auszurichten. Bei einer vertikalen Ausrichtung der Anordnung verläuft die Drehachse des Planetenträgers mindestens teilweise vertikal, d.h. nicht horizontal. Ein Winkel zwischen der Drehachse des Planetenträgers und einer horizontal verlaufenden Bezugsachse weicht von 90° ab. Vorzugsweise verläuft die Drehachse des Planetenträgers ausschließlich vertikal. In dem Fall stimmt die Drehachse des Planetenträgers mit der vertikal verlaufenden Bezugsachse überein.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist die mindestens eine Schmierstoffleitung ausgehend von der Mündung der ersten Schmierstoffleitung in den ersten Hohlraum ein Gefälle auf. Ausgehend von der Mündung in den ersten Hohlraum weist die mindestens eine Schmierstoffleitung also eine Steigung mit negativem Wert auf. Durch das Gefälle fließt der Schmierstoff aufgrund seiner eigenen Schwerkraft aus dem Hohlraum ab.
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Die Schmierstoffleitung mündet in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung in einen zweiten Hohlraum. Der zweite Hohlraum umschließt den Planetenträger. Dies bedeutet, dass der Planetenträger sich in dem zweiten Hohlraum befindet. Beispielsweise kann ein Getriebegehäuse den zweiten Hohlraum bilden. In diesem Fall handelt es sich bei dem Inneren des Getriebegehäuses um den zweiten Hohlraum.
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Durch die Mündung der Schmierstoffleitung in den zweiten Hohlraum wird der Schmierstoff von dem ersten Hohlraum in den zweiten Hohlraum abgeleitet. Insbesondere wird der Schmierstoff dadurch aus dem Planetenträger herausgeleitet.
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Bevorzugt ist der Planetenträger mit mindestens einer Vertiefung weitergebildet. Bei der Vertiefung handelt es sich um einen Bereich der Oberfläche des Planetenträgers, der bezüglich der umgebenden Oberfläche des Planetenträgers tiefer in Richtung des Inneren des Planetenträgers gelegen ist. Es handelt sich also um eine Einbuchtung der Oberfläche des Planetenträgers. Die Vertiefung mündet mit genau einer Mündung in den umgebenden Bereich der Oberfläche des Planetenträgers.
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Der Öldurchführungsring überspannt weiterbildungsgemäß die Vertiefung. Dadurch unterteilt der Schmierstoffring die Mündung der Vertiefung in mindestens zwei Teile. Ein erster Teil steht mit dem ersten Hohlraum schmierstoffleitend in Verbindung, ein zweiter Teil vorzugsweise mit dem zweiten Hohlraum. Infolgedessen bildet die Vertiefung die oben beschriebene Schmierstoffleitung.
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Eine derartige Weiterbildung ist besonders vorteilhaft, da die Vertiefung bereits in ein Rohteil integriert werden kann, aus welchem der Planetenträger gefertigt wird. Dies verursacht in der Fertigung keine Zusatzkosten.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
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Der in 1 dargestellte Planetenträger 101 weist Planetenräder 103 auf, die drehbar in dem Planetenträger 101 gelagert sind. Der Planetenträger 101 selbst ist mittels eines Hauptlagers 105 drehbar gelagert.
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Ein Innenring 105a des Hauptlagers 105 ist auf einem drehfest mit dem Planetenträger 101 verbundenen Anschlussstutzen 107 für eine Eingangswelle fixiert. Ein Außenring 105b des Hauptlagers 105 ist in einem in 1 nicht dargestellten Getriebegehäuse fixiert. Dadurch kommt eine drehbare Lagerung des Planetenträgers 101 in dem Getriebegehäuse zustande.
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Um die Lager, mit denen die Planetenräder 103 in dem Planetenträger 101 gelagert sind, mit Schmierstoff zu versorgen, muss der Schmierstoff von dem Getriebegehäuse zu dem Planetenträger 101 übertragen werden. Dazu ist ein Öldurchführungsring 109 vorgesehen. Der Öldurchführungsring 109 ist im Querschnitt U-förmig. Er greift in eine Nut des Getriebegehäuses ein, sodass der Öldurchführungsring 109 und die Nut zusammen einen ringförmigen Hohlraum bilden. Der Hohlraum dient als Leitung zum Übertragen des Schmierstoffs.
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Der Öldurchführungsring 109 ist auf einer eingangsseitigen Wange 111 des Planetenträgers 101 angebracht. Zwischen dem Öldurchführungsring 109, dem Getriebegehäuse, dem Hauptlager 105 und der Wange 111 des Planetenträgers 101 verläuft ein weiterer Hohlraum 113.
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Da eine Drehachse des Planetenträgers 101 vertikal verläuft, fließt Öl zur Schmierung des Hauptlagers 105 in den Hohlraum 113 ab. Damit sich das Öl nicht in dem Hohlraum 113 staut, weist der Planetenträger 101 Vertiefungen 115 auf.
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Die Vertiefungen 115 befinden sich auf einer radial äußeren Begrenzungskante der Wange 111 des Planetenträgers 101. Sie ragen sowohl in die Wange 111 hinein als auch in eine Begrenzungsfläche 117 am äußeren Umfang des Planetenträgers 101. Der Öldurchführungsring 109 verläuft über die Vertiefungen 115 hinweg. Zur einen Seite hin münden die Vertiefungen ausgehend von dem Öldurchführungsring in die Wange 111 des Planetenträgers 101 hinein, zur anderen Seite hin in die Begrenzungsfläche 117 bzw. in den Hohlraum 113. Durch die Vertiefungen 115 kann das Öl somit aus dem Hohlraum 113 in das Innere des Getriebegehäuses abfließen.
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Die Vertiefungen 115 bilden jeweils mittig ein Plateau 119 aus. Bei dem Plateau 119 handelt es sich um einen nicht vertieften Bereich. Dieser Bereich steht aus der Vertiefung hervor. Die Plateaus 119 dienen dazu, den Öldurchführungsring 109 zu fixieren. So kann der Öldurchführungsring 109 etwa mit den Plateaus 119 verschraubt sein.
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Durch das Plateau 119 hindurch führt eine Ölleitung. Diese leitet Öl aus dem Öldurchführungsring 109 zu einer Einspritzschmierung des Zahneingriffs Sonne-Planet und Planet-Hohlrad. Die Einspritzschmierung spritzt das Öl in radialer Richtung mit Hilfe von eingeschraubten Düsen in den Zahneingriff ein. Diese Bohrungen befinden sich zentral in spannungsunkritischen Bereichen des Planeten-trägers.
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Beidseitig der durch das Plateau 119 hindurchführenden Ölleitung sind Befestigungsbohrungen zur Fixierung des Öldurchführungsrings 109 eingebracht. Die Bohrungen befinden sich zentral in spannungsunkritischen Bereichen des Planetenträgers.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Planetenträger
- 103
- Planetenrad
- 105
- Hauptlager
- 105a
- Innenring
- 105b
- Außenring
- 107
- Anschlussstutzen
- 109
- Öldurchführungsring
- 111
- Wange
- 113
- Hohlraum
- 115
- Vertiefung
- 117
- Begrenzungsfläche
- 119
- Plateau
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1488139 A1 [0002, 0009]
