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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Getriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt, bspw. aus
DE 10 2017 129 591 A1 , in der eine Getriebeanordnung mit Sonnenrad und Planetenrädern beschrieben ist. Dabei rotiert ein Planetenrad so, dass Schmiermittel von der Umgebung oder Schmiermittel, welches in der Verzahnung des Planetenrades vorliegt, durch einen Ringspaltbereich in Umlaufrichtung in Richtung des Sonnenrades transportiert oder gefördert wird. Dadurch ist eine Schmierung der Zahnräder möglich, allerdings sind hierzu in der Fertigung enge Toleranzen der Komponenten und im Betrieb die Schmierstofffüllmenge präzise einzuhalten. Zudem ist die Schmierstoffversorgung insbesondere bei hohen Drehzahlen nicht immer gewährleistet.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen genannt.
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Erfindungsgemäß wird ein Getriebe vorgeschlagen, welches ein Gehäuse und ein (um eine Rotationsachse) drehbar in dem Gehäuse gelagertes Zahnrad aufweist. Das Zahnrad weist einen Basisabschnitt, einen sich davon weg erstreckenden Steg und einen Verzahnungsabschnitt mit einer Verzahnung auf.
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Das Zahnrad ist (axial) benachbart zu einer Gehäusewandung angeordnet. In der Gehäusewandung ist ein Schmierstoffkanal zur Schmierstoffzufuhr ausgebildet, wobei der Schmierstoffkanal an der Gehäusewandung im Bereich des Stegs eine Mündung aufweist, über die Schmierstoff auf den Steg gelangen kann bzw. gelangt. Im Verzahnungsabschnitt ist mindestens ein Durchgang ausgebildet, der sich von der von der Verzahnung abgewandten Seite (Innenseite) zur Verzahnung (Außenseite) erstreckt. Somit kann der Verzahnung vom Schmierstoffkanal über den Steg und den Durchgang Schmierstoff zugeführt werden.
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Auf diese Weise können Schmierung und Kühlung der Verzahnung verbessert werden. Insbesondere bei hohen Drehzahlen kann der Verzahnung nun hinreichend Schmierstoff zugeführt werden, da der Schmierstoff von radial innen in die Verzahnung gelangt und somit zumindest für eine gewisse Zeit in der Verzahnung verbleibt. Die vorgeschlagene Ausgestaltung nutzt die Umfangsbeschleunigung bzw. die Zentrifugalkraft aus, um Schmierstoff über den Steg und den Durchgang gezielt auf die Verzahnung aufzubringen.
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Der Basisabschnitt des Zahnrades kann als Welle (Zahnrad weist eigenen Wellenabschnitt auf) oder als Hohlwelle (Zahnrad sitzt mittels eines Hohlwellenabschnitts auf einer separaten Welle) ausgebildet sein. In letzterem Fall können Hohlwelle und Welle mittels einer Steckverzahnung verbunden sein.
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Der Steg des Zahnrades erstreckt sich insbesondere nach radial außen. Der Verzahnungsabschnitt ist insbesondere am freien Ende des Stegs angeordnet. Die Verzahnung des Verzahnungsabschnitts ist insbesondere nach radial außen orientiert. Als Schmierstoff kann Öl bzw. Schmieröl dienen.
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Ein an die Mündung angrenzender Abschnitt des Schmierstoffkanals kann bezogen auf die Rotationsachse des Zahnrades angewinkelt sein und/oder zum Verzahnungsabschnitt hin orientiert sein. Dies begünstigt eine Zuführung von Schmierstoff zum Verzahnungsabschnitt hin. Der oder die Durchgänge am Verzahnungsabschnitt können bspw. als Bohrung ausgebildet sein. Der Basisabschnitt erstreckt sich entlang einer Axialrichtung, die (im eingebauten Zustand) mit der Rotationsachse zusammenfallen kann. Das Getriebe kann ein Getriebe bzw. ein Getriebemodul einer elektrischen Antriebseinheit (elektrische Achse) bilden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann im Verzahnungsabschnitt (axial) zu beiden Seiten des Stegs mindestens ein Durchgang ausgebildet sein. Dies begünstigt eine Zuführung von Schmierstoff, da der Verzahnung somit Schmierstoff von beiden Seiten des Steges zugeführt werden kann. Die an verschiedenen Seiten des Stegs angeordneten Durchgänge können zueinander angewinkelt sein. Bspw. können die Durchgänge zur Mittellängsebene des Steges symmetrisch bspw. achsensymmetrisch, angeordnet sein. Dies trägt ebenfalls zu einer gleichmäßigen Kühlung und Schmierung der Verzahnung bei.
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Gemäß einer Weiterbildung können der oder die Durchgänge (bezogen auf die Axialrichtung) in einen mittleren Bereich der Verzahnung münden. Somit kann eine Zuführung von Schmierstoff in den thermisch ggf. am stärksten belasteten Bereich erfolgen. Zuführung in den mittleren Bereich kann bspw. bedeuten, dass bei Einteilung der Verzahnung entlang der Verzahnungslängsrichtung (Axialrichtung) in vier gleiche Teile die Mündung oder Mündungen der Durchgänge in den beiden mittleren Teilen angeordnet ist. Sind an verschiedenen Seiten des Stegs angeordnete Durchgänge vorgesehen, können diese in eine gemeinsame Mündung in der Verzahnung münden. Schmierstoff dann, unabhängig von welcher Seite des Stegs der Schmierstoff stammt, stets an der gleichen Stelle der Verzahnung zugeführt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung können im Verzahnungsabschnitt mehrere Durchgänge ausgebildet sein, die entlang der Umfangsrichtung um den Verzahnungsabschnitt herum verteilt, bspw. regelmäßig verteilt, angeordnet sind. Dies trägt zu einer über den Umfang gleichmäßigen Zuführung von Schmierstoff bei. Sind zu beiden Seiten des Stegs Durchgänge vorgesehen, können diese auf beiden Seiten entlang der Umfangsrichtung um den Verzahnungsabschnitt herum verteilt, bspw. regelmäßig verteilt, angeordnet sein. Zur regelmäßigen Verteilung können die Durchgänge in regelmäßigen Winkeln und/oder in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann an der von der Verzahnung abgewandten Seite des Verzahnungsabschnitts (Innenseite) ein in Umfangsrichtung zumindest teilweise umlaufendes Schmierstoffführungselement angeordnet sein, mittels welchem Schmierstoff zu dem oder den Durchgängen im Verzahnungsabschnitt hingeführt werden kann. Dadurch kann der Anteil an Schmierstoff, der zu dem oder den Durchgängen und damit zur Verzahnung geführt wird, erhöht werden. Der Freiraum zwischen der Mündung in der Gehäusewandung und dem Durchgang am Verzahnungsabschnitt wird überbrückt. Das Schmierstoffführungselement weist eine Führungsfläche auf, die vorzugsweise unmittelbar an den Durchgang angrenzt bzw. an diesem endet. Das Schmierstoffführungselement kann einen bspw. dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Das Schmierstoffführungselement kann aus Kunststoff ausgebildet sein (Kunststoffelement). Das Schmierstoffführungselement kann entlang der Umfangsrichtung vollständig umlaufend ausgebildet sein. Das Schmierstoffführungselement kann bspw. durch Verschrauben, Verkleben und/oder durch eine formschlüssige Verbindung am Verzahnungsabschnitt befestigt sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann (axial) zu beiden Seiten des Stegs ein Schmierstoffführungselement angeordnet sein. Dies verbessert die Zuführung von Schmierstoff zur Verzahnung, indem eine Schmierstoffzuführung von beiden Seiten des Stegs verbessert wird. Bei symmetrischer Ausgestaltung des Zahnrades kann durch zwei Schmierstoffführungselemente das Risiko einer Fehlmontage reduziert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Zahnrad bzw. die das Zahnrad tragende Welle mittels eines Wälzlagers an der Gehäusewandung gelagert sein, wobei der Schmierstoffkanal an der Gehäusewandung eine Öffnung aufweist, die im Bereich des Wälzlagers mündet. Auf diese Weise kann Schmierstoff aus dem Schmierstoffkanal zum Wälzlager gelangen und zu dessen Schmierung bzw. Kühlung dienen. Die Öffnung kann radial auf einer Höhe angeordnet sein, so dass sich diese zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers befindet. Dies begünstigt eine präzise Zuführung von Schmierstoff.
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Gemäß einer Weiterbildung kann an der Mündung und/oder an der Öffnung ein Durchflussbegrenzer zur Begrenzung des Durchflusses von Schmierstoff angeordnet sein. Hiermit kann die Durchflussmenge in den jeweiligen Kanalabschnitten, die zu den mit Schmierstoff zu versorgenden Komponenten führen, dosiert werden. Der Durchflussbegrenzer kann als ein in den betreffenden Kanalabschnitt einsteckbarer Stopfen ausgebildet sein, bspw. aus Kunststoff.
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Gemäß einer Weiterbildung kann im Gehäuses des Getriebes ein weiteres Zahnrad drehbar gelagert sein, wobei das weitere Zahnrad ein sich von einem Basisabschnitt weg erstreckenden Steg und einen Verzahnungsabschnitt mit einer Verzahnung aufweist, wobei ein weiterer Schmierstoffkanal zur Schmierstoffzufuhr vorgesehen ist, der sich durch den Steg zur Verzahnung erstreckt. Somit kann mit einfachen konstruktiven Mitteln auch am weiteren Zahnrad Schmierstoff zur Verzahnung zugeführt werden. Der weitere Schmierstoffkanal kann mit einem im Basisabschnitt angeordneten Kanalabschnitt strömungsverbunden sein. Der weitere Schmierstoffkanal und der Kanalabschnitt im Basisabschnitt können jeweils als Bohrung ausgebildet sein. Das weitere Zahnrad kann mit dem (ersten) Zahnrad in kämmendem Eingriff sein. Das weitere Zahnrad kann als Antriebszahnrad (Ritzel) ausgebildet sein, welches das (erste) Zahnrad antreibt. Der weitere Schmierstoffkanal kann mit dem (ersten) Schmierstoffkanal in der Gehäusewandung strömungsverbunden sein. Somit genügt es, Schmierstoff nur am (ersten) Schmierstoffkanal bereitszustellen, da dieser mittels der Strömungsverbindung auch zum weiteren Schmierstoffkanal gelangt.
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Gemäß einer Weiterbildung kann eine Schmierstoffzuführeinrichtung vorgesehen sein, mittels der Schmierstoff in den Schmierstoffkanal und/oder in den weiteren Schmierstoffkanal gefördert werden kann. Somit können Getriebekomponenten mit Schmierstoff versorgt werden. Zur aktiven Ausgestaltung einer Schmierstoffzuführeinrichtung kann eine Schmierstoffpumpe vorgesehen sein, die bspw. aus einem Reservoir Schmierstoff zu einem oder beiden Schmierstoffkanälen führt. Alternativ oder ergänzend können zur passiven Ausgestaltung einer Schmierstoffzuführeinrichtung Zahnrad- und Gehäusegeometrien genutzt werden und derart zusammenwirken, dass diese eine Schmierstoffzuführung ermöglichen. Bei der Schmierstoffzuführeinrichtung kann es sich bspw. um eine Ölzuführung handeln.
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Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Getriebe in einer schematischen Schnittansicht; und
- 2 Zahnrad und Gehäusewandung des Getriebes aus 1 als schematische Schnittansicht in vergrößerter Teildarstellung.
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Ein Getriebe trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Das Getriebe 10 weist ein (nur teilweise dargestelltes) Gehäuse 12 auf, welches eine Gehäusewandung 14 und ggf. weitere Gehäusewandungen (nicht gezeigt) aufweist. Im Gehäuse 12 sind die Komponenten des Getriebes 10 angeordnet.
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Das Getriebe 10 weist ein um eine Rotationsachse 15 drehbar in dem Gehäuse 12 gelagertes Zahnrad 16 auf, wobei das Zahnrad 16 einen Basisabschnitt 18, einen sich davon nach radial außen weg erstreckenden Steg 20 und einen Verzahnungsabschnitt 22 mit einer Verzahnung 24 aufweist. Der Verzahnungsabschnitt 22 ist am freien (radial äußeren) Ende des Stegs 20 angeordnet. Die Verzahnung 24 des Verzahnungsabschnitts 22 ist nach radial außen orientiert. Im Beispiel ist der Basisabschnitt 18 des Zahnrades 16 als Hohlwelle ausgebildet, die mit einer Welle 26 gekoppelt ist, bspw. mittels einer Steckverzahnung 28.
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Das Zahnrad 16 ist benachbart zu der Gehäusewandung 14 angeordnet, wobei in der Gehäusewandung 14 ein Schmierstoffkanal 30 zur Schmierstoffzufuhr ausgebildet ist (vgl. 2), der an der Gehäusewandung 14 im Bereich des Stegs 20 eine Mündung 32 aufweist, über die Schmierstoff auf den Steg 20 gelangen kann bzw. gelangt. Im Verzahnungsabschnitt ist mindestens ein Durchgang 34 ausgebildet, der sich von der von der Verzahnung 24 abgewandten Seite 36 (Innenseite 36) zur Verzahnung 24 (Außenseite 38) erstreckt. Somit kann der Verzahnung 24 vom Schmierstoffkanal 26 über den Steg 20 und den Durchgang 30 Schmierstoff 29 zugeführt werden, bspw. Öl.
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Der oder die Durchgänge 34 sind im Beispiel als Bohrung ausgebildet. Ein an die Mündung 32 angrenzender Abschnitt 33 des Schmierstoffkanals 30 ist im Beispiel bezogen auf die Rotationsachse des Zahnrades 16 angewinkelt und zum Verzahnungsabschnitt 22 hin orientiert.
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Im Beispiel ist im Verzahnungsabschnitt 22 axial zu beiden Seiten des Stegs 20 mindestens ein Durchgang 34 ausgebildet. Die zu verschiedenen Seiten des Stegs 20 angeordneten Durchgänge 34 sind zueinander angewinkelt. Bspw. können die Durchgänge 34 zur Mittellängsebene 40 des Steges 20 symmetrisch bspw. achsensymmetrisch, angeordnet sein.
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Die Durchgänge 34 münden bezogen auf die (zur Rotationschse 15 parallele) Axialrichtung in einen mittleren Bereich der Verzahnung 24. Die an verschiedenen Seiten des Stegs 20 angeordneten Durchgänge 34 können in eine gemeinsame Mündung 42 in der Verzahnung 24 münden.
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Im Verzahnungsabschnitt 22 sind mehrere Durchgänge 34 ausgebildet, die entlang der Umfangsrichtung um den Verzahnungsabschnitt herum verteilt, bspw. regelmäßig verteilt, angeordnet sind, und zwar an beiden Seiten des Stegs 20 (nicht im Einzelnen dargestellt).
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An der von der Verzahnung 28 abgewandten Seite 36 (Innenseite 36) ist ein in Umfangsrichtung umlaufendes Schmierstoffführungselement 44 angeordnet, mittels welchem Schmierstoff zu den Durchgängen 34 hingeführt werden kann. Das Schmierstoffführungselement 44 weist eine Führungsfläche 46 auf, die vorzugsweise unmittelbar an den Durchgang 34 angrenzt bzw. an diesem endet. Das Schmierstoffführungselement 44 weist im Beispiel einen dreieckigen Querschnitt auf. Das Schmierstoffführungselement 44 kann aus Kunststoff ausgebildet sein (Kunststoffelement 44). Im Beispiel ist axial zu beiden Seiten des Stegs 20 jeweils ein Schmierstoffführungselement 44 angeordnet. Die Schmierstoffführungselemente 44 sind an der Innenseite 36 des Verzahnungsabschnitts befestigt, wie oben beschrieben.
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Das Zahnrad 16 bzw. die Welle 26, die das Zahnrad 16 trägt, ist mittels eines Wälzlagers 48 an der Gehäusewandung 14 gelagert, wobei der Schmierstoffkanal 30 an der Gehäusewandung 14 eine Öffnung 50 aufweist, die im Bereich des Wälzlagers 48 mündet. Die Öffnung 50 ist radial auf einer Höhe angeordnet, so dass sich diese zwischen Innenring 52 und Außenring 54 des Wälzlagers 48 befindet.
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An der Mündung 32 und/oder an der Öffnung 50 kann jeweils ein Durchflussbegrenzer zur Begrenzung des Durchflusses von Schmierstoff angeordnet sein (nicht dargestellt). Der Durchflussbegrenzer kann als ein in den betreffenden Kanalabschnitt einsteckbarer Stopfen ausgebildet sein, bspw. aus Kunststoff.
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Im Gehäuse 12 des Getriebes 10 ist ein weiteres Zahnrad 56 drehbar gelagert (vgl. 1), wobei das weitere Zahnrad 56 ein sich von einem Basisabschnitt 58 weg erstreckenden Steg 60 und einen Verzahnungsabschnitt 62 mit einer Verzahnung 64 aufweist. Im Zahnrad 56 ist ein weiterer Schmierstoffkanal 66 zur Schmierstoffzufuhr vorgesehen, der sich durch den Steg 60 zur Verzahnung 64 erstreckt. Der weitere Schmierstoffkanal 66 kann mit einem im Basisabschnitt 58 angeordneten Kanalabschnitt 68 strömungsverbunden sein. Der weitere Schmierstoffkanal und der Kanalabschnitt 68 können jeweils als Bohrung ausgebildet sein.
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Im Beispiel ist das weitere Zahnrad 56 mit dem (ersten) Zahnrad 16 in kämmendem Eingriff (vgl. 1). Das weitere Zahnrad 56 kann als Antriebszahnrad (Ritzel) ausgebildet sein, welches das Zahnrad 16 antreibt. Der weitere Schmierstoffkanal 66 kann mit dem (ersten) Schmierstoffkanal 30 in der Gehäusewandung 14 strömungsverbunden sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann eine Schmierstoffzuführeinrichtung vorgesehen sein, mittels der Schmierstoff in den Schmierstoffkanal 30 und/oder in den weiteren Schmierstoffkanal 66 gefördert werden kann, wie oben beschrieben (nicht dargestellt).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017129591 A1 [0002]
