DE102022111090A1

DE102022111090A1 - Schmiervorrichtung für eine Planetenradlagerung eines Planetengetriebes sowie Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102022111090A1
Application number: DE102022111090.7A
Authority: DE
Inventors: Frederic Fischer; Niklas Kretschmer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-05-05
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2023-11-09
Also published as: WO2023213349A1

Abstract

Schmiervorrichtung für eine Planetenradlagerung eines Planetengetriebes (1) mit einem Planetenträger (2) umfassend zwei Trägerwangen (3), wenigstens einem an den Trägerwangen (3) angeordneten Lagerbolzen (4), einem am Lagerbolzen (4) angeordneten Wälzlager (5), einem über das Wälzlager (5) gelagerten Planetenrad (8) sowie zwei Anlaufscheiben (9), die beidseits des Planetenrads (6) zwischen dem Planetenrad (6) und der Trägerwange (2) angeordnet sind, wobei an wenigstens einer Trägerwange (3) in die zum Planetenrad (8) weisende Oberfläche wenigstens eine kanalartige Vertiefung (12, 14) eingebracht ist, über die ein von radial außerhalb der Anlaufscheibe zugeführtes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange (3) dem Lagerbereich zuführbar oder ein aus dem Lagerbereich fließendes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange (3) nach radial außen abführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Planetenradlagerung eines Planetengetriebes mit einem Planetenträger umfassend zwei Trägerwangen, wenigstens einem an den Trägerwangen angeordneten Lagerbolzen, einem am Lagerbolzen angeordneten Wälzlager, einem über das Wälzlager gelagerten Planetenrad sowie zwei Anlaufscheiben, die beidseits des Planetenrads zwischen dem Planetenrad und der Trägerwange angeordnet sind.
Planetengetriebe kommen in unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug und dort beispielsweise in einem Getriebe oder einem Antriebsstrangs eines elektrischen Antriebs, insbesondere einer elektrischen Achse, oder eines Hybridantriebsstrangs. Ein solches Planetengetriebe, wie beispielsweise aus DE 197 36 686 A1 bekannt, weist üblicherweise einen Planetenträger mit wenigstens einem, zumeist mehreren außermittig und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Planetenrädern, die auf trägerseitig vorgesehenen Lagerbolzen über jeweilige Wälzlager gelagert sind, auf. Zwischen dem Planetenrad respektive dem Wälzlager und dem Planetenträger, der beispielsweise mittels zweier parallel angeordneter Wangen gebildet ist, ist jeweils eine ringförmige Anlaufscheibe angeordnet, die zumindest den axialen Anlauf des axial geringfügig verschiebbaren Planetenrads erlaubt. Auch kann gegebenenfalls das Wälzlager, das aus einem Käfig besteht, in respektive an dem mehrere Wälzkörper, zumeist zylindrische Nadeln, aufgenommen respektive geführt sind, axial gegen eine solche Anlaufscheibe anlaufen.
Da das Planetenrad im Betrieb rotiert, ist eine Schmierung des Lagerbereichs mit einem Schmiermittel erforderlich. Hierzu ist es bekannt, siehe beispielsweise das aus DE 197 36 686 A1 bekannte Planetengetriebe, das Schmiermittel, üblicherweise Öl, über den Lagerbolzen zuzuführen, der als Hohlbolzen ausgeführt ist und eine axiale Bohrung sowie wenigstens eine radiale Bohrung aufweist, so dass das Schmiermittel dem Bolzen axial zugeführt und radial in den Lagerbereich austreten kann. Um das Schmiermittel in den hohlen Lagerbolzen zu leiten, ist regelmäßig eine Schmiermittelfangschale vorzusehen, mit der das Schmiermittel eingefangen und seitlich außerhalb des Planetenträgers vorbeigeleitet wird. Die Schmiermittelfangschale ist mit dem Lagerbolzen verbunden, so dass über die Fangschale das Schmiermittel direkt in den Lagerbolzen geführt werden kann. Das heißt, dass zur Realisierung einer entsprechenden Schmiermittelversorgung des Lagerbereichs ein beachtlicher Aufwand zu treiben ist, da einerseits spezielle, gebohrte Bolzen verwendet werden müssen, und andererseits eine entsprechende Zuleitstruktur umfassend eine Schmiermittelfangschale anzuordnen ist sowie entsprechende Vorkehrungen zur Befestigung derselben und Ähnliches zu treffen sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schmiervorrichtung für eine Planetenradlagerung eines Planetengetriebes anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Schmiervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an wenigstens einer Trägerwange in die zum Planetenrad weisende Oberfläche wenigstens eine kanalartige Vertiefung eingebracht ist, über die ein von radial außerhalb der Anlaufscheibe zugeführtes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange dem Lagerbereich zuführbar oder ein aus dem Lagerbereich fließendes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange nach radial außen abführbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung erfolgt die Schmiermittelzufuhr direkt von der Sonnenradseite her, das heißt, dass das Schmiermittel von radial innenhalb des Planetenradsatzes den Planetenrädern zugeführt wird. Um das von radial innen zugeführte Schmiermittel dem Lagerbereich zuführen zu können, sieht die Erfindung die Ausbildung eines definierten Schmierkanals im Bereich zwischen einer Anlaufscheibe und einer Trägerwange des Planetenträgers vor, wobei dieser Kanal nach radial außen offen ist. Hierzu ist die zum Planetenrad weisende Oberfläche zumindest einer Trägerwange mit einer kanalartigen Vertiefung versehen, die zumindest nach radial außen offen ist, mithin also bei einer radialen Schmiermittelzufuhr einen Eintritt von der Sonnenradseite her ermöglicht. In diesem Schmierkanal wird das Schmiermittel sodann in den Lager- oder Wälzbereich gefördert, wo es sich sodann entsprechend verteilt. Axial gesehen ist benachbart zur Trägerwange eine Anlaufscheibe vorgesehen, die im Anlauffall an der Trägerwange anliegt. Da der Schmierkanal in der Trägerwange über eine Vertiefung in die Oberfläche eingebracht ist, ist demzufolge dieser Schmierkanal stets offen, so dass über ihn stets Schmiermittel zugeführt werden kann. Dabei ist es natürlich denkbar, auch an der Anlaufscheibe entsprechende Leitstrukturen auszubilden, um den radialen Öffnungsquerschnitt noch weiter zu vergrößern, so dass sich ein entsprechend größerer, radial offener Schmierspalt ausbildet, Teil dessen dann auch die kanalartige Vertiefung ist respektive mit dem diese Vertiefung kommuniziert, so dass insgesamt das zuführbare Schmiermittelvolumen entsprechend vergrößert werden kann.
Denkbar ist es aber auch, eine solche kanalartige Vertiefung zum Zwecke der Schmiermittelabführung aus dem Wälzbereich in einer Trägerwange auszubilden. Denn über diese Vertiefung kann das Schmiermittel, nachdem es durch das Lager geflossen ist, nach radial außen abgeführt werden. Wieder ist benachbart zu der Vertiefung eine Anlaufscheibe vorgesehen, die ebenfalls bei Bedarf mit einer entsprechenden Schmiermittelleitstruktur versehen ist. In jedem Fall aber ist ein entsprechender Schmiermitteleintritt des abfließenden Schmiermittels in die kanalartige Vertiefung möglich, die gegebenenfalls auch hier Teil einer radial nach außen offenen, größervolumigen Schmiermittelleitstruktur ist.
Insgesamt ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiervorrichtung, die Schmiermittelversorgung des Wälzbereichs zu verbessern, da die eine oder die beiden Trägerwangen in die radiale Schmiermittelzufuhr und die radiale Schmiermittelabfuhr über ihre kanalartigen Vertiefungen eingebunden werden können, worüber die fliehkraftgetriebene Schmiermittelversorgung unterstützt wird.
Bevorzugt wird, wenn nur eine Vertiefung in einer Trägerwange vorgesehen ist, diese Vertiefung so positioniert, dass über sie eine verbesserte Schmiermittelzuführung in den Wälzbereich möglich ist und es demzufolge möglich ist, das Schmiermittel radial von der Sonnenradseite her zuzuführen. Mittels einer solchen integrierten Schmiervorrichtung ist es dann nämlich möglich, eine vereinfachte Schmiermittelversorgung ohne Verwendung spezifischer Lagerbolzen oder sonstiger Versorgungsbauteile zu realisieren. Denn es sind weder hohlgebohrte Lagerbolzen erforderlich, noch eine Schmiermittelfangschale oder sonstige Vorkehrungen. Es ist in der einfachsten Ausgestaltung lediglich die entsprechende kanalartige Vertiefung in der Trägerwange vorzusehen, über die ein entsprechender Zuleitkanal gebildet wird, der den radialen Schmiermittelzufluss ermöglicht, gegebenenfalls in Verbindung oder unterstützt mit einer Schmiermittelleitstruktur an der benachbarten Anlaufscheibe. Über die mit Hilfe zwangsläufig vorgesehener Bauteile, nämlich der Trägerwange, gegebenenfalls in Verbindung mit der Anlaufscheibe, realisierte Schmiermittel- oder Kanalstruktur ist folglich ohne zusätzliche Bauteile eine unmittelbare Schmiermittelzufuhr respektive ein unmittelbarer radialer Schmiermittelfluss in den Lagerbereich möglich.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass an beiden Trägerwangen wenigstens eine kanalartige Vertiefung vorgesehen ist, die um die Achse des Lagerbolzens versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die eine Vertiefung bezogen auf die Drehachse des Planetengetriebes radial weiter innen liegt als die andere Vertiefung. Bevorzugt wird also an beiden Trägerwangen eine kanalartige Vertiefung und folglich eine Kanalstruktur vorgesehen, bevorzugt eingeprägt. Die beiden Vertiefungen sind jedoch in Umfangsrichtung, bezogen auf die Lagerachse des Planetenbolzens, versetzt zueinander angeordnet. So ist die eine Vertiefung radial weiter innenliegend, bezogen auf die Drehachse des Planetengetriebes, angeordnet, während die andere demgegenüber radial weiter außenliegend positioniert ist. Dies ermöglicht es, eine Zulaufseite und eine Ablaufseite zu definieren. An der Zulaufseite ist die kanalartige Vertiefung weiter innenliegend, also näher zur zentralen Planetengetriebeachse positioniert, so dass das von der Sonnenradseite her anströmende Fluid einen kürzeren Weg hat und demzufolge unmittelbar in die radial zur Sonnenseite hin offene Kanalstruktur einströmen kann. Die an der anderen Trägerwange ausgebildete kanalartige Vertiefung ist, bevorzugt um 180°, versetzt hierzu angeordnet, liegt also weiter beabstandet zur Sonnenradseite. Über sie wird die Ablaufseite definiert, da, nachdem das Schmiermittel radial nach außen getrieben wird, dort ein erleichterter Schmiermittelabfluss möglich ist. Bevorzugt sind wie beschrieben die beiden Vertiefungen um 180° um den Bolzenumfang versetzt zueinander angeordnet.
Zweckmäßigerweise sind die Vertiefungen länglich ausgeführt und verlaufen mit ihren Längsachsen senkrecht zur Drehachse des Planetengetriebes. Sie verlaufen also radial zur Zentralachse, steht jedoch um 180° versetzt zueinander.
Die Trägerwangen weisen jeweils eine Durchbrechung auf, in die der Lagerbolzen eingesetzt ist. Zweckmäßigerweise münden die beiden kanalartigen Vertiefungen an der Durchbrechung, also unmittelbar am Lagerbolzen, so dass das von radial innen, also der Sonnenradseite her, an der Zulaufseite anströmende Fluid unmittelbar zum Lagerbolzen fließen kann und sich von dort aus dann axial verteilen kann, soweit es nicht bereits vorher axial in den Lagerbereich geführt wird. An der Ablaufseite kann das Schmiermittel auch unmittelbar bereits vom Lagerbolzen her in den wangenseitigen Schmierkanal einfließen und abgeführt werden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht wie bereits beschrieben vor, dass zumindest zwischen der benachbart zu einer eine Vertiefung aufweisende Trägerwange und der Anlaufscheibe ein radial nach außen offener Schmiermittelspalt gegeben ist, über den das Schmiermittel zuführbar oder abführbar ist. Wie beschrieben, wird bevorzugt durch eine entsprechende Ausgestaltung der zu einer Vertiefung benachbarten Anlaufscheibe eine Schmiermittelleitstruktur ausgebildet, die als radial offene Spalt- oder Kanalstruktur ausgeführt ist, das heißt, dass sich sowohl an der Zulaufseite als auch der Ablaufseite, sofern beidseits solche Vertiefungen vorgesehen sind, entsprechende Spalte ergeben, die einen entsprechend großen Öffnungsquerschnitt definieren. Dies ist insbesondere an der Zulaufseite von Vorteil, als hierüber eine hinreichend große Schmiermittelmenge von der Sonnenradseite her zugeführt werden kann, die sich dann über diese Schmiermittelleitstruktur, Teil welcher dann auch die Vertiefung der Trägerwange ist, im Wälzbereich verteilen kann. Auch an der Ablaufseite ist eine solche Struktur zweckmäßig, um eine entsprechende Schmiermittelmenge abführen zu können.
Zur Ausbildung einer solchen Schmiermittelleitstruktur ist es denkbar, dass die Anlaufscheibe einen Scheibengrundkörper aufweist, wobei an einer ersten Scheibenseite des Scheibengrundkörpers mehrere zum Außenumfang hin offene, zum Innenumfang geschlossene taschenartige erste Vertiefungen sowie gegebenenfalls mehrere zum Innenumfang hin offene, zum Außenumfang hin geschlossene, taschenartige zweite Vertiefungen sowie an einer gegenüberliegenden zweiten Scheibenseite mit den ersten und zweiten Vertiefungen korrespondierende, flächige erste und zweite Erhebungen vorgesehen sind, wobei zwischen den ersten Vertiefungen befindliche Flächenabschnitte des Scheibengrundkörpers eine segmentierte erste Anlaufscheibe und gegebenenfalls zwischen den zweiten Vertiefungen des Scheibengrundkörpers befindliche Flächenabschnitte des Scheibengrundkörpers eine segmentierte zweite Anlauffläche bilden, wobei die ersten und zweiten Erhebungen derart voneinander beabstandet sind, dass sich eine vom Außenumfang zum Innenumfang offene Kanalstruktur ergibt. Die Anlaufscheibe ist also über entsprechende Vertiefungen und Erhebungen profiliert, wobei über diese Profilierung einerseits eine radial offene Kanalstruktur definiert wird, andererseits aber auch entsprechende Anlaufflächen. Kommt eine solche separate Anlaufscheibe zum Einsatz, so liegt die Anlaufscheibe mit den vom Scheibengrundkörper ausgestellten Erhebungen an einer Trägerwange an. Die gegenüberliegende Seite des Scheibengrundkörpers hingegen bildet die entsprechenden Anlaufflächen, nämlich eine radial äußere für das Planetenrad und eine radial innere für den Käfig des Wälzlagers, der je nach Ausgestaltung die Axialscheibe vollständig innerhalb der Planetenradbohrung angeordnet ist, also mit dieser maximal bündig abschließt, oder der auch axial etwas aus dem Planetenrad hervorstehen kann. Durch die Erhebungen, die jeweils nach radial innen und, sofern vorgesehen, auch nach radial außen geschlossene Taschen ausbilden, wird eine insgesamt radial nach außen und innen offene Kanalstruktur gebildet, die das radiale Zufließen und das radiale Abfließen erlaubt. Diese Kanalstruktur oder Spaltstruktur, kommuniziert auch mit der jeweiligen wangenseitigen Vertiefung. In den geschlossenen Taschen aufgenommenes Schmiermittel kann dort gehalten werden und dient als Schmiermittelreservoir, über das, nachdem diese Taschen zum Planetenrad respektive dem Käfig offen sind, das Rad und der Käfig im Anlauffall entsprechend geschmiert werden, das heißt, dass auch diese Kontaktzone mit Schmiermittel versorgt wird. Festzuhalten ist, dass die radial inneren, zweiten Vertiefungen nicht zwingend vorzusehen sind, vielmehr kann auch im Innenumfangsbereich der unverformte Scheibengrundkörper vorgesehen sein, so dass sich als zweite, den Käfig abstützende Anlauffläche eine Ringscheibenfläche ergibt. Die Ausbildung der Vertiefungen und damit der an der anderen Seite gegebenen Erhebungen ist jedoch für die Abstützung der Anlaufscheibe an der Wange zweckmäßig.
Kommen erste und zweite Vertiefungen vor, so sind diese bevorzugt auf Lücke stehend angeordnet und vorzugsweise, in Umfangsrichtung gesehen, einander überlappend ausgebildet, so dass sich eine entsprechende, sich von radial außen nach radial innen erstreckende Kanalstruktur ergibt, die an keiner Stelle unterbrochen ist, sondern höchstenfalls aufgrund eines etwaigen Überlapps etwas gewinkelt ausgeführt ist.
Je nachdem, ob der Käfig maximal bündig mit der Stirnfläche des Planetenrads abschließt, also die Breite des Käfigs maximal der Breite des Planetenrads, axial gesehen, entspricht, oder ob der Käfig etwas breiter ist und demzufolge an einer oder beiden Seiten des Planetenrads axial geringfügig übersteht, ist die axiale Tiefe der Vertiefungen und damit auch die Höhe der Erhebungen zu wählen, wenn die Anlaufscheibe durch Umformen hergestellt wird. Denkbar ist es, dass die erste und die zweite Anlauffläche in einer gemeinsamen Ebene liegen, was zweckmäßig ist, wenn die axiale Breite des Käfigs der axialen Breite des Planetenrads entspricht. Ist jedoch der Käfig etwas länger, so ist die zweite Anlauffläche zweckmäßigerweise gegenüber der ersten Anlauffläche axial zurückgesetzt, das heißt, dass der etwas aus dem Planetenrad ragende Käfig in einer dementsprechend axial zur ersten Anlauffläche versetzten zweiten Anlauffläche geführt wird.
Dabei können die ersten Vertiefungen, radial gesehen, tiefer als die zweiten Vertiefungen sein. Wie ausgeführt, sind die ersten Vertiefungen am Außenumfang, respektive weiter nach außen versetzt, angeordnet, sie sind radial nach außen offen. Zwischen diesen Vertiefungen bildet der unverformte Scheibengrundkörper die erste Anlauffläche für das Planetenrad, das mit seiner Stirnfläche dagegen läuft. Durch, radial gesehen, entsprechend tiefe Taschen kann einerseits die gesamte Anlauffläche entsprechend reduziert werden, so dass der Reibkontakt verringert werden kann, den die segmentierte erste Anlauffläche der Stirnfläche des Planetenrads bietet. Zum anderen ergibt sich natürlich auch ein entsprechend großes Taschenvolumen, so dass das Reservoirvolumen entsprechend groß ist.
Die Vertiefungen, insbesondere die äußeren ersten Vertiefungen, sind zweckmäßigerweise leicht trapezförmig ausgeführt, so dass sich ein entsprechend großer, radialer Einfangöffnungsquerschnitt ergibt.
Zur weiteren Verbesserung der Schmiermittelzuführung, aber auch der Abführung, ist es denkbar, dass am Käfig an wenigstens einer Axialseite, gegebenenfalls an beiden, eine das zu- oder abfließende Schmiermittel leitende Schmiermittelleitstruktur vorgesehen ist. Über diese Schmiermittelleitstruktur, die durch eine entsprechende Profilierung im axialen Endbereich des Käfigs realisiert sein kann, kann demzufolge ebenfalls positiv auf die Schmiermittelzufuhr oder -abfuhr eingewirkt werden.
Denkbar ist es, die Schmiermittelleitstruktur mittels einer an einer axialen Stirnfläche eines Ringbords des Käfigs ausgebildeten Profilierung und/oder einer am Innen- und/oder am Außenumfang des Ringbords ausgebildeten Profilierung und/oder mittels eines sich im Durchmesser zu einem freien Ende hin konisch erweiternden Käfigrands und/oder mittels an den Außenseiten der Stege vorgesehenen, sich längs der Stege erstreckenden Nuten realisiert sein. Beispielsweise können die axialen Stirnflächen der Ringborde mit einem Profil aus einander abwechselnden Vertiefungen und Erhebungen versehen sein, beispielsweise auch in Form eines Wellenprofils. Hierüber kann demzufolge auch in diesem Bereich eine Kanalstruktur respektive Taschenstruktur realisiert werden, über die Schmiermittel, das von radial von der Sonnenseite her zuströmt, aufgenommen werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, am Außenumfang und/oder am Innenumfang des Radialbords entsprechende Profilierungen in Form von einander abwechselnden Erhöhungen und Vertiefungen vorzusehen, die der axialen Weiterleitung des Schmiermittels in den Wälzkörperbereich dienen. Auch kann sich der Käfigrand quasi konusartig im Durchmesser erweitern, so dass hierüber eine schräg verlaufende ringförmige Einfangfläche definiert wird, über die das radial anströmende Schmiermittel aufgenommen und axial in Richtung des Lagerbereichs umgelenkt wird. Ein solcher Käfig steht axial über das Planetenrad hinaus, so dass das radial zugeführte Schmiermittel direkt auf den Einfangkonus trifft. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich auch jeder Steg an seiner Außenseite mit einer längslaufenden, nutartigen Vertiefung versehen sein, die einerseits Schmiermittel zur axialen Leitung aufnehmen und führen, die aber andererseits auch als Schmiermittelreservoir dienen und den Reibbereich des in der Planetenradbohrung außen geführten Käfigs mit Schmiermittel versorgen. Es sind also unterschiedliche Ausbildungen bezüglich etwaiger käfigseitiger Schmiermittelleitstrukturen denkbar.
Neben der Schmiervorrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger umfassend zwei Trägerwangen, wenigstens einem an den Trägerwangen angeordneten Lagerbolzen, einem am Lagerbolzen angeordneten Wälzlager, einem über das Wälzlager gelagerten Planetenrad sowie zwei Anlaufscheiben, die beidseits des Planetenrads zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger angeordnet sind und jeweils Anlaufflächen für das Planetenrad und das Wälzlager aufweisen, umfassend eine Schmiervorrichtung der vorstehend beschriebenen Art.
Das Planetengetriebe ist bevorzugt Teil eines Antriebsstrangs eines elektrischen Antriebs wie einer elektrischen Achse, oder eines Hybrid-Antriebsstrangs. Es weist, neben einer Sonnenradeinheit, einen Planetenträger nebst Lagerbolzen auf, sowie ein über ein Wälzlager auf dem Lagerbolzen gelagertes Planetenrad. Erfindungsgemäß, wie bereits vorstehend zur Schmiervorrichtung beschrieben, ist eine respektive sind bevorzugt beide Trägerwangen mit entsprechenden kanalartigen Vertiefungen versehen, wie gegebenenfalls auch die oder beide Anlaufscheiben mit entsprechenden Profilierungen versehen, also geformt sind.
Zweckmäßigerweise ist an beiden Seiten des Planetenrads eine solche Schmiermittelleitstruktur vorgesehen, so dass einerseits eine definierte Zulaufseite gegeben ist, über die primär das Schmiermittel an einer Radseite zugeführt wird, und eine definierte Ablaufseite, über die das das Wälzlager axial durchströmte Schmiermittel zum großen Teil axial abgeführt wird. Das heißt, dass das Schmiermittel nur an einer Planetenradseite eingebracht wird und sich von dort aus im Lagerbereich verteilt und aus diesem auch wieder abströmt, was an der anderen Planetenradseite erfolgt. Zu einem gewissen Teil wird, insbesondere wenn beidseits entsprechend profilierte Anlaufscheiben vorgesehen sind, zumindest ein entsprechender Schmiermittelabfluss an beiden Radseiten vorgesehen sein, da jedoch das Schmiermittel an der Zulaufseite eine axiale Strömungsrichtung aufgeprägt bekommt, die es quasi axial in den Lagerbereich fördert, wird der wesentliche Teil des Schmiermittels an der gegenüberliegenden Ablaufseite abfließen.
Der Käfig kann, wie beschrieben, in seiner Breite der Breite des Planetenrads entsprechen. Alternativ kann er auch das Planetenrad axial überragen, was dazu führt, dass das von der Sonnenradseite her radial zugeführte Schmiermittel auch unmittelbar auf den Rindbord des Käfigs respektive eine dort vorgesehene Schmiermittelleitstruktur fließen kann, was die Zuführung in den Wälzbereich noch weiter verbessert, insbesondere, wenn am Ringbord eine entsprechende Schmiermittelleitstruktur über die Profilierung vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer geschnittenen Teilansicht mit einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung,
2 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs II aus 1, in einer Perspektivansicht,
3 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs III aus 1, in einer Perspektivansicht,
4 eine Aufsicht auf eine Anlaufscheibe des Planetengetriebes aus 1,
5 eine Schnittansicht durch die Anlaufscheibe aus 4 entlang der Linie V-V,
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI - VI aus 4,
7 eine Perspektivansicht eines in einem Planetengetriebe gemäß 1 verwendbaren Käfigs einer ersten Ausführungsform,
8 eine Seitenansicht des Käfigs aus 7,
9 eine Schnittansicht des Käfigs aus 8,
10 eine Perspektivansicht eines Wälzlagers umfassend einen solchen Käfig,
11 eine Perspektivansicht eines Wälzlagers einer weiteren Ausführungsform mit einem Käfig einer zweiten Ausführungsform,
12 eine Längsschnittansicht des Wälzlagers aus 11,
13 eine Perspektivansicht eines weiteren verwenbaren Wälzlagers mit einer weiteren Ausführungsform eines Käfigs,
14 eine Längsschnittansicht des Wälzlagers aus 12,
15 eine Perspektivansicht eines Wälzlagers einer weiteren Ausführungsform mit einem Käfig einer weiteren Ausgestaltung,
16 eine Aufsicht auf das Wälzlager aus 15,
17 eine Längsschnittansicht durch das Wälzlager aus 15,
18 eine Perspektivansicht eines verwendbaren Wälzlagers einer weiteren Ausführungsform mit einem Käfig angeformter Anlaufscheibe,
19 eine vergrößerte Teilansicht des Wälzlagers aus 18 unter Darstellung der angeformten Anlaufscheibe,
20 eine Schnittansicht durch den Ringbord nebst angeformter Anlaufscheibe im Bereich eines Steges, und
21 eine Schnittansicht durch den Ringbord nebst angeformter Anlaufscheibe im Bereich einer Tasche.

1 zeigt ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1. Ein solches Planetengetriebe 1 weist eine Sonnenradeinheit auf, deren Rotationsachse die Hauptdrehachse des Getriebes definiert. Die Sonnenradeinheit weist ein Sonnenrad und eine Sonnenwelle auf, wobei das Sonnenrad auf der Sonnenwelle angeordnet ist und entweder ein separates, aufgesetztes Bauteil oder einstückig mit der Sonnenwelle ist. Mit dem Sonnenrad kämmen üblicherweise mehrere an einem Planetenträger drehbar gelagerte Planetenräder, wobei das Sonnenrad konzentrisch innerhalb der Planetenradanordnung angeordnet ist. Die Planetenräder kämmen des Weiteren mit einem sie umgebenden Hohlrad. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Planetengetriebes ist bekannt.
Der in 1 gezeigte Ausschnitt eines Planetengetriebes zeigt den Planetenträger 2, hier bestehend aus zwei Wangen 3, an denen entsprechende Lagerbolzen 4, von denen in 1 nur einer gezeigt ist, befestigt sind. Bei einem solchen Lagerbolzen 4 handelt es sich um einen einfachen, vollmaterialigen Bolzen. Er erstreckt sich von einer zur anderen Trägerwange 3.
Über ein Wälzlager 5 umfassend einen Käfig 6 sowie die darin gehalterten bzw. geführten Wälzkörper 7 ist ein Planetenrad 8 drehgelagert. Das Planetenrad 8 weist eine Außenverzahnung auf, mit der es einerseits mit dem Sonnenrad, andererseits mit einem nicht gezeigten Hohlrad kämmt.
Zwischen dem Planetenrad 6 und dem Wälzlager 5 sowie jeder Trägerwange 3 ist jeweils eine Anlaufscheibe 9 angeordnet, gegen die das Planetenrad 8 mit seiner jeweiligen axialen Stirnfläche wie auch der Käfig 6 mit seinen Ringborden anlaufen kann, dort also axial abgestützt ist. Jede der Anlaufscheiben 9 ist an einer Seite axial an der jeweiligen Trägerwange 3 abgestützt. Jede Anlaufscheibe 9 weist eine erste Anlauffläche 10 auf, gegen die das Planetenrad 8 läuft. Des Weiteren weist jede Anlaufscheibe 9 eine zweite Anlauffläche 11 auf, die radial weiter innenliegend ist und gegen die der Käfig 6 mit einer axialen Stirnfläche seines Ringbords läuft.
Um den Lagerbereich mit Schmiermittel zu versorgen, weisen die beiden Trägerwangen 3 eine entsprechende Profilierung auf, wie in den 2 und 3 gezeigt. 3 zeigt eine Perspektivansicht des in 1 rechts gezeigten Trägerwange 3, während 3 die in 1 links gezeigte Trägerwange 3 zeigt.
Gemäß 2 ist die Trägerwange 3 mit einer in ihre Oberfläche eingebrachte, vorzugsweise geprägte, kanalartigen Vertiefung 12 versehen, die einerseits radial innen offen mündet, andererseits in einer entsprechenden Durchbrechung 13, in der der Lagerbolzen 4 aufgenommen ist. Diese längliche, kanalartige Vertiefung 12 verläuft radial, also senkrecht stehend zur zentralen Drehachse des Planetengetriebes. Dadurch, dass sie radial innen offen mündet, ist es möglich, Schmiermittel von radial innen, also von der Sonnenradseite her, wie durch den Pfeil P1 dargestellt, zuzuführen. Denn dieses Schmiermittel kann radial in die Vertiefung 12 eintreten und über sie einerseits in den Bereich des Lagerbolzens 4 gelangen, andererseits aber auch axial nach innen in den eigentlichen Wälzbereich. Bevorzugt weist die benachbarte Anlaufscheibe 9 hierfür am Innenumfang entsprechende Ausnehmungen auf, die die Anlaufscheibe 9 axial öffnen, so dass das über die Vertiefung 12 zuströmende Schmiermittel axial in den Lagerbereich eintreten kann.
Auch die gegenüberliegende, zweite Trägerwange 3 ist mit einer entsprechenden kanalartigen Vertiefung 14 versehen, die jedoch, bezogen auf die Längsachse des Lagerbolzens, um 180° versetzt zur ersten Vertiefung 12 positioniert ist. Sie ist ebenfalls länglich und mündet einerseits in der dortigen Durchbrechung 15, in der wiederum der Lagerbolzen 4 aufgenommen ist, sowie radial an der Außenseite der Trägerwange 3. Hierüber wird sichergestellt, dass von der Lagerinnenseite her anströmendes Fluid radial wieder abgeführt werden kann, wie durch den Pfeil P2 dargestellt.
Dies ermöglicht es, eine Schmiermittelversorgung von radial innen, also von der Seite des Sonnenrads her zu realisieren. Die Sonnenradeinheit 16 ist hier dem Grunde nach dargestellt. Vorgesehen ist ein radialer Zuführkanal 17, über den das Schmiermittel in den Bereich des Planetenradsatzes von radial innen gebracht wird. Die lokale Zuführung kann so gelegt werden, dass das Schmiermittel primär in 1 gezeigten, rechten Radseite erfolgt, so dass das Schmiermittel, gemäß Pfeil P1, primär dort eintritt. Es gelangt über den mittels der Vertiefung 12 gebildeten, radialen Leitkanal radial nach innen, stets fliehkraftgetrieben, wo es sodann axial umgelenkt wird und durch die bereits beschriebenen Ausnehmungen an der Anlaufscheibe 9 axial in den Wälzbereich strömt. Dort strömt es weiter, benetzt also sämtliche zu schmierenden Bereiche, und gelangt sodann, wiederum fliehkraftgetrieben, aufgrund seiner axialen Strömungskomponente in den Bereich des Auslaufs und dort in den Auslaufkanal, gebildet über die dortige Vertiefung 14, wo es dann, wiederum fliehkraftgetrieben, radial nach außen ausgetrieben wird. Auf diese Weise kann demzufolge eine definierte Schmiermittelzuführung an einer ausgezeichneten Zulaufseite, an der das primäre Schmiermittelvolumen zuläuft, realisiert werden, wie auch eine definierte Schmiermittelabführung an einer Abführseite, wie 1 anschaulich zeigt.
Die 4 bis 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Anlaufscheibe 400, die als Anlaufscheibe 9 im Planetengetriebe 1 aus 1 integriert werden kann. Die Anlaufscheibe 400 ist kreisringförmig und in besonderer Weise profiliert. Sie weist von einer Scheibenseite 401 her in einem äußeren Scheibenabschnitt eingebrachte erste Vertiefungen 402 auf, die als Durchstellungen zu entsprechenden Erhebungen 403 an der gegenüberliegenden Scheibenseite 404 führen. Im gezeigten Beispiel sind vier solcher Vertiefungen 402 respektive Erhebungen 403 vorgesehen, die äquidistant um den Umfang der Anlaufscheibe 400 verteilt sind. Die Vertiefungen 402 sind, wie die Figuren zeigen, zum Außenumfang hin offen, in Umfangsrichtung und insbesondere zum Innenumfang hin jedoch geschlossen. Sie erstrecken sich im gezeigten Beispiel über etwas mehr als die Hälfte der Breite des kreisringförmigen Scheibenkörpers.
Vorgesehen sind des Weiteren zweite Vertiefungen 405, die an einem inneren Scheibenabschnitt ausgeführt ist und zu entsprechenden korrespondierenden Erhebungen 406 an der gegenüberliegenden Scheibenseite 404 führen. Auch diese zweiten Vertiefungen 405, die zum Innenumfang hin offen sind, sind in Umfangsrichtung und zum Außenumfang hin geschlossen, sie erstrecken sich nur über ca. 1/3 der Breite des Scheibenkörpers, wie 4 zeigt. Auch hier sind vier äquidistant um den Umfang verteilte Vertiefungen 405 und natürlich entsprechende Erhebungen 406 vorgesehen.
Die Erhebungen 403 und 406 sind flächige Erhebungen, weisen also ebenflächige Seitenflächen auf. Diese flächigen Erhebungen 403, 406 liegen in der Montagestellung jeweils an der Trägerwange 3 an. Die gegenüber liegenden Flächen des Scheibengrundkörpers bilden dabei eine erste segmentierte Anlauffläche 407, an der in der Montagestellung das Planetenrad 8 stirnseitig anläuft. Demgegenüber bilden die den zweiten flächigen Erhebungen 406 gegenüberliegenden Flächen des Scheibengrundkörpers eine radial weiter innen liegende zweite Anlauffläche 408, an der der Käfig 6 anläuft. Auch diese zweite Anlauffläche 408 ist segmentiert. Durch die Segmentierung der beiden Anlaufflächen 407, 408 ist nur eine kleinere Kontaktfläche zwischen der Anlaufscheibe 400 und dem Planetenrad 8 respektive dem Käfig 6 gegeben, sodass hierüber die Reibung reduziert werden kann. Dabei sind im gezeigten Beispiel die beiden Anlaufflächen 407, 408 in einer gemeinsamen Axialebene angeordnet, das heißt, dass die entsprechenden Erhebungen 403, 406 gleich weit vom unverformten Scheibenkörper axial hervorstehen. Dies führt dazu, dass der Käfig 6 des Wälzlagers 7 das Planetenrad 8 axial nicht überragen kann, mithin also maximal die axiale Länge des Planetenrads 8 aufweisen kann. Denkbar ist es aber auch, die erste und zweite Anlauffläche 407, 408 axial versetzt zueinander anzuordnen, also die zweite Anlauffläche 408 axial zurückversetzt bezüglich der ersten Anlauffläche 407 auszubilden. Die zweite Anlauffläche 408 ragt dann weniger weit vom unverformten Scheibenkörper ab. Dies erlaubt es, einen axial gesehen das Planetenrad 8 überragenden Käfig 6 zu verwenden, und damit verbunden gegebenenfalls etwas längere Wälzkörper in Form von Nadeln.
Wie 4 zeigt, sind die Vertiefungen 402, 405 und daraus resultierend die Erhebungen 403, 406 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet und auf Lücke stehend positioniert. Dies führt dazu, dass sich eine radial sowohl zum Außenumfang als auch zum Innenumfang offene Kanalstruktur 409 ergibt, das heißt, dass sich zwischen den Erhebungen/Vertiefungen entsprechende Kanäle in der Montagestellung ausbilden, durch die das Schmiermittel von radial außen nach radial innen strömen kann. In der Montagestellung weist die Scheibenseite 404 zum Planetenrad 8 hin, das heißt, dass die vertieften Scheibenbereiche von dem Planetenrad übergriffen sind. Gleichermaßen übergreift der Käfig die vertieften Scheibenbereiche. Hierüber ergeben sich demzufolge entsprechende Leitkanäle, die radial nach außen und radial nach innen offen sind, sodass über diese zu beiden Scheibenseiten gegebene Schmiermittelleit- oder Kanalstruktur 409 der radiale Durchfluss möglich ist. Gleichzeitig kommuniziert die jeweilige kanalartige Vertiefung 12, 14 mit der Schmiermittelleit- bzw. Kanalstruktur 409. Über diesen Durchfluss wird das Schmiermittel einerseits in den Bereich der ersten und zweiten Anlaufflächen 407, 408 gefördert und kann diese schmieren, andererseits strömt das Schmiermittel auch in den Wälzlagerbereich und versorgt diesen. Dabei ergibt sich durch den Überlapp eine entsprechende verzweigte Kanalstruktur 409, wobei ersichtlich über die entsprechende Positionierung respektive Beabstandung der einzelnen Vertiefungen/Erhebungen sowie deren konkrete Größe natürlich die Geometrie und Größe der Kanalstruktur 409 beeinflusst und eingestellt werden kann, sodass hierüber letztlich der Schmiermittelzufluss gesteuert werden kann.
Wie beschrieben, liegt die Anlaufscheibe 400 mit der Scheibenseite 404 und damit mit den Vertiefungen 402, 405 benachbart zum Planetenrad 8 und zum Käfig 6. Demzufolge liegt die Scheibenseite 401 benachbart zur Wange 3 des Planetenträgers 2, an der sie im Anlauffall anliegt. Dies führt dazu, dass das Planetenrad 8 die Vertiefungen 402 und 405 axial abdeckt, sodass über die Vertiefungen 402, 405 entsprechende, dann geschlossene Taschen ausgebildet werden, die als Schmiermittelreservoirs dienen. Die radial nach außen offenen Taschen, gebildet über die Vertiefungen 402, werden durch das sonnenradseitig anströmende Schmiermittel gefüllt und stellen insbesondere für den Reibkontakt zwischen Anlaufscheibe 400 und dem Planetenrad 8 sowie dem Käfig 6 ein Schmiermittelreservoir zur Verfügung. Die über die Vertiefungen 405 gebildeten Taschen füllen sich entweder durch einen Schmiermitteldurchfluss zwischen Anlaufscheibe 400 und Planetenrad 8, das heißt, dass ein minimaler Schmierspalt verbleibt, oder quasi von innen heraus, also von der Seite des Lagerbolzens 4, auf dem die Anlaufscheibe 400 aufsitzt. Hierüber wird ein bolzennahes Schmiermittelreservoir gebildet. Auch an der zur Trägerwange 3 weisenden Seite bilden sich grö-ßervolumige Aufnahmen über die Struktur 409, die den dortigen Reibbereich schmieren.
7 zeigt einen erfindungsgemäßen Käfig 50 für ein Wälzlager, das als Wälzlager 5 im Planetengetriebe nach 1 integriert werden kann. Der aus einem Metallblech oder aus Kunststoff hergestellte Käfig 50 weist zwei endständige Ringborde 51 auf, zwischen denen sich mehrere Stege 52 erstrecken, die endseitig unmittelbar an die Ringborde 51 anschließen. Die Stege 52 sind, wie insbesondere 9 zeigt, W-förmig, weisen also eine radial nach außen erhöhte Stegmitte 53 auf, an die sich beidseits radial nach innen gekröpfte Stegenden 54 anschließen. An diese Stegenden 54 schließen sich die Ringborde 51 an. Zwischen zwei Stegen 52 ist jeweils eine Tasche 55 ausgebildet, in der jeweils ein zylindrischer, nadelförmiger Wälzkörper 56, siehe 4, die ein erfindungsgemäßes Wälzlager 57 zeigt, aufgenommen und geführt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig 50 sind die beiden Randborde 51 trichterförmig ausgeführt, das heißt, sie erweitern sich zu ihrem freien Ende hin im Durchmesser, wie insbesondere 9 anschaulich zeigt. Die Durchmessererweiterung ist konisch, das heißt, dass die trichterförmige Innenfläche 58 wie auch die entsprechende Außenfläche 59 geradlinig und unter einem Winkel zur Längsachse 60 des Käfigs 50 verlaufen. Der Winkel, den der jeweilige Ringbord 51 respektive die Innen- und Außenfläche 58, 59 zur Längsachse 60 aufweist, beträgt beispielsweise 45°. Es sollte grundsätzlich im Intervall zwischen 15° - 75°, insbesondere zwischen 30° - 60° liegen.
Der Außendurchmesser der freien Endkante des jeweiligen Ringbords 51 entspricht maximal dem Außendurchmesser im Bereich der Stegmitte 53, sodass der jeweilige trichterförmige Ringbord 51 radial nicht über die Stegmitte 53 übersteht.
Die schräg stehende, konische Außenfläche 59 eines jeden Ringbords 51 bildet eine Schmiermittelleitstruktur 61, über die, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, gezielt von radial außen zuströmendes Schmiermittel, regelmäßig Öl, eingefangen und weitergeleitet wird.
10 zeigt wie beschrieben ein erfindungsgemäßes Wälzlager 57 mit einem erfindungsgemäßen Käfig 50 sowie in dessen Taschen 55 eingesetzten, nadelförmigen Wälzkörper 56. Dieses erfindungsgemäße Wälzlager 57 dient insbesondere dazu, ein Planetenrad eines Planetengetriebes auf einem Lagerbolzen zu lagern.
Dieses Wälzlager 57 ist in seiner axialen Länge etwas länger als das Planetenrad, d.h., dass der Käfig mit seinen trichterförmigen Ringborden axial gesehen beidseits etwas über die Stirnflächen des Planetenrads 8 hinaussteht. Damit befinden sich die Stirnflächen des Planetenrads 8 und die Endkanten der trichterförmig erweiterten Ringborde auf axial versetzten Ebenen. Dies hat zu Folge, dass die jeweilige Anlaufscheibe die beiden Anlaufflächen auf versetzten Ebenen aufweist, was bei einer Anlaufscheibe 400 aus den 4 bis 6 durch unterschiedliche tiefe Vertiefungen ausgebildet werden kann.
Die trichterförmigen Ringborde 51 mit ihren Außenflächen 59 liegen in der Montagestellung radial frei über die Schmiermittelleit- bzw. Kanalstruktur 409 zugänglich, so dass das an der Zulaufseite gemäß Pfeil P1 zuströmende Schmiermittel direkt auf die Außenfläche 59 trifft, dort aufgenommen und axial in den Wälzbereich umgelenkt wird. Entsprechend umgekehrt erfolgt der Fluidfluss an der Auslaufseite. Der axial längere Käfig 50 dient folglich unmittelbar der Schmiermittelaufnahme und -weiterleitung.
11 zeigt eine weitere Ausführung eines Käfig 100 als Teil eines im Planetengetriebe 1 nach 1 einsetzbaren Wälzlagers 101. Der bevorzugt aus Kunststoff, gegebenenfalls auch aus Metall gefertigte Käfig 100 weist zwei axial endständige Ringborde 102 auf, sowie mehrere sich zwischen diesen erstreckende, sie verbindende Stege 103, siehe hierzu auch die Schnittansicht gemäß 12. In Umfangsrichtung gesehen, ist zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen 103 jeweils eine Tasche ausgebildet, in der jeweils ein zylindrischer Wälzkörper 104 eingesetzt ist, wie die Figuren zeigen. Bei den Wälzkörpern 104 handelt es sich um zylindrische Nadeln. Die Ringborde 102 erstrecken sich radial bzw. weisen eine entsprechende radiale Breite auf, so dass sie jeweils größerflächige, ringscheibenförmige axiale Stirnflächen aufweisen
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig 100 ist jede axiale ringscheibenförmige Stirnfläche 105 der beiden Ringborde 102 über einander abwechselnde Erhebungen 106 und Vertiefungen 107 profiliert, wobei die Erhebungen 106 und die Vertiefungen 107 in symmetrischer Abfolge angeordnet ist. Die Erhebungen 106 weisen jeweils flächige Stirnflächen auf. Sie bilden letztlich die segmentierte Abstützfläche, mit der der Käfig 100 an einer axial benachbarten Anlaufscheibe anläuft.
Die Vertiefungen 107 sind quasi kanalartig ausgeführt, sie erstrecken sich vom Außenumfang zum Innenumfang des jeweiligen Ringbords 102, sodass sich eine radial nach außen und innen offene Schmiermittelleit- oder Kanalstruktur ergibt. Ersichtlich bleibt die Breite jeder Vertiefung 107, in Umfangrichtung gesehen, über ihre radiale Länge gleich, das heißt, dass sich der Strömungsquerschnitt nicht ändert. Dies ist zweckmäßig, um möglichst viel Schmiermittel, das über diese Schmiermittelleitstruktur in den Lagerbereich geführt wird, leiten zu können.
Wie die 11 und 12 zeigen, gehen die Erhebungen 106 und die Vertiefungen 107 quasi stetig ineinander über, sodass sich ein wellenförmiges Profil ausbildet.
Wie insbesondere 11 zeigt, ist an der Außenseite jedes Stegs 103 eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende nutartige Vertiefung 108 vorgesehen. Diese nutartige Vertiefung 108 bildet eine Schmiermittelnut, in der sich Schmiermittel ansammelt, das hierüber einerseits axial längs des Käfigs 100 respektive des Wälzlagers 101 fließen kann. Andererseits wird hierüber auch eine Schmiermitteltasche oder ein Schmiermittelreservoir gebildet, über das die Schmierung des außen geführten Käfigs 100 in der Planetenradbohrung, in der das Wälzlager 101 aufgenommen ist, erfolgt.
Jeder Steg weist äußere Stegabschnitte 109 auf, über die er bündig an dem jeweiligen Ringbord 102 anschließt. Diese etwas breiter in Umfangsrichtung ausgeführten Stegabschnitte 109 bilden Schnappabschnitte 110, über die die Wälzkörper 104 in den Taschen gehaltert werden. Ersichtlich sind die Abschnitte der Vertiefung 108 in den Stegabschnitten 109 breiter und tiefer als in dem mittleren Stegabschnitt 125, der gegenüber den Stegabschnitten 109 vertieft ist. Die in den Stegabschnitten 109 vorgesehenen Vertiefungsabschnitte bilden entsprechend große Schmiermitteltaschen, die die Aufnahme eines entsprechenden Volumens ermöglichen.
Im Planetengetriebe 1 ist zwischen dem Planetenrad 8 und dem Wälzlager 101 sowie jeder Wangen 3 ist jeweils eine Anlaufscheibe 9 angeordnet, gegen die das Planetenrad 8 mit seiner jeweils axialen Stirnfläche wie auch der Käfig 100 mit seinen Ringborden 102 anlaufen kann, dort also axial abgestützt wird. Das Wälzlager 101 respektive der Käfig 100 ist axial nicht länger als das Planetenrad 115, ragt also axial nicht hervor, das heißt, dass die Ringborde 102 maximal bündig mit den Stirnflächen des Planetenrads 115 abschließen. Grundsätzlich denkbar wäre aber auch, dann bei entsprechend anderer Ausgestaltung der Anlaufscheiben 117, dass der Käfig 100 das Planetenrad axial gesehen etwas überragt.
Jede der Anlaufscheiben 9 aus 1 weist eine erste Anlauffläche auf, die vom Scheibenkörper gebildet ist. Der Scheibenkörper der Anlaufscheibe 9, z.B. in der Form der Anlaufscheibe 400, bildet des Weiteren eine radial innen liegende zweite Anlauffläche, die z.B. auf gleicher Ebene wie die erste Anlauffläche liegt und, wie auch die erste Anlauffläche, segmentiert sein kann, aber auch als unverformte Ringescheibe vorliegen kann. An ihr läuft der Käfig 100 mit seinen Ringborden 102 respektive mit seiner dort ausgebildeten Wellenprofilierung an. Dabei kann die radiale Breite jedes Ringbords 102 etwas größer sein die radiale Breite der zweiten Anlauffläche, was dazu führt, dass die wellenförmige Profilierung der Radialborde 102, also insbesondere die radial offenen Vertiefungen 107, sich mit den an dieser Scheibenseite vorgesehenen Vertiefungen überdecken. Das führt dazu, dass die über die Strukturierung der Anlaufscheibe 117 gebildete Schmiermittelleitstruktur, definiert über die an der zur Planetenradseite ausgebildeten Vertiefungen, mit der an den Ringborden 102 ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur, insbesondere eben den dortigen Vertiefungen 107, kommuniziert.
Das Schmiermittel wird an einer Planetenradseite eingefangen und der sich zwischen dem Planetenrad 8 bzw. der Trägerwange 3 und der Anlaufscheibe 9 ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur, gebildet unter anderem über die Vertiefung 12, zugeführt, siehe Pfeil P1 aus 1. Über diese strömt das Schmiermittel radial nach innen und gelangt in den Bereich der Vertiefungen 107 am Käfig 100, wo es einerseits aufgenommen wird, und im Reibbereich zur Anlaufscheibe 9 verteilt wird, andererseits aber auch radial weitergeleitet und in den Bereich der Wälzkörper gebracht wird. Gleichzeitig strömt das Schmiermittel auch in die nutartigen Vertiefungen 108. Es wird insgesamt eine hinreichend große Schmiermittelmenge von radial außen nach radial innen in den eigentlichen Wälzbereich geführt, wo sie sich axial verteilt, wie durch den Pfeil P1 angedeutet.
Das Schmiermittel wird zu einem gewissen Teil axial durch das Wälzlager 101 durchgeführt. An dieser in 1 links gezeigten Lagerseite wird das Schmiermittel wieder nach außen abgeführt, einerseits indem es auch den nutartigen Vertiefungen 108 ausströmt, andererseits indem es durch die Vertiefungen 107 am dortigen Ringbord 102 sowie die Vertiefungen an der dortigen Anlaufscheibe 9 fliehkraftgetrieben radial nach außen strömt, wo es abgeschleudert wird. Dieser Fluidpfad ist mit dem Pfeil P2 dargestellt.
Wie beschrieben, besteht die Möglichkeit, dass der Käfig 100 das Planetenrad 8 auch axial beidseits überragen kann. In diesem Fall wäre die jeweilige Anlaufscheibe 9 etwas anders zu profilieren, wie bereits vorstehend zur Ausführungsform des Käfigs gemäß der 7 bis 9 beschrieben. Denn es müsste dann ein axialer Versatz der ersten Anlauffläche 10 zur zweiten Anlauffläche 11 gegeben sein.
13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Käfig 150, der Teil eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 151 ist, das als Wälzlager 5 im Planetengetriebe 1 nach 1 verwendet werden kann. Der Käfig 150 ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt, kann aber auch aus Metall sein. Der Käfig 150 weist einen ersten, axial endständigen Ringbord 152 sowie einen zweiten axial endständigen Ringbord 153 auf, zwischen denen sich Stege 154 erstrecken. Die Ringborde erstrecken sich radial bzw. weisen eine entsprechende radiale Breite auf, so dass sie jeweils größerflächige, ringscheibenförmige axiale Stirnflächen aufweisen. Zwischen zwei benachbarten Stegen ist jeweils eine Tasche 155 ausgebildet, in der jeweils ein zylindrischer, nadelförmiger Wälzkörper 156 eingesetzt ist. Der erste Ringbord 152 ist mit einer ersten Schmiermittelleitstruktur 157 versehen, während der zweite Ringbord 153 mit einer zweiten Schmiermittelleitstruktur 158 versehen ist. Diese dienen der gezielten Führung oder Leitung eines von radial außerhalb zugeführten Schmiermittels, worauf nachfolgend noch im Zusammenhang mit 3 angegangen wird.
Die erste Schmiermittelleitstruktur ist Form einer ersten Profilierung am Innenumfang des Ringbords 152 nur am Innenumfang ausgebildet, der Außenumfang ist nicht profiliert. Diese Profilierung ist mittels einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung versetzt angeordneten ersten Vertiefungen 159 realisiert, wobei jede Vertiefung 159 in Verlängerung einer Tasche 155 angeordnet ist. Die Vertiefungen 159 sind allesamt sowohl zur axialen Stirnfläche 160 des Ringbords 152 als auch zu jeder Tasche 155 hin offen. Die jeweilige Bodenfläche 161 einer jeder Vertiefung 159 verläuft im gezeigten Beispiel parallel zur Längsachse des Käfigs 150.
Über diese erste Schmiermittelleitstruktur 157, also die einzelnen Vertiefungen 159 kann ein von radial außerhalb des Käfigs zugeführtes Schmiermittel axial unmittelbar in den Bereich der einzelnen Wälzkörper 156 zugeführt werden. Das Schmiermittel tritt axial in die Vertiefungen 159 ein und von diesen unmittelbar zu den Wälzkörpern 156, also in die Taschen 155 ein. Durch die axiale Umlenkung über die Vertiefungen 159 erfährt das Schmiermittel, üblicherweise ein Öl, eine axiale Strömungskomponente, sodass es, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, das Wälzlager 151 axial durchströmt.
Die zweite Schmiermittelleitstruktur 158 am zweiten Ringbord 153 ist ebenfalls über eine Profilierung ausgebildet, sie befindet sich jedoch am Außenumfang des Ringbords 153, während hier der Innenumfang nicht profiliert ist. Auch diese Profilierung ist über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Vertiefungen 162 realisiert, die axial zur Stirnfläche 163 des zweiten Ringbords hin offen sind, wie auch axial zur jeweils benachbarten Tasche 155. Das heißt, dass auch hier eine unmittelbare Öffnung zu dem Wälzkörper 156 gegeben ist.
Das axial durch das Wälzlager 151 strömende Schmiermittel gelangt aus dem eigentlichen Wälzkörper- respektive Lagerbereich sodann in den Bereich der zweiten Vertiefungen 162, über die es sodann axial aus dem Wälzkörper 151 geleitet wird, von wo aus es sodann abgeführt wird. Dabei verläuft die jeweilige Bodenfläche 164 der Vertiefungen 162, wie insbesondere 14 zeigt, rampenartig schräg, wobei sie von der Stirnfläche 163 zur jeweiligen Tasche 155 hin abfällt.
Wie insbesondere die Ansicht gemäß 13 zeigt, ist ferner jeder Steg mit einer nutförmigen Vertiefung 165 versehen, die sich über die gesamte Steglänge erstreckt. Jeder Steg weist zwei erste Stegabschnitte 166 auf, über die er, mit der Außenseite des jeweiligen Ringbords 152, 153 bündig, an den jeweiligen Ringbord 152, 153 anschließt. Die ersten Stegabschnitte 166 sind, verglichen mit dem mittleren Stegabschnitt 167, etwas breiter ausgeführt, nachdem an ihnen entsprechende, in die Taschen ragende Schnappvorsprünge 168 vorgesehen sind, über die die Wälzkörper 156 gehaltert werden.
Wie 13 zeigt, sind die in den Stegabschnitten 166 vorgesehenen Abschnitte der Vertiefung 165 breiter und tiefer als im mittleren Stegabschnitt 167. Hierüber lassen sich an den Bereichen der Ringborde 152, 153 entsprechend volumige Schmiermittelreservoire ausbilden, in denen ein Schmiermittelvolumen gehalten werden kann, über das der Reibkontakt zwischen dem außen geführten Käfig 150 und der Planetenradbohrung geschmiert werden kann. Im mittleren Stegabschnitt 157 ist die Vertiefung schmäler und flacher, dieser Bereich dient primär der axialen Schmiermittelleitung.
Wird das Wälzlager 151 im Planetengetriebe 1 aus 1 integriert, so wird über das Sonnenrad das Schmiermittel zugeführt, also von radial innen in den Planetenradkranz. Das Schmiermittel wird an einer Planetenradseite eingefangen und der sich zwischen dem Planetenrad 8 und der Anlaufscheibe 9, wiederum z.B. in Form der Anlaufscheibe 400, ausgebildeten Schmiermittelleitstruktur, gebildet über die Vertiefungen/Erhebungen, zugeführt, siehe Pfeil P1 in 1. Über diese strömt das Schmiermittel radial nach innen und gelangt in den Bereich der am Innenumfang vorgesehenen Vertiefungen 159 am Käfig 150, wo es aufgenommen wird und axial weitergeleitet und in den Bereich der Wälzkörper gebracht wird. Gleichzeitig strömt das Schmiermittel auch in die nutartigen Vertiefungen 165. Es wird insgesamt eine hinreichend große Schmiermittelmenge von radial außen nach radial innen in den eigentlichen Wälzbereich geführt, wo sie sich axial verteilt, wie durch den Pfeil P1 angedeutet.
Das Schmiermittel wird zu einem gewissen Teil axial durch das Wälzlager 151 durchgeführt, nachdem über die Anlaufscheibe 9, über die es zugeführt wird, wie auch den Käfig 150 das Schmiermittel eine axiale Fließkomponente zur anderen Lagerseite erfährt. An dieser in 1 links gezeigten Lagerseite wird das Schmiermittel wieder nach außen abgeführt, einerseits indem es aus den nutartigen Vertiefungen 165 ausströmt, andererseits indem es durch die Vertiefungen 162 am dortigen Ringbord 152 sowie die Vertiefungen 179 an der dortigen Anlaufscheibe 175 fliehkraftgetrieben radial nach außen strömt, wo es abgeschleudert wird. Dieser Fluidpfad ist mit dem Pfeil P2 dargestellt.
Wie beschrieben, besteht die Möglichkeit, dass der Käfig 150 nicht die gleiche Länge aufweist wie das Planetenrad 8, sondern das Planetenrad 173 auch axial beidseits überragen kann. In diesem Fall wäre die jeweilige Anlaufscheibe 9 bzw. 400 etwas anders zu profilieren, wie bereits beschrieben. Denn es müsste dann ein axialer Versatz der ersten Anlauffläche zur zweiten Anlauffläche gegeben sein, was durch eine Änderung der Tiefe der jeweiligen Vertiefungen realisiert werden kann.
Die 15 bis 17 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Käfigs 200 als Teil eines Wälzlagers 201, das als Wälzlager 5 im Getriebe 1 nach 1 verwendet werden kann. Der bevorzugt aus Kunststoff, gegebenenfalls aber auch aus Metall gefertigte Käfig 200 weist zwei axial endständige Ringborde 202 auf, sowie mehrere sich zwischen diesen erstreckende, sie verbindende Stege 203, siehe hierzu auch die 16 und 17. In Umfangsrichtung gesehen ist zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen 203 jeweils eine Tasche 204 ausgebildet, in der jeweils ein zylindrischer Wälzkörper 205 eingesetzt ist, wie die Figuren zeigen. Bei den Wälzkörpern 205 handelt es sich um zylindrische Nadeln.
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig 200 ist jeder Ringbord 202 an seiner Innenseite, also der Seite, an der die Stege 203 angebunden sind, jeweils mit einem Abstandshalter 206 versehen fungiert der Abstandshalter 206 ragt axial in die jeweilige Tasche 204. Ersichtlich liegt jeder Wälzkörper 205 mit einer axialen Stirnfläche 207 axial benachbart und mit geringem Abstand zum jeweiligen Abstandshalter 206. Im Betrieb läuft folglich der Wälzkörper 205 mit seiner Stirnfläche 207 axial gegen den Abstandshalter 206, wird also an diesem Abgestützt. Der Abstandshalter selbst kann vollständig zylindrisch sein, er kann aber auch, wie in den Figuren gezeigt, nur teilzylindrisch sein, also quasi eine Halbkreisform aufweisen, wobei die Außenseite gerundet ist, wie 16 zeigt, während die Innenseite, wie 17 zeigt, quasi ebenflächig respektive nur dem Innenumfang entsprechend leicht gewölbt ist.
Ersichtlich bildet sich demzufolge am Taschenende jeweils eine radial nach außen und innen offene Öffnung 208 aus, die sich zu beiden Seiten des mittig am Ringbord angeordneten Abstandshalters 206 erstreckt, nach dem der Abstandshalter 206 auch benachbart zu den beiden benachbarten Stegen 203 angeordnet ist. Das heißt, dass hierüber eine radial offene Schmiermittelleitstruktur an beiden Käfigborden 202 ausgebildet werden kann.
Des Weiteren ist jeder der Ringborde 202 am Außenumfang im Bereich zwischen zwei Stegen 203 mit jeweils einer radialen Vertiefung 209 versehen, die axial beidseits offen ist und demzufolge sowohl zur jeweiligen axialen Stirnfläche des Ringbords 202 als auch zur jeweiligen Tasche 204 hin offen ist. Wie insbesondere die Schnittansicht gemäß 17 zeigt, fällt der Boden 210 einer jeden Vertiefung rampenartig zur Tasche hin ab, das heißt, dass eine Schrägfläche gebildet wird, die den Zu- und Abfluss des Schmiermittels weiterhin erleichtert.
Wie insbesondere 16 schließlich zeigt, ist an der Außenseite jedes Steges 203 eine sich über die gesamte Steglänge erstreckende nutartige Vertiefung 211 vorgesehen. Diese nutartige Vertiefung 211 bildet eine Schmiermittelnut, in der sich Schmiermittel ansammelt, das hierüber einerseits axial längs des Käfigs 200 respektive des Wälzlagers 201 fließen kann und somit von der einen Seite des Wälzlagers 201 zur anderen Seite gelangen kann. Andererseits wird hierüber auch eine Schmiermitteltasche oder ein Schmiermittelreservoir gebildet, über das die Schmierung des außengeführten Käfigs 200 in der Planetenradbohrung, in der das Wälzlager 201 aufgenommen ist, erfolgt.
Jeder Steg weist äußere Stegabschnitte 212 auf, über die er bündig am jeweiligen Ringbord 202 anschließt. Die in Umfangsrichtung gesehen etwas breiter ausgeführten Stegabschnitte 212 bilden Schnappabschnitte 213, über die die Wälzkörper 205 in den Taschen 204 gehaltert werden. Ersichtlich sind die Abschnitte der Vertiefung 211 in den Stegabschnitten 212 breiter und tiefer als in dem mittleren Stegabschnitt 214, der gegenüber den Stegabschnitten 212 vertieft ist. Die in den Stegabschnitten 212 vorgesehenen Vertiefungsabschnitte bilden entsprechend große Schmiermitteltaschen, die die Aufnahme eines entsprechenden Volumens ermöglichen.
In der Montagestellung strömt das Schmiermittel, siehe den Pfeil P1 in 1, in die radial nach außen offene, kanalartige Schmiermittelleitstruktur zwischen Planetenrad 8 bzw. Trägerwange 3 und der Anlaufscheibe 9, wiederum z.B. in Form der Anlaufscheibe 400, ein. Es gelangt von radial außen an den Außenumfang des benachbarten Radialbords 202, wo es unteranderem in die Vertiefungen 209 eintritt, die, wie beschrieben, eine leicht schräg stehende, rampenartige Bodenfläche aufweisen. Das Schmiermittel wird hierüber umgeleitet, es strömt sodann, siehe den Pfeil P1, axial durch das Wälzlager 201, wobei es hierbei auch in die entsprechenden Öffnungen 208 einströmt und demzufolge den gesamten Lager- respektive Wälzbereich sowohl am Planetenbolzen 4 als auch am Innenumfang des Planetenrads 8 mit Schmiermittel versorgt.
Das Schmiermittel erfährt durch diese Umlenkung eine axiale Stimmungskomponente, es durchströmt das Wälzlager 201 axial und wird an der gegenüberliegenden Seite fliehkraftbedingt abgeführt, wie durch den Pfeil P2 dargestellt. Es strömt hierbei axial wiederum aus den Öffnungen 208 nach außen, wie auch in die Vertiefungen 209, wonach es in die auch an dieser Seite respektive der dortigen Anlaufscheibe 9 ausgebildete Schmiermittelleitstruktur eintritt und durch die auch dort ausgebildeten Kanäle oder Spalten radial nach außen getrieben wird. Das heißt, dass letztlich eine definierte Zulaufseite gegeben ist, und das Schmiermittel von der Sonnenradseite her an nur einer Seite gezielt zugeführt wird, während ein großer Teil des Schmiermittels an der gegenüberliegenden Auslaufseite wieder abfließt. Natürlich strömt auch ein gewisser Anteil radial an der Zulaufseite aus, da über die Schmiermittelleitstruktur am Käfig natürlich auch die Versorgung der Reib- und Kontaktflächen des Käfigs 200 wie auch des Planetenrads 8 an den jeweiligen Anlaufflächen der Anlaufscheibe 9 mit Schmiermittel versorgt werden, was auch für den Bereich der Anlaufscheibe 9 an der gegenüberliegenden Ablaufseite gilt.
Ein gewisser Anteil an Schmiermittel strömt natürlich auch in die an den Stegen 203 außenseitig ausgebildeten Vertiefungen 211 ein und sammelt sich darin an. Hierüber wird einerseits der Reibkontakt des Käfigs 200 zur Planetenradbohrung mit Schmiermittel versorgt, andererseits kann auch hierüber ein gewisser Axialfluss des Schmiermittels erfolgen.
Wiederum kann der Käfig axial gesehen bündig mit der Planetenrad abschließen, oder es axial etwas überragen, was dann eine etwas andere Ausführung der Anlaufscheibe zur Folge hat, wie beschrieben.
Die 18 bis 21 zeigen ein weiteres Beispiel eines Käfigs bzw. Wälzlagers für ein Planetengetriebe 1 nach 1. 18 zeigt einen Käfig 300 als Teil eines Wälzlagers 301. Der Käfig umfasst einen ersten Ringbord 302 an einer Axialseite und einem zweiten Ringbord 303 an der gegenüberliegenden Seite. Zwischen den Ringborden 302, 303, diese verbindend, erstrecken sich mehrere Stege 304, wobei zwischen zwei benachbarten Stegen 304 jeweils eine Tasche 305 ausgebildet ist, in der jeweils ein zylindrischer, hier nadelförmiger Wälzkörper 306 aufgenommen ist.
Am Ende des ersten Ringbords 302 ist ein sich vom Ringbord 302 radial nach außen erstreckender, ringscheibenförmiger Flanschabschnitt 307 einstückig an dem aus Kunststoff, gegebenenfalls auch aus Metall bestehenden Käfig 300, der auch als Kurbelzapfenkäfig bezeichnet werden kann, angeordnet. Der Flanschabschnitt 307 ist axial etwas bezüglich des Ringbords 302 versetzt, wie die 3 und 4 zeigen. Das heißt, er steht axial etwas vom Ringbord 302 ab. Dies ermöglicht es, in der Montagestellung den Flanschabschnitt 307, axial gesehen, zwischen einem Planetenrad eines Planetengetriebes und dessen Planetenträger respektive der Trägerwange anzuordnen, so dass über diesem Flanschabschnitt 307 gleichzeitig eine Anlaufscheibe für das Planetenrad bereitgestellt wird. Denn der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 307 ist größer als der Innendurchmesser der Planetenradbohrung, in der das Wälzlager 301 und damit auch der Käfig 300 aufgenommen ist, so dass sich, axial gesehen, eine Überlappung zwischen der Stirnfläche des Planetenrads und dem Flanschabschnitt 307 ergibt. Der Flanschabschnitt 307 liegt in der Montagestellung mit einer ersten, den Wälzkörpern 306 abgewandten Seitenfläche 308 benachbart zum Planetenträger respektive der Wange, so dass der Käfig mit dieser Scheibenseite 308 gegen die Wange abgestützt ist und an dieser anläuft. Die zweite Scheibenseite 309, die den Wälzkörpern 306 zugewandt ist, bildet die Anlauffläche für das Planetenrad.
Wie die 18, insbesondere aber auch die 19 zeigt, ist der Flanschabschnitt 307 mit einer Schmiermittelleitstruktur 310 versehen. Hierzu sind an der ersten Scheibenseite 308, in Umfangsrichtung äquidistant versetzt, mehrere Vertiefungen 311 vorgesehen, die sich über die gesamte Breite des Flanschabschnitts 307 respektive der Scheibenseite 308 erstrecken, also radial nach außen und innen offen sind. Wie 2 anschaulich zeigt, sind die Vertiefungen 311, die kanalartig sind, in axialer Verlängerung der Stege 304 angeordnet.
An der gegenüberliegenden, zweiten Scheibenseite 309 sind ebenfalls Vertiefungen 312 vorgesehen, die ebenfalls kanalartig, also länglich sind, und ebenfalls nach radial außen offen sind, radial innen aber zum Ringbord 302 münden. Diese Vertiefungen 312 sind in axialer Verlängerung der Taschen 305 angeordnet, also in axialer Verlängerung der Wälzkörper 306, wie in 19 anschaulich gezeigt.
Es bildet sich demzufolge, wie die Seitenansicht gemäß 19 2, aber auch 18 zeigen, eine Mäanderstruktur seitens des Flanschabschnitts 307 aus, die an beiden Scheibenseiten 308, 309 durch die dort eingebrachten Vertiefungen und resultierenden Erhebungen gebildet wird. Da die Vertiefungen 311, 312 wie beschrieben radial nach außen offen sind, kann demzufolge von radial außen ein Schmiermittel zugeführt werden, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Wie bereits 19, aber auch 21 zeigt, ist auch der Ringbord 302 am Außenumfang profiliert. Es sind, ebenfalls in axialer Verlängerung der Taschen 305, Vertiefungen 313 eingeformt, die, siehe 21, schräg, also rampenartig zur Tasche 305 abfallen. Jede Vertiefung 313 mündet einerseits in der Tasche 305, und andererseits in der jeweiligen anschließenden Vertiefung 312, so dass sich letztlich eine gewinkelte Kanalstruktur, gebildet über jeweils eine Vertiefung 312 und 313 ergibt. Das von radial außen anströmende Fluid gelangt demzufolge in die Vertiefung 312 und über diese in die Vertiefung 313 und von dieser, da in ihr das Schmiermittel axial umgelenkt wird, axial in die Taschen 305 und an die Wälzkörper 306.
Auch der Innenumfang des Radialflansch 302 ist mit einer Profilierung versehen, die über am Innenumfang, den Vertiefungen 313 gegenüberliegende, Vertiefungen 314 gebildet ist, wie die 21 im Vergleich zur 20 anschaulich zeigt. Hierüber wird ein Öffnungsquerschnitt gebildet, der einen Schmiermittelzufluss in den Taschen- und Wälzkörperbereich auch für Schmiermittel, das über die nach radial außen offenen Vertiefungen 311 des Flanschabschnitts 307 von radial außen zuströmt, erlaubt. Denn, wie 4 zeigt, bildet sich im Innenumfangsbereich des Flanschabschnitts 307 ein Ringraum, der mit den innenumfangsseitigen Vertiefungen 314 kommuniziert, so dass das von dieser Seite her anströmende Fluid ebenfalls in den Wälzbereich strömen kann.
Wie 18 ferner zeigt, sind auch die Stege 304 außenseitig profiliert. Jeder Steg weist an seiner Außenseite eine längslaufende, nutartige Vertiefung 315 auf, die der axialen Schmiermittelleitung dient, aber auch der Bildung eines Schmiermittelreservoirs. Jeder Steg 304 besteht aus ersten Stegabschnitten 316, die bündig an dem jeweiligen Ringbord 302, 303 anschließen. Zwischen ihnen befindet sich ein vertiefter, mittlerer Stegabschnitt 317. Die nutartige Vertiefung 315 erstreckt sich über alle Stegabschnitte, ist aber in den endseitigen Stegabschnitten 316 breiter und tiefer als im mittleren Stegabschnitt 317. Da der Käfig 300 in der Planetenradbohrung außenseitig geführt ist, es dort also zum Reibkontakt kommt, bilden folglich die größeren Vertiefungsabschnitte der Vertiefung 315 entsprechend größervolumige Schmiermittelreservoirs, die diesen Reibkontakt bestmöglich schmieren.
Wie beschrieben, ist am Flanschabschnitt 307 die Schmiermittelleitstruktur ausgebildet. In der Montagestellung befindet sich der Flanschabschnitt zwischen der Planetenradstirnfläche und der Wange, eine zusätzliche Anlaufscheibe (wie die in 1 rechts gezeigte Anlaufscheibe 9) ist dort nicht vorgesehen. Es ergeben sich demzufolge im Bereich zwischen der Scheibenseite 308 und der Wange radial nach außen offene Kanal- oder Spaltabschnitte, gebildet über die Vertiefungen 311. Über diese kann von radial außen, wie durch den Pfeil P1 in 1 dargestellt, zugeführtes Schmiermittel, üblicherweise Öl, radial in Richtung des Lagerbolzens strömen und von dort aus über die Vertiefungen 314, aber natürlich auch über sonst gegebenen Freiraum, in die einzelnen Taschen 305 sowie zu den Wälzkörpern 306.
Gleichzeitig bilden sich auch entsprechende Kanal- oder Spaltabschnitte in dem Bereich zwischen dem Planetenrad und der Scheibenseite 309 aus. Denn auch hier sind über die radial nach außen offenen Vertiefungen 312 entsprechende, radial nach au-ßen offene Kanal- oder Spaltabschnitte gebildet, in die das von radial außen gemäß Pfeil P1 fliehkraftbedingt anströmende Schmiermittel einströmt. Dieses Schmiermittel strömt sodann in die kommunizierenden Vertiefungen 313 und wird axial umgelenkt, so dass es unmittelbar in die Taschen 305 und zu den Wälzkörpern 306 gelangt. Über den Pfeil P1 ist einerseits der radiale Zufluss, andererseits der axiale Weiterfluss dargestellt. Das Schmiermittel erfährt folglich eine axiale Strömungskomponente, so dass es sich axial strömend im Wälzbereich verteilen kann. Fliehkraftbedingt tritt es auch wieder aus dem Wälzlager aus, wie durch den Pfeil P2 in 1 dargestellt. Um auch an dieser Seite den Austritt zu erleichtern, ist die dortige Anlaufscheibe ebenfalls mit einer Schmiermittelleitstruktur versehen, gebildet über an der zum Planetenrad weisenden Scheibenseite eingebrachte Vertiefungen, die zu entsprechenden Erhebungen an der zur Wange weisenden Scheibenseite führen. Diese Vertiefungen sind nur im äußeren Scheibenbereich ausgebildet, so dass im Bereich des Innenumfangs der Anlaufscheibe ein ringscheibenförmiger, unverformter Grundkörperabschnitt verbleibt. Da der Scheibengrundkörper nur lokal über die Vertiefungen verformt ist, bleiben entsprechende Grundkörperabschnitte im Außenumfangsbereich bestehen, über die eine erste Anlauffläche gebildet wird, gegen die das Planetenrad anläuft. Im Bereich des Innenumfangs bildet der ringscheibenförmige Grundkörperabschnitt, der unverformt ist, eine zweite Anlauffläche, an der der Ringbord 303 des Käfigs 300 anläuft.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Planetenträger
3: Wange
4: Lagerbolzen
5: Wälzlager
6: Käfig
7: Wälzkörper
8: Planetenrad
9: Anlaufscheibe
10: erste Anlauffläche
11: zweite Anlauffläche
12: Vertiefung
13: Durchbrechung
14: Vertifung
15: Durchbrechung
50: Käfig
51: Ringbord
52: Steg
53: Stegmitte
54: Stegende
55: Tasche
56: Wälzkörper
57: Wälzlager
58: Innenfläche
59: Außenfläche
60: Längsachse
61: Schmiermittelleitstruktur
100: Käfig
101: Wälzlager
102: Ringbord
103: Steg
104: Wälzkörper
105: Stirnfläche
106: Erhebung
107: Vertiefung
108: nutartige Vertiefung
109: Stegabschnitt
110: Schnappabschnitt
150: Käfig
151: Wälzlager
152: Ringbord
153: Ringbord
154: Steg
155: Tasche
156: Wälzkörper
157: Schmiermittelleitstruktur
158: Schmiermittelleitstruktur
159: Vertiefung
160: Stirnfläche
161: Bodenfläche
162: Vertiefung
163: Stirnfläche
164: Bodenfläche
165: Vertiefung
166: Stegabschnitt
167: Stegabschnitt
168: Schnappvorsprung
200: Käfig
201: Wälzlager
202: Ringbord
203: Steg
204: Tasche
205: Wälzkörper
206: Abstandshalter
207: Stirnfläche
208: Öffnung
209: Vertiefung
210: Boden
211: Vertiefung
212: Stegabschnitte
213: Schnappabschnitte
214: Stegabschnitt
300: Käfig
301: Wälzlager
302: erstes Ringbord
303: zweites Ringbord
304: Steg
305: Tasche
306: Wälzkörper
307: Flanschabschnitt
308: Scheibenseite
309: Scheibenseite
310: Schmiermittelleitstruktur
311: Vertiefung
312: Vertiefung
313: Vertiefung
314: Vertiefung
315: Vertiefung
316: Stegabschnitt
317: Stegabschnitt
318: Planetengetriebe
319: Planetenträger
320: Wange
321: Lagerbolzen
322: Planetenrad
323: Anlaufscheibe
324: Schmiermittelleitstruktur
325: Vertiefung
326: Erhebung
327: Anlauffläche
328: Anlauffläche
400: Anlaufscheibe
401: Scheibenseite
402: Vertiefung
403: Erhebung
404: Scheibenseite
405: Vertiefung
406: Erhebung
407: Anlauffläche
408: Anlauffläche
409: Kanalstruktur
P1, P2: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19736686 A1 [0002, 0003]

Claims

Schmiervorrichtung für eine Planetenradlagerung eines Planetengetriebes (1) mit einem Planetenträger (2) umfassend zwei Trägerwangen (3), wenigstens einem an den Trägerwangen (3) angeordneten Lagerbolzen (4), einem am Lagerbolzen (4) angeordneten Wälzlager (5), einem über das Wälzlager (5) gelagerten Planetenrad (8) sowie zwei Anlaufscheiben (9), die beidseits des Planetenrads (6) zwischen dem Planetenrad (6) und der Trägerwange (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Trägerwange (3) in die zum Planetenrad (8) weisende Oberfläche wenigstens eine kanalartige Vertiefung (12, 14) eingebracht ist, über die ein von radial außerhalb der Anlaufscheibe zugeführtes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange (3) dem Lagerbereich zuführbar oder ein aus dem Lagerbereich fließendes Schmiermittel im Bereich zwischen der Anlaufscheibe und der Trägerwange (3) nach radial außen abführbar ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Trägerwangen (3) wenigstens eine kanalartige Vertiefung (12, 14) vorgesehen ist, die um die Achse des Lagerbolzens (4) versetzt angeordnet sind, wobei die eine Vertiefung (12) bezogen auf die Drehachse des Planetengetriebes (1) radial weiter innen liegt als die andere Vertiefung (14).
Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vertiefungen (12, 14) länglich sind und mit ihren Längsachsen senkrecht zur Drehachse des Planetengetriebes (1) verlaufen.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägerwange (3) eine Durchbrechung (13, 15) aufweist, in die der Lagerbolzen (4) eingesetzt ist, wobei beide Vertiefungen (12, 14) an der Durchbrechung (13, 15) münden.
Schmiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen der benachbart zu einer eine Vertiefung (14) aufweisende Trägerwange (3) und der Anlaufscheibe (9) ein radial nach au-ßen offener Schmiermittelspalt gegeben ist, über den das Schmiermittel zuführbar oder abführbar ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (9) einen Scheibengrundkörper aufweist, wobei an einer ersten Scheibenseite (401) des Scheibengrundkörpers mehrere zum Außenumfang hin offene, zum Innenumfang geschlossene taschenartige erste Vertiefungen (402) sowie gegebenenfalls mehrere zum Innenumfang hin offene, zum Außenumfang hin geschlossene, taschenartige zweite Vertiefungen (405) sowie an einer gegenüberliegenden zweiten Scheibenseite (404) mit den ersten und zweiten Vertiefungen (402, 405) korrespondierende, flächige erste und zweite Erhebungen (403, 406) vorgesehen sind, wobei zwischen den ersten Vertiefungen befindliche Flächenabschnitte des Scheibengrundkörpers eine segmentierte erste Anlauffläche (407) und gegebenenfalls zwischen den zweiten Vertiefungen des Scheibengrundkörpers befindliche Flächenabschnitte des Scheibengrundkörpers eine segmentierte zweite Anlauffläche (408) bilden, wobei die ersten und zweiten Erhebungen (403, 406) derart voneinander beabstandet sind, dass sich eine vom Außenumfang zum Innenumfang offene Kanalstruktur (409) ergibt.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Vertiefungen (402) zu den zweiten Vertiefungen (405) auf Lücke stehend angeordnet sind und vorzugsweise einander in Umfangsrichtung gesehen überlappen.
Schmiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Käfig an wenigstens einer Axialseite eine das zu- oder abfließende Schmiermittel leitende Schmiermittelleitstruktur vorgesehen ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitstruktur mittels einer an einer axialen Stirnfläche eines Ringbords des Käfigs ausgebildeten Profilierung und/oder einer am Innen- und/oder am Außenumfang des Ringbords ausgebildeten Profilierung und/oder mittels an den Außenseiten der Stege vorgesehenen, sich längs der Stege erstreckenden Nuten und/oder mittels eines sich im Durchmesser zu einem freien Ende hin konisch erweiternden Käfigrands realisiert ist.
Planetengetriebe mit einem Planetenträger (2) umfassend zwei Trägerwangen (3), wenigstens einem an den Trägerwangen angeordneten Lagerbolzen (4), einem am Lagerbolzen (4) angeordneten Wälzlager (5), einem über das Wälzlager gelagerten Planetenrad (6) sowie zwei Anlaufscheiben (9), die beidseits des Planetenrads (6) zwischen dem Planetenrad (6) und dem Planetenträger (3) angeordnet sind und jeweils Anlaufflächen für das Planetenrad (6) und das Wälzlager (5) aufweisen, umfassend eine Schmiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.