DE102022113056A1

DE102022113056A1 - Nasslaufendes Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102022113056A1
Application number: DE102022113056.8A
Authority: DE
Inventors: Rastislav Mičko; Simon Leubner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-05-24
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein nasslaufendes Planetengetriebe (1), insbesondere für eine Getriebeanordnung (23) eines elektrischen Achsantriebsstrangs (20) eines Kraftfahrzeugs (21), mit einem Sonnenrad (2) und mehreren mit dem Sonnenrad (2) in Eingriff stehenden und in einem Planetenradträger (3) drehbar gelagerten Planetenrädern (4), die sich rotatorisch um das Sonnenrad (2) bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad (2) angeordnetes Hohlrad (5), an welchem die Planetenräder (4) abwälzen, und der Planetenradträger (3) mittels eines ersten Wälzlagers (6) drehbar gegenüber einer Anbindungsstruktur (7) gelagert ist, wobei das Planetengetriebe (1) im Betrieb von einem fließfähigen Schmiermittel (8) beaufschlagbar ist, wobei ein ringförmiges Schmiermittelsammelelement (9) drehfest mit dem Planetenradträger (3) gekoppelt ist, wobei das Schmiermittelsammelelement (9) eine sich in axialer Richtung erstreckende erste Gruppe von Kanälen (10) aufweist, die den Planetenradträger (3) in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Planetenrädern (4) axial durchgreifen, so dass im Betrieb des Planetengetriebes (1) das Schmiermittel (8) durch die Kanäle (10) in Richtung des ersten Wälzlagers (6) geführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein nasslaufendes Planetengetriebe, insbesondere für eine Getriebeanordnung eines elektrischen Achsantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sonnenrad und mehreren mit dem Sonnenrad in Eingriff stehenden und in einem Planetenradträger drehbar gelagerten Planetenrädern, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, an welchem die Planetenräder abwälzen, und der Planetenradträger mittels eines ersten Wälzlagers drehbar gegenüber einer Anbindungsstruktur gelagert ist, wobei das Planetengetriebe im Betrieb von einem fließfähigen Schmiermittel beaufschlagbar ist.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibarer Antriebsstrang bezeichnet.
Aus der DE 10 2010 048 837 A1 ist eine derartige Antriebsvorrichtung mit wenigstens einem Elektromotor und mindestens einem mit einem Rotor des Elektromotors antreibbaren Planetendifferenzial bekannt, wobei das Planetendifferenzial wenigstens einen Planententräger, der mit einem Rotor des Elektromotors wirkverbunden ist, erste Planetenräder und zweite Planetenräder, die drehbar an dem Planetenträger gelagert sind, sowie ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad, von denen jedes jeweils mit einer Abtriebswelle des Planetendifferenzials wirkverbunden ist, aufweist. Dabei stehen die ersten Planetenräder mit dem ersten Sonnenrad im Zahneingriff und steht jedes der zweiten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit einem der ersten Planetenräder im Zahneingriff. Ferner sind die Sonnenräder koaxial einer Rotationsachse des Rotors angeordnet.
Um den Betrieb und die Langlebigkeit von derartigen Fahrzeuggetrieben zu gewährleisten, muss eine entsprechende Beölung bzw. Schmierung von Verzahnungen und Lagerungen innerhalb eines Planetengetriebes sichergestellt werden. Aus dem Stand der Technik gibt es verschiedene Ansätze dies zu bewerkstelligen, dazu gehören unter anderem Ölleitbleche und/oder Ölbohrungen, die einen definierten Ölpfad für ein Schmieröl ausbilden sollen. Bei einem passiv beölten Getriebe, welches in einem Ölbad läuft, wird das Öl durch die rotierenden Komponenten, wie beispielsweise Planetenstufe, Zahnräder etc., im Getriebe verteilt. Je nach Ölstand sind die Komponenten teils mit Öl bedeckt. Das Öl wird dann über Ölleitbleche und/oder Ölbohrungen an die Lager und/oder zur Verzahnung (Zahneingriff) weitergleitet. Je nach Betriebspunkt (geringe Drehzahlen, Bergauf-/Bergabfahrt, Kurvenfahrt etc.), Ölstand im Getriebe, Anordnung und/oder Ausführung der Getriebekomponenten ist eine ausreichende Ölversorgung von Lagern und Verzahnungen nicht gewährleistet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Planetengetriebe bereitzustellen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet oder zumindest reduziert, und ein Planetengetriebe realisiert, dass eine verbesserte Beölung aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein nasslaufendes Planetengetriebe, insbesondere für eine Getriebeanordnung eines elektrischen Achsantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sonnenrad und mehreren mit dem Sonnenrad in Eingriff stehenden und in einem Planetenradträger drehbar gelagerten Planetenrädern, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, an welchem die Planetenräder abwälzen, und der Planetenradträger mittels eines ersten Wälzlagers drehbar gegenüber einer Anbindungsstruktur gelagert ist, wobei das Planetengetriebe im Betrieb von einem fließfähigen Schmiermittel beaufschlagbar ist, wobei ein ringförmiges Schmiermittelsammelelement drehfest mit dem Planetenradträger gekoppelt ist, wobei das Schmiermittelsammelelement eine sich in axialer Richtung erstreckende erste Gruppe von Kanälen aufweist, die den Planetenradträger in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Planetenrädern axial durchgreifen, so dass im Betrieb des Planetengetriebes das Schmiermittel durch die Kanäle in Richtung des ersten Wälzlagers geführt wird.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das Wälzlager hinreichend gut für einen verschleißfreien Betrieb, auch bei hohen Drehzahlen, geschmiert wird, indem durch das Schmiermittelsammelelement eine gezielte und gesteuerte Schmiermittelförderung und Schmiermittelführung zu einer Beölungsstelle, dem Wälzlager, realisiert werden kann. Durch eine gezielte Förderung des Schmiermittels an die für den Betrieb notwendigen Stellen, ist von einer Reduzierung des Gesamt-Schmierstoffvolumens (Ölsumpf) im Getriebe auszugehen, was wiederum zu einer Reduzierung von Verlustmomenten an der Antriebswelle und zu einer Gewichtsreduktion führt.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Das erfindungsgemäße Planetengetriebe ist insbesondere für eine Verwendung in einem elektrischen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.
Die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung können auch in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommen sein. Das Antriebsstranggehäuse ist zumindest zur Aufnahme der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung vorgesehen. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden.
Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.
Eine elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt. Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die elektrische Maschine eines Achsantriebsstrangs als Radial- oder Axialflussmaschine ausgebildet sein. Um einen axial besonders kompakt bauende Achsantriebsstrang auszubilden, sind Axialflussmaschinen zu bevorzugen.
Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Die Getriebeanordnung des elektrischen Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Das Getriebe kann des Weiteren bevorzugt als ein Planetengetriebe konfiguriert sein oder ein Planetengetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann bevorzugt ein Sonnenrad und mehrere mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweisen, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, in welchem die Planetenräder wälzen.
Die Getriebeanordnung kann ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe kann insbesondere ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben sein. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Differentialgetriebe als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann es des Weiteren gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Differentialgetriebe als Kegelraddifferentialgetriebe ausgebildet ist.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Planetengetriebe für eine Verwendung in einer Getriebeanordnung eines Achsantriebsstrangs konfiguriert. Neben dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe kann die Getriebeanordnung, wie oben beschrieben, auch weitere Getriebe umfassen.
Der Planetenradträger ist drehbar über ein Wälzlager gelagert. Derartige Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.
Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.
Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Bevorzugt ist die Schleuderscheibe mit dem Innenring drehfest gekoppelt.
Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden. Bevorzugt ist die Dichtscheibe mit dem Außenring drehfest verbunden.
Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.
Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.
Wälzkörper können in einem Käfig oder durch Wälzkörperdistanzstücke geführt und voneinander beabstandet sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, ein käfigloses Wälzlager auszubilden, welches auch als vollrolliges Wälzlager bezeichnet wird. Bei vollrolligen Wälzlagern können sich benachbarte Wälzkörper kontaktieren.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.
Ein Wälzlager kann eine Dichtung aufweisen, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Es ist jedoch im Zusammenhang mit dieser Erfindung bevorzugt, dass ein Wälzlager keine Dichtung aufweist und von dem Schmiermittel durchströmbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schmiermittelsammelelement eine sich in axialer Richtung erstreckende zweite Gruppe von Kanälen aufweist, welche sich in jeweils eine zumindest abschnittsweise als Hohlwelle mit wenigstens einer radialer Beölungsöffnung ausgebildeten Planetenradwelle hineinerstrecken, so dass im Betrieb des Planetengetriebes Schmiermittel durch das Schmiermittelsammelelement zu den Kanälen und von dort in die jeweilige Planetenradwelle geführt wird, von wo aus das Schmiermittel die radialen Beölungsöffnungen durchströmen kann. Hiermit kann insbesondere auch eine verbesserte Schmierung bzw. Beölung des Planetengetriebes realisiert werden.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die erste Gruppe von Kanälen und/oder die zweite Gruppe von Kanälen einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement ausgeformt sind/ist. Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Gruppe von Kanälen und/oder die zweite Gruppe von Kanälen und/oder das ringförmige Schmiermittelsammelelement aus einem Kunststoff gebildet ist, wodurch das Schmiermittelsammelelement fertigungstechnisch besonders günstig ausgebildet werden kann, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die erste Gruppe von Kanälen an dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement auf einem Teilkreis angeordnet ist, welcher im Wesentlichen einem Teilkreis entspricht auf welchem Wälzkörper des Wälzlagers wälzen, was ebenfalls zu einer Optimierung der effektiven Schmierung des Wälzlagers beitragen kann.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die erste Gruppe von Kanälen jeweils an ihrem ersten axialen Ende mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement verbunden sind und an ihrem zweiten axialen Ende in einer Öffnung des Planetenradträgers anliegen. Hierdurch kann eine definierte Lagerung des freien Endes der Kanäle realisiert werden, was ebenfalls zu einer Verbesserung der gesteuerten Beölung des Wälzlagers beitragen kann.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Planetenradträger gestuft ausgeführt ist, mit einem käfigartigen Hohlzylinder, in welchem die Planetenräder aufgenommen sind und welcher zwei sich radial erstreckende Käfigwände aufweist, die die Planetenräder axial einfassen, wobei sich aus einem der sich radial erstreckenden Käfigwände ein Zylinderringabschnitt in axialer Richtung herauserstreckt, der einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Hohlzylinders, und ein Innenring des Wälzlagers drehfest mit dem Zylinderringabschnitt verbunden ist. Hierdurch kann eine bauraumoptimierte Anbindung des Planetenradträgers an das Wälzlager bereitgestellt werden. Ferner ermöglicht der Zylinderringabschnitt, dass in diesen die Anbindungsstruktur aus axialer Richtung einführbar ist, was ebenfalls zu einer axial kompakten Bauweise des Planetengetriebes beiträgt.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Anzahl der Kanäle der ersten Gruppe der Anzahl der Planetenräder des Planetengetriebes entspricht, was ebenfalls die Beölung des Wälzlagers günstig beeinflusst.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Kanäle der zweiten Gruppe der Anzahl der Planetenräder des Planetengetriebes entspricht, wodurch ebenfalls die Beölung des Planetengetriebes weiter verbessert werden kann.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das Sonnenrad abschnittsweise von einer drehbaren, rohrartigen, drehfest mit dem Planetenradträger gekoppelten Abtriebswelle koaxial umgriffen ist, wobei ein Innenring eines zweiten Wälzlagers mit dem Sonnenrad drehfest verbunden ist und ein Außenring des zweiten Wälzlagers drehfest mit einer inneren Mantelfläche der Abtriebswelle verbunden ist und der Zylinderringabschnitt des Schmiermittelsammelelements mit dem Außenring des zweiten Wälzlagers verbunden ist, was zu einer besonders axial kompakt bauenden Ausführung des Planetengetriebes beiträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 ein Planetengetriebe in einer ersten Axialschnittansicht,
2 ein Planetengetriebe in einer zweiten Axialschnittansicht,
3 ein Schmiermittelsammelelement in einer Axialschnittansicht,
4 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang in einer schematischen Blockschaltansicht.

Die 1-2 zeigen ein nasslaufendes Planetengetriebe 1, insbesondere für eine Getriebeanordnung 31 eines über eine elektrische Maschine 34 antreibbaren elektrischen Achsantriebsstrangs 20 eines Kraftfahrzeugs 21, wie es auch in der 4 exemplarisch skizziert ist.
Das Planetengetriebe 1 umfasst ein Sonnenrad 2 und mehrere mit dem Sonnenrad 2 in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger 3 drehbar gelagerten Planetenrädern 4, die sich rotatorisch um das Sonnenrad 2 bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad 2 angeordnetes Hohlrad 5, an welchem die Planetenräder 4 abwälzen. Der Planetenradträger 3 ist mittels eines ersten Wälzlagers 6 drehbar gegenüber einer Anbindungsstruktur 7 gelagert. Das Planetengetriebe 1 wird im Betrieb von einem fließfähigen Schmiermittel 8 beaufschlagt.
Das ringförmige Schmiermittelsammelelement 9 ist drehfest mit dem Planetenradträger 3 gekoppelt, wobei das Schmiermittelsammelelement 9 sich eine in axialer Richtung erstreckende erste Gruppe von Kanälen 10 aufweist, die den Planetenradträger 3 in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Planetenrädern 4 axial durchgreifen, so dass im Betrieb des Planetengetriebes 1 das Schmiermittel 8 durch die Kanäle 10 in Richtung des ersten Wälzlagers 6 geführt wird. Das ringförmige Schmiermittelsammelelement 9 besitzt einen umfänglich umlaufenden ringartigen Kanal, der mit der ersten Gruppe von Kanälen 10 verbunden ist. Durch diesen Kanal des ringförmigen Schmiermittelsammelelements 9 wird das Schmiermittel 8 beispielsweise aus einem Ölsumpf des Planetengetriebes 1 geschöpft und zentrifugalkraftbewirkt durch die Drehung des Planetenradträgers 3 und des mit ihm gekoppelten ringförmigen Schmiermittelsammelelements 9 radial nach außen gefördert und durch die Kanäle 10 in Richtung des Wälzlagers 6 gedrückt.
Aus der Zusammenschau der 2 mit der 3 wird ferner ersichtlich, dass das Schmiermittelsammelelement 9 eine sich in axialer Richtung erstreckende zweite Gruppe von Kanälen 18 aufweist, welche sich in jeweils eine zumindest abschnittsweise als Hohlwelle mit wenigstens einer radialer Beölungsöffnung 22 ausgebildeten Planetenradwelle 19 hineinerstrecken, so dass im Betrieb des Planetengetriebes 1 Schmiermittel 8 durch das Schmiermittelsammelelement 9 zu den Kanälen 18 und von dort in die jeweilige Planetenradwelle 19 geführt wird, von wo aus das Schmiermittel 8 die radialen Beölungsöffnungen 22 durchströmen kann.
Die erste Gruppe von Kanälen 10 und die zweite Gruppe von Kanälen 18 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement 9 aus einem Kunststoff ausgeformt.
Die 1 zeigt des Weiteren, dass die erste Gruppe von Kanälen 10 an dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement 9 auf einem Teilkreis 11 angeordnet ist, welcher im Wesentlichen einem Teilkreis 12 entspricht auf welchem Wälzkörper 13 des Wälzlagers 6 wälzen. Die erste Gruppe von Kanälen 10 ist hierbei jeweils an ihrem ersten axialen Ende 14 mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement 9 verbunden und an ihrem zweiten axialen Ende 15 in einer Öffnung 16 des Planetenradträgers 3 gelagert.
Der Planetenradträger 3 ist in der gezeigten Ausführungsform gestuft ausgeführt, mit einem käfigartigen Hohlzylinder 17, in welchem die Planetenräder 4 aufgenommen sind und welcher zwei sich radial erstreckende Käfigwände 23 aufweist, die die Planetenräder 4 axial einfassen. Aus einem der sich radial erstreckenden Käfigwände 23 erstreckt sich ein Zylinderringabschnitt 24 in axialer Richtung heraus, der einen ersten Durchmesser 25 aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser 26 des Hohlzylinders 17, und ein Innenring 27 des Wälzlagers 6 drehfest mit dem Zylinderringabschnitt 24 verbunden ist.
Die Anzahl der Kanäle 10 der ersten Gruppe entspricht in der gezeigten Ausführungsform der Anzahl der Planetenräder 4 des Planetengetriebes 1, genauso wie die Anzahl der Kanäle 18 der zweiten Gruppe der Anzahl der Planetenräder 4 des Planetengetriebes 1 entspricht.
Das Sonnenrad 2 ist abschnittsweise von einer drehbaren, rohrartigen, drehfest mit dem Planetenradträger 3 gekoppelten Abtriebswelle 33 koaxial umgriffen, wobei ein Innenring 28 eines zweiten Wälzlagers 29 mit dem Sonnenrad 2 drehfest verbunden ist und ein Außenring 30 des zweiten Wälzlagers 29 drehfest mit einer inneren Mantelfläche 32 der Abtriebswelle 33 verbunden ist. Der Zylinderringabschnitt 24 des Schmiermittelsammelelements 9 ist mit dem Außenring 30 des zweiten Wälzlagers 29 verbunden, sodass das Sonnenrad 2 gegenüber der Abtriebswelle 33 drehbar gelagert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Sonnenrad
3: Planetenradträger
4: Planetenräder
5: Hohlrad
6: Wälzlager
7: Anbindungsstruktur
8: Schmiermittel
9: Schmiermittelsammelelement
10: Kanäle
11: Teilkreis
12: Teilkreis
13: Wälzkörper
14: Ende
15: Ende
16: Öffnung
17: Hohlzylinder
18: Kanälen
19: Planetenradwelle
20: Achsantriebsstrang
21: Kraftfahrzeug
22: Beölungsöffnung
23: Käfigwände
24: Zylinderringabschnitt
25: Durchmesser
26: Durchmesser
27: Innenring
28: Innenring
29: Wälzlager
30: Außenring
31: Getriebeanordnung
32: Mantelfläche
33: Abtriebswelle
34: elektrische Maschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010048837 A1 [0004]

Claims

Nasslaufendes Planetengetriebe (1), insbesondere für eine Getriebeanordnung (31) eines elektrischen Achsantriebsstrangs (20) eines Kraftfahrzeugs (21), mit einem Sonnenrad (2) und mehreren mit dem Sonnenrad (2) in Eingriff stehenden und in einem Planetenradträger (3) drehbar gelagerten Planetenrädern (4), die sich rotatorisch um das Sonnenrad (2) bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad (2) angeordnetes Hohlrad (5), an welchem die Planetenräder (4) abwälzen, und der Planetenradträger (3) mittels eines ersten Wälzlagers (6) drehbar gegenüber einer Anbindungsstruktur (7) gelagert ist, wobei das Planetengetriebe (1) im Betrieb von einem fließfähigen Schmiermittel (8) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiges Schmiermittelsammelelement (9) drehfest mit dem Planetenradträger (3) gekoppelt ist, wobei das Schmiermittelsammelelement (9) eine sich in axialer Richtung erstreckende erste Gruppe von Kanälen (10) aufweist, die den Planetenradträger (3) in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Planetenrädern (4) axial durchgreifen, so dass im Betrieb des Planetengetriebes (1) das Schmiermittel (8) durch die Kanäle (10) in Richtung des ersten Wälzlagers (6) geführt wird.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittelsammelelement (9) eine sich in axialer Richtung erstreckende zweite Gruppe von Kanälen (18) aufweist, welche sich in jeweils eine zumindest abschnittsweise als Hohlwelle mit wenigstens einer radialer Beölungsöffnung (22) ausgebildeten Planetenradwelle (19) hineinerstrecken, so dass im Betrieb des Planetengetriebes (1) Schmiermittel (8) durch das Schmiermittelsammelelement (9) zu den Kanälen (18) und von dort in die jeweilige Planetenradwelle (19) geführt wird, von wo aus das Schmiermittel (8) die radialen Beölungsöffnungen (22) durchströmen kann.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (10) und/oder die zweite Gruppe von Kanälen (18) einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement (9) ausgeformt sind/ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (10) und/oder die zweite Gruppe von Kanälen (18) und/oder das ringförmige Schmiermittelsammelelement (9) aus einem Kunststoff gebildet ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (10) an dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement (9) auf einem Teilkreis (11) angeordnet ist, welcher im Wesentlichen einem Teilkreis (12) entspricht auf welchem Wälzkörper (13) des Wälzlagers (6) wälzen.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (10) jeweils an ihrem ersten axialen Ende (14) mit dem ringförmigen Schmiermittelsammelelement (9) verbunden sind und an ihrem zweiten axialen Ende (15) in einer Öffnung (16) des Planetenradträgers (3) anliegen.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (3) gestuft ausgeführt ist, mit einem käfigartigen Hohlzylinder (17), in welchem die Planetenräder (4) aufgenommen sind und welcher zwei sich radial erstreckende Käfigwände (23) aufweist, die die Planetenräder (4) axial einfassen, wobei sich aus einem der sich radial erstreckenden Käfigwände (23) ein Zylinderringabschnitt (24) in axialer Richtung herauserstreckt, der einen ersten Durchmesser (25) aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser (26) des Hohlzylinders (17), und ein Innenring (27) des Wälzlagers (6) drehfest mit dem Zylinderringabschnitt (24) verbunden ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle (10) der ersten Gruppe der Anzahl der Planetenräder (4) des Planetengetriebes (1) entspricht.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kanäle (18) der zweiten Gruppe der Anzahl der Planetenräder (4) des Planetengetriebes (1) entspricht.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (2) abschnittsweise von einer drehbaren, rohrartigen, drehfest mit dem Planetenradträger (3) gekoppelten Abtriebswelle (33) koaxial umgriffen ist, wobei ein Innenring (28) eines zweiten Wälzlagers (29) mit dem Sonnenrad (2) drehfest verbunden ist und ein Außenring (30) des zweiten Wälzlagers (29) drehfest mit einer inneren Mantelfläche (32) der Abtriebswelle (33) verbunden ist und der Zylinderringabschnitt (24) des Schmiermittelsammelelements (9) mit dem Außenring (30) des zweiten Wälzlagers (29) verbunden ist.