DE102022206204A1

DE102022206204A1 - Planetenradsatz, Getriebe mit einem Planetenradsatz und Ölfangschale

Info

Publication number: DE102022206204A1
Application number: DE102022206204.3A
Authority: DE
Inventors: Patrick Klein; Thomas Dirheimer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Es wird ein Planetenradsatz (2) vorzugsweise für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Planetenträger (7) beschrieben, an dem mehrere Planetenbolzen (8) angeordnet sind. An jedem der Planetenbolzen (8) ist ein Planetenrad (6) drehbar gelagert. Am Planetenträger (7) ist eine Ölfangschale (18) befestigt. Dabei ist die Ölfangschale (18) derart ausgebildet und angeordnet, dass von radial innen zugeführtes Öl in einem axialen Spalt (16) zwischen dem Planetenträger (7) und der Ölfangschale (18) aufgefangen wird und in radialer Richtung (R) nach außen im Spalt (16) zu Bohrungen (19) der Planetenbolzen (8) gelangt. Das Öl ist durch die Bohrungen (19) der Planetenbolzen (8) jeweils zu Lagereinheiten (9) der Planetenräder (6) führbar. Erfindungsgemäß besteht die Ölfangschale (18) aus Metall und ist radial außerhalb der Planetenbolzen (8) und/oder in Umfangsrichtung (U) zwischen den Planetenbolzen (8) am Planetenträger (7) form- und/oder stoffschlüssig befestigt. Des Weiteren wird eine Ölfangschale (18) mit einer Vertiefung (41) vorgeschlagen, die eine mittige Öffnung (45) umfasst. Des Weiteren weist die Ölfangschale (18) einen die Vertiefung (41) in Umfangsrichtung (U) umgreifenden Randbereich (29A) auf, der mit einer Radialebene (31A), die orthogonal zur axialen Richtung (X) der Ölfangschale (18) ist, einen spitzen Winkel (α) einschließt und/oder in Umfangsrichtung (U) einen wellenartigen Verlauf mit alternierend aufeinanderfolgenden Wellentälern (30) und Wellenbergen (29) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem mehrere Planetenbolzen angeordnet sind, wobei an jedem Planetenbolzen ein Planetenrad drehbar gelagert ist, und wobei an dem Planetenträger eine Ölfangschale befestigt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem solchen Planetenradsatz. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Ölfangschale.
Ölfangschalen sind zur Zufuhr von Öl zur Planetenradlagerung eines Planetenradsatzes im Stand der Technik bekannt. Aufgabe einer Ölfangschale ist es, radial abgeschleudertes Öl aufzufangen und in Axialbohrungen der Planetenbolzen einzuleiten. Aus den Axialbohrungen der Planetenbolzen gelangt das Öl durch Radialbohrungen zu Lagern, die auf den Planetenbolzen angeordnet sind. Dadurch werden diese Lager durch das Öl geschmiert. Um ausreichend Öl aufzufangen, werden Ölfangschalen häufig zweischalig ausgeführt. Eine solche Ölfangschale ist beispielsweise aus der DE 10 2016 206 745 A1 bekannt. Durch einen solchen zweischaligen Aufbau kann zwischen den zwei Schalen aufgefangenes Öl gezielt zu Schmierstellen geleitet werden. Allerdings weisen derartige zweischalige Ölfangschalen einen erhöhten Raumbedarf auf.
Aus der DE 103 07 221 A1 ist ein Planetenträger eines Planetenradsatzes bekannt, an dem ein einschaliges Ölfangblech befestigt ist. Das Ölfangblech ist an einem Hinterschnitt des Planetenradträgers eingerollt, wobei die Verrollung weitgehend öldicht ausgeführt ist. Dadurch wird eine übermäßige Leckage aus dem Öl führenden Bereich zwischen dem Ölfangblech und dem Planetenträger vermieden, welche vor allem durch einen Staudruck des Öls zwischen dem Ölfangblech und dem Planetenträger hervorgerufen werden kann. Allerdings ist das Einrollen des Ölfangblechs am Planetenträger aufwändig.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Erfindung, einen Planetenradsatz, ein Getriebe mit einem solchen Planetenradsatz sowie eine Ölfangschale zur Verfügung zu stellen, die jeweils hinsichtlich mindestens einer der folgenden Faktoren verbessert sind: Herstellungszeit, Herstellkosten, Komplexität der Herstellung, Bauraumausnutzung, Betriebssicherheit, Nachhaltigkeit und/oder Bauteilzuverlässigkeit. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.
Eine besonderes bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, einen Planetenradsatz mit einer Ölfangschale bereitzustellen, welcher sich durch einen kompakten Aufbau, durch eine hohe Funktionssicherheit der Planetenradschmierung und durch eine einfache Montage der Ölfangschale auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird/werden diese Aufgabe/n mit einem Planetenradsatz und mit einem Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 14 gelöst.
Es wird ein Planetenradsatz mit einem Planetenträger vorgeschlagen, an dem mehrere Planetenbolzen angeordnet sind. An jedem der Planetenbolzen ist ein Planetenrad drehbar gelagert. Am Planetenträger ist eine Ölfangschale befestigt. Die Ölfangschale ist derart ausgebildet und am Planetenträger angeordnet, dass von radial innen zugeführtes Öl in einem axialen Spalt zwischen dem Planetenträger und der ÖIfangschale aufgefangen wird und in radialer Richtung nach außen im Spalt zu Bohrungen der Planetenbolzen gelangt. Das Öl ist durch die Bohrungen der Planetenbolzen jeweils zu Lagereinheiten der Planetenräder führbar.
Erfindungsgemäß ist die Ölfangschale aus Metall, vorzugsweise aus Stahl hergestellt und radial außerhalb der Planetenbolzen und/oder in Umfangsrichtung zwischen den Planetenbolzen am Planetenträger form- und/oder stoffschlüssig befestigt.
Mit anderen Worten werden Lagerungen und auch Zahneingriffe der Planetenräder mit Schmiermittel versorgt, um in dem jeweiligen Bereich für eine entsprechende Schmierung und Kühlung zu sorgen. Bei dem erfindungsgemäßen Planetenradsatz ist am Planetenträger, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind und der selbst drehbar ausgeführt sein kann, die Ölfangschale vorgesehen. Über die Ölfangschale wird das nach radial außen abströmende Schmiermittel jeweils in die Planetenradbolzen der Planetenräder umgeleitet, von wo aus dann eine weitere Versorgung der jeweiligen Lagereinheiten und auch der Zahneingriffe der Planetenräder mit einem Sonnenrad und/oder einem Hohlrad möglich ist.
Über die form- und/oder stoffschlüssige Befestigung der Ölfangschale am Planetenträger ist im Vergleich zu bekannten Lösungen im Anlagebereich mit geringerem konstruktiven Aufwand sowie mit geringem Montageaufwand eine gewünscht hohe Abdichtung zwischen dem Planetenträger und der Ölfangschale erzielbar. Leckagevolumenströme aus dem Spalt und in Richtung der Umgebung des Planetenradsatzes sind damit gering bzw. werden dadurch vollständig vermieden. Die geringen Ölverluste tragen wesentlich dazu bei, dass der Planetenradsatz bei gleichzeitig geringen Verlustleistungen im erforderlichen Umfang mit Kühl- und Schmieröl versorgbar ist.
Bei einer einfach herstellbaren und mit geringem Aufwand montierbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planetenradsatz ist die Ölfangschale mit dem Planetenträger verschweißt. Die Schweißverbindung zwischen der Ölfangschale und dem Planetenträger kann sich über den gesamten Umfang des Planetenträgers erstrecken. Dann ist der Spalt im Anlagebereich zwischen dem Planetenträger und der Ölfangschale vollständig gegen einen unerwünschten Ölaustritt aus dem Spalt abgedichtet.
Die Ölfangschale ist bei einer weiteren Ausführungsform mit dem Planetenträger in der Art verschweißt, dass sich die Schweißverbindung zwischen der Ölfangschale und dem Planetenträger in Umfangsrichtung jeweils nur über die Bereiche des Planetenträgers erstreckt, die jeweils zwischen den Planetenbolzen angeordnet sind.
Dann ist die Ölfangschale lediglich über eine segmentiert geschweißte Abdichtkante mit dem Planetenträger verbunden. Der Energieeintrag in den Planetenradsatz ist während des Schweißprozesses geringer als bei der Lösung, bei der die Ölfangschale und der Planetenträger über den gesamten Umfang miteinander verschweißt sind. Dadurch sind Verzüge der Ölfangschale und des Planetenträgers durch den Energieeintrag und daraus resultierende Abweichungen in Form von unerwünschten Neigungen und Schränkungen der Drehachsen der Planetenräder geringer. Zusätzlich ist mittels der segmentiert geschweißten Abdichtkante gezielt eine lastabhängige Leckage aus dem Spalt einstellbar, die über der Lebensdauer des Planetenradsatzes im Wesentlichen konstant ist.
Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Ölfangschale mittels Laserschweißen mit geringem Energieeintrag am Planetenträger stoffschlüssig befestigt wird. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise mit einer Schweißgeschwindigkeit von 6m/min sowie mit einer Schweißleistung von etwa 1000 W hergestellt werden.
Der Planetenträger kann an seiner der Ölfangschale zugewandten Außenseite mehrere gegenüber der Außenseite vorkragende Bereiche umfassen. Dazu kann es vorgesehen sein, dass der Planetenträger die Ölauffangschale mit den vorkragenden Bereichen jeweils im Bereich von Aussparungen in axialer Richtung des Planetenträgers durchgreift. Freie Enden der vorkragenden Bereiche können zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung zwischen der Ölfangschale und dem Planetenträger nach der Montage der Ölfangschale am Planetenträger derart verstemmt sein, dass die vorkragenden Enden die Aussparungen der Ölfangschale auf der dem Planetenträger abgewandten Seite der Ölfangschale jeweils übergreifen.
Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Ölfangblech und dem Planetenträger durch Verstemmen der freien Enden der vorzugsweise noppenartig ausgeführten vorkragenden Bereiche des Planetenträgers ist mit geringen Taktzeiten realisierbar, wenn alle Bereiche während eines einzigen Hubes eines Werkzeuges mittels eines sogenannten Verstemmringes gleichzeitig verstemmt werden. Bei dieser Befestigung der Ölfangschale am Planetenträger erfolgt nur ein geringer Energieeintrag in die miteinander zu verbindenden Bauteile und die Bauteile verunreinigende sogenannte Schweißspritzer treten nicht auf.
Der Planetenträger und die Ölfangschale können auf einfache Art und Weise miteinander vernietet sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Niete den Planetenträger und die Ölauffangschale jeweils im Bereich von Aussparungen des Planetenträgers und von Aussparungen der Ölauffangschale durchgreifen.
Während dem Vernieten der Ölfangschale mit dem Planetenträger erfolgt keine Verformung des Planetenradsatzes durch Axialkräfte, da die Bauteile zum Verbinden nicht abgestützt werden müssen. Bei dieser Befestigung der Ölfangschale am Planetenträger erfolgt nur ein geringer lokaler Energieeintrag in die miteinander zu verbindenden Bauteile und die Bauteile verunreinigende sogenannte Schweißspritzer treten nicht auf.
Bei einer konstruktiv einfachen und mit geringem Aufwand herstellbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planetenradsatzes ist die Ölfangschale tellerartig ausgeführt und im Bereich einer tellerspezifischen Vertiefung mit einer mittigen Öffnung ausgeführt. Durch die mittige Öffnung ist Öl von radial innen zwischen die Ölfangschale und den Planetenträger in den Spalt einleitbar.
Die Vertiefung kann in Umfangsrichtung der Ölfangschale von einem erhöhten flachen Randbereich umgriffen sein. Dabei besteht die Möglichkeit, dass der Randbereich ringscheibenförmig ausgeführt ist und vor der Montage an der Außenseite des Planetenträgers mit dieser bzw. einer Radialebene einen spitzen Winkel einschließt. Dann liegt die Ölfangschale während der Montage des Planetenradsatzes und in noch nicht am Planetenträger befestigten Zustand lediglich in einem linienförmigen Bereich an der Außenseite des Planetenträgers an.
Wenn die tellerartige Ölfangschale am Planetenträger befestigt ist, liegt die Ölfangschale mit dem Randbereich plan und dichtend an der Außenseite des Planetenträgers an. Dabei wird auch ohne zusätzliches Dichtelement oder ohne eine geeignete Dichtgeometrie im Bereich des Planetenträgers oder im Bereich der Ölfangschale und durch lediglich punktuelle Befestigungen zwischen der Ölfangschale eine gute Abdichtung zwischen der Ölfangschale und dem Planetenträger erreicht. Dies ist der Fall, da die Ölfangschale während der Befestigung am Planetenträger, während der der Randbereich gegen die innere Vorspannung parallel zur Außenseite des Planetenträgers ausgerichtet wird, besonders im linienförmigen Bereich fest und damit dichtend gegen die Außenseite des Planetenträgers gepresst wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen schließt sich an die Vertiefung ein erhöhter Randbereich der Ölfangschale an, der in Umfangsrichtung der Ölfangschale gewellt ausgeführt ist. Dabei kann die Ölfangschale vor der Befestigung an der Außenseite des Planetenträgers im Bereich von Wellentälern wenigstens annähernd plan an der Außenseite des Planetenträgers anliegen und kann im Bereich von Wellenbergen des Randbereiches von der Außenseite des Planetenträgers beabstandet sein. Wird die Ölfangschale zumindest im Bereich der Wellenberge mit dem Planetenträger so form- und/oder stoffschlüssig verbunden, dass die Ölfangschale über den gesamten Umfang des Randes plan an der Außenseite des Planetenträgers anliegt, dann ist der Spalt in gewünschter Art und Weise gegen einen Ölaustritt abgedichtet.
Überragt die Ölfangschale den Planetenträger in radialer Richtung mit dem Randbereich, kann auf einfache Art und Weise ein unkontrollierter Ölabfluss in axialer Richtung vom Planetenradsatz vermieden werden.
Ist der Außenradius der Ölfangschale dazu ausgeführt, dass Planetenträger mit unterschiedlichen Außendurchmessern von der Ölfangschale in radialer Richtung überragt werden, stellt die Ölfangschale ein sogenanntes Einheitsblech dar. Mit einem solchen Einheitsblech wird eine Anzahl von verschiedenen Ausführungsvarianten der Ölfangschale reduziert, womit eine Lagerhaltung, eine Montagevorbereitung sowie eine Montage des Planetenradsatzes durch Vermeidung von Vertauschungen mit geringem Aufwand vereinfacht wird.
Die Ölfangschale kann zumindest zwei Lochreihen auf unterschiedlichen Durchmessern umfassen, die koaxial zueinander im Rand der Ölfangschale vorgesehen sind. Dabei können die Durchmesser der Lochreihen so ausgelegt sein, dass jeweils wenigstens eine der Lochreihen der Ölfangschale mit wenigstens einer Lochreihe des Planetenträgers fluchtet oder mit vorkragenden Bereichen des Planetenträgers zusammenwirkt, während die andere Lochreihe radial außerhalb der Bohrungen der Planetenbolzen oder in Umfangsrichtung zwischen den Bohrungen der Planetenbolzen verläuft. Eine so ausgeführte Ölfangschale stellt zumindest für zwei unterschiedlich ausgebildete Planetenträger ein sogenanntes Einheitsblech mit den vorgenannten Vorteilen dar.
Der Planetenradsatz kann Bestandteil eines Getriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, wie ein Automatgetriebe, sein.
Des Weiteren wird eine Ölfangschale mit einer tellerartigen Vertiefung, die eine mittige Öffnung umfasst, und mit einem die Vertiefung in Umfangsrichtung umgreifenden Randbereich vorgeschlagen. Der Randbereich schließt mit einer Radialebene, die orthogonal zur axialen Richtung der Ölfangschale ist, einen spitzen Winkel ein.
Dabei besteht die Möglichkeit, dass der Randbereich jeweils im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn mit der Radialebene einen spitzen Winkel einschließt.
Alternativ hierzu oder kumulativ dazu weist der Randbereich der Ölfangschale in Umfangsrichtung einen wellenartigen Verlauf, der alternierend aufeinander folgende Wellentäler und Wellenberge aufweist.
Im Randbereich kann die Ölfangschale mit wenigstens einer Lochreihe ausgebildet sein, wobei die Öffnungen, Bohrungen oder sogenannten Durchstellungen der Lochreihe auf einer Kreislinie angeordnet sind, deren Mittelpunkt auf der Symmetrieachse der Ölfangschale angeordnet ist.
Zur Darstellung eines Einheitsbleches kann die Ölfangschale wenigstens zwei koaxial zueinander angeordnete Lochreihen aufweisen.
Der Planetenträger und die Ölfangschale können im Bereich des Randbereiches der Ölfangschale miteinander verschweißt, vernietet, verstemmt und/oder verschraubt sein.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruches oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert.
Im Rahmen der Erfindung ist zudem unter radialer Richtung eine Orientierung in Durchmesserrichtung ausgehend von einer Rotationsachse des Planetenradsatzes bzw. der Ölfangschale zu verstehen, wobei diese Rotationsachse im verbauten Zustand der Ölfangschale in einem Planetenradsatz dabei deckungsgleich auf einer Rotationsachse des Planetenträgers liegt. Mit axialer Richtung ist hingegen eine Orientierung in einer zu der Rotationsachse bzw. Symmetrieachse der Ölfangschale parallelen Richtung gemeint.
Dabei zeigt:

1 eine Teilschnittansicht eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, das einen Planetenradsatz umfasst;
2 eine 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Getriebes;
3 eine Seitenansicht des Planetenradsatzes und einer am Planetenträger des Planetenradsatzes mittels Verschweißen befestigten Ölfangschale;
4 eine 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des P lanetenradsatzes;
5 eine Schnittansicht entlang einer in 4 näher gekennzeichneten Schnittlinie V-V;
6 eine vergrößerte Darstellung eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches VI;
7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Ölfangschale, dessen äußerer Randbereich gewellt ausgeführt ist;
8 eine schematisierte Schnittansicht des Planetenradsatzes, an dem die gewellte Ölfangschale gemäß 7 angelegt ist;
9 eine 8 entsprechende Darstellung des Planetenradsatzes und der gewellten Ölfangschale in befestigtem Zustand am Planetenträger;
10 eine Teildarstellung der gewellt ausgeführten Ölfangschale in einer Einzeldarstellung;
11 eine 8 entsprechende Darstellung des Planetenradsatzes und einer weiteren Ausführungsform der Ölfangschale, die in nicht befestigtem Zustand tellerartig ausgebildet ist, wobei ein äußerer Randbereich der Ölfangschale mit einer Radialebene einen spitzen Winkel einschließt;
12 eine 11 entsprechende Darstellung des Planetenradsatzes und der am Planetenradsatz befestigten Ölfangschale;
13 die tellerartig ausgeführte Ölfangschale gemäß 11 und 12 in einer Teileinzelansicht;
14 eine 11 entsprechende Darstellung des Planetenradsatzes und einer am Planetenradsatz mittels Nieten befestigten Ölfangschale; und
15 eine Schnittansicht des Planetenradsatzes entlang einer in 14 näher gekennzeichneten Schnittlinie XV-XV.

1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Kraftfahrzeuggetriebes 1, das mit einem Planetenradsatz 2 ausgeführt ist. Der Planetenradsatz 2 stellt eine Wirkverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle 3 und einer nicht näher dargestellten elektrischen Maschine her. Die elektrische Maschine dient einerseits als Anfahrelement und wird andererseits während eines motorischen Betriebes zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrantriebes oder eines hybriden Antriebs eines mit dem Kfz-Getriebe 1 ausgeführten Fahrzeuges genutzt. Des Weiteren ist die elektrische Maschine auch generatorisch betreibbar, wobei während eines generatorischen Betriebes im Bereich der elektrischen Maschine elektrische Energie rekuperierbar ist. Die Getriebeeingangswelle 3 ist in an sich bekannter Art und Weise mit einer Antriebsmaschine, wie einem Verbrennungsmotor, verbindbar. Der Planetenradsatz 2 umfasst ein Hohlrad 4, ein Sonnenrad 5 sowie mehrere Planetenräder 6, die an einem Planetenträger 7 jeweils über einen Planetenbolzen 8 drehbar gelagert sind. Dabei ist zwischen den Planetenrädern 6 und dem Planetenbolzen 8 jeweils eine Lagereinheit 9 vorgesehen, die vorliegend als Nadellager ausgeführt sind.
Die Planetenräder 6 sind zwischen Wangen 7A und 7B des Planetenträgers 7 angeordnet, die fest miteinander verbunden sind. Die Planetenbolzen 8 verlaufen in axialer Richtung X zwischen den Wangen 7A und 7B und sind endseitig drehfest mit den Wangen 7A und 7B des Planetenträgers 7 verbunden. Das Hohlrad 4 ist vorliegend gehäuseseitig festgelegt und mit einem Rotorträger 10 der elektrischen Maschine verbunden. Zwischen dem Rotorträger 10 und der Wange 7A des Planetenträgers 7 ist ein erstes Axialnadellager 11 vorgesehen. Zusätzlich ist zwischen der Wange 7A und dem Sonnenrad 5 ein weiteres Axialnadellager 12 angeordnet. In axialer Richtung X ist zwischen der Wange 7A und den Planetenrädern 6 ist eine erste Anlaufscheibe 13 und zwischen den Planetenrädern 6 und der Wange 7B ist eine weitere Anlaufscheibe 14 vorgesehen.
Um die Lagereinheiten 9 des Planetenradsatzes 2 im erforderlichen Umfang mit Schmiermittel bzw. Öl zu versorgen, wird Öl gemäß den Pfeilen 15A, 15B und 15C in radialer Richtung R von radial innen über eine gehäusefeste Ölzufuhr in Richtung der Planetenbolzen 8 geführt. Da der Planetenträger 7 im Betrieb des Kfz-Getriebes 1 rotiert, wird das von radial innen zugeführte Öl in einen Spalt 16 eingeleitet. Der Spalt 16 wird von einer Außenseite der Wange 7B des Planetenträgers 7 und einer Ölfangschale 18 in axialer Richtung X, in radialer Richtung R und in Umfangsrichtung U begrenzt. Das Öl wird im Spalt 16 durch die Fliehkraft radial nach außen geführt, die während der Rotation des Planetenträgers 7 am Öl angreift. Dies führt dazu, dass sich in Abhängigkeit der jeweils zugeführten Ölmenge und der Drehzahl des Planetenträgers 7 im Spalt 16 ein Ölstand einstellt. In Abhängigkeit des Ölstandes im Spalt 16 strömt Öl aus dem Spalt 16 in axialer Richtung X in axiale Bohrungen 19 der Planetenbolzen 8 ein. Die Bohrungen 19 sind jeweils als Sacklochbohrungen ausgeführt und mit radialen Stichbohrungen 20, 21 verbunden, über die jeweils Öl in radialer Richtung R aus den Bohrungen 19 der Planetenbolzen 8 zu den Lagereinheiten 9 geführt wird.
Durch die Drehung des Ölfangblechs bzw. der Ölfangschale 18,verteilt sich das Öl im Spalt 16 gleichmäßig über den Umfang des Spaltes 16. Dabei füllt sich der Spalt 16 von einer radial äußeren Dichtkante 22 in radialer Richtung R nach innen, bis der Ölstand im Spalt 16 die Außendurchmesser der Längsbohrungen 19 der Planetenbolzen 8 erreicht. Die Dichtkante 22 wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über eine über den gesamten Umfang des Planetenträgers 7 sich erstreckende Schweißnaht 23 gebildet, über die die Ölfangschale 18 fest bzw. stoffschlüssig mit der Wange 7B des Planetenträgers 7 verbunden ist.
Über die schweißnahtseitige vollständige Abdichtung des Spaltes 16 nach radial au-ßen fließt die in den Spalt 16 gesamte eingeleitete Ölmenge über die Bohrungen 19 zu den Lagereinheiten 9, wodurch diese in gewünschtem Umfang geschmiert werden. Anschließend fließt das den Lagereinheiten 9 zugeführte Öl in axialer Richtung X nach außen in Richtung der Anlaufscheiben 13 und 14 und von dort zwischen den Anlaufscheiben 13 und 14 und den Planetenrädern 6 radial nach außen in Richtung eines Ölsumpfes des KFZ-Getriebes ab.
Die tellerartig ausgeführte Ölfangschale 18 ist mit mittigen Öffnung 45 und mit einer die mittige Öffnung 45 begrenzenden umlaufenden Rinne bzw. einer Vertiefung 41 ausgebildet. Im Bereich der Vertiefung 41 wird das in radialer Richtung R nach au-ßen zugeführte Öl zunächst aufgefangen und anschließend in radialer Richtung R, in axialer Richtung X und in Umfangsrichtung U im Spalt 16 gesammelt und in Richtung der Dichtkante 22 geführt.
Um eine unerwünschte Beaufschlagung eines Sensorringes 24 mit dem vom Planetenradsatz 2 abgeschleuderten Ölvolumen zu vermeiden, überragt die Ölfangschale 18 den Zahneingriff zwischen den Planetenrädern 6 und dem Hohlrad 4 in der in 1 dargestellten Art und Weise in radialer Richtung R mit einem äußeren Randbereich 29A. Der Sensorring 24 wirkt vorliegend mit einem Rotorlagesensor 25 zusammen, über den jeweils die aktuelle Drehstellung der elektrischen Maschine des Kfz-Getriebes 1 sowie deren Drehgeschwindigkeit ermittelt wird.
2 zeigt eine 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Kfz-Getriebes 1, bei dem der Planetenradsatz 2 im Vergleich zum Kfz-Getriebe 1 gemäß 1 einen geringeren Außendurchmesser aufweist. Dem Planetenradsatz 2 gemäß 2 ist die gleiche Ölfangschale 18 wie dem Planetenradsatz 2 gemäß 1 zugeordnet, weshalb die Ölfangschale 18 den Planetenradsatz 2 gemäß 2 in radialer Richtung R weiter übergreift als den Planetenradsatz 2 gemäß 1. Ansonsten weisen die beiden Planetenradsätze 2 gemäß 1 und 2 im Wesentlichen den gleichen konstruktiven Aufbau auf, weshalb hierzu auf die vorstehende Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
3 zeigt eine Seitenansicht des Ölfangbleches bzw. der Ölfangschale 18 aus einer in 1 näher gekennzeichneten Ansicht III. Dabei ist 3 entnehmbar, dass die Ölfangschale 18 über fünf Schweißnahtsegmente 26A bis 26E mit der Wange 7B des Planetenträgers 7 stoffschlüssig verbunden ist. Dabei erstrecken sich die Schweißnahtsegmente 26A bis 26E in Umfangsrichtung U über Bereiche der Ölfangschale 18 und der Wange 7B, die zwischen den Bohrungen 19 der Planetenbolzen 8 verlaufen.
4 zeigt eine 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Ölfangschale 18, die über vorliegend zehn Verstemmungen 40 formschlüssig mit der Wange 7B des Planetenträgers 7 verbunden ist. Die Verstemmungen 40 werden während der Montage des Planetenradsatzes 2 mittels eines Verstemmringes in einem Hub durch Verstemmen von Endbereichen 28 von Noppen 27 der Wange 7B des Planetenträgers 7 hergestellt. Die Noppen 27 durchgreifen Bohrungen 31 der ÖIfangschale 18 in axialer Richtung X und sind in 5 näher dargestellt, die eine Teilschnittansicht des Ölfangbleches bzw. der Ölfangschale 18 und des Planetenträgers 7 bzw. der Wange 7B entlang einer in 4 näher gekennzeichneten Schnittlinie V-V zeigt.
Zusätzlich zeigt 6 eine vergrößerte Ansicht eines in 4 näher gekennzeichneten Bereiches VI, der eine der Verstemmungen 40 zwischen der Ölfangschale 18 und dem Planetenträger 7 umfasst. Dabei werden Außendurchmesser der Noppen 27 in den Endbereichen 28 der Noppen 27 durch den Verstemmring derart aufgeweitet, dass die Noppen 27 jeweils die Bohrungen 31 der Ölfangschale 18 übergreifen und die Ölfangschale 18 formschlüssig mit der Wange 7B verbunden ist. Die Ölfangschale 18 wird durch die Verstemmungen 40 fest gegen die Außenseite 17 der Wange 7B gedrückt, wodurch eine entsprechende Dichtheit des Spaltes 16 in radialer Richtung R nach außen erzielt wird, um einen Ölverlust in Form von Leckagen aus dem Spalt 16 zu vermeiden.
7 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Ölfangschale 18, die ebenfalls tellerförmig ausgebildet ist. Der äußere Randbereich 29A der Ölfangschale 18 gemäß 7 ist in Umfangsrichtung wellenförmig mit jeweils alternierend aufeinanderfolgenden Wellenbergen 29 und Wellentälern 30 ausgeführt.
Im Bereich der Wellenberge 29 ist die Ölfangschale 18 im äußeren Randbereich 29A mit den Bohrungen 31 ausgeführt, um die Ölfangschale 18 im Bereich der Wellenberge 29 beispielsweise in der zu 4 bis 6 näher beschriebenen Art und Weise über die Verstemmungen 40 fest mit dem Planetenträger 7 verbinden zu können. Dabei wird die Ölfangschale 18 gemäß 7 während der Montage des Planetenradsatzes 2 zunächst in der in 8 dargestellten Art und Weise an der Außenseite 17 der Wange 7B angelegt. Während dieser Phase der Montage liegt die Ölfangschale 18 mit ihrer Innenseite nur im Bereich der Wellentäler 30 an der Außenseite 17 der Wange 7B an. Während dem Verstemmen der Endbereiche 28 der Noppen 27 der Wange 7B werden die Wellenberge 29 ebenfalls an die Außenseite 17 der Wange 7B gepresst, wodurch eine gewünscht feste Anlage der Ölfangschale 18 an der Außenseite 17 der Wange 7B erzielt wird. Durch die feste Anlage der Ölfangschale 18 wird zwischen dem äußeren Randbereich 29A und der Wange 7B eine hohe Dichtwirkung des Spaltes 16 in radialer Richtung R nach außen erzielt. Damit werden Ölverluste aus dem Spalt 16 auf konstruktiv einfache Art und Weise vermieden.
In 10 ist eine Seitenansicht eines Teils der Ölfangschale 18 gemäß 7 dargestellt, der die gewellte Ausführung des äußeren Randbereichs 29A der Ölfangschale 18 explizierter entnehmbar ist.
11 bis 13 zeigen eine weitere Ausführungsform der Ölfangschale 18, die tellerartig mit der Vertiefung 41 und dem äußeren Randbereich 29A ausgeführt ist. Der äußere Randbereich 29A schließt mit einer Radialebene 31A einen spitzen Winkel α ein. Dabei ist die Radialebene 31A im Wesentlichen parallel zur planen Außenseite 17 der Wange 7B des Planetenträgers 7.
Vor der Befestigung der Ölfangschale 18 liegt diese in der in 11 dargestellten Art und Weise mit ihrer Innenseite an einer Außenkante 32 der Wange 7B an. 12 zeigt die Ölfangschale 18 in an der Wange 7B befestigtem Zustand. Dann liegt die Ölfangschale 18 mit dem äußeren Randbereich 29A im Wesentlichen plan bzw. eben an der Außenseite 17 der Wange 7B an. Hierfür wird die Ölfangschale 18 beispielsweise über in Umfangsrichtung U verteil vorgesehene punktuelle Verbindungen am Planetenträger 7 befestigt und von diesen in fest gegen den Planetenträger 7 gepresstem Zustand gehalten. Die punktuellen Verbindungen mit dem Planetenträger 7 können beispielsweise über Verschraubungen, Verstemmungen, Vernietungen, Punktschweißungen und dergleichen hergestellt werden.
14 zeigt eine 11 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform des Planetenradsatzes 2, bei der die Ölfangschale 18 mit der Wange 7B des Planetenträgers 7 mittels Niete 43 fest verbunden ist. Die Niete 43 durchgreifen die Ölfangschale 18 im Bereich der Bohrungen 31 und die Wange 7B im Bereich von Bohrungen 44 in der in 15 dargestellten Art und Weise in axialer Richtung X.
Sowohl über die gewellte Ausführung des äußeren Randbereiches 29A der Ölfangschale 18 als auch über die annähernd suppentellerartige Ausführung der Ölfangschale 18 ist eine hohe Dichtheit des Spaltes 16 durch gezielte Anpressung der Ölfangschale 18 an der Wange 7B bzw. an der Außenkante 32 gewährleistbar. Durch die Anpressung des äußeren Randbereiches 29A der Ölfangschale 18 an den Planetenträger 7 ist eine gewünscht hohe Dichtheit des Spaltes 16 anstatt mit einer rundumlaufenden Verbindung über lediglich punktuelle Verbindungen zwischen der Ölfangschale 18 und dem Planetenträger 7 möglich.
Bezugszeichen

1: Kraftfahrzeuggetriebe
2: Planetenradsatz
3: Getriebeeingangswelle
4: Hohlrad
5: Sonnenrad
6: Planetenräder
7: Planetenträger
7A, 7B: Wange des Planetenträgers
8: Planetenbolzen
9: Lagereinheit
10: Rotorträger
11, 12: Axialnadellager
13, 14: Anlaufscheibe
15A-15C: Pfeil
16: Spalt
17: Außenseite der Wange 7B
18: Ölfangschale
19: Bohrungen
20: radiale Stichbohrung
21: radiale Stichbohrung
22: Dichtkante
23: Schweißnaht
24: Sensorring
25: Rotorlagesensor
26A-26E: Schweißnahtsegment
27: Noppen
28: Endbereich der Noppen
29A: äußerer Randbereich der Ölfangschale
29: Wellenberg
30: Wellental
31: Bohrung
31A: Radialebene
32: Außenkante der Wange 7B
40: Verstemmung
41: Vertiefung
43: Niet
44: Bohrung der Wange 7B
45: mittige Öffnung der Ölfangschale
R: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung
X: axiale Richtung
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016206745 A1 [0002]
DE 10307221 A1 [0003]

Claims

Planetenradsatz (2) mit einem Planetenträger (7), an dem mehrere Planetenbolzen (8) angeordnet sind, - wobei an jedem der Planetenbolzen (8) ein Planetenrad (6) drehbar gelagert ist, - wobei am Planetenträger (7) eine Ölfangschale (18) befestigt ist, - wobei die Ölfangschale (18) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass von radial innen zugeführtes Öl in einem axialen Spalt (16) zwischen dem Planetenträger (7) und der Ölfangschale (18) aufgefangen wird und in radialer Richtung (R) nach außen im Spalt (16) zu Bohrungen (19) der Planetenbolzen (PB) gelangt, und wobei das Öl durch die Bohrungen (19) der Planetenbolzen (8) jeweils zu Lagereinheiten (9) der Planetenräder (6) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfangschale (18) aus Metall besteht und radial außerhalb der Planetenbolzen (8) und/oder in Umfangsrichtung (U) zwischen den Planetenbolzen (8) am Planetenträger (7) form- und/oder stoffschlüssig befestigt ist.
Planetenradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfangschale (18) mit dem Planetenträger (7) verschweißt ist, wobei sich die Schweißverbindung (23) zwischen der Ölfangschale (18) und dem Planetenträger (7) über den gesamten Umfang des Planetenträgers (7) erstreckt.
Planetenradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfangschale (18) mit dem Planetenträger (7) verschweißt ist, wobei sich die Schweißverbindung (26A bis 26E) zwischen der Ölfangschale (18) und dem Planetenträger (7) in Umfangsrichtung (U) jeweils nur über die Bereiche des Planetenträgers erstreckt, die zwischen den Planetenbolzen (8) angeordnet sind.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (7) an seiner der Ölfangschale (18) zugewandten Außenseite (17) mehrere gegenüber der Außenseite (17) vorkragende Bereiche (27) umfasst, - wobei der Planetenträger (7) die Ölauffangschale (18) mit den vorkragenden Bereichen (27) jeweils im Bereich von Aussparungen (31) in axialer Richtung (X) des Planetenträgers (7) durchgreift, - und wobei freie Enden (28) der vorkragenden Bereiche (27) zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung zwischen der Ölfangschale (18) und dem Planetenträger (7) nach der Montage der Ölfangschale (18) am Planetenträger (7) derart verstemmt sind, dass die freien Enden (28) die Aussparungen (31) der Ölfangschale (18) auf der dem Planetenträger (7) abgewandten Seite der Ölfangschale (18) jeweils übergreifen.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Planetenträger (7) und die Ölfangschale (18) miteinander vernietet sind, wobei die Niete (43) den Planetenträger (7) und die Ölauffangschale (18) jeweils im Bereich von Aussparungen (44) des Planetenträgers (7) und von Aussparungen (31) der Ölauffangschale (18) durchgreifen.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfangschale (18) tellerartig ausgeführt ist und im Bereich einer Vertiefung (41) mit einer mittigen Öffnung (45) ausgebildet ist, durch die Öl von radial innen in den Spalt (16) zwischen die Ölfangschale (18) und den Planetenträger (7) einleitbar ist.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (41) von einem erhöhten flachen Randbereich (29A) der Ölfangschale (18) in Umfangsrichtung (U) der Ölfangschale (18) umgriffen ist, der ringscheibenförmig ausgeführt ist und vor der Montage an der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) mit der Außenseite (17) einen spitzen Winkel (α) einschließt, wobei die Ölfangschale (18) im Bereich des Randbereiches (29A) plan an der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) anliegt, wenn diese am Planetenträger (7) befestigt ist.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Vertiefung (41) ein erhöhter Randbereich (29A) der Ölfangschale (18) anschließt, der in Umfangsrichtung (U) der Ölfangschale (18) gewellt ausgeführt ist, wobei die Ölfangschale (18) vor der Befestigung an der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) im Bereich von Wellentälern (30) wenigstens annähernd plan an der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) anliegt und im Bereich von Wellenbergen (29) des Randbereiches (29A) von der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) beabstandet ist, und wobei die Ölfangschale (18) zumindest im Bereich der Wellenberge (29) mit dem Planetenträger (7) derart form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, dass die Ölfangschale (18) über den gesamten Umfang des Randbereiches plan an der Außenseite (17) des Planetenträgers (7) anliegt.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Ölfangschale (18) den Planetenträger (7) mit dem Randbereich (29A) in radialer Richtung (R) überragt.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Planetenträger (7) und die Ölfangschale (18) im Randbereich (29A) der Ölfangschale (18) miteinander verschweißt, vernietet, verstemmt und/oder verschraubt sind.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenradius der Ölfangschale (18) dazu ausgeführt ist, dass Planetenträger (7) mit unterschiedlichen Außendurchmessern von der Ölfangschale (18) in radialer Richtung überragt werden.
Planetenradsatz nach wenigstens einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfangschale (18) zumindest zwei Lochreihen auf unterschiedlichen Durchmessern umfasst, die koaxial zueinander im Randbereich (29A) der Ölfangschale (18) vorgesehen sind, wobei die Durchmesser der Lochreihen so ausgelegt sind, dass jeweils wenigstens eine der Lochreihen der Ölfangschale (18) mit wenigstens einer Lochreihe des Planetenträgers (7) fluchtet, während die andere Lochreihe radial außerhalb der Bohrungen (19) der Planetenbolzen (8) verläuft.
Getriebe (1), insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend mindestens einen Planetenradsatz (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Ölfangschale (18) umfassend eine Vertiefung (41), die eine mittige Öffnung (45) umfasst, und einen die Vertiefung (41) in Umfangsrichtung (U) umgreifenden Randbereich (29A), der mit einer Radialebene (31A), die orthogonal zur axialen Richtung (X) der Ölfangschale (18) ist, einen spitzen Winkel (α) einschließt und/oder in Umfangsrichtung (U) einen wellenartigen Verlauf mit alternierend aufeinander folgenden Wellentälern (30) und Wellenbergen (29) aufweist.
Ölfangschale nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich (29A) wenigstens eine Lochreihe vorgesehen ist, wobei Bohrungen (31) der Lochreihe auf einer Kreislinie angeordnet sind, deren Mittelpunkt auf der Symmetrieachse der Ölfangschale (18) liegt.