DE19960157A1

DE19960157A1 - Schmiermittelzufuhr eines Planetentriebes

Info

Publication number: DE19960157A1
Application number: DE19960157A
Authority: DE
Inventors: Walter Wildeshaus
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-06-21
Also published as: WO2001044695A1; US6602158B2; EP1238213A1; ES2195949T3; US20030027680A1; DE50002560D1; EP1238213B1

Abstract

Eine Schmiermittelzufuhr eines Planetentriebes (1) ist mit einer das Schmiermittel zu ersten Planetenbolzen (7) leitenden ersten Leiteinrichtung (5), mit jeweils mindestens einem durch die Wandung (8a) eines Planetenträgers (8) führenden Kanal (6) in den ersten Planetenbolzen (7), mit jeweils mindestens einem von dem Kanal (6) ausgehenden Querkanal (11) und mit einer zweiten Leiteinrichtung (12) versehen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelzufuhr eines Planetentriebes für das Zuführen mittels Fliehkraft bewegtem Schmiermittels zur Lagerungen von Pla netenrädern eines ersten Planetensatzes auf mit einem Ende an einer Wan dung des Planetenträgers aufgenommenen ersten Planetenbolzen und für das Zuführen des Schmiermittels zu Lagerungen von Planetenrädern eines zumin dest in Längsrichtung durch die Wandung des Planetenträgers vom ersten Planetensatz getrennten zweiten Planetensatzes.

Hintergrund der Erfindung

Planetentriebe sind in der Regel in Getrieben für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Häufig sind in diesen Planetentrieben mehrere Planetensätze hintereinander geschaltet und miteinander gekoppelt. Die Planetenräder der Planetensätze sitzen drehbar auf Planetenbolzen gelagert. Die Planetenbolzen eines Satzes sind einseitig oder beidseitig an Planetenträgern oder Planetenstegen aufge nommen. Die Planetenräder sind mittels Lagerungen auf den Bolzen zum Teil gleit- aber hauptsächlich wälzgelagert.

Ein großes Problem stellt seit Bestehen der Planetentriebe die Schmierung der Lagerung und das Abführen von Reibungswärme durch das Schmiermittel dar. Als Schmiermittel wird in der Regel Schmieröl verwendet. Das Schmieröl wird oft aus Richtung der zentral im Planetentrieb angeordneten An- oder Abtriebs welle des Sonnenrades oder einer anderen zentral vom Planetentrieb ausge henden Quelle, z. B. einer oder mehrerer Bohrungen, in den Planetentrieb ge leitet. Von dort wird es durch die Fliehkraft über Kombinationen von Engstellen wie Spalten, Kanälen und Axial- bzw. Radiallagern sowie Leiteinrichtungen zu den einzelnen Schmierpunkten geleitet. Die einzelnen Engstellen erzeugen Strömungswiderstände und behindern den Öldurchfluss mehr oder weniger. Die der Quelle am nächsten liegenden Schmierpunkte sind in der Regel aus reichend versorgt, die den im Ölstrom der Quelle am nächsten liegenden Schmierpunkten folgenden Schmierpunkte sind benachteiligt, insbesondere dann, wenn sie wie die Lagerung der Planetenräder nur sehr schwer für Öl zugänglich sind.

Der Zulauf und das Abführen von Schmiermittel in die Lagerung der Planeten gestaltet sich schwierig, da die verbleibenden Spiele und Spaltmaße einer der artigen Konstruktion den Durchfluß des Schmiermittels be- oder verhindern. Die Lagerstelle ist über die Planetenbolzen, in denen sich ein längs der Achse des Bolzens erstreckendes Sackloch befindet, mit von dem Sackloch ausge henden sowie in die Laufbahn der Lagerung mündenden Querbohrungen oder über spezielle in die Oberfläche des Planetenbolzens eingebrachte Nuten oder Aussparungen mit Schmiermittel versorgt. Das in die Lagerstelle des Planeten geleitete Öl soll dann durch die Fliehkraft an den Flanken des Planetenrades vorbei aus dem Lager zur nächsten Schmierstelle fließen.

Lagerungen von Planeten fallen während ihres Betriebes häufig vorzeitig aus, weil nicht genügend Öl zur Schmierung oder für die Abfuhr während des Be triebes in der Lagerung entstehenden Reibungswärme zur Verfügung steht.

Die ausreichende Versorgung der Lagerungen von Planeten ist in der Regel mit gesonderten konstruktiven Maßnahmen abgesichert. So wird nach dem Stand der Technik das durch die Fliehkraft in dem Planetentrieb von einer oder mehreren Quellen abgehende sowie nach außen geschleuderte Öl, z. B. mit tels Leiteinrichtungen, aufgefangen und gezielt zu den Planetenlagerungen geleitet. Dabei wird oft der durch die Fliehkraft erzeugte Staudruck für einen besseren Öldurchsatz in der Lagerung benutzt. Es gibt Lösungen, bei der eine als Stauscheibe ausgebildete Leiteinrichtung das Öl auffängt und das unter einem Staudruck stehende Öl über spiralförmig in das Äußere des Planeten bolzens eingebrachte Ölnuten in die Lagerstelle leitet. Bei weiteren Varianten ist das Schmieröl an der dem Planetenträger zugewandten Seite des Planetens angestaut. Dazu ist der Plantenträger an seinem Innenumfang mit einer Phase versehen, die das Schmieröl auffängt. Das gestaute Öl wird dann über eine Leiteinrichtung, die durch in dem Planetenträger eingebrachte Prägungen ge bildet ist, und durch spezielle Anlaufscheiben hindurch in die Lagerstelle ge leitet.

Besonders schwierig gestaltet sich die Versorgung der Lagerungen der Plane ten von Planetensätzen, die miteinander gekoppelt und/oder nacheinander in einen Planetentrieb angeordnet sind. Diese Planetensätze sind aus Gründen einer optimalen Funktion und wenig zur Verfügung stehenden Bauraumes auf engstem Raum mit wenig Zwischenräumen zueinander und zu anderen Bau teilen angeordnet. Die Planetensätze sind zumeist mittels eines Steges, eines Planetenträgers oder ähnlicher Wandungen voneinander getrennt. Für die Schmierung derartiger Planetensätze gibt es nach dem Stand der Technik im wesentlichen zwei verschiedene Wege.

So wird sich z. B. bemüht, derartige Planetenlager von der Quelle ausgehend möglichst direkt, ohne Zwischenschalten von anderen Strömungswiderständen, mit einem Ölstrom zu versehen. Dazu ist jede Planetenstufe mit einer separa ten Quelle versehen. So ist in US 5,830,098 eine Lösung für eine Schmiermit telzufuhr eines Planetentriebes mit zwei Planetensätzen beschrieben, bei der die Planetensätze aus separaten von der Sonne ausgehenden Quellen mit Schmieröl versorgt werden. Die Zufuhr von Schmieröl für die Lagerungen der Planeten eines Planetensatzes ist durch die Wandung eines Leitbleches, eine Sackbohrung in jedem Planetenbolzen sowie von der Sackbohrung ausgehen den Querbohrungen gebildet. Das von dem Sonnenrad zugeführte Öl wird durch Fliehkräfte beaufschlagt an der Wandung des Leitbleches entlang in die Sackbohrung und von da aus in die Lagerstelle geleitet. Der andere Planeten satz weist ebenfalls ein Leitblech auf, dass den Ölstrom über Sackbohrungen und Querbohrungen in die Lagerstellen dieses Planetensatzes leitet.

Nicht alle Planetengetriebe gestatten aus konstruktiven Gründen die Versor gung der einzelnen Planetensätze aus separaten Quellen. Deshalb gibt es Lösungen, bei denen das Öl aus einer einzigen Quelle entweder zuerst die Lagerstelle in der Lagerung des Planeten des im Ölstrom vorgeschalteten Pla netensatzes passiert und von dort in die Lagerstellen des nachgeschalteten Planetensatzes geführt ist oder zu den Lagerstellen beider Planetensätze zu gleich, z. B. über einen gemeinsamen Versorgungskanal, geleitet wird.

Wenn das Öl aus einer einzigen Quelle zuerst die Lagerstellen der Lagerun gen der Planeten des im Ölstrom vorgeschalteten Planetensatzes passiert und von dort in die Lagerstellen des im Ölstrom nachgeschalteten Planetensatzes geführt wird, ist die Schmierung der vorgeschalteten Lagerungen, zumeist ei nes Planetensatzes, zumindest unter Zuhilfenahme vorstehend beschriebener Leiteinrichtungen, noch ausreichend. Von diesen Lagerstellen gelangt das Öl allerdings nur schwer an die nachgeschalteten Lagerungen. Das Schmieröl verliert sich schon in den ersten Lagerungen oder wird aufgrund der Drossel wirkungen von engen Querschnitten in den Lagerungen nur in ungenügender Menge an die im Ölstrom nachgeschaltet liegenden Lagerstellen weitergeleitet. Behindert ist der Ölstrom oftmals auch durch die Wandungen der Planetenträ ger, die die einzelnen Planetensätze voneinander trennen. Das Schmieröl muss um diese Wandungen herum oder durch extra eingebrachte Öffnungen in den Wandungen geleitet werden. Die anfangs erwähnten Leiteinrichtungen sind bei diesen Lösungen für sich allein dann zumeist wirkungslos bzw. unzu reichend, da nicht mehr genügend Schmieröl zur Verfügung steht, das ange staut und weitergeleitet werden kann.

Wenn das Schmieröl aus einer einzigen Quelle zu den Lagerstellen beider Planetensätze zugleich geleitet wird, passiert es häufig eine zentrale Zuleitung, die bis zu den Lagerstellen führt, und wird dort verteilt. Die Zuleitung führt oft mals über Bohrungen im Planetenträger zu einem Sackloch in einem gemein samen Planetenbolzen und wird dann über von dem Sackloch ausgehende Querbohrungen wieder zu den Lagerungen geleitet. Derartige Schmiermittel zufuhren sind nur mit aufwändigen und kostenintensiven fertigungstechni schem Aufwand zu realisieren.

Für Planetensätze, insbesondere durch die Wandung eines Planetenträgers getrennte Planetensätze, bei denen der Ölstrom von einer Quelle zu den Pla netenlagerungen geführt werden muss, gab es bis zu dem Zeitpunkt, an dem die nachfolgend beschriebene Erfindung gemacht wurde, keine befriedigende Lösung.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schmiermittelzufuhr eines Planeten triebes für das Zuführen von mittels Fliehkraft bewegten Schmiermittel zu Lage rungen von Planetenrädern eines ersten Planetensatzes auf ersten mit einem Ende an einer in eine Längsrichtung des Planetentriebes weisenden Seite ei nes Planetenträgers aufgenommenen Planetenbolzen und für das Zuführen des Schmiermittels zu Lagerungen von Planetenrädern eines durch zumindest eine Wandung des Planetenträgers vom ersten Planetensatz getrennten zwei ten Planetensatzes zu schaffen, die einfach zu realisieren ist und sich kosten günstig herstellen lässt.

Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Schmiermittelzufuhr mit einer das Schmiermittel zu den ersten Plane tenbolzen leitenden ersten Leiteinrichtung, mit jeweils mindestens einem durch den Planetenträger führenden Kanal in den ersten Planetenbolzen, mit jeweils mindestens einem von dem Kanal ausgehenden und das Schmiermittel zur Lagerung, der Planetenräder des ersten Planetensatzes führenden Querkanal und mit einer das auf Seiten des zweiten Planetensatzes aus dem Kanal her austretende Schmiermittel in Richtung der Lagerung des zweiten Planetensat zes leitenden zweiten Leiteinrichtung versehen ist.

Mit einer derartigen Lösung gelangt das Schmiermittel, vorzugsweise Schmier öl, in ausreichender Menge zu den Lagerstellen der Lagerungen des ersten Planetensatzes sowie des zweiten Planetensatzes. Das Schmiermittel ist mit tels der ersten Leiteinrichtung zu den einzelnen Planetenbolzen des ersten Planetensatzes geleitet. Der erste Planetensatz liegt dem zweiten Planetensatz im Schmiermittelstrom vorgeschaltet. Der Schmiermittelstrom wird in dem Kanal eines jeden Planetenbolzens des ersten Planetensatzes geteilt. Ein Teil des Schmiermittels fließt über den die Querkanäle zu den Lagerstellen der Lage rungen der Planetenräder des ersten Planetensatzes. Ein anderer Teil fließt in dem Kanal zur anderen Seite des Planetenträgers und tritt dort aus. Eine zweite Leiteinrichtung leitet das Schmiermittel von dort zu den Lagerungen des zweiten Planetensatzes. Über die Anzahl und die Gestaltung, insbesondere des Querschnittes, der Kanäle und Querkanäle ist die Menge des Schmiermit telstromes und das Verhältnis mit dem der Schmiermittelstrom auf die Lager stellen des ersten Planetensatzes und des zweiten Planetensatzes aufgeteilt wird, festgelegt. Durch Änderungen an den Kanälen ist dieses Verhältnis, mit dem der Schmiermittelstrom auf die einzelnen Lagerstellen aufgeteilt wird, je derzeit beeinfluss- und somit veränderbar. Aufwändige und kostenintensive Querbohrungen in den Wandungen des Planetenträgers entfallen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Leiteinrichtung wenigstens eine ringförmig ausgebildete sowie konzentrisch zum Zentrum des Planetentriebes angeordnete Stauscheibe ist und die zweite Leiteinrichtung durch zumindest eine in die Wandung des Planetenträgers auf Seiten des zweiten Planetensatzes eingebrachte und sich von zumindest ei nem Kanal wenigstens radial nach außen in Richtung der Planetenbolzen des zweiten Planetensatzes erstreckenden Prägung sowie einem die Prägung zu mindest teilweise in Längsrichtung abdeckenden Leitbleches gebildet ist. Die Planetenbolzen des zweiten Planetensatzes sind dabei mit einem Ende in der die Planetensätze trennenden Wandung des Planetenträger aufgenommen. Das zweite Leitblech ist z. B. an einem oder mehreren Planetenbolzen befestigt oder angeordnet und erstreckt sich zumindest radial nach innen in Richtung der Kanäle. Das Leitblech kann zum Beispiel durch eine entsprechend große Anlaufscheibe für ein oder mehrere Planetenräder des zweiten Planetensatzes gebildet sein. Die Prägung bildet an der dem zweiten Planetensatz zugewand ten Seite der Wandung des Planetenträgers eine Vertiefung. Das Leitblech deckt diese Vertiefung seitlich ab und hält das aus dem Kanal heraustretende Schmiermittel in der Prägung. Durch die Fliehkraft wird das Schmiermittel in der Prägung radial nach außen geleitet und gelangt zu den Planetenbolzen des zweiten Planetensatzes. Von dort wird das Schmiermittel über z. B. Nuten im Planetenbolzen oder spezielle Anlaufscheiben in die Lagerstellen der Lage rungen der Planetenräder geleitet. Die Prägungen sind während der Herstel lung des Planetenträgers spanlos einfach und kostengünstig einzubringen. Eine spanende Einarbeitung von leitenden Bahnen ist nicht notwendig.

Die Prägung ist in ihrer axialen und radialen Ausdehnung beliebig gestaltbar. Vorzugsweise ist sie jedoch als eine alle Kanäle verbindende Ringnut mit von der Ringnut radial nach außen in Richtung der Planetenbolzen abgehenden Nuten zu gestalten.

Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Kanal in dem ersten Planetenbolzen in Längsrichtung des Planetentriebes verläuft und durch ein bevorzugt konzentrisch zur Längsachse des Planetenbolzens angeordne tes zylindrisch ausgebildetes Loch gebildet ist. Ein derartiges Durchgangsloch kann durch Bohren eingebracht sein oder es ist von vornherein vorhanden, wenn ein solcher Planetenbolzen aus einem rohrförmigen Halbzeug gefertigt ist. Die Querkanäle sind als Querbohrungen ausgebildet oder eingestanzt. Die Querschnitte, insbesondere der Kanäle, sind durch Kalibrieren sehr genau auf den erforderlichen Schmiermittelstrom und das anfangs erwähnte Verhältnis der Ausgestaltung abstimmbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schmiermittelzuführung im Schnitt.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist ein Planetentrieb 1 teilweise und im Schnitt dargestellt. Von einer mit einem Sonnenrad gekoppelten Zentralwelle 2 gelangt Öl aus einer Öff nung 3 über ein Axiallager 4 radial nach außen zu einer ersten Leiteinrich tung 5. Die erste Leiteinrichtung 5 sammelt das Schmiermittel und leitet es zu einem als Durchgangsbohrung ausgeführten Kanal 6 eines ersten Planeten bolzens 7.

Der Planetenbolzen 7 ist in einem Planetenträger 8 aufgenommen und durch dringt eine Wandung 8a des Plantenträgers 8. Auf dem ersten Planetenbolzen 7 ist ein Planetenrad 9 eines aus weiteren Planetenrädern 9 gebildeten und nicht weiter dargestellten Planetensatzes mittels einer Lagerung 10 gelagert. Von dem Kanal 6 führt ein Querkanal 11 zur Lagerung 10. Der durch die erste Leiteinrichtung 5 in den Kanal 6 geleitete Schmiermittelstrom wird in dem Kanal 6 geteilt. Ein Teil des Schmiermittelstromes fließt über den Querkanal 11 in die Lagerung 10 des Planetenrades 9. Der andere Teil des Schmiermittelstromes fließt in dem Kanal 6 durch die Wandung 8a des Planetenträgers 8 und trifft am Ende des ersten Planetenbolzens 7 auf eine zweite Leiteinrichtung 12.

Die zweite Leiteinrichtung 12 ist durch ein Leitblech 12a und eine Prägung 12b gebildet. Die Prägung 12b erstreckt sich von dem Kanal 6 in Richtung eines zweiten Planetenbolzens 13. Auf dem zweiten Planetenbolzen 13 sitzt ein Pla netenrad 14. Das Planetenrad 14 ist ein Rad eines nicht weiter dargestellten Planetensatzes, der aus weiteren auf zweiten Planetenbolzen 13 sitzenden Planetenrädern 14 gebildet ist. Das Leitblech 12a dient gleichzeitig als Anlauf scheibe für den axialen Anlauf des Planetenrades 14 an der Wandung 8a des Planetenträgers 8. Der erste Planetenbolzen 7 ist auf Höhe der Prägung 12b mit einer Aussparung 7a versehen. Das Schmiermittel bewegt sich durch Flieh kraft in der Prägung 12b an dem Leitblech 12a entlang zur Lagerung 15 des Planetenrades 14 auf dem zweiten Planetenbolzen 13.

Bezugszahlenliste

1

Planetentrieb

2

Zentralwelle

3

Öffnung

4

Axiallager

5

erste Leiteinrichtung

6

Kanal

7

erster Planetenbolzen

7

a Aussparung

8

Planetenträger

8

a Wandung

9

Planetenrad

10

Lagerung

11

Querkanal

12

zweite Leiteinrichtung

12

a Leitblech

12

b Prägung

13

zweiter Planetenbolzen

14

Planetenrad

15

Lagerung

Claims

1. Schmiermittelzufuhr eines Planetentriebes (1) für das Zuführen mittels Fliehkraft bewegten Schmiermittels zu Lagerungen (10) von Planetenrä dern (9) eines ersten Planetensatzes auf ersten mit einem Ende an einer Wandung (8a) eines Planetenträgers (8) aufgenommenen ersten Pla netenbolzen (7) und für das Zuführen des Schmiermittels zu Lagerungen (15) von Planetenrädern (14) eines zumindest in Längsrichtung durch die Wandung (8a) des Planetenträgers (8) vom ersten Planetensatz ge trennten zweiten Planetensatzes, mit einer das Schmiermittel zu den er sten Planetenbolzen (7) leitenden ersten Leiteinrichtung (5), mit jeweils mindestens einem durch die Wandung führenden Kanal (6) in den er sten Planetenbolzen (7), mit jeweils mindestens einem von dem Kanal (6) ausgehenden und das Schmiermittel zur Lagerung (10) der Plane tenräder (9) des ersten Planetensatzes führenden Querkanal (11) und mit einer das auf Seiten des zweiten Planetensatzes angeordneten zweiten Leiteinrichtung (12).

2. Schmiermittelzufuhr nach Anspruch 1, bei der die erste Leiteinrichtung (5) wenigstens eine ringförmig ausgebildete sowie konzentrisch zum Zentrum des Planetentriebes (1) angeordnete Stauscheibe ist und bei der die zweite Leiteinrichtung (12) zumindest durch wenigstens eine in die Wandung (8a) des Planetenträgers (8) auf Seiten des zweiten Pla netensatzes eingebrachte sowie sich von jedem Kanal (6) wenigstens radial nach außen in Richtung zumindest eines zweiten Planetenbolzens (13) erstreckende Prägung (12b) und mindestens einem die Prägung (12b) zumindest teilweise in Längsrichtung abdeckenden Leitbleches (12a) gebildet ist, wobei die zweiten Planetenbolzen (13) jeweils mit ei nem Ende an dem Planetenträger (8) aufgenommen sind sowie jeweils mindestens eine Lagerung (15) der Planetenräder (14) des zweiten Pla netensatzes aufnehmen und das Leitblech (12a) zumindest von einem zweiten Planetenbolzen (13) ausgeht und sich wenigstens radial nach innen in Richtung wenigstens eines der Kanäle (6) erstreckt.

3. Schmiermittelzufuhr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Kanal (6) in Längsrichtung des Planetentriebes (1) verläuft und durch ein zylindrisch ausgebildetes Durchgangsloch gebildet ist.