EP3033549A1 - Multifunktionslagerringe für leichtbaudifferenziale mit umgreifender rinne - Google Patents

Multifunktionslagerringe für leichtbaudifferenziale mit umgreifender rinne

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EP3033549A1
EP3033549A1 EP14741513.7A EP14741513A EP3033549A1 EP 3033549 A1 EP3033549 A1 EP 3033549A1 EP 14741513 A EP14741513 A EP 14741513A EP 3033549 A1 EP3033549 A1 EP 3033549A1
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EP
European Patent Office
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bearing
planetary gear
gear
rolling
planet carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14741513.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Martini
Thorsten Biermann
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3033549A1 publication Critical patent/EP3033549A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a planetary gear, such as a differential gear, with a planetary carrier, which could also be referred to as a differential cage, are rotatably connected to the planet gears, which are in meshing engagement with at least one sun gear, wherein the planet carrier with a drive wheel, how a spur gear is connectable, wherein further a rolling body perferred rolling bearing with two bearing rings, namely a bearing inner ring and a bearing outer ring, the planet carrier on a stationary housing, such as a gear housing, axially and / or radially position determining rotatably supports, wherein at least one of the bearing rings a Wälzlaufbahn to rolling it rolling of the rolling elements forms.
  • the planet carrier may also be referred to as a basket, in particular it may be formed as a differential cage.
  • differential gear for motor vehicles from DE 10156890 C1 are known.
  • the drive shaft is by means of at least a first bearing in the housing wall of the differential gear and / or the differential housing mounted on the drive shaft by means of at least one second bearing and the drive shaft has a common bearing bush for the formed as a shaft bearing first bearing of the drive shaft and the housing bearing of the housing compensation.
  • a differential order which is based on bevel gears is also known from document US Pat. No. 7,775,928 B2. Furthermore, a gear arrangement is known from DE 10 2009 017 397 A1, which uses planetary gears.
  • the presented there gear arrangement relates to a differential gear, with a drive-side disc part, a first drive member which is non-rotatably connected to a first driven axle in communication, and a second drive member which is non-rotatably in communication with a second driven axle, wherein between the first drive member and the second drive part is provided with a gear arrangement for transmitting torque from the drive-side disk part to the first drive part and the second drive part.
  • the first drive part has the shape of a first drive pulley and has a bulge radially spaced from the first driven axle.
  • the second drive part further has the shape of a second drive shaft extending radially outward from the second driven second drive pulley. The bulge further points away from the second drive pulley.
  • the gear arrangement is arranged in a space formed by the bulge of the first drive disk and the opposite region of the second drive disk.
  • Such planetary gear which are designed as differential gear, may be formed as Stirnraddifferenzialgetriebe, as they are, for example, from WO 2010/1 12366 A1 known.
  • the spur gear differential gear arrangement presented there discloses the operational capability in a motor vehicle. In each case obliquely toothed sun gears, planetary gears and a ring gear are used by a surrounding housing with supported bearings that the parallel sun gears arranged in parallel Output shafts are coupled. It is provided in this document that between the parallel sun gears and / or between the sun gears and the surrounding housing each friction surfaces are arranged.
  • the existing planetary gears can still be improved in terms of stiffness, load rating and friction.
  • One of the tasks is to enable higher rigidity, higher load ratings and lower friction values.
  • a small bearing cross-section should also be effected in order to reduce the total weight.
  • the use of at least one blank as deep-drawn part is to be made possible.
  • the groove is designed as a circumferential axis about a rotation recess.
  • the channel is adapted to the shape of the support member with and without play, and a form, force and / or material connection is pronounced therebetween.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that said bearing ring at least also forms a sliding surface in order to get there with the sun gear in sliding contact.
  • a sliding surface is formed adjacent to a radially inner end of the bearing ring and is prepared for sliding contact with a surface of the sun gear, such as an end face or an outer peripheral face, a particularly compact design is achieved.
  • bearing ring end is formed on the bearing outer ring and the sliding surface arranged there communicates with the end face and / or such a bearing ring end is formed on the bearing outer ring that the sliding surface arranged there communicates with the outer peripheral face. It should not go unmentioned that it is advantageous if the bearing ring end is oriented pointing in the interior of the planet carrier, or oriented away from the interior of the planet carrier away.
  • the bearing inner ring or the bearing outer ring has the sliding surface.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that the bearing ring has two sliding surfaces, of which the first sliding surface lies in a radial plane and the second sliding surface is oriented transversely, approximately orthogonal to the radial plane.
  • the first sliding surface can be brought into contact with an end face of the sun gear and the second sliding surface can be brought into contact or come into contact with an outer peripheral surface / lateral surface of a section of the sun gear.
  • an unwanted displacement such as an axial slippage of the sun gear can be prevented, as well as a radial displacement is excluded. Since a relative movement of the sun gear to the planet carrier will occur only rarely, namely only when the output shafts move at different speeds to each other, a cost-effective yet sufficiently resilient storage can be kept.
  • At least the bearing ring having the at least one sliding surface is designed as a deep-drawing sheet metal component produced without cutting.
  • a metal component can also be produced inexpensively in large quantities, the longevity of such bearing rings being high.
  • both bearing rings are designed as non-cutting Tiefziehblechbaumaschine, the cost can be kept very low. It is advantageous if two structurally similar or identical rolling bearings set on two sides of the planet carrier to store it on the housing in an X or better O arrangement. In the O-arrangement case, a particularly tilting-stable storage can be achieved, whereas in the X-arrangement case simpler mounting is given.
  • the rolling elements are designed as balls, cones, tons, discs or rollers, such as needles.
  • the rolling elements are toroidally-shaped / toroidal-shaped and / or are part of a toroidal roller bearing.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that the planetary gear is designed as Stirnraddifferenzial with two sun gears and two Planetenradsitzen.
  • a sun gear always mesh with the planetary gears of a planetary
  • the other sun gear meshes with the planetary gears of the other planetary gear set.
  • the planet gears of one planetary gear set can also mesh with the planetary gears of the other planetary gear set.
  • rollers are formed like a roller, for example in the form of straight solid or hollow cylinders or have a spherical or bulbous outer shape, such as the manner of a barrel.
  • the rolling bearing is designed as an angular contact bearing, for axial and radial bearing.
  • angular contact ball bearings can then be used wisely.
  • the elongated rolling elements have a constant or decreasing crowning along the longitudinal axis of the rolling elements.
  • crowning radius has its origin radially outside an outer race for the rolling elements and / or the origin is present on a side of a rotation axis of the rolling bearing opposite the respective rolling element, advantages arise.
  • an outer raceway or an inner raceway for the rolling elements so one of the Wälzlaufbahnen, for the rolling elements is formed by a deep-drawn or thermoformable sheet metal part or the planet carrier and / or an inner race or outer raceway like a massive, separate bearing shell or the stationary housing is set.
  • a rolling diameter which is defined by different radii in terms of crowning, For example, barrel-like rolling elements, with a maximum deviation of +/- 10% on the same diameter as a determined by the radially innermost planet gears Planetenlagerungs sacrificer and / or a pressure angle of about 35 ° to about 55 °, about 45 ° in a near-optimal case.
  • the bearing outer ring has a stiffening bead between a planet carrier contact area and a sun gear sliding contact area.
  • the bearing component with the stiffening bead is then particularly stiff and resilient.
  • stiffening bead defines a cylindrical pipe section of the bearing outer ring. The production is facilitated.
  • cylindrical tube section is arranged axially between two further cylindrical tube sections.
  • the planet carrier is held positively and / or non-positively on the first of the two stiffening beads adjacent pipe sections, and / or on the other of the two stiffening beads adjacent pipe sections, such as on the inside, in the area of the sun wheel, sliding into installation is achievable.
  • the bearing inner ring can be formed extruded. Further, the bearing inner ring may have an axially projecting collar portion which can be brought into contact with the sun gear.
  • the planet carrier may have an axially projecting collar portion which can be brought into contact with the sun gear.
  • the bearing outer ring is advantageously formed as a one-piece cold forming part with a raceway for a rolling element.
  • a lid Radially within the planet carrier and / or the bearing inner ring may be arranged a lid, which preferably has a circumferential around a hole U-profile.
  • the bearing outer ring can be positively, positively and / or materially connected to the planet carrier and / or a connecting part which connects the planet carrier with the rolling bearing, be deep-drawn.
  • a lightweight differential is proposed, which is supported on at least one, preferably at both bearing points, on a carrier part. It is on the one hand supported on the outside of a bearing and on the other a sliding bearing used for contact with the sun gears.
  • the support member is an outer ring having the raceway of the rolling elements of the bearing. It is possible that the carrier part is produced without cutting and further variants are realized. Parts of an angular contact ball bearing can also be used for barrel roller bearings.
  • the support member has three outer cylindrical surfaces, one of which defines the seat for the differential cage, one is a boundary of the sliding bearing portion of the sun gears and a middle outer cylindrical surface is a bead-like stiffener.
  • Flange bearings made of sheet metal can thus be equipped with balls.
  • the inner ring of the bearing can be made classic solid.
  • the flange of the bearing is pressed onto the flange of the lightweight differential.
  • the rolling diameter of the roller bearing is +/- 10% on the same diameter as the smaller diameter of the planetary bearing.
  • the print angle is approximately at 45 ° (+/- 10%).
  • the outer ring of the bearing is designed as a deep-drawn part. It extends radially inward to below the diameter of the bearing inner ring.
  • the flange here supports the output sun of the differential axially and / or radially. This can improve a final drive in passenger cars.
  • the flange bearing has a radial bearing, a radially inner slide bearing for supporting the output
  • Fig. 1 shows a first embodiment in a partially illustrated
  • FIG. 3 shows a second embodiment in a comparable to FIG. 1
  • FIGS. 1 and 3 representation shows a third embodiment and in a comparable to FIGS. 1 and 3 representation
  • Fig. 6 shows a fourth embodiment, wherein, unlike in the third
  • Embodiment of the bearing inner ring no groove for recording the planet carrier, but the bearing inner ring has a groove for receiving the housing, and
  • FIG. 7 shows an enlargement of the region VII from FIG. 6.
  • a first variant of a lightweight differential /chtbaustirn- raddifferenzials with combined sliding roller bearing is shown, in particular a first embodiment of a planetary gear first
  • the planetary gear 1 is designed as a spur gear differential 2 for a car, a truck or another commercial vehicle.
  • the planet gears 3 are mounted on sleeves 4 and hollow pin-like pin 5 in a planet carrier 6, which is composed of a first planetary carrier half 7 and a second planet carrier half 8.
  • the planetary gears can mesh with sun gears 9, wherein the planetary gears 3 of one planetary gear mesh with a first sun gear 10 and the planetary gears 3 of the other planetary gear set with a second sun gear 1 1 comb.
  • the planet carrier 6 is rotatably coupled to a drive wheel 12, namely a spur gear 13.
  • the planet carrier 6 is mounted on a housing, not shown, via two roller bearings 14, which are arranged in an O-arrangement.
  • the two bearings 14 are identical. They have two bearing rings 15, namely a bearing inner ring 16 and a bearing outer ring 17.
  • the bearing inner ring 16 may also be referred to as an inner bearing shell, whereas the bearing outer ring 17 may be referred to as an outer bearing shell.
  • the two bearing rings 15 may be solid, but a combination on a metal component produced without cutting, namely deep-drawn sheet metal component in a massively produced, milled component as a bearing ring advantage.
  • At least the bearing outer ring 17 is formed in the embodiment shown in FIG. 1 as a deep-drawn sheet metal component 18.
  • a Wälzlaufbahn 19 On a radial inner side a Wälzlaufbahn 19 is formed, on which the rolling elements 21 formed as balls 20 roll during operation. Axially extending in the direction of the other bearing 14 and radially further inward than the Wälzlaufbahn 19, a sliding surface 22 is formed on the deep-drawn sheet metal component 18. This sliding surface 22 is also referred to as a second sliding surface 23. A first sliding surface 24 is namely axially spaced, even closer to the other roller bearing 14 located.
  • the two sliding surfaces 22, that is to say the second sliding surface 23 and the first sliding surface 24, can come into contact with the sun wheel 9, the second sliding surface 23 reaching an end face 25 of the sun gear and the first sliding surface 24 having an outer circumferential surface 26 , So a lateral surface of the same sun gear 9 slidably passes.
  • the bearing outer ring 17 has a planet carrier contact region 27 and a sun gear sliding contact region 28.
  • a stiffening bead 29 is present.
  • the bearing outer ring 17 is formed in the region of the stiffening bead 29 as a cylindrical tube section. In total, it gives three or even four radially and axially spaced cylindrical pipe sections.
  • FIG. 3 A second embodiment is shown in Fig. 3, wherein a difference in the absence of the stiffening bead 29 is detected on the bearing outer ring 17.
  • the bearing outer ring 17 also has a radially inner end which is formed as an outwardly curved flange 30.
  • the bearing inner ring 16 which is designed as a deep-drawn sheet metal component 18, both the Wälzlaufbahn 19, and the sliding surface 22. It is merely a sliding surface 22 included, which comes with the outer peripheral surface 26 in the manner of the first sliding surface 24 in sliding contact.
  • the bearing inner ring 16 has a groove 31 into which a part of a carrier element 32 engages.
  • the carrier element 32 is a flange end 33 of the planet carrier 6.
  • the groove 31 is formed as a circumferential around a rotation axis recess 34.
  • the flange end 33 plus a gap 35 on the radially inner side of the flange end 33, fits exactly into the groove 31.
  • both bearing inner rings 15 are formed as Tiefziehblechbaumaschine 18 here. While in the embodiment of FIG. 5, an X-arrangement is selected, in the embodiment of FIG. 6, an O-arrangement is selected.
  • a bearing ring end 37 on the bearing inner ring 16 is aligned facing the sun gear 9 in the embodiment of FIG. 5, whereas in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the sun gear 9 is oriented away.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1), wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger (6), an dem Planetenräder (3) drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad (9) im kämmenden Eingriff stehen, wobei der Planetenträger (6) mit einem Antriebsrad (12), wie einem Stirnrad (13) verbindbar ist, wobei ferner ein Wälzkörper (21) aufweisendes Wälzlager (14) mit zwei Lagerringen (15), nämlich einem Lagerinnenring (16) und einem Lageraußenring (17) den Planetenträger (6) an einem ortsfesten Gehäuse (36), wie einem Getriebegehäuse, axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert, wobei wenigstens einer der Lagerringe (15) eine Wälzlaufbahn (19) zum darauf Abrollen der Wälzkörper (21) ausbildet, wobei der Lagerinnenring (16) eine Rinne (31) zum Umgreifen eines Trägerelements (32), wie eines Abschnittes des Gehäuses (36) oder des Planetenträgers (6) aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Multifunktionslagerringe für Leichtbaudifferenziale mit umgreifender Rinne
Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger, der auch als Differenzialkorb bezeichnet werden könnte, an dem Planetenräder drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad in kämmendem Wirkeingriff stehen, wobei der Planetenträger mit einem Antriebsrad, wie einem Stirnrad verbindbar ist, wobei ferner ein wälzkör- peraufweisendes Wälzlager mit zwei Lagerringen, nämlich einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring, den Planetenträger an einem ortsfesten Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse, axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert, wobei wenigstens einer der Lagerringe eine Wälzlaufbahn zum darauf Abrollen der Wälzkörper ausbildet.
Der Planetenträger kann auch als Korb bezeichnet werden, insbesondere kann er als Differenzialkorb ausgebildet sein.
Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Planetengetriebe bekannt, so bspw. aus der EP 0156067.
Grundsätzlich sind auch Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge aus der DE 10156890 C1 bekannt. Dort wird ein Ausgleichgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem in einer Gehäusewand gelagerten, einen Antriebszahnkranz aufwei- senden Ausgleichsgehäuse offenbart, in dem ein Ausgleichsbolzen mit mindestens einem drehbar gelagerten Ausgleichskegelrad angeordnet ist, das mit einem Antriebswellenrad einer im Ausgleichsgehäuse gelagerten Antriebswelle in Eingriff steht. Die Antriebswelle ist mittels mindestens eines ersten Lagers in der Gehäusewand des Ausgleichsgetriebes und/oder des Ausgleichsgehäuses mittels mindestens eines zweiten Lagers auf der Antriebswelle gelagert und die Antriebswelle weist eine gemeinsame Lagerbuchse für das als Wellenlager ausgebildete erste Lager der Antriebswelle und das Gehäuselager des Aus- gleichsgehäuses auf.
Eine auf Kegelräder zurückgreifende Differenzialordnung ist auch aus der Druckschrift US 7775928 B2 gekannt. Ferner ist aus der DE 10 2009 017 397 A1 eine Getriebeanordnung bekannt, die auf Planetenräder zurückgreift. Die dort vorgestellte Getriebeanordnung betrifft ein Differenzialgetriebe, mit einem antriebsseitigen Scheibenteil, einem ersten Antriebsteil, das drehfest mit einer ersten angetriebenen Achse in Verbindung steht, und einem zweiten Antriebsteil, das drehfest mit einer zweiten angetriebenen Achse in Verbindung steht, wobei zwischen dem ersten Antriebsteil und dem zweiten Antriebsteil eine Zahnradanordnung zur Drehmomentübertragung von dem antriebsseitigen Scheibenteil auf das erste Antriebsteil und das zweite Antriebsteil vorgesehen ist. Das erste Antriebsteil weist dabei die Form einer ersten Antriebsscheibe auf und besitzt radial von der ersten angetriebenen Achse beabstandet eine Auswölbung. Das zweite Antriebsteil weist ferner die Form einer von der zweiten angetriebenen Achse aus radial nach außen verlaufenden zweiten Antriebsscheibe auf. Die Auswölbung weist ferner von der zweiten Antriebsscheibe weg. Die Zahnradanordnung ist in einem durch die Auswölbung der ersten Antriebsscheibe und dem gegenüberlie- genden Bereich der zweiten Antriebsscheibe gebildeten Raum angeordnet.
Solche Planetengetriebe, die als Differenzialgetriebe ausgebildet sind, können als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet sein, wie sie bspw. aus der WO 2010/1 12366 A1 bekannt sind. Die dort vorgestellte Stirnraddifferenzialgetrie- beanordnung offenbart die Einsatzfähigkeit in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden jeweils schräg verzahnte Sonnenräder, Planetenräder und ein Hohlrad so von einem umgebenden Gehäuse mit abgestützten Lagerungen verwendet, dass die parallel angeordneten Sonnenräder jeweils mit parallel angeordneten Abtriebswellen gekoppelt sind. Es ist in dieser Druckschrift vorgesehen, dass zwischen den parallel angeordneten Sonnenrädern und/oder zwischen den Sonnenrädern und dem umgebenden Gehäuse jeweils Reibflächen angeordnet sind.
Die bestehenden Planetengetriebe können noch in puncto Steifigkeit, Tragzahl und Reibung verbessert werden. So ist unter anderem die Aufgabe, höhere Steifigkeiten, höhere Tragzahlen und geringere Reibungswerte zu ermöglichen. Ein geringer Lagerquerschnitt soll des Weiteren bewirkt werden, um auch das Gesamtgewicht zu reduzieren. Ferner ist die Verwendung zumindest eines Rohlings als Tiefziehteil zu ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Planetengetriebe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerinnenring eine Rinne zum Umgreifen eines Trägerelements, wie eines Abschnitts des Gehäuses oder des Planetenträgers aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist auch von Vorteil, wenn die Rinne als eine um eine Rotationsachse umlaufende Vertiefung ausgestaltet ist.
Zweckmäßig ist es ferner, wenn die Rinne an die Form des Trägerelements mit und ohne Spiel angepasst ist, und ein Form-, Kraft- und/oder Stoffschluss dazwischen ausgeprägt ist. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Lagerring zumindest auch eine Gleitfläche ausbildet, um dort mit dem Sonnenrad in gleitenden Kontakt zu gelangen. Eine Integration eines Gleitlagers an einem Sonnenrad über den Lagerring, der auch eine Wälzlaufbahn aufweist, ist dann möglich.
Wenn benachbart zu einem radial inneren Lagerringende eine Gleitfläche aus- gebildet ist, die zum gleitenden in Kontakt gelangen mit einer Fläche des Sonnenrades, etwa einer Stirnfläche oder einer Außenumfangsfläche, vorbereitet ist, so wird eine besonders kompakte Bauform erreicht.
Es ist auch von Vorteil, wenn am Lageraußenring ein solches Lagerringende ausgebildet ist und die dort angeordnete Gleitfläche mit der Stirnfläche kommuniziert und/oder am Lageraußenring ein solches Lagerringende ausgebildet ist, dass die dort angeordnete Gleitfläche mit der Außenumfangsfläche kommuniziert. Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass es von Vorteil ist, wenn das Lagerringende in das Innere des Planetenträgers weisend ausgerichtet ist, oder vom Inneren des Planetenträgers weg weisend ausgerichtet ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn ein Lagerringende des einen Lagerrings des Wälzlagers in die eine Axialrichtung weist und das Lagerringende des anderen Lagerrings desselben Wälzlagers in die entgegengesetzte Axialrichtung weist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Lagerinnenring oder der Lageraußenring die Gleitfläche aufweist.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring zwei Gleitflächen aufweist, von denen die erste Gleitfläche in einer Radialebene liegt und die zweite Gleitfläche quer, etwa orthogonal zur Radialebene ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann einerseits ein in Radial- richtung wirkendes Gleitlager und andererseits ein in Axialrichtung wirkendes Gleitlager gewährleistet werden, so dass die Präzision des Planetengetriebes erhöht wird. Es ist auch zweckmäßig, wenn die erste Gleitfläche mit einer Stirnfläche des Sonnenrades in Kontakt gelangbar ist oder gelangt und die zweite Gleitfläche mit einer Außenumfangsfläche/Mantelfläche eines Abschnitts des Sonnenrades in Kontakt gelangbar ist oder gelangt. Einerseits kann dann ein ungewolltes Verlagern, etwa ein axiales Verrutschen des Sonnenrades verhindert werden, genauso wie auch ein radiales Verlagern ausgeschlossen wird. Da eine Relativbewegung des Sonnenrades zum Planetenträger nur selten auftreten wird, nämlich nur wenn sich die Abtriebswellen mit zu einander unterschiedlichen Drehzahlen bewegen, kann eine kostengünstige und doch ausreichend belast- bare Lagerung vorgehalten werden.
Es ist auch von Vorteil, wenn zumindest der die wenigstens eine Gleitfläche aufweisende Lagerring als spanlos hergestelltes Tiefziehblechbauteil ausgeführt ist. Ein solches metallenes Bauteil ist auch in großen Stückzahlen kosten- günstig herstellbar, wobei die Langlebigkeit solcher Lagerringe hoch ist.
Wenn beide Lagerringe als spanlos hergestellte Tiefziehblechbauteile ausgebildet sind, so können die Kosten besonders niedrig gehalten werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn zwei bauähnliche oder baugleiche Wälzlager auf zwei Seiten des Planetenträgers ansetzen, um diesen an dem Gehäuse in einer X- oder besser O-Anordnung zu lagern. Im O-Anordnungsfall kann eine besonders kippsteife Lagerung erzielt werden, wohingegen im X- Anordnungsfall eine einfachere Montage gegeben ist.
Für die Auslegung des Planetengetriebes vorteilhaft ist es, wenn die Wälzkörper als Kugeln, Kegel, Tonnen, Scheiben oder Rollen, etwa als Nadeln ausgebildet sind.
In dem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wälzkörper toroid-förmig/toroidal-förmig ausgebildet sind und/oder Teil eines Toroidal-Rollenlagers sind. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzial mit zwei Sonnenrädern und zwei Planetenradsitzen ausgebildet ist. Dabei kann ein Sonnenrad immer mit den Planetenrädern eines Planetenradsatzes kämmen, wohingegen das andere Sonnenrad mit den Planetenrädern des anderen Planetenradsatzes kämmt. Die Planetenräder des einen Planetenradsatzes können dabei auch mit den Planetenrädern des anderen Planetenradsatzes kämmen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rollen walzenartig ausge- bildet sind, etwa nach Art von geraden Voll- oder Hohlzylindern oder eine ballige oder bauchige Außenform aufweisen, etwa nach Art einer Tonne.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Wälzlager als Schräglager, zur axialen und radialen Lagerung ausgeführt ist. Insbesondere Schrägkugellager lassen sich dann sinnvoll einsetzen.
Es ist auch besonders effizient, wenn die länglichen Wälzkörper eine gleichbleibende oder entlang der Längsachse der Wälzkörper zunehmende und abnehmende Balligkeit aufweisen.
Wenn der die Balligkeit bestimmende Radius seinen Ursprung radial außerhalb einer Außenlaufbahn für die Wälzkörper aufweist und/oder der Ursprung auf einer zum jeweiligen Wälzkörper gegenüberliegenden Seite einer Rotationsachse des Wälzlagers vorhanden ist, so stellen sich Vorteile ein.
Ferner ist es von Vorteil, wenn eine Außenlaufbahn oder eine Innenlaufbahn für die Wälzkörper, also eine der Wälzlaufbahnen, für die Wälzkörper durch ein tiefgezogenes oder tiefziehbares Blechbauteil oder den Planetenträger gebildet ist und/oder eine Innenlaufbahn oder Außenlaufbahn wie eine massi- ve, separate Lagerschale oder das ortsfeste Gehäuse gestellt ist.
Nicht unerwähnt bleiben soll, dass es von Vorteil ist, wenn ein Wälzdurchmesser, der etwa durch verschiedene Radien in puncto Balligkeit festgelegten, bspw. tonnenartigen Wälzkörper, bei einer maximalen Abweichung von +/- 10 % auf dem gleichen Durchmesser wie ein durch die radial innersten Planetenräder bestimmte Planetenlagerungsdurchmesser liegt und/oder ein Druckwinkel von ca. 35° bis ca. 55°, etwa ca. 45° in einem nahezu optimalen Fall, vor- liegt.
Es ist auch von Vorteil, wenn der Lageraußenring zwischen einem Planeten- trägerkontaktbereich und einem Sonnenradgleitkontaktbereich eine Versteifungssicke aufweist. Der Lagerbestandteil mit der Versteifungssicke wird dann besonders steif und belastbar.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Versteifungssicke einen zylindrischen Rohrabschnitt des Lageraußenrings definiert. Die Herstellung wird dadurch erleichtert.
Für die Montage ist es von Vorteil, wenn der zylindrische Rohrabschnitt axial zwischen zwei weiteren zylindrischen Rohrabschnitten angeordnet ist.
Nicht unerwähnt bleiben soll, dass es auch von Vorteil ist, wenn an dem ersten der beiden den Versteifungssicken benachbarten Rohrabschnitten, etwa außenseitig, der Planetenträger form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist und/oder an dem anderen der den beiden Versteifungssicken benachbarten Rohrabschnitte, etwa innenseitig, im Bereich des Sonnenrades gleitend in Anlage gelangbar ist.
Der Lagerinnenring kann fließgepresst ausgebildet sein. Ferner kann der Lagerinnenring einen axial abstehenden Bundabschnitt aufweisen, der in Anlage mit dem Sonnenrad bringbar ist. Der Planetenträger kann einen axial abstehenden Bundabschnitt aufweisen, der in Anlage mit dem Sonnenrad bringbar ist. Der Lageraußenring ist vorteilhafterweise als einstückiges Kaltumformteil mit einer Laufbahn für einen Wälzkörper ausgebildet.
Wenn sich der Planetenträger radial weiter nach innen erstreckt, als der Lager- innenring, so wird eine vorteilhafte Variante herstellbar.
Radial innerhalb des Planetenträgers und/oder des Lagerinnenrings kann ein Deckel angeordnet sein, der vorzugsweise ein um ein Loch umlaufendes U- Profil aufweist.
Es ist auch von Vorteil, wenn zwischen den Sonnenrädern eine Reibscheibe befindlich ist.
Auch kann der Lageraußenring form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Planetenträger verbunden sein und/oder ein Verbindungsteil, das den Planetenträger mit dem Wälzlager verbindet, tiefgezogen sein.
Mit anderen Worten wird ein Leichtbaudifferenzial vorgeschlagen, das sich mindestens an einer, vorzugsweise an beiden Lagerstellen, auf einem Träger- teil abstützt. Es ist zum einen außen an einem Lager abgestützt und zum anderen eine Gleitlagerung für den Kontakt mit den Sonnenrädern eingesetzt. Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das Trägerteil ein Außenring ist, der die Laufbahn der Wälzkörper des Lagers aufweist. Es ist möglich, dass das Trägerteil spanlos hergestellt ist und weitere Varianten realisiert werden. Ans- teile eines Schrägkugellagers können nämlich auch Tonnenrollenlager eingesetzt werden.
Ferner weist das Trägerteil drei außenzylindrische Flächen auf, von denen eine den Sitz für den Differenzialkorb definiert, eine eine Begrenzung des Gleitlagerabschnitts der Sonnenräder ist und eine mittlere außenzylindrische Fläche eine sickenartige Versteifung ist. Es können somit Flanschlager aus Blech mit Kugeln bestückt werden. Der Innenring des Lagers kann klassisch massiv hergestellt sein. Der Flansch des Lagers wird auf dem Flansch des Leichtbaudifferenzials aufgepresst. Der Wälzdurchmesser des Tonnenrollenlagers liegt bei +/- 10 % auf dem gleichen Durchmesser, wie der kleinere Durchmesser der Planetenlagerung. Der Druckwinkel liegt in etwa bei 45° (+/- 10 %). Der Außenring des Lagers ist als Tiefziehteil ausgeführt. Er erstreckt sich radial nach innen bis unter den Durchmesser des Lagerinnenrings. Der Flansch stützt hier die Abtriebssonne des Differenzials axial und/oder radial. Dadurch lässt sich ein Achsantrieb bei Pkws verbessern. Das Flanschlager verfügt über ein Radiallager ein radial weiter innen angeordnetes Gleitlager für die Abstützung der Abtriebssonne.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer teilweise dargestellten
Längsschnittdarstellung,
Fig. 2 eine Vergrößerung des Planetenträgers des ersten Ausführungsbei- spiels im Bereich des ihn lagernden Wälzlagers mit Wälzkörpern,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer zur Fig. 1 vergleichbaren
Darstellungsweise mit im Vergleich zum Lageraußenring des ersten Ausführungsbeispiels flexibleren Lageraußenrings,
Fig. 4 das Wälzlager des zweiten Ausführungsbeispiels in einer singulä- ren, vergrößerten Darstellung,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform und in einer zu den Fig. 1 und 3 vergleichbaren Darstellungsweise,
Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei anders als in dem dritten
Ausführungsbeispiel der Lagerinnenring keine Rille zum Aufnehmen des Planetenträgers aufweist, sondern der Lagerinnenring eine Rille zum Aufnehmen des Gehäuses aufweist, und
Fig. 7 eine Vergrößerung des Bereichs VII aus Fig. 6.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele sind untereinander austauschbar / miteinander kombinierbar.
In Fig. 1 ist eine erste Variante eines Leichtbaudifferenzials / Leichtbaustirn- raddifferenzials mit kombiniertem Gleit-Wälzlager dargestellt, insbesondere eine erste Ausführungsform eines Planetengetriebes 1 . Das Planetengetriebe 1 ist als Stirnraddifferenzial 2 für einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutz- fahrzeug ausgelegt.
Es sind zwei Planetenradsätze mit mehreren Planetenrädern 3 eingesetzt. Die Planetenräder 3 werden über Hülsen 4 und hohlbolzenartige Zapfen 5 in einem Planetenträger 6, der aus einer ersten Planetenträgerhälfte 7 und einer zweiten Planetenträgerhälfte 8 zusammengesetzt ist, gelagert. Die Planetenräder können mit Sonnenrädern 9 kämmen, wobei die Planetenräder 3 des einen Planetenradsatzes mit einem ersten Sonnenrad 10 kämmen und die Planetenräder 3 des anderen Planetenradsatzes mit einem zweiten Sonnenrad 1 1 kämmen. Der Planetenträger 6 ist mit einem Antriebsrad 12, nämlich einem Stirnrad 13 dreh- fest gekoppelt.
Der Planetenträger 6 ist an einem nicht dargestellten Gehäuse über zwei Wälzlager 14, die in einer O-Anordnung angeordnet sind, gelagert. Die beiden Wälzlager 14 sind baugleich. Sie weisen zwei Lagerringe 15 auf, nämlich einen Lagerinnenring 16 und einen Lageraußenring 17. Der Lagerinnenring 16 kann auch als innere Lagerschale bezeichnet werden, wohingegen der Lageraußenring 17 als äußere Lagerschale bezeichnet werden kann. Grundsätzlich können die beiden Lagerringe 15 massiv ausgestaltet sein, allerdings ist eine Kombination auf einem spanlos hergestellten Metallbauteil, nämlich Tiefziehblechbauteil in einem massiv hergestellten, gefrästen Bauteil als Lagerring von Vorteil. Zumindest ist der Lageraußenring 17 in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Tiefziehblechbauteil 18 ausgebildet.
Auf einer radialen Innenseite ist eine Wälzlaufbahn 19 ausgebildet, auf der die als Kugeln 20 ausgebildeten Wälzkörper 21 im Betrieb abrollen. Axial sich in Richtung des anderen Wälzlagers 14 erstreckend und radial weiter innen, als die Wälzlaufbahn 19, ist eine Gleitfläche 22 am Tiefziehblechbauteil 18 ausgebildet. Diese Gleitfläche 22 wird auch als zweite Gleitfläche 23 bezeichnet. Eine erste Gleitfläche 24 ist nämlich axial beabstandet, noch näher an dem anderen Wälzlager 14 befindlich. Die beiden Gleitflächen 22, also die zweite Gleitfläche 23 und die erste Gleitfläche 24, können in Anlage mit dem Sonnen- rad 9 gelangen, wobei die zweite Gleitfläche 23 mit einer Stirnfläche 25 des Sonnenrades gelangt und die erste Gleitfläche 24 mit einer Außenumfangsflä- che 26, also einer Mantelfläche desselben Sonnenrades 9 gleitend gelangt. Wie der Fig. 2 in Zusammenschau mit Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der Lageraußenring 17 einen Planetenträgerkontaktbereich 27 auf, sowie einen Son- nenradgleitkontaktbereich 28.
Dazwischen ist eine Versteifungssicke 29 vorhanden. Der Lageraußenring 17 ist im Bereich der Versteifungssicke 29 als zylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet. In Summe ergibt es drei oder sogar vier radial und axial beabstandete zylindrische Rohrabschnitte.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt, wobei ein Unterschied im Fehlen der Versteifungssicke 29 am Lageraußenring 17 festzustellen ist. In der vergrößerten Darstellung aus Fig. 4 ist dies gut zu erkennen. Allerdings weist der Lageraußenring 17 auch ein radial inneres Ende auf, das als nach außen gewölbter Flansch 30 ausgeformt ist. In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lagerinnenring 16, welcher als Tiefziehblechbauteil 18 ausgebildet ist, sowohl die Wälzlaufbahn 19, als auch die Gleitfläche 22 auf. Es ist lediglich eine Gleitfläche 22 enthalten, welche mit der Außenumfangsfläche 26 nach Art der ersten Gleitfläche 24 in gleitenden Kontakt gerät.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 6 weist der Lagerinnenring 16 eine Rinne 31 auf, in die ein Teil eines Trägerelementes 32 eingreift. Das Trägerelement 32 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ein Flanschende 33 des Planetenträgers 6.
Die Rinne 31 ist als eine um eine Rotationsachse umlaufende Vertiefung 34 ausgebildet. Das Flanschende 33 passt dabei zuzüglich eines Spalts 35 auf der radial inneren Seite des Flanschendes 33 genau in die Rinne 31 . Auf der radial äußeren Seite des Flanschendes 33 besteht eine Presspassung zwischen dem Lagerinnenring 16 und dem Planetenträger 6.
Dazu abweichend, wie in den Fig. 6 und 7 gut zu erkennen, ist die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 gezeigte Rinne 31 vom Sonnenrad 9 weg gerichtet und das Trägerelement 32 ist Teil des Gehäuses 36. Auch anders als in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5, sind hier beide Lagerinnenringe 15 als Tiefziehblechbauteile 18 ausgebildet. Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 eine X-Anordnung gewählt ist, ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 eine O-Anordnung gewählt.
Ein Lagerringende 37 an dem Lagerinnenring 16 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zum Sonnenrad 9 weisend ausgerichtet, wohingegen es im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 vom Sonnenrad 9 weg weisend ausgerichtet ist. Bezugszeichenliste
1 Planetengetriebe
2 Stirnraddifferenzial
3 Planetenrad
4 Hülse
5 Zapfen
6 Planetenträger
7 erste Planetenträgerhälfte
8 zweite Planetenträgerhälfte
9 Sonnenrad
10 erstes Sonnenrad
1 1 zweites Sonnenrad
12 Antriebsrad
13 Stirnrad
14 Wälzlager
15 Lagerring
16 Lagerinnenring / innere Lagerschale
17 Lageraußenring / äußere Lagerschale
18 Tiefziehblechbauteil
19 Wälzlaufbahn
20 Kugel
21 Wälzkörper
22 Gleitfläche
23 zweite Gleitfläche
24 erste Gleitfläche
25 Stirnfläche
26 Außenumfangsfläche
27 Planetenträgerkontaktbereich
28 Sonnenradgleitkontaktbereich
29 Versteifungssicke
30 Flansch
31 Rinne
32 Trägerelement Flanschende Vertiefung Spalt
Gehäuse Lagernngende

Claims

Patentansprüche
Planetengetriebe (1 ), wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger (6), an dem Planetenräder (3) drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad (9) im kämmenden Eingriff stehen, wobei der Planetenträger (6) mit einem Antriebsrad (12), wie einem Stirnrad (13) verbindbar ist, wobei ferner ein Wälzkörper (21 ) aufweisendes Wälzlager (14) mit zwei Lagerringen (15), nämlich einem Lagerinnenring (16) und einem Lageraußenring (17) den Planetenträger (6) an einem ortsfesten Gehäuse (36), wie einem Getriebegehäuse, axial und/oder radial positionsbestimmend drehbar lagert, wobei wenigstens einer der Lagerringe (15) eine Wälzlaufbahn (19) zum darauf Abrollen der Wälzkörper (21 ) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (16) eine Rinne (31 ) zum Umgreifen eines Trägerelements (32), wie eines Abschnittes des Gehäuses (36) oder des Planetenträgers (6) aufweist.
Planetengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (31 ) als eine um eine Rotationsachse umlaufende Vertiefung ausgestaltet ist.
Planetengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (31 ) an die Form des Trägerelements (32) angepasst ist, und ein Form-, Kraft- und/oder Formschluss dazwischen ausgeprägt ist.
Planetengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einem radial inneren Lagerringende (37) eine Gleitfläche (22) ausgebildet ist, die zum gleitenden in Kontakt gelangen mit einer Fläche des Sonnenrades (9) vorbereitet ist.
Planetengetriebe (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Lageraußenring (17) ein solches Lagerringende (37) ausgebildet ist und die dort angeordnete Gleitfläche (22) mit einer Stirnfläche 25 des Sonnenrades (9) kommuniziert und/oder am Lageraußenring (17) ein solches Lagerringende (37) ausgebildet ist und die dort angeordnete Gleitfläche (22) mit einer Außenumfangsfläche (26) des Sonnenrades (9) kommuniziert.
6. Planetengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerringende (37) in das Innere des Planeten- trägers (6) weisend ausgerichtet ist, oder vom Inneren des Planetenträgers (6) weg weisend ausgerichtet ist.
7. Planetengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einem Lagerringende (37) des einen Lagerrings (15) des Wälzlagers (14) in die eine Axialrichtung weist und das Lagerringende (37) des anderen Lagerrings (15) desselben Wälzlagers (14) in die entgegengesetzte Axialrichtung weist.
8. Planetengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (21 ) als Kugeln (20), Kegel, Tonnen, Scheiben oder Rollen ausgebildet sind.
9. Planetengetriebe (1 )nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (21 ) toroid-förmig ausgebildet sind und/oder Teil eines Toroidal-Rollenlagers sind.
10. Planetengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1 ) als Stirnraddifferenzial (2) mit zwei Sonnenrädern (9) und zwei Planetenradsätzen ausgebildet ist und die beiden Sonnenräder (9) über jeweils zwei Planetenräder (3) getrieblich verbunden sind.
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