WO2017092748A1

WO2017092748A1 - Lageranordnung für einen stufenplaneten, sowie hiermit ausgestattetes umlaufrädergetriebe für eine kraftfahrzeugantriebseinheit

Info

Publication number: WO2017092748A1
Application number: PCT/DE2016/200537
Authority: WO
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-06-08
Also published as: DE102015223915B4; DE102015223915A1; CN108291629A; US20180320769A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung zur Lagerung eines Stufenplaneten in einem Planetenträger, mit einem Planentenzapfen der einen ersten Verzahnungsabschnitt, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt trägt und einen ersten Lagerabschnitt, und einen zweiten Lagerabschnitt aufweist, wobei sich der erste Lagerabschnitt in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verzahnungsabschnitt befindet, der zweite Lagerabschnitt sich auf einer dem zweiten Verzahnungsabschnitt abgewandten Seite an den ersten Verzahnungsabschnitt anschließt, im Bereich des erste Lagerabschnitts ein erstes Wälzlager angeordnet ist, das als Zylinderrollenlager ausgebildet ist, dessen Zylinderrollen auf einer durch den Planetenzapfen bereitgestellten Lauffläche abrollen, und das erste Wälzlager einen Außenring aufweist, der in einem ersten Seitenteil eines Planetenträgers sitzt.

Description

Laqeranordnunq für einen Stufenplaneten, sowie hiermit ausgestattetes

Umlauf räderqetriebe für eine Kraftfahrzeuqantriebseinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für einen Stufenplaneten, sowie auf ein mit einer derartigen Lageranordnung ausgestattetes Umlaufrädergetriebe für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für einen Stufenplaneten zu schaffen, die sich durch ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet und insbesondere bei einem Umlaufrädergetriebe für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit Anwen- dung finden kann.

Erfindungsgemäße Lösung

Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lageranordnung zur Lagerung eines Stufenplaneten in einem Planetenträger, mit:

- einem Planentenzapfen der einen ersten Verzahnungsabschnitt, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt trägt und einen ersten Lagerabschnitt, und einen zweiten Lagerabschnitt aufweist,

wobei

- sich der erste Lagerabschnitt in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verzahnungsabschnitt befindet

- der zweite Lagerabschnitt sich auf einer dem zweiten Verzahnungsabschnitt abgewandten Seite an den ersten Verzahnungsabschnitt anschließt,

- im Bereich des erste Lagerabschnitts ein erstes Wälzlager angeordnet ist, das als Zy- linderrollenlager ausgebildet ist, dessen Zylinderrollen auf einer durch den Planetenzapfen bereitgestellten Lauffläche abrollen, und

- das erste Wälzlager einen Außenring aufweist, der in einem ersten Seitenteil eines Planetenträgers sitzt. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, unter geringem Bauraumbedarf eine mechanisch vorteilhafte Lagerung eines Stufenplaneten in einem Planetenträger zu bewerkstelligen, wobei das Zylinderrollenlager den überwiegenden Teil der am Stufenplaneten angreifenden Kräfte in den Planetenträger ableitet und über den zweiten Lagerabschnitt dann die Axialposi- tion des Stufenplaneten festgelegt werden kann.

Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des ersten Außenringes des ersten Wälzlagers größer dimensioniert, als der Kopfkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den ersten Außenring vorab im Planetenträger zu fixie- ren und den ersten Verzahnungsabschnitt dann durch diesen Außenring hindurch zu schieben und auch die Zylinderrollen vorab zwischen den beiden Verzahnungsabschnitten anzuordnen.

Das im Bereich des zweiten Lagerabschnitts vorgesehene Lager ist vorzugsweise wiederum als Wälzlager gestaltet, wobei dieses nunmehr vorzugsweise sowohl einen Lageraußenring als auch einen auf dem Zapfen sitzenden Lagerinnenring aufweist. Dieses zweite Wälzlager fungiert wie oben bereits angegeben als Festlager und kann hierzu insbesondere als Rillenkugellager gestaltet sein.

Der zweite Verzahnungsabschnitt wird vorzugsweise durch ein separat gefertigtes Stirnrad bereitgestellt, das vorzugsweise über eine Axialverzahnung auf den Planetenzapfen drehfest aufgesetzt ist und dort wiederum vorzugsweise mit Presssitz sitzt.

Die Erfindung umfasst weiterhin auch ein Umlaufrädergetriebe für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit, mit:

- einem ersten Sonnenrad,

- einem zweiten Sonnenrad,

- einem Umlaufgehäuse das als Planetenträger fungiert,

- einer Planetenanordnung die in dem Planetenträger aufgenommen ist, mit ersten und zweiten Planeten die mit den beiden Sonnenrädern derart in Eingriff stehen, dass die beiden Sonnenräder miteinander gegensinnig drehbar gekoppelt sind;

- einem Stufenplaneten der einen ersten Verzahnungsabschnitt und einen zweiten Verzahnungsabschnitt aufweist und an dem Planetenträger gelagert ist,

- einem Hohlrad das den Planetenträger konzentrisch zu dessen Umlaufachse umsäumt und mit dem ersten Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten in Eingriff steht, und - einem dritten Sonnenrad das mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten in Eingriff steht und zu der Umlaufachse des Planetenträgers gleichachsig angeordnet ist,

wobei

- der Stufenplanet in dem Planetenträger über eine Lageranordnung der oben beschriebenen Art gelagert ist,

- der erste Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten sich auf dem Axialniveau des ersten und des zweiten Sonnenrades erstreckt, und

- der Stufenplanet an dem Planetenträger derart fliegend gelagert ist, dass sich der zweite Verzahnungsabschnitt auf einer dem ersten Verzahnungsabschnitt abgewandten Außenseite des Planetenträgers erstreckt.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Umlaufrädergetriebe zu schaffen, bei welchem der zur Realisierung der Differentialgetriebefunktion vorgesehene Planetenträger zugleich als Planetenträger für einen den Planetenträger treibenden Stufenplaneten fungiert, wobei über die erfindungsgemäße Lageranordnung die an dem Stufenplaneten angreifenden Kräfte vorteilhaft in den Planetenträger abgeleitet werden können. Hierdurch ergibt sich eine strukturmechanisch vorteilhafte Belastung des Planetenträgers und zudem die Möglichkeit der Nutzung eines zwischen den für die Differentialfunktion maßgeblichen Planeten im Planetenträger verbleibenden Bauraums für den, oder die Stufenplaneten. Zudem ergibt sich ein vorteilhafter Aufbau des Antriebsdrehmomentes in dem Planetenträger, so dass dieser über kostengünstige Lagerstellen auf den zum Leistungsabgriff vorgesehenen Wellensystemen gelagert werden kann. Der zweite Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten ragt vorzugsweise axial über eine Stirnfläche eines Seitenteils des Planetenträgers hervor und ist vorzugsweise durch zwei, den ersten Verzahnungsabschnitt zwischen sich aufnehmende Lager an dem Planetenträger fliegend gelagert. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Umlaufrädergetriebe derart ausgebildet, dass die beiden Sonnenräder, die Planetenanordnung und der Planetenträger ein Stirn raddifferential bilden, zur symmetrischen Verzweigung der über den Planetenträger geführten Antriebsleistung auf die beiden Sonnenräder. Die beiden Sonnenräder können durch spezielle Kopfkreisdimensionierung und ergänzende Ge- staltung der Planetenanordnung in enger Nachbarschaft nebeneinander liegend angeord- net sein, so dass die Axiallänge des ersten Verzahnungsabschnitts des Stufenplaneten der Summe der Breitenmaße der Zahnkränze der beiden inneren Sonnenräder entspricht.

Der Planetenträger ist vorzugsweise als Blechumformteil gefertigt und besteht dabei aus einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil, wobei die beiden inneren Sonnenräder sich axial zwischen diesen beiden Seitenteilen befinden. Der Stufenplanet kann dann derart in das Getriebesystem eingebunden sein, dass dieser das erste Seitenteil zur Umlaufachse radial beabstandet und zu dieser parallel, axial durchsetzt, so dass sich dann der zweite Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten auf einer dem ersten Verzahnungs- abschnitt abgewandten Seite des ersten Seitenteiles außerhalb des Planetenträgers erstreckt. Für diesen zweiten Verzahnungsabschnitt ergibt sich dann eine sog. fliegende Lagerung, wobei diese fliegende Lagerung aufgrund der beidseitigen Abstützung des ersten Verzahnungsabschnitts in dem Planetenträger eine hohe Steifigkeit aufweist. Der Stufenplanet ist vorzugsweise derart gestaltet, dass der sich auf dem Axialniveau der inneren Sonnenräder erstreckende erste Verzahnungsabschnitt einen Teilkreisdurchmesser aufeist, der kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts. Dadurch wird es möglich den Durchmesser des mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt in Eingriff stehende und dieses antreibenden dritten Sonnenrades relativ klein zu dimensionieren und über zwei Zahneingriffe ein hohes Gesamtübersetzungsverhältnis zu realisieren. In besonders vorteilhafter Weise ergibt sich durch das erfindungsgemäße Konzept dabei auch eine Reduzierung der Relativbewegungen der Bauteile, da zahlreiche benachbarte und über Lagerstellen oder Bewegungsflächen einander positionierende Bauteile gleiche Umlaufrichtungen aufweisen. So hat das zum Antrieb des Stufenplaneten vorgesehene dritte Sonnenrad den gleichen Drehsinn wie die über das erste innere Sonnenrad angetriebene Ausgangswelle. Der Planetenträger und die beiden Inneren Sonnenräder haben ebenfalls gleiche Rotationsrichtungen, so dass hier nur im Rahmen der Ausgleichswirkung des Differentialgetriebesystems Relativbewegungen bei kleinen Relativwinkelgeschwindigkeiten auftreten.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebesystem ist es in vorteilhafter Weise möglich, das dritte Sonnenrad und eine mit dem ersten Sonnenrad gekoppelte erste Abtriebswelle über eine Sonnenradlagerstelle drehbar aneinander abzustützen. Diese Abstützung kann insbesondere durch ein Nadellager, oder Zylinderrollenlager bewerkstelligt werden, wobei die Laufflächen der Wälzkörper in vorteilhafter Weise direkt durch entsprechende Umfangsflä- chen jenes dritten Sonnenrades (zylindrische Innenfläche) und der ersten Abtriebswelle (zylindrische Außenfläche) bereitgestellt werden können.

Die Lagerung des Planetenträgers kann in vorteilhafter Weise bewerkstelligt werden, in- dem das erste Seitenteil des Planetenträgers und die mit dem ersten Sonnenrad gekoppelte Abtriebswelle über eine erste Planetenträgerlagerstelle drehbar aneinander abgestützt sind. Diese Lagerstelle kann in vorteilhafter Weise als Gleitlagerstelle realisiert sein, da in dieser Lagerstelle nur die im Rahmen der Ausgleichswirkung des Differentialgetriebesystems auftretenden Relativbewegungen zugelassen werden müssen. In gleicher Wei- se können dann auch das zweite Seitenteil des Planetenträgers und eine mit dem zweiten Sonnenrad gekoppelte zweite Abtriebswelle über eine zweite Planetenträgerlagerstelle drehbar aneinander abgestützt werden, wobei auch diese Lagerstelle wiederum vorzugsweise als Gleitlager realisiert ist. Der Stufenplanet bildet vorzugsweise Teil einer Stufenplanetengruppe, wobei die Stufenplaneten jener Stufenplanetengruppe vorzugsweise baugleich ausgeführt sind und in gleicher Umfangsteilung an den Planetenträger angebunden sind. Diese Stufenplanetengruppe umfasst dann vorzugsweise wenigstens zwei, insbesondere drei oder auch vier in gleicher Teilung auf dem Planetenträger angeordnete Stufenplaneten. Die Stufenplaneten können als schräg verzahnte Stufenplaneten ausgelegt sein. Die Verzahnungswinkel können hierbei wiederum derart gewählt werden, dass sich ein zumindest weitgehender Ausgleich der Axialkraftkomponenten der am Stufenplaneten angreifenden Reaktionskräfte ergibt. Die Festlagerung des Stufenplaneten wird vorzugsweise über die zweite Lagerstelle des Stufenplaneten bewerkstelligt über welche sich dieser auf der dem zweiten Verzah- nungsabschnitt abgewandten Seite im zweiten Seitenteil des Planetenträgers drehbar abstützt.

Der Stufenplanet kann in vorteilhafter Weise als gebaute Struktur gefertigt werden, so dass insbesondere der erste Verzahnungsabschnitt Teil eines Zapfens bildet, der über ei- ne Verzahnung in ein den zweiten Verzahnungsabschnitt bildendes Stirnrad eingefügt wird. Die oben genannte, den Stufenplaneten im zweiten, d.h. dem "hinteren" Planetenträgerseitenteil lagernde Lageranordnung kann so gestaltet sein, dass diese ein Hindurchschieben des ersten Verzahnungsabschnitts durch die entsprechende Bohrung im zweiten Planetenträgerseitenteil ermöglicht. Dazu ist dann der Kopfkreis des ersten Verzahnungsabschnitts kleiner dimensioniert als die Innenbohrung eines ein Wälzlager aufnehmenden Lagersitzes im zweiten Planetenträgerseitenteil. Es ist jedoch insbesondere auch möglich, den Stufenplaneten so zu gestalten, dass im Innenbereich des ersten Verzahnungsabschnitts ein Mitnehmerprofil, insbesondere eine Steckverzahnung ausgebildet ist, in welche ein komplementär gestalteter Zapfen einsteckbar ist.

Der Antrieb des dritten Sonnenrades erfolgt vorzugsweise durch eine elektromechanische Antriebseinheit. Diese kann einen Hohlwellenläufer aufweisen durch welchen sich eine Abtriebswelle der Antriebsanordnung axial hindurch erstreckt. Die elektromechanische An- triebseinheit umfasst dann einen koaxial zu jener Abtriebswelle angeordneten Motor. Es ist jedoch auch möglich, das dritte Sonnenrad durch eine anderweitige Anbindung einer Antriebseinheit anzutreiben. So kann der Antrieb des dritten Sonnenrades über ein Stirnradgetriebe, einen Zugmitteltrieb oder auch ein Winkelgetriebe erfolgen. Alternativ zu einem rein elektrischen Antrieb des dritten Sonnenrades ist es auch möglich, dieses durch anderweitige Antriebssystem, z.B. eine Brennkraftmaschine oder ein Hybridantriebssystem anzutreiben.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit kann in vorteilhafter Weise zur Realisierung eines Hinterachssystems herangezogen werden, das z.B. zu den Anbindungspunkten einer konventionellen Hinterachse kompatibel ist, so dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit in Fahrzeuge eingebunden werden kann deren Bodenplatte primär für andere Antriebsarten ausgelegt ist.

Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues eines unter Ein- satz einer erfindungsgemäßen Lageranordnung realisierten Umlaufrädergetriebes das insbesondere als Komponente eines elektromechanischen Hinterachsantriebs eingesetzt werden kann;

Figur 2 eine vereinfachte Axialschnittdarstellung zur Erläuterung weiterer Einzelheiten des den Stufenplaneten am Planetenträger lagernden Lagersystems. Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die Darstellung nach Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Umlaufrädergetriebe für ein Kraftfahrzeugantriebssystem, mit einem ersten Sonnenrad S1 , einem zweiten Sonnenrad S2, ei- nem Umlaufgehäuse G das als Planetenträger C fungiert, einer Planetenanordnung P mit ersten und zweiten Planeten P1 , P2 die miteinander und mit den beiden Sonnenrädern S1 , S2 derart in Eingriff stehen, dass die beiden Sonnenräder S1 , S2 über die Planeten P1 ,P2 gegensinnig drehbar gekoppelt sind. Das Umlaufrädergetriebe umfasst weiterhin einen Stufenplaneten P3 der durch einen Planetenzapfen P3S und ein Stirnrad P3S1 gebildet ist und weist einen ersten Verzahnungsabschnitt P3Z1 und einen zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 auf. Weiterhin umfasst das Umlaufrädergetriebe ein Hohlrad H das mit dem ersten Verzahnungsabschnitt P3Z1 des Stufenplaneten P3 in Eingriff steht. Der Antrieb des Stufenplaneten P3 wird über ein drittes Sonnen- rad S3 bewerkstelligt, das mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 des Stufenplaneten P3 in Eingriff steht und zu einer Umlaufachse X des Umlaufgehäuses G gleichachsig angeordnet ist. Der erste Verzahnungsabschnitt P3Z1 des Stufenplaneten P3 erstreckt sich auf dem Axialniveau des ersten und des zweiten Sonnenrades S1 , S2. Der Planetenzapfen P3S weist weiterhin einen ersten Lagerabschnitt A1 , und einen zweiten Lagerabschnitt A2 auf. Der Planetenzapfen P3S ist an dem Planetenträger C derart gelagert, dass sich der erste Lagerabschnitt A1 in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z1 , P3Z2 befindet und zudem der zweite Lagerabschnitt A2 sich auf einer dem zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 abgewandten Seite an den ersten Verzahnungsabschnitt P3Z1 anschließt.

Im Bereich des ersten Lagerabschnitts A1 ist ein erstes Wälzlager L1 angeordnet, das als Zylinderrollenlager ausgebildet ist, dessen Zylinderrollen LW1 auf einer durch den Planetenzapfen P3S unmittelbar bereitgestellten Lauffläche abrollen. Das erste Wälzlager L1 weist einen Außenring L1 Ra auf, der in einem ersten Seitenteil C1 des Planetenträgers C sitzt.

Der Innendurchmesser des ersten Außenringes L1 Ra des ersten Wälzlagers L1 ist größer, als der Kopfkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts P3Z1 . Zudem ist der Kopfkreis des ersten Verzahnungsabschnitts P3Z1 kleiner als der Kopfkreis des zweiten Verzahnungs- abschnitts P3Z2. lm Bereich des zweiten Lagerabschnitts A2 ist ein zweites Wälzlager L2 vorgesehen, das einen Lagerinnenring L2i, zweite, Wälzkörper LW2 und einen Lageraußenring L2a aufweist. Das zweite Wälzlager L2 stellt ein Festlager dar und ist als Rillenkugellager ausgebildet. Der zweite Verzahnungsabschnitt P3Z2 wird durch ein Stirnrad P3S1 bereitgestellt, das auf den Planetenzapfen P3S drehfest aufgesetzt ist. Über das Stirnrad P3S wird eine Seitenführung der Zylinderrollen L1W des ersten Wälzlagers L1 bewerkstelligt. Hierzu ist an dem Stirnrad P3S eine Ringschulter ausgebildet, die unter dem Radialniveau des Käfigs L1 K an die Zylinderrollen L1W heranragt. Auf der Seite des ersten Verzahnungsabschnitts P3Z1 ist ebenfalls eine Ringschulter ausgebildet die ebenfalls an die Zylinderrollen L1 W heranragt.

Der Stufenplanet P3 ist über die erfindungsgemäße Lageranordnung über eine erste und eine zweite Lagerstelle L1 , L2 in dem Planetenträger P zweifach gelagert. Die beiden Sonnenräder S1 , S2, die Planetenanordnung P und das Umlaufgehäuse G bilden ein Stirnraddifferential, zur symmetrischen Verzweigung der über den Planetenträger C geführten Antriebsleistung auf die beiden Sonnenräder S1 , S2.

Der Planetenträger C setzt sich aus einem ersten Seitenteil C1 und einem zweiten Seitenteil C2 zusammen und die beiden Sonnenräder S1 , S2 sind axial zwischen diesen beiden Seitenteilen C1 , C2 angeordnet.

Der Stufenplanet P3 durchsetzt das erste Seitenteil C1 axial und der zweite Verzahnungsabschnitt P3Z2 des Stufenplaneten P3 erstreckt sich auf einer dem ersten Verzahnungsabschnitt P3Z1 abgewandten Seite des ersten Seitenteiles C1 . Der erste Verzahnungsabschnitt P3Z1 weist dabei einen Teilkreisdurchmesser auf, der kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts P3Z2. Der zweite Verzahnungsabschnitt P3Z2 ist an dem Planetenträger C über die erfindungsgemäße Lageranordnung fliegend gelagert, d.h. sein dem Planetenträger C abgewandter Endbereich ist über keine weitere Lagereinrichtung gestützt. Der Leistungsabgriff aus den beiden inneren Sonnenrädern S1 , S2 wird über eine erste und eine zweite Abtriebswelle WS1 , WS2 bewerkstelligt. Das zum Antrieb des zweiten Verzahnungsabschnitts P3Z2 des Stufenplaneten vorgesehene dritte Sonnenrad S3 ist auf der mit dem ersten Sonnenrad S1 gekoppelten ersten Abtriebswelle WS1 über eine Sonnenradlager- stelle L3 drehbar gelagert. Beide Komponenten rotieren im Rahmen des Betriebs in gleiche Umlaufrichtungen, so dass sich hier eine Reduktion der Relativbewegungen ergibt. Das erste Seitenteil C1 des Planetenträgers C und die mit dem ersten Sonnenrad S1 gekoppelte Abtriebswelle WS1 sind über eine erste Planetenträgerlagerstelle L4 drehbar aneinander abgestützt. Das zweite Seitenteil C2 des Planetenträgers C und die mit dem zweiten Sonnenrad S2 gekoppelte Abtriebswelle WS2 sind über eine zweite Planetenträgerlagerstelle L5 drehbar aneinander abgestützt.

Der erste Verzahnungsabschnitt P3Z1 des Stufenplaneten P3 greift radial von innen her in das Hohlrad H ein. Das Hohlrad H ist stationär im Getriebegehäuse HO verankert. Wie aus der eingebundenen Skizze V1 ersichtlich, bildet der Stufenplanet P3 Teil einer Stu- fenplanetengruppe, wobei die Stufenplaneten P3 jener Stufenplanetengruppe baugleich ausgeführt sind und in gleicher Umfangsteilung an den Planetenträger C angebunden sind. Der Stufenplanet P3 ist wie oben bereits ausgeführt als gebaute Struktur gefertigt, d.h. er ist aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt. Wie nachfolgend noch in Verbindung mit Figur 2 nä- her erläutert werden wird kann der Stufenplanet P3 insbesondere derart aufgebaut sein, dass der erste Verzahnungsabschnitt P3Z1 Teil eines Zapfens P3S bildet, der über eine Verzahnung in ein den zweiten Verzahnungsabschnitt bildendes Stirnrad P3S1 eingefügt ist.

Der in der Skizze V1 dargestellte Teilkreis P3C3 des zweiten Verzahnungsabschnitts P3Z2 weist einen größeren Durchmesser auf, als der Teilkreis P3C1 des ersten Verzahnungsabschnitts P3Z1 . Der erste Verzahnungsabschnitt P3Z1 erstreckt sich innerhalb des Planetenträgers C zwischen den Seitenteilen C1 , C2 desselben.

Die Planetenanordnung P ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass die ersten und zweiten Planeten P1 , P2 auf dem Axialniveau des zweiten Sonnenrades S2 miteinander in Eingriff stehen. Der erste Planet P1 ist dabei als„langer" Planet gestaltet der sich über die gesamte Länge der Außenverzahnung des ersten Sonnenrades S1 und der der Außenverzahnung des zweiten Sonnenrades S2 erstreckt. Der zweite Planet P2 ist als„kurzer" Planet ausgeführt und erstreckt sich nur über die Außenverzahnung des zweiten Sonnen- rades S2 und steht mit dieser in Eingriff. Damit der erste Planet P1 nicht in das zweite Sonnenrad S2 eingreift, sind die Sonnenräder S1 , S2 so gestaltet, dass bei gleicher Zähnezahl der Fußkreisdurchmesser des ersten Sonnenrades S1 größer ist als der Kopfkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrades S2. Durch diese Maßnahme wird es möglich, die ersten Planeten P1 der Planetenanordnung P auf einem Teilkreis anzuordnen, dessen Durchmesser grö- ßer ist als der Teilkreis auf welchem die zweiten Planeten P2 der Planetenanordnung P ange- ordnet sind und die ersten Planeten P1 kommen damit aus der Außenverzahnung des zweiten Sonnenrades S2 frei.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind über die erfindungsgemäße Lageranordnung an dem Planetenträger C drei baugleiche Stufenplaneten P3 gelagert. Die zur Realisierung der Differentialgetriebefunktion vorgesehene Planetenanordnung P befindet sich jeweils in einem Zwischenbereich abfolgender Stufenplaneten P3. Bei einer Verwendung von drei Stufenplaneten P3 sind demnach auch drei Planetenanordnungen P vorgesehen die jeweils einen ersten und einen zweiten Koppelplaneten P1 , P2 aufweisen. Durch die enge Nachbarschaft der Stufenplaneten P3 und den Koppelplaneten P1 , P2 der Planetenanordnung P ergibt sich eine günstige Kraftübertragung innerhalb der Seitenteile C1 , C2 des Planetenträgers C sowie die Realisierung der Übersetzungswirkung und der Differentialfunktion auf engstem Bauraum.

Die Darstellung nach Figur 2 veranschaulicht in Form eines vereinfachten Axialteilschnitts den Aufbau der erfindungsgemäßen Lageranordnung zur Lagerung eines Stufenplaneten P3 in den Seitenteilen C1 , C2 des Planetenträgers C. Der Stufenplanet P3 umfasst einen Kernzapfen P3S der einerseits den ersten Verzahnungsabschnitt P3Z1 bildet und andererseits einen Einsteckabschnitt P3Z3 aufweist, der in eine komplementär innenverzahnte Bohrung P3Z4 des Stirnrades P3S1 drehfest einsteckbar, insbesondere einpressbar ist. Das Stirnrad P3S1 bildet an seinem Außenumfangsbereich den zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 des Stufenplaneten P3.

Die Lagerung des Stufenplaneten P3 in dem Planetenträger C wird wie dargestellt durch ein erstes Wälzlager L1 im ersten Seitenteil C1 und durch ein zweites Wälzlager L2 im zweiten Seitenteil bewerkstelligt. Das erste Wälzlager L1 befindet sich dabei axial zwischen dem ersten und dem zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z1 , P3Z2 des Stufenplaneten. Dieses erste Wälzlager L1 ist als Loslager ausgelegt und zudem als Zylinderrollenlager ausgeführt. Die Wälzkörper L1W dieses ersten Lagers L1 des Stufenplaneten laufen unmittelbar auf einer zylindrischen Außenumfangsfläche des Kernzapfens P3S. Das erste Lager L1 umfasst weiterhin einen Lageraußenring L1 Ra der in eine entsprechende Aufnahmebohrung C1 B1 eingepresst ist. Die Wälzkörper L1 W sind in einem Käfig L1 K geführt. Der Lageraußenring L1 R1 ist durch eine hier nicht weiter dargestellte Sicherungseinrichtung (z.B. durch Rollbördelung) in der Aufnahmebohrung C1 B1 axial gesichert. Das Seitenteil C1 des Planetenträgers C ist in dem die Aufnahmebohrung C1 B1 umsäumenden Bereich verdickt ausgebildet. Der entsprechende Wulst ist durch plastische Umformung des zu Bildung des Seitenteiles C1 verwendeten Aus- gangsmateriales gefertigt. Die Materialhäufung wird durch radiale Verlagerung des zunächst im Bereich der Aufnahmebohrung C1 B1 befindlichen Materials nach außen herbeigeführt.

Auf der dem zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 abgewandten Seite des Kernzapfens P3S ist dieser über das zweite Lager L2 im zweiten Seitenteil C2 des Planetenträgers C gelagert. Dieses zweite Lager L2 bildet das Festlager und legt die Axialposition des Kernzapfens P3S im Planetenträger C fest. Dieses Festlager L2 ist hier als Rillenkugellager ausgebildet. Es um- fasst einen Lagerinnenring L2i und einen Lageraußenring L2a, sowie als Kugeln ausgeführte Wälzkörper L2W die in einem Käfig L2C geführt sind. Der Lagerinnenring L2i ist über einen Sicherungsring L2R auf dem Kernzapfen P3S gesichert. Der Lageraußenring L2a des zweiten Lagers L2 ist ähnlich wie der Lageraußenring L1 Ra des ersten Lagers L1 in eine Bohrung C1 B2 eingepresst, die in einem von einem Wulst umsäumten Bereich des zweiten Seitenteils C2 ausgebildet ist. Die axiale Sicherung diese Lageraußenringes L2a kann wiederum durch plastische Umformung des den Lageraußenring im Bereich seiner Stirnflächen umsäumenden Materials des zweiten Seitenteils C2 bewerkstelligt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Lagerstelle L1 derart gestaltet, dass der Innendurchmesser des ersten Lageraußenringes L1 Ra größer ist als der Kopfkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts. Dies erlaubt es, zunächst den ersten Lageraußen- ring L1 Ra im ersten Seitenteil zu fixieren und dann den Kernzapfen P3S durch den ersten Lageraußenring L1 Ra hindurchzuführen. Das zweite Lager L2 kann ebenfalls vor Einfügen des Kernzapfens P3S zunächst in dem zweiten Seitenteil C2 fixiert werden, wobei dann nach dem Einführen des entsprechenden Endabschnitts des Kernzapfens P3S dieser durch Einsetzten des Sicherungsringes L2R in dem zweiten Lager axial fixiert wird.

Das den zweiten Verzahnungsabschnitt P3Z2 des Stufenplaneten P3 bildende Stirnrad P3S1 sitzt auf der dem zweiten Seitenteil C2 des Planetenträgers C abgewandten Seite des Planetenträgers C und ist über die beiden Lager L1 , L2 fliegend gelagert. Der zweite Verzahnungsabschnitt P3Z2 befindet damit sich außerhalb des Planetenträgers C und sitzt auf einem im Ergebnis fliegend gelagerten Zapfen P3S des Stufenplaneten P3.

Claims

Patentansprüche

1 . Lageranordnung zur Lagerung eines Stufenplaneten (P3) in einem Planetenträger (C), mit:

- einem Planentenzapfen (P3S) der einen ersten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ), und einen zweiten Verzahnungsabschnitt (P3Z2) trägt und einen ersten Lagerabschnitt (A1 ), und einen zweiten Lagerabschnitt (A2) aufweist,

wobei

- sich der erste Lagerabschnitt (A1 ) in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 , P3Z2) befindet

- der zweite Lagerabschnitt (A2) sich auf einer dem zweiten Verzahnungsabschnitt (P3Z2) abgewandten Seite an den ersten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ) anschließt,

- im Bereich des ersten Lagerabschnitts (A1 ) ein erstes Wälzlager (L1 ) angeordnet ist, das als Zylinderrollenlager ausgebildet ist, dessen Zylinderrollen (L1 W) auf einer durch den Planetenzapfen (P3S) bereitgestellten zylindrischen Lauffläche abrollen, und

- das erste Wälzlager (L1 ) einen Außenring (L1 Ra) aufweist, der in einem ersten Seitenteil (C1 ) des Planetenträgers (C) sitzt.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des ersten Außenringes (L1 Ra) des ersten Wälzlagers (L1 ) größer ist, als der Kopfkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts (P3Z1 ).

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfkreis des ersten Verzahnungsabschnitts (P3Z1 ) kleiner ist als der Kopfkreis des zweiten Verzahnungs- abschnitts (P3Z2).

4. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des zweiten Lagerabschnitts (A2) ein zweites Wälzlager (L2) vorgesehen ist, das einen Lagerinnenring (L2i), zweite Wälzkörper (L2W) und einen Lageraußenring (L2a) aufweist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wälzlager (L2) ein Festlager darstellt.

6. Lageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wälzlager (L2) als Rillenkugellager ausgebildet ist.

7. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verzahnungsabschnitt (P3Z2) durch ein Stirnrad (P3S1 ) bereitgestellt ist, das auf den Planetenzapfen (P3S) drehfest aufgesetzt ist.

8. Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass über das Stirnrad (P3S1 ) eine Seitenführung der Zylinderrollen (L1W) des ersten Wälzlagers (L1 ) bewerkstelligt wird.

9. Lageranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet dass über eine dem ersten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ) benachbarte Ringschulter eine Seitenführung der Zylinderrollen (L1 W) des ersten Wälzlagers (L1 ) bewerkstelligt wird.

10. Umlaufrädergetriebe für ein Kraftfahrzeugantriebssystem, mit:

- einem ersten Sonnenrad (S1 ),

- einem zweiten Sonnenrad (S2),

- einem Planetenträger (C),

- einer Planetenanordnung (P) mit ersten und zweiten Planeten (P1 , P2) die mit den beiden Sonnenrädern (S1 , S2) derart in Eingriff stehen, dass die beiden Sonnenräder (S1 , S2) miteinander gegensinnig drehbar gekoppelt sind;

- einem Stufenplaneten (P3) der einen ersten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ) und einen zweiten Verzahnungsabschnitt (P3Z2) aufweist,

- einem Hohlrad (H) das mit dem ersten Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ) des Stufenplaneten (P3) in Eingriff steht, und

- einem dritten Sonnenrad (S3) das mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt (P3Z2) des Stufenplaneten (P3) in Eingriff steht und zu einer Umlaufachse (X) des Planetenträgers (C) gleichachsig angeordnet ist,

- wobei der erste Verzahnungsabschnitt (P3Z1 ) des Stufenplaneten (P3) sich auf dem Axialniveau des ersten und des zweiten Sonnenrades (S1 , S2) erstreckt und über eine Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 in dem Planetenträger (C) gelagert ist.