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Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung eines Planetengetriebes, das einen Satz Planetenräder umfasst, die jeweils über eine Lagerung in einem umlaufenden Planetenradträger auf einem Planetenradbolzen drehbar angeordnet sind, wobei der Planetenradbolzen zur Versorgung der Lagerung mit Schmieröl einen in axialer Richtung ausgerichteten Schmierölkanal aufweist sowie wenigstens einen radialen Stichkanal und die Schmiervorrichtung ein einteiliges, an dem Planetenradträger befestigtes, zum Auffangen und Führen von Schmieröl bestimmtes Ölleitelement mit einer in Richtung einer Drehachse des Planetenradträgers offenen Ölfangschale einschließt, über die das Schmieröl in den Schmierölkanal gelangt.
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Die
EP 178 56 46 B1 zeigt ein Planetengetriebe mit einem Planetenradträger, wobei auf im Planetenradträger fixierten Planetenradbolzen Planetenräder drehbar gelagert sind. Eine Ölfangschale weist einen radialen, scheibenförmigen Abschnitt auf, der radial außen in eine Rinne übergeht, von der ausgehend sich ein Stutzen anschließt, der in eine Aufnahme des Planetenradbolzens eingreift. Das in den Planetenradbolzen eintretende Öl wird über eine Querbohrung zur Lagerstelle des Planetenrades auf dem jeweiligen Planetenradbolzen geleitet.
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Die
KR 2009 005 3444 A offenbart eine Schmiervorrichtung für einen Planetentrieb, die eine Stauscheibe und vier umfangsverteilt an der Scheibe positionierte, axial vorstehende Zapfen aufweist. Die Zapfen sind in Schmierölbohrungen der Planetenbolzen eingesetzt und mit einer Fangschale verbunden. Über die Fangschale wird radial Öl aufgefangen und teilweise auch radial wieder nach außen abgegeben.
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Aus der
DE 10 2017 106 269 A1 ist ein Planetengetriebe mit einer Schmiervorrichtung bekannt, die über einen Schmierkanal mit der Lagerung des Planetenradbolzens verbunden ist. Außenseitig bildet der Schmierkanal wenigstens eine Ölschöpfkontur mit einer in Drehrichtung des Planetentriebs ausgerichteten und mit dem Schmierölkanal wirkverbundenen Öffnung.
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Die
DE 10 2015 215 280 A1 zeigt eine Ölfangschale für ein Planetengetriebe, deren zugehöriger Rohrstutzen jeweils in eine Stufenbohrung von einem Planetenradbolzen eingreift. Zur Befestigung hintergreift eine Raststruktur des Rohrstutzens eine Anschlagfläche der Stufenlochbohrung.
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Die
DE 10 2015 215 281 A1 offenbart eine für ein Planetengetriebe bestimmte Ölfangschale, deren Rohrstutzen jeweils durch korrespondierende Bohrungen des Planetenradträgers und eines Planetenrades geführt sind. Zur Lagefixierung der Rohrstutzen und damit der Ölfangschale hintergreifen endseitige Schnapphaken einen Absatz des Planetenradträgers.
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Aus der
DE 10 2010 051 056 A1 ist eine Ölfangschale für ein Planetengetriebe bekannt, deren sogenannter Steckabschnitt in einen Schmierstoffdurchlass des Planetenradbolzens eingepasst und dabei form- und/oder kraftschlüssig gesichert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schmierölzufuhr und damit die Schmierung der Lagerung des Planetenrades durch eine konstruktiv einfache und kostengünstig realisierbare Maßnahme zu verbessern.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung umfasst ein für beide Drehrichtungen wirksames Ölleitelement, das mit einem Rohrstutzen in den Schmierölkanal eingepasst ist und das weiterhin mit umfangsseitig versetzten Steckabschnitten in zugehörige Öffnungen des Planetenradträgers eingreift, die zumindest kraftschlüssig wirkende Befestigungsmittel einschließt. Außerdem bildet die Ölfangschale im Bereich der Steckabschnitte eine maximale Breite und/oder maximale Höhe, die sich zu den Rohrstutzen kontinuierlich reduziert. Weiterhin umfasst die Ölfangschale im Bereich der Rohrstutzen jeweils eine, die Ölfangschale in zwei Abschnitte aufteilende Trennwand.
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Die speziellen Konstruktionsdetails der erfindungsgemäß gestalteten Ölfangschale gewährleisten eine effiziente Schmierstoffzufuhr, wodurch das Ölleitelement auch wirksam in Planetengetrieben einsetzbar ist, die zur Schmierung keine Ölpumpe vorsehen. Aufgrund des bauraumoptimierten Aufbaus der ein Ölleitelement bildenden Schmiervorrichtung ist diese mit Bauteilen von bestehenden Planetengetrieben kombinierbar.
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Im Betriebszustand stellt sich innerhalb des Planetengetriebes insbesondere aufgrund von ins Schmieröl eintauchenden, rotierenden Getriebebauteilen verwirbelter Ölnebel und/oder Spritzöl ein, der bzw. das wirksam mittels der erfindungsgemäßen Ölfangschale aufgenommen wird. Vorteilhaft ist die Ölfangschale so gestaltet, dass diese im Bereich der Steckabschnitte eine maximale Breite und/oder maximale Höhe aufweist, die sich zu den Rohrstutzen kontinuierlich verjüngt bzw. reduziert. In der Zone des größten Querschnitts der Ölfangschale kann somit viel Schmieröl aufgenommen werden, das anschließend durch die Rotation und den sich kontinuierlich verengenden Querschnitt beschleunigt zu den Rohrstutzen und von dort durch den Schmierölkanal und den Stichkanal des Planetenradbolzens die Lagerung der Planetenräder beaufschlagt.
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Durch die Formgebung der Ölfangschale, deren Querschnitt sich jeweils von den Rohrstutzen ausgehend bis zu einem Maximum im Bereich der Steckabschnitte vergrößert, kann im Betriebszustand ausreichend Schmieröl aufgenommen werden, welches anschließend durch ein verengtes Ölfangschalenprofil mit erhöhter axialer und radialer Strömungsgeschwindigkeit zu den Lagerungen der Planetenradbolzen gelangt zur Realisierung einer optimalen Schmierung der Planetenradlagerung.
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Das Ölleitelement gemäß der Erfindung nimmt Schmieröl in beiden Drehrichtungen des Planetenradträgers auf. Um unmittelbar Einfluss auf die Drehrichtung zu nehmen, ist im Bereich des Rohrstutzens eine Trennwand vorgesehen, durch die sich eine Aufteilung der Ölfangschale einstellt. Gleichzeitig wird damit bei wechselnden Drehrichtungen des Planetenradträgers eine Strömungsbeeinflussung des aufgenommenen Schmiermittels innerhalb der Ölfangschale unterbunden.
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Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Ölleitelement robust aufgebaut und kostengünstig herstellbar und weiterhin einfach und sicher montierbar. Außerdem kann das bauraumoptimiert aufgebaute Ölleitelement in bestehende Planetengetriebe integriert werden.
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Bei Planetengetrieben, die zur Schmierung keine Schmierölpumpe einschließen, kann es zu Lagerausfällen wegen unzureichender Schmierung bzw. Mangelschmierung kommen. Mit dem erfindungsgemäßen Konzept wird ein Ölleitelement bereitgestellt, das dieses Problem wirksam löst, wodurch gleichzeitig die Lebensdauer der Lagerung erhöht und folglich der Verschleiß bzw. ein vorzeitiger Ausfall des Planetengetriebes unterbleibt. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäß aufgebaute Schmiervorrichtung in einem Achsantrieb eines Elektrofahrzeuges einsetzbar, dessen Planetengetriebe bauraumbedingt und / oder zur Gewichtsoptimierung keine Schmierölpumpe einschließt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, um die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Ölleitelementes weiter zu verbessern, sieht vor, dass ein in die Ölfangschale ragender Abschnitt des Rohrstutzens von dem Ölleitelement radial außenseitig geöffnet ist. Durch eine entgegen der Drehachse des Platenträgers ausgerichtete, Aussparung oder Öffnung bildet der Rohrstutzen eine in die Ölfangschale ragende schalenartige Aufnahme, die vorteilhaft verwirbeltes Schmieröl und insgesamt mehr Schmiermittel aufnehmen kann, zwecks Optimierung der Schmierung von der Lagerung des Planetenrades.
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Ferner bietet sich zur Strömungsoptimierung an, im Bereich der Rohrstutzen eine Ölleitkontur vorzusehen in Form eines gekrümmten oder geneigten Übergangs zwischen einer äußeren Wandung der Ölfangschale und der Trennwand des Rohrstutzens. Bevorzugt ist dazu die Ölfangschale im Bereich der Trennwand mit Abkantungen versehen, durch die sich beidseitig der Trennwand ein die Strömung des Schmieröls verbessernder trichterähnlicher Übergang einstellt, der bei Rotation des Planetenradträgers das von der Ölfangschale aufgenommene Schmieröl gezielt in den Rohrstutzen umlenkt.
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Als Maßnahme zur Fixierung des Ölleitelementes ist vorgesehen, dass die Steckabschnitte des Ölleitelementes durch Öffnungen des Planetenradträgers geführt und mittels einer Raststruktur an einer Anlagefläche des Planetenradträgers lagefixiert sind. Die Öffnungen und folglich die Steckabschnitte sind winkelversetzt zu den Planetenradbolzen in dem Planetenradträger eingebracht. Mit dieser Schnappnasen einschließenden Raststruktur ist eine wirksame und dauerfeste, kraft- und formschlüssig wirkende Befestigung des Ölleitelementes gewährleistet.
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Zur Realisierung eines gewichtsoptimierten, kostengünstig herstellbaren Ölleitelementes ist erfindungsgemäß vorgesehen, ein aus einem Kunststoffmaterial mittels Spritzgießen gefertigtes Ölleitelement einzusetzen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
- 1: einen Ausschnitt eines Planetengetriebes mit einem erfindungsgemäßen Ölleitelement;
- 2: die Einzelheit A von 1 in einer vergrößerten Abbildung;
- 3: die Einzelheit B von 1 in einer vergrößerten Abbildung;
- 4: das Planetengetriebe gemäß 1 in einer Schnittdarstellung;
- 5: einen Ausschnitt gemäß einem Schnittverlauf 5 - 5 von 4;
- 6: die Einzelheit C von 4 in einer vergrößerten Abbildung;
- 7: das Ölleitelement von 1 in einer Vorderansicht;
- 8: einen Ausschnitt gemäß einem Schnittverlauf 8 - 8 von 7;
- 9: einen Ausschnitt gemäß einem Schnittverlauf 9 - 9 von 8.
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines einen Planetenradsatz umfassenden Planetengetriebes 1, bestehend aus einem Planetenradträger 2, der zwei axial beabstandete Trägersegmente 3, 4 einschließt und der um eine Drehachse 5 in beiden Drehrichtungen rotierbar ist. Die Trägersegmente 3, 4 sind über Planetenradbolzen 6 verbunden, auf denen jeweils ein Planetenrad 7 über eine als Wälzlager ausgeführte Lagerung 8 drehbar gelagert ist. Jedes Planetenrad 7 ist innenseitig mit einem Sonnenrad sowie außenseitig mit einem Hohlrad verzahnt, die in 1 nicht abgebildet sind. Das Planetengetriebe 1 umfasst drei symmetrisch umfangsverteilte Planetenräder 7. Zur gezielten Schmierölzufuhr zwecks Kühlung und Schmierung der Lagerung 8 der Planetenräder 7 ist eine Schmiervorrichtung 10 vorgesehen, ausgeführt als ein seitlich an dem Planetenradträger 2 angeordnetes Ölleitelement 11. Im Einzelnen umfasst das Ölleitelement 11 eine an einer Anlagefläche 9 des Trägersegmentes 3 abgestützte Ölfangschale 12, die als eine zu der Drehachse 5 nahezu umlaufend offene Rinne ausgeführt ist. Für jedes Planetenrad 7 schließt das Ölleitelement 11 rechtwinkelig angeordnete, mit der Ölfangschale 12 verbundene Rohrstutzen 13 ein, die in einen als Sacklochbohrung ausgeführten, zentrischen Schmierölkanal 14 des Planetenrades 7 eingepasst sind, verdeutlicht durch eine vergrößerte Abbildung in 2. Zur Lagefixierung schließt das Ölleitelement 11 versetzt zu den Rohrstutzen 13 positionierte Steckabschnitte 15, die in Öffnungen 16 des Trägersegmentes 3 eingesetzt sind und deren Raststruktur 17 an einer inneren Anlagefläche 18 des Trägersegmentes 3 verrasten.
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In 3 ist die Ölleitelementbefestigung vergrößert dargestellt, deren Raststruktur 17 als eine endseitig des Rohrstutzens 13 ausgebildete Spreizhülse gestaltet ist, die mehrere elastische Schnappnasen einschließt. Bei der Montage, dem Einfügen des Rohrstutzens 13 in die Öffnung 16 des Trägersegmentes 3, verlagern sich die Schnappnasen der Raststruktur 17 radial nach innen, bevor diese in der Endlage radial aufgefedert kraftschlüssig an dem Rand der Öffnung 16 verrasten. Um das Einführen der Rohrstutzen 13 in die Öffnung 16 zu vereinfachen, weist die Raststruktur 17 stirnseitig eine umlaufende Außenfase auf. Im Betriebszustand, bei dem das Planetengetriebe 1 um die Drehachse 5 rotiert, wird das für die Schmierung und Kühlung der Planetenradlagerung 8 benötigte Schmieröl von der Ölfangschale 12 aufgenommen. Von dort strömt das Schmieröl durch den Rohrstutzen 13 in den Schmierölkanal 14 des Planetenradbolzens 6 und anschließend über wenigstens einen radialen Stichkanal 19 zu der Lagerung 8 des Planetenrades 7.
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Die 4 bis 9 zeigen weitere Details bzw. Ausgestaltungen von dem Ölleitelement 11 und dessen zugehörige Bauteile, wobei gleiche oder einander entsprechende Bauteile bzw. Bauelemente jeweils mit gleichen oder einander entsprechenden Bezugszeichen versehen sind.
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In der 4 ist das Planetengetriebe 1 in einer Schnittdarstellung abgebildet, aus der insbesondere die Gestaltung der seitlich an dem Planetenradträger 2 befestigten Ölfangschale 12 hervorgeht, deren Breite und/oder Höhe sich umfangsseitig verändert.
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Die 5 und 6 zeigen in vergrößerten Darstellungen die Ausgestaltung von dem Rohrstutzen 13 des Ölleitelementes 11. Gemäß 5 ist ein in die Ölfangschale 12 ragender Abschnitt des Rohrstutzens 13 in einem entgegen der Drehachse 5 des Platengetriebes 1 ausgerichteten, außenseitigen Abschnitt mit einer Aussparung 20 versehen. Über die auch Öffnung zu bezeichnende Aussparung 20 kann vorteilhaft verwirbeltes Schmieröl und insgesamt mehr Schmiermittel aufgenommen werden.
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Weiterhin umfasst die Ölfangschale 12 innenseitig zur Bildung einer Ölleitkontur im Bereich des Rohrstutzens 13 geneigte Abkantungen 22, 23. Diese sind beidseitig zu einer Trennwand 21 angeordnet durch die sich zwei Abschnitte der Ölfangschale 12 bilden. Dadurch stellt sich beidseitig der Trennwand 21 ein die Strömung des Schmieröls verbessernder trichterähnlicher Übergang ein. In der 6 ist ein Ausschnitt der Ölfangschale 12 gemeinsam mit dem in den Schmierölkanal 14 eingepassten Rohrstutzen 13 gezeigt. Die Darstellung zeigt, dass die Ölfangschale 12 lokal im Bereich des Rohrstutzens 13 in Richtung der Drehachse 5 zeigend geschlossen ausgebildet ist.
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Die 7 zeigt das bevorzugt aus Kunstsoff mittels Spritzgießen gefertigte Ölleitelement 11 in einer Vorderansicht und verdeutlicht die drei symmetrisch umfangsverteilt positionierten, um 120° zueinander versetzt angeordneten Rohrstutzen 13. Die drei Steckabschnitte 15 sind mittig und damit jeweils um 60° versetzt zu den Rohrstutzen 13 positioniert. Wie der 8 zu entnehmen ist, weist die Ölfangschale 12 im Bereich der Steckabschnitte 15 eine maximale Breite B1 auf, die sich auf eine minimale Breite B2 im Abschnitt der Rohrstutzen 13 reduziert. In der 9 ist der in die Ölfangschale 12 ragende Abschnitt des Rohrstutzens 13 mit dem entgegen der Drehachse 5 des Platengetriebes 1 ausgerichteten, radial außenseitigen Aussparung 20 dargestellt, jedoch abweichend zu 5 ohne die zur Trennwand 21 geneigten Abkantungen 22, 23 der Ölfangschale 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Planetenradträger
- 3
- Trägersegment
- 4
- Trägersegment
- 5
- Drehachse
- 6
- Planetenradbolzen
- 7
- Planetenrad
- 8
- Lagerung
- 9
- Anlagefläche
- 10
- Schm iervorrichtung
- 11
- Ölleitelement
- 12
- Ölfangschale
- 13
- Rohrstutzen
- 14
- Schmierölkanal
- 15
- Steckabschnitt
- 16
- Öffnung
- 17
- Raststruktur
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Stichkanal
- 20
- Aussparung
- 21
- Trennwand
- 22
- Abkantung
- 23
- Abkantung
- B1 max.
- Breite der Ölfangschale
- B2 min.
- Breite der Ölfangschale
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1785646 B1 [0002]
- KR 20090053444 A [0003]
- DE 102017106269 A1 [0004]
- DE 102015215280 A1 [0005]
- DE 102015215281 A1 [0006]
- DE 102010051056 A1 [0007]
