Planetengetriebe eines Differenzialgetriebes Beschreibung

Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger, an dem Planetenräder drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad in kämmendem Wirkkontakt stehen, wobei der Planetenträger mit einem Antriebsrad, wie einem Stirnrad verbunden ist, wobei ferner ein Lager, wie ein Wälzlager, mit zwei Lagerringen, wie einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring, zum Axial- und/oder Radialpositi- onsbestimmen des Planetenträgers relativ zu einem ortsfesten Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse, vorhanden ist.

Der Planetenträger kann auch als Korb bezeichnet werden, insbesondere kann er als Differenzialkorb ausgebildet sein. Der Lageraußenring kann auch als Lageraußenschale bezeichnet werden. Der Lagerinnenring kann auch als Lagerinnenschale bezeichnet werden.

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 gegenüberliegenden 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 bekannten Planetengetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr viel Axialbauraum benötigen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und eine bauraumsparende, insbesondere axialbau- raumsparende Verbesserung zu schaffen, die gleichzeitig langlebig ist und zumindest kostenneutral ausführbar ist oder im Optimalfall sogar kostensenkend wirkt. Auch sind die bisherigen Lagerungen meist nicht stabil genug.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben und eine kostengünstige, einfach zu montierende Planetengetriebeausgestaltung zur Verfügung zu stellen, die zusätzlich eine stabile Lagerung ermöglicht.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass radial zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad ein Deckel positioniert ist. Dieser Deckel wirkt zum einen verstärkend, also kraftübertragend, und zum anderen dichtend. Darüber hinaus können mit einem derartigen Deckel große radiale Abstände überbrückt werden. Ein oder zwei (beidseitig Einsatz im Planetenträger) Deckel können große Montageöffnungen am Planetenträger abgedeckt werden, die z.B. zum Einsetzen der Sonnenräder in den ansonsten mit Antriebsrad und Planetenräder fertig vormontierten Planetenträger erforderlich sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn der Deckel als dünnwandiger Topf ausgebildet ist. Unter einer Dünnwandigkeit, wird eine Wandung verstanden, die weniger als 25 %, vorzugsweise 20 %, 15 %, 10 %, 1 1 ,75 % oder 10 % der Wandstärke des Planetenträgers aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform, kann Ge- wicht gespart werden, aber gleichzeitig auch die Dichtung des Planetenträgerinneren zum -äußeren gewährleistet werden, wobei ferner auch die Kosten niedrig gehalten werden. Es ist von Vorteil, wenn der Deckel als Blechteil, insbesondere als Blechtopf ausgebildet ist. Wenn der Deckel ein um das Sonnenrad umlaufendes Profil aufweist, so können sich unterschiedlichste Funktions- geometrien realisieren lassen.

Zweckmäßig ist es auch, wenn das Profil als U-, H- oder L-Profil ausgebildet ist. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel mit seinem Außenumfang in Anlage mit einer Innenfläche des Planetenträgers und/oder einer nach innen weisenden Innenringfläche des Lagerinnenrings befindlich ist. Um einen Anschlag für das Sonnenrad zur Verfügung zu stellen, ist es von Vorteil, wenn der Deckel eine dem Sonnenrad zugewandten Axialfläche aufweist, die in Anlage mit einer Reibscheibe befindlich ist. Durch das Zwischenschalten dieser optionalen Reibscheibe können Selbsthemmeffekte genutzt werden.

Wenn die Reibscheibe in einer Ausnehmung in der Nähe eines durch das umlaufende Profil ausgesparten Loches befindlich ist, wobei die Ausnehmung vorzugsweise an einen innenliegenden Schenkel des U-Profils angrenzt, so lässt sich die Montage erleichtern und das Planetengetriebe besonders kom- pakt auslegen.

Es ist ferner von Vorteil, wenn das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzial ausgebildet ist, das zwei Sonnenräder aufweist, die je mit einem Planetenrad zumindest eines Planetenradsatzes in kämmendem Eingriff befindlich sind. So lässt sich dann eine besonders kompakt bauende Planetengetriebeausgestaltung realisieren, die gleichzeitig hochbelastbar und kostengünstig ist. Ferner sei erwähnt, dass die beiden Planetenräder eines Planetenradsatzes miteinan- der in kämmenden Eingriff verbringbar sind.

Um positive Selbsthemmeffekte realisieren zu können, ist es auch von Vorteil, wenn zwischen den Sonnenrädern eine Reibscheibe befindlich ist. Ferner hat es sich von Vorteil herausgestellt, wenn der Deckel, sofern dieser als Einzelteil ausgebildet ist, stoff-, form- und/oder kraftschlüssig am Lagerinnenring und/oder am Planetenträger befestigt ist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird außerdem alternativ erfindungsgemäß da- durch gelöst, dass der Deckel mit einem der Lagerringe, entweder mit dem Lagerinnenring oder mit dem Lageraußenring einteilig ausgebildet ist und einen Topfbereich bildet. dass sich der Lageraußenring mit einem Topfbereich von einem radialen In- nenrand des Planetenträgers radial weiter nach innen in Richtung des Sonnenrades erstreckt.

Mit anderen Worten wird eine neuartige Lagerung und Aufhängung vorgestellt, bei der der Planetenträger mit einer großen Öffnung auf einem deckelartigen Flansch aufgehängt ist. Die Öffnung ist beispielsweise, wie oben beschrieben, als Einführöffnung für die Sonnenräder des Differenzials in den Planetenträger vorgesehen.

So ist es von Vorteil, wenn sich der Topfbereich von einer sonnenradfernen, in Radialrichtung ausgerichteten Seite des Planetenträgers zu einer sonnenrad- nahen, dazu parallelen Seite des Planetenträgers erstreckt. Eine Art Sprungbereich wird dabei geschaffen, der in das Innere zweier Planetenträger ragt, wo- durch eine in Extremsituationen nutzbare Anlage des Sonnenrades am Topfbereich einsetzbar wird. Die Stabilität der Vorrichtung wird erhöht.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Topfbereich einen freien, sich radial erstre- ckenden Bereich zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad abdeckt. Einerseits wird durch den relativ großen radialen Leerraum vom Planetenträger zum Sonnenrad eine einfache Montage möglich, wobei andererseits das Abdecken mit dem Topfbereich Stabilitätserhöhende Wirkungen zeigt. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Topfbereiches eine oder mehrere sich in Axialrichtung erstreckende Öffnungen vorhanden sind, da dadurch das Gewicht in der Gesamtkonstruktion reduziert werden kann, und/oder der Boden des Topfbereiches parallel zum Planetenträger und/oder in Radialrichtung verlaufend ausgerichtet ist. Ein Beeinträchtigen der Umdrehung des Sonnenrades wird dadurch wirkungsvoll ausgeschlossen.

Stabilitätserhöhend ist es auch, wenn sich radial innenseitig ein in Axialrichtung ausgerichteter Flansch vorhanden ist und/oder zwischen dem Planeten- träger und dem Topfbereich ein Presssitz vorhanden ist. Über den Presssitz wird eine drehverhindernde Festlegung des Planetenträgers zur Lageraußenschale, insbesondere über den Topfbereich ermöglicht.

Wenn die Lageraußenschale eine Laufbahn für Wälzkörper des Wälzlagers ausbildet, so kann auf ein separates Extra-Bauteil verzichtet werden, was die Montage vereinfacht und kostengünstiger gestaltet. In diesem Zusammenhang ist es alternativ oder kumulativ von Vorteil, wenn die Lageraußenschale am Planetenträger verstemmt oder verclincht ist. Eine Relativdrehung der Lageraußenschale / des Lageraußenrings zum Planetenträger wird dann ausge- schlössen. Es ist auch zweckmäßig, wenn die Lageraußenschale ein tiefgezogenes, metallenes Blechbauteil, wie ein Stahlbauteil ist. Die Herstellungskosten können dann gesenkt werden und auf erprobte Prozesse zurückgegriffen werden. Für die Funktion des Planetengetriebes zuträglich ist es, wenn der Topfbereich radial innerhalb der Lagerinnenschale angeordnet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird dann erreicht, wenn das Planetengetriebe als Stirnradgetriebe / Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet ist.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn zwei Sonnenräder mit den Planetenrädern jeweils eines Planetenradsatzes kämmen, wobei je ein Planetenrad des einen Planetenradsatzes mit einem Planetenrad des anderen Planetenradsatzes kämmt.

Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzialgetriebes, Fig. 2 eine Ansicht von vorne auf das Getriebe aus Fig. 1 , das als Leichtge- wichtdifferenzialgetriebe ausgebildet ist,

Fig. 3 eine Ansicht von der Seite auf das Getriebe der Fig. 1 und 2, Fig. 4 eine Vergrößerung des Bereiches IV aus Fig. 1 ,

Fig. 5 eine die Lagerposition im Leichtgewichtdifferenzial der Fig. 1 bis 4 wiedergebende Darstellung, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Getriebes der Fig. 1 bis 5,

Fig. 7 eine Explosionsdarstellung des in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 verbauten Wälzlagers,

Fig. 8 eine Ansicht von vorne nur auf das zusammengesetzte Wälzlager der

Fig. 7, Fig. 9 einen Längsschnitt durch das Wälzlager des ersten Ausführungsbeispiels in einem in eine Planetenträgerhälfte eingesetzten Zustand,

Fig. 10 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in einer anderen Darstellungsweise,

Fig. 1 1 den Vorgang des Zusammenbaus des Wälzlagers,

Fig. 12 eine Ansicht auf das verbaute Wälzlager von der Seite,

Fig. 13a bis 13d eine Längsschnittdarstellung, eine Darstellung von der Seite, von vorne und von hinten auf die Lageraußenschale mit einem Topfbereich und

Fig. 14 eine Längsschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzialgetriebes.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Stirnraddifferenzialgetnebe 2 ausgebildet. Das Stirnraddifferenzialgetnebe weist einen Planetenträger 3 auf, der aus zwei Hälften besteht, nämlich einer ersten Planetenträgerhälfte 4 und einer zweiten Planetenträgerhälfte 5.

Innerhalb des Planetenträgers 3 sind zwei Sonnenräder angeordnet, nämlich ein erstes Sonnenrad 6 und ein zweites Sonnenrad 7. Die beiden Sonnenräder weisen integrale Naben 8 bzw. 9 auf.

Innerhalb der Naben sind Keilwellenprofile 10 ausgebildet, die die Anbindung von Wellen zur Drehmomentübertragung möglich machen.

Das erste Sonnenrad 6 kämmt mit einem Planetenrad 1 1 eines ersten Planetenradsatzes. Es kämmt auch mit einem zweiten Planetenrad eines zweiten Planetenradsatzes, welches seinerseits mit dem zweiten Sonnenrad 7 kämmt. Am radial äußeren Ende des Planetenträgers 3 ist ein Stirnrad 12 angebunden.

Der Planetenträger 3 ist links und rechts jeweils über ein Lager 13, das als Wälzlager 14 ausgebildet ist, gelagert. Es werden zwei Wälzlager 14 eingesetzt, die jeweils eine Vielzahl von Wälzkörpern, nämlich Kugeln 15 aufweisen. Die Kugeln 15 laufen auf einer inneren Laufbahn und einer äußeren Laufbahn ab. Die innere Laufbahn wird von einer Lagerinnenschale bzw. einem Lagerinnenring 16 zur Verfügung gestellt. Die äußere Laufbahn wird von einer Lageraußenschale / einem Lageraußenring 17 gebildet. Der Lagerinnenring 16 / die Lagerinnenschale ist an einem nicht dargestellten Gehäuse festlegbar.

Der Lageraußenring 17 weist einen Topfbereich 18 auf. Radial innerhalb davon und sich in Axialrichtung erstreckend, ist ein Flansch 19 vorhanden.

In einem Boden 20 des Topfbereiches 18 sind Ausnehmungen 21 nach Art von Öffnungen oder Durchgangslöchern ausgebildet. In Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass die Kugeln 15 zwischen dem Lagerinnenring 16 und dem Lageraußenring 17 angeordnet sind. Eine Nabe 22 des Sonnenrades 6 ragt durch den Lageraußenring 17 hindurch nach außen. Die Symmetrie des Aufbaus ist in Fig. 3 gut zu erkennen.

In Fig. 4 ist das Aufeinander zu ausgerichtet sein der Topfbereiche 18 gut zu erkennen. Die Topfbereiche 18 erstrecken sich also in Axialrichtung aufeinander zu, wobei der jeweilige Boden 20 in Radialrichtung ausgerichtet bleibt.

Dass die Wälzlager 14 O-artig ausgebildet und angeordnet sind, ist gut zu erkennen. Auch eine X-Anordnung ist natürlich grundsätzlich möglich.

In Fig. 6 ist der Gesamtzusammenbau des Planetengetriebes gut zu erkennen, wobei in Fig. 7 die Schachtelung der in einem Käfig 23 befindlichen Kugeln 15 innerhalb des Lageraußenrings 17 und außerhalb der Lagerinnenschale / des Lagerinnenrings 16 zu erkennen ist.

In Fig. 8 ist der Verbau der Lagerringe 16 und 17 zu erkennen, wobei in dem Schnitt aus Fig. 9 eine Presspassung 24 zwischen dem Topfbereich 18 und dem Planetenträger 3 symbolisiert ist, und ferner eine Verdinchung 25 an fünf Stellen in Fig. 8 wie auch in Fig. 9 angedeutet ist. Die Verclinchungen 25 sind zueinander gleich beabstandet, also über den Umfang des Lageraußenringes bzw. des Planetenträgers winkelgleich verteilt.

Fig. 10 ist eine zu Fig. 1 vergleichbare Darstellungsweise, eines ähnlichen Dif- ferenzialgetriebes. In Fig. 1 1 ist der Zustand während des Montierens des Wälzlagers 14 wiedergegeben. Eine zusammengebaute Darstellung des Wälzlagers 14 ist der Fig. 12 zu entnehmen. In Fig. 13a ist die ringartige Vertiefung des Topfbereiches 18 gut zu entnehmen, wobei dieser Topfbereich 18 sich um einen durch den axial abstehenden Flansch gebildeten Anschlagsbereich windet bzw. diesen Flanschbereich konzentrisch umgibt.

Die Fig. 13a bis 13d ermöglichen eine gute räumliche Vorstellung der Lageraußenschale / des Lageraußenrings 17.

In Fig. 14 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planeten- getriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Stirnraddifferenzialge- triebe 2 ausgebildet. Das Stirnraddifferenzialgetriebe weist einen Planetenträger 3 auf, der aus zwei Hälften besteht, nämlich einer ersten Planetenträgerhälfte 4 und einer zweiten Planetenträgerhälfte 5. Innerhalb des Planetenträgers 3 sind zwei Sonnenräder angeordnet, nämlich ein erstes Sonnenrad 6 und ein zweites Sonnenrad 7. Die beiden Sonnenräder weisen integrale Naben 8 bzw. 9 auf.

Innerhalb der Naben sind Keilwellenprofile 10 ausgebildet, die die Anbindung von Wellen zur Drehmomentübertragung möglich machen.

Das erste Sonnenrad 6 kämmt mit einem Planetenrad 1 1 eines ersten Planetenradsatzes. Es kämmt auch mit einem zweiten Planetenrad eines zweiten Planetenradsatzes, welches seinerseits mit dem zweiten Sonnenrad 7 kämmt.

Am radial äußeren Ende des Planetenträgers 3 ist ein Stirnrad 12 angebunden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 sind die Deckel dünnwandig als Einzelteil ausgebildet und als Ring mit U-förmigem Querschnitt ausgeformt. An dieser Stelle sei bemerkt, dass die in den Lagern 14 zwischen dem Innenring 29 und dem Außenring 28 verwendeten Wälzkörper, mit dem Bezugszeichen 40 versehen sind und grundsätzlich als Kugeln, Kegelrollen, Nadeln oder ähnliche Bauteile ausgebildet sein können. Insbesondere haben sich Schrägkugel- lager und Kegelrollenlager als langlebig und kostengünstig genug herausgestellt.

Ein topfartiger Deckel 35 ist verglichen mit dem Planetenträger dünnwandig konfiguriert ist, insbesondere nur die Hälfte der Wanddicke oder vorteilhafterweise nur ein Drittel bis ein Viertel der Wanddicke des Planetenträgers 3 aufweist. An dem Deckel 35 liegt eine Reibscheibe 37 an, die in Anlage mit dem Sonnenrad 6 bzw. dem Sonnenrad 7 befindlich ist. Der Deckel 35 weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Außenfläche 38 auf, die auf derselben in Radialrichtung gemessenen Höhe in Anlage mit sowohl dem Planetenträger 3, als auch dem Innenring 29, insbesondere der Innenfläche 30 des jeweiligen Innenrings 29 befindlich ist.

Bezugszeichenliste

1 Planetengetriebe

2 Stirnraddifferenzialgetriebe

3 Planetenträger

4 erste Planetenträgerhälfte

5 zweite Planetenträgerhälfte

6 erstes Sonnenrad

7 zweites Sonnenrad

8 Nabe

9 Nabe

10 Keilwellenprofil

1 1 Planetenrad

12 Stirnrad

13 Lager

14 Wälzlager

15 Kugel

16 Lagerinnenring / Lagerinnenschale

17 Lageraußenring /Lageraußenschale

18 Topfbereich

19 Flansch

20 Boden

21 Ausnehmung

22 Nabe

23 Käfig

24 Presspassung

25 Verclinchung

28 Außenring

29 Innenring

30 Innenfläche

35 Deckel

37 Reibscheibe

38 Außenfläche

40 Wälzkörper