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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
DE 10 2016 221 708 A1 beziehungsweise der
WO 2017/101920 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebseinrichtung weist eine Antriebseinheit auf, welche eine Antriebswelle umfasst. Über die Antriebswelle kann die Antriebseinheit Drehmomente bereitstellen. Des Weiteren umfasst die Antriebseinrichtung ein Gehäuse sowie einen in dem Gehäuse angeordneten Planetenradsatz. Der Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad. Die Antriebseinrichtung weist außerdem eine Verbindungseinrichtung auf, welche in axialer Richtung der Antriebswelle und somit der Antriebseinrichtung insgesamt verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Sonnenrad und der Antriebswelle zulässt. Dabei ist das Sonnenrad über die Verbindungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung wenigstens ein Axiallager zum axialen Lagern des Sonnenrads. Dabei umfasst das Axiallager wenigstens ein Wälzlager.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte axiale Lagerung des Sonnenrads realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte axiale Lagerung des Sonnenrads realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Axiallager in axialer Richtung zwischen der Antriebseinheit und dem Planetenradsatz angeordnet ist. Außerdem weist das Axiallager einen separat von dem Gehäuse ausgebildeten Lagertopf auf, an welchem das Wälzlager über dessen drehfest mit dem Lagertopf verbundenen Außenring in axialer Richtung abgestützt ist. Weiterhin ist der Lagertopf ist erfindungsgemäß axial fest mit dem Gehäuse verbunden. Somit können Axialkräfte, welche von dem Sonnenrad auf das Wälzlager wirken, vorteilhaft über den Außenring auf das Gehäuse übertragen werden. Somit können bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung vorteilhaft die Reaktionskräfte aus dem Planetenradsatz im Gehäuse aufgenommen oder abgestützt werden und müssen nicht von Funktionsbauteilen der Antriebseinrichtung aufgenommen werden, so dass eine Belastung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung auch bei den im Vergleich zu Antriebseinrichtungen mit verbrennungsmotorischen Antrieb besonders hohen Sonnenraddrehzahlen gering ist, wodurch ein Bauteilverschleiß erniedrigt und/oder eine Lebensdauer erhöht werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Lagertopf über eine zweite Verbindungseinrichtung zumindest mittelbar in dem Gehäuse gesichert ist, wobei die zweite Verbindungseinrichtung in radialer Richtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Lagertopf und dem Gehäuse zulässt. Vorteilhaft kann bei dieser Ausgestaltung der Erfindung als Wälzlager ein gängiges und Kugellager, insbesondere ein Vierpunktlager, besonders bevorzugt ein kostengünstiges und leicht montierbares Rillenkugellager, eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein separat von dem Gehäuse und separat von dem Lagertopf ausgebildetes und zumindest mittelbar an dem Gehäuse festgelegtes Trägerelement vorgesehen ist, an welchem der Lagertopf axial festgelegt ist. Das Trägerelement ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse festgelegt, insbesondere mit dem Gehäuse verbunden. Unter dem Merkmal, dass das Trägerelement zumindest mittelbar an dem Gehäuse festgelegt ist, kann verstanden werden, dass das Trägerelement gegen relativ zu dem Gehäuse erfolgende beziehungsweise verlaufende Bewegungen an dem Gehäuse gesichert ist. Somit unterbleiben beispielsweise translatorische und/oder rotatorische Relativbewegungen zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse. Das Trägerelement kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise als Trägerplatte ausgeführt sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Hohlrad des Planetenradsatzes der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung über das Trägerelement an dem Gehäuse festgelegt und somit gegen relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehungen gesichert. Der Planetenradsatz weist dabei ferner zumindest einen Planetenträger auf, an welchem wenigstens ein oder mehrere Planetenräder des Planetenradsatzes drehbar gelagert sein können. Dabei kämmen wenigstens ein oder mehrere Planetenräder gleichzeitig mit dem Sonnenrad und mit dem Hohlrad. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Hohlrad und das Trägerelement einstückig ausgebildet. Bei großen Produktionsstückzahlen ist diese Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft bauraumsparend, gewichtssparend und kostengünstig herstellbar.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Außenring in radialer Richtung direkt an dem Lagertopf und/oder in axialer Richtung direkt an dem Lagertopf abgestützt ist. Vorteilhaft stellt der Lagertopf bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ein steifes Lagergehäuse für das Wälzlager dar, so dass ein Verschleiß des Wälzlagers erniedrigt und eine Lebensdauer des Wälzlagers erhöht werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine separat von dem Lagertopf und separat von dem Gehäuse ausgebildete und zumindest mittelbar an dem Gehäuse festgelegte Sicherungsplatte vorgesehen, mittels welcher der Lagertopf gegen relativ zu dem Gehäuse erfolgende Relativdrehungen gesichert ist, wobei die Sicherungsplatte an dem Trägerelement befestigt ist. Unter dem Merkmal, dass die Sicherungsplatte zumindest mittelbar an dem Gehäuse festgelegt ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Sicherungsplatte gegen in axialer Richtung und/ oder in radialer Richtung verlaufende Relativbewegungen zwischen der Sicherungsplatte und dem Gehäuse gesichert ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sichert die zweite Verbindungseinrichtung den Lagertopf mit der Sicherungsplatte an dem Trägerelement. Der Lagertopf ist insbesondere mittels der zweiten Verbindungseinrichtung drehfest mit der Sicherungsplatte verbunden. Dadurch können mittels der zweiten Verbindungseinrichtung Relativdrehungen zwischen dem Lagertopf und der Sicherungsplatte vermieden werden, jedoch lässt die zweite Verbindungseinrichtung erfindungsgemäß in radialer Richtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Lagertopf und der Sicherungsplatte zu. Dadurch kann das Wälzlager über den Lagertopf und die Sicherungsplatte in radialer Richtung frei aufgehängt werden beziehungsweise sein, sodass an dem beziehungsweise über das Axiallager axiale Kräfte, welche von dem Sonnenrad auf das Axiallager wirken, aufgenommen beziehungsweise abgestützt werden können, jedoch kann vermieden werden, dass das Axiallager eine radiale Lagerung des Sonnenrads unerwünschterweise beeinträchtigt. Durch die radiale Bewegbarkeit des Lagertopfes relativ zu der Sicherungsplatte kann darüber hinaus ein besonders vorteilhafter Toleranzausgleich realisiert werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Verbindungseinrichtung an dem Lagertopf vorgesehene Nuten und an der Sicherungsplatte vorgesehene Nasen aufweist, welche in die Nuten eingreifen.
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Ferner ist es denkbar, dass die zweite Verbindungseinrichtung in axialer Richtung verlaufende beziehungsweise erfolgende Relativbewegungen zwischen dem Lagertopf und der Sicherungsplatte, zumindest in einem vorgegebenen oder vorgebbaren Bereich, zulässt. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter Toleranzausgleich gewährleistet werden.
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Alternativ oder zusätzlich unterbleiben beispielsweise rotatorische und/oder translatorische Relativbewegungen zwischen der Sicherungsplatte und dem Gehäuse. Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen, dass rotatorische und/oder translatorische Relativbewegungen zwischen dem Trägerelement und der Sicherungsplatte unterbleiben. Dabei ist die Sicherungsplatte zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Trägerelement befestigt. Insbesondere kann die Sicherungsplatte derart an dem Trägerelement befestigt sein, dass die Sicherungsplatte mit dem Trägerelement verschraubt ist.
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Insgesamt ist erkennbar, dass das Wälzlager, insbesondere dessen Außenring, der einfach auch als Topf bezeichnete Lagertopf, die Sicherungsplatte und das Trägerelement einen Verbund bilden. Da ferner das Hohlrad mit dem Trägerelement verbunden ist, können sich Verzahnungskräfte, die in oder an dem Sonnenrad und dem Hohlrad beziehungsweise zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad entstehen, über den Verbund aus Wälzlager, insbesondere Außenring, Lagertopf, Sicherungsplatte und Trägerelement ausgleichen und müssen nicht zusätzlich über das beziehungsweise an dem Gehäuse abgestützt werden. Dies bedeutet, dass das Trägerelement zumindest nahezu ausschließlich Reaktionsmomente aus dem Planetenradsatz an das Gehäuse übertragen muss. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Lagerung gewährleistet werden, da der Bauraumbedarf und die Kosten gering gehalten werden können.
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Das Gehäuse weist beispielsweise wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile auf. Dabei ist beispielsweise die Antriebswelle zumindest radial an einem ersten der Gehäuseteile gelagert, wobei beispielsweise der Planetenträger zumindest radial an dem zweiten Gehäuseteil gelagert ist. Das Axiallager ist beispielsweise an oder in dem ersten Gehäuseteil oder an oder in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet. Bei der Antriebseinrichtung kann ein vorteilhafter Toleranzausgleich sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gewährleistet werden, sodass die Antriebswelle und der Planetenradsatz besonders gut gelagert werden können, obwohl die separat voneinander ausgebildeten Gehäuseteile zum Einsatz kommen. Die Gehäuseteile erlauben jedoch eine einfache und somit zeit- und kostengünstig durchführbare Montage der Antriebseinrichtung insgesamt. Der Verbund ermöglicht es dabei, übermäßige Reaktionskräfte aus jeweiligen Verzahnungen des Planetenradsatzes zu kompensieren und nicht in das Gehäuse einleiten zu müssen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung; und
- 3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Antriebseinrichtung entlang einer in 2 gezeigten Schnittlinie A1-A1.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise mittels der Antriebseinrichtung 10, insbesondere elektrisch, antreibbar. Hierzu umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine Antriebseinheit 12, mittels welcher beispielsweise das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Die Antriebseinheit 12 ist beispielsweise als ein Elektromotor ausgebildet, mittels welchem jeweilige Räder des Kraftfahrzeugs und somit das Kraftfahrzeug insgesamt elektrisch angetrieben werden können.
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Die Antriebseinheit 12 weist eine auch als Abtriebswelle bezeichnete Antriebswelle 14 auf, über welche die Antriebseinheit 12 Drehmomente zum Antreiben der Räder beziehungsweise des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst auch ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 16, in welchem beispielsweise die Antriebseinheit 12 und/oder die Antriebswelle 14 jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, angeordnet sind. Dabei ist eine Lagereinrichtung 18 vorgesehen, welche wenigstens zwei in axialer Richtung der Antriebswelle 14 und somit der Antriebseinrichtung 10 insgesamt voneinander beabstandete Lager 20 und 22 aufweist. Die Lager 20 und 22 sind beispielsweise als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, ausgebildet. Über die Lagereinrichtung 18, insbesondere über die Lager 20 und 22, ist die Antriebswelle 14 zumindest in radialer Richtung der Antriebswelle 14 und somit in radialer Richtung der Antriebseinrichtung 10 insgesamt an dem Gehäuse 16 drehbar gelagert.
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Die Antriebseinrichtung 10 umfasst darüber hinaus einen in dem Gehäuse 16 angeordneten Planetenradsatz 24, welcher auch als Planetensatz bezeichnet wird. Insgesamt ist erkennbar, dass das Gehäuse 16 beispielsweise einen Aufnahmeraum 26 bildet oder begrenzt, in welchem beispielsweise der Planetenradsatz 24 angeordnet ist. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 16 ein erstes Gehäuseteil 28 und ein zweites Gehäuseteil 30 auf. Die Gehäuseteile 28 und 30 sind separat voneinander ausgebildet und entlang einer Trennebene 32 miteinander verbunden. Mit anderen Worten verläuft in der Trennebene 32 beispielsweise eine Trennfuge, entlang welcher die Gehäuseteile 28 und 30 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, aneinander abgestützt sind. Mit anderen Worten sind die Gehäuseteile 28 und 30 in der Trennebene 32 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, aneinander abgestützt. Dabei begrenzt das Gehäuseteil 28 einen ersten Teil des Aufnahmeraums 26, und das Gehäuseteil 30 begrenzt einen zweiten Teil des Aufnahmeraums 26. Die separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Gehäuseteile 28 und 30 ermöglichen eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstig durchführbare Herstellung beziehungsweise Montage der Antriebseinrichtung 10.
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Der Planetenradsatz 24 weist ein Sonnenrad 34 auf, welches vorliegend in dem Gehäuseteil 30 angeordnet ist. Das Sonnenrad 34 weist eine Sonnenwelle 36 auf, welche koaxial zu der beispielsweise als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 14 angeordnet ist. Dabei sind die Antriebswelle 14 und die Sonnenwelle 36 und somit das Sonnenrad 34 um eine Drehachse 38 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar. Beispielsweise ist zumindest ein Längenbereich der Sonnenwelle 36 in der Antriebswelle 14 aufgenommen. Der Planetenradsatz 24 weist darüber hinaus ein Hohlrad 40 und einen Planetenträger 42 auf. Der Planetenradsatz 24 weist darüber hinaus Planetenräder 44 auf, welche drehbar an dem Planetenträger 42 gelagert sind und gleichzeitig mit dem Sonnenrad 34 und mit dem Hohlrad 40 kämmen. Der Planetenträger 42 ist um die Drehachse 38 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar. Demgegenüber ist jedoch das Hohlrad 40 fest mit dem Gehäuse 16 verbunden, sodass das Hohlrad 40 an dem Gehäuse 16 festgelegt ist. Damit ist das Hohlrad 40 gegen in axialer Richtung und in radialer Richtung sowie relativ zu dem Gehäuse 16 erfolgende Relativbewegungen gesichert.
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Die Antriebswelle 14 und die Sonnenwelle 36 sind separat voneinander ausgebildete Wellen, welche jedoch derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenwelle 36 und somit das Sonnenrad 34 von der Antriebswelle 14 angetrieben werden können. Hierzu umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine erste Verbindungseinrichtung 46, welche in axialer Richtung der Antriebswelle 14 und somit der Antriebseinrichtung 10 verlaufende beziehungsweise erfolgende Relativbewegungen zwischen dem Sonnenrad 34 und der Antriebswelle 14 zulässt. Dabei ist das Sonnenrad 34 über die erste Verbindungseinrichtung 46 von der Antriebswelle 14 antreibbar, sodass die Wellen über die erste Verbindungseinrichtung 46 drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind. Insbesondere sind die Sonnenwelle 36 und somit das Sonnenrad 34 mittels der Verbindungseinrichtung 46 formschlüssig mit der Antriebswelle 14 drehmomentübertragend gekoppelt, sodass das Sonnenrad 34 über die Verbindungseinrichtung 46 formschlüssig von der Antriebswelle 14 angetrieben werden kann.
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Die Verbindungseinrichtung 46 ist beispielsweise als ein Keilwellenprofil ausgebildet oder umfasst wenigstens ein Keilwellenprofil, welches in axialer Richtung erfolgende Relativbewegungen zwischen den Wellen zulässt und eine drehmomentübertragende Kopplung der Wellen gewährleistet. Außerdem lässt das Keilwellenprofil beziehungsweise die Verbindungseinrichtung 46 Winkelfehler, insbesondere zwischen den Wellen, zu. Somit gewährleistet die Verbindungseinrichtung 46 einen besonders vorteilhaften Toleranzausgleich, was insbesondere deswegen vorteilhaft ist, da das Gehäuse 16 die separat voneinander ausgebildeten Gehäuseteile 28 und 30 umfasst und da beispielsweise die Antriebswelle 14 an beziehungsweise in dem Gehäuseteil 28 und das Sonnenrad 34 an beziehungsweise in dem Gehäuseteil 30 gelagert ist.
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Über die Sonnenwelle 36 und somit über das Sonnenrad 34 können Drehmomente, die von der Antriebseinheit 12 über die Antriebswelle 14 und somit von der Antriebswelle 14 bereitgestellt werden, in den Planetenradsatz 24 eingeleitet werden. Dabei wird der Planetenträger 42 auch als Steg bezeichnet. Der Planetenträger 42 ist ein Abtrieb des Planetenradsatzes 24, da der Planetenradsatz 24 Abtriebsdrehmomente, die aus den in den Planetenradsatz 24 eingeleiteten Drehmomenten resultieren, über den Planetenträger 42 bereitstellen kann. Somit können beispielsweise die Räder des Kraftfahrzeugs über den Planetenträger 42 von der Antriebseinheit 12, insbesondere elektrisch, angetrieben werden.
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Die Verbindungseinrichtung 46 sorgt auch für eine radiale Positionierung der Sonnenwelle 36 und somit des Sonnenrads 34, sodass beispielsweise das Sonnenrad 34 über die Verbindungseinrichtung 46 in radialer Richtung an der Antriebswelle 14 gelagert ist. Das Sonnenrad 34 ist somit beispielsweise über die Verbindungseinrichtung 46, über die Antriebswelle 14 und über die Lagereinrichtung 18 zumindest in radialer Richtung an dem Gehäuse 16 und dabei an dem Gehäuseteil 28, insbesondere drehbar, gelagert. Somit sorgen beispielsweise die Lagereinrichtung 18, die Antriebswelle 14 und die Verbindungseinrichtung 46 für eine erste radiale Lagerung des Sonnenrads 34 in der Sonnenwelle 36. Der Planetenradsatz 24 stellt dabei eine zweite radiale Lagerung der Sonnenwelle 36 dar und lässt dabei beispielsweise ebenfalls in axialer Richtung erfolgende Relativbewegungen zwischen der Sonnenwelle 36 und der Antriebswelle 14 sowie Winkelfehler, insbesondere zwischen den Wellen, zu. Somit ist beispielsweise die Sonnenwelle 36 über das Sonnenrad 34, die Planetenräder 44 und das Hohlrad 40 zumindest in radialer Richtung an dem Gehäuse 16 und dabei an dem Gehäuseteil 30 gelagert.
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Um die Sonnenwelle 36 statisch bestimmt zu lagern, ist auch eine axiale Führung in Form eines Axiallagers 48 vorgesehen. Somit sind die Sonnenwelle 36 und das Sonnenrad 34 über das Axiallager 48, insbesondere zumindest mittelbar an dem Gehäuse 16, axial gelagert. Das Axiallager 48 weist dabei wenigstens oder genau ein Wälzlager 50 auf, über das die Sonnenwelle 36 und das Sonnenrad 34, insbesondere an dem Gehäuse 16, axial gelagert ist.
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Ist der Planetenradsatz 24 beispielsweise schräg verzahnt, so entstehen insbesondere bei einem Betrieb der Antriebseinrichtung 10 Verzahnungskräfte in dem Planetenradsatz 24. Die Verzahnungskräfte werden auch als Reaktionskräfte bezeichnet, die in jeweiligen Verzahnungen des Planetenradsatzes 24 entstehen. Insbesondere entstehen die Verzahnungskräfte zwischen einer Schrägverzahnung des Sonnenrads 34 und einer Schrägverzahnung der Planetenräder 44 und/oder zwischen der Schrägverzahnung der Planetenräder 44 und einer Schrägverzahnung des Hohlrads 40. die Verzahnungskräfte weisen eine in axialer Richtung verlaufende Kraftkomponente auf, welche auch als Axialkraft oder Axialkräfte bezeichnet wird. Somit können in beziehungsweise über das Axiallager 48 axiale Verzahnungskräfte, das heißt Axialkräfte, welche beispielsweise aus Verzahnungskräften des Planetenradsatzes 24 resultieren, aufgenommen und abgestützt werden.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Axiallager 48 in dem Gehäuseteil 30 und somit aus Sicht der Antriebseinheit 12 jenseits der auch als Gehäusetrennebene bezeichneten Trennebene 32 angeordnet. Alternativ dazu kann das Axiallager 48 in dem Gehäuseteil 28 und somit aus Sicht der Antriebseinheit 12 diesseits der Trennebene 32 angeordnet sein. Anstelle des Wälzlagers 50 könnte ein Vierpunktlager oder aber ein normales Rillenkugellager verwendet werden, welches etwaig auftretende Axialkräfte aufnehmen kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn das einfach auch als Lager bezeichnete Axiallager 48 zumindest in radialer Richtung frei aufgehängt ist. Dies wird im Folgenden erläutert. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst darüber hinaus eine zweite Lagereinrichtung 52, welche wenigstens oder genau ein beispielsweise als Wälzlager ausgebildetes Lager 54 umfasst. Mittels der Lagereinrichtung 52 ist der Planetenträger 42 in radialer Richtung drehbar an dem Gehäuse 16 und dabei an dem Gehäuseteil 30 gelagert. Dabei ist das Axiallager 48 in axialer Richtung zwischen den Lagereinrichtungen 18 und 52 angeordnet.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Lagerung, insbesondere Axiallagerung, realisieren zu können, ist das Axiallager 48 in axialer Richtung zwischen der Antriebseinheit 12 und dem Planetenradsatz 24 angeordnet. Außerdem weist das Axiallager 48 - wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 und 3 erkennbar ist - einen separat von dem Gehäuse 16 ausgebildeten Lagertopf 56 auf, an welchem das Wälzlager 50 über dessen drehfest mit dem Lagertopf 56 verbundenen Außenring 58 in axialer Richtung abgestützt ist. Dabei ist der Außenring 58 in axialer Richtung direkt an dem Lagertopf 56 abgestützt. Das Wälzlager 50 weist den Außenring 58 und einen Innenring 60 auf. Außerdem umfasst das Wälzlager 50 einen Wälzkörper 62. Der Innenring 60 ist in axialer Richtung an der Sonnenwelle 36 gesichert und dabei einerseits an einem Bund 64 und andererseits an einem formschlüssig mit der Sonnenwelle 36 zusammenwirkenden und dadurch in axialer Richtung an der Sonnenwelle 36 festgelegten Sicherungsring 66 in axialer Richtung abgestützt.
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Das Axiallager 48 umfasst darüber hinaus eine separat von dem Lagertopf 56 und separat von dem Gehäuse 16 ausgebildete und zumindest mittelbar an dem Gehäuse 16 festgelegte Sicherungsplatte 68. Außerdem umfasst das Axiallager 48 eine zweite Verbindungseinrichtung 70, welche in radialer Richtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Lagertopf 56 und der Sicherungsplatte 68 zulässt. Mittels der zweiten Verbindungseinrichtung 70 ist der Lagertopf 56 gegen relativ zu der Sicherungsplatte 68 erfolgende Relativdrehungen an der Sicherungsplatte 68 gesichert. Somit kann sich der Lagertopf 56 nicht um die Drehachse 38 relativ zu der Sicherungsplatte 68 drehen.
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Das Axiallager 48 umfasst darüber hinaus einen separat von dem Gehäuse 16, separat von der Sicherungsplatte 68 und separat von dem Lagertopf 56 ausgebildete und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 16 festgelegtes, als Trägerplatte 72 ausgeführtes Trägerelement, an welchem das Hohlrad 40 befestigt ist. Das Hohlrad 40 und die Trägerplatte 72 sind beispielsweise als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene, insbesondere miteinander verschweißte, Bauelemente ausgebildet. Außerdem ist die Sicherungsplatte 68 an der Trägerplatte 72 befestigt. Dadurch ist beispielsweise die Sicherungsplatte 68 gegen in axialer Richtung erfolgende und relativ zu der Trägerplatte 72 erfolgende Relativbewegung gesichert, und die Sicherungsplatte 68 ist dadurch gegen relativ zu der Trägerplatte 72 erfolgende Drehungen gesichert. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Sicherungsplatte 68 mittels Schrauben 74 mit der Trägerplatte 72 verschraubt und dadurch an der Trägerplatte 72 befestigt.
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Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Wälzlager 50 ein Rillenkugellager, welches an beziehungsweise in dem einfach auch als Topf bezeichneten Lagertopf 56 montiert ist. Der Lagertopf 56 weist an seinem Umfang, insbesondere an seinem Außenumfang, mehrere, beispielsweise in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Nuten 76 der zweiten Verbindungseinrichtung 70 auf. Die Verbindungseinrichtung 70 umfasst darüber hinaus an der Sicherungsplatte 68 vorgesehene Nasen 78, welche in die korrespondierenden Nuten 76 eingreifen. Dadurch sind der Lagertopf 56 und somit der Außenring 58 gegen ein Verdrehen relativ zu der Sicherungsplatte 68 und relativ zu dem Gehäuse 16 gesichert. Der Lagertopf 56 wird dabei über die Sicherungsplatte 68 und mittels der Schrauben 74 sowie über die Verbindungseinrichtung 70 derart an der Trägerplatte 72 gesichert, dass der Lagertopf 56 in radialer Richtung, insbesondere relativ zur Sicherungsplatte 68 und/oder relativ zu dem Gehäuse 16, bewegbar beziehungsweise beweglich gelagert ist. Dabei ist beispielsweise der Außenring 58 in radialer Richtung nach außen hin direkt an dem Lagertopf 56 abgestützt, und/oder der Innenring 60 ist in radialer Richtung nach innen hin direkt an der Sonnenwelle 36 abgestützt. Insgesamt ist erkennbar, dass hierdurch ein besonders vorteilhafter Toleranzausgleich sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gewährleistet werden kann.
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Das Hohlrad 40 ist mit der Trägerplatte 72 verbunden, sodass sich die in dem Sonnenrad 34 und in dem Hohlrad 40 entstehenden Verzahnungskräfte über den Verbund aus Wälzlager 50, Lagertopf 56, Sicherungsplatte 68 und Trägerplatte 72 ausgleichen und nicht zusätzlich über das beziehungsweise an dem Gehäuse 16 abgestützt werden müssen. Dies bedeutet, dass die Trägerplatte 72 fast ausschließlich die Reaktionsmomente aus dem Planetenradsatz 24 an das Gehäuse 16 übertragen muss. Der Außenring 58 kann beispielsweise über den Lagertopf 56 und die Sicherungsplatte 68 direkt an der Trägerplatte 72 abgestützt werden, sodass Reaktionskräfte aus der Verzahnung nicht in das Gehäuse 16 eingeleitet werden. Da die Verbindungseinrichtung 70 beziehungsweise der Lagertopf 56 und die Sicherungsplatte 68 in radialer Richtung erfolgende Relativbewegungen zwischen der Sicherungsplatte 68 und dem Lagertopf 56 zulassen, kann eine radiale Bewegbarkeit des Wälzlagers 50 in radialer Richtung relativ zu dem Gehäuse 16 realisiert werden, wobei gleichzeitig der Außenring 58 in radialer Richtung direkt an dem Lagertopf 56 abgestützt sein kann. Dadurch können unerwünschte, relativ zu dem Lagertopf 56 beziehungsweise relativ zu dem Gehäuse 16 erfolgende Relativdrehung des Außenrings 58 sicher vermieden werden. Besonders gut aus 2 sind die Sicherungsplatte 68 und die Trägerplatte 72 erkennbar.
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Der Antriebseinrichtung 10, insbesondere deren Ausgestaltung, liegen die Erkenntnisse zugrunde, dass bei einer Lagerung von einzelnen Wellen eines Planetengetriebes beziehungsweise eines Planetenradsatzes darauf geachtet werden sollte, dass das Planetengetriebe beziehungsweise der Planetenradsatz nicht statisch überbestimmt ist. Eine weitere Herausforderung kann sich dadurch ergeben, wenn die Wellen beziehungsweise deren Lager in unterschiedlichen Gehäuseteilen angeordnet sind. Üblicherweise müssen dann die Gehäuseteile sehr genau gefertigt werden und/oder Fluchtungsfehler müssen anderweitig kompensiert werden. Bei der Antriebseinrichtung 10 kann nun ein besonders vorteilhafter Toleranzausgleich realisiert werden, und zwar sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Somit können die Wellen an den separat voneinander ausgebildeten Gehäuseteilen 28 und 30 gelagert werden, ohne dass die Gehäuseteile 28 und 30 mit einer übermäßig kostenintensiven Genauigkeit gefertigt werden müssen. Die Lagereinrichtungen 18 und 52 sowie das Axiallager 48 ermöglichen dabei eine besonders einfache und kompakte sowie statisch bestimmte Lagerung, insbesondere des Planetenradsatzes 24.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebseinrichtung
- 12
- Antriebseinheit
- 14
- Antriebswelle
- 16
- Gehäuse
- 18
- Lagereinrichtung
- 20
- Lager
- 22
- Lager
- 24
- Planetenradsatz
- 26
- Aufnahmeraum
- 28
- Gehäuseteil
- 30
- Gehäuseteil
- 32
- Trennebene
- 34
- Sonnenrad
- 36
- Sonnenwelle
- 38
- Drehachse
- 40
- Hohlrad
- 42
- Planetenträger
- 44
- Planetenrad
- 46
- erste Verbindungseinrichtung
- 48
- Axiallager
- 50
- Wälzlager
- 52
- Lagereinrichtung
- 54
- Lager
- 56
- Lagertopf
- 58
- Außenring
- 60
- Innenring
- 62
- Wälzkörper
- 64
- Bund
- 66
- Sicherungsring
- 68
- Sicherungsplatte
- 70
- zweite Verbindungseinrichtung
- 72
- Trägerplatte
- 74
- Schraube
- 76
- Nut
- 78
- Nase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016221708 A1 [0002]
- WO 2017/101920 A1 [0002]