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Die Erfindung betrifft eine Ölfangschale, umfassend einen Schalenkörper mit einem rinnenförmigen Ölsammelraum, sowie mehrere axial abragende, hohle Ölzuführstutzen, die mit dem Ölsammelraum kommunizieren.
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In vielerlei Anwendungen ist es erforderlich, rotierende Bauteile mit Öl zu versorgen, um sie zu schmieren und/oder zu kühlen. Ein Beispiel ist ein Planetengetriebe, das einen Planetenträger aufweist, an dem mehrere Planetenbolzen angeordnet sind, auf denen über Lagerungen außenverzahnte Planetenräder angeordnet sind, die mit der Innenverzahnung eines sie umgreifenden Hohlrads kämen. Um die Lagerungen der Planetenräder, die zumeist über Nadellager gelagert sind, mit Öl versorgen zu können, ist jeder Planetenbolzen mit einer Kanalstruktur versehen, die einen axialen Kanalabschnitt aufweist, über den die Ölzufuhr erfolgt. Um dort Öl einzubringen, ist eine Ölfangschale vorgesehen, die am Planetenträger, der üblicherweise rotiert, angeordnet ist. Die Ölfangschale weist einen Schalenkörper mit einem rinnenförmigen Ölsammelraum auf, der zum Innenumfang hin offen ist, axial und radial aber geschlossen ist, sodass in dieser Rinne von radial innen zugeführtes Öl eingefangen werden kann. Das Öl wird zumeist über eine Kanalstruktur, die an einer zentralen Welle ausgebildet ist und die auch die Ölfangschale durchsetzt, über eine Radialbohrung nach außen geschleudert, sodass die Ölfangschale zumindest einen Teil des Öls einfangen kann.
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Die Ölfangschale weist des Weiteren mehrere axial abragende, hohle Ölzuführstutzen auf, wobei die Anzahl der Ölzuführstutzen der Anzahl an Planetenbolzen entspricht. Jeder Ölzuführstutzen greift in eine axiale Bohrung des Planetenbolzens ein respektive mündet an dieser. Da jeder Ölzuführstutzen auch mit dem Ölsammelraum kommuniziert, kann demzufolge aus dem Ölsammelraum das Öl axial in die Planetenbolzenbohrungen fließen und von dort aus zur jeweiligen Planetenradlagerung gelangen.
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Neben der Möglichkeit, die Ölfangschale über an ihr ausgebildete Schnapphaken, die in entsprechende Rastaufnahmen an dem Planetenträger einschnappen, axial zu fixieren, ist es auch bekannt, die Ölfangschale mittels einer Axiallageranordnung, über die der Planetenträger axial an einer Umgebungskonstruktion abgestützt ist, zu fixieren. Ein Beispiel hierfür zeigt
DE 10 2005 054 084 A1 . Die Ölfangschale, die mit ihren Ölzuführstutzen in die Bolzenbohrungen eingreift, weist einen sich radial nach innen erstreckenden Schalen- oder Flanschabschnitt auf, der axial von dem Außenrand einer Axiallagerscheibe der Axiallageranordnung, auf der die käfiggeführten Wälzkörper des Axiallager wälzen, übergriffen ist. Die Axiallagerscheibe selbst ist am Planetenträger abgestützt. Da die Wälzkörper an der anderen Seite wiederum an einer Gegenlaufbahn abgestützt sind, ist über diesen axialen Übergriff die Ölfangschale axial festgelegt.
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Aus
DE 19 534 791 A1 ist eine Planetenträgeranordnung bekannt, bei der eine Ölfangscheibe, die keinen Ölsammelraum aufweist, vorgesehen ist. Die Ölfangscheibe weist am Innenumfang einen abgewinkelten Randabschnitt auf, über den mit dem Planetenträger selbst ein Stauspalt gebildet wird, in dem das zugeführte Öl aufgestaut wird, von wo aus es über weitere Spalten in axiale Planetenbohrungen strömt. Diese Ölstauscheibe ist als einfache Axialscheibe ausgeführt, die gleichzeitig als Laufbahn für die Wälzkörper eines Axiallagers dient, das heißt, dass die Ölstauscheibe respektive Axialscheibe ringförmig ist und eine vollflächige Laufbahn für die Wälzkörper aufweist.
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Aufgrund der zunehmenden Kompaktierung steht häufig nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung, in dem einerseits eine Ölfangschale, und andererseits das Axiallager beispielsweise am Planetengetriebe respektive dem Planetenträger angeordnet werden kann. Da das Axiallager einen entsprechend großen Durchmesser aufweist, da es sich bevorzugt auf dem Teilkreis der Planetenbolzen respektive Planetenräder befindet, ist eine Integration einer Ölfangschale mit Schnapphaken oder in der Weise wie in
DE 10 2005 054 084 A1 beschrieben oft nicht möglich.
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Die JP H08- 270 767 A und die
JP 2013 -
204 770 A zeigen jeweils ein Ölleitelement.
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Die
DE 10 2013 206 880 B3 zeigt ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradsatz, bestehend aus wenigstens einem Planetenradträger, der zur Aufnahme von versetzt zueinander angeordneten Planetenradbolzen bestimmt ist, auf denen jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist.
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Die
DE 10 2008 000 900 A1 zeigt ein Planetengetriebe mit mindestens einem Planetenradsatz, welcher einen Planetenradträger und auf Planetenradbolzen, die axial in den Planetenradträger eingesetzt sind, verdrehbar gelagerte Planetenräder aufweist, mit einem zum Planetenradsatz benachbarten Bauelement, welches zu einem Planetenradträger des Planetenradsatzes keine Relativdrehzahl ausweist, sowie mit einer Schmiervorrichtung zur Schmiermittelzufuhr zu den Planetenrädern und deren Lagerung.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine dem gegenüber verbesserte Ölfangschale anzugeben.
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Zur Lösung des Problems ist bei einer eingangs genannten Ölfangschale erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Schalenkörper mehrere radial nach außen abragende Vorsprünge vorgesehen sind, an deren einen Seite jeweils ein Ölzuführstutzen abragt und deren andere ebene Seite als Auflagefläche für eine benachbarte Axiallageranordnung dient.
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Die erfindungsgemäße Ölfangschale erlaubt eine axiale Fixierung über die benachbarte, den Planetenträger axial abstützende Axiallageranordnung, die die Ölfangschale jedoch nur lokal an den radialen Vorsprüngen übergreift und an den ebenen Auflageflächen dieser Vorsprünge aufliegt. Der eigentliche Schalenkörper, der den rillenförmigen Ölsammelraum aufweist, liegt radial geschachtelt innerhalb des Axiallagers, das folglich außen um den Schalenkörper respektive den Ölsammelraum umläuft. Es wird demzufolge sichergestellt, dass das Axiallager den benötigten Durchmesser aufweisen kann, und andererseits, dass eine Ölfangschale mit einem entsprechend ausgelegten Ölsammelraum integriert werden kann. Über den axialen Übergriff der Axiallageranordnung über die Auflageflächen ist eine sichere axiale Fixierung der Ölfangschale realisiert, wobei gleichzeitig die Axiallageranordnung den Planetenträger, an dem sie anliegt wie gefordert axial abstützt. Da der Schalenkörper wie beschrieben kleiner als der Innendurchmesser der Axiallageranordnung ist, folglich sich also radial innerhalb des Axiallagers befindet, wird kein radial außerhalb des Axiallagers liegender Bauraum für die Integration der Ölfangschale benötigt.
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Der Schalenkörper selbst weist erfindungsgemäß eine polygone Form auf, wobei die Vorsprünge an den Ecken des Schalenkörpers vorgesehen sind. Die Polygonform richtet sich nach der Anzahl der Planetenbolzen respektive Planetenräder. Bei drei Planetenrädern und Planetenbolzen ist die Ölfangschale im Wesentlichen dreieckförmig, bei vier Planetenrädern beziehungsweise Planetenbolzen viereckig etc. Im Bereich jeder Schalenecke ist erfindungsgemäß ein entsprechender Vorsprung nebst Ölzuführstutzen vorgesehen, mit welchem Vorsprung die Ölfangschale quasi radial gesehen unter die Axiallageranordnung taucht.
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Jeder Ölzuführstutzen kann eine entsprechende Bohrung aufweisen, die bezüglich des Ölsammelraums radial nach außen versetzt ist und über eine Verbindungsöffnung mit dem Ölsammelraum kommuniziert. Das heißt, dass die Ölzuführstutzen respektive deren Bohrungen nicht unmittelbar axial gesehen mit dem Ölsammelraum kommunizieren, sondern radial seitlich versetzt hierzu angeordnet sind. Dies ermöglicht es den Schalenkörper und damit den Ölsammelraum noch weiter nach innen zu ziehen, wobei die Ölführung vom Ölsammelraum zur Bohrung über eine entsprechende Verbindungsöffnung sichergestellt ist. Die Bohrungen können also auf entsprechend großem Teilkreis positioniert werden, während der Sammelraum relativ weit nach innen geführt ist, sodass dann auch die Axiallageranordnung idealerweise genau auf dem Teilkreis der Planetenbolzen positioniert werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung kann der Schalenkörper einen ringförmigen und im Querschnitt L-förmigen Wandabschnitt mit einem Radialschenkel und einem an dessen Innenumfang abragenden Axialschenkel aufweisen, wobei der Wandabschnitt in der Montagestellung abdichtend an einem Planetenträger anliegt. Über diesen Wandabschnitt wird zum einen der Ölsammelraum axial zum Planetenträger hin begrenzt, zum anderen liegt die Ölfangschale mit diesem Wandabschnitt am Planetenträger an. Um sicher zu stellen, dass das von radial innen zugeführte respektive zugeschleuderte Öl in möglichst großer Menge in den Ölsammelraum gelangt, ist der Wandabschnitt L-förmig im Querschnitt ausgeführt. Der zylindrische Axialflansch greift in eine entsprechende Eintiefung am Planetenträger, die beispielsweise über eine axiale Stützfläche oder axiale Stützeinlage, auf der die Axiallageranordnung am Planetenträger axial abgestützt ist, gebildet wird, ein, worüber eine entsprechende dichte Anbindung des Wandabschnitts und damit der Ölfangschale am Planetenträger sichergestellt ist.
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Schließlich kann jeder Ölzuführstutzen einen zumindest teilkonischen Zentrierabschnitt aufweisen, der in der Montagestellung formschlüssig in eine konische Ölzuführbohrung eines Planetenbolzens eingreift. Die Ölzuführbohrung ist zumindest im Bereich ihrer Mündung mit einem konischen Zentrierabschnitt versehen, das heißt, sie erweitert sich konisch nach außen hin. Jeder Zuführbolzen weist bevorzugt einen entsprechenden, zumindest teilkonischen Zentrierabschnitt auf, mit dem er formschlüssig in diesen konischen Bohrungsabschnitt eingreifen kann, sodass eine definierte Positionierung und Zentrierung der Ölfangschale möglich ist und Montagefehler ausgeschlossen werden können.
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Neben der Ölfangschale selbst betrifft die Erfindung ferner ein Planetengetriebe umfassend einen Planetenträger mit mehreren daran angeordneten Planetenbolzen mit jeweils einer Ölzuführbohrung, eine Ölfangschale der vorstehend beschriebenen Art, sowie eine Axiallageranordnung, die am Planetenträger und an den Vorsprüngen der Ölfangschale, diese am Planetenträger axial fixierend, aufliegt. Die Axiallageranordnung sitzt demzufolge sowohl am Planetenträger als auch den Vorsprüngen auf, ist also nahezu vollständig über ihre axiale Abstützfläche am Planetenträger axial abgestützt.
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Dabei kann am Planetenträger eine entsprechende axiale Stützfläche vorgesehen sein, an der die Axiallageranordnung abgestützt ist, welche Stützfläche in den Bereichen, in denen die Vorsprünge der Ölfangschale positioniert sind, lokal unterbrochen ist, wobei die ebene Seite der Vorsprünge bündig in der Stützfläche aufgenommen ist. Die Stützfläche, die am Planetenträger unmittelbar, also integral ausgebildet sein kann, aber auch mittels eines am Planetenträger angeordneten, ringförmigen Stützelements oder mehrerer solcher Stützelementsegmente, definiert den größten Teil der axialen Stützfläche für die Axiallageranordnung. In den Bereichen jedoch, in denen die Vorsprünge der Ölfangschale zu positionieren sind, ist diese Stützfläche unterbrochen, sodass die Vorsprünge dort zu integrieren sind, wobei in Bereich dieser lokalen Unterbrechungen natürlich der Zugang zu den Axialbohrungen der Planetenbolzen offen ist, sodass die Ölzuführstutzen in diese eingreifen können. In der Montagestellung sind die Vorsprünge derart angeordnet, dass die ebenen Auflageflächen der Vorsprünge bündig in die benachbarte Stützfläche des Planetenträgers eingebunden sind, sodass sich letztlich eine umlaufende ringförmige und ebene Gesamtfläche aus der Stützfläche des Planetenträgers sowie den Auflageflächen der Vorsprünge bildet. Dies stellt eine optimale axial Abstützung der Axiallageranordnung sicher, bei gleichzeitig sicherer Fixierung der Ölfangschale.
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Weist die Ölfangschale einen im Querschnitt L-förmigen Wandabschnitt auf, so kann der Wandabschnitt mit seinem Radialabschnitt axial an der Stützfläche des Stützabschnitts, und natürlich auch der Auflagefläche der Vorsprünge, anliegen, während er mit seinem Axialabschnitt radial innen den Stützabschnitt umgreift, sodass dort die bereits vorstehend beschriebenen dichte Anlage gewährleistet ist.
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Bevorzugt weist die Axiallageranordnung eine Axialscheibe auf, auf der die Wälzkörper des Axiallagers wälzen und die am Planetenträger anliegt, über die also die Axiallageranordnung am Planetenträger axial abgestützt ist. Diese Axiallagerscheibe liegt folglich axial an der Stützfläche des Stützabschnitts des Planetenträgers sowie der Auflagefläche der Vorsprünge flächig an. Die Axiallagerscheibe selbst stellt die entsprechende Laufbahn für die Wälzkörper zur Verfügung, die demzufolge nicht unmittelbar auf der Stützfläche des Planetenträgers und der Vorsprünge wälzen, da diese lediglich als axiale Auflageflächen, nicht aber als Laufflächen dienen.
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Neben dem Planetengetriebe selbst betrifft die Erfindung ferner eine elektrische Achse, umfassend ein Planetengetriebe der vorstehend beschriebenen Art. Eine solche elektrische Achse wird zunehmend in Kraftfahrzeugen verbaut, wobei das Planetengetriebe ein Teil der elektrischen Achse ist, die natürlich auch über mehr als nur ein solches Planetengetriebe in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Ölfangschale verfügen kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Ölfangschale in einer Explosionsdarstellung zusammen mit einem teilweise dargestellten Planetengetriebe,
- 2 eine Prinzipdarstellung in Form einer Teilansicht des Planetengetriebes nebst angeordneter Ölfangschale und Axiallageranordnung, und
- 3 eine vergrößerte Perspektivansicht als Teildarstellung der Anordnung aus 2.
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In der Explosionsdarstellung gemäß 1 ist eine erfindungsgemäße Ölfangschale 1 gezeigt, mit einem Schalenkörper 2, der über zwei axiale Wandanschnitte 3, 4 sowie einen äußeren radialen Wandabschnitt 5 einen rinnenförmigen Ölsammelraum 6 begrenzt, wobei der Ölsammelraum 6 zum Innenumfang des polygonen, hier viereckigen Schalenkörpers 2 hin offen ist.
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An jedem Eck des viereckigen Schalenkörpers 2 ist ein Vorsprung 7 vorgesehen, der sich radial nach außen erstreckt, und an dem an einer Seite jeweils ein hohler, eine Bohrung 8 aufweisender Ölzuführstutzen 9 axial abragend vorgesehen ist. Die andere, gegenüberliegende Seite ist als ebenflächige Auflagefläche 10 ausgeführt, an der, wie nachfolgend noch beschrieben wird, eine Axiallageranordnung 11 aufliegt.
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Die Vorsprünge 7 sind quasi als rundliche Vorsprünge ausgeführt, zumindest was die Seite mit der Auflagefläche 10 angeht. Bevorzugt ist die Ölfangschale 1 ein Kunststoffbauteil, an dem die entsprechenden Geometrien problemlos ausgebildet werden können. Die Ölfangschale 1 wird bezüglich 2 noch detaillierter beschrieben.
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1 zeigt des Weiteren eine Ansicht eines Planetengetriebes 12, das hier nur teilweise dargestellt ist. Gezeigt ist insbesondere ein Planetenträger 13, an dem nicht näher gezeigte Planetenbolzen 14, die in 2 gezeigt sind, befestigt sind. Jeder Planetenbolzen 14 weist eine Kanalstruktur mit einer axialen Bohrung 15 auf, von der eine radiale Bohrung abzweigt, die zu einem Wälzlager 16, über das ein Planetenrad 17 auf dem jeweiligen Planetenbolzen 14 drehgelagert ist, führt. Um der Wälzlagerung 16 Öl zuzuführen, wird die Ölfangschale 1 am Planetenträger 13 angeordnet, der entsprechende Durchbrechungen 18 aufweist, durch die die Ölzuführstutzen 9 greifen, die sodann in die Bohrungen 15 eingreifen. Die Ölfangschale 1 ist einerseits über die eingreifenden Ölzuführstutzen 9 und andererseits über den Wandabschnitt 4, der am Planetenträger 13 axial anliegt, daran axial abgestützt.
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Der Planetenträger 13 weist des Weiteren eine Stützfläche 19 auf, auf der die Axiallageranordnung 11 abgestützt ist, soweit sie nicht auf der Auflagefläche 10 der Vorsprünge 7 aufliegt, die flächenbündig in entsprechende Vertiefungen 20, die am Planetenträger 13 ausgebildet sind, eingebettet sind.
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2 zeigt in einer vergrößerten Teilansicht die monierte Ölfangschale 1, die in der Montagestellung mit ihren Ölzuführstutzen 9 in die jeweiligen Bohrungen 15 eingreift. Jede Bohrung 15 weist einen konischen Abschnitt 21 auf, während jeder Ölzuführstutzen 9 einen zumindest teilkonischen Zentrierabschnitt 22 aufweist, der in der Montagestellung formschlüssig am konischen Abschnitt 21 anliegt.
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Wie 2 zeigt, kommuniziert jede stutzenseitige Bohrung 8 mit dem Ölsammelraum 6. Sie ist jedoch, da sich die Vorsprünge 7 radial nach außen vom Schalenkörper 2 erstrecken, radial nach außen relativ zum Ölsammelraum 6 versetzt. Damit Öl aus dem Ölsammelraum 6 in die jeweilige Bohrung 8 gelangen kann, ist jeweils eine Öffnung 23 vorgesehen, über die der Ölsammelraum 6 mit der jeweiligen Bohrung 8 kommuniziert. Die jeweilige Bohrung 8 mündet sodann in der jeweiligen axialen Bohrung 15, sodass über diese das Öl dem Wälzlager 16 zugeführt werden kann.
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Der Wandabschnitt 4 ist im Querschnitt L-förmig ausgeführt. Er weist einen Radialschenkel 24 auf, der auf der Stützfläche 19 axial abgestützt ist. Der Wandabschnitt 4 weist des Weiteren einen zylindrischen Axialschenkel 25 auf, der den die Stützfläche 19 aufweisenden Stützabschnitt am Innenumfang umgreift, worüber eine entsprechende Abdichtung in diesem Bereich gewährleistet ist, sodass das von radial innen in den Ölsammelraum 6 einströmende Öl dort nicht unkontrolliert abfließt.
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Dargestellt ist des Weiteren die Axiallageranordnung 11, umfassend ein Axiallager 26 mit einer Mehrzahl von zylindrischen Wälzkörpern 27, die in einem Käfig 28 geführt sind. Die Axiallageranordnung 11 umfasst des Weiteren eine Axiallagerscheibe 29, die die Lauffläche für die Wälzkörper 27 aufweist, und über die die Axiallageranordnung 11 des Weiteren auf der Stützfläche 19 sowie den bündig in diese eingelassenen Auflageflächen 10 der Vorsprünge 7 aufliegt respektive abgestützt ist. Ersichtlich verläuft die Axiallageranordnung 11 radial außerhalb des Schalenkörpers 2 und damit des Ölsammelraums 6, sie befindet sich bestmöglich bezüglich des Teilkreises, auf dem die Zentralachsen der Planetenbolzen 14 liegen, positioniert. Radialer Bauraum durch die Integration der Ölfangschale 1 nach außen wird nicht benötigt, da diese radial nach innen verschachtelt angeordnet ist. Da das Axiallager 26 zur gemäß 2 rechten Seite hin an einer nicht näher gezeigten Umgebungskonstruktion axial abgestützt ist, ist über die Axiallageranordnung 11 zwangsläufig die Ölfangschale 1 axial am Planetenträger 13 fixiert. Die zur rechten Seite hin gegebene axiale Abstützung kann beispielsweise zu einem weiteren Rotationsbauteil wie einer Verbinderscheibe, über die das hier nicht näher gezeigte Hohlrad des Planetengetriebes axial drehgelagert und abgestützt ist, erfolgen, oder zu anderen Umgebungsbauteilen.
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3 zeigt schließlich die erfindungsgemäß integrierte Ölfangschale 1 sowie ausschnittsweise das Planetengetriebe 12 mit seinem Planetenträger 13 sowie einem hier dargestellten Planetenrad 30. Dargestellt ist des Weiteren die Axiallageranordnung 11 mit ihrem Axiallager 26 sowie der Axiallagerscheibe 29, von der nur der radial innen liegende Scheibenabschnitt zu sehen ist. Die Axiallageranordnung 26 ist zum einen auf der Stützfläche 19 des Planetenträgers 13 abgestützt, zum anderen erstreckt sie sich auch über die Auflagefläche 10 des jeweiligen Vorsprungs 7, wie 3 anschaulich zeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölfangschale
- 2
- Schalenkörper
- 3
- Wandanschnitt
- 4
- Wandanschnitt
- 5
- Wandabschnitt
- 6
- Ölsammelraum
- 7
- Vorsprung
- 8
- Bohrung
- 9
- Ölzuführstutzen
- 10
- Auflagefläche
- 11
- Axiallageranordnung
- 12
- Planetengetriebe
- 13
- Planetenträger
- 14
- Planetenbolzen
- 15
- Ölzuführbohrung
- 16
- Wälzlager
- 17
- Planetenrad
- 18
- Durchbrechung
- 19
- Stützfläche
- 20
- Vertiefung
- 21
- Abschnitt
- 22
- Zentrierabschnitt
- 23
- Verbindungsöffnung
- 24
- Radialschenkel
- 25
- Axialschenkel
- 26
- Axiallager
- 27
- Wälzkörper
- 28
- Käfig
- 29
- Axialscheibe
- 30
- Planetenrad
