DE10143562A1

DE10143562A1 - Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe und Baureihe

Info

Publication number: DE10143562A1
Application number: DE10143562A
Authority: DE
Inventors: Peter Weber; Wolfgang Petermann
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2002-05-02

Abstract

Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe, wobei die ein- und/oder abtreibende Welle mindestens einer Planetenstufe und/oder des gesamten Planetengetriebes mit Kugellagern gelagert sind, wobei an mindestens einem Kugellager ein Nilosring zum Getriebeinnern hin angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe und eine Baureihe.

Aus der OS 15 50 761 ist ein Planetengetriebe bekannt, das ein Kugellager und einen am Kugellager separat anliegenden Ring zum Distanzhalten aufweist. Von Nachteil ist dabei, dass bei Erhöhung der Temperatur im Getriebeinneren Schmierstoff austreten kann, da in diesem Fall ein erhöhter Druck auftritt und das Kugellager nicht abgedichtet ausgeführt ist.

Planetengetriebe mit Abdichtungen, wie Wellendichtringe oder dergleichen, sind aufwendig und kostspielig.

Abgedichtete Kugellager sind aus der DIN 625 oder DIN 628 bekannt. Von Nachteil ist jedoch, dass sie bei geringen Druckdifferenzen, wie beispielsweise 0,2 bar, undicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe mit möglichst kostengünstig herstellbaren und möglichst wenigen Teilen weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem ein- oder mehrstufigen Planetengetriebe nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei der Baureihe nach den in Anspruch 18 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem ein- oder mehrstufigen Planetengetriebe sind, dass die ein- und/oder abtreibende Welle mindestens einer Planetenstufe und/oder des gesamten Planetengetriebes mit Kugellagern gelagert sind, und wobei mindestens ein Kugellager ein abgedichtetes Kugellager ist, und wobei an mindestens einem Kugellager ein separater Abdichtring, insbesondere vorteilhaft ein Nilosring, zum Getriebeinnern hin angeordnet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass das Planetengetriebe wenige Teile aufweist und kostengünstig ist. Darüber hinaus werden vorteilhafterweise abgedichtete Kugellager, insbesondere herkömmliche und kostengünstige, eingesetzt, die eigentlich schon bei geringen Druckdifferenzen undicht sind. Erst durch die an den abgedichteten Kugellagern anliegenden Nilosringen sind die abgedichteten Kugellager verwendbar und schützbar. Von Vorteil ist dabei, dass kein Schmierstoff austreten kann. Bei Montage oder während des Betriebs infolge thermischer Belastung baut sich nämlich oft im Getriebeinneren ein höherer Luftdruck auf als in der Umgebung vorhanden ist. Dieser Überdruck übersteigt beispielsweise 0,2 bar, teilweise sogar extrem weit. Somit wird dann Schmierstoff auf den Nilosring gepresst und von dem entsprechenden Kugellager fern gehalten. Weitere Dichtungsringe oder dergleichen sind dann nicht mehr notwendig. Die Erkenntnis, dass einfache und kostengünstig herstellbare Nilosringe im Zusammenspiel mit den abgedichteten Kugellagern auch bei Überdruck derart dicht sind, war überraschend.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung genügen getriebeinnenseitig an den abgedichteten Kugellagern anliegende Nilosringe. Somit sind wenige und kostengünstige Teile verwendet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die abtreibende Welle einen Wellenstumpf oder einen Flansch auf. Von Vorteil ist dabei, dass je nach Kundenwunsch, also Art der anzutreibenden Vorrichtung, ein entsprechender Anschluss zur Verfügung steht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Kugellager abgedichtete Kugellager. Von Vorteil ist dabei, dass bei Einhaltung der vom jeweiligen Hersteller vorgeschriebenen technischen Daten die Kugellager dicht sind, insbesondere gegen Durch- oder Austreten von Schmierstoff. Allerdings sind die im Betrieb oder bei Montage auftretenden Druckdifferenzen nur beherrschbar durch die zusätzliche Verwendung von den erfindungsgemäßen Nilosringen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der an einem eintriebsseitigen Kugellager zum Getriebeinnern hin angeordnete Nilosring derart gestaltet, dass Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 18 m/s für mehr als 20 000 Stunden als Beanspruchungsdauer bei Nennlast verwendbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Nilosring sogar für eine eintreibende Seite eines Planetengetriebes, das insbesondere von einem schnelllaufenden Servomotor angetrieben wird, verwendbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Nilosring derart gestaltet, dass er eine geringe Vorspannung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass er bei den genannten schnellen Umlaufgeschwindigkeiten 20 000 Stunden und mehr betreibbar ist.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Baureihe von ein- oder mehrstufigen Planetengetrieben sind, dass die Baureihe mindestens eine Baugröße umfasst, wobei mindestens eine Baugröße mindestens zwei Varianten umfasst, und wobei innerhalb mindestens einer Baugröße eine erste Variante als abtreibende Welle einen Wellenstumpf aufweist und eine zweite Variante als abtreibende Welle einen Flansch aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass je nach Kundenwunsch abtriebsseitig die entsprechende Welle mit Wellenstumpf oder die Welle mit Flansch lieferbar ist. Somit sind für zwei Varianten nur die beiden Wellen im Lager vorzuhalten und daher die Lagerkosten reduziert.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, ein einstufiges Planetengetriebe mit abtriebsseitigem oder kundenseitigem Wellenstumpfanschluss gezeigt.

Eintriebsseitig wird die Motorwelle mittels eines Spannrings 2 mit der Kupplung 3 verbunden, die von dem ins Gehäuse 1 eingebauten Kugellager 4 gehalten ist. Dabei sorgt die Ausgleichsscheibe 5 für einen Ausgleich in axialer Richtung, insbesondere bei thermisch bedingter Ausdehnung. Das Kugellager 4 ist mittels eines O-Rings 6 dicht mit dem Gehäuse 1 verbunden. Zum Getriebeinneren hin ist ein Nilosring 7 angeordnet, der den Druck des Schmierstoffes und/oder der Luft in Richtung auf das Kugellager 4 hin vermindert. Am Kugellager 4 ist eine Passscheibe 8 angeordnet.

Die Anlaufscheibe 9 begrenzt das axiale Spiel der Planetenräder 11, die mittels Nadelkränzen 12 auf der Planetenradachse 13 drehbar gelagert sind und im Eingriff mit dem Sonnenrad 10 sind. Abtriebsseitig ist die Planetenträgerwelle 14 mit Wellenstumpf ausgeführt und mittels der beiden Kugellager 15 im Gehäuse 1 gelagert. Eines der beiden Kugellager ist mittels O-Ring 17 gegen das Gehäuse abgedichtet. Der Nilosring 16 vermindert wiederum die bei Montage auftretende oder im Betrieb thermisch entstehende Druckdifferenz, so dass Schmierstoff nicht vom Getriebeinneren her nicht direkt auf das erste, innenliegende Kugellager 15 drücken kann, sondern auf den Nilosring 16 drückt. Dieser verbiegt sich infolge des Druckes ein wenig und baut eine Gegenkraft auf. Somit ist das erste Kugellager 15 entlastet. In gleicher Weise schützt der Nilosring 7 das Kugellager 4. Die Passscheiben 18 begrenzen das axiale Spiel für die Kugellager 15.

In der Fig. 2 ist ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, nämlich ein einstufiges Planetengetriebe mit abtriebsseitigem oder kundenseitigem Flanschanschluss gezeigt. Abtriebsseitig ist dabei die Planetenträgerwelle 19 mit Flansch ausgeführt.

Die erfindungsgemäße Baureihe weist in einer Baugröße die beiden Varianten gemäß Fig. 1 und Fig. 2 auf. Somit muss nur die Planetenträgerwelle 14, 19 in zweifacher Ausführung im Lager vorgehalten werden. Je nach Kundenwunsch, also Art der anzutreibenden Vorrichtung, wird dann das entsprechende Planetengetriebe zusammengeführt.

In den Fig. 3 und 3a ist eine räumliche Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit derselben Funktion wie bei Fig. 1 gezeigt. Dabei ist jedoch das Gehäuse in drei Teilen ausgeführt, nämlich einem Eintriebsgehäuse 321, einem mittleren Gehäuseteil 322 und einem Abtriebsgehäuse 333. Somit ist eintriebsseitig je nach verwendetem Motor das Abtriebsgehäuse 333 verschieden ausführbar und dimensionierbar. Ebenso ist das Eintriebsgehäuse 321 verschieden ausführbar und dimensionierbar. Dadurch sind die Fertigungskosten einer entsprechenden Baureihe mit einer entsprechend großen Varianz an Ausführungsformen besonders einfach und kostengünstig herstellbar, insbesondere im Hinblick auf die Lagerkosten.

Des Weiteren ist das Material verschieden auswählbar. Denn das Abtriebsgehäuse ist mit einer Hohlradverzahnung versehbar, wobei das Material geeignet gewählt ist und eine entsprechend wärmebehandelt wird. Für das mittlere Gehäuseteil 322 und das Abtriebsgehäuse 333 sind andere, kostengünstigere Materialien verwendbar und die Wärmebehandlung einsparbar.

Der Spannring 2 dient wiederum zur Herstellung der Verbindung zwischen Sonnenrad 10 und der eintreibenden Vorrichtung, insbesondere einem Motor. Das Kugellager 4 ist eintriebsseitig, das Kugellager 15 abtriebsseitig angeordnet. Die Ausgleichscheibe 5 ist neben dem eintriebsseitigen Kugellager 4 angeordnet. Die O-Ringe 6, 17 dienen der Abdichtung. Die Nilosringe 7, 16 sind an den Kugellagern 4, 15 getriebeinnenseitig angeordnet. Die Anlaufscheibe 9 ist den Planetenradachsen 13 mit Nadelkranz 12 und den Planetenrädern 11 zugeordnet. Die Planetenträgerwelle 14 ist abtriebsseitig angeordnet.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird als Kugellager 4 eintriebsseitig ein abgedichtetes Rillenkugellager nach DIN 625 mit der Abdichtungsart 2 RS 1, also zwei Kunststoffabdichtungen, verwendet.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden abtriebsseitig als Kugellager 15 ein abgedichtetes Schrägkugellager nach DIN 628 mit der Abdichtungsart 2 RS 1, also zwei Kunststoffabdichtungen, oder abgedichtetes Rillenkugellager nach DIN 625 mit der Abdichtungsart 2 RS 1 verwendet.

Solche Kugellager sind ab einer geringen Druckdifferenz von 0,2 bar nicht mehr ausreichend dicht. Der erfindungsgemäße Nilosring 7, 16 vermindert jedoch die an den Kugellagern 4, 15 auftretenden Druckdifferenzen derart, dass die bei Montage auftretenden oder thermisch bedingten Druckdifferenzen nicht zur Undichtigkeit führen, also kein Schmierstoff aus dem Getriebeinnern austritt.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Nilosring, insbesondere ein AV-Nilosring, der in der Fig. 4 gezeigten Form verwendet. Besonders vorteilhaft sind dabei Werte für den Außendurchmesser D von 58 mm, den Innendurchmesser i von 40 mm, den Knickdurchmesser C von 47,7 mm, die Materialdicke S von 0,3 mm, die Höhe H von 3 mm, die Vorspannung V von 0,05 mm, den Knickwinkel α von weniger als 10°.

Der Nilosring wird im Bereich 41 belastet und angedrückt. Er stützt sich im Bereich 42 ab. Die Anpresskraft hängt ab von der Vorspannung V. Bei der genannten Dimensionierung ist die Anpresskraft überraschenderweise derart, dass der Nilosring bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 20 m/s über 20 000 Stunden verwendbar ist, ohne dass Undichtigkeiten auftreten.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch Werte für die Dimensionierung vorteilhaft verwendbar, die um bis zu 35% abweichen.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind ausgehend von der obigen Dimensionierung auch andere vorteilhafte Dimensionierungen vorsehbar. Insbesondere kann die Materialdicke S geändert werden, ohne die Anpresskraft wesentlich zu ändern, wenn der Außendurchmesser D und der Knickdurchmesser C derart geändert werden, dass der Ausdruck (D - C)/(2.S) im Wesentlichen unverändert bleibt, also 17,2 beträgt, oder sich um höchstens 35% ändert.

Beispielhaft werden gleichartige Nilosringe mit anderer Dimensionierung verwendet. Besonders vorteilhaft sind dabei beispielsweise Werte für den Außendurchmesser D von 44 mm, den Innendurchmesser i von 30 mm, den Knickdurchmesser C von 36 mm, die Materialdicke S von 0,3 mm, die Höhe H von 2 mm, die Vorspannung V von beispielsweise 0,1 mm so dass der Ausdruck (D - C)/(2.S) den Wert 13,3 aufweist.

Ebenso sind bei weiteren Baugrößen auch Werte für den Außendurchmesser D von 69,7 mm, den Innendurchmesser i von 45 mm, den Knickdurchmesser C von 56 mm, die Materialdicke S von 0,3 mm, die Höhe H von 2,5 mm, die Vorspannung V von 0,1 mm bis 0,2 mm verwendbar, so dass der Ausdruck (D - C)/(2.S) den Wert 22,8 aufweist.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein JV-Nilosring verwendet mit entsprechender Dimensionierung.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Spannring

3

Kupplung

4

,

15

Kugellager

5

Ausgleichscheibe

6

,

17

O-Ring

7

,

16

Nilosring

8

,

18

Passscheiben

9

Anlaufscheibe

10

Sonnenrad

11

Planetenrad

12

Nadelkranz

13

Planetenradachse

14

,

19

Planetenträgerwelle

321

Eintriebsgehäuse

322

mittleres Gehäuseteil

333

Abtriebsgehäuse
D Außendurchmesser
i Innendurchmesser
C Knickdurchmesser
S Materialdicke
H Höhe
V Vorspannung
α Knickwinkel

Claims

1. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe,
wobei
die ein- und/oder abtreibende Welle mindestens einer Planetenstufe und/oder des gesamten Planetengetriebes mit Kugellagern gelagert sind,
wobei mindestens ein Kugellager ein abgedichtetes Kugellager ist,
wobei an mindestens einem Kugellager ein separater Abdichtring zum Getriebeinnern hin angeordnet ist.

2. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die abtreibende Welle einen Wellenstumpf oder einen Flansch aufweist.

3. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kugellager abgedichtete Kugellager sind.

4. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Abdichtring ein Nilosring ist.

5. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das am eintriebsseitigen Ende der Getriebestufe oder des gesamten Getriebes liegende Kugellager und das das am abtriebsseitigen Ende der Getriebestufe oder des gesamten Getriebes liegende Kugellager zum Getriebeinnern hin an den Kugellagern anliegende Nilosringe aufweisen.

6. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kugellager getriebeinnenseitig an den Kugellagern anliegende Nilosringe aufweisen.

7. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die abgedichteten Kugellager mit den getriebeinnsenseitig anliegenden Nilosringen derart ausgeführt sind, dass das Getriebe bei Überdruck im Getriebeinneren, insbesondere bei Temperaturerhöhung, dicht bleibt, insbesondere also kein Schmierstoff austritt.

8. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Schrägkugellager und/oder Rillenkugellager als abgedichtete Kugellager verwendet werden.

9. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägkugellager und/oder Rillenkugellager vom Typ 2 RS, insbesondere nach DIN 628 oder DIN 625, sind und/oder zwei Kunststoffabdichtungen aufweisen.

10. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der an einem eintriebsseitigen Kugellager zum Getriebeinnern hin angeordnete Nilosring derart gestaltet ist, dass Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 6 m/s für mehr als 10 000 Betriebsstunden verwendbar sind.

11. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der an einem eintriebsseitigen Kugellager zum Getriebeinnern hin angeordnete Nilosring derart gestaltet ist, dass Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 18 m/s für mehr als 20000 Betriebsstunden verwendbar sind.

12. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring derart gestaltet ist, dass er eine geringe Vorspannung aufweist.

13. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring derart gestaltet ist, dass er eine geringere Vorspannung als ein vergleichbarer Nilosring nach Stand der Technik aufweist.

14. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring derart gestaltet ist, dass er eine Vorspannung v von weniger als 0,9 mm bei einem Außendurchmesser von 45 mm bis 80 mm und einem Höhe zwischen 2 mm und 5 mm aufweist.

15. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring ein AV-Nilosring oder ein JV-Nilosring ist

16. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring Werte für einen Außendurchmesser D von 58 mm, einen Innendurchmesser i von 40 mm, einen Knickdurchmesser C von 47,7 mm, eine Materialdicke S von 0,3 mm, eine Höhe H von 3 mm, eine Vorspannung V von 0,05 mm, und/oder einen Knickwinkel α von weniger als 10° aufweist.

17. Ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Nilosring andere Werte für Außendurchmesser D, Knickdurchmesser C und Materialdicke S derart aufweist, dass der Ausdruck (D - C)/(2.S) höchstens um 35% abweicht von dem Wert, der sich aus den Daten des Anspruches 12 ergibt, also 17,2.

18. Baureihe von ein- oder mehrstufigen Planetengetrieben nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen,
wobei die Baureihe mindestens eine Baugröße umfasst,
und wobei mindestens eine Baugröße mindestens zwei Varianten umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb mindestens einer Baugröße eine erste Variante als abtreibende Welle einen Wellenstumpf aufweist und eine zweite Variante als abtreibende Welle einen Flansch aufweist.