DE102004047160A1 - Planetary drive, comprising starting disks provided with layer of combined materials - Google Patents

Planetary drive, comprising starting disks provided with layer of combined materials Download PDF

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Abstract

The planetary drive (1) comprises a sun wheel (2), meshing with a planet wheel (3), meshing with a ring gear (4). The planet wheel (3) is attached with a needle-, slide-, or roller bearing (8) to a bolt (5) joined with both ends to a planet carrier (7). Starting disks (9.1, 9.2) are positioned on both sides of the planet wheel (3), also touching the bearings (8). The disks (9) are made of a case-hardened metal coated with a layer of wolfram, carbon and carbide.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem äußeren Hohlrad und einem inneren Zentralrad, zwischen denen und mit diesen kämmend mindestens ein Planetenrad angeordnet ist, wobei jedes Planetenrad auf einem über eine Lagerung an einem Planetenträger befestigten Planetenradbolzen gelagert ist, der Bohrungen zur Schmiermittelzuführung aufweist, und einer Anlaufscheibe an mindestens einer Seite zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger.The The invention relates to a planetary gear with an outer ring gear and an inner central wheel, between which and at least intermeshing with these a planetary gear is arranged, each planetary gear on a via a Storage on a planet carrier mounted planetary pin is mounted, having bores for supplying lubricant, and a thrust washer on at least one side between the planetary gear and the planet carrier.

Planetengetriebe werden häufig als Unter- oder Übersetzungsgetriebe oder Summierungsgetriebe mit koaxialem An- und Abtrieb in Automatgetrieben als Reduktionsgetriebe oder Schaltgetriebe zum Schalten verschiedener Übersetzungen verwendet. Diese sind Umlaufgetriebe, deren Zahnräder dauernd in Eingriff sind.planetary gear become common as a lower or transmission gear or summation gearbox with coaxial input and output in automatic transmissions as a reduction gear or manual transmission for switching various translations used. These are epicyclic gears whose gears are constantly are engaged.

Um bei sehr hohen Drehmomenten das Planetengetriebe mit großer Übersetzung ausführen zu können, wird das jeweilige Planetenrad über eine Lagerung auf einem Planetenradbolzen gelagert, welcher sich an jedem Ende im Planetenträger abstützt. Damit die auftretenden Axialkräfte der Planetenräder aufgenommen werden können, wird zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger üblicherweise eine Anlaufscheibe angeordnet, welche die Kräfte, die beispielsweise durch eine Schrägverzahnung des Planetengetriebes entstehen, aufnimmt.Around at very high torques, the planetary gear with large translation To run to be able to is the respective planetary gear over a bearing mounted on a Planetenradbolzen, which is at each end in the planet carrier supported. In order to the occurring axial forces the planetary gears added can be is between the planet and the planet carrier usually a thrust washer arranged the forces that for example, by a helical toothing of the planetary gear arise, absorbs.

Obwohl theoretisch Zwischenräder, zu denen auch Planetenräder zu zählen sind, in Betrieb keine Axialkräfte sondern nur Kippkräfte aufweisen, wird in der Praxis festgestellt, dass auf die axialen Anlaufflächen der Planetenräder nicht unerhebliche Kräfte einwirken. Ursache hierfür sind Verzahnungsfehler am Planetenrad und gegebenenfalls am Hohlrad oder Zentralrad, Schränkungsfehler der Lageraufnahmebohrungen sowie Verwindungen infolge der Krafteinwirkung. Noch deutlicher wird das Problem bei der Verwendung vollrolliger Nadellager bzw. Zylinderrollenlager. Die Ursache hierfür ist das Schrägstellen der Nadeln bzw. Rollen im lastlosen Bereich und die Zwangsausrichtung, wenn die Nadeln bzw. Rollen im Lastbereich taufen.Even though theoretically intermediate wheels, including planetary gears to count are in operation no axial forces but only tilting forces have, it is found in practice that the axial contact surfaces of the planetary gears not inconsiderable forces act. Cause for this are gear errors on the planet and possibly on the ring gear or central wheel, Schränkungsfehler the bearing receiving bores and twisting as a result of the force. The problem becomes even more pronounced when using full complement Needle roller bearings or cylindrical roller bearings. The cause of this is the tilting the needles or rollers in the no-load area and the forced orientation, when the needles or rollers baptize in the load area.

Auf Grund dieser Axialkräfte unter Relativdrehzahl sind Sondermaßnahmen erforderlich, um den Axialanlauf sowohl im Bereich der Nadeln bzw. Rollen als auch im Bereich des Planetenrades standfest zu gestalten und die Lebensdauer der Nadel- bzw. Rollenlagerung zu erhöhen. Hierzu ist es notwendig, den Schmutzeintrag, den Verschleiß und das Auftreten von Wärme weitgehend zu verhindern.On Reason of these axial forces under relative speed special measures are required to the Axial starting both in the area of the needles or rollers as well as in the Area of the planetary gear stable and the life to increase the needle or roller bearing. For this it is necessary the dirt entry, the wear and the occurrence of heat largely to prevent.

Die DE 199 54 636 A1 zeigt ein Planetengetriebe, bei dem ein Planetenrad über eine Lagerung auf einem Planetenradbolzen gelagert ist, welcher in einem Planetenträger gehalten wird. Hierbei ist die Lagerung umfangsseitig auf den Planetenradbolzen aufgepresst. Zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger ist auf jeder Seite des Planetenrades eine drehfest mit dem Planetenträger verbundene Anlaufscheibe angeordnet, die aus einem elastischen und/oder plastisch verformbaren Material besteht, nämlich aus einem mit Graphit angereicherten Thermoplastwerkstoff, um Verformungen des Planetenträgers auszugleichen. Dabei ist die Anlaufscheibe im elastischen Bereich soweit verformbar, dass die Lagerung des Planetenrades gleichmäßig belastet wird und Schwingungen gedämpft werden. Nachteilig hierbei ist, dass die Anlaufscheibe aus Kunststoff besteht, so dass dies zu einem frühzeitigen Verschleiß der Anlaufscheibe führt.The DE 199 54 636 A1 shows a planetary gear in which a planetary gear is mounted via a bearing on a Planetenradbolzen, which is held in a planet carrier. Here, the bearing is circumferentially pressed onto the Planetenradbolzen. Between the planetary gear and the planetary carrier on each side of the planet gear rotatably connected to the planet carrier thrust washer is arranged, which consists of an elastic and / or plastically deformable material, namely a graphite-enriched thermoplastic material to compensate for deformation of the planet carrier. In this case, the thrust washer in the elastic region is deformable so far that the bearing of the planetary gear is evenly loaded and vibrations are damped. The disadvantage here is that the thrust washer is made of plastic, so that this leads to premature wear of the thrust washer.

Des weiteren sind im Planetenradbolzen mindestens zwei Schmierölzuführöffnungen vorgesehen, welche die Lagerung des Planetenrades mit Schmieröl versorgen. In bestimmten Anwendungsfällen dürfte jedoch die Schmierölversorgung nicht ausreichend sein.Of further, at least two lubricating oil supply ports are provided in the planetary gear pin provided, which supply the storage of the planetary gear with lubricating oil. In certain applications might however, the lubricating oil supply not be enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Planetengetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem standfeste Anlaufflächen mit deutlich weniger Wärmeanfall und eine erhöhte Lebensdauer der Planetenradlagerung erreicht werden sollen.Of the Invention is based on the object, a planetary gear of the to create the aforementioned type, with the stable contact surfaces with significantly less heat accumulation and an increased Life of the planetary gear storage to be achieved.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem bekannten Planetengetriebe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Anlaufscheibe sowohl für das Planetenrad als auch für die Lagerung vorgesehen ist, und aus einem einsatzgehäreten Metallmaterial besteht, das mit einer Wolfram-Kohlenstoff-Carbid-Schicht beschichtet ist.The Asked task is according to the invention in the known planetary gear solved, that the at least one thrust washer for both the planetary gear as well for the Storage is provided, and a case-hardened metal material which is coated with a tungsten-carbon-carbide layer.

Somit ist, zumindest an einer Seite des Planetenrades, nur eine gemeinsame Anlaufscheibe für die Lagerung (Nadel-, Roll- oder Wälzlager) und das Planetenrad notwendig.Consequently is, at least on one side of the planet, only one common Thrust washer for the Storage (needle, roller or roller bearings) and the planetary gear necessary.

Wie durchgeführte Versuche zeigten, würde eine nur einsatzgehärtete Anlaufscheibs im Anlaufbereich des Planetenrades versagen und schnell verschleißen. Dem gegenüber versagt eine Anlaufscheibe rein aus einem Kunststoffmaterial im Bereich der Lagerung ebenso und hätten ebenfalls einen frühen Verschleiß zur Folge.As conducted Trials showed one would only case hardened Start-up disc in the starting area of the planetary gear fail and fast wear out. Opposite fails a thrust washer purely made of a plastic material in Area of storage as well and would also result in early wear.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Anlaufscheibe aus einem einsatzgehärteten Metallmaterial mit einer hochbelastbaren und widerstandsfähigen Wolfram-Kohlenstoff-Carbid-Schicht wird im Bereich der Lagerung eine ausreichende Härte der Anlaufscheibe gegenüber der Lagerung gewährleistet. Im Bereich des Planetenrades wird durch die derart gestaltete Anlaufscheibe der Reibwert erheblich vermindert, wobei sich die Anlaufscheibe und auch die Anlaufflächen der Lagerung sowie des Planetenrades durch eine hohe mechanische Beständigkeit auszeichnen.Due to the inventive design of the Thrust washer made of a case-hardened metal material with a heavy-duty and resistant tungsten-carbon-carbide layer ensures a sufficient hardness of the thrust washer against storage in the storage area. In the region of the planetary gear, the coefficient of friction is considerably reduced by the thrust washer designed in this way, with the thrust washer and also the contact surfaces of the bearing and the planetary gear being characterized by high mechanical resistance.

Die einfach gestaltete Anlaufscheibe erlaubt zudem eine große Anpassfähigkeit, das heißt sie erzeugt eine optimale Gegenlauffläche am Planetenrad, was wiederum zu einer Reduzierung des pv-Wertes (Druck (p) × Umfangsgeschwindigkeit (v)) führt. Die standfesten Anlaufflächen mit minimalen Wärmeanfall ergeben eine hohe örtliche Ölviskosität und geringen Abrieb. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Planetenradlagerung im Planetengetriebe.The simply designed thrust washer also allows a great adaptability, this means It creates an optimal mating surface on the planetary gear, which in turn leads to a reduction of the pv value (pressure (p) × peripheral speed (v)). The stable contact surfaces with minimal heat accumulation give a high local oil viscosity and low Abrasion. This increases the life of the planetary gear in the planetary gear.

So ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an jeder Seite zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger eine Anlaufscheibe angeordnet. Des weiteren kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Planetenradbolzen umfangsseitig mindestens eine Abflachung zur zusätzlichen Schmierung der Anlaufflächen der Anlaufscheibe aufweist.So is according to one Development of the invention is on each side between the planet and the planet carrier arranged a thrust washer. Furthermore, can be provided with advantage that the Planetenradbolzen circumferentially at least one flattening for additional Lubrication of the contact surfaces having the thrust washer.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass jeweils seitlich der Anlaufscheibe Abflachungen am Planetenradbolzen ausgebildet sind, die mit den Schmiermittelzuführungen im Planetenradbolzen in Verbindung stehen. Diese zusätzliche Schmierung der Anlaufflächen durch Abflachen des Planetenradbolzens ergibt eine optimale Schmierölversorgung und Schmierölzuführung zur Anlaufscheibe in diesem Bereich des Planetengetriebes.In addition, can be provided that each side of the thrust washer flats are formed on the Planetenradbolzen, with the lubricant supply communicate in the planet wheel bolt. This additional Lubrication of the contact surfaces By flattening the planet gear yields an optimal lubricating oil supply and Lubricating oil supply to Thrust washer in this area of the planetary gear.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Planetengetriebes.The Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The single drawing figure shows a sectional view of an inventively designed Planetary gear.

Das vorzugsweise schrägverzahnte Planetengetriebe 1 besitzt ein inneres Zentralrad 2, weiches in kämmender Verbindung mit einem Planetenrad 3 steht. Dieses wiederum kämmt mit einem äußeren Hohlrad 4. Das Planeten rad 3 wird von einem Planetenradbolzen 5 getragen, der an seinen beiden Enden mittels eines Gewindestiftes 6 oder einer Spannhülse in einem Planetenträger 7 befestigt ist.The preferably helical planetary gear 1 has an inner central wheel 2 , soft in mesh with a planetary gear 3 stands. This in turn meshes with an outer ring gear 4 , The planet rad 3 is from a planetary pin 5 worn, the at its two ends by means of a threaded pin 6 or a clamping sleeve in a planet carrier 7 is attached.

Das Planetenrad 3 ist über eine Lagerung 8 auf dem Planetenradbolzen 5 drehbar gehalten. Die Lagerung 8 kann aus einem Nadel-, Wälz – oder Rollenlager bestehen und ist umfangsseitig auf den Planetenradbolzen 5 aufgebracht.The planet wheel 3 is about a storage 8th on the planet wheel bolt 5 rotatably held. Warehousing 8th can consist of a needle, roller or roller bearing and is circumferentially on the Planetenradbolzen 5 applied.

Zwischen dem Planetenträger 7 und dem Planetenrad 3 ist an jeder Seite koaxial eine Anlaufscheibe 9.1 und 9.2 angeordnet, die sich radial über den Bereich des Planetenrades 3 und den Bereich der Lagerung 8 erstreckt, so dass diese als Anlauffläche sowohl für Planetenrad 3 als auch für die Lagerung 8 dient. Die Anlaufscheibe 9 besteht aus einem einsatzgehärteten Metallmaterial, das mit einer Wolfram-Kohlenstoff-Carbid-Schicht beschichtet ist.Between the planet carrier 7 and the planetary gear 3 is a thrust washer on each side coaxial 9.1 and 9.2 arranged radially extending over the area of the planetary gear 3 and the area of storage 8th extends, making these as a contact surface for both planetary gear 3 as well as for storage 8th serves. The thrust washer 9 consists of a case-hardened metal material coated with a tungsten-carbon-carbide layer.

Zur zusätzlichen Schmierung der Anlaufflächen der Lagerung 8 besitzt der Planetenradbolzen 5 umfangsseitig seitlich der Lagerung 8 jeweils eine Abflachung 10. Die beiden Abflachungen 10 stehen mit den als Bohrungen 11 ausgebildeten Schmiermittelzuführungen im Planetenradbolzen 5 in Verbindung und versorgen diesen Bereich mit Schmieröl.For additional lubrication of the contact surfaces of the bearing 8th owns the planet wheel bolt 5 circumferential side of the storage 8th one flattening each 10 , The two flattenings 10 stand with the as holes 11 trained lubricant feeds in the planetary pin 5 and provide this area with lubricating oil.

11
Planetengetriebeplanetary gear
22
Zentralradcentral wheel
33
Planetenradplanet
44
Hohlradring gear
55
Planetenradbolzenpinion pin
66
GewindestiftSet screw
77
Planetenträgerplanet carrier
88th
Lagerungstorage
9.19.1
Anlaufscheibethrust washer
9.29.2
Anlaufscheibethrust washer
1010
Abflachungflattening
1111
Bohrungendrilling

Claims (4)

Planetengetriebe mit einem äußeren Hohlrad (4) und einem inneren Zentralrad (2), zwischen denen und mit diesen kämmend mindestens ein Planetenrad (3) angeordnet ist, wobei jedes Planetenrad (3) auf einem über eine Lagerung (8) an einem Planetenträger (7) befestigten Planetenradbolzen (5) gelagert ist, der Bohrungen (11) zur Schmiermittelzuführung aufweist, und einer Anlaufscheibe (9) an mindestens einer Seite zwischen dem Planetenrad (3) und dem Planetenträger (7), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anlaufscheibe (9) sowohl für das Planetenrad (3) als auch für die Lagerung (8) vorgesehen ist und aus einem einsatzgehärteten Metallmaterial besteht, das mit einer Wolfram-Kohlenstoff-Carbid-Schicht beschichtet ist.Planetary gear with an outer ring gear ( 4 ) and an inner central wheel ( 2 ) between which and with these meshing at least one planetary gear ( 3 ), each planetary gear ( 3 ) on one over a storage ( 8th ) on a planet carrier ( 7 ) planetary pin ( 5 ), the bores ( 11 ) for lubricant supply, and a thrust washer ( 9 ) on at least one side between the planetary gear ( 3 ) and the planet carrier ( 7 ), characterized in that the at least one thrust washer ( 9 ) for both the planetary gear ( 3 ) as well as for storage ( 8th ) and made of a case-hardened metal material coated with a tungsten-carbon-carbide layer. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich– net, dass an jeder Seite zwischen dem Planetenrad (3) und dem Planetenträger (7) eine Anlaufscheibe (9) angeordnet ist.Planetary gear according to claim 1, characterized in that on each side between the planetary gear ( 3 ) and the planet carrier ( 7 ) a thrust washer ( 9 ) is arranged. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn– zeichnet, dass der Planetenradbolzen (5) umfangsseitig mindestens eine Abflachung (10) zur zusätzlichen Schmierung der Anlaufflächen der Anlaufscheibe (9) aufweist.Planetary gear according to claim 1 or 2, there characterized in that the planetary pin ( 5 ) circumferentially at least one flattening ( 10 ) for additional lubrication of the contact surfaces of the thrust washer ( 9 ) having. Planetengetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeiehnet, dass jeweils seitlich der Anlaufscheibe (9) Abflachungen (10) am Planetenradbolzen (5) ausgebildet sind, die mit den Schmiermittelzuführungen (11) im Planetenradbolzen (5) in Verbindung stehen.Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized gekennzeiehnet that each side of the thrust washer ( 9 ) Flattening ( 10 ) on the planet wheel bolt ( 5 ) formed with the lubricant feeds ( 11 ) in the planetary pin ( 5 ) keep in touch.
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