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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Planetengetriebes
nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Planetengetriebe
nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
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Aus
dem Stand der Technik ist, wie in der
EP 1 686 290 A1 beschrieben, ein Planetengetriebe
bekannt, bei dem ein inneres Zentralrad mit mindestens einem Planetenrad
kämmt, und das Planetenrad seinerseits mit einem Hohlrad
in kämmender Verbindung steht. Jedes Planetenrad ist auf
einem Planetenbolzen gelagert, der sich auf einem Planetenträger
abstützt. Das Planetengetriebe umfasst mindestens eine
dem Planetenrad zugeordnete Anlaufscheibe, die zwischen dem Planetenrad
und dem Planetenträger angeordnet ist. Die Anlaufscheibe
weist eine Verdrehsicherung in Form von mindestens einem Noppen/Stollen
auf, die in entsprechende Vertiefungen/Erhöhungen im Planetenträger
eingreift. Die Verdrehsicherung ist so ausgeführt, dass
eine radiale Montage der Anlaufscheibe möglich ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung eines Planetengetriebes und ein verbessertes Planetengetriebe
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
zur Herstellung eines Planetengetriebes mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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In
einem Verfahren zur Herstellung eines Planetengetriebes wird erfindungsgemäß eine
Anlaufscheibe in einen Planetenträger des Planetengetriebes
derart eingegossen, dass sie an einer Unterseite und an einem Außenumfang
von einem Material des Planetenträgers zumindest teilweise
umschlossen wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Automatisierungsgrad
bei der Herstellung des Planetengetriebes gesteigert, da die Anlaufscheibe automatisiert
in eine Gussform eingebracht und positioniert und die Gussform vorzugsweise
automatisiert, beispielsweise mittels eines robotergeführten Druckgusswerkzeugs,
ausgegossen wird. Dadurch ist eine Produktionssteigerung erreichbar
und ein Fertigungsaufwand sowie Fertigungskosten sind reduziert.
Die Anlaufscheibe ist durch das Eingießen in den Planetenträger
gegen eine Verdrehung gesichert, so dass ein Verschleiß der
Anlaufscheibe und des Planetenträgers reduziert sind. Mittels
des Verfahrens kann auf zumindest einer Oberfläche der
Anlaufscheibe eine hydrodynamisch optimierte Oberflächenstruktur
erzeugt werden, so dass eine optimale Schmiermittelversorgung zwischen
der Anlaufscheibe und einem Planetenrad und/oder eine optimale Schmiermittelversorgung
eines Lagers zwischen dem Planetenrad und einem Planetenbolzen sichergestellt
ist, wodurch eine Verschleißreduzierung erzielbar ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Planetenträgers mit Anlaufscheiben
nach dem Stand der Technik,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Planetenträgers mit erfindungsgemäß eingegossenen
unteren Anlaufscheiben, und
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Planetenträgers mit erfindungsgemäß eingegossenen
oberen Anlaufscheiben.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Planetenträgers 1 mit
Anlaufscheiben 2 nach dem Stand der Technik. Der Planetenträger 1 umfasst
eine Mehrzahl von Planetenrädern 3, welche in kämmender
Verbindung mit einem nicht näher dargestellten inneren
Zentralrad stehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
ist lediglich ein Planetenrad 3 dargestellt und ein weiteres
Planetenrad 3 wurde, um die Anlaufscheibe 2 detailliert
darzustellen, in der Darstellung weggelassen. Das Planetenrad 3 ist über
ein Lager auf einem Planetenbolzen gelagert, der an jedem Ende im
Planetenträger 1 gehalten ist. Zwischen dem Planetenrad 3 und
dem Planetenträger 1 ist zur Reibungsminimierung
beim Anlauf des Planetenrades 3 und zum Verschleißschutz
des Planetenträgers 1 jeweils eine Anlaufscheibe 2 angeordnet.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsform nach
dem Stand der Technik sind diese Anlaufscheiben 2 nicht
verdrehgesichert, so dass sie bei Drehbewegungen des Planetenrades 3 mit
diesem mitrotieren. Daraus resultiert eine Reibung der rotierenden
Anlaufscheiben 2 auf Auflageflächen des Planetenträgers 1,
wodurch ein Verschleiß des Planetenträgers 1 auftritt.
Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren verdrehgesicherte Anlaufscheiben 2 bekannt,
wodurch ein solcher Verschleiß verhinderbar ist. Allerdings
erfordern derartige Anlaufscheiben 2 einen hohen Montageaufwand,
da sie exakt zu positionieren und auf die Auflageflächen
des Planetenträgers 1 aufzusetzen sind. Daraus
resultiert ein geringer Automatisierungsgrad und somit ein hoher Fertigungsaufwand
und hohe Fertigungskosten eines Planetengetriebes.
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Planetenträgers 1 mit
erfindungsgemäß eingegossenen unteren Anlaufscheiben 2 und 3 die erfindungsgemäß in
diesen Planetenträger 1 eingegossenen oberen Anlaufscheiben 2.
Zwischen jeweils einer unteren und der korrespondierenden oberen
Anlaufscheibe 2 ist das Planetenrad 3 positioniert und
auf dem Planetenbolzen gelagert, welcher an jedem Ende im Planetenträger 1 gehaltert
ist. Zur Durchführung des Planetenbolzens sind in die Anlaufscheiben 2 Bohrungen 4 eingebracht.
Der Planetenträger 1 ist vorzugsweise aus einer
Aluminiumlegierung gefertigt, wodurch eine Gewichtsreduktion realisierbar
ist. Er ist mittels eines Gießverfahrens herstellbar, beispielsweise
mittels eines Aluminiumdruckgussverfahrens. Die Anlaufscheiben 2 sind
vorzugsweise aus Stahl.
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Im
Verfahren zur Herstellung werden zunächst die Anlaufscheiben 2 aus
Stahl gefertigt und die Bohrung 4 zur Durchführung
des Planetenbolzens wird eingebracht. Um eine optimale verdrehsichere
Verankerung der Anlaufscheiben 2 im Planetenträger 1 sicherzustellen,
werden die Anlaufscheiben 2 vorzugsweise derart gefertigt,
dass der Außenumfang der Anlaufscheibe 2 eine
von der Kreisform abweichende Form aufweist.
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Um
eine optimale Schmiermittelversorgung des Lagers zwischen dem Planetenbolzen
und dem Planetenrad 3 und/oder eine optimale Schmiermittelversorgung
einer dem Planetenrad 3 zugewandten Oberfläche 5 der
Anlaufscheibe 2 sicherzustellen, werden die Anlaufscheiben 2 vorzugsweise
vorbearbeitet, um auf der dem Planetenrad 3 zugewandten Oberfläche 5 eine
hydrodynamisch optimierte Oberflächenstruktur 6 zu
erzeugen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist
in die dem Planetenrad 3 zugewandte Oberfläche 5 eine
Rille eingebracht, die sich von einem inneren, die Bohrung 4 begrenzenden Rand
bis nahezu zu einem äußeren Rand der Anlaufscheibe 2 erstreckt.
Das sich in dieser Rille sammelnde Schmiermittel benetzt im Betrieb
des Planetengetriebes während einer Drehbewegung des Planetenrades 3 eine
zur Anlaufscheibe 2 gerichtete Stirnfläche des
Planetenrades 3. Die Oberflächenstruktur 6 ist
beispielsweise durch Prägen oder Fräsen erzeugbar.
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Danach
werden die Anlaufscheiben 2 in eine Gussform zur Herstellung
des Planetenträgers 1 eingebracht und positioniert,
vorzugsweise derart, dass die nach Fertigstellung dem Planetenrad 3 zugewandte
Oberfläche 5 der Anlaufscheibe 2 auf
der Gussform aufliegt, d. h. von der Gussform bedeckt wird, so dass
während des Gießvorgangs diese Oberfläche 5 der
Anlaufscheibe 2 nicht vom Material des Planetenträgers 1 bedeckt
wird. Alternativ kann diese Oberfläche 5 auch
beispielsweise während des Gießverfahrens durch
ein Gießwerkzeug, beispielsweise durch ein Druckgusswerkzeug,
abgedeckt sein. Beispielsweise werden die Anlaufscheiben 2 mittels
des Druckgusswerkzeugs, an welchem sie mittels eines Elektromagneten
gehaltert sind, in die Gussform eingebracht und positioniert und
danach wird die Gussform mittels des Druckgusswerkzeugs vorzugsweise
mit der Aluminiumlegierung ausgegossen, wodurch die Anlaufscheiben 2 in
den Planetenträger 1 eingegossen werden. Danach
wird der Elektromagnet des Druckgusswerkzeugs abgeschaltet und dadurch
das Druckgusswerkzeug von den nun eingegossenen Anlaufscheiben 2 getrennt
und aus der Gussform ausgefahren.
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Die
Anlaufscheiben 2 sind dadurch an einer Unterseite und an
einem Außenumfang von dem Material des Planetenträgers 1 zumindest
teilweise umschlossen und auf diese Weise optimal verdrehgesichert
im Planetenträger 1 gehaltert. Dadurch ist ein Verschleiß des
Planetenträgers 1 durch Reibung zwischen dem Planetenträger 1 und
der Anlaufscheibe 2 verhindert. Die dem Planetenrad 3 zugewandte Oberfläche 5 der Anlaufscheibe 2,
welche von der Gussform oder dem Druckgusswerkzeug bedeckt war,
ist frei von Material des Planetenträgers 1, so dass
die Funktionsfähigkeit der Anlaufscheibe 2 sichergestellt
ist.
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Je
nach Toleranz- und Oberflächenanforderungen kann nach dem
Gießen eine Nachbearbeitung der Anlaufscheiben 2 durchgeführt
werden, beispielsweise ein Abschleifen oder ein Planfräsen
der Anlaufscheiben 2, um Materialreste des Planetenträgers 1 von
den Anlaufscheiben 2 zu entfernen, beispielsweise falls
eine Benetzung der dem Planetenrad 3 zugewandten Oberfläche 5 der
Anlaufscheibe 2 mit Material des Planetenträgers 1 während
des Gießvorgangs nicht vollständig verhinderbar
ist.
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Des
Weiteren kann beispielsweise auch nach dem Gießen noch
eine Dicke der Anlaufscheiben 2 zum Beispiel durch Abschleifen
oder Planfräsen reduziert werden und dadurch eine optimale
Dicke der Anlaufscheibe 2 sowie eine Einhaltung eines vorgegebenen
Abstands zwischen korrespondierenden Anlaufscheiben 2 sichergestellt
werden, um das Planetenrad 3 optimal zwischen diese einzupassen. Auf
diese Weise sind auch Fertigungstoleranzen des Gießverfahrens
ausgleichbar, indem die Anlaufscheiben 2 etwas dicker gefertigt
und nach dem Guss entsprechend abgeschliffen oder abgefräßt
werden, um das Planetenrad 3 einpassen zu können.
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Sind
im Planetenträger 1 mehrere Anlaufscheiben 2 nebeneinander
auf einer Ebene positioniert, so können diese auch derart
hergestellt werden, dass sie miteinander verbunden sind, beispielsweise
werden sie in dieser Form ausgestanzt. Auf diese Weise ist nach
dem Eingießen in den Planetenträger 1 ebenfalls
eine Verdrehsicherung sichergestellt.
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Das
Einbringen und Positionieren der Anlaufscheiben 2 erfolgt
vorzugsweise automatisiert. Dadurch wird bei der Herstellung des
Planetengetriebes ein im Vergleich zum Stand der Technik höherer Automatisierungsgrad
der Fertigung ermöglicht, wodurch der Fertigungsaufwand
und die Fertigungskosten reduziert sind. Ein manuelles Einbringen
und Positionieren der Anlaufscheiben 2 während
der Endmontage des Planetengetriebes und der damit verbundene hohe
Montageaufwand entfällt.
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- 1
- Planetenträger
- 2
- Anlaufscheibe
- 3
- Planetenrad
- 4
- Bohrung
- 5
- dem
Planetenrad zugewandte Oberfläche
- 6
- Oberflächenstruktur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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