DE102010051057A1

DE102010051057A1 - Planetentrieb

Info

Publication number: DE102010051057A1
Application number: DE201010051057
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Frank Steiner; Andrey Yugrin
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2012-05-31
Also published as: CN102466028B; CN102466028A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb (5) mit wenigstens einem Planetenträger (1), mit Planetenbolzen (2) und mit Planetenrädern (3), von denen jeweils zumindest eines auf einem der hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzen (2) drehbar gelagert ist, wobei jeder Planetenbolzen (2) wenigstens einmal in dem Planetenträger (1) abgestützt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb mit wenigstens einem Planetenträger, mit Planetenbolzen und mit Planetenrädern, von denen jeweils zumindest eines auf einem der hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzen drehbar gelagert ist, wobei jeder Planetenbolzen wenigstens einmal in dem Planetenträger abgestützt ist und in dem wahlweise eine Sonne mit Planetenrädern im Zahneingriff steht.
Hintergrund der Erfindung
Elastische Verformungen belasteter Planetentriebe bestimmen die Laufgenauigkeit, Geräusch und Lebensdauer dieses Planetentriebs. Die Durchbiegungen von Planetenbolzen unter Last beeinflussen wesentlich die Auslegung von Wälz- oder Gleitlagerungen der Planeten auf dem Planetenbolzen. Darüber hinaus ist die Durchbiegung der Planetenbolzen unter Last bei der Auslegung der Sitze der Planetenbolzen im Planetenträger zu berücksichtigen. Form, Lage und Sitz der Planetenbolzen im Planetenträger sind auch von der Verformung der Planetenträger bei Drehmomentbelastung abhängig. Letzteres wirkt sich insbesondere in modernen Planetengetrieben aus, in denen die Planetenträger aus dünnwandigem Stahlblech hergestellt sind. Die Planetenbolzen sind häufig aus Gründen der Gewichtsersparnis sowie Zwecks Zuleitung von Schmieröl hohlzylindrisch ausgeführt.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung, insbesondere Planetentriebe mit Planetenträgern aus Stahlblech, der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die weniger empfindlich gegen Verformungen sind.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht vor, dass ein erstes Verhältnis (da/di) von Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens zum Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens mindestens einem Zahlenwert 1,1 und höchstens dem Zahlenwert 1,2 entspricht: 1,1 ≤ (da/di) ≤ 1,2.
Es wird vorzugsweise davon ausgegangen, dass der Sitz für das Planetenrad auf dem Planetenbolzen, bzw. die Innenlaufbahn eines oder mehrerer Wälzlager zur Lagerung des betreffenden Planetenrades oder der Planetenräder auf dem Planetenbolzen einen Nennwert des Außendurchmessers aufweist, der dem Innendurchmesser des Sitzes des Planetenbolzens im Planetenträger entspricht, der Planetenbolzen damit durchgehend außenzylindrisch ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Verhältnis (b/da) von Länge (b) des Planetenbolzens in axialer Richtung zum Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens vor, welches mindestens dem Zahlenwert 0,3 und höchstens dem Zahlenwert 0,6 entspricht: 3 ≤ (b/da) ≤ 0,6. Die axiale Richtung ist quer zu dem Außendurchmesser (da) gerichtet. Dementsprechend ist die Länge (b) die Höhe des Hohlzylinders.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Verhältnis (t/di) von Wandstärke (t) des hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzens 2 zum Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens mit mindestens einem Zahlenwert von 0,04 und höchstens einem Zahlenwert von 0,08 vor: 0,04 ≤ (t/di) ≤ 0,08.
Wandstärke und Durchmesser sind gleich gerichtet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Planetentrieb vor, in dem der Planetenbolzen zweifach in axialer Richtung links und rechts neben jeweils wenigstens einem der Planetenräder in Lagerstellen des Planetenträgers abgestützt ist. Ein Verhältnis (le/b) von axialer Stützweite (le) zur Länge (b) des Planetenbolzens in axialer Richtung entspricht mindestens einem Zahlenwert von 1,1 und höchstens einem Zahlenwert von 1,5: 1,1 ≤ (t/di) ≤ 1,5, wobei Stützweite (le) und Länge (b) in axiale Richtung gleichgerichtet sind. Die Stützweite (le) ist der mittlere axiale Stützabstand zwischen zwei Auflagepunkten. Die Auflagepunkte sind gedachte Punkte, die in der Regel die axiale Mitte der Lagerstellen sind, in denen der jeweilige Planetenbolzen radial abgestützt ist. Die Stützweite ist demnach eine Strecke, sich aus freiem Abstand zwischen den beiden Lagerstellen (zwischen den beiden Hälften des Planetenträgers) des Planetenbolzens in dem Planetenträger und der Summe der hälftigen Breiten der Lagerstellen ergibt.
Der Planetenträger ist entweder einteilig oder aus zwei Teilen zusammengesetzt. Die Planetenbolzen sind entweder einseitig in dem Planetenträger aber vorzugsweise zweimal, möglicherweise auch dreimal oder mehrmals abgestützt. In einem zweiteiligen Planetenträger sind die zwei Teile sind drehfest, beispielsweise über die Planetenbolzen, miteinander verbunden. Die Breite der Lagerstelle ist im einfachsten Fall durch die Wandstärke des Planetenträgers bestimmt. Alternativ bestimmen die axialen Breiten von Materialanhäufungen, hohlzylindrischen Durchstellungen aus Blech oder in den Planetenträger integrierte Buchsen oder ähnlich geeignete Mittel die axialen Breiten der Aufnahmen der Planetenbolzen in dem Planetenträger. Der Planetenträger ist aus Leichtmetall, vorzugsweise jedoch aus Stahlblech.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht in einem Planetentrieb mit wenigstens einem Sonnenrad ein Verhältnis (da/a) von Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens zum radialen Abstand (a) der Rotationsachse des oder derjenigen Planetenräder auf dem Planetenbolzen vor, das mindestens einem Zahlenwert 0,6 und höchstens einem Zahlenwert 0,7 entspricht: 0,6 ≤ (t/di) ≤ 0,7.
Die Erfindung betrifft einfache Planetentriebe und kombinierte Planetentriebe. In einfachen Planetentrieben stehen Planetenräder eines Satzes mit einem Sonnenrad im Zahneingriff. Die Planetenräder sind mit radialem Abstand ihrer Rotationsachsen zur zentralen Rotationsachse des Sonnenrades angeordnet. Kombinierte Planetentriebe sind in diesem Sinne Planetentriebe, die mindestens zwei Sätze an Planetenrädern aufweisen. Die Planetenräder eines Satzes weisen untereinander die gleichen Verzahnungsdaten und die gleichen Abstände ihrer Rotationsachsen zum zentralen Rotationsachse auf. Die Verzahnungsdaten der Planetenräder eines Satzes können sich von den Verzahnungsdaten der Planetenräder des anderen Satzes genauso wie auch deren radiale Abstände zur zentralen Rotationsachse unterscheiden. Es ist auch denkbar, dass die Verzahnungsdaten der Planetenräder eines Satzes denen der Planetenräder des anderen Satzes entsprechen. In den kombinierten Planetentrieben stehen die Planetenräder eines Satzes mit dem Sonnenrad und mit den Planetenrädern des anderen Satzes im Zahneingriff. Alternativ ist jedem Satz Planetenräder ein Sonnenrad zugeordnet. Die Erfindung betrifft auch kombinierte Planetentriebe, in denen jeder Satz Planetenräder jeweils mit einem anderen Sonnenrad und zugleich jedes Planetenrad des einen Satzes mit einem Planetenrad des anderen Satzes im Zahneingriff stehen, wie dieses in Planetendifferenzialen verwirklicht wird.
Die Planetenräder sind auf den Planetenbolzen entweder gleit- oder wälzgelagert. Es sitzt jeweils ein Planetenrad oder es sitzen mehr Planetenräder axial nebeneinander auf einem Planetenbolzen. Die Planetenbolzen sitzen fest in dem Planetenträger oder sind in diesem drehbar mittels Gleit- oder Wälzlagerungen gelagert. Festsitze sind beispielsweise durch Presssitze abgesichert. Es ist auch denkbar, das die Planetenbolzen in zumindest einer Aufnahme nur radial abgestützt, also axial frei (Loslager) aufgenommen sind.
Die Planetenbolzen sind demnach erfindungsgemäß relativ dünnwandig und bevorzugt mit großem Außendurchmesser ausgebildet. Derartige Anordnungen sind weniger anfällig gegen Verkippung unter Last. Die Pressungen in den Presssitzen von Planetenbolzen, die in Planetenträger eingepresst sind, können gering gehalten werden. Das Gewicht derartiger Planetenbolzen ist gemessen an ihre Größe und an ihrem Widerstandsmoment gegen Biegung relativ gering. Der große Innendurchmesser der Planetenbolzen ermöglicht großen Bauraum im Planetenbolzen bzw. für Teile von Schmiervorrichtungen. Als Planetenbolzen können aufgrund der Erfindung Innenringe für Nadel- oder Rollenlager aus dem Katalogangebot von Wälzlagerherstellern eingesetzt werden.
Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige mit 1 bezeichnete Zeichnung zeigt einen Planetentrieb 5 mit einem zweiteiligen Planetenträger 1, mit Planetenbolzen 2 und mit Planetenrädern 3 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 3a eines Planetenrades 3. Von den mehreren Planetenrädern 3 ist deshalb nur eins mit Planetenbolzen 2 und ein vereinfachter Ausschnitt des Planetenträgers 1 zeichnerisch abgebildet. Der Planetenträger 1 ist aus dem Teil 1a mit der Wandstärke S1 und einem Teil 1b mit der Wandstärke S2 gebildet. Jedes der Planetenräder 3 ist auf einem hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzen 2 drehbar gelagert.
Der Planetenbolzen 2 ist hohlzylindrisch ausgebildet, ist mit mindestens einem Durchgangsloch 6 für Schmieröl versehen und weist einen Innendurchmesser di und einen Außendurchmesser da auf, so dass sich eine Wandstärke t ergibt. Das Verhältnis (da/di) von radialem Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens 2 zum radialem Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens 2 entspricht mindestens einem Zahlenwert 1,1 und höchstens dem Zahlenwert 1,2. Das Verhältnis (t/di) von Wandstärke (t) des hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzens 2 zum Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens 2 mindestens einem Zahlenwert von 0,04 und höchstens einem Zahlenwert von 0,08 entspricht, wobei Wandstärken t und Durchmesser (di) und (da) gleich gerichtet sind.
Der Planetenbolzen 2 weist die axial gerichtete Länge b auf, so dass sich ein Verhältnis (b/da) von Länge (b) des Planetenbolzens 2 in axialer Richtung zum

Claims

Planetentrieb (5) mit wenigstens einem Planetenträger (1), mit Planetenbolzen (2) und mit Planetenrädern (3), von denen jeweils zumindest eines auf einem der hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzen (2) drehbar gelagert ist, wobei jeder Planetenbolzen (2) wenigstens einmal in dem Planetenträger (1) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verhältnis (da/di) von Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens (2) zum Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens (2) mindestens einem Zahlenwert 1,1 und höchstens dem Zahlenwert 1,2 entspricht.
Planetentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Verhältnis (b/da) von Länge (b) des Planetenbolzens (2) in axialer Richtung zum Außendurchmesser (da) des Planetenbolzens (2) mindestens dem Zahlenwert 0,3 und höchstens dem Zahlenwert 0,6 entspricht, wobei die axiale Richtung quer zu dem Außendurchmesser (da) gerichtet ist.
Planetentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Verhältnis (t/di) von Wandstärke (t) des hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzens (2) zum Innendurchmesser (di) des Planetenbolzens (2) mindestens einem Zahlenwert von 0,04 und höchstens einem Zahlenwert von 0,08 entspricht, wobei Wandstärke und Durchmesser gleich gerichtet sind.
Planetentrieb (5), in dem der Planetenbolzen (2) zweifach in axialer Richtung links und rechts neben jeweils wenigstens einem der Planetenräder (3) abgestützt ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Verhältnis (le/b) von axialer Stützweite (le) zur Länge (b) des Planetenbolzens (2) in axialer Richtung mindestens einem Zahlenwert von 1,1 und höchstens einem Zahlenwert von 1,5 entspricht, wobei Stützweite (le) und Länge (b) gleichgerichtet sind.