DE102013219634A1

DE102013219634A1 - Planetenträger

Info

Publication number: DE102013219634A1
Application number: DE102013219634.2A
Authority: DE
Inventors: Jens Kiesenbauer; Gunter Mahn; Sascha Ruppert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-02
Also published as: WO2015044158A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) mit einer Wange (2), zumindest drei an der Wange (2) angeordneten Planetenachsbolzen (8) und zumindest drei an den Planetenachsbolzen (8) drehbar gelagerten Planetenrädern (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Wange (2) wenigstens zwei verschiedene Durchmesser (D1, D2) aufweisende Lochkreise (4, 5) mit jeweils zumindest drei Planetenachsbohrungen (6, 7) umfasst, wobei die Planetenachsbolzen (8) mit den daran angeordneten Planetenrädern (15) in den Planetenachsbohrungen (6, 7) eines einzelnen Lochkreises (4, 5) befestigt sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Bausatz zur Herstellung eines solchen Planetenträgers (1) sowie ein Planetengetriebe mit einem solchen Planetenträger (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenträger mit einer Wange, zumindest drei an der Wange angeordneten Planetenachsbolzen und zumindest drei an den Planetenachsbolzen drehbar gelagerten Planetenrädern. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Bausatz zur Herstellung eines solchen Planetenträgers sowie ein Planetengetriebe mit einem solchen Planetenträger.
Planetengetriebe sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Sie umfassen normalerweise ein außenverzahntes Sonnenrad, ein innenverzahntes Hohlrad sowie einen Planetenträger mit daran gelagerten Planetenrädern. Die Übersetzung des Getriebes wird durch den Achsabstand zwischen der Sonnenradachse und den jeweiligen Planetenachsbolzen festgelegt.
Einteilige Planetenträger werden normalerweise durch Gießen oder Gesenkschmieden hergestellt und mechanisch weiter bearbeitet. Die 4 und 5 zeigen beispielhaft einen einwangigen Planetenträger mit vorgegossenen Achszapfen, wobei 4 den Planetenträger als gegossenen und/oder geschmiedeten Rohling und 5 den Planetenträger im mechanisch bearbeiteten Zustand zeigt. Der Planetenträger weist eine dreieckige Form auf und umfasst eine mittige Durchgangsbohrung 101, die im Rahmen einer mechanischen Bearbeitung mit einer Verzahnung 102 versehen wird, um den Planetenträger formschlüssig mit einer Welle zu verbinden, wie beispielsweise an der Abtriebswelle eines Planetengetriebes. Ferner umfasst der Planetenträger im Rohzustand in seinen Eckbereichen drei oval ausgebildete Zapfen 103, aus denen im Rahmen der mechanischen Bearbeitung Planetenachszapfen 104 gefertigt werden, die im bestimmungsgemäßen Zustand die Planetenräder des Planetenträgers aufnehmen. Die Planetenachszapfen 104 weisen jeweils einen einheitlichen Abstand zum Mittelpunkt der Verzahnung 102 auf, der auch als Achsabstand bezeichnet wird. Über diesen Achsabstand ist im bestimmungsgemäß montierten Zustand des Planetenträgers die Übersetzung des Planetengetriebes festgelegt.
Ein Nachteil des in den 4 und 5 dargestellten einteiligen Planetenträgers besteht darin, dass für den gewünschten Planetenträger ein Gussmodell oder Schmiedegesenk erforderlich ist, weshalb sehr hohe Kosten entstehen. Für jede gewünschte Übersetzung ist eine gesonderte mechanische Bearbeitung erforderlich, wodurch unterschiedliche Fertigteile entstehen. Dadurch müssen für jede Übersetzung Planetenträger auf Lager gehalten werden, was mit höheren Bestandskosten einhergeht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Planetenträger der eingangs genannten Art zu schaffen, die flexibel eingesetzt und preiswerter hergestellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Planetenträger der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wange wenigstens zwei verschiedene Durchmesser aufweisende Lochkreise mit jeweils zumindest drei Planetenachsbohrungen umfasst, wobei die Planetenachsbolzen mit den daran angeordneten Planetenrädern in den Planetenachsbohrungen eines einzelnen Lochkreises befestigt sind. Aufgrund der Tatsache, dass erfindungsgemäß wenigstens zwei verschiedene Durchmesser aufweisende Lochkreise an der Wange ausgebildet sind, können die Planetenachsbolzen mit den daran angeordneten Planetenrädern wahlweise in den Planetenachsbohrungen des einen Lochkreises oder in den Planetenachsbohrungen des anderen Lochkreises angeordnet werden, wodurch im bestimmungsgemäß montierten Zustand des Planetenträgers unterschiedliche Achsabstände zwischen der Sonnenradachse und den Planetenachsbolzen und damit verschiedene Übersetzungen des Planetengetriebes realisierbar sind. Damit ist der erfindungsgemäße Planetenträger sehr flexibel einsetzbar. Darüber hinaus ist die Herstellung mehrerer Lochkreise mit geringen Kosten verbunden, weshalb der erfindungsgemäße Planetenträger preiswert hergestellt werden kann.
Vorteilhaft ist jede der Planetenachsbohrungen des ersten Lochkreises in Umfangsrichtung zwischen zwei Planetenachsbohrungen des zweiten Lochkreises angeordnet.
Bevorzugt ist jede Planetenachsbohrung des ersten Lochkreises in Umfangsrichtung mittig zwischen zwei Planetenachsbohrungen des zweiten Lochkreises angeordnet, wodurch die Anordnung optimiert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen sämtliche Planetenachsbohrungen einen einheitlichen Durchmesser auf. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass auch Planetenachsbolzen mit einheitlichem Durchmesser verwendet werden können, wodurch die Teilevielfalt verringert wird.
Bevorzugt sind die Planetenachsbolzen jeweils mit einer Befestigungsschraube an der Wange befestigt, die sich durch eine als axiale Sicherung ausgebildete Endscheibe erstreckt und in eine im Bereich eines ersten freien Endes des Planetenachsbolzens stirnseitig vorgesehene Gewindebohrung geschraubt ist. Auf diese Weise wird ein einfacher und preiswert herzustellender Aufbau des Planetenträgers erzielt.
Die Planetenachsbolzen sind im Bereich ihres zweiten freien Endes vorteilhaft mit einem als Anschlag dienenden und radial vorstehenden Bund versehen. Ein solcher Bundfixiert einseitig das auf dem Planetenachsbolzen angeordnete Planetenradlager.
Bevorzugt ist zwischen jedem Planetenrad und der Wange ein auf dem Planetenachsbolzen gehaltener Distanzring vorgesehen, der einen ordnungsgemäßen Abstand zwischen der Wange und dem Planetenrad gewährleistet.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ferner einen Bausatz zur Herstellung eines Planetenträgers, der eine wenigstens zwei Lochkreise mit jeweils zumindest drei Planetenachsbohrungen aufweisende Wange, zumindest drei Planetenachsbolzen, die derart ausgebildet sind, dass sie wahlweise in den Planetenachsbohrungen des ersten Lochkreises oder in den Planetenachsbohrungen des zweiten Lochkreises befestigbar sind, und zwei jeweils zumindest drei Planetenräder gleicher Zähnezahl aufweisende Planetenradsätze aufweist, wobei sich die Planetenradsätze hinsichtlich der Zähnezahl ihrer Planetenräder voneinander unterscheiden. Mit einem solchen Bausatz können Planetenträger unterschiedlicher Übersetzung mit nur einer einzelnen Wange realisiert werden.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger der zuvor beschriebenen Art.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenträgers unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
1 eine perspektivische Ansicht eines Planetenträgers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Planetenträgers;
3 eine Schnittansicht des Planetenträgers entlang der Linie III-III in 2;
4 eine perspektivische Ansicht des Rohteils eines bekannten Planetenträgers; und
5 eine Ansicht des in 4 dargestellten Planetenträgers im mechanisch bearbeiteten Zustand.
Die 1 bis 3 zeigen einen Planetenträger 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der zum Einsatz in einem Planetengetriebe dient. Der Planetenträger 1 umfasst eine Wange 2, die vorliegend kreisscheibenförmig ausgebildet ist, wobei grundsätzlich auch von einer Kreisform abweichende Formen denkbar sind. Die Wange 2 umfasst eine mittige Durchgangsbohrung 3, die mit einer nicht näher dargestellten Kupplungsverzahnung versehen ist und zur formschlüssigen Verbindung mit einer Welle dient, wie beispielsweise der Abtriebswelle eines Planetengetriebes. Anstelle der Verzahnung kann natürlich auch eine alternative Befestigungsart zwischen Welle und Wange 2 gewählt werden. An der Wange 2 sind zwei verschiedene Durchmesser D₁ und D₂ aufweisende Lochkreise 4, 5 angeordnet, die jeweils drei Planetenachsbohrungen 6, 7 umfassen, wobei alle Planetenachsbohrungen 6, 7 einen einheitlichen Durchmesser d aufweisen. Die Planetenachsbohrungen 6 des ersten Lochkreises 4 sind in Umfangsrichtung jeweils mittig zwischen zwei Planetenachsbohrungen 7 des zweiten Lochkreises 5 angeordnet, so dass die Planetenachsbohrungen 6, 7 gleichmäßig über die Wange 2 verteilt sind.
Der Planetenträger 1 umfasst ferner drei baugleich ausgeführte Planetenachsbolzen 8, die im Wesentlichen ebenfalls den Durchmesser d aufweisen, so dass sie sowohl in die Planetenachsbohrungen 6 als auch in die Planetenachsbohrungen 7 eingeführt werden können. Jeder Planetenachsbolzen 8 ist im Bereich seines ersten freien Endes mit einer stirnseitig vorgesehenen Gewindebohrung 9 und im Bereich ihres zweiten freien Endes mit einem als Anschlag dienenden, radial vorstehenden und ringförmig ausgebildeten Bund 10 versehen.
Eine weitere Komponente des Planetenträgers 1 bilden drei Endscheiben 11.
Darüber hinaus umfasst der Planetenträger 1 drei Distanzringe 13, deren Innendurchmesser derart gewählt ist, dass diese auf den Planetenachsbolzen 8 angeordnet werden können, drei Befestigungsschrauben 14 sowie drei Planetenräder 15 mit zugeordneten Lagern 16, die ebenfalls derart ausgeführt sind, dass sie auf die Planetenachsbolzen 8 aufgeschoben werden können. Darüber hinaus sind Sicherungsringe 17 und Anlaufscheiben 18 Teil des Planetenträgers 1.
Zur Montage des in den 1 bis 3 dargestellten Planetenträgers 1 werden in einem ersten Schritt die Zahnräder 15 mit den zugehörigen Lagern 16, Sicherungsringen 17 und Anlaufscheiben 18 auf die Planetenachsbolzen 8 aufgeschoben, wobei die endseitig an den Planetenachsbolzen 8 vorgesehenen Bunde 10 als Anschlag dienen. Daraufhin werden die Distanzringe 13 auf den Planetenachsbolzen 8 angeordnet. Nunmehr werden die Planetenachsbolzen 8 mit ihrem ersten freien Ende in die Planetenachsbohrungen 7 des zweiten Lochkreises 5 eingeführt und über die sich durch die Endscheiben 11 erstreckenden Befestigungsschrauben 14 fixiert.
Wird ein derart montierter Planetenträger 1 in einem zugeordneten Planetengetriebe angeordnet, so erhält dieses Planetengetriebe eine erste Übersetzung. Zur Erzielung einer zweiten Übersetzung können die Planetenachsbolzen 8 bei der zuvor beschriebenen Montage mit alternativen Planetenrädern bestückt werden, die sich dahingehend von den Planetenrädern 15 unterscheiden, dass sie eine andere Zähnezahl aufweisen. Daraufhin werden die Planetenachsbolzen 8 mit den daran befestigten Planetenrädern in die Planetenachsbohrungen 6 des ersten Lochkreises 4 eingesetzt.
Wird ein derart montierter Planetenträger 1 in das zugehörige Planetengetriebe eingesetzt, so erhält dieses eine andere Übersetzung.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Planetenträger (1) mit einer Wange (2), zumindest drei an der Wange (2) angeordneten Planetenachsbolzen (8) und zumindest drei an den Planetenachsbolzen (8) drehbar gelagerten Planetenrädern (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Wange (2) wenigstens zwei verschiedene Durchmesser (D₁, D₂) aufweisende Lochkreise (4, 5) mit jeweils zumindest drei Planetenachsbohrungen (6, 7) umfasst, wobei die Planetenachsbolzen (8) mit den daran angeordneten Planetenrädern (15) in den Planetenachsbohrungen (6, 7) eines einzelnen Lochkreises (4, 5) befestigt sind.
Planetenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Planetenachsbohrungen (6) des ersten Lochkreises (4) in Umfangsrichtung zwischen zwei Planetenachsbohrungen (7) des zweiten Lochkreises (5) angeordnet ist.
Planetenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Planetenachsbohrung (6) des ersten Lochkreises (4) in Umfangsrichtung mittig zwischen zwei Planetenachsbohrungen (7) des zweiten Lochkreises (5) angeordnet ist.
Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Planetenachsbohrungen (6, 7) einen einheitlichen Durchmesser (d) aufweisen.
Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenachsbolzen (8) jeweils mit einer Befestigungsschraube (14) an der Wange (2) befestigt sind, die sich durch eine als axiale Sicherung ausgebildete Endscheibe (11) erstreckt und in eine im Bereich eines ersten freien Endes des Planetenachsbolzens (8) stirnseitig vorgesehene Gewindebohrung (9) geschraubt ist.
Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenachsbolzen (8) im Bereich ihres zweiten freien Endes mit einem als Anschlag dienenden und radial vorstehenden Bund (10) versehen sind.
Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Planetenrad (15) und der Wange (2) ein auf dem Planetenachsbolzen (8) gehaltener Distanzring (13) vorgesehen ist.
Bausatz zur Herstellung eines Planetenträgers (1), der eine wenigstens zwei Lochkreisen (4, 5) mit jeweils zumindest drei Planetenachsbohrungen (6, 7) aufweisende Wange (2), zumindest drei Planetenachsbolzen (8), die derart ausgebildet sind, dass sie wahlweise in den Planetenachsbohrungen (6) des ersten Lochkreises (4) oder in den Planetenachsbohrungen (7) des zweiten Lochkreises (5) befestigbar sind, und zwei jeweils zumindest drei Planetenräder (15) gleicher Zähnezahl aufweisende Planetenradsätze aufweist, wobei sich die Planetenradsätze hinsichtlich der Zähnezahl ihrer Planetenräder (15) voneinander unterscheiden.
Planetengetriebe mit einem Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.