DE102015214833A1

DE102015214833A1 - Planetentrieb

Info

Publication number: DE102015214833A1
Application number: DE102015214833.5A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb mit wenigstens einem Planetenträger, mit Planetenrädern und mit zumindest einem Planetenlager für die Planetenräder, wobei der Planetenträger Stützwangen aufweist, zwischen denen die Planetenräder angeordnet sind und aus denen rotationssymmetrische Vorsprünge herausgepresst sind, und wobei die Planetenräder auf den Vorsprüngen mittels der Planetenlager drehbar gelagert sind, wobei jedes Planetenlager zumindest mit einem zwischen einem Planetenrad und einem Vorsprung angeordneten Wälzlager mit Wälzkörpern sowie mit einer inneren Wälzlaufbahn und mit einer äußeren Wälzlaufbahn versehen ist, und dabei die innere Wälzlaufbahn direkt an der Oberfläche des Vorsprungs ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb mit wenigstens einem Planetenträger, mit Planetenrädern und mit zumindest einem Planetenlager für die Planetenräder, wobei der Planetenträger Stützwangen aufweist, zwischen denen die Planetenräder angeordnet sind und aus denen rotationssymmetrische Vorsprünge herausgepresst sind, und wobei die Planetenräder auf den Vorsprüngen mittels der Planetenlager drehbar gelagert sind, wobei jedes Planetenlager zumindest mit einem zwischen einem Planetenrad und einem Vorsprung angeordneten Wälzlager mit Wälzkörpern sowie mit einer inneren Wälzlaufbahn und mit einer äußeren Wälzlaufbahn versehen ist, und dabei die innere Wälzlaufbahn direkt an der Oberfläche des Vorsprungs ausgebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
US 4,793,214 A zeigt einen Planetentrieb, aus dessen Trägerwangen außenzylindrische Vorsprünge axial hervorstehen. Die Trägerwangen sind aus Blech, die Vorsprünge sind aus dem Blech heraus gepresst. Dazu wurde Material aus der Wand der jeweiligen Trägerwange axial so durchgestellt, dass in der Trägerwange ein Loch. Das Volumen des Lochs entspricht dem Volumen des Materials des Vorsprungs im Wesentlichen. Der Planetentrieb ist so montiert, dass jeweils ein Vorsprung der einen Trägerwange einem Vorsprung der zweiten Trägerwange axial gegenüber liegt und in eine Bohrung des Planetenrads eingeschoben ist. Beide Vorsprünge bilden so zusammen einen außenzylindrischen Planentenbolzen aus Vollmaterial. Jedes Planetenrad des Planetentriebs ist auf einem derartigen Bolzen gleitgelagert. Die Reibung in der Planetenlagerung kann sehr hoch sein.
In DE 195 36 027 C2 ist ein Planetentrieb beschrieben, in dem aus einer Trägerwange gepresste Vorsprünge hervorstehen, die als hohlzylindrische Planetenbolzen ausgebildet sind. Der jeweilige Planetenbolzen ist beispielsweise durch Fließpressen hergestellt. Auf jedem Planetenbolzen ist ein Planetenrad mittels eines Planetenlagers radial gelagert. Das Planetenlager kann ein Nadellager sein. Die innere Wälzlaufbahn des Nadellagers ist direkt auf der Oberfläche des Planetenbolzens ausgebildet. Die äußere Wälzlaufbahn der Nadeln ist die Oberfläche der Bohrung des Planetenrads. Das Nadellager kann nur radiale Kräfte aufnehmen.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetentrieb zu schaffen, der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Der Planetentrieb weist zwei Stützwangen auf, die Gleichteile sein können oder sich voneinander baulich unterscheiden. Die erste Stützwange weist pro Planetenrad einen ersten Vorsprung auf, an dessen Oberfläche direkt eine erste inneren Wälzlaufbahn eines Kugellagers ausgebildet ist. Die zweite Stützwange weist pro Planetenrad einen zweiten Vorsprung auf, an dessen Oberfläche direkt eine zweite innere Wälzlaufbahn ausgebildet ist. Jeder Vorsprung ragt axial zumindest anteilig in eine Öffnung des jeweiligen Planetenrads hinein. Die Vorsprünge an beiden Wangen sind durch Pressen, Stanzen oder durch Ziehen axial aus der Wand der Trägerwange, also vorzugsweise durch Kaltumformen, heraus geformt. Die Trägerwangen sind bevorzugt aus Stahlblech gefertigt. Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Geometrie oder sind gleich. Jeder der Vorsprünge weist eine Wälzlaufbahn auf, die eine Kugellaufbahn ist. Die Wälzlaufbahn und/oder der Vorsprung und/oder die Trägerwange sind mit der für die Kugellaufbahn eines Wälzlagers erforderlichen Härte versehen.
Wenn der Planetentrieb montiert wird, werden die Planetenräder zwischen den Trägerwangen aufgenommen. Dabei werden die Vorsprünge koaxial zueinander ausgerichtet, bis das jeweilige Kugellager auf den Vorsprung zwischen das Planetenrad und die Wälzlaufbahn montiert ist.
Das Planetenrad weist eine durchgehende Öffnung auf oder ist an beiden Seiten mit einem Sackloch oder einer anders gestalteten Vertiefung inklusive der äußeren Wälzlaufbahnen für die Kugellager versehen. Derartige Planetenräder können z.B. durch spanlose Fertigungsverfahren hergestellt werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kugellager Schrägkugellager sind. In Schrägkugellager sind die Kontaktzonen der Kugeln der inneren Wälzlaufbahn gegenüber denen der äußeren Wälzlaufbahn axial versetzt. Die Kontaktlinien, die bei Rillenkugellagern in einer Radialebene ausgerichtet sind, sind bei Schrägkugellagern zu den Radialebenen geneigt. Die Radialebenen sind dabei die Ebenen, die senkrecht von der axial ausgerichteten Rotationsachse des Wälzlagers bzw. des jeweiligen Planetenrades durchstoßen sind. Die Kontaktlinien sind die Linien, die pro Kugel durch das Kugelzentrum und durch die Kontaktpunkte in den Kontaktzonen der jeweiligen Kugel mit der inneren und der äußeren Laufbahn verlaufen. Die Kontaktlinien von zwei um 180° zueinander versetzten Kugeln beschreiben in einem symmetrischen Längsschnitt durch das Kugellager entlang der Rotationsachse einen Kegel, dessen Kegelspitze auf der Rotationsachse liegt. Die Kegellinien (Kontaktlinien) aller Kugeln treffen sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt auf der Rotationsachse.
Die Schrägkugellager der Planetenlagerung sind vorzugsweise in O-Anordnung gegeneinander angestellt, d.h., die Kegelspitzen der beiden gegeneinander angestellten Lager weisen voneinander weg und liegen deshalb beidseitig der Lagerung axial außerhalb der Lagerstellen.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass die Anzahl der Teile, die zur Bildung des Planetentriebs notwendig sind, gegenüber dem Stand der Technik reduziert ist. Dadurch, dass Schrägkugellager eingesetzt werden, können durch die Lagerung radiale und auch axiale Kräfte aufgenommen werden.
Beschreibung der Zeichnungen
Die einzige 1 zeigt einen Ausschnitt eines Planetentriebs 1 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 3 eines Planetenrades 2. Der Planetentrieb 1 weist einen Planetenträger auf, der aus zwei Stützwangen 4 und 5 gebildet ist. Weitere Bestandteile sind die Planetenräder 2, von denen nur eins dargestellt ist, und Planetenlager, von denen auch nur eins dargestellt ist. Die die Planetenräder 2 sind axial zwischen den Stützwangen 4 und 5 angeordnet und sind seitlich mit Vertiefungen 12 versehen.
Aus der Stützwange 4 ist pro Planetenrad 2 ein rotationssymmetrischer Vorsprung 6 herausgepresst. Die gegenüberliegende Stützwange 5 weist pro Planetenrad 2 einen Vorsprung 13 auf. Jeder Vorsprung 6 bzw. 13 ist hütchenförmig durch das Blechmaterial der jeweiligen Stützwange 4 oder 5 gebildet und weist an seiner Rückseite eine Vertiefung 14 auf, die beim Formen des Vorsprungs 6 bzw. 13 gebildet wird.
Die Planetenräder 2 sind mit einem Planetenlager auf jeweils zwei Vorsprüngen 6 und 13 drehbar gelagert. Jedes Planetenlager besteht aus zwei Wälzlagern 8, die Schrägkugellager mit Wälzkörpern in Form von Kugeln 9, mit einer inneren Wälzlaufbahn 10 in Form einer Kugellaufbahn sowie mit einer äußeren Wälzlaufbahn 11 in Form einer weiteren Kugellaufbahn sind. Die die innere Wälzlaufbahn 10 ist direkt an der Oberfläche des Vorsprungs ausgebildet. Die äußere Wälzlaufbahn 11 befindet sich in der Vertiefung 12 direkt an der Oberfläche des Planetenrads 2. Die Kugeln sind in einem Käfig 16 geführt.
Ein Vorsprung 6 der Stützwange 4 ragt mit seiner Spitze axial in die im Bild linke Vertiefung 12 des Planetenrads 2 hinein. Der Vorsprung 13 liegt dem Vorsprung 6 auf der Rotationsachse 3 gegenüber und steht mit seiner Spitze axial in die rechte Vertiefung 12 des Planetenrads hinein. Die inneren Wälzlaufbahnen 10 sind axial gegenüber den äußeren Wälzlaufbahnen 11 axial versetzt. Die Kontaktlinien 7 der Kugeln 9 sind geneigt. Der Schnittpunkt 15 Kontaktlinien 7 der Kugeln 9 jedes Schrägkugellagers liegt auf der Rotationsachse 3 axial außen seitlich der Lagerstellen, weil die Schrägkugellager in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind.
Es ist auch denkbar, dass, wenn das jeweilige Wälzlager als Rillenkugellager ausgeführt ist. Dann liegen sich die Wälzlaufbahnen und Kontaktzonen der inneren und äußeren Wälzlaufbahnen radial direkt einander gegenüber. Die Kontaktlinien und Kontaktpunkte der Kugeln verlaufen in dem Fall in Radialebenen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4793214 A [0002]
DE 19536027 C2 [0003]

Claims

Planetentrieb (1) mit wenigstens einem Planetenträger, mit Planetenrädern (2) und mit zumindest einem Planetenlager (8) für die Planetenräder (2), wobei der Planetenträger Stützwangen (4, 5) aufweist, zwischen denen die Planetenräder (2) angeordnet sind und aus denen rotationssymmetrische Vorsprünge (6, 13) herausgepresst sind, und wobei die Planetenräder (2) auf den Vorsprüngen (6, 13) mittels der Planetenlager drehbar gelagert sind, wobei jedes Planetenlager zumindest mit einem zwischen einem Planetenrad (2) und einem Vorsprung (6, 13) angeordneten Wälzlager (8) mit Wälzkörpern sowie mit einer inneren Wälzlaufbahn (10) und mit einer äußeren Wälzlaufbahn (11) versehen ist, und dabei die innere Wälzlaufbahn (10) direkt an der Oberfläche des Vorsprungs (6, 13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: – eine erste Stützwange (4) pro Planetenrad (2) einen ersten Vorsprung (6) mit der ersten inneren Wälzlaufbahn (10) aufweist, – eine zweite Stützwange (5) einen zweiten Vorsprung (13) mit der zweiten inneren Wälzlaufbahn (10) aufweist, wobei der zweite Vorsprung (13) dem ersten Vorsprung (6) koaxial gegenüberliegt, – das Planetenlager ein erstes Wälzlager (8) mit der ersten inneren Wälzlaufbahn (10) und mit zumindest einer ersten Reihe Kugeln (9) aufweist, – das Planetenlager ein zweites Wälzlager (8) mit der zweiten inneren Wälzlaufbahn (10) und mit einer zweiten Reihe Kugeln (9) aufweist.
Planetentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Wälzlaufbahn (11) eines jeden Wälzlagers (8) direkt an der Oberfläche des Planetenrades (2) ausgebildet ist.
Planetentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenlager durch zwei gegeneinander angestellte Schrägkugellager gebildet ist.