-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Anlaufscheibenanordnung zur axialen Abstützung zumindest eines auf einem Planetenradbolzen gelagerten Planetenrads eines Planetenradgetriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
-
Eine derartige Anlaufscheibenanordnung ist aus
DE 10 2014 206 980 B3 bekannt. Dort sind in einem Planetenradgetriebe eine erste und eine zweite Anlaufscheibe auf einem Planetenradbolzen zum Anlauf eines auf dem Planetenradbolzen gelagerten Planenetrads zwischen diesem und einem Planetenradträger angeordnet. Erste und zweite Anlaufscheiben bilden ein axial zwischen dem Planetenradträger und dem Planetenrad auf dem Planetenradbolzen angeordnetes Anlaufscheibenpaar. Dieses ist so zusammengesetzt, dass ein axial vorstehendes Distanzelement an der ersten Anlaufscheibe in eine axiale Vertiefung an der zweiten Anlaufscheibe axial eintaucht. Dabei bildet das Distanzelement in der axialen Vertiefung eine Kontaktzone mit der zweiten Anlaufscheibe, wobei außerhalb der Kontaktzone zwischen den Anlaufscheiben ein axialer Spalt ausgebildet ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass das Distanzelement mit der Kontaktzone nur aufwendig und kostenintensiv herstellbar ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlaufscheibenanordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihrer Herstellung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Es wird eine Anlaufscheibenanordnung zur axialen Abstützung zumindest eines auf einem Planetenradbolzen gelagerten Planetenrads eines Planetenradgetriebes vorgeschlagen, wobei zumindest eine erste und eine zweite Anlaufscheibe koaxial nebeneinander auf dem Planetenradbolzen angeordnet an einem radial innen ausgebildeten Kontaktbereich aneinander axial abgestützt und im Übrigen geringfügig axial beabstandet zueinander angeordnet sind. Da hierbei der Kontaktbereich durch Biegen einfach spanlos durch Umformen hergestellt ist, wird eine aufwendige und kostenintensive Herstellung vermieden.
-
Zur Ausbildung des Kontaktbereichs ist vorzugsweise die erste Anlaufscheibe zur Abstützung an der zweiten Anlaufscheibe radial innen an einem Ringabschnitt umgebördelt und steht an diesem in Kontakt mit der zweiten Anlaufscheibe. Am umgebördelten Ringabschnitt wird in Kontakt mit der zweiten Anlaufscheibe der Eintritt und die Verteilung von Schmiermittel und damit die Schmierung verbessert, wodurch die Reibung reduziert und eine zentrale Abstützung der Anlaufscheiben radial innen in Gleitkontakt nahe dem Planetenradbolzen mit geringem Reibmoment erreicht wird. Denkbar ist eine plane Abstützfläche oder eine konvex gekrümmte Abstützfläche.
-
Die zweite Anlaufscheibe kann einen radial außen umgebördelten Ringabschnitt zur Abstützung an der ersten Anlaufscheibe aufweisen, wobei der umgebördelte Ringabschnitt durch einen vorbestimmten geringfügigen axialen Spalt beabstandet zur ersten Anlaufscheibe angeordnet ist. Das Spaltmaß kann abgestimmt auf einen bestimmten Verschleiß und eine bestimmte axiale Verformung unter Belastung der Anlaufscheiben eingestellt werden.
-
Vorzugsweise sind die Anlaufscheiben jeweils mit gleichbleibender Wandstärke ausgeführt, wobei die Wandstärke der ersten Anlaufscheibe kleiner ist als die Wandstärke der zweiten Anlaufscheibe und die Differenz der Wandstärken dem vorbestimmten axialen Spalt entspricht. Alternativ oder ergänzend ist der Spalt durch das Umbiegen des jeweiligen Ringabschnitts einstellbar, wobei dieser an der jeweiligen Anlaufscheibe mit einem vorbestimmten axialen Abstand zu dieser umgebogen wird.
-
Denkbar ist auch, die zweite Anlaufscheibe als einfache vollkommen ebene Scheibe oder stufig zur Abstützung mit der ersten Anlaufscheibe auszuführen. Die stufige Ausbildung kann dabei beispielsweise durch Stanzen einfach hergestellt werden. Der Kontaktbereich kann auch durch axiale Vertiefungen strukturiert sein.
-
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Kontaktbereich durch Prägen und/oder Stanzen oder durch eine Kombination aus Biegen, Prägen und/oder Stanzen herzustellen.
-
Die erfindungsgemäßen Anlaufscheiben können kostengünstig aus einem Blech, beispielsweise aus einem vergüteten Kaltband, gestanzt oder geprägt werden.
-
Als Maßnahme, um den Verschleiß zu verringern, bietet sich eine den Verschleiß mindernde so sowie Notlaufeigenschaften gewährleistende Oberflächenbeschichtung der Anlaufscheiben zum Beispiel aus Manganphosphat (MnPh) an. Es sind auch nitrocarbonierte, phosphatierte, brünierte oder teflonbeschichtete Anlaufscheiben einsetzbar.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
-
1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibenanordnung,
-
2 eine geschnittene Einzelansicht der Anlaufscheibenanordnung.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Anlaufscheibenanordnung zur axialen Abstützung bzw. Anlauf zumindest eines auf einem Planetenradbolzen 1 gelagerten Planetenrads 2 eines Planetenradgetriebes. Das Planetenradgetriebe, das nur in einem Ausschnitt dargestellt ist, besteht in bekannterweise aus mehreren jeweils auf einem Planetenradbolzen 1 angeordneten Planetenrädern 2, die um eine nicht dargestellte Zentralachse umlaufen.
-
Die Anlaufscheibenanordnung weist eine erste und eine zweite Anlaufscheibe 3, 4 auf, die jeweils in Blech ausgeführt und als ein Anlaufscheibenpaar koaxial hintereinander auf dem Planetenradbolzen 1 axial zwischen dem Planenrad 2 und einem den Planetenradbolzen 1 jeweils an dessen gegenüberliegenden Enden tragenden Planetenradträger 5 angeordnet. Erste und eine zweite Anlaufscheibe 3, 4 sind paarweise jeweils an ihren zugewandten Innenseiten gegenseitig an einem radial innen jeweils an der ersten Anlaufscheibe 3 ausgeführten geringfügig axial vorstehenden Kontaktbereich axial abstützbar, derart, dass sie außerhalb des Kontaktbereichs axial beanstandet zueinander angeordnet sind. Auf diese bildet der Kontaktbereich einen Abstandhalter oder ein Distanzelement, der bzw. das die Anlaufscheiben im Übrigen auf Abstand hält. An ihren voneinander abgewandten Außenseiten sind die Anlaufscheiben 3, 4 einerseits am Planetenradträger 5 und andererseits radial außen am Planetenrad 2 und radial innen an dessen Lagerung 6 axial abgestützt. Hier ist beispielhaft die erste Anlaufscheibe 3 axial innen liegend mit ihrer axialen Außenseite flächig an einer axialen Außenseite des Planetenrads 2 und an dessen Lagerung 1 abgestützt, während die zweite Anlaufscheibe 4 mit ihrer axialen Außenseite am Planetenradträger 5 zur Abstützung flächig anliegt. Denkbar ist auch, die erste Anlaufscheibe 3 axial außen liegend mit ihrer Außenseite am Planetenradträger 5 und die zweite Anlaufscheibe 4 axial innen liegend mit ihrer axialen Außenseite am Planetenrad 2 und dessen Lagerung 1 abzustützen.
-
Die Anlaufscheibenanordnung sieht zwei angepasste Gleitpartner zur Reduzierung der Verlustmomente vor, wobei zwei abweichend zueinander abgesetzte Anlaufscheiben 3, 4 paarweise so zusammengefügt sind, dass diese radial innen an dem planetenradbolzennah ausgebildeten geringfügig axial vorstehenden Kontaktbereich in Gleitkontakt stehen. Die übrigen Bereiche der Anlaufscheiben 3, 4 sind dabei durch einen Spalt S axial beanstandet zueinander angeordnet. Durch den Spalt S sind die Anlaufscheiben 3, 4 außerhalb des Kontaktbereichs zumindest bei geringen oder dem Normalbetrieb entsprechenden Axialelasten berührungsfrei zueinander angeordnet. Bevorzugt ist zur Erzielung einer bauchraumoptimierten Ausführung ein Spaltsmaß von 0,3 mm vorgesehen. Denkbar ist auch, statt einem Anlaufscheibenpaar jeweils nur eine Anlaufscheibe 3 vorzusehen, die an ihrem Kontaktbereich in direktem Gleitkontakt mit dem Planetenradträger 5 steht und außerhalb des Kontaktbereichs geringfügig axial beabstandet zum Planetenradträger 5 angeordnet ist.
-
Verkippung der Planetenräder 1 und Fertigungsungenauigkeiten führen zum Axialschub der Planetenräder 1 und ihrer Lagerungen 6. Die Kräfte werden über die Anlaufscheiben 3, 4 abgestützt und in den Planetenradträger 5 eingeleitet. Durch die jeweils im Flächenschwerpunkt angreifenden Axialkräfte Fax1 der Planetenräder 2 und Fax2 der Lagerungen stellen sich am Planetenradträger 5 bzw. an der zweiten Anlaufscheibe 4 die resultierenden Reaktionskräfte Fax3 ein, die jeweils der Summe der Kräfte Fax1 und Fax2 entsprechen. Am Kontaktbereich entstehen durch die vorhandene Relativbewegung der ersten Anlaufscheibe zur zweiten Anlaufscheibe die entsprechenden Reibkräfte Fr = μ × Fax mit μ als Reibkoeffizient und das entsprechende Reibmoment Mr = Fr × a mit dem Hebelarm bzw. Wirkabstand a bezogen auf die Drehachse der Planetenräder 2. Da hier der Kontaktbereich zur gegenseitigen Abstützung der Anlaufscheiben 3, 4 radial innen ausgebildet ist, greifen die resultierenden Reaktionskräfte am Planetenradträger Fax3 planetenradbolzennah mit einem kurzen Hebelarm a an, wodurch die Reibmomente Mr und die damit verbundenen Verluste im Getriebe klein sind. Die Anlaufscheiben 3. 4 können gegebenenfalls mit dem Planetenradträger 5 und/oder dem Planetenrad 2 verdrehgesichert angeordnet sein.
-
Im Betriebszustand des Planetenradgetriebes greift die resultierende Axialkraft des Planetenrades 2 und der Wälzkörper seiner Lagerung 1 versetzt zu den jeweiligen Flächenschwerpunkten in Richtung zum Planetenradbolzen 1 an. Damit verringert sich der Wirkabstand der resultierenden Axial- bzw. Reibkräfte deutlich. Die erfindungsgemäße Anlaufscheibenanordnung vermeidet eine großflächige, d.h. vollständige axiale Abstützung der Anlaufscheiben 3, 4 aneinander. Vorteilhaft wird dadurch ein Gleitkontakt hergestellt, der sich ausschließlich auf einen definierten Kontaktbereich beschränkt. Die erfindungsgemäße Maßnahme bewirkt, dass beispielsweise eine durch ungenaue Fertigung ausgelöste nachteilige Verkippung wirksam kompensiert werden kann. Vorteilhaft stellt sich damit gleichzeitig ein geringeres Reibmoment ein, das zu weniger Verlusten und folglich zu einer angestrebten Verbrauchsreduzierung des Fahrzeugs führt.
-
Zur Ausbildung des Kontaktbereichs ist die erste Anlaufscheibe 3 am Innendurchmesser mit einem Ringabschnitt 7 zur Innenseite hin umgebördelt. Dieser steht mit einem radial innen an der Innenseite der zweiten Anlagescheibe 4 plan ausgebildeten Ringabschnitt in Gleitkontakt. Die Biegekante des umgebördelten Ringabschnitts 7 bildet dabei den Innendurchmesser der ersten Anlaufscheibe 3, an dem diese auf dem Planetenradbolzen 1 abgestützt ist. Die zweite Anlaufscheibe 4 ist am Außendurchmesser mit einem Ringabschnitt 8 zur Innenseite hin umgebördelt. Dabei ist der umgebördelte Ringabschnitt 8 durch einen vorbestimmten geringfügigen axialen Spalt S beabstandet zur ersten Anlaufscheibe angeordnet (2). Erste und zweite Anlaufscheibe 3, 4 sind jeweils mit konstanter Wandstärke d1, d2 ausgeführt, wobei die Wandstärke d1 der ersten Anlaufscheibe 3 größer ist als die Wandstärke d2 der zweiten Anlaufscheibe 4 (2). Der Spalt S ist durch das Umbiegen des jeweiligen umgebördelten Ringabschnitts 7, 8 einstellbar, wobei dieser an der jeweiligen Anlaufscheibe 3, 4 mit einem entsprechendem axialen Abstand zu dieser umgebogen wird. Liegen dagegen die umgebördelten Ringabschnitte 7, 8 an der jeweiligen Anlaufscheibe 3, 4 an, entspricht die Differenz der Wandstärken d1, d2 der Anlaufscheiben dem vorbestimmten axialen Spalt S. Zur flächigen Anlage können die Ringabschnitte 7, 8 jeweils eine plane ringförmige Abstützfläche bilden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Planetenradbolzen
- 2
- Planetenrad
- 3
- Anlaufscheibe
- 4
- Anlaufscheibe
- 5
- Planetenradträger
- 6
- Lagerung
- 7
- Ringabschnitt
- 8
- Ringabschnitt
- Fax1
- Axialkraft
- Fax2
- Axialkraft
- Fax3
- Axialkraft
- a
- Wirkabstand
- S
- Spalt
- d1
- Wandstärke
- d2
- Wandstärke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014206980 B3 [0002]
