DE102017112924A1 - planetary gear - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (10), insbesondere für eine Windkraftanlage, mit zumindest einer Planetenstufe (11), aufweisend ein Hohlrad (12), ein innerhalb des Hohlrades (12) angeordnetes Sonnenrad (13), und einen Planetenträger (14) mit zwei zueinander beabstandet angeordneten und über Stege (15) miteinander verbundenen Trägerwangen (16), wobei der Planetenträger (14) zumindest einen Lagerbolzen (17) aufweist, der zwischen der ersten (16.1) und der zweiten Trägerwange (16.2) angeordnet und an dem ein Planetenrad (18) gelagert ist, wobei mittels des Planetenrades (18) das Hohlrad (12) mit dem Sonnenrad (13) in Wirkverbindung bringbar ist.The invention relates to a planetary gear (10), in particular for a wind turbine, with at least one planetary stage (11), comprising a ring gear (12), a sun gear (13) arranged inside the ring gear (12), and a planet carrier (14) with two the planet carrier (14) has at least one bearing pin (17) arranged between the first (16.1) and the second beam cheek (16.2) and to which a planetary gear (18) is mounted, wherein by means of the planet gear (18), the ring gear (12) with the sun gear (13) can be brought into operative connection.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, insbesondere für eine Windkraftanlage, mit zumindest einer Planetenstufe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Es sind Planetengetriebe mit zumindest einer Planetenstufe bekannt, die ein Hohlrad und ein innerhalb des Hohlrades angeordnetes Sonnenrad aufweisen. Ein Planetenträger weist zumindest einen Lagerbolzen auf, der zwischen zwei Trägerwangen angeordnet ist und an welchem das Planetenrad beweglich gelagert ist. Bei gattungsgemäßen Planetengetrieben führt ein Kraftfluss in der Planetenstufe zu Verdrillungen des Planetenträgers. Wird das Torsionsmoment vom Planetenträger zum Sonnenrad geleitet, so verformen sich die Bauteile elastisch unter Einwirkung der Kräfte. Der Planetenträger erfährt dabei eine Verdrillung, die ihrerseits dazu führt, dass die Lagerbolzen respektive der Planet sich schiefstellen. Die Sonnenwelle wird mit einem Torsionsmoment beaufschlagt, was analog zum Planetenträger zu einer Verdrillung führt. Die Verdrillung an der Sonnenwelle ist aufgrund der kinematischen Verhältnisse gleichgerichtet zum Planetenträger.The present invention relates to a planetary gear, in particular for a wind turbine, with at least one planetary stage according to the preamble of independent claim 1. There are known planetary gear with at least one planetary stage having a ring gear and disposed within the ring gear sun gear. A planet carrier has at least one bearing pin, which is arranged between two carrier cheeks and on which the planet gear is movably mounted. In generic planetary gears leads a power flow in the planetary stage to twists of the planet carrier. If the torsional moment is transmitted from the planet carrier to the sun gear, the components deform elastically under the action of the forces. The planet carrier undergoes a twist, which in turn leads to the bearing pin or the planet to skew. The sun wave is acted upon by a torsional moment, which leads to a twist analogous to the planet carrier. The twist on the sun's shaft is due to the kinematic conditions rectified to the planet carrier.
Aufgabe der Erfindung ist es, die voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schiefstellung des Planeten im Lastfall zumindest teilweise zu kompensieren.The object of the invention is at least partially overcome the above known from the prior art disadvantages. In particular, it is the object of the present invention to compensate for the misalignment of the planet in the load case at least partially.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The above object is achieved by a planetary gear with the features of claim 1.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindungsgegenstandes möglich.Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the subject-matter specified in the independent claim are possible.
Erfindungsgemäß weist das Planetengetriebe, insbesondere für eine Windkraftanlage, zumindest eine Planetenstufe auf, wobei die Planetenstufe zumindest ein Hohlrad und ein innerhalb des Hohlrad angeordnetes Sonnenrad sowie einen Planetenträger mit zwei zueinander beabstandet angeordneten und über Stege miteinander verbundenen Trägerwangen aufweist. Der Planetenträger umfasst zumindest einen Lagerbolzen, der zwischen der ersten und der zweiten Trägerwange angeordnet und an dem einen Planetenrad gelagert ist, wobei mittels des Planetenrades das Hohlrad mit dem Sonnenrad in Wirkverbindung bringbar ist. Der Lagerbolzen weist ein Ausgleichsmittel auf, wodurch eine Schiefstellung des Planetenrades gegenüber dem Hohlrad und/oder gegenüber dem Sonnenrad einstellbar ist. Das erfindungsgemäße Ausgleichsmittel ermöglicht somit eine zumindest teilweise Lastausgleichsfunktion, wodurch die Position des Lasteingriffs in der Verzahnung zwischen dem Hohlrad und dem Planeten bzw. dem Planeten und dem Sonnenrad unter Last einstellbar ist. Dies kann eine Reduzierung der Kantenpressung im Zahneingriff ermöglichen, wodurch die Zahnflankentragfähigkeit an Planet, Sonne und Hohlrad verbessert werden kann. Ein Korrekturschliff der Zahnflanken des Planeten, des Hohlrades und/oder des Sonnenrades kann somit zumindest reduziert werden. According to the invention, the planetary gear, in particular for a wind turbine, at least one planetary stage, wherein the planetary stage has at least one ring gear and disposed within the ring gear sun gear and a planet carrier with two spaced apart and interconnected via webs carrier cheeks. The planet carrier comprises at least one bearing pin, which is arranged between the first and the second beam cheek and is mounted on the one planet gear, wherein by means of the planet gear, the ring gear with the sun gear can be brought into operative connection. The bearing pin has a compensating means, whereby a misalignment of the planet gear relative to the ring gear and / or relative to the sun gear is adjustable. The compensating means according to the invention thus enables an at least partially load-balancing function, whereby the position of the load engagement in the toothing between the ring gear and the planet or the planet and the sun gear can be adjusted under load. This can allow for a reduction in edge pressure in meshing, which can improve the tooth flank bearing capacity of the planet, sun and ring gear. A correction of the tooth flanks of the planet, the ring gear and / or the sun gear can thus be at least reduced.
Insbesondere im Hinblick auf die zunehmend kompaktere Bauweise der Planetengetriebe und die damit verbundenen dünnwandigen Strukturen, welche sich unter Last stärker verformen, werden eine Korrektur und/oder eine Kompensierung der Schiefstellung benötigt. Ein Korrekturschliff der Zahnflanken kann die Schiefstellung für ausgewählte Betriebspunkte zwar kompensieren, jedoch ist das Wandern des Tragbildes außerhalb der Betriebspunkte aufgrund der weicheren Struktur stärker ausgeprägt, was in der Summe zur Überlastung der Verzahnung führen kann. Das erfindungsgemäße Ausgleichsmittel kann die Schiefstellung des Planetenrades gegenüber dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad einstellen, insbesondere kann das Ausgleichsmittel die Biegelinie der Lagerbolzen respektive die Schiefstellung des Planeten beeinflussen und somit der weicheren Struktur des Planetenträgers entgegenwirken. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Zahnkorrektur des Planetenrades und/oder des Hohlrades minimiert werden kann. Das Ausgleichsmittel ermöglicht ein Einstellen und/oder eine Abstimmen der Schiefstellung des Planetenrades zu dem Hohlrad des Planetengetriebes.In particular, with regard to the increasingly compact design of the planetary gear and the associated thin-walled structures, which deform more under load, a correction and / or a compensation of the misalignment are needed. A correction of the tooth flanks can compensate for the misalignment for selected operating points, but the migration of the contact pattern outside the operating points due to the softer structure is more pronounced, which in total can lead to overloading of the teeth. The compensating means according to the invention can adjust the inclination of the planetary gear relative to the ring gear and / or the sun gear, in particular the compensating means can influence the bending line of the bearing pin or the inclination of the planet and thus counteract the softer structure of the planet carrier. An advantage of the invention is that a tooth correction of the planetary gear and / or the ring gear can be minimized. The compensation means allows adjusting and / or tuning of the misalignment of the planetary gear to the ring gear of the planetary gear.
Im Rahmen der Erfindung kann der Lagerbolzen durch einen Hohlbolzen und einen zumindest abschnittsweise im Hohlbolzen angeordneten Kernbolzen gebildet sein, wobei das Ausgleichsmittel an dem Hohlbolzen und/oder dem Kernbolzen angeordnet ist. Der Kernbolzen kann den Großteil einer Verformung durch das erfindungsgemäße Ausgleichsmittel aufnehmen. Die Biegelinie des Hohlbolzens ist im Bereich des Ausgleichsmittels entgegengesetzt. Somit ergibt sich ein zum Stand der Technik unterschiedliches Verformungsverhalten. Durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerbolzen und dem Ausgleichsmittel ergeben sich zwei ineinanderlaufende Biegelinien. Zum einen die Biegelinie des Kernbolzens und zum anderen die Biegelinie des Hohlbolzens. Die Biegelinie der Bolzen respektive die Schiefstellung des Planeten kann über das Ausgleichsmittel in dem erfindungsgemäßen ausgebildeten Lagerbolzen beeinflusst werden, sodass ein gemeinsames Optimum für den Eingriff des Planetenrades und des Sonnenrades bzw. des Planetenrades und des Hohlrades einstellbar ist. Das Planetenrad kann erfindungsgemäß auf dem Hohlbolzen beweglich gelagert sein. Das Maß der Schiefstellung, die vom Hohlbolzen auf das Planetenrad übertragen wird, kann konstruktiv über die Bemaßung der beiden Bolzen gesteuert werden.In the context of the invention, the bearing bolt can be formed by a hollow bolt and a core bolt arranged at least in sections in the hollow bolt, wherein the compensation means is arranged on the hollow bolt and / or the core bolt. The core pin can absorb the majority of a deformation by the compensating means according to the invention. The bending line of the hollow bolt is opposite in the area of the compensating means. This results in a different deformation behavior compared to the prior art. Due to the inventively designed bearing pin and the compensating means, two intersecting bending lines arise. On the one hand the bending line of the core bolt and on the other hand the bending line of the hollow bolt. The bending line of the bolt or the inclination of the planet can be influenced by the compensating means in the bearing pin formed according to the invention, so that a common optimum for the engagement of the planet and the sun gear or the planetary gear and the Ring gear is adjustable. The planetary gear according to the invention can be movably mounted on the hollow pin. The degree of skewing, which is transmitted from the hollow pin to the planet, can be structurally controlled by the dimension of the two bolts.
Vorteilhafterweise weisen der Kernbolzen und der Hohlbolzen zumindest eine gemeinsame radiale Kontaktzone und zumindest eine gemeinsame axiale Kontaktzone auf. Der Hohlbolzen und der Kernbolzen sind somit axial gegenseitig abgestützt und liegen radial über einen Teilabschnitt in Kontakt, wobei vorzugsweise die Kontaktzone mit einer Passung versehen sein kann. Gegenteilig zu einem Vollbolzen bilden die gemeinsame radiale Kontaktzone und die gemeinsame axiale Kontaktzone lediglich einen Teilabschnitt der gemeinsamen Anschlagsfläche des Lagerbolzens. Entlang der Kontaktzonen können sich der Kernbolzen und der Hohlbolzen gegenseitig abstützen. Der kontaktzonenfreie Bereich weist das Ausgleichsmittel auf, sodass in dem kontaktzonenfreien Bereich ein gegenseitiges Abstützen des Hohlbolzens und des Kernbolzens nicht gegeben ist. Dementsprechend können in diesem kontaktzonenfreien Bereich keine Kräfte vom Kernbolzen auf den Hohlbolzen oder vom Hohlbolzen auf den Kernbolzen übertragen werden. Somit kann auch eine Kraft in Folge eines eingeleiteten Torsionmomentes zumindest teilweise nicht zu einer Verschiebung des Planetenrads führen, sodass eine Schiefstellung des Planetenrades gegenüber dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad, insbesondere unter Last, einstellbar ist. Über die Länge der radialen Kontaktzone, der Verbindungsart und/oder der Dimensionierung des Hohlbolzens und/oder des Kernbolzens kann das Maß der Schiefstellung, die vom Hohlbolzen auf den Planeten/Planentenrad übertragen wird, konstruktiv beeinflusst oder eingestellt werden.Advantageously, the core bolt and the hollow bolt have at least one common radial contact zone and at least one common axial contact zone. The hollow pin and the core pin are thus axially mutually supported and are radially in contact over a section, wherein preferably the contact zone can be provided with a fit. Contrary to a solid bolt, the common radial contact zone and the common axial contact zone form only a portion of the common abutment surface of the bearing pin. Along the contact zones, the core bolt and the hollow bolt can support each other. The contact-zone-free region has the compensation means, so that mutual support of the hollow bolt and the core bolt is not provided in the contact-zone-free region. Accordingly, no forces can be transmitted from the core pin to the hollow pin or from the hollow pin to the core pin in this contact zone-free area. Thus, a force as a result of an initiated torsional moment can at least partially not lead to a displacement of the planetary gear, so that a misalignment of the planetary gear relative to the ring gear and / or the sun gear, in particular under load, is adjustable. Over the length of the radial contact zone, the type of connection and / or the dimensioning of the hollow bolt and / or the core pin, the degree of skewing, which is transmitted from the hollow pin on the planet / Planetary, can be structurally influenced or adjusted.
Im Rahmen der Erfindung kann das Ausgleichsmittel derart ausgebildet sein, dass der Kernbolzen und der Hohlbolzen zumindest abschnittsweise zueinander beweglich ausgebildet sind. Im Falle einer Krafteinwirkung auf den Kernbolzen kann sich dieser verformen und zumindest abschnittsweise relativ zum Kernbolzen bewegen. Dabei erfährt der Kernbolzen eine elastische Verformung, wodurch das Ausgleichsmittel eine Schiefstellung des Planetenrades gegenüber dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad, insbesondere unter Last, einstellen kann.In the context of the invention, the compensation means may be formed such that the core pin and the hollow bolt are at least partially movable relative to each other. In the case of a force acting on the core pin, this may deform and move at least in sections relative to the core pin. In this case, the core pin experiences an elastic deformation, whereby the compensating means can set a misalignment of the planet gear relative to the ring gear and / or the sun gear, in particular under load.
Das Ausgleichsmittel kann vorteilhaft als eine Kavität zwischen Hohlbolzen und Kernbolzen ausgebildet sein, insbesondere kann eine Wandung des Hohlbolzens und/oder des Kernbolzens einen linearen Verlauf oder eine logarithmische Krümmung aufweisen, wodurch die Kavität gebildet ist. Das Ausgleichsmittel in Form einer Kavität ermöglicht somit ein Spiel zwischen dem Hohlbolzen und dem Kernbolzen, wodurch diese zumindest abschnittsweise, bevorzugt im Bereich der Kavität, zueinander beweglich ausgebildet sind. Der Bereich der Kavität zwischen Hohlbolzen und Kernbolzen kann erfindungsgemäß radial und/oder axial freigestellt sein. Wird der Planetenträger mit einem Torsionsmoment beaufschlagt, zum Beispiel über eine Momenteneinleitung am Planetenträgerschaft, entsteht eine Reaktionskraft in den Lagerbolzen. Der Kraftfluss zwischen den Lagerlasten und dem Torsionsmoment im Planetenträger erzeugt eine Verdrillung der Baugruppe. Das erfindungsgemäße Ausgleichsmittel, welches vorzugsweise als eine Kavität ausgebildet ist, kann einen Großteil der Verformung beispielsweise vom Kernbolzen auffangen, während der Hohlbolzen eine wesentlich geringere Verformung erfährt. Über die Geometrie der Kavität, insbesondere in Verbindung mit den Maßen der axialen und/oder radialen Kontaktzone und/oder der Bemaßung des Hohlbolzens und/oder des Kernbolzens, kann die Schiefstellung, welche vom Hohlbolzen auf den Planeten übertragen wird, eingestellt werden. Die Geometrie der Kavität kann bestimmte Unterfunktionen erfüllen. Die Abmessungen können dabei einen beliebigen Verlauf annehmen, beispielsweise einen linearen Verlauf oder quadratischen Verlauf. Die Unterfunktionen können zum Beispiel eine Beeinflussung der Kantenspannung am Übergang zur radialen Kontaktzone oder die Einstellung eines nichtlinearen Steifigkeitsverhaltens des Lagerbolzens in Abhängigkeit der angreifenden Last sein. Die Kavität kann erfindungsgemäß in dem Hohlbolzen und/oder dem Kernbolzen ausgebildet sein. Unter Kavität kann im Rahmen der Erfindung auch ein freigestellter Bereich verstanden werden.The compensating means may advantageously be formed as a cavity between the hollow pin and the core pin, in particular a wall of the hollow pin and / or the core pin may have a linear course or a logarithmic curvature, whereby the cavity is formed. The compensating means in the form of a cavity thus makes it possible to play between the hollow bolt and the core bolt, as a result of which they are designed to be movable relative to one another at least in sections, preferably in the region of the cavity. The region of the cavity between the hollow pin and the core pin can be radially and / or axially released according to the invention. If the planet carrier is subjected to a torsional moment, for example via a torque introduction on the planet carrier shaft, a reaction force is created in the bearing pin. The power flow between the bearing loads and the torsional moment in the planet carrier generates a twist of the assembly. The compensating means according to the invention, which is preferably designed as a cavity, can absorb a large part of the deformation, for example, from the core bolt, while the hollow bolt experiences a significantly lower deformation. About the geometry of the cavity, in particular in conjunction with the dimensions of the axial and / or radial contact zone and / or the dimension of the hollow pin and / or the core pin, the skewed position, which is transmitted from the hollow pin to the planet, can be adjusted. The geometry of the cavity can fulfill certain subfunctions. The dimensions can take any course, such as a linear course or square course. The sub-functions may be, for example, an influence on the edge stress at the transition to the radial contact zone or the setting of a non-linear stiffness behavior of the bearing pin as a function of the applied load. According to the invention, the cavity can be formed in the hollow bolt and / or the core bolt. Under cavity can be understood within the scope of the invention, an exempt area.
Vorteilhaft kann die Kavität derart ausgebildet sein, dass ein Abstand zwischen einer Wandung des Hohlbolzens und einer Wandung des Kernbolzens zwischen ungefähr 0,01% und ungefähr 30%, bevorzugt zwischen ungefähr 0,1% und ungefähr 25%, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 1% und ungefähr 20% des Außendurchmessers des Hohlbolzens, ausgebildet ist. Je nach erwarteter Belastung und gewünschter Kompensation kann die Kavität geometrisch angepasst werden. Dabei ermöglicht ein großer Abstand zwischen der Wandung des Hohlbolzens und einer Wandung des Kernbolzens eine größere Verformung des Hohlbolzens. Es ist denkbar, dass der Abstand innerhalb der Kavität unterschiedlich ist, d. h. einen Verlauf aufweist.Advantageously, the cavity can be designed such that a distance between a wall of the hollow bolt and a wall of the core bolt is between approximately 0.01% and approximately 30%, preferably between approximately 0.1% and approximately 25%, particularly preferably between approximately 1%. and about 20% of the outer diameter of the hollow bolt is formed. Depending on the expected load and the desired compensation, the cavity can be geometrically adjusted. In this case, a large distance between the wall of the hollow bolt and a wall of the core pin allows a greater deformation of the hollow bolt. It is conceivable that the distance is different within the cavity, d. H. has a course.
Es ist des Weiteren denkbar, dass zumindest drei, insbesondere vier, Lagerbolzen mit jeweils einem Planetenrad vorgesehen sind. Über die Anzahl der Planeten und den jeweils dazu geordneten Lagerbolzen kann Einfluss auf die kompakte Bauweise des Planetengetriebes genommen werden, wobei durch eine Erhöhung der Anzahl der Planeten kompaktere Strukturen des Planetengetriebes realisierbar sind. Gleichzeitig führt die kompaktere Bauweise der Planetengetriebe zu wesentlich dünnwandigeren Strukturen beispielsweise des Planetenträgers, die eine höhere Nachgiebigkeit für einwirkende Lasten aufweisen. Der erfindungsgemäße Lagerbolzen mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichsmittel kann die Biegelinie des Lagerbolzens respektive die Schiefstellung des Planeten beeinflussen und somit den Verdrillungen des Planetenträgers auch bei einer kompakten Bauweise entgegenwirken.It is also conceivable that at least three, in particular four, bearing bolts are provided, each with a planetary gear. On the number of planets and the respectively ordered bearing pin influence on the compact design of the planetary gear can be taken, whereby by increasing the number of planets more compact structures of the planetary gear can be realized. At the same time, the more compact design of the planetary gear leads to much thinner walled structures, for example, the planet carrier, which have a higher compliance for acting loads. The bearing pin according to the invention with the compensating means according to the invention can influence the bending line of the bearing pin or the inclination of the planet and thus counteract the twists of the planet carrier even with a compact design.
Im Rahmen der Erfindung kann die radiale und/oder axiale Kontaktzone zumindest eine Passung aufweisen. Weiterhin kann der Kernbolzen und/oder der Hohlbolzen im Bereich der axialen Kontaktzone eine Rundung aufweisen. Erfindungsgemäß kann somit die radiale Kontaktzone eine Presspassung aufweisen und/oder das Ausgleichsmittel eine Spielpassung. Die Steifigkeit im verbundenen Bereich des Hohlbolzens und des Kernbolzens kann dabei in Abhängigkeit der Verbindungsparameter, beispielsweise Presspassung oder Spielpassung, variieren, wobei sich maximal die Steifigkeit eines Vollbolzens im Bereich der Presspassung einstellt.In the context of the invention, the radial and / or axial contact zone may have at least one fit. Furthermore, the core bolt and / or the hollow bolt may have a rounding in the region of the axial contact zone. Thus, according to the invention, the radial contact zone may have a press fit and / or the compensating means may have a clearance fit. The stiffness in the connected region of the hollow bolt and the core bolt can vary depending on the connection parameters, such as press fit or clearance fit, with maximum adjust the stiffness of a solid pin in the press fit.
Es ist denkbar, dass das Ausgleichsmittel einen Überlastschutz aufweist. Das Ausgleichsmittel, welches insbesondere als Kavität ausgebildet ist, kann konstruktiv so ausgeführt sein, dass bei einer bestimmten Last der Kernbolzen und der Hohlbolzen im Bereich des Ausgleichsmittels in Kontakt treten. Dadurch wird sprunghaft die Steifigkeit des Systems verändert, was somit einen Überlastschutz darstellt.It is conceivable that the compensating means has an overload protection. The compensating means, which is designed in particular as a cavity, can be constructed so that at a certain load the core pin and the hollow pin come into contact in the region of the compensating means. As a result, the rigidity of the system is abruptly changed, which thus represents an overload protection.
Vorteilhafterweise können der Kernbolzen und der Hohlbolzen jeweils einen Kopfabschnitt und einen Längsabschnitt aufweisen, wobei der Längsabschnitt des Kernbolzens zumindest abschnittsweise innerhalb des Längsabschnitts des Hohlbolzens angeordnet ist. Ein Großteil der Verformung in Folge einer Momenteneinleitung am Planetengetriebe kann am Längsabschnitt des Kernbolzens aufgefangen werden, während der Hohlbolzen entsprechend eine wesentlich geringere Verformung erfährt.Advantageously, the core pin and the hollow bolt may each have a head portion and a longitudinal portion, wherein the longitudinal portion of the core pin is at least partially disposed within the longitudinal portion of the hollow bolt. Much of the deformation as a result of a torque introduction to the planetary gear can be absorbed at the longitudinal portion of the core pin, while the hollow pin undergoes a correspondingly much lower deformation.
Im Rahmen der Erfindung kann der Kopfabschnitt des Kernbolzens zumindest abschnittsweise in einer ersten vorderen Trägerwange und der Kopfabschnitt des Hohlbolzens zumindest abschnittsweise in einer zweiten hinteren Trägerwange angeordnet sein. Erfindungsgemäß können die Lager der Planeten auf dem Hohlbolzen angeordnet sein, wobei der Hohlbolzen mit der hinteren Trägerwange des Planetenträgers, insbesondere über eine Pressverbindung, verbunden ist. Der Hohlbolzen stützt sich zudem über den Kernbolzen ab, der mit der vorderen Trägerwange des Planetenträgers verbunden ist. Der Hohlbolzen und der Kernbolzen sind vorzugsweise axial gegenseitig abgestützt und liegen radial über einen Teilabschnitt in Kontakt, wobei die Kontaktzone vorzugsweise mit einer Passung versehen ist. Infolge einer Momenteneinleitung am Planetenträgerschaft eilt die erste Trägerwange der zweiten Trägerwange infolge der elastischen Verformung/Verdrillung voraus. Somit wird ein Großteil der Verformung vom Kernbolzen aufgefangen, während der Hohlbolzen eine wesentlich geringere Verformung erfährt. Weiter ist es denkbar, den Kernbolzen und den Hohlbolzen zu tauschen, sodass der Kopfabschnitt des Hohlbolzens zumindest abschnittsweise in einer hinteren zweiten Trägerwange und der Kopfabschnitt des Hohlbolzens zumindest abschnittsweise in einer vorderen ersten Trägerwange angeordnet ist.In the context of the invention, the head portion of the core pin can be arranged at least in sections in a first front beam cheek and the head portion of the hollow bolt at least partially in a second rear beam cheek. According to the invention, the bearings of the planets can be arranged on the hollow bolt, wherein the hollow bolt with the rear beam cheek of the planet carrier, in particular via a press connection, is connected. The hollow bolt is also supported on the core pin, which is connected to the front beam cheek of the planet carrier. The hollow pin and the core pin are preferably axially mutually supported and are radially in contact over a section, wherein the contact zone is preferably provided with a fit. As a result of an introduction of torque on the planet carrier shaft, the first carrier cheek precedes the second carrier cheek as a result of the elastic deformation / twist. Thus, much of the deformation is absorbed by the core pin, while the hollow pin undergoes a much lower deformation. Further, it is conceivable to exchange the core pin and the hollow bolt, so that the head portion of the hollow bolt is at least partially disposed in a rear second beam cheek and the head portion of the hollow bolt at least partially in a front first beam cheek.
Vorteilhafterweise können der Kernbolzen und der Hohlbolzen eine Bohrung im Bereich der zweiten Trägerwange aufweisen, wobei sich die Bohrung in Richtung der Längsachse der Bolzen erstreckt. Die Bohrung kann beispielsweise zur Massereduzierung oder Demontage der Lagerbolzen am Planetenträger dienen. Darüber hinaus kann über die Bohrung der Lagerbolzen an dem Planetenträger befestigt, insbesondere reversibel befestigt werden. Somit können der Lagerbolzen und der Planet bei Bedarf ausgetauscht werden. Insbesondere bei einer Vielzahl an Planeten und/oder geometrisch kleiner ausgestalteten Planeten kann die Demontage über eine Bohrung, wodurch ein Befestigungsmittel am Lagerbolzen anordbar ist, erleichtert werden.Advantageously, the core pin and the hollow pin may have a bore in the region of the second carrier cheek, wherein the bore extends in the direction of the longitudinal axis of the pin. The bore can serve, for example, to reduce the mass or dismantle the bearing pin on the planet carrier. In addition, can be attached via the bore of the bearing pin to the planet carrier, in particular reversibly secured. Thus, the bearing pin and the planet can be replaced if necessary. Particularly in the case of a multiplicity of planets and / or geometrically smaller planed planets, the disassembly can be facilitated via a bore, whereby a fastening means can be arranged on the bearing pin.
Das Ausgleichsmittel kann vorteilhaft eine Länge zwischen ungefähr 1% und ungefähr 50%, bevorzugt zwischen ungefähr 3% und ungefähr 35%, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 5% und ungefähr 25% der Verzahnungsbreite aufweisen. Die Steifigkeitsverhältnisse können über die Größe des Ausgleichsmittels und somit der Dimensionierung der Kavität bzw. des freigestellten Bereichs eingestellt werden. Die Länge des Ausgleichsmittels kann dabei die Kantenspannung am Übergang zur radialen Kontaktzone beeinflussen oder ein nicht lineares Steifigkeitsverhalten in Abhängigkeit der angreifenden Last einstellen. Ein längeres Ausgleichsmittel kann somit elastischer ausgebildet sein als ein kleines/kurzes dimensioniertes Ausgleichsmittel, wobei die Steifigkeit bei einem kleiner dimensionierten Ausgleichsmittel zunimmt.The compensating means may advantageously have a length of between about 1% and about 50%, preferably between about 3% and about 35%, more preferably between about 5% and about 25% of the tooth width. The stiffness ratios can be adjusted by the size of the compensating means and thus the dimensioning of the cavity or the released area. The length of the compensating means can influence the edge stress at the transition to the radial contact zone or set a non-linear stiffness behavior as a function of the attacking load. A longer compensating means can thus be designed to be more elastic than a small / short dimensioned compensating means, wherein the rigidity increases with a smaller sized compensating means.
Es ist des Weiteren denkbar, dass das Ausgleichsmittel ein Dämpfungselement, insbesondere in der Ausgleichszone, aufweist. Ein Dämpfungselement kann dabei einen elastischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, aufweisen. Das Dämpfungselement kann erfindungsgemäß beispielsweise Schwingungen aufnehmen und/oder die Bewegungsamplituden bei Stößen oder bei Durchfahren von Resonanzbereiche reduzieren.It is also conceivable that the compensating means comprises a damping element, in particular in the compensation zone. A damping element may have an elastic material, in particular plastic. The damping element according to the invention, for example, record vibrations and / or reduce the movement amplitudes in shocks or driving through resonance areas.
Es kann vorteilhaft sein, dass der Hohlbolzen und/oder der Kernbolzen zumindest ein Sensorelement aufweist, wodurch eine Verformung des Kernbolzens und/oder des Hohlbolzens detektierbar ist. Insbesondere kann das Sensorelement derart ausgebildet sein, dass eine Kontaktierung der radialen Kontaktzone und/oder der axialen Kontaktzone des Kernbolzens und des Hohlbolzens detektierbar ist. Somit kann eine maximale Verformung des Kernbolzens relativ zum Hohlbolzen im Bereich des Ausgleichsmittels detektiert werden. Insbesondere kann das Sensorelement die Anzahl der Kontaktierungen des Hohlbolzens am Kernbolzen detektieren und somit Aufschluss über die Lastverhältnisse geben. Ein Sensorelement kann erfindungsgemäß kapazitiv, induktiv und/oder als elektromechanischer Schalter ausgebildet sein. It can be advantageous for the hollow bolt and / or the core bolt to have at least one sensor element, as a result of which deformation of the core bolt and / or the hollow bolt can be detected. In particular, the sensor element may be designed such that a contacting of the radial contact zone and / or the axial contact zone of the core bolt and the hollow bolt is detectable. Thus, a maximum deformation of the core pin can be detected relative to the hollow pin in the region of the compensating means. In particular, the sensor element can detect the number of contacts of the hollow bolt on the core bolt and thus provide information about the load conditions. According to the invention, a sensor element may be capacitive, inductive and / or electromechanical.
Im Rahmen der Erfindung kann zumindest das Planetenrad, das Hohlrad und/oder das Sonnenrad eine schräge oder gerade Verzahnung aufweisen.In the context of the invention, at least the planet gear, the ring gear and / or the sun gear may have an oblique or straight toothing.
Vorteilhafterweise ist die Verzahnung der Hohlrades zu der Verzahnung des Planetenrades winklig zueinander angeordnet, wobei im Ruhezustand ein Winkel βk zwischen ungefähr 0,001 ° und ungefähr 1°, bevorzugt zwischen ungefähr 0,005° und ungefähr 0,5°, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,01° und ungefähr 0,1°, aufweisen kann.Advantageously, the toothing of the ring gear to the toothing of the planet gear is arranged at an angle to each other, wherein at rest an angle β k between about 0.001 ° and about 1 °, preferably between about 0.005 ° and about 0.5 °, more preferably between about 0.01 ° and about 0.1 °.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Fign. schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Fign. nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further, the invention improving measures will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which in the Fign. are shown schematically. All of the claims, the description or the drawings resulting features and / or advantages, including design details and spatial arrangements may be essential to the invention both in itself and in various combinations. It should be noted that the Fign. are merely descriptive and are not intended to limit the invention in any way.
In den nachfolgenden Fign. werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes, -
2 eine dreidimensionale Schnittansicht einer möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Planetengetriebes, -
3a eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerbolzens, -
3b eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerbolzens, -
4a eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsmittels, -
4b eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsmittels, -
4c eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsmittels, -
4d eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsmittels, -
4e eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsmittels, -
5 Anordnung der Verzahnung von Hohlrad zu Planetenrad.
-
1 a first embodiment of a planetary gear according to the invention, -
2 a three-dimensional sectional view of a possible embodiment of the planetary gear according to the invention, -
3a a first possible embodiment of a bearing pin according to the invention, -
3b Another possible embodiment of a bearing pin according to the invention, -
4a a first possible embodiment of a compensating means according to the invention, -
4b a further possible embodiment of a compensating means according to the invention, -
4c a further possible embodiment of a compensating means according to the invention, -
4d a further possible embodiment of a compensating means according to the invention, -
4e a further possible embodiment of a compensating means according to the invention, -
5 Arrangement of the teeth from ring gear to planetary gear.
Die
Die
In der
Die
In den
Die
Die
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Planetengetriebeplanetary gear
- 1111
- Planetenstufeplanetary stage
- 1212
- Hohlradring gear
- 12.112.1
- Verzahnung von Hohlrad 12Toothing of ring gear 12th
- 1313
- Sonnenradsun
- 1414
- Planetenträgerplanet carrier
- 1515
- StegeStege
- 1616
- Trägerwangensupport rests
- 16.116.1
- erste vordere Trägerwangefirst front beam cheek
- 16.216.2
- zweite hintere Trägerwangesecond rear beam cheek
- 1717
- Lagerbolzenbearing bolt
- 1818
- Planetenradplanet
- 18.118.1
-
Verzahnung von Planetenrad 18Toothing of
planetary gear 18 - 1919
- Ausgleichsmittel, Kavität Compensating agent, cavity
- 2020
- Hohlbolzenhollow pin
- 2121
- Kernbolzencore pin
- 2222
- radiale Kontaktzoneradial contact zone
- 2323
- axiale Kontaktzoneaxial contact zone
- 2424
- Wandungwall
- 2525
- ÜberlastschutzOverload protection
- 2626
- Kopfabschnittheader
- 2727
- Längsabschnittlongitudinal section
- 2828
- Bohrungdrilling
- 2929
- Dämpfungselement damping element
- 3030
- Sensorelementsensor element
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017107945.9 | 2017-04-12 | ||
DE102017107945 | 2017-04-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017112924A1 true DE102017112924A1 (en) | 2018-10-18 |
Family
ID=63679020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017112924.3A Pending DE102017112924A1 (en) | 2017-04-12 | 2017-06-13 | planetary gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017112924A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023276727A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 株式会社デンソー | Clutch actuator |
-
2017
- 2017-06-13 DE DE102017112924.3A patent/DE102017112924A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023276727A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 株式会社デンソー | Clutch actuator |
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