DE102020202852A1

DE102020202852A1 - Planetenbolzenrückhaltung für planetenradsatz

Info

Publication number: DE102020202852A1
Application number: DE102020202852.4A
Authority: DE
Inventors: Randall L. Long; Danny G. Voth; Kyle K. McKinzie
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2020-10-15
Also published as: US20200325980A1; US10907726B2; BR102019028011A2; CN111810590A

Abstract

Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad, das zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad dahingehend positioniert ist, das Sonnenrad zu umlaufen, einen Planetenträger, einen Planetenbolzen, mit dem das Planetenrad zur Drehung um den Planetenbolzen gekoppelt ist, und einen Haltestift, der in dem Planetenbolzen und dem Planetenträger positioniert ist, um den Planetenbolzen mit dem Planetenträger zu koppeln.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Planetenradsatz, insbesondere das Festhalten eines Planetenbolzens an einem Planetenträger.
Hintergrund der Offenbarung
Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad, mehrere Planetenräder, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad dahingehend positioniert sind, das Sonnenrad zu umlaufen, und einen Planetenträger, mit dem die Planeten gekoppelt sind. In einigen Beispielen umfasst der Planetenradsatz einen Planetenbolzen für jedes Planetenrad. Die Planetenbolzen sind mit dem Planetenträger gekoppelt. Jedes Planetenrad ist mit einem jeweiligen der Planetenbolzen gekoppelt und dreht sich um diesen.
Kurzdarstellung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Planetenradsatz ein Sonnenrad, das um eine Drehachse drehbar ist, ein Hohlrad, ein Planetenrad, das dahingehend zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positioniert ist, das Sonnenrad zu umlaufen, einen Planetenträger, einen Planetenbolzen, mit dem das Planetenrad zum Drehen um den Planetenbolzen gekoppelt ist, einen Haltestift, der in dem Planetenbolzen und dem Planetenträger in einer Festhalteanordnung dahingehend positioniert ist, den Planetenbolzen mit dem Planetenträger zu koppeln, und einen Sitz. Der Sitz ist in einer Innenbohrung des Planetenträgers, die die Drehachse umgibt, positioniert. Der Sitz ist in Deckung mit dem Haltestift dahingehend positioniert, dass der Haltestift an dem Sitz zur Anlage kommt und so ein Heraustreten des Haltestifts aus der Festhalteanordnung sperrt.
Die obigen und andere Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Die detaillierte Beschreibung der Zeichnungen bezieht sich auf die beigefügten Figuren, darin zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die einen Planetenradsatz zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Planetenradsatz zeigt;
3 eine Schnittansicht entlang den Linien 3-3 von 1, die einen Haltestift in einer Festhalteanordnung zum Koppeln eines Planetenbolzens mit einem Planetenträger des Planetenradsatzes zeigt;
4 eine Schnittansicht, die eine alternative Ausführungsform zeigt; und
5 eine Schnittansicht, die eine andere alternative Ausführungsform zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Unter Bezugnahme auf die 1-3 wird ein Planetenradsatz 10 gezeigt. Der Zahnradsatz 10 umfasst ein Sonnenrad 12, ein Hohlrad 14, Planetenräder 16 (zum Beispiel vier) und einen Planetenträger 18. Das Sonnenrad 12 ist in einer Innenbohrung 19 des Planetenträgers 18 positioniert und um eine Drehachse 20 drehbar. Die Planetenräder 16 sind zwischen dem Sonnenrad 12 und dem Hohlrad 14 positioniert und kämmen mit einem oder beiden davon und umlaufen das Sonnenrad 12. Zur Veranschaulichung kämmen die Planetenräder 16 mit dem Sonnenrad 12 und dem Hohlrad 14 und sind gleichmäßig um die Achse 20 positioniert. Die Planetenräder 16 sind auf eine Art und Weise an dem Planetenträger 18 angebracht, die eine leichte Montage und Demontage fördert.
Der Zahnradsatz 10 umfasst zwei Lager 22a, 22b (zum Beispiel vom Kugellagertyp), die das Sonnenrad 12 positionieren. Die Innenbohrung 19 umgibt die Achse 20, und die Lager 22a, 22b umgeben die Achse 20 und sind axial auf beiden Seiten des Sonnenrads 12 in Kontakt damit bezüglich der Drehachse 20 in der Innenbohrung 19 positioniert. Ein Haltering 23 ist in einer Ringnut 24 des Planetenträgers 18 positioniert, um die Lager 22a, 22b und das Sonnenrad 12 bezüglich der Achse 20 axial in Position zu halten. Die Lager 22a, 22b sind radial zwischen dem Sonnenrad 12 und dem Planetenträger 18 bezüglich der Achse 20 positioniert. Zur Veranschaulichung ist der Planetenträger 18 bezüglich der Achse 20 radial auf den Lagern 22a, 22b positioniert.
Der Zahnradsatz 10 umfasst zwei O-Ringe 25. Jeder O-Ring 25 ist in der Innenbohrung 19 zwischen dem Sonnenrad 12 und einem jeweiligen Lager 22a, 22b positioniert. Die O-Ringe 25 sind komprimierbar und gestatten dem Sonnenrad 12 etwas zu schwimmen (die O-Ringe 25 sind zur besseren Veranschaulichung in einer Sollkonfiguration gezeigt). Die O-Ringe 25 können aus einem elastomeren Material hergestellt sein.
Die Planetenräder 16 sind drehbar mit dem Planetenträger 18 gekoppelt. Der Zahnradsatz 10 umfasst einen Planetenbolzen 26 für jedes Planetenrad 16 (zum Beispiel gibt es vier Planetenbolzen 26, einen für jedes Planetenrad 16). Jedes Planetenrad 16 ist mit dem jeweiligen Planetenbolzen 26 des Zahnradsatzes 10 zur Drehung um den Planetenbolzen 26 gekoppelt. Ein Lager 28 (zum Beispiel Nadellager) ist zwischen dem Planetenrad 16 und dem Planetenbolzen 26 zur Drehung des Planetenrads 16 um den Planetenbolzen 26 und eine Planetendrehachse 30 des Planetenbolzens 26 positioniert. Eine Druckscheibe 32 ist auf beiden Seiten des Planetenrads 16 und zugehörigen Lagers 28 so positioniert, dass die Scheibe 32 axial zwischen einem jeweiligen Teil des Planetenträgers 18 und dem Planetenrad 16 und zugehörigen Lager 28 positioniert ist.
Jeder Planetenbolzen 26 ist durch einen jeweiligen Haltestift 34 des Zahnradsatzes 10 (zum Beispiel gibt es vier Haltestifte 28, jeweils einer für jeden Planetenbolzen 26) mit dem Planetenträger 18 gekoppelt. Der Haltestift 34 ist in dem Planetenbolzen 26 und dem Planetenträger 18 in einer Festhalteanordnung positioniert, um den Planetenbolzen 26 mit dem Planetenträger 18 gegen eine Axial- und Drehbewegung bezüglich dessen in Bezug auf die Planetenachse 30 zu koppeln. Zur Veranschaulichung ist der einzelne Haltestift 34 der einzige Haltestift, der den Planetenbolzen 26 mit dem Planetenträger 18 koppelt, wodurch die Anzahl von Teilen auf ein Minimum reduziert wird. Allgemeiner ist der einzelne Haltestift 34 der einzige Haltemechanismus, der den Planetenbolzen 26 mit dem Planetenträger 18 koppelt.
Das Lager 22a umfasst einen Sitz 35. Das Lager 22a mit dem Sitz 35 ist in der Innenbohrung 19 positioniert und umgibt die Achse 20. Das Lager 22a mit dem Sitz 35 ist in Deckung mit dem Haltestift 34 dahingehend positioniert, dass der Haltestift 34 an dem Sitz 35 zur Anlage kommt und so ein Heraustreten des Haltestifts 34 aus der Festhalteanordnung sperrt und daher ein Entkoppeln des Planetenbolzens 26 von dem Planetenträger 18 sperrt. Das Lager 22a umfasst einen Außenring 36, und der Außenring 36 umfasst den Sitz 35. Eine Außenfläche des Außenrings 36 stellt den Sitz 35 bereit.
Der Haltestift 34 ist in einem Loch 37 des Planetenbolzens 26 und einem Loch 38 des Planetenträgers 18 zum Koppeln des Planetenbolzens 26 mit dem Planetenträger 18 positioniert. Bezüglich der Achse 20 erstreckt sich jedes Loch 37, 38 radial, so dass sich der Haltestift 34 radial in den Löchern 37, 38 erstreckt. Somit sind die Löcher 37, 38 Radiallöcher. Beide Löcher 37, 38 können hier als Stiftloch bezeichnet werden.
Der Planetenträger 18 ist auf den Lagern 22a, 22b positioniert. Zum Beispiel ist der Planetenträger 18 auf dem Außenring 36 der Lager 22a, 22b positioniert. Das Loch 38 des Planetenträgers 18 ist ein Durchgangsloch. Der Sitz 35 des Lagers 22a ist radial am Loch 38 zum Kontakt mit dem Haltestift 34 positioniert. Der Außenring 36 des Lagers 22a bedeckt das Loch 38 des Planetenträgers 18. Die Löcher 37, 38 und der Sitz 35 des Lagers 22a sind bezüglich der Drehachse 20 radial aufeinander ausgerichtet.
Der Haltestift 34 ist radial in den Löchern 37, 38 in der Festhalteanordnung beweglich. Während des Betriebs des Zahnradsatzes 10 drückt eine Zentrifugalkraft den Haltestift 34 bezüglich der Achse 20 radial nach außen von dem Sitz 35 des Lagers 22a weg in Kontakt mit einem Anschlag 40. Wenn der Zahnradsatz 10 nicht im Betrieb ist, kann in Abhängigkeit von der Position des Planetenbolzens 26 um die Achse 20 Schwerkraft den Haltestift 34 bezüglich der Achse 20 radial nach innen in Kontakt mit dem Sitz 35 der Außenfläche 36 des Lagers 22a drücken.
Zur Veranschaulichung ist das Loch 37 des Planetenbolzens 26 ein Durchgangsloch mit mehreren Durchmessern. Das Loch 37 umfasst einen ersten radialen Teil 42 mit einem ersten Durchmesser 44 und einen zweiten radialen Teil 46, der bezüglich der Achse 20 von dem ersten Teil radial nach außen positioniert ist, mit einem zweiten Durchmesser 48, der kleiner als der erste Durchmesser 44 ist. Der Haltestift 34 ist in dem ersten Teil 42 positioniert. Der zweite Teil 46 ist dazu konfiguriert, ein Werkzeug 50 aufzunehmen, das durch einen Pfeil dargestellt ist (zum Beispiel einen Schraubendreher), um den Haltestift 34 beispielsweise während der Demontage von dem ersten Teil 42 zu entfernen.
Der Anschlag 40 ist radial zwischen dem ersten Teil 42 und dem zweiten Teil 46 positioniert, um eine radial nach außen verlaufende Bewegung des Haltestifts 34 zu begrenzen. Solch eine radial nach außen verlaufende Bewegung kann während des Betriebs durch Zentrifugalkraft oder bei Nichtbetrieb durch Schwerkraft erzeugt werden. Der Anschlag 40 ist zum Beispiel als eine Schulter des Lochs 37 konfiguriert.
Der Planetenbolzen 26 umfasst ein Verifizierungsloch 52. Das Verifizierungsloch 52 schneidet das Loch 37, so dass es in Verbindung damit positioniert ist, damit der Haltestift 34 in dem Loch 37 über das Verifizierungsloch 52 inspiziert werden kann. Zur Veranschaulichung ist das Verifizierungsloch 52 ein axiales Verifizierungsloch, das sich von einem axialen Ende 54 des Planetenbolzens 26 axial zu dem Loch 37 des Planetenbolzens 26 erstreckt. Das Verifizierungsloch 52 kann dazu verwendet werden, zu verifizieren, dass sich der Haltestift 34 in Position befindet.
Der Planetenbolzen 26 umfasst einen Schmiermittelkanal 56. Der Schmiermittelkanal 56 ist dazu vorgesehen, Komponenten des Zahnradsatzes 10 Schmiermittel (zum Beispiel Öl) zuzuführen. Das Stiftloch 37 ist zum Beispiel axial zwischen dem Schmiermittelkanal 56 und dem Verifizierungsloch 52 positioniert.
Bei einer Ausführungsform sind der Schmiermittelkanal 56 und das Loch 37 durch eine Innenwand des Planetenbolzens 26 voneinander getrennt, wobei ein Stopfen 58 (zum Beispiel eine Stahlkugel) mit einer Presspassung 58 mit dem Kanal 56 in einer Öffnung 60 des Kanals 56 positioniert ist. Die Öffnung 60 und der Kanal 56 sind von dem Ende des Planetenbolzens 26 mit der Öffnung 60 ausgebildet (zum Beispiel gebohrt).
Unter Bezugnahme auf 4 schneidet der Schmiermittelkanal 56 bei einer anderen Ausführungsform das Stiftloch 37, wobei die Öffnung 60 neben dem Stiftloch 37 positioniert ist. In solch einem Fall kann der Schmiermittelkanal von der gegenüberliegenden Seite des Planetenbolzens 26 ausgebildet (zum Beispiel gebohrt) sein. Insbesondere kann ein Werkzeug (zum Beispiel ein Bohrwerkzeug) durch das Verifizierungsloch 52 und das Stiftloch 37 eingeführt werden, um den Schmiermittelkanal 56 in dem Planetenbolzen 26 auszubilden. Der Stopfen 58 kann durch eine Presspassung mit dem Kanal 56 in der Öffnung 60 des Kanals 56 positioniert sein (Stopfendurchmesser deutet auf Presspassung hin). Bei anderen Ausführungsformen kann der Stopfen 58 weggelassen werden, und der Haltestift 23 kann dazu verwendet werden, die Öffnung 60 zumindest teilweise zu versperren (eine gewisse Leckage aus dem Schmiermittelkanal 56 durch die Öffnung 60 kann akzeptabel sein).
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 fördert die Verwendung des einzelnen Haltestifts 34 für den Planetenbolzen 26 eine leichte Montage und Demontage des Planetenbolzens 26 an den und von dem Planetenträger 18. Während der Montage wird das Lager 22b in die Innenbohrung 19 des Planetenträgers 18 installiert, und das Planetenrad 16, das Lager 28 und die Scheiben 32 werden in einem Planetenaufnahmeraum 62 des Planetenträgers 18 installiert. Der Planetenbolzen 26 wird in den Planetenträger 18, das Planetenrad 16, das Lager 28 und die Scheiben 32 eingeführt. In Abhängigkeit von der Länge des Haltestifts 34 kann das Sonnenrad 12 vor oder nach der Installation des Haltestifts 34 installiert werden. Zur Veranschaulichung wird der Haltestift 34 angesichts der Länge des Haltestifts 34 vor der Installation des Sonnenrads 12 und des Lagers 22a installiert. Der Haltestift 34 wird von der Innenbohrung 19 in die Stiftlöcher 37, 38 eingeführt. Dann werden das Sonnenrad 12 und das Lager 22a in die Innenbohrung 19 eingeführt, wobei das Lager 22a den Sitz 35 für den Haltestift 34 bereitstellt. Bei anderen Ausführungsformen können bei einem kürzeren Haltestift 34 das Sonnenrad 12 und das Lager 22b in der Innenbohrung 19 installiert werden, woran sich das Einführen des Haltestifts 34 in die Löcher 37, 38 und dann das Installieren des Lagers 22a anschließt. Eine Demontage kann einem umgekehrten Prozess folgen. Das Werkzeug 50 kann in das Loch 37 eingeführt werden, um den Haltestift 34 aus den Löchern 37, 38 heraus in die Innenbohrung 19 zu drücken, um den Haltestift 34 zu entfernen. Die Verwendung des einzelnen Haltestifts 34 kann das Erfordernis von mehreren Werkzeugen zum Montieren und Demontieren des Planetenbolzens 26 an den und von dem Planetenträger 18 vermeiden.
Unter Bezugnahme auf 5 kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Sitz 35 durch eine Hülse 70 bereitgestellt sein. In einigen Beispielen des Zahnradsatzes 10 sind eines oder beide Lager 22a, 22b möglicherweise nicht dazu erforderlich, das Sonnenrad 12 zu positionieren. In einem Fall, dass das Lager 22a nicht zum Positionieren des Sonnenrads 10 erforderlich ist, kann die Hülse 70 das Lager 22a ersetzen, um den Sitz 35 für den Haltestift 34 bereitzustellen. Die Hülse 70 kann die Achse 20 umgeben und eine ringförmige Außenfläche umfassen, die den Sitz 35 umfasst. Die Hülse 70 kann in der Innenbohrung 19 in Kontakt mit dem Planetenträger 18 an dem Loch 38 positioniert sein. Die Hülse 70 kann das Loch 38 für Kontakt zwischen dem Sitz 35 und dem Haltestift 34 bedecken oder teilweise bedecken.
Der Zahnradsatz 10 kann in den verschiedensten Zusammenhängen verwendet werden. Zum Beispiel kann der Zahnradsatz 10 in einer Achse eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) verwendet werden. Das Fahrzeug kann zum Beispiel eine Baumaschine (zum Beispiel ein Lader mit Vierradantrieb), eine Forstmaschine oder eine landwirtschaftliche Maschine sein, um nur ein paar Beispiele zu nennen.
Obgleich das Obige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschreibt, sollten diese Beschreibungen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden. Stattdessen können weitere Variationen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne von dem Schutzumfang und Wesen der vorliegenden Offenbarung, wie in den angehängten Ansprüchen beschrieben, abzuweichen.

Claims

Planetenradsatz, umfassend: ein Sonnenrad, das um eine Drehachse drehbar ist, ein Hohlrad, ein Planetenrad, das dahingehend zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positioniert ist, das Sonnenrad zu umlaufen, einen Planetenträger, der eine die Drehachse umgebende Innenbohrung umfasst, einen Planetenbolzen, mit dem das Planetenrad zum Drehen um den Planetenbolzen gekoppelt ist, einen Haltestift, der in dem Planetenbolzen und dem Planetenträger in einer Festhalteanordnung dahingehend positioniert ist, den Planetenbolzen mit dem Planetenträger zu koppeln, und einen Sitz, der in der Innenbohrung in Deckung mit dem Haltestift dahingehend positioniert ist, dass der Haltestift an dem Sitz zur Anlage kommt und so ein Heraustreten des Haltestifts aus der Festhalteanordnung sperrt.
Planetenradsatz nach Anspruch 1, umfassend ein Lager, das in der Innenbohrung zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger positioniert ist, wobei das Lager den Sitz umfasst.
Planetenradsatz nach Anspruch 2, wobei das Lager einen Außenring umfasst und der Außenring den Sitz umfasst.
Planetenradsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Haltestift auf dem Sitz aufliegt.
Planetenradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Haltestift in einem radialen Durchgangsloch des Planetenträgers positioniert ist und der Sitz radial an dem radialen Durchgangsloch des Planetenträgers positioniert ist.
Planetenradsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Haltestift in einem radialen Loch des Planetenbolzens und einem radialen Durchgangsloch des Planetenträgers positioniert ist und das radiale Loch des Planetenbolzens, das radiale Durchgangsloch des Planetenträgers und der Sitz bezüglich der Drehachse radial aufeinander ausgerichtet sind.
Planetenradsatz nach Anspruch 6, umfassend ein Lager, das in der Innenbohrung zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger positioniert ist, wobei das Lager den Sitz umfasst.
Planetenradsatz nach Anspruch 6 oder 7, wobei das radiale Loch des Planetenbolzens ein Durchgangsloch mit mehreren Durchmessern ist, das einen ersten radialen Teil mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten radialen Teil, der von dem ersten Teil radial nach außen positioniert ist, mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, aufweist, wobei der Haltestift in dem ersten Teil positioniert ist und der zweite Teil dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug aufzunehmen, um den Haltestift von dem ersten Teil zu entfernen.
Planetenradsatz nach Anspruch 8, wobei das radiale Durchgangsloch des Planetenbolzens eine Schulter zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil zum Begrenzen einer radial nach außen verlaufenden Bewegung des Haltestifts umfasst.
Planetenradsatz nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Planetenbolzen ein axiales Verifizierungsloch umfasst, das sich von einem axialen Ende des Planetenbolzens axial zu dem radialen Loch des Planetenbolzens zum Inspizieren des Haltestifts in dem radialen Loch des Planetenbolzens über das axiale Verifizierungsloch erstreckt.
Planetenradsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Planetenbolzen ein Loch mit mehreren Durchmessern umfasst, das einen ersten Teil mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Teil mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, umfasst, wobei der Haltestift in dem ersten Teil positioniert ist und der zweite Teil dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug aufzunehmen, um den Haltestift von dem ersten Teil zu entfernen.
Planetenradsatz nach Anspruch 11, wobei das Loch mit mehreren Durchmessern einen Anschlag umfasst, der radial zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil zum Begrenzen einer radial nach außen verlaufenden Bewegung des Haltestifts positioniert ist.
Planetenradsatz nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Planetenbolzen ein Verifizierungsloch umfasst, das mit dem Loch mit mehreren Durchmessern zum Inspizieren des Haltestifts in dem Loch mit mehreren Durchmessern über das Verifizierungsloch in Verbindung steht.
Planetenradsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Planetenbolzen ein Stiftloch, in dem der Haltestift positioniert ist, und ein Verifizierungsloch, das das Stiftloch zum Inspizieren des Haltestifts in dem Stiftloch schneidet, umfasst.
Planetenradsatz nach Anspruch 14, wobei der Planetenbolzen einen Schmiermittelkanal umfasst und das Stiftloch axial zwischen dem Verifizierungsloch und dem Schmiermittelkanal positioniert ist.
Planetenradsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Planetenbolzen einen Schmiermittelkanal und ein Loch, in dem der Haltestift positioniert ist und das den Schmiermittelkanal schneidet, umfasst.
Planetenradsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Haltestift der einzige Haltestift ist, der den Planetenbolzen mit dem Planetenträger koppelt.