DE102020203240A1 - Laser deposition welding for highly stressed areas of a planetary bearing - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Planetenstufe mit mindestens einem Planetenrad, einem Planetenträger und mindestens einem Gleitlager (101, 201), mit dem das Planetenrad drehbar in dem Planetenträger gelagert ist. Mindestens eine Gleitfläche des Gleitlagers (101, 201) weist einen ersten und einen zweiten, mittels Laserauftragsschweißen bearbeiteten Bereich (103, 105, 203) und einen dritten, nicht mittels Laserauftragsschweißen bearbeiteten Bereich (107, 205) auf; wobei der dritte Bereich (107, 205) den ersten Bereich (103, 203) und den zweiten Bereich (105, 203) voneinander trennt.The invention relates to a planetary stage with at least one planet gear, a planet carrier and at least one slide bearing (101, 201) with which the planet gear is rotatably mounted in the planet carrier. At least one sliding surface of the sliding bearing (101, 201) has a first and a second area (103, 105, 203) machined by laser deposition welding and a third area (107, 205) not machined by laser deposition welding; wherein the third area (107, 205) separates the first area (103, 203) and the second area (105, 203) from one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Planetenstufe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a planetary stage according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Laufflächen von Gleitlagern durch Laserauftragsschweißen zu fertigen.It is known from the prior art to manufacture the running surfaces of slide bearings by laser deposition welding.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gleitlager für Planetenräder einer Planetenstufe verfügbar zu machen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Planetenstufe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung sowie den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.The invention is based on the object of making available an improved sliding bearing for planet gears of a planetary stage. This object is achieved by a planetary stage according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description and the exemplary embodiments shown in the figures.

Eine Planetenstufe ist eine Anordnung mit einem Sonnenrad, einem oder mehreren Planetenrädern, einem Hohlrad und einem Planetenträger. Die Planetenräder sind drehbar auf dem Planetenträger gelagert und kämmen jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad. Mindestens zwei der drei Komponenten Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad sind relativ zu einer drehfesten Struktur, etwa einem Getriebegehäuse, drehbar gelagert. Die dritte Komponente ist gewöhnlich drehfest fixiert, kann aber auch drehbar gelagert sein
Die erfindungsgemäße Planetenstufe sieht vor, dass das mindestens eine Planetenrad mit mindestens einem Gleitlager drehbar in dem Planetenträger gelagert ist. Ein Gleitlager zeichnet sich durch Gleitflächen aus, die um eine Drehachse des Gleitlagers relativ zueinander verdrehbar sind. Zwischen den Gleitflächen kommt es dabei zu Festkörper-, Misch- oder Flüssigkeitsreibung.A planetary stage is an arrangement with a sun gear, one or more planet gears, a ring gear and a planet carrier. The planet gears are rotatably mounted on the planet carrier and mesh with the sun gear and / or the ring gear. At least two of the three components sun gear, planet carrier and ring gear are rotatably mounted relative to a non-rotatable structure, such as a gear housing. The third component is usually fixed in a rotationally fixed manner, but it can also be rotatably mounted
The planetary stage according to the invention provides that the at least one planet gear is rotatably mounted in the planet carrier with at least one slide bearing. A sliding bearing is characterized by sliding surfaces which can be rotated relative to one another about an axis of rotation of the sliding bearing. Solid, mixed or liquid friction occurs between the sliding surfaces.

Mindestens eine Gleitfläche des Gleitlagers, mit dem das Planetenrad drehbar auf dem Planetenträger gelagert ist, weist erfindungsgemäß einen ersten und einen zweiten Bereich auf, die jeweils mittels Laserauftragsschweißen bearbeitet sind. Vorzugsweise sind der erste Bereich und der zweite Bereich jeweils vollständig mittels Laserauftragsschweißen bearbeitet. Der erste Bereich und der zweite Bereich bilden jeweils einen Teil der Gleitfläche.At least one sliding surface of the sliding bearing, with which the planet gear is rotatably mounted on the planet carrier, according to the invention has a first and a second area which are each processed by means of laser deposition welding. The first area and the second area are preferably each completely processed by means of laser deposition welding. The first area and the second area each form part of the sliding surface.

Darüber hinaus weist die Gleitfläche einen dritten Bereich auf. Dieser ist nicht mittels Laserauftragsschweißen bearbeitet.In addition, the sliding surface has a third area. This is not processed using laser deposition welding.

Der dritte Bereich trennt den ersten Bereich und den zweiten Bereich voneinander. Dies bedeutet, dass der erste Bereich und der zweite Bereich weder aneinander angrenzen noch ineinander übergehen. Stattdessen handelt es sich um separate Bereiche. Zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist der dritte Bereich angeordnet. Insbesondere kann der dritte Bereich direkt an den ersten Bereich und/oder an den zweiten Bereich angrenzen, sodass der erste Bereich und der zweite Bereich jeweils mit dem dritten Bereich jeweils mindestens eine gemeinsame Begrenzungslinie besitzen.The third area separates the first area and the second area from one another. This means that the first area and the second area neither adjoin one another nor merge into one another. Instead, they are separate areas. The third area is arranged between the first area and the second area. In particular, the third area can directly adjoin the first area and / or the second area, so that the first area and the second area each have at least one boundary line in common with the third area.

Vorzugsweise sind der erste Bereich, der zweite Bereich und der dritte Bereich einstückig miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass ein einstückiges Mittel, etwa ein Planetenbolzen oder eine Anlaufscheibe, den ersten Bereich, den zweiten Bereich und den dritten Bereich ausbildet.The first area, the second area and the third area are preferably connected to one another in one piece. This means that a one-piece means, for example a planetary pin or a thrust washer, forms the first area, the second area and the third area.

Durch die Erfindung ist es möglich, Bereiche des Gleitlagers, in denen eine erhöhte Belastung auftritt, gezielt mittels Laserauftragsschweißen zu bearbeiten und weniger belastete Bereiche von der Bearbeitung auszusparen. Einerseits verbessert sich durch das Laserauftragsschweißen die Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit des Gleitlagers. Andererseits wird durch die selektive Bearbeitung die Herstellung des Gleitlagers kosteneffizienter.The invention makes it possible to machine areas of the plain bearing in which an increased load occurs in a targeted manner by means of laser deposition welding and to leave out less stressed areas from machining. On the one hand, laser deposition welding improves the load-bearing capacity and wear resistance of the plain bearing. On the other hand, the selective machining makes the production of the plain bearing more cost-effective.

Bevorzugt ist das Gleitlager als Radiallager weitergebildet. Insbesondere kann es sich im ein reines Radialgleitlager handeln.The plain bearing is preferably developed as a radial bearing. In particular, it can be a pure radial sliding bearing.

Ein Radiallager zeichnet sich dadurch aus, dass es Kräfte in radialer Richtung, das heißt orthogonal zu seiner Drehachse überträgt. Ein reines Radiallager ist dabei nicht imstande, Kräfte in axialer Richtung, das heißt parallel zu seiner Drehachse, zu übertragen. In diesem Fall ist vorzugsweise ein separates Axiallager für das Planetenrad vorgesehen. Typischerweise sind die Gleitflächen eines als reines Radiallager ausgebildeten Gleitlagers kreiszylindrisch.A radial bearing is characterized by the fact that it transmits forces in a radial direction, that is, orthogonally to its axis of rotation. A pure radial bearing is not able to transmit forces in the axial direction, that is, parallel to its axis of rotation. In this case, a separate axial bearing is preferably provided for the planet gear. Typically, the sliding surfaces of a plain bearing designed as a pure radial bearing are circular-cylindrical.

Handelt es sich bei dem Gleitlager um ein Radialgleitlager, bilden in einer bevorzugten Weiterbildung ein Planetenbolzen, eine Lagerbuchse oder das Planetenrad die mindestens eine Gleitfläche aus. Bei dem Planetenbolzen handelt es sich um einen Teil des Planetenträgers, der in mindestens einer Wange des Planetenträgers fixiert ist, und auf dem das Planetenrad angeordnet ist. Die Lagerbuchse kann auf einem Planetenbolzen oder in dem Planetenrad fixiert sein. Alternativ handelt es sich um eine Schwimmbuchse, die relativ zu dem Planetenbolzen und relativ zu dem Planetenrad frei um die Drehachse des Gleitlagers verdrehbar ist.If the sliding bearing is a radial sliding bearing, in a preferred development a planet pin, a bearing bush or the planet gear form the at least one sliding surface. The planet pin is a part of the planet carrier which is fixed in at least one cheek of the planet carrier and on which the planet gear is arranged. The bearing bush can be fixed on a planet pin or in the planet gear. Alternatively, it is a floating bushing that can be rotated freely around the axis of rotation of the plain bearing relative to the planetary pin and relative to the planetary gear.

Alternativ ist das Gleitlager als Axiallager weitergebildet. Insbesondere kann es sich um ein reines Axiallager handeln.Alternatively, the plain bearing is developed as a thrust bearing. In particular, it can be a pure axial bearing.

Ein Axiallager zeichnet sich dadurch aus, dass es Kräfte in axialer Richtung überträgt. Ein reines Axiallager ist dabei außerstande, Kräfte orthogonal, das heißt in Radialrichtung zu übertragen. In diesem Fall ist vorzugsweise ein separates Radiallager für das Planetenrad vorgesehen.A thrust bearing is characterized by the fact that it transmits forces in the axial direction. A pure axial bearing is unable to transmit forces orthogonally, i.e. in the radial direction. In this case, a separate radial bearing is preferably provided for the planet gear.

Handelt es sich bei dem Gleitlager um ein reines Axiallager, bilden in einer bevorzugten Weiterbildung der Planetenträger, eine Anlaufscheibe oder das Planetenrad die Gleitfläche aus. Insbesondere kann die Gleitfläche einstückig ausgebildet werdenIf the sliding bearing is a pure axial bearing, in a preferred development the planet carrier, a thrust washer or the planet gear form the sliding surface. In particular, the sliding surface can be formed in one piece

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 einen Planetenbolzen; und
  • 2 eine Anlaufscheibe.
Preferred embodiments of the invention are shown in the figures. Corresponding reference numbers identify features that are the same or have the same function. Specifically shows:
  • 1 a planet pin; and
  • 2 a thrust washer.

Der in 1 dargestellte Planetenbolzen 101 dient der Aufnahme eines Planetenrads. Durch die aus den Zahneingriffen des Planetenrads resultierenden Kräfte treten in einem ersten Bereich 103 und einem zweiten Bereich 105 der Oberfläche des Planetenbolzens 101 Belastungen auf. Ein dritter Bereich 107 ist demgegenüber geringer belastet.The in 1 planet bolts shown 101 serves to hold a planet gear. The forces resulting from the meshing of the planetary gear occur in a first area 103 and a second area 105 the surface of the planetary pin 101 Loads on. A third area 107 In contrast, it is less burdened.

Die drei Bereiche 103, 105, 107 bilden gemeinsam die Gleitfläche des Planetenbolzens 101. Die Bereiche 103, 105, 107 sind jeweils kreiszylindrisch. Der erste Bereich 103 und der zweite Bereich 105 sind axial versetzt zueinander. In einem Zwischenraum zwischen dem ersten Bereich 103 und dem zweiten Bereich 105 befindet sich der dritte Bereich 107.The three areas 103 , 105 , 107 together form the sliding surface of the planetary pin 101 . The areas 103 , 105 , 107 are each circular cylindrical. The first area 103 and the second area 105 are axially offset from one another. In a space between the first area 103 and the second area 105 is the third area 107 .

Da die Belastungen in dem ersten Bereich 103 und dem zweiten Bereich 105 erhöht sind, werden diese Bereiche 103, 105 mittels Laserauftragsschweißen bearbeitet. Der dritte Bereich 107 hingegen wird konventionell bearbeitet. In diesem Bereich 107 wird kein Laserauftragsschweißen durchgeführt.Because the loads in the first area 103 and the second area 105 are increased, these areas become 103 , 105 processed by means of laser deposition welding. The third area 107 on the other hand, conventional machining is used. In this area 107 no laser deposition welding is carried out.

Die in 2 dargestellte Anlaufscheibe 201 ist analog aufgebaut. Die Anlaufscheibe 201 weist Bereiche 203 auf, die einer erhöhten Belastung ausgesetzt sind. Zwischen diesen Bereichen 203 liegen geringer belastete Bereiche 205. Sämtliche Bereiche 203, 205 bilden gemeinsam eine Gleitfläche der Anlaufscheibe 201.In the 2 shown thrust washer 201 is structured in the same way. The thrust washer 201 indicates areas 203 that are exposed to increased stress. Between these areas 203 are less polluted areas 205 . All areas 203 , 205 together form a sliding surface of the thrust washer 201 .

Die Bereiche 203, die einer erhöhten Belastung ausgesetzt sind, werden mittels Laserauftragsschweißen bearbeitet. In den dazwischen verlaufenden Bereichen 205 wird kein Laserauftragsschweißen durchgeführt. Diese Bereiche 205 werden konventionell bearbeitet.The areas 203 that are exposed to increased stress are processed using laser deposition welding. In the areas in between 205 no laser deposition welding is carried out. These areas 205 are processed conventionally.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

101101
PlanetenbolzenPlanet bolt
103103
erster Bereichfirst area
105105
zweiter Bereichsecond area
107107
dritter Bereichthird area
201201
AnlaufscheibeThrust washer
203203
Bereich erhöhter BelastungArea of increased exposure
205205
Bereich geringer BelastungLow load area

Claims (5)

Planetenstufe mit mindestens einem Planetenrad, einem Planetenträger und mindestens einem Gleitlager (101, 201), mit dem das Planetenrad drehbar in dem Planetenträger gelagert ist; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gleitfläche des Gleitlagers (101, 201) einen ersten und einen zweiten, mittels Laserauftragsschweißen bearbeiteten Bereich (103, 105, 203) und einen dritten, nicht mittels Laserauftragsschweißen bearbeiteten Bereich (107, 205) aufweist; wobei der dritte Bereich (107, 205) den ersten Bereich (103, 203) und den zweiten Bereich (105, 203) voneinander trennt.Planetary stage with at least one planet gear, a planet carrier and at least one slide bearing (101, 201) with which the planet gear is rotatably mounted in the planet carrier; characterized in that at least one sliding surface of the sliding bearing (101, 201) has a first and a second area (103, 105, 203) processed by laser deposition welding and a third area (107, 205) not processed by laser deposition welding; wherein the third area (107, 205) separates the first area (103, 203) and the second area (105, 203) from one another. Planetenstufe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gleitlager (101) um ein Radiallager handelt.Planetary stage according to the preceding claim; characterized in that the sliding bearing (101) is a radial bearing. Planetenstufe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenbolzen (101), eine Lagerbuchse oder das Planetenrad die Gleitfläche ausbilden.Planetary stage according to the preceding claim; characterized in that a planet bolt (101), a bearing bush or the planet gear form the sliding surface. Planetenstufe nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gleitlager (201) um ein Axiallager handelt.Planetary stage after Claim 1 ; characterized in that the sliding bearing (201) is an axial bearing. Planetenstufe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger, eine Anlaufscheibe (201) oder das Planetenrad die Gleitfläche ausbilden.Planetary stage according to the preceding claim; characterized in that the planet carrier, a thrust washer (201) or the planet gear form the sliding surface.
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