DE10309666A1

DE10309666A1 - Lagefixierung eines Planetenradbolzens

Info

Publication number: DE10309666A1
Application number: DE10309666A
Authority: DE
Inventors: Norbert Metten; Andreas Neudecker; Gustav Weidmann
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-12-09
Also published as: US7422540B2; WO2004079230A1; US20060148611A1

Abstract

Ein Planetenradbolzen (4) ist in einem Planetenradträger (1) gegen axiales Verschieben derart gesichert, daß in einer Aufnahmebohrung (10) im Planetenradbolzen (4) ein elastisch auslenk- oder verformbares Halteelement (9, 9a, 9b) angeordnet ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem Planetenradträger und Planetenrädern, die über eine Verzahnung einerseits mit einem Hohlrad und andererseits mit einem Sonnenrad kämmen, wobei die Planetenräder über Wälzlager auf Planetenradbolzen drehbar gelagert und die Planetenradbolzen in Aufnahmebohrungen des Planetenradträgers aufgenommen sind.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Planetengetriebe sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Im Inneren eines Planetenradsatzes dreht sich auf einer zentralen Achse das sogenannte Sonnenrad. In dessen Umfangsverzahnung greifen mehrere Zahnräder ein, in der Praxis sind es meist drei bis fünf, die wegen ihrer sinnfälligen Anordnung als Planetenräder bezeichnet werden. Und wie Planeten bewegen sie sich auch beim Abwälzen in einer Kreisbewegung um das Sonnenrad, während sie sich gleichzeitig um ihre eigene Achse drehen. Fixiert sind die Achsen der Planetenräder auf dem Planetenradträger, der diese Umlaufbewegung aufnimmt und zwar ebenfalls in Drehrichtung um die Zentralachse. Als drittes Element umfasst das Hohlrad das gesamte Gebilde, indem es mit seiner Innenverzahnung von außen in die Planetenräder greift. Auch hier stellt die Zentralachse das Drehzentrum dar.
Die Achsen der Planetenräder werden auch als Planetenradbolzen bezeichnet und sind im Planetenradträger auf verschiedene Weise befestigt.

Nach der DE 196 11 605 A1 erfolgt das derart, daß sowohl der Planetenradträger als auch der Planetenradbolzen mit radial verlaufenden Bohrungen versehen sind, in die eine Befestigungsschraube eingesetzt ist. Diese befindet sich nach dem Einschrauben mit ihrem Schraubenkörper sowohl im Planetenradbolzen als auch im Planetenradträger, so daß der Planetenradbolzen gegen axiales Verschieben gesichert ist. Es liegt auf der Hand, daß eine solche Lagefixierung des Planetenradbolzens sehr aufwendig ist. Zum einen sind sowohl im Planetenradträger als auch im Planetenradbolzen die Aufnahmenbohrungen einzubringen und mit einem entsprechenden Innengewinde zu versehen. Danach sind beide in Umfangsrichtung so aufeinander einzustellen, daß die Bohrungen fluchten, bevor letztendlich die Befestigungsschraube eingesetzt werden kann.

Eine andere Art der Befestigung geht aus der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 74 181 66 U hervor. Diese erfolgt derart, daß auf den Planetenradbolzen zunächst ein Bundring aufgeschoben wird, der mit diesem über eine Schweißnaht verbunden ist. Danach erfolgt die Sicherung des Planetenradbolzens über einen Sprengring, der in eine Ringnut des Bundringes eingreift und diesen so gegen axiale Verschiebung sichert. Auch hier ist erkennbar, daß solch eine Festlegung des Planetenradbolzens im Planetenradträger sehr aufwendig und kostenintensiv ist.

Schließlich ist in der DE-OS 25 03 518 eine weitere Art der Befestigung des Planetenradbolzens in einem Planetenradträger beschrieben. Die 2 dieser Vorveröffentlichung zeigt einen aus zwei miteinander verschweißten scheibenförmigen Blechteilen bestehenden Planetenradträger mit einem Planetenrad. Der Planetenradbolzen ist in zwei miteinander fluchtenden Bohrungen der beiden Blechteile des Planetenradträgers gehalten. Die Fixierung des Bolzens erfolgt derart, daß dieser an seinen beiden Stirnseiten verstemmt wird. Nun ist dem Fachmann in diesem Zusammenhang bekannt, daß der Planetenradbol zen sehr hohen Belastungen unterworfen ist und daher vor dem Einbau in das Planetenradgetriebe einem Härteprozess unterworfen werden muss. Um nun überhaupt eine Verstemmung des Bolzens an seinen beiden gegenüberliegenden Stirnflächen zu bewerkstelligen, müssen diese einem Weichglühprozess unterzogen werden. Es liegt auf der Hand, daß ein solches Verfahren ebenfalls sehr aufwendig und damit teuer ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von den Nachteilen des bisherigen Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, beim Herstellungs- bzw. Montageprozess eines Planetengetriebes den Aufwand durch eine einfachere Befestigungsart der Planetenradbolzen im Planetenradträger zu senken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, daß ein axiales Verschieben der Planetenradbolzen im Planetenradträger durch ein elastisch auslenk- oder verformbares Halteelemente verhindert ist, das einerseits in eine Aufnahmebohrung im Planetenradbolzen eingreift und das andererseits Planetenradbolzen und Planetenradträger in radialer Richtung überdeckt.

Es liegt auf der Hand, daß eine solche Befestigungsart gegenüber dem bisherigen Stand der Technik wesentlich vereinfacht ist, da lediglich ein Planetenradträger und Planetenradbolzen verbindendes Halteelement in die Aufnahmebohrung des Plantenradbolzens eingeschoben werden muss. Nach dessen Auffedern bzw. Verformen ist ein sicherer Halt der beiden Teile aneinander gewährleistet.

Weiter vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß das Halteelement einen radial sich erstreckenden kreisringartigen Bereich aufweist, von dem sich in axialer Richtung rohrförmig angeordnete Laschen erstrecken, die in Umfangsrichtung durch achsparallele Schlitze voneinander getrennt sind und an ihren freien Enden radial nach außen ragende Rastnocken aufweisen.

In vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung soll nach Anspruch 3 der kreisförmige Bereich des Halteelements in seinem Zentrum mit einem Durchbruch versehen sein. Dieser ist dann erforderlich, wenn über das Halteelement und den Planetenradbolzen die Wälzkörper des Planetenrads mit Schmiermittel versorgt werden sollen.

Nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß dieses Halteelement aus einem federnden Stahl oder aus einem Kunststoff hergestellt ist.

Gemäß Anspruch 5 soll in der Aufnahmebohrung des Planetenradbolzens ein Einstich eingearbeitet sein, durch den eine ringförmige Rückhaltefläche für die Rastnocken des Halteelements gebildet ist. Auf diese Weise ist eine sichere Rastverbindung zwischen Halteelement und Planetenradbolzen gebildet.

Eine andere Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lösung ist in Anspruch 6 beschrieben. Danach ist vorgesehen, daß mehrere Halteelemente in Umfangsrichtung durch einen radial verlaufenden Kreisring miteinander verbunden sind, von dem sie sich in axialer Richtung erstrecken, so daß ein zusammengesetztes Halteelement gebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da beispielsweise bei einem Planetengetriebe mit fünf Planetenrädern nicht fünf Halteelmente einzeln gehandhabt werden müssen, sonder nur eines.

Eine weitere wesentliche Weiterentwicklung der Erfindung geht aus Anspruch 7 hervor. Danach ist vorgesehen, daß mehrere Halteelemente in Umfangsrichtung durch einen nach einer Seite offenen Hohlkörper miteinander verbunden sind, so daß ein zusammengesetztes Halteelement gebildet ist.

Dieser Hohlkörper besteht nach Anspruch 8 aus zwei aus axialer Richtung voneinander beanstandeten radial verlaufenden Kreisringen, die an ihrem Außenumfang durch ein axial verlaufendes Rückenteil verbunden sind, wobei an dem einen Kreisring, der mit den Halteelementen verbunden ist, zwischen beiden ein Durchbruch vorhanden ist.

Dieser Vorteil dieser Anordnung liegt nicht nur in einer einfachen Verbindung mehrerer Halteelemente, sondern er liegt auch darin, daß gleichzeitig dieses erfindungsgemäß zusammengesetzte Halteelement zu einer verbesserten gerichteten Ölleitung in Planetengetriebe genutzt werden kann. Es sind also Halte- und gerichtete Ölleitfunktion vereinigt worden. Nach dem bisherigen Stand der Technik war die Ölleitfunktion durch aufwendige zusätzliche Haltebleche zu realisieren.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Halteelements als Einzelteil,
2 einen Teillängsschnitt durch ein Planetenrad,
3 und 4 eine Seitenansicht eines zusammengesetzten Halteelements ohne Ölleitfunktion,
5 und 6 einen Schnitt bzw. eine perspektivische Darstellung eines zusammengesetzten Halteelements mit Ölleitfunktion,
7 einen Teillängsschnitt durch ein Planetenrad und
8 einen Längsschnitt durch einen Planetenradträger nach den bisherigen Stand der Technik
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in 8 nach dem Stand der Technik gezeigte Planetenradträger 1 weist zwei Seitenwände 2, 3 auf, in deren Aufnahmebohrungen Planetenradbolzen 4 festgelegt sind. Auf diesen sind über Lageranordnungen 5 Planetenräder 6 drehbar gelagert, deren Zähne 7 einerseits mit einem nicht gezeigten Hohlrad und andererseits mit einem ebenfalls nicht dargestellten Sonnenrad kämmen. Auf dem Planetenradbolzen 4 sind beidseitig der Planetenräder 6 Anlaufscheiben 8 angeordnet, die üblicherweise aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften bestehen, wie z. B. mit Bronze plattiertem Blech, und somit die Reibung zwischen Planetenrädern 6 und Planetenradträger 1 vermindern. Wie 8 weiter zeigt, sind die Planetenradbolzen 4 in den Aufnahmebohrungen der Seitenwände 2, 3 des Planetenradträgers 1 durch eine Verstemmung fixiert. Das heißt, an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten der Planetenradbolzen 4 wird durch eine Materialverschiebung deren Halt realisiert. Wie im einleitenden Teil unter dem Stand der Technik bereits ausführlich erläutert, ist aber eine solche Befestigung des Planetenradbolzens 4 im Planetenradträger 1 sehr aufwendig.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Halteelement 9 gezeigt, das einen kreisförmigen Basisbereich 9.1 umfasst. Von diesem erstrecken sich in Richtung der Längsachse 9.5 rohrförmig angeordnete Laschen 9.2, die in Umfangsrichtung durch achsparallele Schlitze 9.3 voneinander getrennt sind. Es wird deutlich, daß auf diese Weise ein radiales Ein- bzw. Ausfedern der Laschen 9.2 möglich ist. An ihren freien Enden weisen die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Laschen 9.2 Rastnocken 9.4 auf.
Das in 2 gezeigte Planetengetriebe besteht aus dem auf dem Planetenradbolzen 4 angeordneten Planetenrad 6, dessen Zähne 7 mit Zähnen 13.1 des Sonnenrades 13 kämmen. Das Planetenrad 6 ist über die Lagerung 5 gehalten, wobei beidseitig zwischen Planetenrad 6 und Planetenradträger 1 Anlaufscheiben 8 angeordnet sind. Wie 2 weiter zeigt, ist der Planetenradbolzen 4 in den Aufnahmebohrungen 1.1 des Planetenträgers 1 aufgenommen. Der Planetenradbolzen 4 ist beidseitig mit einer axial verlaufenden Aufnahmebohrung 10 ausgestattet, die einen Einstich 10.1 aufweist, so daß eine Rückhaltefläche 10.2 gebildet ist. Wie die 2 weiter erkennen lässt, überdeckt das Halteelement 9 mit seinem kreisförmigen Bereich 9.1 in radialer Richtung sowohl die Stirnseite des Planetenradbolzens 4 als auch einen Teil einer Stirnseite des Planetenradträgers 1. Beim Einschieben des Halteelementes 9 werden dessen Laschen 9.2 aufgrund ihrer Elastizität in radialer Richtung nach innen eingelenkt und federn nach Erreichen des Einstiches 10.1 radial nach außen auf, so daß die Rastnocken 9.4 des Halteelementes 9 an der Rückhaltefläche 10.2 des Einstiches 10.1 anliegen. Die rechtsseitig im Planetenradbolzen 4 angeordnete Aufnahmebohrung 10 ist in Richtung Bolzenmitte verlängert und mit Radialbohrungen 10.3 versehen, welche in den Laufbahnbereich der Lagerung 5 münden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sowohl das linksseitig als auch das rechtsseitig angeordnete Halteelement 9 mit einem Durchbruch 9.6 versehen, so daß das Lager 5 von außen über den Durchbruch 9.6, die Aufnahmebohrung 10 und die davon abzweigenden Radialbohrungen 10.3 mit Schmiermittel versorgt werden kann.
Ist ein Planetengetriebe beispielsweise mit drei Planetenrädern 6 ausgestattet, so erweist es sich als zweckmäßig, drei einzelne Halteelemente 9 mit dem Kreisring 11 derart zu verbinden, daß diese an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen angeordnet sind und sich von diesem in axialer Richtung erstrecken. Auf diese Weise ist ein zusammengesetztes Halteelement 9a gebildet, das die Montage des Planetengetriebes mit den vorgesehenen drei Planetenrädern erleichtert. Ein derartiges Halteelement 9a ist in den 3 und 4 gezeigt.
In den 5 und 6 ist ein zusammengesetztes Halteelement 9b mit Ölleitfunktion gezeigt. Wie diese erkennen lassen, sind drei gleichmäßig in Um fangsrichtung voneinander beabstandete einzelne Haltelemente 9 mit dem Hohlkörper 12 verbunden, der sich aus zwei in axialer Richtung voneinander beabstandeten Kreisringen 12.1, 12.2 zusammensetzt, die an ihrer Außenseite durch das Rückenteil 12.3 miteinander verbunden sind, so daß der gebildete Hohlkörper 12 nach seiner Innenseite offen ist. Wie im oberen Teil der 5 erkennbar, ist im Verbindungsbereich von Halteelement 9 und Kreisring 12.2 dieser mit einem Durchbruch 12.2.1 versehen, so daß dieses zusammengesetzte Halteelement 9b eine Ölleitfunktion wahrnehmen kann, wie sie durch die Pfeile dargestellt ist.
Schließlich ist in 7 ein Planetengetriebe gezeigt, dessen Planetenradbolzen 4 im Planetenradträger 1 auf die gleiche Art, jedoch in unterschiedlicher Ausführung gesichert sind. Während dies linksseitig mit dem zusammengesetzten Halteelement 9a erfolgt, geschieht dies rechtsseitig mit dem zusammengesetzten Halteelement 9b. In der bereits beschriebenen Weise setzt sich das linksseitige Halteelement 9a aus mehreren Einzelhalteelementen 9 zusammen, die durch den Kreisring 11 miteinander verbunden sind. Im Unterschied dazu ist das rechtsseitige Halteelement 9 mit einer gerichteten Ölleitfunktion ausgestattet, die durch eine Kombination von einzelnen Halteelementen 9 mit dem nach innen offenen Hohlkörper 12 realisiert ist. Beim Halteelement 9b sind also Halte- und Schmiermittelleitfunktion vereinigt. Der Weg des Schmiermittels durch das Planetengetriebe erfolgt von außen nach innen zunächst über den Hohlkörper 12, danach über den Durchbruch 12.2.1 in die axial verlaufende Aufnahmebohrung 10. Von dieser gelangt es über die abzweigenden Radialbohrungen 10.3 in den Laufbahnbereich der Lageranordnung 5.

1: Planetenradträger
1.1: Aufnahmebohrung
2: Seitenwand
3: Seitenwand
4: Planetenradbolzen
5: Lager
6: Planetenrad
7: Verzahnung
8: Anlaufscheibe
9: Halteelement
9a: Halteelement
9b: Halteelement
9.1: kreisförmiger Bereich
9.2: Lasche
9.3: Schlitz
9.4: Rastnocke
9.5: Längsachse
9.6: Durchbruch
10: Aufnahmebohrung
10.1: Einstich
10.2: Rückhaltefläche
10.3: Radialbohrung
11: Kreisring
12: Hohlkörper
12.1: Kreisring
12.2: Kreisring
12.2.1: Durchbruch
12.3: Rückenteil
13: Sonnenrad
13.1: Verzahnung

Claims

Planetengetriebe mit einem Planetenradträger (1) und Planetenrädern (6), die über eine Verzahnung (7) einerseits mit einem Hohlrad und andererseits mit einem Sonnenrad (13) kämmen, wobei die Planetenräder (6) über Wälzlager (5) auf Planetenradbolzen (4) drehbar gelagert und die Planetenradbolzen (4) in Aufnahmebohrungen (1.1) des Planetenradträgers (1) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein axiales Verschieben der Planetenradbolzen (4) im Planetenradträger (1) durch ein elastisch auslenk- oder vertormbares Halteelement (9, 9a, 9b) verhindert ist, das einerseits in eine Aufnahmebohrung (10) im Planetenradbolzen (4) eingreift und das andererseits Planetenradbolzen (4) und Planetenradträger (1) in radialer Richtung überdeckt.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (9) einen radial sich erstreckenden kreisförmigen Bereich (9.1) aufweist, von dem sich in axialer Richtung rohrförmig angeordnete Laschen (9.2) erstrecken, die in Umfangsrichtung durch achsparallele Schlitze (9.3) voneinander getrennt sind und an ihren freien Enden radial nach außen ragende Rastnocken (9.4) aufweisen.
Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Bereich (9.1) in seinem Zentrum mit einem Durchbruch (9.6) versehen ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (9) aus einem federnden Stahl oder aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmebohrung (10) des Planetenradbolzens (4) ein Einstich (10.1) eingearbeitet ist, durch den eine ringförmige Rückhaltefläche (10.2) für die Rastnocken (9.4) des Halteelements (9) gebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halteelemente (9) in Umfangsrichtung durch einen radial verlaufenden Kreisring (11) miteinander verbunden sind, von dem sie sich axialer Richtung erstrecken, so daß ein zusammengesetztes Halteelement (9a) gebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halteelemente (9) in Umfangsrichtung durch einen nach einer Seite offenen Hohlkörper (12) miteinander verbunden sind, so daß ein zusammengesetztes Halteelement (9b) gebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (12) aus zwei in axialer Richtung voneinander beabstandeten radial verlaufenden Kreisringen (12.1, 12.2) besteht, die an ihrem Außenumfang durch ein axial verlaufendes Rückenteil (12.3) miteinander verbunden sind, wobei an dem einen Kreisring (12.2), der mit den Halteelementen (9) verbunden ist, zwischen beiden ein Durchbruch (12.2.1) vorhanden ist.