DE10334824A1

DE10334824A1 - Verbesserung der Lastverteilung in Planetengetrieben

Info

Publication number: DE10334824A1
Application number: DE2003134824
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Müller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-05-19

Abstract

Es wird ein Planetengetriebe vorgeschlagen, umfassend mindestens ein Planetenrad (1), welches auf einem von einem Bolzenträger (3) getragenen Bolzen (6) gelagert ist, wobei der Bolzen (6) an seinem dem Bolzenträger (3) abgewandten Ende in einem Planetenträger (2) gehalten wird, wobei im Planetenträger (2) zumindest eine elastische Buchse (7) zum Aufnehmen des Bolzens (6) vorgesehen ist, die eine Relativdrehung zwischen dem Bolzen (6) des Planetenrades (1) und dem Planetenträger (2) ermöglicht, wodurch Relativbewegungen zwischen Bolzenträger (3) und Planetenträger (2) kompensiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der Lastverteilung in Planetengetrieben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Planetengetriebe werden beispielsweise in der Automobiltechnik wegen ihrer Eigenschaften und ihrer Einsatzmöglichkeit als Übersetzungs-, Überlagerungs- und Schaltgetriebe vielfach angewendet. Sie umfassen mindestens einen Steg mit einem oder mehreren Planetenrädern und ein oder zwei Zentralräder.
Bei Planetengetrieben führt die Verformung des Steges unter Torsionsbelastung häufig zu erheblichen Zusatzbeanspruchungen der Verzahnungen und der Planetenlager, was die Lebensdauer entscheidend beeinflussen kann. Als Ursache dafür ist vor allem die Verdrehung des sogenannten Bolzenträgers gegenüber dem Planetenträger und die dadurch hervorgerufene Schränkung der Planetenachsen gegenüber der Zentralachse zu sehen.
Um die Schränkung der Planetenachsen gering zu halten, werden die Stege, die den Bolzenträger mit dem Planetenträger verbinden, möglichst steif ausgeführt. Aber selbst bei sehr steifen Stegen kann eine Relativdrehung der beiden Teile nicht vollständig vermieden werden.

Aus der DE 199 54 636 der Anmelderin ist ein Planetengetriebe beschrieben, bei dem jedes Planetenrad über eine Lagerung auf einem Bolzen gelagert ist, welcher sich an seinen beiden Enden in einem Planetenträger abstützt, wobei zwischen einem Planetenträger und einem Planetenrad auf mindestens einer Seite des Planetenrades eine Anlaufscheibe angeordnet ist. Diese Anlaufscheiben sollen axiale Kräfte von Planetenrädern auf den Planetenträger übertragen. Des weiteren ist diese Anlaufscheibe im elastischen Bereich soweit verformbar, dass Schwingungen des Planetenrades gedämpft werden. Das aus dem Stand der Technik bekannte Planetengetriebe weist jedoch den Nachteil auf, daß elastische Verformungen der Anlaufscheiben eine ungleiche Lastverteilung der Lager der Planetenräder nicht verhindern können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe anzugeben, welches eine verbesserte Lastverteilung aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Planetengetriebe vorgeschlagen, umfassend mindestens ein Planetenrad, welches auf einem von einem Bolzenträger getragenen Bolzen gelagert ist, wobei der Bolzen an seinem dem Bolzenträger abgewandten Ende in einem Planetenträger gehalten wird, wobei im Planetenträger zum Aufnehmen des Bolzens zumindest eine elastische Buchse vorgesehen ist, wodurch eine Relativbewegung zwischen Bolzen des Planetenrades und Planetenträger ermöglicht wird, wodurch eine Relativdrehung des Bolzenträgers gegenüber dem Planetenträger kompensiert werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine gleichförmigere Verteilung der Pressungen in den Verzahnungen und den Lagern erzielt. Dies hat eine längere Lebens dauer des Getriebes zur Folge. Ein weitere Vorteil ist die Möglichkeit, das übertragbare Drehmoment zu erhöhen. Zudem wird durch den ermöglichten Verzicht auf Korrekturmaßnahmen, wie beispielsweise Balligkeit der Zahnflanken und der Walzkörper eine Reduzierung der Kosten erzielt.

Gemäß der Erfindung wird die Wandstärke der Buchsen groß und der Elastizitätsmodul des Buchsenwerkstoffs dagegen klein gewählt werden, um die erforderlichen elastischen Verformungen zu erreichen. In der Regel wird deshalb der Bolzendurchmesser im Planetenträger reduziert werden müssen (abgesetzter Bolzen). Als Buchsenwerkstoff können vorzugsweise nichtmetallische Werkstoffe eingesetzt werden, welche den getriebespezifischen Anforderungen genügen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes darstellt, beispielhaft näher erläutert.
In der Figur ist mit 1 ein Planetenrad des Planetengetriebes, mit 2 ein Planetenträger, mit 3 ein Bolzenträger, mit 4 ein Steg, der den Planetenträger 2 mit dem Bolzenträger 3 verbindet, mit 5 der Abtrieb und mit 6 der Bolzen bezeichnet, auf dem das Planetenrad 1 gelagert ist.
Wie bereits erläutert, kann der Steg 4 unter Torsionsbelastung verformt werden, was die Lebensdauer entscheidend beeinflussen kann. Hierbei entsteht eine Verdrehung des Bolzenträgers 3 gegenüber dem Planetenträger 2, was in einer Schränkung der Planetenachse gegenüber der Zentralachse resultiert.
In der Figur sind zum besseren Verständnis die Wirkpunke der auftretenden Kräfte illustriert.
Dieses Problem wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass im Planetenträger 2 eine weiche, elastische Buchse 7 zum Aufnehmen des Bolzens 6 vorgesehen ist, die eine Relativdrehung zwischen dem Bolzen 6 des Planetenrades 1 und dem Planetenträger 2 ermöglicht, wodurch die Relativbewegungen zwischen Bolzenträger 3 und Planetenträger 2 in vorteilhafter Weise kompensiert werden; dadurch wird eine gleichförmige Verteilung der Pressungen in den Verzahnungen und Lagern erzielt. Wie der Figur zu entnehmen, ist der Durchmesser des Bolzens 6 an seinem im Planetenträger 2 gehaltenen Ende im Vergleich zum Durchmesser außerhalb des Planetenträgers reduziert; dies ermöglicht eine große Wandstärke der Buchse und somit sehr gute Elastizitätseigenschaften bei kleinem Elastizitätsmodul.
Hierbei sind die Buchsen vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Planetenrad
2: Planetenträger
3: Bolzenträger
4: Steg
5: Abtrieb
6: Bolzen
7: Buchse

Claims

Planetengetriebe, umfassend mindestens ein Planetenrad (1), welches auf einem von einem Bolzenträger (3) getragenen Bolzen (6) gelagert ist, wobei der Bolzen (6) an seinem dem Bolzenträger (3) abgewandten Ende in einem Planetenträger (2) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Planetenträger (2) zumindest eine elastische Buchse (7) zum Aufnehmen des Bolzens (6) vorgesehen ist, die eine Relativdrehung zwischen dem Bolzen (6) des Planetenrades (1) und dem Planetenträger (2) ermöglicht, wodurch Relativbewegungen zwischen Bolzenträger (3) und Planetenträger (2) kompensiert werden.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Buchse (7) aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenwerkstoff einen geringen Elastizitätsmodul aufweist.
Planetengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Bolzens (6) an seinem im Planetenträger (2) gehaltenen Ende kleiner ist als der Durchmesser des Bolzens (6) außerhalb des Planetenträgers (2).