DE10334929A1

DE10334929A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE10334929A1
Application number: DE2003134929
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Schulz; Tino Dipl.-Ing. Kirschner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-17

Abstract

Bei einem Planetengetriebe mit Planetenrädern, die in einem Planetenträger gelagert und in Zahneingriff mit einem Hohlrad sind, ist der Planetenträger (24) durch ein vorgespanntes Wälzlagerpaar (32, 34) im Gehäuse (28) gelagert. Es wird vorgeschlagen, dass ein Lagerring mit einem aushärtbaren Klebstoff unter axialer Vorspannung in einen Lagersitz geklebt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem in einem Gehäuse angeordneten Hohlrad und Planetenrädern, die in einem Planetenträger gelagert und mit dem Hohlrad in Zahneingriff sind, wobei der Planetenträger den Abtrieb bildet und durch ein Wälzlagerpaar unter axialer Vorspannung im Hohlrad gelagert ist sowie ein Montageverfahren für ein in einem Gehäuse durch ein Wälzlagerpaar drehbar gelagertes Element.

Ein gattungsgemäßes Planetengetriebe ist in der DE 101 44 805 A1 offenbart. Der Planetenträger ist durch ein Wälzlagerpaar unter axialer Vorspannung im Hohlrad gelagert, wobei ein erstes Wälzlager des Wälzlagerpaars auf einer Seite und ein zweites Wälzlager auf der anderen Seite einer Verzahnungsebene der Planetenträger angeordnet sind. Die beiden Wälzlager sind Kegelrollenlager, die in O-Anordnung im Gehäuse angeordnet sind. Diese Lagerung des Planetenträgers ist zur Übertragung von hohen Querkräften und Kippmomenten geeignet, die auf den Planetenträger, der den Abtrieb bildet, wirken. Dieses bekannte Getriebe zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine kompakte Bauform, eine hohe Leistungsdichte sowie eine hohe Übertragungstreue aus.

Die Lagervorspannung wird durch eine Halteplatte erzeugt, die eine bestimmte Axialkraft vom Planetenträger über ein Wälzlager auf das Gehäuse überträgt. Diese Halteplatte ist relativ dickwandig ausgebildet und mit einer Vielzahl von Schrauben auf dem Planetenträger gehalten, damit auch bei großen Kippmomenten eine schädliche Mikrobe wegung eines Lagerrings auf den Lagersitz im Gehäuse verhindert wird. Die Einstellung der Lagervorspannung erfolgt mit einer Paßscheibe, die während der Montage in geeigneter Dicke zwischen der Halteplatte und dem Lagerring eingebaut wird.

Die DE 36 44 270 C2 zeigt eine Lageranordnung zur vorgespannten Lagerung einer Welle, bei der sowohl die inneren als auch die äußeren Lagerringe mit der Welle bzw. dem Gehäuse verklebt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe anzugeben, das eine noch kompaktere Bauform aufweist und bei dem die Einstellung der Lagervorspannung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird durch ein, auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs aufweisendes Planetengetriebe gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Unteransprüche gegeben.

Ein erfindungsgemäßes Montageverfahren eignet sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für ein solches Planetengetriebe.

Erfindungsgemäß ist also mindestens ein Lagerring eines der beiden Wälzlager mit einem aushärtbaren Klebstoff unter axialer Vorspannung in einen Lagersitz geklebt. Vorzugsweise ist der Lagerring durch Schrumpf kleben in einen Lagersitz des Planetenträgers geklebt. Die während der Montage notwendige axiale Vorspannung zwischen den beiden Wälzlagern wird vorzugsweise durch ein Vorspannmittel aufgebracht.

Sobald der Klebstoff ausgehärtet ist, wird die Lagervorspannung von der Klebverbindung aufrechterhalten. Die Klebverbindung kann große Scherkräfte übertragen, so dass auf einen dickwandigen Haltering verzichtet werden kann. Hierdurch kann der axiale Bauraum, der durch den dickwandigen Haltering eingenommen würde, eingespart werden. Darüber hinaus kann auf eine Paßscheibe zur Einstellung der Lagervorspannung verzichtet werden.

Das Vorspannmittel, welches während des Aushärtens des Klebstoffs eine axiale Vorspannung erzeugt, kann nach dem Aushärten des Klebstoffs im Getriebe verbleiben oder auch entfernt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorspannmittel ein Haltering, welcher mittels Schrauben am Planetenträger befestigt ist und axial an einem Lagerring eines Wälzlagers anliegt, wobei ein Anzugsmoment der Schrauben den Betrag der Vorspannung bestimmt. Ist der Haltering axial federnd ausgebildet, so ist es besonders einfach, eine definierte Axialspannung aufzubringen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der eingeklebte Lagerring ein Lagerinnenring, der auf einen Lagersitz in Form einer Zylindermantel-Außenfläche geklebt wird. Vorteilhafterweise bilden die Durchmesser des Lagerinnenrings und des Lagersitzes im Planetenträger eine Übergangspassung, wobei eine besonders gute Festigkeit der Klebverbindung erzielt wird, wenn die Differenz der Durch messer des Lagerinnenrings und des Lagersitzes im Bereich zwischen –5 μm und +5 μm liegt.

Das Montageverfahren für ein in einem Gehäuse durch ein Wälzlagerpaar drehbar gelagertes Element beinhaltet folgende Montageschritte:

– Einbau des gelagerten Elements mit dem ersten Wälzlager im Gehäuse;
– Aufbringen eines aushärtbaren Klebstoffs auf einen Lagersitz für den Innenring des zweiten Wälzlagers;
– Erwärmung des Innenrings auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 160 °C;
– Montage des zweiten Wälzlagers, wobei der erwärmte Innenring auf den Lagersitz geschoben wird;
– Beaufschlagung der Lagerung mit einer definierten Axialkraft, die vorzugsweise auf den Innenring des zweiten Wälzlagers wirkt, so dass die Axialkraft vom ersten Wälzlager über das gelagerte Element auf das zweite Wälzlager und von diesem auf das Gehäuse übertragen wird, mindestens so lange, bis die definierte Axialkraft durch die Klebeverbindung übertragbar ist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei
1 und 2 jeweils einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe zeigen.
In 1 ist mit 2 eine eingangsseitige Aufnahme für die Abtriebswelle eines nicht gezeigten Antriebsmotors bezeichnet. Die Aufnahme 2 ist auf die Abtriebswelle des Motors klemmbar, wobei die Schraube 4 zum Festziehen der Klemmverbindung dient. Die eingangsseitige Aufnahme 2 ist mit der Sonnenradwelle 6 drehfest verbunden, auf welcher die Verzahnung des Sonnenrads 8 eingearbeitet ist. Das Sonnenrad ist auf der dem Antriebsmotor abgewandten Seite in gleichzeitigem Zahneingriff mit zwei um 180° versetzten, großen Stufenrädern 10, 12 (2) von Stufenplaneten 14, 16. Die Stufenplaneten 14, 16 weisen außerdem kleine Stufenräder 18, 20 auf, die jeweils mit einem Paar von benachbarten Planetenrädern 22 (1) in Eingriff stehen. Die Stufenplaneten 14, 16 und die Planetenräder 22 sind gemeinsam im Planetenträger 24 gelagert, der den Abtrieb bildet. Die Verzahnung der Planetenräder 22 steht jeweils mit einem kleinen Stufenrad 18, 20 eines Stufenplaneten 14, 16 und dem Hohlrad 26, welches im Gehäuse 28 eingearbeitet ist, in Eingriff. Die Verzahnung der Planetenräder 22 mit dem Hohlrad 26 und den kleinen Stufenrädern der Stufenplaneten liegt in derselben Axialebene, wodurch eine kurze axiale Bauform erzielt wird. Beidseits dieser Verzahnungsebene 30 sind zwei Schrägkugellager 32, 34 angeordnet, die eine sogenannte O-Lageranordnung bilden. Die beiden Außenringe 36, 38 der Lager 32, 34 liegen axial jeweils an einem in das Gehäuse 28 eingearbeiteten Bund an. Der Lagerinnenring 40 des Lagers 32 liegt axial an einem in den Planetenträger eingearbeiteten Bund an. Dadurch kann eine Lagervorspannkraft vom Außenring 38 über das Gehäuse 28 auf den Außenring 36 und über das Lager 32 auf den Innenring 40 auf den Planetenträger durch reinen Formschluß übertragen werden. Der Lagerinnenring 42 des Lagers 34 ist mit einem aushärtbaren Klebstoff unter axialer Vorspannung in den Lagersitz des Planetenträgers 24 durch Schrumpf kleben eingeklebt. Es ist also ausreichend, einen einzigen Lagerring durch einen aushärtbaren Klebstoff zu befestigen, während die anderen drei Lagerringe jeweils axial formschlüssig fixiert sind.
Ein relativ dünnwandiger Haltering 44 bringt während der Montage bzw. bis zum Aushärten des Klebstoffs eine definierte axiale Vorspannung auf. Der Haltering 44 ist axial federnd ausgebildet und liegt an seinem inneren Durchmesser am Planetenträger 24 und an seinem äußeren Durchmesser am Innenring 42 des Lagers 34 an. Der Haltering 44 ist mittels Schrauben 46 am Planetenträger befestigt. Das Anzugsmoment der Schrauben 46 bestimmt den Betrag der axialen Vorspannkraft.

2: Aufnahme
4: Schraube
6: Sonnenradwelle
8: Sonnenrad
10: Stufenrad
12: Stufenrad
14: Stufenplanet
16: Stufenplanet
18: Stufenrad
20: Stufenrad
22: Planetenrad
24: Planetenträger
26: Hohlrad
28: Gehäuse
30: Verzahnungsebene
32: Lager
34: Lager
36: Lageraußenring
38: Lageraußenring
40: Lagerinnenring
42: Lagerinnenring
44: Haltering
46: Schraube

Claims

Planetengetriebe mit einem in einem Gehäuse (28) angeordneten Hohlrad (26) und Planetenrädern (22), die in einem Planetenträger (24) gelagert und mit dem Hohlrad (26) in Zahneingriff sind, wobei der Planetenträger (24) den Abtrieb bildet und durch ein Wälzlagerpaar (32, 34) unter axialer Vorspannung im Gehäuse (28) gelagert ist, wobei ein erstes Wälzlager (32) des Wälzlagerpaares auf einer Seite und ein zweites Wälzlager (34) auf der anderen Seite einer Verzahnungsebene (30) der Planetenräder (23) angeordnet ist, und ein erster Lagerring (40) des ersten Wälzlagers (32) im Planetenträger (24) sitzt und jeweils ein zweiter Lagerring (36, 38) des ersten und des zweiten Wälzlagers im Gehäuse (28) sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lagerring (42) des zweiten Wälzlagers (34) mit einem aushärtbaren Klebstoff unter axialer Vorspannung in einen Lagersitz geklebt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerring (42) des zweiten Wälzlagers (34) durch Schrumpf kleben in dem Planetenträger (24) eingeklebt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorspannmittel (44) während der Montage die axiale Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Wälzlager aufbringt.
Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel nach der Montage im Getriebe verbleibt.
Planetengetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel ein Haltering (44) ist, welcher mittels Schrauben (46) am Planetenträger (24) befestigt ist und axial am ersten Lagerring (42) des zweiten Wälzlagers (34) anliegt, wobei ein Anzugsmoment der Schrauben (46) den Betrag der Vorspannung bestimmt.
Planetengetriebe nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel ein Haltering (44) ist, der axial federnd ausgebildet ist.
Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerring (42) des zweiten Wälzlagers (34) ein Lagerinnenring ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser des Lagerinnenrings (42) und des Lagersitzes im Planetenträger (24) eine Übergangspassung bilden.
Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Durchmesser des Lagerinnenrings (42) und des Lagersitzes im Bereich zwischen –5 μm und +5 μm liegt.
Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerring (40) des ersten Wälzlagers (32) axial an einem in den Planetenträger (24) eingearbeiteten Bund anliegt und/oder dass mindestens einer der zweiten Lagerringe (36, 38) axial an einem im Gehäuse (28) eingearbeiteten Bund anliegt.
Montageverfahren für ein in einem Gehäuse (28) durch ein Wälzlagerpaar (32, 34) drehbar gelagertes Element, insbesondere den Planetenträger (24) eines Planetengetriebes, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Montageschritte: – Einbau des gelagerten Elements (24) mit dem ersten Wälzlager (32) im Gehäuse (28); – Aufbringen eines aushärtbaren Klebstoffs auf einen Lagersitz für den Innenring (42) des zweiten Wälzlagers (34); – Erwärmung des Innenrings auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 160 °C; – Montage des zweiten Wälzlagers (34), wobei der erwärmte Innenring (42) auf den Lagersitz geschoben wird; – Beaufschlagung der Lagerung mit einer definierten Axialkraft, die vorzugsweise auf den Innenring (42) des zweiten Wälzlagers (34) wirkt, so dass die Axialkraft vom zweiten Wälzlager (34) über das gelagerte Element (24) auf das erste Wälzlager (32) und von diesem auf das Gehäuse (28) übertragen wird, mindestens so lange, bis die definierte Axialkraft durch die Klebeverbindung übertragbar ist.