DE19611605A1

DE19611605A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE19611605A1
Application number: DE1996111605
Authority: DE
Inventors: Horst Dietmar Dipl Ing Koehler; Joachim Schneider
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-03-23
Filing date: 1996-03-23
Publication date: 1997-09-25

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger, dessen Planetenräder über eine Verzahnung einerseits mit einem Hohlrad und anderer seits mit einem Sonnenrad kämmen, wobei die Planetenräder über Planetenrad bolzen und Wälzlager gegen über dem Planetenträger drehbar gelagert sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Planetengetriebe ist der Abb. 3.57 des Standardwerkes "Zahnradgetriebe" von Johannes Loomann, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1970, zu entnehmen. Die Wälzlager der Planetenträder werden dabei in der Regel durch Ölbadschmierung geschmiert, wobei insbesondere bei stehendem Planetenträger die außerhalb des Ölsumpfes liegenden Lager schlecht mit Schmiermittel versorgt werden. Sehr oft reichen die Drehzahlen der Lager bzw. die Geschwindigkeitsverhältnisse der Verzahnung nicht aus, um zusammen mit der durch andere Anforderungen begrenzten Viskosität des verwendeten Schmieröls einen die Oberflächen trennenden Schmierfilm auf zubauen. Bei Mangelschmierung unterliegen jedoch die Wälzlager und die Verzahnung einem erhöhten Verschleiß mit seinen bekannten negativen Folgen.

Ein weiterer Nachteil der Tauchbadschmierung ist die Anreicherung des Schmiermittels mit Fremdstoffen unterschiedlicher Art und Härte, die ebenfalls zu einem vorzeitigen Lagerverschleiß führen und so die Lebensdauer des Planetengetriebes verringern.

Auch ist weiter von Nachteil, daß beim Zusammenbau eines Planetengetriebes Planetenräder und zugehörige Wälzlager erst zu einer Einheit zusammengebaut werden müssen. Dies erhöht den Montageaufwand des kompletten Planetenge triebes beträchtlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe so weiter zu entwickeln, daß dessen Montage vereinfacht und dessen Lebensdauer erhöht wird.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß Planetenrad und Wälzlager eine unverlierbare Baueinheit bilden, die gegen ihre Umgebung durch eine Dichtung abgedichtet und mit Schmierstoff hoher Viskosität und Lebensdauer befüllt ist.

Diese erfindungsgemäße Baueinheit hat einerseits den Vorteil, daß die Montage des Planetengetriebes erleichtert wird, da Planetenrad und zugehöriges Wälz lager nunmehr ein Teil sind. Andererseits wird durch den Schmierstoff, z. B. Fett oder eine Mischung aus Fett und Öl, eine erhebliche Reduzierung der sonst üblichen Mangelschmierung und damit eine erhebliche Reduzierung des Ver schleißes und der Reibungsverhältnisse im Lager erreicht. Hinzu kommt, daß durch die Wirkung der Dichtung im Getriebeöl vorhandene Feststoffe, z. B. Schmutzpartikel, Abrieb, Drehspäne, Schleifstäube nicht auf die Wälzflächen der Wälzlager gelangen können und somit ebenfalls zu einer erhöhten Lebens dauer der Planetenradeinheit beigetragen wird.

In Weiterentwicklung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Baueinheit mit einer schleifenden oder einer berührungsfreien Dichtung ver sehen ist.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die Wälzflächen der Baueinheit zur Reibungs verminderung mit einer anorganisch chemischen Schutzschicht versehen sind, wobei nach Anspruch 4 die Wälzflächen brüniert, phosphatiert oder mit einer Dünnschicht aus Chrom versehen sein sollen.

Unter Wälzflächen der Lager sind dabei deren Laufbahn bzw. deren Wälzkörper zu verstehen. Diese dünnen anorganisch chemischen Schutzschichten werden durch spezielle Oberflächenbehandlungen erzeugt und vermindern so die Reibung der Baueinheit und tragen auf diese Weise nochmals zu deren erhöh ten Lebensdauer bei. Beim Brünieren bzw. Phosphatieren werden diese Schutz schichten durch Behandlung mit siedender Natriumhydroxydlösung unter Zusatz von Oxydationsmitteln bzw. durch Behandlung mit Zink- oder Manganphos phaten erzeugt. Neben der Reibungsverminderung wird durch diese Schutzschichten auch ein verbesserter Korrosionsschutz der Baueinheit realisiert. Dünnschichtverchromte Lager haben gegen über nichtbeschichteten Lagern bei den gleichen ungünstigen Schmierbedingungen deutlich weniger Verschleiß bzw. erreichen eine deutlich längere Laufzeit. Je nach Beanspruchung kann sie ein mehrfaches der Laufzeit nichtbeschichteter Lager betragen.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 und 6 sollen der Planetenradbolzen als Innenring bzw. die Innenbohrung des Planetenrades als Außenring fungieren und beide mit einer anorganisch chemischen Schutz schicht versehen sein. Auf diese Weise wird bei der Baueinheit der Außen bzw. der Innenring eingespart, diese somit gewichtsmäßig leichter gemacht und maximale Tragzahl der Wälzlager erreicht.

Nach Anspruch 7 ist vorgesehen, daß die Verzahnungen der Baueinheit zur Reibungsverminderung mit einer anorganisch chemischen Schutzschicht ver sehen sein sollen, wobei insbesondere nach Anspruch 8 die Verzahnungen mit einer galvanisch aufgebrachten Dünnschicht aus Chrom beschichtet sein sollen.

Dies ist besonders von Bedeutung, da die Zahnflanken der Planetenräder gegen Verunreinigungen und gegen Mangelschmierung nicht durch abdichtende Maßnahmen zu schützen sind. Diese sehr dünne Chrombeschichtung der Zahnflanken zeichnet sich einerseits durch eine hohe Härte und Abriebsfestig keit und andererseits durch eine hohe Korrosionsfestigkeit aus. Die Korrosions beständigkeit wird zusätzlich durch die geringe Benetzbarkeit von Chrom verbessert, da Chromoberflächen wäßrige Medien und Öl abweisen. Um jedoch der durch die geringe Benetzbarkeit negativ beeinflußten Ölfilmbildung auf den Zahnflanken entgegenzuwirken, empfiehlt es sich zur Abhilfe, die Chromschicht durch elektrochemische oder mechanische Verfahren aufzurau hen. Beim elektrochemischen Aufrauhen wird dabei das natürliche Chrom schichtrißnetzwerk durch Ätzen, durch thermische Behandlungen und/oder durch periodische Stromumkehr während der Chromabscheidung aufgeweitet, während in mechanischen Verfahren in der Chromschicht durch beispielsweise Schleifen, Honen, Läppen oder Sandstrahlen Riefen und Eindrückspuren erzeugt werden. Die dabei entstehenden Vertiefungen wirken als Ölnuten oder Ölnäpf chen, die die Ölbenetzbarkeit und das Ölrückhaltevermögen erhöhen, so daß sich im Betrieb der erforderliche Ölfilm mit Ölreservoiren ausbilden kann.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein einstufiges Planetenge triebe,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch ein abgedichtetes Plane tenrad in vergrößerter Darstellung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt eines Planetengetriebes weist ein Sonnen rad 1 auf, das drehfest mit einer Welle 2 verbunden ist. In einem Planetenträger 3 ist ein Planetenrad 4 gelagert, das einerseits über eine nicht näher bezeichne te Verzahnung mit dem Sonnenrad 1 und andererseits mit einem Hohlrad 5 kämmt. In nicht dargestellter Weise ist der Planetenträger 3 mit einer weiteren Welle verbunden. Das Planetenrad 4 ist im Planetenträger 3 drehbar über Wälzlager 6 auf einem Planetenradbolzen 7 gelagert.

Wie aus den Fig. 1 und 2 weiter erkennbar, sind Planetenrad 4 und die aus einem Innenring 8 und zwei in einem Käfig 9 geführten Wälzkörpersätzen 10 bestehenden Wälzlager 6 zu einer unverlierbaren Baueinheit ausgebildet, die auf dem Planetenradbolzen 7 in axialer Richtung durch eine Abstandsscheibe 16 und einen Haltering 11 gesichert sind. Diese doppelreihigen Wälzlager 6 sind nach außen durch je eine im Planetenrad 4 angeordnete Dichtung 12 aus polymerem Werkstoff abgedichtet, deren Dichtlippe 13 mit radialer und/oder axialer Vorspannung an einer Dichtungslauffläche 14 des Innenringes 8 anliegt.

Weiter soll nach der Erfindung ein durch die Dichtung 12 abgegrenzter Innen raum 1 5 des Lagers mit einem Schmierstoff relativ hoher Viskosität und langer Lebensdauer gefüllt sein. Der Schmierstoff sorgt für ein Vermeiden einer Man gelschmierung, während die Dichtung 12 das Eindringen von Fremdpartikeln in den Innenraum 15 der Lagerung verhindert. Zweckmäßigerweise können die Wälzflächen der Wälzlager 6, d. h. die Mantelflächen der Wälzkörper 10 bzw. die Lauffläche des Innenringes 8 oder die Mantelfläche der Nabe des Planeten rades 4 noch zusätzlich mit einer reibungs- und verschleißmindernden Schicht versehen sein. Das gleiche betrifft auch die nicht näher bezeichneten Verzah nungen der Planetenräder 4 bzw. des Sonnenrades 1 und des Hohlrades 5.

Bezugszeichenliste

1 Sonnenrad
2 Welle
3 Planetenträger
4 Planetenrad
5 Hohlrad
6 Wälzlager
7 Planetenradbolzen
8 Innenring
9 Käfig
10 Wälzkörpersatz
11 Haltering
12 Dichtung
13 Dichtlippe
14 Dichtungslauffläche
15 Innenraum
16 Abstandsscheibe

Claims

1. Planetengetriebe mit einem Planetenträger (3), dessen Planetenräder (4) über eine Verzahnung einerseits mit einem Hohlrad (5) und andererseits mit einem Sonnenrad (1) kämmen, wobei die Planetenräder (4) über Planetenradbolzen (7) und Wälzlager (6) gegenüber dem Planetenträger (3) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (4) und das bzw. die Wälzlager (6) eine unverlierbare Baueinheit bilden, die gegen ihre Umgebung durch eine Dichtung (12) abgedichtet und mit Schmierstoff hoher Viskosität und Lebens dauer befüllt ist.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauein heit mit einer schleifenden oder berührungsfreien Dichtung (12) versehen ist.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälz flächen der Baueinheit zur Reibungsverminderung mit einer anorganisch chemi schen Schutzschicht versehen sind.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälz flächen brüniert, phosphatiert oder mit einer Dünnschicht aus Chrom versehen sind.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plane tenradbolzen (7) als Innenring fungiert und mit einer anorganisch chemischen Schutzschicht versehen ist.

6. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen bohrung des Planetenrades (4) als Außenring fungiert und mit einer anorganisch chemischen Schutzschicht versehen ist.

7. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver zahnungen der Baueinheit zur Reibungsverminderung mit einer anorganisch chemischen Schutzschicht versehen sind.

8. Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver zahnungen mit einer Dünnschicht aus Chrom versehen sind.