DE2620570C3 - Einfach-schrägverzahntes Stirnräder-Planetengetriebe mit Lastausgleich - Google Patents
Einfach-schrägverzahntes Stirnräder-Planetengetriebe mit LastausgleichInfo
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Description
a) der Planetenradträger (5) ist bei großer Einspannlänge (L) der Lagerbolzen (4) in einem
Radiallager (11) und über die Zahneingriffe der Planetenräder (3) im äußeren Zentralrad (6) im
Gehäuse (1) gelagert,
b) die Stirnflächen der Planetenräder (3) sind als zu deren Mittelachse senkrechte Planfläche und
die der Druckringe (9, 10). ausgehend von einer planfläche. ballig ausgebildet.
2. Einfach-schrägverzahntes Stirnräder-Planetengetriebe nach Anspruch I. mit mehr als drei Planetenrädern,
dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Zentralrad (6) als elastisch verformbarer Ring ausgebildet
ist.
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Aus der US PS 32 06 993 ist ein Planetengetriebe bekannt nach den Merkmalen des Oberbegriffs.
Hierbei werden Druckr.nge ve. wendet, von denen der eine eine kegelige und eier andere, von einer Kegelfläche
ausgehend, eine ballige (- iche aufweist. Durch
diese Ausbildung wird in jedem Betriebs-Fall eine
punktuslle Berührung er/ielt.
Ferner sind Planetengetriebe bekannt, bet denen zum
radialen Lastausgleich zwei der Hauptglieder, z. B. das innere Zentralrad und der Planetenträger radial
beweglich sind (DE-PS 6 06 634). Bekannt sind weiterhin einfach-schragverzahnte Stirnräder-Planetengetriebe
mit radialem und axialem Lastausgleich, bei denen der Ausgleich der axialen Zahnkräfte durch Drucknnge
erfolgt Die sich berührenden Flächen der Drucknnge und der Planetenräder sind als Kegelflächen mit
geringen Neigungswinkeln ausgebildet (DE-PS 11 65 37O.DEPS21 10 252. DE-AS 12 40 712).
Weiterhin ist es bekannt, die Lagerbolzen der Planetenräder im Planetenradträger einleitig einge
spannt als freitragendes Teil zu halten (DF. PS 4 24 4 5 3. DE-PS 5 03 307. DEPS 15 00 451). Derartig ausgebilde
te Planetengetriebe besitzen jedoch den Nachteil, daß die Zahnkräfte den als f reiträger befestigten Lagerbo!
zen gegenüber der beiderseitigen Befestigung stärker elastisch verformen. Das Planetenrad führt somit eine
Schwenkbewegung aus. welche zu einem Eckentragen der Verzahnung und damit zu einer Gefährdung des
Getriebes führt. Zur Behebung dieses Nachteils ist es
bekannt, das Planetenrad auf einer Büchse zu lagern,
diese einseitig am Ende eines flexiblen Bolzens zu befestigen und diesen Bolzen als Freiträger starr mit
dem Planetenradträger zu verbinden (DE-PS 15 00 451). Diese Maßnahme erfordert jedoch einen hohen
baulichen Aufwand und Verkleinert außerdem nachte!' ligerweise bei gleichem Lagerdurchmesser den sich
dadurch noch stärker verformenden Lagerboizen.
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55 Bei einem Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 (DE-PS 21 10 252) erfolgt der radiale
Lastausgleich durch radial bewegliche Zentralräder bei beidseitig gelagertem Planetenradträger. Die Berührflächen
an den Druckringen und an den Planetenrädern sind kegelig, so daß bei der Breite der Planetenräder
Maßabweichungen unvermeidlich sind. Diese fertigungsbedingten Breiten-Abweichungen werden durch
radiale Beweglichkeit der Druckringe kompensiert, und so ein axialer Lastausgleich ermöglicht. Diese Ausbildung
sowie die gelenkige Lagerung des äußeren Zentralrades und auch die beidseitige Lagerung des
Planetenradträgers verursachen einen hohen Bauaufwand.
Aufgabe der vorlieg :nden Erfindung ist es demgegenüber,
unter Beibehaltung eines guten radialen und axialen Lastausgleichs einen möglichst einfachen
Getriebeaufbau zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Lösung führt zu einer sehr einfachen Ausbildung des Getriebes, da die Lagerung
des Planetenradträgers lediglich in einem Radiallager erfolgt, das äußere Zentralrad mit einfachsten Mitteln
fest im Gehäuse gehalten ist und die Planflächen an den
Planetenrädern leicht herzustellen sind bei genauer Einhaltung der Breiten der Planetenräder. Außerdem
erreichen die Planflächen, daß die Verzahnung der Planetenräder entlang der Zahnbreite gleichmäßig
trägt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann bei einem Stirnräder-Planetengetriebe mit mehr als drei
Planetenrädern das äußere Zentralrad als elastisch verformbarer Ring ausgebildet sein (DE-PS 21 10 252).
Auch hierdurch werden Fertigungsfehler, welche den gewünschten Lastausgleich gefährden könnten, ausgeglichen.
Es ist an sich bekannt, Planetenradträger einseitig zu . lagern. Es ist weiterhin ein Planetenradgetriebe mit
Lastausgleich bekannt, bei dem die Beriihrflächen an
den Druckringen und den Planetenradern pian sein können (GB-PS 8 04 223). Weiterhin ist es bei
Kegelrollenlagern bekanni, die Kejelrolien mit planen
Stirnflächen zu versehen, welche gegen eine kegelige Gegenfläche laufen (DFPS 5 32 999)
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung /eigt
Fig. 1 ein Stirnräderplanetengetriebe mit festste
hendem äußerem Zentralrad im Längsschnitt
F ι g 2 die Ausbildung der Berührungsfläche an einem
Drucknng des äußeren oder inneren Zentralrades
F ι g. 3 eine schematiche Darstellung der Beruh
rungshnie zwischen /wei herkömmlichen Dnickringer
mit kegeligen Anlagcflächen
Fig 4 eine sehen,ansehe Darstcllurg der Beruh
rungshnie /vuschen /wei Druckringen mit planen und
balligen Anlaufflächen gemäß der F.rfindung.
F ι g. 5 eine schein.itischc Darstellung der Bolzenver
formung und der Rohningsaufweitung
In dem Ausfühmngsbeispiel nach fg.' sind .11Ie
Teile des Stirnräder Pinnetengetriebes in cnem Ge^ ι
se 1 angeordnet Dieses Stirnräder P'cietengetri·· ·:
besteht im wesentlichen aus einem inneren Zcntralrad I,
einer Anzahl von Planetenrädern 3, Welche auf Bolzen 4
des Planetenradträgers 5 drehbar gelagert sind und einem äußeren Zentralrad 6.
Die Lagerbolzen 4 sind einseitig auf einer verhältnis'
mäßig großen Länge Lim Planetenradträger 5 befestigt.
Das innere, in den Planetenrädern 3 nur durch
Zahneingriff radial gehaltene Zentralrad 2 ist mit einer Nabe 7 über eine doppelte, geradverzahnte Zahnkupplung
8 radial und axial beweglich verbunden.
Pas äußere Zentralrad 6 ist über ein dünnwandiges, mit Bohrungen 17 ausgestattetes Zwischenstück 16 starr
an dem Gehäuse 1 befestigt und über eine Zentrierung Z direkt in diesem zentriert. Außerdem wird der die
Verzahnung tragende Teil des Zentralrades 6 so bemessen, daß unter der Wirkung der Zahnkräfte eine
elastische Verformung von gewünschter Größe zustandekommt
Zum Ausgleich der axialen Zugkräfte sind an den Zentralrädern 2 und 6 Druckringe 9 und 10 beiderseits
der Verzahnungen angeordnet- Die sich berührenden Flächen der Druckringe 9 und 10 und der Planetenräder
3 sind Planflächen.
Zusätzlich erhalten die ringförmigen Planflächen der Druckringe 9 und 10 eine ballige Kontur über die
Ringhöhe, entsprechend der Darstellung in F i g. 2.
Die Lagerung des Planetenrad trägers 5 erfolgt in einem Lager 11 und über die Zahneingriffe in dem starr
am Gehäuse 1 befestigten, äußeren Zentralrad 6.
Die den Lastausgleich gefährdenden Fertigungsfehler bei mehr als drei Planetenrädern werden durch das
radial elastisch verformbare, äußere Zer.ii-alrad 6
ausgeglichen. Die doppelte Zahnkupplung 8 gleicht darüberhinaus noch die außerhalb des Getriebes
möglichen Fehler aus, wie etwa Ausrichtungsfehler, Fehler aus Wärmedehnungen oder Fundamentverformungen.
Die direkte Zentrierung des äußeren Zents alrades 6
im Gehäuse 1 verringert die herstellungsbedingten Exzentrizitätsfehler zwischen der Achse des äußeren
Zentralrades 6 und der Achse des Planetenradträgers 5.
Die Schaffung von Planflächen an den Planetenrädem 3 als Druckringanlaufflächen gewährleistet den
axialen Lastausgleich durch die sich dadurch ergebende Möglichkeit, gleichzeitig an allen Planetenrädern eines
Getriebes das Planschleifen dieser Flächen durchzuführen, wodurch die den Lastausgleich gefährdenden
Breitenunterschiede bei den Planetenrädern vermieden werden.
Die Befestigung der Lagerbolzen 4 als Freiträger ermöglicht die Konstruktion eines sehr einfach ausgebildeten
Planetenradträgers 5. Diese Befestigungsart kann *5 jedoch da/u führen, daß die tangentialen /ahnkräfte die
Lagerbolz=n 4 stärker durchbiegen als bei der
beiderseitigen Befestigung, so daß durch das eintretende Schrägstellen der Planetenräder 3 die Verzahnungen
entlang der Zahnbreite ungleichmäßig zum Tragen kommen könnten. Un- diesen Effekt zu vermeiden,
werden die Anlaufflächen der Druckringe 9 und 10 und der Plan^tenräder 3 als Planflächen ausgebildet.
Zusätzlich erhalten die Anlaufflächen der Druckringe 9 und 10 gemäß K 1 g. 2 zur besseren Ölfilmbildung eine
ballige Kontur.
In Fig.3 ist die herkömmliche, leicht kegelige
Ausbildung der Anlaufflächen dargestellt, bei welcher sich Druckring 9 und Planetenrad 3 theoretisch entlang
der Linie 12 berühren. Diese Linie 12 verläuft parallel zur Schwenkachse des Planetenrades 3, wenn dieses als
Folge der Verformung des Lagerbolzens 4 sich schrägstellt.
Bei der Ausbildung nach der Erfindung gemäß F i g. 4 kommt es ebenfalls zu einer Linienberührung, jedoch
mit dem Unterschied, daß die Linie 13 in Umfangsrichtung, also senkrecht zur Schwenkachse des Planetenrades
3, verläuft Dadurch wird erreicht, daß die aus dem Axialkraftausgleich entstehenden und entlang der Linie
13 wirkenden Abstützkräfte ein Schrägsteller, des Planetenrades 3 verhindern. Dieser z. B. durch den
Druckring 9 erreichte Führungsetfekt der Planetenräder 3 vergrößert sich noch durch die diagonal
gegenüberliegende zweite Abstützung des Planetenrades 3 mit dem Druckring 10 gemäis Fig. 1. Die
Abstützung an dieser zweiten Steile ist besonders wirkungsvoll, da durch die Zuordr ;ig Ring in Ring die
Fiächenüberdeckung eine größere Lä~ge der Linie 13
zur Folge hat, als bei der Abstützung mit dem Druckring 9. Der erreichte Führungseffekt verhindert somi<
ein Schrägstellen der Planetenräder, so daß unbeschadet einer 3olzenverformung eine gleichmäßige Belastung
der Zahnflanken über die Zahnbreite zustande kommt.
Die Ausbildung der Anlaufflächen verringert auch die Flächenpressung, da die Berührungslänge erheblich
größer ist als bei der bisherigen kegeligen Ausbildung.
Eine intensive Schmierung wird bei den Druckringen 9 (Fig. 1) durch die radialen Bohrungen 14 und der
Stauraum 15 erreicht. So erfolgt die Zuführung des Öls unter Ausnutzung der Fliehkraft aus dem inneren des
Zentralrades 2 und eine gleichmäßige Verteilung entlang des Druckringumfanges durch den Stauraum 15.
Die ballige Kontur bei den Druckringen 9 und 10 erzeugt innen einen in Richtung des fließenden Öls sich
verengenden und damit die Schmierfilmbildun^ unterstützenden Spalt.
Die extrem große Einspannlänge L der Lagerbolzen 4 ir.. Planetenradträger 5 gewährleistet eine im Hinblick
auf die Bolzenverformung erforderliche absolut sichere Befestigung.
Für die Betriebssicherheit der Pianetenradlagerung
ist es wichtig, am Lagerende eine Kantenpresfung zu
vermeiden. In Fig 5 ist dargestellt, wie dies durch
konische Erweiterung der Planetenradbohrunr möglich
ist. Ohne diese Maßnahme könnte es an der Stelle K /u
einer unerwünschten Kantenpressung kommen, wenr
bei Durchbiegung des Lagerbolzens 4 das Planetenrad i durct den Führungseffekt der Druckringe annäherm'
parallel zur Betriebsachse gehalten wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Einfach-schrägverzahntes Stirnräder-Planetengetriebe,
mit eini m Planetenradträger mit Planetenrädern auf Lagerbolzen, mit einem inneren Zeniralrad
und einem äußeren, mit dem Gehäuse fest verbundenen Zentralrad, mit beidseitigen Druckringen
zum axialen Lastausgleich, wobei das innere Zentralrad und ein weiteres der drei Hauptglieder zum
radialen Lastausgleich radial beweglich sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender
Merkmale:
Priority Applications (3)
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ID=5977525
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