DE3706212A1 - In den umlauftraeger eines planetengetriebes einsetzbarer planetenradbolzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen in den Umlaufträger eines Pla­ netengetriebes einsetzbaren Planetenradbolzen.

Derartige Planetenradbolzen sollen in dem Umlaufträger derart gelagert und fixiert sein, daß der mit den Planetenradbolzen bestückte Umlaufträger axial einen möglichst geringen Bauraum beansprucht. Zu diesem Zweck wurden die Bolzen bisher in die Aufnahmebohrungen des Umlaufträgers eingeschrumpft. Ein derar­ tiges Schrumpfen erfordert allerdings, insbesondere in Fällen in denen die Planetenradbolzen an beiden Enden gelagert sind, komplizierte und aufwendige Fertigungsanlagen. Denn einerseits muß der Umlaufträger erhitzt und die Bolzen stark unterkühlt werden, um die Bolzen in die Aufnahmebohrungen einbringen zu zu können. Andererseits müssen beim Einschieben auch noch die axial zwischen den Bohrungen des Umlaufträgers zu lagernden Planetenräder erfaßt werden. Das durch Erhitzen des Umlauf­ trägers und Unterkühlen der Planetenradbolzen gewonnene Einbau­ spiel reicht nur Sekunden aus, in denen sowohl das Einfädeln der Planetenräder als auch das Einführen der Bolzen in die jeweils zweiten Aufnahmebohrungen beendigt sein muß, um ein vorzeitiges Steckenbleiben der Bolzen sicher zu vermeiden. Dies ist nur mit aufwendigen Spezialwerkzeugen möglich. Zudem können bei einge­ schrumpften Bolzen die Planetenräder nur mit recht hohem Auf­ wand ausgetauscht werden.

Hier eine Verbesserung bei axial gleichbleibend geringem Platz­ bedarf zu schaffen, ist die Aufgabe der Erfindung. Dabei wird zu­ dem angestrebt, die Fixierung der Planetenradbolzen so auszubil­ den, daß der Ein- und Ausbau ohne spezielle Fertigungseinricht­ ungen mit einfachen Werkzeugen, wie z.B. mit einem Schrauben- oder Sechskantschlüssel, erfolgen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung des Planeten­ radbolzens nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Die axiale Fixierung wird dabei durch eine radiale Verspannung des Bolzens an einem seiner Enden in der betreffenden Aufnahme­ bohrung des Umlaufträgers erreicht. Die Verspannung kommt da­ durch zustande, daß durch die konischen Gegenflächen der Plane­ tenradbolzen-Öffnung und des in diese einzuführenden Kopfstückes beim Einpressen desselben die die konische Bolzenöffnung umgebende Bolzenaußenfläche aufgeweitet wird. Selbstverständlich ist die Bolzenwanddicke in dem Bereich der konischen Öffnung so festzulegen, daß bei unter Druck montiertem Kopfstück auch tatsächlich die erforderliche Aufweitung eintreten kann.

Das axiale Spannen des Kopfstückes in dem Planetenradbolzen läßt sich nach Anspruch 2 zweckmäßig durch die Anbringung eines Gewindebolzens an dem Kopfstück erreichen, das nach An­ spruch 3 mit diesem in recht vorteilhafter Weise in ein Gegen­ gewinde im Inneren des Planetenradbolzens einschraubbar ist.

Es ist jedoch auch jede andere Art einer unter Spannung erfol­ genden Befestigung des Kopfstückes innerhalb des Planetenrad­ bolzens möglich. So kann z.B. eine das Kopfstück axial durch­ greifende Schraube, die von einer Mutter am anderen Ende des Planetenradbolzens erfaßt wird, das notwendige Verspannen be­ wirken.

Um das Kopfstück in der Planetenradöffnung spannen zu können, ist dieses nach Anspruch 4 mit einem Innensechskant versehen. Um den Planetenradbolzen bei der Montage des Kopf­ stückes gegen Verdrehen sichern zu können, wird an dem der ko­ nischen Öffnung des Planetenradbolzens gegenüberliegenden Ende nach Anspruch 5 ebenfalls ein Innensechskant angebracht.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Planetenradbolzens ist es besonders vorteilhaft, den Bolzen axial durchgehend hohl zu gestalten.

Ist der Planetenradbolzen in dem Umlaufträger an seinen beiden Enden gelagert, ist das nur einseitig vorgesehene radiale Ver­ spannen in dem Umlaufträger in derjenigen Lagerbohrung des Um­ laufträgers vorzunehmen, die in dem steiferen Bereich des Um­ laufträgers liegt. Der Grund hierfür liegt darin, daß ein Bol­ zen immer bestrebt ist, in derjenigen Richtung aus einer Bohr­ ung herauszuwandern, in der eine bzw. die größere Radialkraft auf den Bolzen einwirkt (sogenannter Pfahleffekt, nach dem ein Pfahl bei radial auf das freie Ende ausgeübter Kraft stets aus dem Erdboden herauswandert). Bei Umlaufträgern von Plane­ tengetrieben, in denen die Planetenradbolzen an beiden Enden ge­ lagert sind, ist die höhere Steifigkeit immer dort gegeben, wo der Umlaufträger gemäß Anspruch 7 direkt in die an den Um­ laufträger angebundene Welle übergeht.

Es ist auch möglich, die Planetenradbolzen nur einseitig in dem Umlaufträger zu lagern. In diesen Fällen muß an dem freien Ende des Planetenradbolzens ein Anschlag für das auf dem Planetenradbolzen laufende Planetenrad vorgesehen sein. Zweck­ mäßige Ausgestaltungen hierfür geben die Ansprüche 9 bis 11 wieder. Die vorgesehene Ringschulter kann danach beispiels­ weise eine auf die Stirnseite des Planetenradbolzens aufge­ brachte Ringscheibe sein, die entweder mit einem Gewinde ver­ sehen ist, in die der Gewindebolzen des Kopfstückes eingreift oder durch die eine zusätzliche Spannschraube hindurchgreift.

An der Ringschulter können zum Ansetzen eines Greifwerkzeuges für die Montage entweder ein Innensechskant oder radial gegen­ überliegende abgeflachte Seitenflächen am Umfang der Ring­ schulter vorgesehen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Planetengetriebe mit einem Planetenrad­ bolzen in einem Umlaufträger halb im Schnitt, halb in Ansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Planetengetriebe nach Linie II-II

Fig. 3 einen Planetenradbolzen für zweiseitige Lagerung im Schnitt mit zugehörigem Kopf­ stück in Ansicht

Fig. 4 einen Planetenradbolzen für einseitige Lagerung im Schnitt mit zugehörigem Kopf­ stück und Ringschulter jeweils in Ansicht

Fig. 5 eine Ansicht der Ringschulter-Schraube nach Linie V-V

In dem Gehäuse 1 eines Planetenradgetriebes ist ein Umlauf­ träger 2 zur Aufnahme der Planetenräder 3 an eine in diesem Gehäuse drehbar gelagerte erste Welle 4 angeformt. Die Plane­ tenräder 3 stehen mit einem in Achsrichtung der ersten Welle 4 angeordneten Ritzel 5 in Berührung, das mit einer weiteren in dem Gehäuse 1 drehbar gelagerten zweiten Welle 6 starr ver­ bunden ist. Die Wellen 4 und 6 können jede entweder An- oder Abtriebswelle des Planetengetriebes sein. Der Umlaufträger 2 besteht aus zwei axial in Abstand angeordneten mit Streben 7 miteinander verbundenen Flanschen 8, 9. Die Flansche 8, 9 ent­ halten die Aufnahmebohrungen für die Planetenradbolzen 10. Die Planetenradbolzen 10 sind jeweils an einem Ende in Aufnahme­ bohrungen des Flansches 8 des Umlaufträgers 2 durch radiale Verspannung fixiert. Die radiale Verspannung wird durch eine ringförmige Ausbildung des betreffenden Endes des Planeten­ radbolzens 10 ermöglicht, indem die von dem Inneren des Ring­ abschnitts gebildete Öffnung 11 sich nach axial außen konisch erweitert und ein Kopfstück 12 mit einer Gegenkonusaußenfläche aufnehmen kann. Der Planetenradbolzen 10 weist im übrigen eine axial durchgehende Bohrung 13 auf, in die ein Gewinde einge­ bracht ist. Das einen Gewindebolzen 14 aufweisende Kopfstück 12 wird in das Gewinde der Bohrung 13 eingeschraubt. Die beiden ineinanderliegenden Konusflächen des Planetenradbolzens einer­ seits und des Kopfstückes 12 andererseits bewirken bei aus­ reichender gegenseitiger Verspannung eine radiale Aufweitung des betreffenden Planetenradbolzen 10 -Endbereiches, die eine sichere Fixierung des Planetenradbolzens in der Aufnahmebohr­ ung des betreffenden Umlaufträgerflansches 8 gewährleistet.

Um das Kopfstück 12 und den Planetenradbolzen 10 gegeneinan­ der verspannen zu können, sind sowohl an dem Kopfstück 12 als auch an dem Planetenradbolzen 10 Innensechskante 15 und 16 angebracht.

Das radiale Verspannen des Planetenradbolzens 10 muß in den Aufnahmebohrungen des Flansches 8 erfolgen, da dessen Anbindung an die Welle 4 gegenüber derjenigen des Flansches 9 die höhere Festigkeit aufweist. Denn ein in einer Bohrung ge­ lagerter Bolzen neigt stets dazu, in die Richtung zu wandern, in der sich die Bohrung durch Radiallast auf den Bolzen auf­ weitet (Prinzip der Pfahllockerung). Bei dem Flansch 8 ist die Tendenz zu einer Aufweitung insoweit größer als bei dem Flansch 9, der nur durch die Streben 7 angebunden ist und daher unter von den Planetenrädern 3 auf den Planetenradbolzen 10 einwirkenden Radialkräften insgesamt stärker nachgeben kann als der direkt an die Welle 4 angeformte Flansch 8.

Einen speziell nur für einseitige Lagerung bestimmtem Plane­ tenradbolzen 10 zeigt Fig. 4. Das einzubringende Kopfstück 12 mit dem daran befindlichen Gewindebolzen 14 entspricht dem­ jenigen des zweiseitig gelagerten Planetenradbolzens 10. Da­ mit das Planetenrad 3 auch an dem freien Ende des Planeten­ radbolzens 10 axial festgelegt ist, kann an dieses freie Ende eine Ringschulterschraube 17 in das Gewinde der Bohrung 13 eingeschraubt werden. Um ein Greifwerkzeug an diese Ringschul­ terschraube 17 ansetzen zu können, besitzt diese an ihrem Außenumfang zwei abgeflachte gegenüberliegende ebene Flä­ chen 18.

Mit den erfindungsgemäßen Planetenradbolzen ist erstmals auf besonders einfache Weise eine sichere sowie leicht mon- und demontierbare Lagerung der Planetenradbolzen realisiert. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß die Montagearbeiten ohne kom­ plizierte Werkzeuge erfolgen können. Günstig ist ferner, daß in den Umlaufträger selbst keine zur Sicherung der Planeten­ radbolzen beweglichen Teile, wie z.B. Schrauben, eingebracht werden müssen. Dadurch wird von vornherein die Gefahr sich durch ein solches Einbringen von beweglichen Sicherungsele­ menten ergebender konstruktiver Schwachstellen innerhalb des Umlaufträgers gänzlich ausgeschaltet.

Desweiteren ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine mini­ male axiale Bauweise der Einheit aus Umlaufträger und Plane­ tenradbolzen gegeben, wie sie sonst nur bei einer Schrumpfver­ bindung, die jedoch wiederum die eingangs genannten Nachteile aufweist, erreichbar ist.

Claims (12)

1. In den Umlaufträger eines Planetengetriebes einsetzbarer Planetenreadbolzen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Planetenradbolzen (10) an einem Ende mit einer rotationssymmetrisch in Bolzenachse liegenden sich konisch nach außen erweiternden Öffnung (11) versehen ist, in die ein mit einem Gegenkonus versehenes Kopfstück (12) unter Aufweitung zumindest eines Teils des den konischen Bereich der Öffnung (11) umschließenden Umfangs des Pla­ netenradbolzens (10) einbringbar ist.

2. Planetenradbolzen nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das in dessen Öffnung (11) zu führende Ende des Kopfstückes (12) mit einem Gewinde­ bolzen (14) versehen ist.

3. Planetenradbolzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (14) des Kopfstückes (12) in eine sich an die konische Öff­ nung (11) des Planetenradbolzens (10) anschließende Gewin­ de-Bohrung (13) einschraubbar ist.

4. Planetenradbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (12) an seiner axial außerhalb des Planeten­ bolzens (10) zu liegen kommenden Stirnfläche mit einem Innensechskant ausgerüstet ist.

5. Planetenradbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradbolzen (10) an seinem der konischen Öffnung ent­ gegengesetzten Ende einen Innensechskant aufweist.

6. Planetenradbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine axial durchgehende Bohrung (13) aufweist.

7. Planetenradbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dessen beidseitiger Lagerung dessen aufgeweiteter Endbe­ reich in denjenigen Teil des Umlaufträgers (2) eingesetzt ist, der auf derjenigen Seite des gelagerten Planetenra­ des (3) liegt, an der der Umlaufträger (2) mit der diesen tragenden Welle (4) verbunden ist.

8. Planetenradbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß bei nur einseitiger Lagerung des Planetenradbolzens (10′) an des­ sen freiem Ende eine den Planetenbolzen-Außenumfang axial begrenzende Ringschulter angebracht ist.

9. Planetenradbolzen nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ringschulter an­ schraubbar ist.

10. Planetenradbolzen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter der Kopf einer in den Planetenradbolzen (10′) einschraubbaren Schraube (17) ist.

11. Planetenradbolzen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gewin­ de-Bohrung (13) für den Gewindebolzen (14) des konischen Kopfstückes (12) gleichzeitig auch die an die Ringschulter angreifende oder mit dieser verbundene Schraube (17) auf­ nimmt.

12. Planetenradbolzen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das die Ring­ schulter an dem Planetenradbolzen (10′) bildende Teil bzw. die Ringschulter selbst, wenn diese mit dem sie an dem Pla­ netenradbolzen (10) fixierenden Teil fest verbunden ist, mit Ansatzflächen (18) für ein Greifwerkzeug versehen ist.