DE4411605A1

DE4411605A1 - Planetengetriebe mit Schnappsicherung gegen axiales Verschieben von Lagerringen

Info

Publication number: DE4411605A1
Application number: DE4411605A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Roeder; Sigurd Dipl Ing Wilhelm; Werner Dipl Ing Hehn; Uwe Hammerl; Doris Dipl Ing Greiner; Wolfgang Hentschke; Udo Reinhardt
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-04-02
Filing date: 1994-04-02
Publication date: 1995-10-05
Also published as: US5564995A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem drehfest mit einer Antriebswelle verbundenen Planetenträger, dessen Planetenrad einerseits mit einem, an einem Gehäuse befestigten Hohlrad und andererseits mit einem drehfest mit einer Abtriebswelle verbunde nen Sonnenrad kämmt, wobei die Abtriebswelle zu der Antriebswelle konzentrisch angeordnet ist, und wobei die Antriebs- und die Abtriebs welle gegenüber dem Gehäuse jeweils mittels wenigstens eines dazwi schen angeordneten Lagers - insbesondere Wälzlager - drehbar gelagert ist, und wobei Außen- und Innenringe der Lager von Lagersitzen aufge nommen sind.

Ein derartiges Planetengetriebe ist beispielsweise aus "Zahnradgetrie be", Johannes Lohmann, Springer-Verlag, 1970 bekannt. Bei dem in Abb. 3.57, Seite 78 dargestellten einstufigen Planetengetriebe sind die Wälzlagerringe entweder an festen radialen Borden des Gehäu ses und der Wellen oder aber an in Nuten eingerasteten Sicherungs ringen gestützt und gegen axiales Verschieben gesichert. Die Verwendung von Sicherungsringen ist dann zweckmäßig, wenn der Lagerring von einer Seite axial in seinen Lagersitz eingeschoben wird und anschließend zu dieser Seite hin gegen axiales Verschieben gesichert werden soll. Die Verwendung von Sicherungsringen erhöht dabei allerdings die Zahl der ohnehin schon zahlreichen Einzelteile eines derartigen Planetengetrie bes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Anzahl der Einzelteile des gattungsgemäßen Planetengetriebes, insbesondere die Anzahl der für die Axialsicherung vorgesehenen Einzelteile zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens einer der beiden Lagersitze jedes der beiden Lager an seinem einen axialen Ende einen von ihm aufgenommenen Ring des Lagers stirnseitig hintergreifenden, federelastischen Vorsprung aufweist. Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, daß der Innen- bzw. Außenring von einer Seite in seinen Lagersitz eingeführt werden kann, wobei der federela stische Vorsprung dem Innen- bzw. Außenring zunächst radial ausweicht, und diesen dann unter federelastischer Entspannung stirnseitig dann hintergreift, wenn der Innen- bzw. Außenring seine vorgesehen Position im Lagersitz erreicht hat. Nach dem Einführen des Innen- bzw. Außen ringes in seinen Lagersitz muß also kein zusätzliches Bauteil für dessen axiale Sicherung des Innen- bzw. Außenringes mit weiterem Montageaufwand vorgesehen werden. Selbstverständlich ist der Austausch von Antriebs- und Abtriebsseiten bei dem erfindungsgemäßen Planetenge triebe möglich, so daß die Abtriebswelle zur Antriebswelle und die Antriebswelle zur Abtriebswelle wird.

Gemäß Anspruch 2 ist der federelastische Vorsprung vorzugsweise aus einem axial kragenden, an den Lagersitz anschließenden axialen Fort satz und einer daran anschließenden radialen Nase gebildet. Der axiale Fortsatz ist dabei in den radialen Richtungen beispielsweise als federelastischer Steg ausgebildet.

Hinsichtlich gegebenenfalls gewünschter vormontierter Bauteilgruppen sind die in den Ansprüchen 3 und 4 beschriebenen erfindungsgemäßen Planetengetriebe besonders zweckmäßig. Gemäß Anspruch 3 bildet eine Nabe des Planetenträgers den Lagersitz des Innenringes des einen Lagers, wobei ein mit axialen Schlitzen versehener, den axialen Fort satz bildender federelastischer Ring an die Nabe anschließt, und wobei dem federelastischen Ring radial innenliegend eine sich axial erstreckende Ringnut unmittelbar benachbart ist. Diese erfindungs gemäße Weiterbildung ermöglicht die komplette Vormontage beispiels weise eines Rillenkugellagers auf der Nabe des Planetenträgers. Auf diese Weise ist eine vormontierte Einheit gebildet, die aus dem Rillenkugellager, dem Planetenträger und der Nabe gebildet ist. Der Ringspalt ist dafür vorgesehen, daß der federelastische Ring radial nach innen ausweichen kann. Bei dem in Anspruch 4 beschriebenen erfin dungsgemäßen Planetengetriebe bildet eine Nabe des Sonnenrades den Lagersitz des Innenringes des anderen Lagers, wobei ein mit axialen Schlitzen versehener, den axialen Fortsatz bildender federelastischer Ring an diese Nabe anschließt, und wobei dem federelastischen Ring, radial innenliegend, eine sich axial erstreckende Ringnut unmittelbar benachbart ist. Für diese erfindungsgemäße Weiterbildung treffen die Vorzüge des zuletzt genannten erfindungsgemäßen Beispieles ebenso zu, wobei eine vormontierte Einheit, bestehend aus Nabe, Sonnenrad und beispielsweise Rillenkugellager gebildet ist.

Insbesondere dann, wenn wie in Anspruch 5 vorgeschlagen ist, die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgeführt ist, durch die die Abtriebs welle hindurchgeführt ist, läßt sich eine vormontierte Einheit bilden, bei der lediglich das Gehäuse zur Fertigmontage aufgesetzt werden muß.

Die drehfeste Verbindung zwischen der Nabe des Sonnenrads und der Abtriebswelle ist gemäß Anspruch 6 dadurch gebildet, daß axial in nerhalb des Lagersitzes zwischen der Abtriebswelle und der Nabe eine Verzahnung, die beispielsweise durch eine Rändelung hergestellt werden kann, vorgesehen ist. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung ist deshalb zweckmäßig, weil in Folge hoher Drehmomentübertragung auf die Nabe des Sonnenrads die Verzahnung einen ausgezeichneten Formschluß ermöglicht, wobei radial nach außen gerichtete Kräfte in günstiger Weise in den Lagerinnenring eingeleitet werden. Der Lagerinnenring bildet also zugleich eine Versteifung der Sonneradnabe im Bereich der Innenver zahnung.

Diese Nabe des Sonnenrads läßt sich gemäß Anspruch 7 in vorteilhafter Weise derart weiterbilden, daß am Innenumfang der Nabe eine Nase gebildet ist, die in eine Umfangsnut der Abtriebswelle eingreift. Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist gewährleistet, daß die Abtriebswelle gegen axiales Verschieben gegenüber der Nabe gesichert ist.

Wenn die Antriebswelle - wie oben bereits ausgeführt - durch die als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle hindurch geführt ist, bietet sich gemäß Anspruch 8 an, daß axial innerhalb des Lagersitzes zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ein Gleitlager vorgesehen ist.

Gemäß den Ansprüchen 9 und 10 ist es zweckmäßig, daß einerseits der Planetenträger, dessen Nabe und der federelastische Ring und anderer seits das Sonnenrad, dessen Nabe und der federelastische Ring aus Kunststoff, insbesondere im Spritzgießverfahren hergestellt und ein stückig miteinander verbunden sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in drei Figuren darge stellten erfindungsgemäßen Beispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Plane tengetriebe,

Fig. 2 in gebrochener Darstellung die Nabe des Sonnenrads mit darin eingeführter Abtriebswelle

Fig. 3 eine Querschnitt entlang der Linie III-III aus der Fig. 2 in gebrochener Darstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Planetengetriebe weist zwei quergeteilte Gehäusehälften 1, 2 auf, die mittels einer nicht näher dargestellten Schnappverbindung fest miteinander verbunden sind. Eine Antriebswelle 3 ist durch beide Gehäusehälften 1, 2 hindurchgeführt, wobei die Antriebswelle 3 mit einer Verzahnung 4 zur drehfesten Verbindung mit einer Nabe 5 eines Planetenträgers 6 versehen ist. In der Darstellung ist ein Planetenrad 7 zu sehen, das über einen Bolzen 8 gegenüber dem Planetenträger 6 drehbar gelagert ist. Das einstufige Planetenrad 7 kämmt mit einem am Innenumfang der Gehäusehälfte 1 ausgebildeten Hohlrad 9 und einem gegenüber der Antriebswelle 3 drehbar gelagerten Sonnenrad 10.

Eine Nabe 11 des Sonnenrades 10 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 12 verbunden. Die Antriebswelle 3 ist durch die als Hohlwelle ausge bildete Abtriebswelle 12 hindurchgeführt, wobei zwischen der Abtriebs welle 12 und der Antriebswelle 3 ein Gleitlager 13 vorgesehen ist.

Zwischen kreiszylindrischen Abschnitten 14, 15 der Gehäusehälften 1, 2 und der Nabe 5 des Planetenträgers, bzw. der Nabe 11 des Sonnenrads 10 sind Rillenkugellager 16, 17 angeordnet. Die Nabe 11 weist an ihrem nach außen weisenden axialen Ende einen einstückig angeformten ring förmigen axialen Fortsatz 18 auf, an dessen äußerer Mantelfläche ein Konus 19 ausgebildet ist. Der Konus 19 verjüngt sich in axialer Rich tung nach außen. Der ringförmige axiale Fortsatz 18 weist mehrere, über seinen Umfang verteilte Axialeinschnitte 20 auf. Diese Axialein schnitte 20 durchsetzen den axialen Fortsatz 18 in seiner gesamten radialen Dicke. Radial innerhalb des axialen Fortsatzes 18 ist eine umlaufende Ringnut 21 ausgebildet, deren axiale Tiefe mit der der Axialeinschnitte 20 annähernd übereinstimmt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der axiale Fortsatz 18 in beiden Radialrichtungen federelastisch bewegbar ist. An seiner einem Innenring 22 des Rillen kugellagers 16 zugewandten Seite ist der Außendurchmesser des Konus 19 größer als der Innendurchmesser des Innenringes 22. Dadurch, daß der Konus 19 den Innenring 22 stirnseitig hintergreift ist gewährleistet, daß der Innenring 22 gegen herunterfallen von der Nabe 5 gesichert ist. An seinem vom Konus 19 abgewandten axialen Ende stößt der Innen ring 22 an eine einstückig mit dem Planetenträger 5 ausgebildete Versteifungsrippe 23 an, von der mehrere über den Umfang verteilt vorgesehen sind. Der Lagersitz 14 der Gehäusehälfte 1 weist an seinem einen axialen Ende einen radial nach innen gerichteten federelasti schen Ringwulst 24 und an seinem anderen axialen Ende einen Radialbord 25 auf. Zwischen diesen Enden ist ein Außenring 26 des Rillenkugel lagers 16 angeordnet, der stirnseitig über den Radialbord 25 und den federelastischen Ringwulst 24 gegen axiales Verschieben gesichert ist.

Die Axialsicherung des Rillenkugellagers 17 erfolgt auf ähnliche Art und Weise. Die Nabe 11 des Sonnenrads 10 weist an ihrem eine axialen Ende einen Radialbord 26 und an ihrem anderen axialen Ende einen axialen Fortsatz 27 auf, der ebenso wie der oben beschriebene axiale Fortsatz mit Axialeinschnitten 28 und einem Konus 29 versehen ist. Radial innerhalb des axialen Fortsatzes 27 ist ebenfalls eine Ringnut 30 ausgebildet. Ebenso wie der Innenring der Nabe 5 schnappt der Innenring 31 des Rillenkugellagers 17 nach Aufführen auf die Nabe 11 derart ein, daß der Konus 29 den Innenring 31 stirnseitig hinter greift. In Übereinstimmung mit der Lagerung der Nabe 5 weist der kreiszylindrische Abschnitt 15 der Gehäusehälfte 2 an seinen axialen Enden einerseits einen radial nach innen gerichteten federelastischen Ringwulst 32 und andererseits einen Radialbord 33 auf, zwischen denen ein Außenring 34 des Rillenkugellagers 17 angeordnet ist.

Im vorliegenden Fall ist die Abtriebswelle 12 aus Stahl gebildet, wobei die Nabe 11 des Sonnenrads 10 aus Kunststoff gebildet und auf die Abtriebswelle 12 aufgespritzt ist. Um zu vermeiden, daß die Ab triebswelle 12 gegenüber der Nabe 11 axial verschiebbar ist, greift ein am Innenumfang der Nabe 11 ausgebildeter radial nach innen ragen der Wulst 35 in eine Umfangsnut 36 der Abtriebswelle 12 ein.

In dem Ausführungsbeispiel sind einerseits die Nabe 5 des Planeten trägers 6, der axiale Fortsatz 18 mit dem daran anschließenden Konus 19 und der Planetenträger 6 und andererseits die Nabe 11 des Sonnen rads 10, der axiale Fortsatz 27 mit dem daran anschließenden Konus 29 und das Sonnenrad 10 aus Kunststoff hergestellt und einstückig mitein ander verbunden. Ebenso sind die Gehäusehälften 1, 2 und die Planeten räder 7 aus Kunststoff gebildet. Die Nabe 5 des Planetenträgers 6 ist auf die Antriebswelle 3 aufgespritzt.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht die nur teilweise dargestellte Abtriebswelle 12, und die damit verbundene Nabe 11. In dem Bereich, in dem ein Stück aus der Nabe 11 herausgebrochen ist, ist deutlich die Umfangsnut 36 zu erkennen, wobei eine Verzahnung 37 über den ganzen Umfang der Abtriebswelle 12 vorgesehen ist. Die Verzahnung 37 dient der drehfesten Verbindung zwischen der Abtriebswelle 12 und der Nabe 11. Weiterhin sind deutlich die Axialeinschnitte 28 an dem axialen Fortsatz 27 zu erkennen. Fig. 3 zeigt deutlich, wie die Nabe 11 nach dem Aufspritzen auf die Abtriebswelle 12 in die Verzahnung 37 der Ab triebswelle 12 eingreift.

Bezugszeichenliste

1 Gehäusehälfte
2 Gehäusehälfte
3 Antriebswelle
4 Verzahnung
5 Nabe von 6
6 Planetenträger
7 Planetenrad
8 Bolzen
9 Hohlrad
10 Sonnenrad
11 Nabe von 10
12 Antriebswelle
13 Gleitlager
14 kreiszylindrischer Abschnitt
15 kreiszylindrischer Abschnitt
16 Rillenkugellager
17 Rillenkugellager
18 axialer Fortsatz
19 Konus
20 Axialeinschnitte
21 Ringnut
22 Innenring
23 Versteifungslippe
24 federelastischer Ringwulst
25 Außenring
26 Radialbord
27 axialer Fortsatz
28 Axialeinschnitte
29 Konus
30 Ringnut
31 Innenring
32 federelastische Ringwulst
33 Radialbord
34 Außenring
35 Wulst
36 Umfangsnut
37 Verzahnung

Claims

1. Planetengetriebe, mit einem drehfest mit einer Antriebswelle (3) verbundenen Planetenträger (6), dessen Planetenrad (7) einerseits mit einem an einem Gehäuse (1, 2) befestigten Hohlrad (9) und andererseits mit einem drehfest mit einer Abtriebswelle (12) verbundenen Sonnenrad (10) kämmt, wobei die Abtriebswelle (12) zu der Antriebswelle (3) konzentrisch angeordnet ist, wobei die Antriebs- und die Abtriebswelle (3, 12) gegenüber dem Gehäuse (1, 2) jeweils mittels wenigstens eines dazwischen angeordneten Lagers (16, 17) - insbesondere Wälzlager - drehbar gelagert ist, und wobei Außen- und Innenringe (22, 25, 31, 34) der Lager (16, 17) von Lagersitzen (5, 14, 11, 15) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Lagersitze (5, 14, 11, 15) jedes der beiden Lager (16, 17) an seinem einen axialen Ende einen den von ihm aufgenommenen Innen- bzw. Außenring (22, 25, 31, 34) unter elastischer Rückverformung stirnseitig hintergreifenden federelastischen Vorsprung (19, 24, 27, 32) aufweist.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federelastische Vorsprung aus einem axial kragenden, an den Lagersitz (5, 11) anschließenden axialen Fortsatz (18, 27) und einer daran anschließenden radialen Nase (19, 29) gebildet ist.

3. Planetengetrieben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nabe (5) des Planetenträgers (6) den Lagersitz des Innenringes (22) des einen Lagers (16) bildet, wobei ein mit axialen Schlitzen (20) versehener, den axialen Fortsatz bildender federelastischer Ring (18) an die Nabe (5) anschließt, und wobei dem federelastischen Ring (18) radial innenliegend eine sich axial erstreckende Ringnut (21) unmit telbar benachbart ist.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nabe (11) des Sonnenrades (10) den Lagersitz des Innenringes (31) des anderen Lagers (17) bildet, wobei ein mit axialen Schlitzen (28) versehener, den axialen Fortsatz bildender federelastischer Ring (27) an die Nabe (11) anschließt, und wobei dem federelastischen Ring (27) radial innenliegend eine sich axial erstreckende Ringnut (30) unmit telbar benachbart ist.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (12) als Hohlwelle ausgeführt ist, durch die die An triebswelle (3) hindurchgeführt ist.

6. Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß axial innerhalb des Lagersitzes (11) zwischen der Abtriebswelle (12) und der Nabe (11) des Sonnenrads (10) mittels einer Verzahnung (37), bei spielsweise Rändelung, eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.

7. Planetengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang der Nabe (11) des Sonnenrads (10) eine Nase (35) gebildet ist, die in eine Umfangsnut (36) der Abtriebswelle (12) eingreift.

8. Planetengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß axial innerhalb des Lagersitzes (11) zwischen der Antriebswelle (3) und der Abtriebswelle (12) ein Gleitlager (13) vorgesehen ist.

9. Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (6), dessen Nabe (5) und der federelastische Ring (18) aus Kunststoff, insbesondere im Spritzgießverfahren hergestellt und einstückig miteinander verbunden sind.

10. Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (10), dessen Nabe (11) und der federelastische Ring (27) aus Kunststoff, insbesondere im Spritzgießverfahren hergestellt und ein stückig miteinander verbunden sind.