EP3094888A1 - Stufenplanet mit innenliegender lagerung - Google Patents

Stufenplanet mit innenliegender lagerung

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EP3094888A1
EP3094888A1 EP14816208.4A EP14816208A EP3094888A1 EP 3094888 A1 EP3094888 A1 EP 3094888A1 EP 14816208 A EP14816208 A EP 14816208A EP 3094888 A1 EP3094888 A1 EP 3094888A1
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EP
European Patent Office
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planetary
bearing
planet
stepped
planetary bearing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14816208.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wim Smet
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ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Wind Power Antwerpen NV, ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Wind Power Antwerpen NV
Publication of EP3094888A1 publication Critical patent/EP3094888A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H2057/085—Bearings for orbital gears

Definitions

  • the invention relates to a stepped planet according to the preamble of claim 1.
  • FIG. 1 shows the structure of a stepped planetary gear 101 known from the prior art.
  • the stepped planet 101 has a first stepwheel 103 and a second stepwheel 105.
  • the first stepwheel 103 meshes with a ring gear 107.
  • the second stepwheel 105 meshes with a sun gear 109.
  • the first stepwheel 103 and the second stepwheel 105 are rotatably mounted on a planetary shaft 1 1 1. This means that the first stepwheel 103, the second stepwheel 105 and the planet shaft 1 1 1 1 can not be rotated relative to one another relative to a common axis of rotation 1 13. Furthermore, the first stepwheel 103, the second stepwheel 105 and the planetary shaft 1 1 1 are arranged translationally fixed to each other. So there is no translational displacement of the first stage wheel 103, the second stage wheel 105 and the planetary shaft 1 1 1 relative to each other possible.
  • first planetary bearing 1 15 and a second planetary bearing 1 17 By means of a first planetary bearing 1 15 and a second planetary bearing 1 17, the planetary shaft 1 1 1 and thus also the first stepwheel 103 and the second stepwheel 105 rotatably mounted in a - not shown in FIG.
  • the inner rings of the first planetary bearing 1 15 and the second planetary bearing 1 17 are fixed on the planetary shaft 1 1 1.
  • the outer rings of the first planetary bearing 1 15 and the second planetary bearing 1 17 are fixed in the planet carrier. This requires that the first planetary bearing 1 15, the first stepwheel 103, the second stepwheel 105 and the second planetary bearing 1 17 must be arranged offset from one another in the axial direction.
  • the planet pins are fixed by means of a press fit in the planet carrier. In this way, the planet pins contribute to the stability of the planet carrier.
  • the first planetary bearing 1 15 and the second planetary bearing 1 17 form the connection points of the planetary shaft 1 1 1 to the planet carrier. The planetary shaft 1 1 1 therefore can not stabilize the planet carrier. Otherwise, the first planetary bearing 1 15 and the second planetary bearing 1 17 would be exposed to high loads.
  • first planetary bearing 1 15 and second planetary bearing 1 17 bearings which are operated with a bias voltage. Also, the axial clearance of the first planetary bearing 1 15 and the second planetary bearing 1 17 can not be adjusted.
  • the object of the invention is to rotatably support a stepped planet, bypassing the known from the prior art solutions inherent disadvantages in a planet carrier.
  • a devisnplanet is a planetary gear with two mutually coaxially aligned gears relationship meadow with two coaxially aligned, step wheels called gears.
  • a first of the two step wheels is configured to mesh with a ring gear.
  • the second stage wheel is configured to mesh with a sun gear.
  • the first step wheel does not mesh with the sun gear.
  • the second step wheel does not mesh with the ring gear.
  • the devisnplanet invention forms a hollow shaft.
  • the stepped planet comprises the hollow shaft.
  • Thessennplanet is - in other words - at least partially formed as a hollow shaft.
  • the first stage wheel and the second stage wheel of the stepped planetary are connected in a rotationally fixed manner to the hollow shaft.
  • a rotation of the first stage wheel, the second stage wheel and the hollow shaft about the axis of rotation of the stepped planet relative to each other is not possible.
  • the first stepped wheel, the second stepped wheel and the hollow shaft are preferably completely translationally fixed relative to one another as well as relative to a planetary carrier. This means that a translational movement of the first stage wheel, the second stage wheel and the hollow shaft relative to each other and relative to the planet carrier is not possible.
  • the first step wheel, the second step wheel and the hollow shaft may be connected to each other at least three-piece, two-piece or in one piece.
  • the stepped planet has at least one outer running surface of a first planetary bearing.
  • the outer tread of a bearing is the tread that forms the outer ring of the bearing. In the running surface, which forms the inner ring of the bearing, it is corresponding to the inner running surface of the bearing.
  • the outer tread thus runs around the inner tread around.
  • the inner race is located at least partially within a two-ported cavity surrounded by the outer race.
  • the outer race and the inner race serve as raceways for the rolling elements.
  • the rolling elements are located between the outer tread and the inner tread.
  • a sliding bearing is located between the outer race and the inner race instead of the rolling elements, a lubricant film.
  • the outer running surface of the first planetary bearing is located at least partially in the interior of the hollow shaft.
  • the interior of the hollow shaft denotes a cavity located within the hollow shaft or surrounded by the hollow shaft with two openings or openings.
  • the cavity is bounded by the hollow shaft and the two openings or mouths. It is therefore a continuous recess.
  • the cavity can be rotationally symmetrical with an axis of symmetry which runs along the axis of rotation of the stepped planet, which is thus identical to the axis of rotation of the stepped planet.
  • a hollow shaft is a shaft with the above-described cavity.
  • the stepped planet according to the invention is suitable for use in a planetary stage, in particular in a planetary stage of a wind turbine.
  • Planetary stage is a planetary gear or epicyclic gear referred to the other gear stages can be upstream or downstream.
  • the devisnplanet is integrated into the planetary stage so that the first stage wheel of the stepped planet meshes exclusively with a ring gear, especially not with a sun gear.
  • the second stage wheel of the stepped planet meshes exclusively with the sun gear, in particular not with the ring gear.
  • the planetary stage has at least one planet pin.
  • An inner ring of the first planetary bearing is mounted on the planetary pin.
  • the planetary pin fixes the inner ring of the planetary bearing in the radial direction.
  • the inner ring of the first planetary bearing is also completely fixed to the planetary pin, that is between the inner ring of the planetary bearing and the planetary pin is no relative movement possible.
  • the planetary pin can pass through the hollow shaft.
  • a third part of the planet pin is preferably also located outside the hollow shaft. In the first part and / or in the third part of the planetary pin can be fixed to the planet carrier. The second part serves to receive the planetary bearings.
  • the planetary pin is fixed at least rotationally fixed in the planet carrier, so that a rotation of the planetary pin is prevented relative to the planet carrier.
  • the planetary pin is immovably fixed in the planetary carrier, that is, none, i. E. no rotational and no translational, relative movement between the planetary pin and the planet carrier is possible.
  • the outer raceway of the first planetary bearing at least partially in the interior of the hollow shaft beyond the first planetary bearing can be positioned by means of the planetary pin in the axial direction and / or braced beyond. This allows in particular the use of cylindrical or tapered roller bearings as the first planetary bearing.
  • the stepped planet has at least one outer running surface of a second planetary bearing. This is located at least partially inside the hollow shaft.
  • the above statements concerning the outer raceway of the first planetary bearing mutatis mutandis apply to the outer raceway of the second planetary bearing.
  • a preferred development of the planetary stage has accordingly an inner ring of the second planetary bearing, which is mounted on the planet shaft.
  • the above statements concerning the inner ring of the first planetary bearing mutatis mutandis apply to the inner ring of the second planetary bearing.
  • an arrangement of the inner ring of the first planetary bearing and / or the inner ring of the second planetary bearing at least partially in the interior of the first hollow shaft is contrary to a compact design of the planetary stage and in particular allows a particularly rigid connection between the planetary pin and the planet carrier.
  • an arrangement of the outer raceway of the first planetary bearing and / or the outer raceway of the second planetary bearing and / or the inner raceway of the first planetary bearing and / or the inner raceway of the second planetary gear is entirely preferred in the interior of the hollow shaft.
  • the outer running surface of the first planetary bearing and / or the outer running surface of the second planetary bearing are integrally integrated into the hollow shaft.
  • the hollow shaft thus forms the outer running surface of the first planetary bearing and / or the outer running surface of the second planetary bearing.
  • the outer ring of the first planetary bearing and / or the outer ring of the second planetary bearing are integrated in one piece into the hollow shaft.
  • the stepped planet according to the invention enables a supply of the first planetary bearing and / or the second planetary bearing by means of a lubricant-conducting channel, which is passed through the planet pins.
  • the planetary pin accordingly has at least one channel for supplying the first planetary bearing and / or the second planetary bearing with lubricant.
  • the channel is preferably guided such that the lubricant exits between the first planetary bearing and the second planetary bearing in at least one cavity formed by the planetary pin, the stepped planet, the first planetary bearing and / or the second planetary bearing. From there, the lubricant enters the first planetary bearing and / or the second planetary bearing.
  • FIGS. 2a to 4b Embodiments of the invention described in more detail below are shown in FIGS. 2a to 4b.
  • Fig. 1 illustrates the prior art. Matching reference numbers identify identical or functionally identical characteristics. In detail shows:
  • FIG. 2a shows a one-piece stepped planetary plano with cylindrical roller bearings
  • FIG. 2b shows a one-piece step planet with tapered roller bearings
  • Fig. 3a a two-piece running stepped planetary with key and cylindrical roller bearings
  • Figure 3b shows a two-piece running stepped planetary with feather key and tapered roller bearings.
  • FIG. 4a shows a two-part stepped planetary system with a flange connection and cylindrical roller bearings
  • Fig. 4b is a two-part stepped planetary with a flange and tapered roller bearings.
  • the first step wheel 103 meshes with the ring gear 107.
  • the second step wheel 105 meshes with the sun gear 109.
  • the stepped planet 101 is rotatably supported on a planetary pin 201.
  • the planetary pin 201 in turn is fixed on both sides in a planet carrier 203.
  • the planet carrier 203 can be shrunk onto the planetary pin 201 by heating and then inserting the planet pin 201 into the planet carrier 203.
  • first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are each designed as a double-row cylindrical roller bearing.
  • Both bearings have an inner ring through which the planetary pin 201 has been passed, and which is fixed by the planetary pin 201 in the radial direction.
  • the planetary pin 201 is formed to fix the inner rings of the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 by means of a shoulder 209 in the axial direction.
  • the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 can be braced against each other by the shoulder 209 in the axial direction.
  • a lubricant passage 21 1 runs. This passes lubricant into a cavity 213, which is delimited by at least one of the two planetary bearings 205, 207. In this way, lubrication of the at least one of the two planet bearings 205, 207 takes place.
  • the cavity 213 is delimited both by the first planetary bearing 205 and by the second planetary bearing 207. Both planet bearings 205, 207 are thus lubricated here via a single cavity 213.
  • the stepped planet 101 is made in one piece.
  • the first step wheel 103, the second step wheel 105, the outer bearing ring of the first planetary bearing 103 and the outer bearing ring of the second planetary bearing 207 are integrally connected to each other.
  • the stepped planet 201 correspondingly forms the outer race of the first planetary bearing 205 and the outer race of the second planetary gear 207.
  • the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are located inside the stepped planetary one 101.
  • the stepped planet 101 forms a hollow shaft. Accordingly, the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are located inside this hollow shaft.
  • the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are arranged so that from each point of the first planetary bearing 205 and each point of the second planetary bearing 207 in the axial direction is outwardly part of the stepped planet.
  • Fig. 2b shows an embodiment of the stepped planetary 201 with a designed as a single-row tapered roller bearing first planetary bearing 205 and a single-row tapered roller bearing second planetary bearing 207.
  • a lubricant channel 21 1 are supplied with lubricant.
  • the stepped planet 101 of FIG. 3a differs from the stepped planet 101 shown in FIG. 2a in its two-piece design.
  • a first piece of the stepped planetary gear 101 includes the first stepped gear 103, the outer ring of the first planetary bearing 205 and the outer ring of the second planetary gear 207.
  • the second stepped gear 105 forms a second piece of the stepped planetary gear 101.
  • the step wheel 105 can be pushed onto the first piece and is fixed there in the axial direction by means of two securing rings 301. In the radial direction, the second step wheel 105 is fixed by the first piece.
  • a key 303 serves to secure the second step gear 105 against rotation relative to the first piece.
  • the stepped planet 101 according to FIG. 3b differs from the stepped planet 101 shown in FIG. 3a in that the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are not designed as double-row cylindrical roller bearings but as one-row tapered roller bearings.
  • the stepped planetary element 101 according to FIG. 3b is not one-piece, but - in accordance with FIG. 3a - designed in two pieces.
  • the stepped planet 101 according to FIG. 4a is also designed in two pieces.
  • no feather key 303 but a flange 401 is used for non-rotatable fixation of the second stage wheel 105.
  • the flange 401 forms, together with the first step wheel 103, the outer bearing ring of the first planetary bearing 205 and the outer bearing ring of the second planetary bearing 207, the first piece of the two-piece stepped planetary element 101.
  • the step wheel 105 forms the second piece of the stepped planet 101.
  • the step wheel 105 is bolted to the flange 401.
  • the stepped planet 101 illustrated in FIG. 4 b differs from the stepped planet 101 according to FIG. 4 a in that the first planetary bearing 205 and the second planetary bearing 207 are not double-row cylindrical roller bearings, but single-row tapered roller bearings.
  • the stepped planet shown in FIG. 4b is not connected to the first by means of the key 303 Piece of the stepped planet 101 fixed, but by screwing the flange 401st

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stufenplaneten (101) mit mindestens einer äußeren Lauffläche eines ersten Planetenlagers (115), wobei der Stufenplanet (101) mindestens teilweise als eine Hohlwelle ausgebildet ist. Die die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers (115) befindet sich mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle.

Description

Stufenplanet mit innenlieqender Lagerung
Die Erfindung betrifft einen Stufenplaneten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines aus dem Stand der Technik bekannten Stufenplaneten 101 . Der Stufenplanet 101 weist ein erstes Stufenrad 103 und ein zweites Stufenrad 105 auf. Das erste Stufenrad 103 kämmt mit einem Hohlrad 107. Das zweite Stufenrad 105 kämmt mit einem Sonnenrad 109.
Das erste Stufenrad 103 und das zweite Stufenrad 105 sind drehfest auf einer Planetenwelle 1 1 1 angeordnet. Dies bedeutet, dass das erste Stufenrad 103, das zweite Stufenrad 105 und die Planetenwelle 1 1 1 relativ zu einer gemeinsamen Drehachse 1 13 nicht gegeneinander verdreht werden können. Weiterhin sind das erste Stufenrad 103, das zweite Stufenrad 105 und die Planetenwelle 1 1 1 translatorisch fix zueinander angeordnet. Es ist also keine translatorische Verschiebung des ersten Stufenrads 103, des zweiten Stufenrads 105 und der Planetenwelle 1 1 1 relativ zueinander möglich.
Mittels eines ersten Planetenlagers 1 15 und eines zweiten Planetenlagers 1 17 ist die Planetenwelle 1 1 1 und damit auch das erste Stufenrad 103 und das zweite Stufenrad 105 drehbar in einem - in Fig. 1 nicht dargestellten - Planetenträger gelagert. Dabei sind die Innenringe des ersten Planetenlagers 1 15 und des zweiten Planetenlagers 1 17 auf der Planetenwelle 1 1 1 fixiert. Die Außenringe des ersten Planetenlagers 1 15 und des zweiten Planetenlagers 1 17 sind in dem Planetenträger fixiert. Dies bedingt, dass das erste Planetenlager 1 15, das erste Stufenrad 103, das zweite Stufenrad 105 und das zweite Planetenlager 1 17 in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sein müssen.
Insbesondere Windkraftanlagen sind im Betrieb starken Belastungen ausgesetzt. Dies führt zu starken Verwindungen im Bereich des Planetenträgers. Bei herkömmlichen Planetenstufen von Windkraftanlagen werden daher die Planetenbolzen mittels eines Pressverbands in dem Planetenträger fixiert. Auf diese Weise tragen die Planetenbolzen zur Stabilität des Planetenträgers bei. Bei dem Stufenplaneten 101 gemäß Fig. 1 bilden allerdings das erste Planetenlager 1 15 und das zweite Planetenlager 1 17 die Verbindungsstellen der Planetenwelle 1 1 1 zu dem Planetenträger. Die Planetenwelle 1 1 1 kann daher den Planetenträger nicht stabilisieren. Andernfalls wären das erste Planetenlager 1 15 und das zweite Planetenlager 1 17 zu hohen Belastungen ausgesetzt.
Bei einer Planetenstufe gemäß Fig. 1 ist es darüber hinaus nicht möglich, als erstes Planetenlager 1 15 und als zweites Planetenlager 1 17 Lager zu verwenden, die mit einer Vorspannung betrieben werden. Auch das Axialspiel des ersten Planetenlagers 1 15 und des zweiten Planetenlagers 1 17 lässt sich nicht einstellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufenplaneten unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile drehbar in einem Planetenträger zu lagern.
Diese Aufgabe wird durch einen Stufenplaneten mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Stufenplanet ist ein Planetenrad mit zwei zueinander koaxial ausgerichteten Verzahnungen beziehungswiese mit zwei koaxial zueinander ausgerichteten, Stufenräder genannten Zahnrädern. Ein erstes der beiden Stufenräder ist ausgebildet, mit einem Hohlrad zu kämmen. Das zweite Stufenrad ist ausgebildet, mit einem Sonnenrad zu kämmen. Insbesondere kämmt das erste Stufenrad nicht mit dem Sonnenrad. Das zweite Stufenrad kämmt nicht mit dem Hohlrad.
Der erfindungsgemäße Stufenplanet bildet eine Hohlwelle aus. Dies bedeutet, dass der Stufenplanet die Hohlwelle umfasst. Der Stufenplanet ist - anders ausgedrückt - mindestens teilweise als Hohlwelle ausgebildet. Das erste Stufenrad und das zweite Stufenrad des Stufenplaneten sind mit der Hohlwelle drehfest verbunden. Insbesondere eine Verdrehung des ersten Stufenrads, des zweiten Stufenrads und der Hohlwelle um die Drehachse des Stufenplaneten relativ zueinander ist nicht möglich. Vorzugsweise sind das erste Stufenrad, das zweite Stufenrad und die Hohlwelle darüber hinaus sowohl relativ zueinander, als auch relativ zu einem Planetenträger translatorisch vollständig fixiert. Das bedeutet, dass eine translatorische Bewegung des ersten Stufenrads, des zweiten Stufenrads und der Hohlwelle relativ zueinander sowie relativ zu dem Planetenträger nicht möglich ist.
Das erste Stufenrad, das zweite Stufenrad und die Hohlwelle können mindestens dreistückig, zweistückig oder einstückig miteinander verbunden sein.
Weiterhin weist der Stufenplanet mindestens eine äußere Lauffläche eines ersten Planetenlagers auf. Unter der äußeren Lauffläche eines Lagers ist die Lauffläche zu verstehen, die der Außenring des Lagers ausbildet. Bei der Lauffläche, die der Innenring des Lagers ausbildet, handelt es sich entsprechend um die innere Lauffläche des Lagers. Die äußere Lauffläche verläuft also um die innere Lauffläche herum. Die innere Lauffläche befindet sich mindestens teilweise innerhalb eines von der äußeren Lauffläche umgebenen, mit zwei Öffnungen versehenen Hohlraums. Bei Wälzlagern dienen die äußere Lauffläche und die innere Lauffläche als Laufbahnen für die Wälzkörper. Dabei befinden sich die Wälzkörper zwischen der äußeren Lauffläche und der inneren Lauffläche. Im Falle eines Gleitlagers befindet sich zwischen der äußeren Lauffläche und der inneren Lauffläche anstelle der Wälzkörper ein Schmierstofffilm.
Erfindungsgemäß befindet sich die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle. Das Innere der Hohlwelle bezeichnet einen innerhalb der Hohlwelle befindlichen beziehungsweise von der Hohlwelle umgebenen Hohlraum mit zwei Öffnungen beziehungsweise Mündungen. Der Hohlraum wird von der Hohlwelle und den beiden Öffnungen beziehungsweise Mündungen begrenzt. Es handelt sich also um eine durchgängige Ausnehmung. Insbesondere kann der Hohlraum rotationssymmetrisch sein mit einer Symmetrieachse, die entlang der Drehachse des Stufenplaneten verläuft, die also mit der Drehachse des Stufenplaneten identisch ist.
Eine Hohlwelle ist eine Welle mit dem oben beschriebenen Hohlraum. Der erfindungsgemäße Stufenplanet eignet sich zur Verwendung in einer Planetenstufe, insbesondere in einer Planetenstufe einer Windkraftanlage. Mit Planetenstufe wird ein Planetenradgetriebe beziehungsweise Umlaufrädergetriebe bezeichnet, dem weitere Getriebestufen vor- oder nachgeschaltet sein können.
Der Stufenplanet ist so in die Planetenstufe integriert, dass das erste Stufenrad des Stufenplaneten ausschließlich mit einem Hohlrad, insbesondere nicht mit einem Sonnenrad kämmt. Das zweite Stufenrad des Stufenplaneten kämmt ausschließlich mit dem Sonnenrad, insbesondere nicht mit dem Hohlrad.
Die Planetenstufe weist mindestens einen Planetenbolzen auf. Auf dem Planetenbolzen ist ein Innenring des ersten Planetenlagers angebracht. Insbesondere fixiert der Planetenbolzen den Innenring des Planetenlagers in radialer Richtung. Vorzugsweise ist der Innenring des ersten Planetenlagers darüber hinaus auf den Planetenbolzen vollständig fixiert, das heißt zwischen dem Innenring des Planetenlagers und dem Planetenbolzen ist keinerlei Relativbewegung möglich.
Aufgrund der Anbringung des Innenrings des ersten Planetenlagers auf den Planetenbolzen ist der Stufenplanet drehbar in dem Planetenbolzen gelagert. Der Stufenplanet kann also gegenüber dem Planetenbolzen um eine Drehachse verdreht werden. Translatorische Verschiebungen des Stufenplaneten gegenüber dem Planetenbolzen sind nicht möglich.
Durch die Anordnung der äußeren Lauffläche des ersten Planetenlagers mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle wird eine Lagerung des Stufenplaneten auf dem Planetenbolzen durch Anbringung des Innenrings des ersten Planetenlagers auf den Planetenbolzen ermöglicht. Dies wiederum erlaubt eine Fixierung des Planetenbolzens in dem Planetenträger, so dass der Planetenbolzen zur Stabilisierung des Planetenträgers beitragen kann.
Insbesondere kann der Planetenbolzen durch die Hohlwelle hindurchführen. Dies bedeutet, dass sich mindestens ein erster Teil des Planetenbolzens außerhalb der Hohlwelle befindet, während sich ein zweiter Teil des Planetenbolzens innerhalb der Hohlwelle befindet. Vorzugsweise befindet sich darüber hinaus auch ein dritter Teil des Planetenbolzens außerhalb der Hohlwelle. In dem ersten Teil und/oder in dem dritten Teil kann der Planetenbolzen mit dem Planetenträger fixiert werden. Der zweite Teil dient der Aufnahme der Planetenlager.
Der Planetenbolzen ist mindestens drehfest in dem Planetenträger fixiert, so dass eine Verdrehung des Planetenbolzens relativ zu dem Planetenträger unterbunden wird. Vorzugsweise ist der Planetenbolzen unbeweglich in dem Planetenträger fixiert, das heißt keinerlei, d.h. keine rotatorische und keine translatorische, Relativbewegung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger ist möglich.
Aufgrund der Anordnung der äußeren Lauffläche des ersten Planetenlagers mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle kann darüber hinaus das erste Planetenlager mittels des Planetenbolzens in axialer Richtung positioniert und/oder verspannt werden. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung von Zylinder- oder Kegelrollenlagern als erstes Planetenlager.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Stufenplanet mindestens eine äußere Lauffläche eines zweiten Planetenlagers auf. Diese befindet sich mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle. Darüber hinaus gelten obige Ausführungen betreffend die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers mutatis mutandis für die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Planetenstufe weist entsprechend einen Innenring des zweiten Planetenlagers auf, der auf dem Planetenbolzen angebracht ist. Darüber hinaus gelten obige Ausführungen betreffend den Innenring des ersten Planetenlagers mutatis mutandis für den Innenring des zweiten Planetenlagers.
Weiterhin bevorzugt ist eine Anordnung des Innenrings des ersten Planetenlagers und/oder des Innenrings des zweiten Planetenlagers mindestens teilweise im Inneren der ersten Hohlwelle. Dies kommt einer kompakten Bauweise der Planetenstufe entgegen und ermöglicht insbesondere eine besonders steife Verbindung zwischen dem Planetenbolzen und dem Planetenträger. Aus dem gleichen Grund bevorzugt wird eine Anordnung der äußeren Lauffläche des ersten Planetenlagers und/oder der äußeren Lauffläche des zweiten Planetenlagers und/oder der inneren Lauffläche des ersten Planetenlagers und/oder der inneren Lauffläche des zweiten Planetenlagers vollständig im Inneren der Hohlwelle.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung des Stufenplaneten sind die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers und/oder die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers einstückig in die Hohlwelle integriert. Die Hohlwelle bildet also die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers und/oder die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers aus. Insbesondere sind also der Au ßenring des ersten Planetenlagers und/oder der Außenring des zweiten Planetenlagers einstückig in die Hohlwelle integriert.
Der erfindungsgemäße Stufenplanet ermöglicht eine Versorgung des ersten Planetenlagers und/oder des zweiten Planetenlagers mittels eines schmierstoffleitenden Kanals, der durch den Planetenbolzen hindurchgeführt wird. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Planetenstufe weist der Planetenbolzen entsprechend mindestens einen Kanal zur Versorgung des ersten Planetenlagers und/oder des zweiten Planetenlagers mit Schmierstoff auf.
Der Kanal ist bevorzugt derart geführt, dass der Schmierstoff zwischen dem ersten Planetenlager und dem zweiten Planetenlager in mindestens einen von dem Planetenbolzen, dem Stufenplaneten, dem ersten Planetenlager und/oder dem zweiten Planetenlager gebildeten Hohlraum austritt. Von dort gelangt der Schmierstoff in das erste Planetenlager und/oder das zweite Planetenlager.
Im Folgenden näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 2a bis 4b dargestellt. Fig. 1 veranschaulicht den Stand der Technik. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 einen Stufenplaneten gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2a einen einstückig ausgeführten Stufenplaneten mit Zylinderrollenlagern; Fig. 2b einen einstückig ausgeführten Stufenplaneten mit Kegelrollenlagern;
Fig. 3a einen zweistückig ausgeführten Stufenplaneten mit Passfeder und Zylinderrollenlagern;
Fig. 3b einen zweistückig ausgeführten Stufenplaneten mit Passfeder und Kegelrollenlagern;
Fig. 4a einen zweiteilig ausgeführten Stufenplaneten mit einer Flanschverbindung und Zylinderrollenlagern; und
Fig. 4b einen zweiteilig ausgeführten Stufenplaneten mit einer Flanschverbindung und Kegelrollenlagern.
Bei dem Stufenplaneten 101 gemäß Fig. 2a kämmt das erste Stufenrad 103 mit dem Hohlrad 107. Das zweite Stufenrad 105 kämmt mit dem Sonnenrad 109.
Der Stufenplanet 101 ist drehbar auf einem Planetenbolzen 201 gelagert. Der Planetenbolzen 201 wiederum ist beiderseitig in einem Planetenträger 203 fixiert. Insbesondere kann der Planetenträger 203 durch Erhitzen und anschließendes Einführen des Planetenbolzens 201 in den Planetenträger 203 auf den Planetenbolzen 201 aufgeschrumpft werden.
Zur Lagerung des Stufenplaneten 101 auf dem Planetenbolzen 201 dienen ein erstes Planetenlager 205 und ein zweites Planetenlager 207. Das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 sind jeweils als zweireihiges Zylinderrollenlager ausgeführt.
Beide Lager weisen einen Innenring auf, durch den der Planetenbolzen 201 hindurchgeführt wurde, und der durch den Planetenbolzen 201 in radialer Richtung fixiert wird. Darüber hinaus ist der Planetenbolzen 201 ausgebildet, die Innenringe des ersten Planetenlagers 205 und des zweiten Planetenlagers 207 mittels einer Schulter 209 in axialer Richtung zu fixieren. Insbesondere können das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 durch die Schulter 209 in axialer Richtung gegeneinander verspannt werden. Durch den Planetenbolzen 201 verläuft ein Schmiermittelkanal 21 1 . Dieser leitet Schmiermittel in einen Hohlraum 213, der mindestens durch eins der beiden Planetenlager 205, 207 begrenzt wird. Auf diese Weise erfolgt eine Schmierung des mindestens einen der der beiden Planetenlager 205, 207.
Gemäß Fig. 2a wird der Hohlraum 213 sowohl durch das erste Planetenlager 205 als auch durch das zweite Planetenlager 207 begrenzt. Beide Planetenlager 205, 207 werden hier also über einen einzigen Hohlraum 213 geschmiert.
Der Stufenplanet 101 ist einstückig ausgeführt. Insbesondere sind also das erste Stufenrad 103, das zweite Stufenrad 105, der äußere Lagerring des ersten Planetenlagers 103 und der äußere Lagerring des zweiten Planetenlagers 207 einstückig miteinander verbunden. Der Stufenplanet 201 bildet entsprechend die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers 205 und die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers 207.
Das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 befinden sich im Inneren des Stufenplaneten 101 . Der Stufenplanet 101 bildet eine Hohlwelle aus. Entsprechend befinden sich das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 im Inneren dieser Hohlwelle. Das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 sind so angeordnet, dass sich von jedem Punkt des ersten Planetenlagers 205 und jedem Punkt des zweiten Planetenlagers 207 aus in axialer Richtung nach außen hin ein Teil des Stufenplaneten befindet.
Im Unterschied zu Fig. 2a zeigt Fig. 2b ein Ausführungsbeispiel des Stufenplaneten 201 mit einem als einreihiges Kegelrollenlager ausgebildeten ersten Planetenlager 205 und einem als einreihiges Kegelrollenlager ausgebildeten zweiten Planetenlager 207. Zur Schmierung der beiden Planetenlager 205, 207 sind zwei Hohlräume 213 vorgesehen, die über jeweils einen Schmierstoffkanal 21 1 mit Schmierstoff versorgt werden.
Der Stufenplanet 101 gemäß Fig. 3a unterscheidet sich von dem in Fig. 2a dargestellten Stufenplaneten 101 durch seine zweistückige Ausführung. Ein erstes Stück des Stufenplaneten 101 umfasst das erste Stufenrad 103, den Außenring des ersten Planetenlagers 205 und den Außenring des zweiten Planetenlagers 207. Das zweite Stufenrad 105 bildet ein zweites Stück des Stufenplaneten 101 .
Das Stufenrad 105 ist auf das erste Stück aufschiebbar und wird dort mittels zweier Sicherungsringe 301 in axialer Richtung fixiert. In radialer Richtung erfolgt eine Fixierung des zweiten Stufenrads 105 durch das erste Stück. Eine Passfeder 303 dient dazu, das zweite Stufenrad 105 gegenüber einer Verdrehung relativ zu dem ersten Stück zu sichern.
Der Stufenplanet 101 gemäß Fig. 3b unterscheidet sich von dem in Fig. 3a dargestellten Stufenplaneten 101 dadurch, dass das erste Planetenlager 205 und das zweite Planetenlager 207 nicht als zweireihige Zylinderrollenlager, sondern als einreihe Kegelrollenlager ausgeführt sind. Im Unterschied zu Fig. 2b ist der Stufenplanet 101 gemäß Fig. 3b nicht einstückig, sondern - entsprechend Fig. 3a - zweistückig ausgeführt.
Wie die in den Fig. 3a und 3b dargestellten Stufenplaneten 101 ist auch der Stufenplanet 101 gemäß Fig. 4a zweistückig ausgeführt. Zur drehfesten Fixierung des zweiten Stufenrads 105 dient allerdings keine Passfeder 303, sondern ein Flansch 401 .
Der Flansch 401 bildet zusammen mit dem ersten Stufenrad 103, dem äußeren Lagerring des ersten Planetenlagers 205 und dem äußeren Lagerring des zweiten Planetenlagers 207 das erste Stück des zweistückig ausgeführten Stufenplaneten 101 . Entsprechend den Fig. 3a und 3b bildet das Stufenrad 105 das zweite Stück des Stufenplaneten 101 . Das Stufenrad 105 ist mit dem Flansch 401 verschraubt.
Der in Fig. 4b dargestellte Stufenplanet 101 unterscheidet sich von dem Stufenplanet 101 gemäß Fig. 4a dadurch, dass als erstes Planetenlager 205 und als zweites Planetenlager 207 keine zweireihigen Zylinderrollenlager, sondern einreihige Kegelrollenlager dienen. Im Unterschied zu dem Stufenplaneten gemäß Fig. 3b ist der in Fig. 4b dargestellte Stufenplanet nicht mittels der Passfeder 303 an dem ersten Stück des Stufenplaneten 101 fixiert, sondern durch Verschraubung des Flansches 401 .
Bezuaszeichen
101 Stufenplanet
103 Stufenrad
105 Stufenrad
107 Hohlrad
09 Sonnenrad
1 1 1 Planetenwelle
1 13 Drehachse
1 15 Planetenlager
1 17 Planetenlager
201 Planetenbolzen
203 Planetenträger
205 Planetenlager
207 Planetenlager
209 Schulter
21 1 Schmiermittelkanal
213 Hohlraum
301 Sicherungsring
303 Passfeder
401 Flansch

Claims

Patentansprüche
1 . Stufenplanet (101 )
mit mindestens einer äußeren Lauffläche eines ersten Planetenlagers (1 15), wobei der Stufenplanet (101 ) mindestens teilweise als eine Hohlwelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers (1 15) mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle befindet.
2. Stufenplanet (101 ) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch
mindestens eine äußere Lauffläche eines zweiten Planetenlagers (1 17), wobei sich die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers (1 17) mindestens teilweise im Inneren der Hohlwelle befindet.
3. Stufenplanet (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die äußere Lauffläche des ersten Planetenlagers (1 15) und/oder die äußere Lauffläche des zweiten Planetenlagers (1 17) einstückig in die Hohlwelle integriert sind.
4. Planentenstufe
mit mindestens einem Stufenplaneten (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Planetenstufe mindestens einen Planetenbolzen (201 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Innenring des ersten Planetenlagers (1 15) auf dem Planetenbolzen (201 ) angebracht ist.
5. Planetenstufe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Innenring des zweiten Planetenlagers (1 17) auf dem Planetenbolzen (201 ) angebracht ist.
6. Planetenstufe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenring des ersten Planetenlagers (1 15) und/oder der Innenring des zweiten Planetenlagers (1 17) mindestens teilweise im Inneren des der Hohlwelle befindet.
7. Planetenstufe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (201 ) mindestens einen Kanal (21 1 ) zur Versorgung des ersten Planetenlagers (1 15) und/oder des zweiten Planetenlagers (1 17) mit Schmierstoff aufweist.
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