WO2023109996A1 - Planetary drive and planet pin for a planetary drive - Google Patents

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WO2023109996A1
WO2023109996A1 PCT/DE2022/100739 DE2022100739W WO2023109996A1 WO 2023109996 A1 WO2023109996 A1 WO 2023109996A1 DE 2022100739 W DE2022100739 W DE 2022100739W WO 2023109996 A1 WO2023109996 A1 WO 2023109996A1
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channel
section
planetary
pin
surface layer
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PCT/DE2022/100739
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Inventor
Manuel Seubert
Hans-Joachim Kellner
Ingrid Hubertz
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/043—Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082—Planet carriers

Definitions

  • the planetary gear has a lubricating device with a lubricant supply and a lubricating channel running obliquely in the planetary pin from the lubricant supply to the bearing seat.
  • the object of the invention is to create a planetary drive and a planetary pin that can be produced easily and inexpensively.
  • a planetary gear and planetary pin are provided for the planetary gear.
  • the planetary gear is formed from at least one planet carrier, a planet wheel, a planet bearing and a lubricating device.
  • the planetary bearing has at least one planetary pin and a bearing seat for a planetary bearing of the planet wheel on the planetary pin and a first pin bearing for mounting the planetary pin on the planetary carrier.
  • the planet pin is mounted with a first end in the first pin bearing.
  • the lubricating device is formed at least from a lubricant supply and from a lubricating channel of the planetary pin extending in the planetary pin from the lubricant supply to the bearing seat.
  • a first opening of the lubricant feed is fluidically permeable opposite a channel opening at the inlet of the lubrication channel in the planet pin.
  • a first channel section of the lubricating channel runs, starting from the channel opening, in the radial direction perpendicular to an axially aligned longitudinal axis of the bearing seat.
  • the lubricating channel then bends in such a way that a second channel section of the lubricating channel runs inclined at an acute angle to the longitudinal axis.
  • the second channel section preferably crosses the longitudinal axis and opens into the bearing seat at the partial section.
  • the material of the planet bolt is a steel material.
  • the steel material of the planetary pin is surface-hardened in a section.
  • the section is formed on an external cylindrical surface of the planetary pin and extends between the first end of the planetary pin and a second end of the planetary pin spaced axially from this and is therefore provided with a hardened surface layer.
  • the material of the planetary bolt is harder than in further partial sections of the planetary bolt adjoining the surface layer in any direction.
  • the invention provides that the channel opening and the first channel section are delimited by the hardened surface layer of the partial section on a second side axially remote from the end face.
  • the hardened surface layer in the surface layer-hardened section has a thickness of the surface layer measured radially from the surface in the direction of the longitudinal axis, which is usually followed by a soft core of the planet pin.
  • a soft core means a less or not at all hardened steel material of the planetary pin.
  • the thickness of the surface layer is less than the thickness of the surface layer at the channel opening. The thickness is thickest in the section at the channel opening compared to the remaining locations of the section.
  • One embodiment of the invention provides that the first end has a rim on a first end face of the planet bolt. The rim is formed from a material of the planet pin and is formed at the edge on the part of the pin bearing on the end face and projects axially beyond the end face and possibly also axially beyond the planet carrier.
  • the board is in a positive connection with the planet carrier.
  • a further embodiment of the invention provides that a marking is formed on a second end face of the planet pin, which is arranged on the part of a second pin bearing formed in the planet carrier.
  • the marking is formed off-center to the axis of rotation of the planet wheel and is located axially opposite the lubricating channel.
  • the marking lies in an imaginary longitudinal plane running with the longitudinal axis and in an imaginary axially running longitudinal plane intersecting the opening, in which the longitudinal axis also runs in an axially aligned manner.
  • a further embodiment of the invention provides that the lubricant supply is formed in the planet carrier.
  • the invention also provides a planetary pin having an external cylindrical surface between a first end and a second end and provided with a lubrication channel.
  • the lubrication channel has a channel opening.
  • a first channel section of the lubricating channel runs from the channel opening in the radial direction perpendicular to the axially oriented longitudinal axis of the planet pin.
  • the lubricating channel bends as it progresses in such a way that the first channel section is adjoined by a second channel section, which runs inclined at an acute angle to the longitudinal axis.
  • the planet pin is made of a steel material.
  • the steel material of the planetary pin is provided with a hardened surface layer in a partial section of an outer cylindrical surface of the planetary pin.
  • the section extends axially between the first end and a second end of the planetary pin.
  • a rolling track for rolling elements of a planetary bearing is preferably formed at least in the partial section, for which the necessary rolling track hardness is provided by the hardened surface layer.
  • the material of the planetary bolt is harder in the hardened surface layer than the steel material of the planetary bolt adjoining the surface layer in further sections of the planetary bolt or than in the core of the planetary bolt.
  • the duct opening and the first duct section are delimited on an inside of the lubricating duct by the hardened surface layer of the partial section.
  • the inner side delimits the partial section on the first end side.
  • One embodiment of the invention provides that an opening cross section of the channel opening is larger than a passage cross section of the second channel section.
  • a further embodiment of the invention provides that the steel material between the first end face and the first channel opening has a lower hardness than in the partial section.
  • the rolling track ends In front of this section, which adjoins the channel or the channel opening towards the first end, the rolling track ends, which consequently extends axially at most to the edge of the channel opening that is closest to the first end.
  • a further embodiment of the invention provides that the hardened surface layer in the partial section has a layer thickness that penetrates radially from the surface towards the core of the planetary bolt, which decreases in its course starting from the channel opening and axially aligned with the longitudinal axis towards the second end.
  • a further embodiment of the invention provides that the edge layer thickness of the edge layer on the inside, i.e. on a side of the internally cylindrical or internally conical channel opening adjacent to the edge layer, is at least twice as thick as the edge layer thickness at every other individual point. This applies to the section of the hardened surface layer which is axially adjacent to the inside axially in the direction of the second end of the planetary pin and immediately follows the channel opening.
  • a further embodiment of the invention provides that the edge layer adjoins the channel opening and the first channel section and that the edge layer extending in the direction of the second end ends in the direction of the first end at the channel opening and at the first channel section.
  • a further embodiment of the invention provides that the first end on the first end face of the planetary pin has a rim formed from the steel material and formed at the edge on the end face and protruding axially on the end face in the manner of a bead, with the channel opening and the first channel section in the direction of the end face are at least partially bounded by the board.
  • a first channel section of the channel is aligned perpendicularly to the axially aligned longitudinal axis of the planet pin and runs radially in the direction of the longitudinal axis until it merges into the second channel section.
  • the first channel section is preferably a bore which is directed perpendicularly to the longitudinal axis of the planet pin.
  • the diameter of the first channel section which can also be a milling, is preferably larger than the diameter of the bore for the second channel section of the lubrication channel.
  • the surface of the planet bolt is enlarged by the resulting area, in particular when, as is provided with one embodiment of the invention, an opening cross section of the channel opening on the surface is larger than a passage cross section of the second channel section inside the planet bolt.
  • One embodiment of the invention provides that at least one end, but preferably both ends, of the planetary bolt are provided with a circumferential rim, which is formed either by machining from a round material or by plastic deformation.
  • a circumferential rim makes it easier to secure the planet bolt in the planet carrier, for example in a carrier cheek, because e.g. In comparison to the otherwise solid structure of the planet bolt, the rim therefore has a significantly smaller cross-section. Material can therefore be more easily expelled from the rim to produce an anti-twist or axial lock, which is created by flanging or rolling the rim or by deforming it in sections (e.g. by local caulking).
  • the lubricating channel and the channel for supplying the lubricant must be precisely aligned with one another so that the lubricant can pass through the channels unhindered.
  • a marking is formed as an axial depression or axial elevation, which is located axially opposite the lubricating channel, off-center to the longitudinal axis.
  • the planetary pin is partially surface-hardened. So only a section of the planet pin is provided with a surface layer. This edge layer is constant at least on the bearing seat, at least in the region of the rolling track formed on the planetary pin, and remains constant over the width of the bearing seat. In the other area, the steel of the bolt remains unhardened or is provided with zones of lower hardness. Such a measure firstly ensures the required hardness of the roller raceway and secondly, for example, the above-described plastic deformation for securing the planet pin is possible or facilitated because, for example, the rim remains soft. Over and beyond costs are saved.
  • the surface layer is hardened in a peripheral section in order to provide the roller raceway with the necessary hardness for the bearing of the respective planet wheel. In addition to the facts described above, the risk of the above-mentioned overheating of the structure possibly occurring at other points is avoided if heat input is avoided at this point.
  • axial is parallel to the central axis of the planetary gear and the longitudinal axes of the planetary bolts.
  • the respective planet pin is rotationally symmetrical and externally cylindrical at least at the bearing seat of the planet gear on the planet pin.
  • the longitudinal axis of the planet bolt is also the axis of rotation of the planet wheel.
  • radial is aligned transversely to the axial direction. Radial planes are perpendicularly pierced by the aforementioned axes.
  • Figure 1 shows a planetary gear 1, which has a planet carrier 2, a lubricating device 5, planetary gears 3 and for each of the planetary gears 3 in each case a planetary bearing 4.
  • FIG. 2 shows a detail of the planetary gear 1 shown in FIG. 1, not to scale, in an enlarged view.
  • FIG. 3 shows a planetary pin 6, as shown in FIGS. 1 and 2, in a longitudinal section along its longitudinal axis 12 and is not shown to scale.
  • FIG. 3a shows a detail of the planetary pin 6 looking in the direction of the arrow onto the channel opening 11c.
  • Figure 3b shows the cross section of the second channel section 11b along the line XX from Figure 3.
  • Figures 1 and 2 - The respective planetary bearing 4 is formed from a planetary pin 6 and a bearing seat 7.
  • the bearing seat 7 is formed by the outer cylindrical surface 6c of the planet pin 6, a needle bearing 15 and an inner cylindrical first roller track 3a on the inner surface of the respective planet wheel 3.
  • the respective planet bearing 4 also has a first pin bearing 8 for mounting the planet pin 6 on a first carrier cheek 13 of the planet carrier 2 and a second pin bearing 16 for mounting the planet pin 6 on a second carrier cheek 14 of the planet carrier 2 .
  • the lubricating device 5 is formed from a lubricant feed 10 per planet wheel 3 and a lubricating channel 11 per planet wheel 3 .
  • FIG. 2 - On the respective pin bearing 8 or 16, one end 6a or 6d of the planetary pin 6 sits in a hole 13a or 14a of one of the carrier cheeks 13 or 14.
  • the respective hole 13a, 14a is an internal cylindrical bore.
  • FIGS. 2 and 3 - The first end 6a of the planetary bolt 6 has on a first end face 6b of the planetary bolt 6 a rim 6e formed from a material of the planetary bolt 6 and protruding at the edge of the end face 6b and axially beyond the end face 6b.
  • the rim 6e radially surrounds a trough on the peripheral side, with an axial centering bore 20 being formed in the center of the end face 6b.
  • FIG. 2 - The rim 6e sits positively with a press fit or positively with a transition fit in the hole 13a and is secured with positive locking devices 22 against rotation about the longitudinal axis 11 and against axial displacement from the pin bearing 8.
  • the positive locking device 22 is formed by plastically displaced material from the rim 6e, which is displaced into recesses or indentations 23 at the edge of the respective hole 13a.
  • FIGS. 2 and 3 The second end 6d with the second end face 6f is comparable in terms of its design with the first end 6a, but with the end face 6f additionally has a marking 17 in the form of a drilled blind hole.
  • the imaginary extension (dash-dot line) of the line of symmetry 21 of this bore intersects the central axis 19 of the second channel section 11b, ie the center of the marking 17 is located exactly axially opposite the lubricating channel 11 .
  • the lubricant feed 10 is a channel. This channel extends radially, i.e. transversely to the central axis 18 of the planetary gear 1 (see FIG. 1) or to the longitudinal axis 12, in the wall of the carrier cheek 13 and through the first carrier cheek 13 to the channel opening 11c of the first channel section 11a in such a way that that one of these openings 10a of the lubricant feed 10 is opposite the channel opening 11c in terms of flow.
  • the second channel section 11b of the lubrication channel 11 merges into a third channel section 11d, which has the same cross section as the second channel section 11b but is oriented radially as a bore, i.e. transversely to the longitudinal axis 12, and into the outer cylindrical rolling track 6g of the needle bearing 15 opens.
  • the second channel section 11b crosses the longitudinal axis 12.
  • the central axis 19 of the second channel section 11b crosses the longitudinal axis 12 of the planet bolt 6.
  • FIG. 3a The first channel opening 11c and thus the opening cross section Q1 are surrounded by a contour line K on the surface of the planetary bolt 6, which is partially described on the one hand by a pitch circle T of the radial bore and on the other hand by a section E of an ellipse.
  • the radial drilling is carried out to create the first channel section 11a.
  • the ellipse E is created in the view by the oblique course of the actually cylindrical lubricating channel 11.
  • FIG. 3b The opening cross section Q2 is described by a circle that borders the oblique bore for producing the lubricating channel 11 on the second channel section 11b.
  • the opening cross-section or passage cross-section Q1 of the opening 11c viewed as the area bordered by the lines T and E, is larger than a passage cross-section Q2 of the second channel section 11b designed in the shape of a circular area.
  • the material of the planet pin is a steel material.
  • the steel material is provided with a hardened surface layer HR in a cylindrical section TA of the outer cylindrical surface 6c of the planetary bolt 6, which extends axially between the radial planes E1 and E2 and has a depth of thicknesses D1 and D, in which the material of the planetary bolt 6 is harder as the steel material adjoining the surface layer HR of the areas of the planetary bolt 6 adjoining the surface layer.
  • This surface layer HR has a thickness D, which extends perpendicularly from the surface of the planetary bolt 6, i.e. in the radial direction toward the longitudinal axis 12 of the planetary bolt 6. is measured.
  • the radial planes E1 and E2 run perpendicularly into the plane of the drawing in FIG. 3 and are pierced perpendicularly by the longitudinal axis 12 of the planetary pin 6 running axially in the plane of the drawing in this drawing.
  • the channel opening 11c and the first channel section 11a are delimited in the direction of the end face 6b at least partially by the rear side 6h of the rim 6e formed in the first channel section 11a.
  • the channel opening 11c and the first channel section 11a are at least partially delimited by a zone of the edge layer HR.
  • the first channel section 11a is delimited on the inside by a surface which is partly internally cylindrical and partly internally conical.
  • An inner side 11e is formed on this surface, which is affected by the hardened surface layer HR and to which the hardened surface layer HR adjoins. This inner side 11e is directed axially beyond the first channel section 11a to the rear side of the first end face 6b.
  • the edge layer HR ends at the channel opening 11c on the inside 11e, so that the material of the planet pin 6 is not hardened in the area between the channel section 11a and the end face 6b, ie also of the rim 6e as a whole.
  • the edge layer HR has a thickness D1 on the inside and in its vicinity, which is at least twice as thick on the inside (11e) of the channel opening (11c) as the edge layer thickness (D). any point in the course of the hardened surface layer (HR) of the section (TA).
  • the surface layer HR has a zone of axial width B with a constant surface layer thickness D, on which an outer cylindrical rolling track 6g is formed on the outside.

Abstract

The invention relates to a planetary gearbox (1) which comprises at least a planet carrier (2), a planet gear (3), a planet bearing (4) and a lubricating device (5), wherein the planet bearing (4) comprises a planet pin (6) and a bearing seat (7) of the planet gear (3) on the planet pin (6) and a first pin bearing (8) for supporting the planet pin (6) on the planet carrier (2), and wherein the steel material of the planet pin (6) in the hardened surface layer (HR) is harder than the steel material of the planet pin (6) adjoining the surface layer (HR). The hardened surface layer (HR) has, in the portion (TA), surface layer thicknesses (D, D1) measured from the surface radially toward the longitudinal axis. A surface layer thickness (D) in its course from the channel opening (11c) toward the second end (6d) is smaller in comparison with the surface layer thickness (D1) of the portion (TA), which surface layer thickness (D1) directly adjoins a channel opening (11c) of a lubricating channel (11).

Description

Bezeichnung der Erfindung designation of the invention
Planetentrieb und Planetenbolzen für einen Planetentrieb Planetary drive and planetary pin for a planetary drive
Hintergrund der Erfindung Background of the Invention
Aus der JP H 10 191 11 A geht ein Planetengetriebe der Gattung hervor. Das Planetengetriebe weist eine Schmiervorrichtung mit einer Schmiermittelzuführung und einem in dem Planetenbolzen von der Schmiermittelzuführung zu dem Lagersitz schräg verlaufenden Schmierkanal auf. From JP H 10 191 11 A, a planetary gear of the genus emerges. The planetary gear has a lubricating device with a lubricant supply and a lubricating channel running obliquely in the planetary pin from the lubricant supply to the bearing seat.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetentrieb und einen Planetenbolzen zu schaffen, der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt. The object of the invention is to create a planetary drive and a planetary pin that can be produced easily and inexpensively.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. The object is solved according to the subject matter of claim 1.
Es sind ein Planetengetriebe und Planetenbolzen für das Planentengetriebe vorgesehen. A planetary gear and planetary pin are provided for the planetary gear.
Das Planetengetriebe ist aus wenigstens einem Planetenträger, einem Planetenrad, einem Planetenlager und einer Schmiervorrichtung gebildet. The planetary gear is formed from at least one planet carrier, a planet wheel, a planet bearing and a lubricating device.
Das Planetenlager weist mindestens einen Planetenbolzen und einen Lagersitz für ein Planetenlager des Planetenrades auf dem Planetenbolzen sowie ein erstes Bolzenlager zur Lagerung des Planetenbolzens am Planetenträger auf. The planetary bearing has at least one planetary pin and a bearing seat for a planetary bearing of the planet wheel on the planetary pin and a first pin bearing for mounting the planetary pin on the planetary carrier.
Der Planetenbolzen ist mit einem ersten Ende in dem ersten Bolzenlager gelagert. Die Schmiervorrichtung ist wenigstens aus einer Schmiermittelzuführung und aus einem sich in dem Planetenbolzen von der Schmiermittelzuführung aus zu dem Lagersitz hin erstreckenden Schmierkanal des Planetenbolzens gebildet. The planet pin is mounted with a first end in the first pin bearing. The lubricating device is formed at least from a lubricant supply and from a lubricating channel of the planetary pin extending in the planetary pin from the lubricant supply to the bearing seat.
Eine erste Öffnung der Schmiermittelzuführung liegt einer Kanalöffnung am Einlass des Schmierkanals in den Planetenbolzen strömungstechnisch durchlässig gegenüber. A first opening of the lubricant feed is fluidically permeable opposite a channel opening at the inlet of the lubrication channel in the planet pin.
Ein erster Kanalabschnitt des Schmierkanals verläuft ausgehend von der Kanalöffnung in radialer Richtung senkrecht auf eine axial ausgerichtete Längsachse des Lagersitzes zu. Im weiteren Verlauf knickt der Schmierkanal dann so ab, dass ein zweiter Kanalabschnitt des Schmierkanals zu der Längsachse hin um einem spitzen Winkel geneigt verläuft. Der zweite Kanalabschnitt kreuzt vorzugsweise die Längsachse und mündet an dem Teilabschnitt in den Lagersitz. A first channel section of the lubricating channel runs, starting from the channel opening, in the radial direction perpendicular to an axially aligned longitudinal axis of the bearing seat. In the further course, the lubricating channel then bends in such a way that a second channel section of the lubricating channel runs inclined at an acute angle to the longitudinal axis. The second channel section preferably crosses the longitudinal axis and opens into the bearing seat at the partial section.
Das Material des Planetenbolzens ist ein Stahlwerkstoff. Der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens ist in einem Teilabschnitt randschichtgehärtet. Der Teilabschnitt ist an einer außenzylindrischen Oberfläche des Planetenbolzens ausgebildet und erstreckt sich zwischen dem ersten Ende des Planetenbolzens und einem axial zu diesem beabstandeten zweiten Ende des Planetenbolzens und ist also mit einer gehärteten Randschicht versehen. In dieser Randschicht ist der der Werkstoff des Planetenbolzens härter als in sich in beliebige Richtungen an die Randschicht anschließenden weiteren Teilabschnitten des Planetenbolzens. The material of the planet bolt is a steel material. The steel material of the planetary pin is surface-hardened in a section. The section is formed on an external cylindrical surface of the planetary pin and extends between the first end of the planetary pin and a second end of the planetary pin spaced axially from this and is therefore provided with a hardened surface layer. In this surface layer, the material of the planetary bolt is harder than in further partial sections of the planetary bolt adjoining the surface layer in any direction.
Die Erfindung sieht vor, dass die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt an einem von der Stirnseite axial abgewandten zweiten Seite von der gehärteten Randschicht des Teilabschnitt begrenzt ist. Dabei weist die gehärtete Randschicht in dem randschichtgehärteten Teilabschnitt eine von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Dicke der Randschicht auf, der in der Regel ein weicher Kem des Planetenbolzens folgt. Mit weichem Kem ist ein weniger oder gar nicht gehärteter Stahlwerkstoff des Planetenbolzens gemeint. Die Dicke der Randschicht ist zumindest an dem Lagersitz aus im Vergleich zur Randschichtdicke an der Kanalöffnung geringer. Die Dicke ist in dem Teilabschnitt an der Kanalöffnung vergleichsweise zu den übrigen Stellen des Teilabschnitts am dicksten. Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Ende an einer ersten Stirnseite des Planetenbolzens einen Bord aufweist. Der Bord ist aus einem Material des Planetenbolzens gebildet und dabei seitens des Bolzenlagers an der Stirnseite randseitig ausgebildet sowie steht axial über die Stirnseite und gegebenenfalls auch über den Planetenträger axial hinaus. Der Bord steht in einer Formschlussverbindung mit dem Planetenträger. The invention provides that the channel opening and the first channel section are delimited by the hardened surface layer of the partial section on a second side axially remote from the end face. The hardened surface layer in the surface layer-hardened section has a thickness of the surface layer measured radially from the surface in the direction of the longitudinal axis, which is usually followed by a soft core of the planet pin. A soft core means a less or not at all hardened steel material of the planetary pin. At least at the bearing seat, the thickness of the surface layer is less than the thickness of the surface layer at the channel opening. The thickness is thickest in the section at the channel opening compared to the remaining locations of the section. One embodiment of the invention provides that the first end has a rim on a first end face of the planet bolt. The rim is formed from a material of the planet pin and is formed at the edge on the part of the pin bearing on the end face and projects axially beyond the end face and possibly also axially beyond the planet carrier. The board is in a positive connection with the planet carrier.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer zweiten Stirnseite des Planetenbolzens, welche seitens eines in dem Planetenträger ausgebildeten zweiten Bolzenlagers angeordneten eine Markierung ausgebildet ist. Die Markierung ist außerzentrisch zur Rotationsachse des Planetenrades ausgebildet und liegt dem Schmierkanal axial gegenüber. Die Markierung liegt dabei in einer mit der Längsachse verlaufenden sowie einer die Öffnung schneidende gedachten axial verlaufenden Längsebene, in welcher auch die Längsachse axial ausgerichtet verläuft. A further embodiment of the invention provides that a marking is formed on a second end face of the planet pin, which is arranged on the part of a second pin bearing formed in the planet carrier. The marking is formed off-center to the axis of rotation of the planet wheel and is located axially opposite the lubricating channel. The marking lies in an imaginary longitudinal plane running with the longitudinal axis and in an imaginary axially running longitudinal plane intersecting the opening, in which the longitudinal axis also runs in an axially aligned manner.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schmiermittelzuführung in dem Planetenträger ausgebildet ist. A further embodiment of the invention provides that the lubricant supply is formed in the planet carrier.
Die Erfindung sieht auch einen Planetenbolzen vor, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eine außenzylindrische Oberfläche aufweist, sowie mit einem Schmierkanal versehen ist. Der Schmierkanal weist eine Kanalöffnung auf. Ein erster Kanalabschnitt des Schmierkanals verläuft von der Kanalöffnung aus in radialer Richtung senkrecht auf die axial ausgerichtete Längsachse des Planetenbolzens zu. Der Schmierkanal knickt im weiteren Verlauf so ab, dass sich an den ersten Kanalabschnitt ein zweiter Kanalabschnitts anschließt, welcher zu der Längsachse mit einem spitzen Winkel geneigt verläuft. Der Planetenbolzen ist aus einem Stahlwerkstoff gebildet. Der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens ist in einem Teilabschnitt einer außenzylindrischen Oberfläche des Planetenbolzens mit einer gehärteten Randschicht versehen. Der Teilabschnitt erstreckt sich axial zwischen dem ersten Ende und einem zweiten Ende des Planetenbolzens. An der außenzylindrischen Oberfläche ist zumindest in dem Teilabschnitt vorzugsweise eine Wälzlaufbahn für Wälzkörper einer Planetenlagerung ausgebildet, für welche durch die gehärtete Randschicht die notwendige Wälzlaufbahnhärte bereitgestellt ist. Der Werkstoff des Planetenbolzens ist in der gehärteten Randschicht härter als der sich an die Randschicht anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens in weiteren Teilabschnitten des Planetenbolzens oder als im Kern des Planetenbolzens. The invention also provides a planetary pin having an external cylindrical surface between a first end and a second end and provided with a lubrication channel. The lubrication channel has a channel opening. A first channel section of the lubricating channel runs from the channel opening in the radial direction perpendicular to the axially oriented longitudinal axis of the planet pin. The lubricating channel bends as it progresses in such a way that the first channel section is adjoined by a second channel section, which runs inclined at an acute angle to the longitudinal axis. The planet pin is made of a steel material. The steel material of the planetary pin is provided with a hardened surface layer in a partial section of an outer cylindrical surface of the planetary pin. The section extends axially between the first end and a second end of the planetary pin. On the outer cylindrical surface, a rolling track for rolling elements of a planetary bearing is preferably formed at least in the partial section, for which the necessary rolling track hardness is provided by the hardened surface layer. The The material of the planetary bolt is harder in the hardened surface layer than the steel material of the planetary bolt adjoining the surface layer in further sections of the planetary bolt or than in the core of the planetary bolt.
Erfindungsgemäß sind die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt an einer Innenseite des Schmierkanals von der gehärteten Randschicht des Teilabschnitts begrenzt. Die Innenseite begrenzt den Teilabschnitt seitens des ersten Endes.According to the invention, the duct opening and the first duct section are delimited on an inside of the lubricating duct by the hardened surface layer of the partial section. The inner side delimits the partial section on the first end side.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Öffnungsquerschnitt der Kanalöffnung größer ist als ein Durchlassquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts. One embodiment of the invention provides that an opening cross section of the channel opening is larger than a passage cross section of the second channel section.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stahlwerkstoff zwischen der ersten Stirnseite und der ersten Kanalöffnung eine geringere Härte aufweist als in dem Teilabschnitt. Vor diesem sich dem Kanal bzw. der Kanalöffnung zum ersten Ende hin anschließenden Abschnitt endet die Wälzlaufbahn, welche sich demzufolge axial maximal bis zum dem ersten Ende am nächsten liegenden Rand der Kanalöffnung erstreckt. A further embodiment of the invention provides that the steel material between the first end face and the first channel opening has a lower hardness than in the partial section. In front of this section, which adjoins the channel or the channel opening towards the first end, the rolling track ends, which consequently extends axially at most to the edge of the channel opening that is closest to the first end.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die gehärtete Randschicht in dem Teilabschnitt eine von der Oberfläche aus radial zum Kern des Planetenbolzens vordringende Schichtdicke aufweist, welche in ihrem von der Kanalöffnung ausgehenden und mit der Längsachse axial gleichgerichteten Verlauf zum zweiten Ende hin abnimmt. A further embodiment of the invention provides that the hardened surface layer in the partial section has a layer thickness that penetrates radially from the surface towards the core of the planetary bolt, which decreases in its course starting from the channel opening and axially aligned with the longitudinal axis towards the second end.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Randschichtdicke der Randschicht an der Innenseite, also an einer an die Randschicht angrenzenden Seite der innenzylindrisch oder innenkonisch ausgeführten Kanalöffnung, mindestens zweimal so dick wie die Randschichtdicke an jeder einzelnen anderen Stelle ist. Dies gilt für den sich axial an die Innenseite axial in Richtung des zweiten Ende des Planetenbolzen anschließenden unmittelbar auf die Kanalöffnung folgenden Abschnitt der gehärteten Randschicht. A further embodiment of the invention provides that the edge layer thickness of the edge layer on the inside, i.e. on a side of the internally cylindrical or internally conical channel opening adjacent to the edge layer, is at least twice as thick as the edge layer thickness at every other individual point. This applies to the section of the hardened surface layer which is axially adjacent to the inside axially in the direction of the second end of the planetary pin and immediately follows the channel opening.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Randschicht an die Kanalöffnung und an den ersten Kanalabschnitt anschließt und dass die sich in Richtung des zweiten Endes erstreckende Randschicht in Richtung des ersten Endes an der Kanalöffnung und an dem ersten Kanalabschnitt endet. Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Ende an der ersten Stirnseite des Planetenbolzens einen aus dem Stahlwerkstoff gebildeten an der Stirnseite randseitig ausgebildeten sowie an der Stirnseite wulstartig axial hinausstehenden Bord aufweist, wobei die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt in Richtung der Stirnseite zumindest teilweise durch den Bord begrenzt sind. A further embodiment of the invention provides that the edge layer adjoins the channel opening and the first channel section and that the edge layer extending in the direction of the second end ends in the direction of the first end at the channel opening and at the first channel section. A further embodiment of the invention provides that the first end on the first end face of the planetary pin has a rim formed from the steel material and formed at the edge on the end face and protruding axially on the end face in the manner of a bead, with the channel opening and the first channel section in the direction of the end face are at least partially bounded by the board.
Einige o.g. Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend wie folgt kommentiert.Some of the above details of the invention are commented on below as follows.
Ein erster Kanalabschnitt des Kanals ist ausgehend von der Kanalöffnung an der Oberfläche des Planetenbolzens senkrecht zur axial ausgerichteten Längsachse des Planetenbolzens ausgerichtet und verläuft radial in Richtung der Längsachse, bis er in den zweiten Kanalabschnitt übergeht. Der erste Kanalabschnitt ist vorzugsweise eine Bohrung, welche senkrecht auf die Längsachse des Planetenbolzens gerichtet ist. Der Durchmesser des ersten Kanalabschnitts, welcher auch eine Fräsung sein kann, ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der Bohrung für den zweiten Kanalabschnitt des Schmierkanals. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich der Bohrer zur Herstellung des zweiten Kanalabschnitts besser ansetzen lässt. Starting from the channel opening on the surface of the planet pin, a first channel section of the channel is aligned perpendicularly to the axially aligned longitudinal axis of the planet pin and runs radially in the direction of the longitudinal axis until it merges into the second channel section. The first channel section is preferably a bore which is directed perpendicularly to the longitudinal axis of the planet pin. The diameter of the first channel section, which can also be a milling, is preferably larger than the diameter of the bore for the second channel section of the lubrication channel. The advantage of the invention is that the drill for producing the second channel section can be used better.
Darüber hinaus wird die Oberfläche des Planetenbolzens durch die dabei entstehende Fläche vergrößert, insbesondere dann, wenn wie mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, ein Öffnungsquerschnitt der Kanalöffnung an der Oberfläche größer ist als ein Durchlassquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts im Inneren des Planetenbolzens. Durch die Vergrößerung der Oberfläche mittels einer großzügigen senkrechten Bohrung und die Vermeidung von scharfen Kanten durch schräg verlaufende Bohrungen verteilt sich beim Härten, vorzugsweise beim Induktionshärten, örtlich in dem Teilabschnitt die Wärme besser im Material und es entstehen keine örtlichen Überhitzungen des Werkstoffs. In addition, the surface of the planet bolt is enlarged by the resulting area, in particular when, as is provided with one embodiment of the invention, an opening cross section of the channel opening on the surface is larger than a passage cross section of the second channel section inside the planet bolt. By enlarging the surface by means of a generous vertical hole and avoiding sharp edges by sloping holes, the heat is distributed better locally in the material during hardening, preferably induction hardening, and there is no local overheating of the material.
Die spitz zulaufenden Kanten mit geringer Wandstärke welche an der Öffnung schräg gebohrter Schmierkanäle vorbekannter Planetenbolzen entstehen, werden vermieden. Damit wird auch vermieden, dass das Materialgefüge beim Härten in den vergleichsweise zu den massiv ausgebildeten Bereichen des Planetenbolzens dünnwandigen Zonen überhitzt wird. Es wird dadurch wiederum vermieden, dass das Material an den Kanten brüchig wird und sich Kerben und Risse bilden, welche die Lebensdauer der Planetenbolzen verkürzen können. The tapered edges with low wall thickness, which occur at the opening of the lubricating channels drilled at an angle in previously known planetary bolts, are avoided. This also prevents the material structure from being overheated during hardening in the zones that are thin-walled in comparison to the solid regions of the planetary pin. This in turn avoids that Material at the edges becomes brittle and nicks and cracks form, which can shorten the life of the planetary pins.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Ende, vorzugsweise aber beide Enden, des Planetenbolzens mit einem umlaufenden Bord versehen sind, welcher entweder durch spanabhebende Verfahren aus einem Rundmaterial oder durch plastische Verformung ausgebildet wird. Ein derartiger Bord erleichtert die Sicherung des Planetenbolzens im Planetenträger, beispielsweise in einer Trägerwange, weil sich z.B. Material aus dem Bord oder der Bord für eine Formschlussverbindung mit dem Planetenträger einfacher umformen lässt als aus einer plan ausgeführten Stirnseite des Planetenbolzens. Der Bord weist also im Vergleich zu dem ansonsten massiven Gebilde des Planetenbolzens einen wesentlich geringeren Querschnitt auf. Aus dem Bord lässt sich deshalb zur Herstellung einer Verdrehsicherung oder Axialsicherung, die durch Bördeln oder Walzen des Bordes oder abschnittsweises Verformen (z.B. durch lokale Verstemmungen) entsteht, leichter Material verdrängen. One embodiment of the invention provides that at least one end, but preferably both ends, of the planetary bolt are provided with a circumferential rim, which is formed either by machining from a round material or by plastic deformation. Such a rim makes it easier to secure the planet bolt in the planet carrier, for example in a carrier cheek, because e.g. In comparison to the otherwise solid structure of the planet bolt, the rim therefore has a significantly smaller cross-section. Material can therefore be more easily expelled from the rim to produce an anti-twist or axial lock, which is created by flanging or rolling the rim or by deforming it in sections (e.g. by local caulking).
In der Schmiervorrichtung müssen der Schmierkanal und der Kanal der Schmiermittelzuführung exakt zueinander ausgerichtet sein, damit das Schmiermittel die Kanäle ungehindert passieren kann. Als Hilfe zur Orientierung der Öffnung des Schmierkanals und zur Ausrichtung der Schmiermittelzuführung beim Einsetzen des jeweiligen Planetenbolzens ist außerzentrisch zur Längsachse eine Markierung als axiale Vertiefung oder axiale Erhebung ausgebildet, welche dem Schmierkanal axial gegenüberliegt. In the lubricating device, the lubricating channel and the channel for supplying the lubricant must be precisely aligned with one another so that the lubricant can pass through the channels unhindered. As an aid to orienting the opening of the lubricating channel and to aligning the lubricant supply when inserting the respective planetary pin, a marking is formed as an axial depression or axial elevation, which is located axially opposite the lubricating channel, off-center to the longitudinal axis.
Der Planetenbolzen ist partiell randschichtgehärtet. Es wird also nur ein Teilabschnitt des Planetenbolzens mit einer Randschicht versehen. Diese Randschicht ist zumindest im Bereich der an dem Planetenbolzen ausgebildeten Wälzlaufbahn zumindest an dem Lagersitz konstant ist und bleibt über die Breite des Lagersitzes konstant. Im anderen Bereich bleibt der Stahl des Bolzens ungehärtet oder ist mit Zonen geringerer Härte versehen. Durch eine derartige Maßnahme wird zum einen die erforderliche Härte der Wälzlaufbahn abgesichert und zum anderen z.B. das vorstehend beschriebene plastische Verformen zur Sicherung des Planetenbolzens möglich bzw. erleichtert, weil beispielsweise der Bord weich bleibt. Darüber hinaus werden Kosten gespart. Gehärtet wird die Randschicht in einem Umfangsabschnitt, um damit die Wälzlaufbahn für die Lagerung des jeweiligen Planetenrades mit der notwendigen Härte zu versehen. Außerdem wird damit über den oben beschriebenen Sachverhalt hinaus ggf. an anderen Stellen das Risiko des Auftretens von den zuvor genannten Gefügeüberhitzungen vermieden, wenn ein Wärmeeintrag an dieser Stelle vermieden wird. The planetary pin is partially surface-hardened. So only a section of the planet pin is provided with a surface layer. This edge layer is constant at least on the bearing seat, at least in the region of the rolling track formed on the planetary pin, and remains constant over the width of the bearing seat. In the other area, the steel of the bolt remains unhardened or is provided with zones of lower hardness. Such a measure firstly ensures the required hardness of the roller raceway and secondly, for example, the above-described plastic deformation for securing the planet pin is possible or facilitated because, for example, the rim remains soft. Over and beyond costs are saved. The surface layer is hardened in a peripheral section in order to provide the roller raceway with the necessary hardness for the bearing of the respective planet wheel. In addition to the facts described above, the risk of the above-mentioned overheating of the structure possibly occurring at other points is avoided if heat input is avoided at this point.
Generell gilt: Axial ist unabhängig von der Lage der Achsen im Raum mit der Zentralachse des Planetengetriebes und den Längsachsen der Planetenbolzen parallel gleichgerichtet. Der jeweilige Planetenbolzen ist rotationssymmetrisch und zumindest am Lagersitz des Planetenrades auf dem Planetenbolzen außenzylindrisch. Dementsprechend ist die Längsachse des Planetenbolzens zugleich die Rotationsachse des Planetenrads. Radial ist dementsprechend quer zur Axialrichtung ausgerichtet. Radialebenen sind senkrecht von den vorgenannten Achsen durchstoßen. In general, the following applies: Regardless of the position of the axes in space, axial is parallel to the central axis of the planetary gear and the longitudinal axes of the planetary bolts. The respective planet pin is rotationally symmetrical and externally cylindrical at least at the bearing seat of the planet gear on the planet pin. Accordingly, the longitudinal axis of the planet bolt is also the axis of rotation of the planet wheel. Accordingly, radial is aligned transversely to the axial direction. Radial planes are perpendicularly pierced by the aforementioned axes.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Figur 1 zeigt ein Planetengetriebe 1 , welches einen Planetenträger 2, eine Schmiervorrichtung 5, Planetenräder 3 und für jedes der Planetenräder 3 jeweils ein Planetenlager 4 aufweist. Figure 1 shows a planetary gear 1, which has a planet carrier 2, a lubricating device 5, planetary gears 3 and for each of the planetary gears 3 in each case a planetary bearing 4.
Figur 2 zeigt ein Detail des mit Figur 1 dargestellten Planetengetriebes 1 nicht maßstäblich in einer vergrößerten Ansicht. FIG. 2 shows a detail of the planetary gear 1 shown in FIG. 1, not to scale, in an enlarged view.
Figur 3 zeigt einen Planetenbolzen 6, wie er mit den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, in einem Längsschnitt entlang seiner Längsachse 12 und nicht maßstäblich abgebildet. FIG. 3 shows a planetary pin 6, as shown in FIGS. 1 and 2, in a longitudinal section along its longitudinal axis 12 and is not shown to scale.
Figur 3a zeigt ein Detail des Planetenbolzens 6 mit Sicht in Richtung des Pfeiles auf die Kanalöffnung 11c. FIG. 3a shows a detail of the planetary pin 6 looking in the direction of the arrow onto the channel opening 11c.
Figur 3b zeigt den Querschnitt des zweiten Kanalabschnitts 11 b im Schnitt entlang der Linie X-X aus Figur 3. Figuren 1 und 2 - Das jeweilige Planetenlager 4 ist aus einem Planetenbolzen 6 und aus einem Lagersitz 7 gebildet. Der Lagersitz 7 ist durch die außenzylindrische Oberfläche 6c des Planetenbolzens 6, ein Nadellager 15 und eine innenzylindrische erste Wälzlaufbahn 3a an der Innenfläche des jeweiligen Planetenrades 3 gebildet. An dem Planetenbolzen 6 ist eine außenzylindrische zweite Wälzlaufbahn 6g für die Nadeln des Nadellagers 15 des Planetenrades 3 ausgebildet. Figure 3b shows the cross section of the second channel section 11b along the line XX from Figure 3. Figures 1 and 2 - The respective planetary bearing 4 is formed from a planetary pin 6 and a bearing seat 7. The bearing seat 7 is formed by the outer cylindrical surface 6c of the planet pin 6, a needle bearing 15 and an inner cylindrical first roller track 3a on the inner surface of the respective planet wheel 3. On the planetary bolt 6, an externally cylindrical second roller track 6g for the needles of the needle bearing 15 of the planetary wheel 3 is formed.
Das jeweilige Planetenlager 4 weist weiterhin ein erstes Bolzenlager 8 zur Lagerung des Planetenbolzens 6 an einer ersten Trägerwange 13 des Planetenträgers 2 und ein zweites Bolzenlager 16 zur Lagerung des Planetenbolzens 6 an einer zweiten Trägerwange 14 des Planetenträgers 2 auf. The respective planet bearing 4 also has a first pin bearing 8 for mounting the planet pin 6 on a first carrier cheek 13 of the planet carrier 2 and a second pin bearing 16 for mounting the planet pin 6 on a second carrier cheek 14 of the planet carrier 2 .
Die Schmiervorrichtung 5 ist aus einer Schmiermittelzuführung 10 pro Planetenrad 3 und einem Schmierkanal 11 pro Planetenrad 3 gebildet. The lubricating device 5 is formed from a lubricant feed 10 per planet wheel 3 and a lubricating channel 11 per planet wheel 3 .
Figur 2 - An dem jeweiligen Bolzenlager 8 bzw. 16 sitzt ein Ende 6a bzw. 6d des Planetenbolzens 6 in einem Loch 13a bzw. 14a einer der Trägerwangen 13 bzw. 14. Das jeweilige Loch 13a, 14a ist eine innenzylindrische Bohrung. FIG. 2 - On the respective pin bearing 8 or 16, one end 6a or 6d of the planetary pin 6 sits in a hole 13a or 14a of one of the carrier cheeks 13 or 14. The respective hole 13a, 14a is an internal cylindrical bore.
Figuren 2 und 3 - Das erste Ende 6a des Planetenbolzens 6 weist an einer ersten Stirnseite 6b des Planetenbolzens 6 einen aus einem Material des Planetenbolzens 6 gebildeten und randseitig der Stirnseite 6b sowie axial über die Stirnseite 6b hinausstehenden Bord 6e auf. Der Bord 6e umrandet radial umfangsseitig eine Mulde, wobei an der Stirnseite 6b in deren Zentrum eine axiale Zentrierbohrung 20 ausgebildet ist. FIGS. 2 and 3 - The first end 6a of the planetary bolt 6 has on a first end face 6b of the planetary bolt 6 a rim 6e formed from a material of the planetary bolt 6 and protruding at the edge of the end face 6b and axially beyond the end face 6b. The rim 6e radially surrounds a trough on the peripheral side, with an axial centering bore 20 being formed in the center of the end face 6b.
Figur 2 - Der Bord 6e sitzt form-kraftschlüssig mit einer Presspassung oder formschlüssig mit einer Übergangspassung in dem Loch 13a und ist mit Formschlusssicherungen 22 gegen Verdrehen um die Längsachse 11 und gegen axiales Verschieben aus dem Bolzenlager 8 gesichert. Die Formschlusssicherung 22 ist durch plastisch aus dem Bord 6e verdrängtes Material gebildet, welches in Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 23 am Rand des jeweiligen Lochs 13a verdrängt ist. FIG. 2 - The rim 6e sits positively with a press fit or positively with a transition fit in the hole 13a and is secured with positive locking devices 22 against rotation about the longitudinal axis 11 and against axial displacement from the pin bearing 8. The positive locking device 22 is formed by plastically displaced material from the rim 6e, which is displaced into recesses or indentations 23 at the edge of the respective hole 13a.
Figuren 2 und 3 - Das zweite Ende 6d mit der zweiten Stirnseite 6f ist hinsichtlich seiner Gestaltung mit dem ersten Ende 6a vergleichbar, wobei jedoch die Stirnseite 6f zusätzlich eine Markierung 17 in Form eines gebohrten Sackloches aufweist. Die gedachte Verlängerung (Strich-Punkt-Linie) der Symmetrielinie 21 dieser Bohrung schneidet die Mittelachse 19 des zweiten Kanalabschnitts 11 b, d.h. , das Zentrum der Markierung 17 liegt dem Schmierkanal 11 exakt axial gegenüber. Figures 2 and 3 - The second end 6d with the second end face 6f is comparable in terms of its design with the first end 6a, but with the end face 6f additionally has a marking 17 in the form of a drilled blind hole. The imaginary extension (dash-dot line) of the line of symmetry 21 of this bore intersects the central axis 19 of the second channel section 11b, ie the center of the marking 17 is located exactly axially opposite the lubricating channel 11 .
Figur 2 -Bei der Montage des Planetenbolzens 6 wird die Markierung 17 exakt zu einer weiteren in den Darstellungen aber nicht sichtbaren Markierung an der Trägerwange 14 ausgerichtet, so dass die Öffnung 10a der Schmiermittelzuführung 10 und die Kanalöffnung 11c exakt für Strömungsmittel durchlässig zueinander ausgerichtet sind. Die Schmiermittelzuführung 10 ist ein Kanal. Dieser Kanal erstreckt sich radial, d.h. quer zur Zentralachse 18 des Planetengetriebes 1 (vgl. Figur 1 ) bzw. zur Längsachse 12, in der Wandung der Trägerwange 13 und durch die erste Trägerwange 13 bis hin zur Kanalöffnung 11c des ersten Kanalabschnitts 11a so erstreckt, dass eine diese Öffnung 10a der Schmiermittelzuführung 10 der Kanalöffnung 11c strömungstechnisch gegenüberliegt. Figure 2 - When the planetary bolt 6 is installed, the marking 17 is aligned exactly with another marking on the carrier cheek 14 that is not visible in the illustrations, so that the opening 10a of the lubricant feed 10 and the channel opening 11c are aligned exactly with one another so that they are permeable to fluid. The lubricant feed 10 is a channel. This channel extends radially, i.e. transversely to the central axis 18 of the planetary gear 1 (see FIG. 1) or to the longitudinal axis 12, in the wall of the carrier cheek 13 and through the first carrier cheek 13 to the channel opening 11c of the first channel section 11a in such a way that that one of these openings 10a of the lubricant feed 10 is opposite the channel opening 11c in terms of flow.
Figuren 2 und 3 - Der zweite Kanalabschnitt 11 b des Schmierkanals 11 geht in einen dritten Kanalabschnitt 11 d über, welcher den gleichen Querschnitt wie der zweite Kanalabschnitt 11 b aufweist aber als Bohrung radial, d.h. quer zur Längsachse 12 ausgerichtet ist und in die außenzylindrische Wälzlaufbahn 6g des Nadellagers 15 mündet. Der zweite Kanalabschnitt 11 b kreuzt die Längsachse 12. In diesem Fall kreuzt die Mittelachse 19 des zweiten Kanalabschnitts 11 b die Längsachse 12 des Planetenbolzens 6. Figures 2 and 3 - The second channel section 11b of the lubrication channel 11 merges into a third channel section 11d, which has the same cross section as the second channel section 11b but is oriented radially as a bore, i.e. transversely to the longitudinal axis 12, and into the outer cylindrical rolling track 6g of the needle bearing 15 opens. The second channel section 11b crosses the longitudinal axis 12. In this case, the central axis 19 of the second channel section 11b crosses the longitudinal axis 12 of the planet bolt 6.
Figur 3a -Die erste Kanalöffnung 11c und damit der Öffnungsquerschnitt Q1 sind an der Oberfläche des Planetenbolzens 6 von einer Konturlinie K umrandet, welche anteilig einerseits durch einen Teilkreis T der radialen Bohrung und andererseits durch einen Abschnitt E einer Ellipse beschrieben ist. Die radiale Bohrung wird ausgeführt, um den ersten Kanalabschnitt 11a zu erzeugen. Die Ellipse E entsteht in der Ansicht durch den schrägen Verlauf des eigentlich zylindrischen Schmierkanals 11. Figure 3a - The first channel opening 11c and thus the opening cross section Q1 are surrounded by a contour line K on the surface of the planetary bolt 6, which is partially described on the one hand by a pitch circle T of the radial bore and on the other hand by a section E of an ellipse. The radial drilling is carried out to create the first channel section 11a. The ellipse E is created in the view by the oblique course of the actually cylindrical lubricating channel 11.
Figur 3b - Der Öffnungsquerschnitt Q2 ist durch einen Kreis beschrieben, der die schräge Bohrung zur Herstellung des Schmierkanals 11 an dem zweiten Kanalabschnitt 11 b umrandet. Der Öffnungsquerschnitt bzw. Durchlassquerschnitt Q1 der Öffnung 11 c ist, als von den Linien T und E umrandete Fläche betrachtet, größer als ein kreisflächenförmig ausgebildeter Durchlassquerschnitt Q2 des zweiten Kanalabschnitts 11 b. FIG. 3b—The opening cross section Q2 is described by a circle that borders the oblique bore for producing the lubricating channel 11 on the second channel section 11b. The opening cross-section or passage cross-section Q1 of the opening 11c, viewed as the area bordered by the lines T and E, is larger than a passage cross-section Q2 of the second channel section 11b designed in the shape of a circular area.
Figur 3 - Das Material des Planetenbolzens ist ein Stahlwerkstoff. Der Stahlwerkstoff ist in einem axial zwischen den Radialebenen E1 und E2 verlaufenden und mit den Dicken D1 und D in die Tiefe gehenden zylindrischen Teilabschnitt TA der außenzylindrischen Oberfläche 6c des Planetenbolzens 6 mit einer gehärteten Randschicht HR versehen, in welcher der Werkstoff des Planetenbolzens 6 härter ist als der sich an die Randschicht HR anschließende Stahlwerkstoff der an die Randschicht anschließenden Bereiche des Planetenbolzens 6. Diese Randschicht HR weist eine Dicke D auf, welche von der Oberfläche des Planetenbolzens 6 aus senkrecht, d.h. in radiale Richtung zur Längsachse 12 des Planetenbolzens 6 hin, gemessen wird. Die Radialebenen E1 und E2 verlaufen in der Darstellung Figur 3 senkrecht in die Bildebene hinein und sind senkrecht von der in dieser Darstellung in der Bildebene axial verlaufenden Längsachse 12 des Planetenbolzens 6 durchstochen. Figure 3 - The material of the planet pin is a steel material. The steel material is provided with a hardened surface layer HR in a cylindrical section TA of the outer cylindrical surface 6c of the planetary bolt 6, which extends axially between the radial planes E1 and E2 and has a depth of thicknesses D1 and D, in which the material of the planetary bolt 6 is harder as the steel material adjoining the surface layer HR of the areas of the planetary bolt 6 adjoining the surface layer. This surface layer HR has a thickness D, which extends perpendicularly from the surface of the planetary bolt 6, i.e. in the radial direction toward the longitudinal axis 12 of the planetary bolt 6. is measured. The radial planes E1 and E2 run perpendicularly into the plane of the drawing in FIG. 3 and are pierced perpendicularly by the longitudinal axis 12 of the planetary pin 6 running axially in the plane of the drawing in this drawing.
Die Kanalöffnung 11 c und der erste Kanalabschnitt 11 a sind in Richtung der Stirnseite 6b hin zumindest teilweise durch die in dem ersten Kanalabschnitt 11 a ausgebildete Rückseite 6h des Bordes 6e begrenzt. Zur anderen Seite hin, also in Richtung der zweiten Stirnseite 6f, sind die Kanalöffnung 11 c und der erste Kanalabschnitt 11 a zumindest teilweise durch eine Zone der Randschicht HR begrenzt. Der erste Kanalabschnitt 11a ist innen durch eine teils innenzylindrisch teils innenkonisch ausgebildete Oberfläche begrenzt. An dieser Oberfläche ist eine Innenseite 11 e ausgebildet, welche von der gehärteten Randschicht HR betroffen ist und an welche sich die gehärtete Randschicht HR anschließt. Diese Innenseite 11e ist axial über den ersten Kanalabschnitt 11 a hinweg auf die Rückseite der ersten Stirnseite 6b gerichtet. Außerdem endet die Randschicht HR an der Kanalöffnung 11 c an der Innenseite 11 e, so dass das Material des Planetenbolzens 6 in dem Bereich zwischen dem Kanalabschnitt 11a und der Stirnseite 6b, also auch des Bordes 6e insgesamt nicht gehärtet ist. Die Randschicht HR weist an der Innenseite und in deren Nachbarschaft eine Dicke D1 auf, die an der Innenseite (11 e) der Kanalöffnung (11 c) mindestens zweimal so dick ist wie die Randschichtdicke (D) an beliebigen Stellen im weiteren Verlauf der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA). Die Randschicht HR weist in ihrem Verlauf eine Zone der axialen Breite B mit einer konstanten Randschichtdicke D auf, an welcher außen eine außenzylindrische Wälzlaufbahn 6g ausgebildet ist. The channel opening 11c and the first channel section 11a are delimited in the direction of the end face 6b at least partially by the rear side 6h of the rim 6e formed in the first channel section 11a. Towards the other side, ie in the direction of the second end face 6f, the channel opening 11c and the first channel section 11a are at least partially delimited by a zone of the edge layer HR. The first channel section 11a is delimited on the inside by a surface which is partly internally cylindrical and partly internally conical. An inner side 11e is formed on this surface, which is affected by the hardened surface layer HR and to which the hardened surface layer HR adjoins. This inner side 11e is directed axially beyond the first channel section 11a to the rear side of the first end face 6b. In addition, the edge layer HR ends at the channel opening 11c on the inside 11e, so that the material of the planet pin 6 is not hardened in the area between the channel section 11a and the end face 6b, ie also of the rim 6e as a whole. The edge layer HR has a thickness D1 on the inside and in its vicinity, which is at least twice as thick on the inside (11e) of the channel opening (11c) as the edge layer thickness (D). any point in the course of the hardened surface layer (HR) of the section (TA). The surface layer HR has a zone of axial width B with a constant surface layer thickness D, on which an outer cylindrical rolling track 6g is formed on the outside.
Bezugszeichen Reference sign
1 Planetengetriebe 1 planetary gear
2 Planetenträger 2 planet carriers
3 Planetenrad 3 planet wheel
3a erste Wälzlaufbahn 3a first rolling track
4 Planetenlager 4 planetary bearings
5 Schmiervorrichtung 5 lubricator
6 Planetenbolzen 6 planet bolts
6a erstes Ende des Planetenbolzens 6a first end of the planet bolt
6b erste Stirnseite 6b first face
6c Oberfläche 6c surface
6d zweites Ende des Planetenbolzens 6d second end of planet bolt
6e Bord 6e board
6f zweite Stirnseite 6f second face
6g außenzylindrische zweite Wälzlaufbahn 6g external cylindrical second rolling track
6h Rückseite des Bordes 6h back of board
7 Lagersitz 7 bearing seat
8 erstes Bolzenlager 8 first bolt bearing
9 Formschlussverbindung 9 positive connection
10 Schmiermittelzuführung 10 lubricant feed
10a Öffnung der Schmiermittelzuführung 10a Lubricant supply opening
11 Schmierkanal 11 lubrication channel
11 a erster Kanalabschnitt 11 a first channel section
11 b zweiter Kanalabschnitt 11 b second channel section
11 c Kanalöffnung 11 c canal opening
11 d dritter Kanalabschnitt 11 d third canal section
11 e Innenseite der Kanalöffnung 11 e inside of the channel opening
12 Längsachse des Planetenbolzens/Rotationsachse des Planetenrades12 Longitudinal axis of the planetary pin/rotational axis of the planetary wheel
13 erste Trägerwange 13 first beam cheek
13a Loch 14 zweite Trägerwange 13a hole 14 second carrier cheek
15 Nadellager 15 needle bearings
16 zweites Bolzenlager 16 second pin bearing
16a Loch 17 Markierung 16a hole 17 mark
18 Zentralachse des Planetengetriebes18 Central axis of the planetary gear
19 Mittelachse des zweiten Kanalabschnitts19 Central axis of the second canal section
20 Zentrierbohrung 20 center hole
21 Symmetrielinie 22 Formschlusssicherung 21 Line of symmetry 22 Positive locking device
23 Ausnehmung bzw. Vertiefung 23 recess or depression
E1 , E2 Radialebene E1 , E2 radial plane
TA Teilabschnitt TA section
HR gehärtete Randschicht D Dicke der Randschicht HR hardened surface layer D Thickness of the surface layer
D1 Dicke der Randschicht D1 Thickness of the surface layer

Claims

Patentansprüche Planetengetriebe (1 ) wenigstens einen Planetenträger (2), ein Planetenrad (3), ein Planetenlager (4) und eine Schmiervorrichtung (5) aufweisend, wobeiClaims Planetary gear (1) having at least one planet carrier (2), a planet wheel (3), a planetary bearing (4) and a lubricating device (5), wherein
- das Planetenlager (4) mindestens einen Planetenbolzen (6) und einen Lagersitz (7) des Planetenrades (3) auf dem Planetenbolzen (6) sowie ein erstes Bolzenlager (8) zur Lagerung des Planetenbolzens (6) am Planetenträger (2) aufweist, - the planet bearing (4) has at least one planet pin (6) and a bearing seat (7) of the planet wheel (3) on the planet pin (6) and a first pin bearing (8) for mounting the planet pin (6) on the planet carrier (2),
- der Planetenbolzen (6) mit einem ersten Ende (6a) in dem ersten Bolzenlager (8) gelagert ist, - the planet pin (6) is mounted with a first end (6a) in the first pin bearing (8),
- die Schmiervorrichtung (5) wenigstens aus einer Schmiermittelzuführung (10) und einem sich in dem Planetenbolzen (6) von der Schmiermittelzuführung (10) zu dem Lagersitz (7) erstreckenden Schmierkanal (11 ) des Planetenbolzens (6) gebildet ist, - the lubricating device (5) is formed from at least one lubricant supply (10) and a lubricating channel (11) of the planetary bolt (6) extending in the planetary bolt (6) from the lubricant supply (10) to the bearing seat (7),
- eine erste Öffnung (10a) der Schmiermittelzuführung (10) einer Kanalöffnung (11c) des Schmierkanals (11 ) strömungstechnisch durchlässig gegenüberliegt, - A first opening (10a) of the lubricant feed (10) is opposite a channel opening (11c) of the lubrication channel (11) in a fluidically permeable manner,
- ein erster Kanalabschnitt (11 a) des Schmierkanals (11 ) ausgehend von der Kanalöffnung (11c) in radialer Richtung senkrecht auf eine axial ausgerichtete Längsachse (12) des Lagersitzes (7) zu verläuft, - A first channel section (11a) of the lubricating channel (11), starting from the channel opening (11c), runs in the radial direction perpendicularly to an axially aligned longitudinal axis (12) of the bearing seat (7),
- ein in den ersten Kanalabschnitt (11a) übergehender zweiter Kanalabschnitt (11 b) des Schmierkanals (11 ) zu der Längsachse (12) geneigt verläuft, - a second channel section (11b) of the lubricating channel (11) merging into the first channel section (11a) runs inclined to the longitudinal axis (12),
- ein Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in einem Teilabschnitt (TA) an einer außenzylindrischen Oberfläche (6c) des Planetenbolzens (6) mit einer gehärteten Randschicht (HR) versehen ist und wobei der Teilabschnitt (TA) sich zwischen dem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) zumindest über eine axiale Breite (B) des Lagersitzes (7) hin erstreckt, - a steel material of the planet bolt (6) is provided with a hardened surface layer (HR) in a section (TA) on an external cylindrical surface (6c) of the planet bolt (6) and the section (TA) extends between the first end (6a) and a second end (6d) of the planetary pin (6) extends at least over an axial width (B) of the bearing seat (7),
- der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in der gehärteten Randschicht (HR) härter ist als der sich an die Randschicht (HR) anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6), dadurch gekennzeichnet, dass - the steel material of the planetary bolt (6) in the hardened surface layer (HR) is harder than the steel material of the planetary bolt (6) adjoining the surface layer (HR), characterized in that
- sich der Teilabschnitt (TA) an einer von der ersten Stirnseite (6b) abgewandten Seite der Kanalöffnung (11c) und des ersten Kanalabschnitts (11a) anschließt, - the partial section (TA) adjoins the channel opening (11c) and the first channel section (11a) on a side facing away from the first end face (6b),
- die gehärtete Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA) von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Randschichtdicken (D, D1 ) aufweist, wobei die Randschichtdicke (D) in ihrem Verlauf von der Kanalöffnung (11c) aus zum zweiten Ende (6d) hin im Vergleich zur unmittelbar an die Kanalöffnung (11c) angrenzenden Randschichtdicke (D1 ) des Teilabschnitts (TA) geringer ist. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Randschichtdicke (D) zumindest im Bereich einer Wälzlaufbahn (6g) über die Breite (B) der Wälzlaufbahn (6g) für ein Wälzlager zur Lagerung des Planetenrades (3) auf dem Planetenbolzen (6) konstant ist. Planetengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt (11 b) die Längsachse (12) kreuzt und an dem Teilabschnitt (TA) in den Lagersitz (7) mündet. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bord (6e) an einer ersten Stirnseite (6b) des Planetenbolzens (6) ausgebildet ist, wobei der Bord (6e) aus dem Stahlwerkstoff gebildet ist, seitens des Bolzenlagers (8) an der ersten Stirnseite (6b) randseitig ausgebildet ist sowie axial über die erste Stirnseite (6b) hinaus steht, und dass der Bord (6e) in einer Formschlussverbindung (9) mit dem Planetenträger (2) steht. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an einer von der ersten Stirnseite (6) abgewandten zweiten Stirnseite (6f) des Planetenbolzens (6) eine Markierung (17) ausgebildet ist, und wobei die Markierung (17) außerzentrisch zur Rotationsachse (12) des Planetenrades (3) in einer durch die Öffnung (10a) der Schmiermittelzuführung (10) und - 16 - zugleich axial mit der Längsachse (12) gleichgerichtet verlaufenden Längsebene liegt. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführung (10) in dem Planetenträger (2) ausgebildet ist. Planetenbolzen (6) mit einer zwischen einem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) ausgebildeten außenzylindrischen Oberfläche (6c) sowie mit einem Schmierkanal (11 ), wobei der Schmierkanal (11 ) mit einer Kanalöffnung (11 c) versehen ist, und wobei ein erster Kanalabschnitt (11 a) des Schmierkanals (11 ) ausgehend von der Kanalöffnung (11 c) in radialer Richtung senkrecht auf die axial ausgerichtete Längsachse (12) des Planetenbolzens (6) zu verläuft, sowie von dem ersten Kanalabschnitt (11 a) ausgehend ein zweiter Kanalabschnitt (11 b) des Schmierkanals (11 ) zu der Längsachse (12) geneigt verläuft, und wobei ein Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in einem sich zwischen dem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) axial erstreckenden Teilabschnitt (TA) der außenzylindrischen Oberfläche (6c) des Planetenbolzens (6) mit einer gehärteten Randschicht (HR) versehen ist, wobei der Stahlwerkstoff in der gehärteten Randschicht (HR) härter ist als der sich an die Randschicht (HR) anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalöffnung (11 c) und/oder der erste Kanalabschnitt (11 a) an einer axial in Richtung des ersten Endes (6a) gerichteten Innenseite (11 e) des Schmierkanals (11 ) von der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA) begrenzt ist. Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungsquerschnitt (Q1 ) der Kanalöffnung (11 c) größer ist als ein Durchlassquerschnitt (Q2) des zweiten Kanalabschnitts (11 b). Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff zwischen der ersten Stirnseite (6b) und der ersten - 17 - - the hardened surface layer (HR) in the partial section (TA) has surface layer thicknesses (D, D1) measured radially from the surface in the direction of the longitudinal axis, the surface layer thickness (D) extending from the channel opening (11c) to the second end (6d) in comparison to the edge layer thickness (D1) of the section (TA) immediately adjacent to the channel opening (11c). Planetary gear according to Claim 1, characterized in that the surface layer thickness (D) is constant at least in the area of a rolling track (6g) over the width (B) of the rolling track (6g) for a rolling bearing for mounting the planet wheel (3) on the planet pin (6). is. Planetary gear (1) according to claim 1, characterized in that the second channel section (11b) crosses the longitudinal axis (12) and at the section (TA) opens into the bearing seat (7). Planetary gear according to Claim 1, characterized in that a rim (6e) is formed on a first end face (6b) of the planetary bolt (6), the rim (6e) being formed from the steel material on the side of the bolt bearing (8) on the first End face (6b) is formed at the edge and axially beyond the first end face (6b) and that the rim (6e) is in a positive connection (9) with the planet carrier (2). Planetary gear according to Claim 1, characterized in that a marking (17) is formed on a second end face (6f) of the planetary bolt (6) facing away from the first end face (6), and the marking (17) is eccentric to the axis of rotation (12) of the planet wheel (3) in a through the opening (10a) of the lubricant supply (10) and - 16 - at the same time lies axially with the longitudinal axis (12) running in the same direction as the longitudinal plane. Planetary gear according to claim 1, characterized in that the lubricant supply (10) is formed in the planet carrier (2). Planetary pin (6) with an external cylindrical surface (6c) formed between a first end (6a) and a second end (6d) of the planetary pin (6) and with a lubricating channel (11), the lubricating channel (11) having a channel opening (11 c), and wherein a first channel section (11 a) of the lubricating channel (11) runs from the channel opening (11 c) in the radial direction perpendicularly to the axially aligned longitudinal axis (12) of the planetary pin (6), and from the first channel section (11 a) starting from a second channel section (11 b) of the lubrication channel (11) runs inclined to the longitudinal axis (12), and wherein a steel material of the planet pin (6) is located between the first end (6a) and a second End (6d) of the planetary pin (6) axially extending section (TA) of the outer cylindrical surface (6c) of the planetary pin (6) is provided with a hardened surface layer (HR), the steel material in the hardened surface layer (HR) being harder than the The steel material of the planetary pin (6) adjoining the surface layer (HR), characterized in that the channel opening (11 c) and/or the first channel section (11 a) has an inner side (11 e) the lubricating channel (11) is delimited by the hardened surface layer (HR) of the section (TA). Planet pin according to Claim 7, characterized in that an opening cross section (Q1) of the channel opening (11c) is larger than a passage cross section (Q2) of the second channel section (11b). Planet pin according to claim 7, characterized in that the steel material between the first end face (6b) and the first - 17 -
Kanalöffnung (11 ) eine geringere Härte aufweist als die Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA). Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gehärtete Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA) eine von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Randschichtdicken (D, D1 ) aufweist, wobei die Randschichtdicke (D) in ihrem von der Kanalöffnung (11 c) aus zum zweiten Ende (6d) hin erstreckenden Verlauf in allen anderen Bereichen des Teilabschnitt (TA) im Vergleich zur Randschichtdicke (D1 ) an der Kanalöffnung (11 c) geringer ist. Planetenbolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschichtdicke (D1 ) der Randschicht (HR) an der Innenseite (11 e) der Kanalöffnung (11 c) mindestens zweimal so dick ist wie die Randschichtdicke (D) an beliebigen Stellen im weiteren Verlauf der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA). Planetenbolzen (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Randschicht (HR) an die Kanalöffnung (11c) und an den ersten Kanalabschnitt (11 a), und dabei unmittelbar an der Kanalöffnung (11 c) beginnend, sich in Richtung des zweiten Endes (6d) erstreckt. Planetenbolzen nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6a) an einer ersten Stirnseite (6b) des Planetenbolzens (6) einen aus dem Stahlwerkstoff gebildeten sowie an der Stirnseite (6b) wulstartig axial hinausstehenden Bord (6e) aufweist, wobei die Kanalöffnung (11 c) und der erste Kanalabschnitt (11 a) in Richtung der Stirnseite (6b) zumindest teilweise durch den Bord (6e) begrenzt sind. Channel opening (11) has a lower hardness than the surface layer (HR) in the section (TA). Planetary pin according to Claim 7, characterized in that the hardened surface layer (HR) in the partial section (TA) has a surface layer thickness (D, D1) measured radially from the surface in the direction of the longitudinal axis, the surface layer thickness (D) in its from the Channel opening (11 c) from the second end (6d) extending towards course in all other areas of the section (TA) compared to the surface layer thickness (D1) at the channel opening (11 c) is smaller. Planet pin according to Claim 10, characterized in that the surface layer thickness (D1) of the surface layer (HR) on the inside (11e) of the channel opening (11c) is at least twice as thick as the surface layer thickness (D) at any desired points in the further course of the hardened surface layer (HR) of the section (TA). Planetary pin (6) according to Claim 6, characterized in that the edge layer (HR) extends to the channel opening (11c) and to the first channel section (11a), starting directly at the channel opening (11c), in the direction of the second end (6d). Planetary pin according to Claim 8, 9, 10 or 11, characterized in that the first end (6a) on a first end face (6b) of the planetary pin (6) has a rim ( 6e), wherein the channel opening (11c) and the first channel section (11a) are at least partially delimited by the rim (6e) in the direction of the end face (6b).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1019111A (en) 1996-06-28 1998-01-23 Jatco Corp Planetary gear device and its manufacture
US10428929B2 (en) * 2018-02-05 2019-10-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Composite planetary staking pin with lubrication feed feature

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