WO2023237143A1

WO2023237143A1 - Getriebevorrichtung mit einem spielfreien untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: WO2023237143A1
Application number: PCT/DE2023/100176
Authority: WO
Inventors: Frank Klünder
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2022-06-08
Filing date: 2023-03-07
Publication date: 2023-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (1) zumindest aufweisend einen Planetentrieb (2), in dem Planetenwellen (6) an wenigstens einer ersten Lagerstelle (8) mit einem Wälzlager (26) gelagert sind, dessen Zylinderrollen (13) direkt an dem Planetenträger (3) ablaufen.

Description

Getriebevorrichtunq mit einem spielfreien Untersetzungsgetriebe

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung zumindest aufweisend einen Planetentrieb mit wenigstens einem Planetenträger, mindestens einem ersten Planetenrad, wenigstens einem zweiten Planetenrad und zumindest einer Planetenwelle, wobei die Planetenräder koaxial zueinander auf einer Planetenachse ausgerichtet auf der Planetenwelle sitzen, die Planetenwelle an wenigstens einer ersten Lagerstelle in dem Planetentrieb gelagert ist, die erste Lagerstelle mit wenigstens einem ersten Planetenwellenlager versehen ist sowie die Planetenwelle mittels des ersten Planetenwellenlagers um eine Planetenachse rotierbar an dem Planetenträger gelagert ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige als Untersetzungsgetriebe bzw. Speed-Reducer bekannte Getriebevorrichtungen sind oft in Stellantrieben der Robotertechnik eingesetzt, in welchen die Stellmechanik durch elektrische Maschinen angetrieben wird. Zweck dieser Getriebevorrichtungen ist die Untersetzung der relativ hohen Antriebsdrehzahlen der elektrischen Maschinen. Diese Getriebevorrichtungen weisen Planetentriebe mit mehreren sogenannten Doppel- bzw. Stufenplaneten auf. Eine derartige Getriebevorrichtung geht aus der US 10 352 400 B2 hervor. Die Stufenplaneten weisen jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad an einer Planetenwelle auf. Eines der Planetenräder ist als Planetenritzel und einteilig mit der Planetenwelle ausgeführt. Der Planetentrieb ist in dem Fall mit vier der Stufenplaneten versehen, die mit radialem Abstand zur Zentralachse des Planetentriebs angeordnet sind. Ein Satz aus den ersten Plane- tenrädern steht mit einem Eingangssonnenrad im Zahneingriff. Ein Satz aus den Planetenritzeln steht mit einem Hohlrad der Getriebevorrichtung im Zahneingriff. Die Planetenwellen sind mit Wälzlagern an einem Planetenträger gelagert. Der jeweilige Außenring der Wälzlager weist zwei Borde auf und ist in dem Planetenträger festgesetzt. Der jeweilige Innenring der Wälzlager sitzt auf der Planetenwelle und ist ohne Borde ausgeführt. Die Getriebevorrichtungen der Gattung müssen spielfrei arbeiten und sind deshalb in sich vorgespannt. In dem betrachteten Beispiel nach US 10 352 400 B2 werden für diesen Zweck die Außenkonturen der Zahnköpfe der Verzahnungen der Planetenritzel konisch ausgeführt und gegen Verzahnung des Hohlrades die jeweilige Planetenwelle axial vorgespannt. Zu diesem Zweck ist stirnseitig der jeweiligen Planetenwelle eine Vorspannrichtung zwischen dem Planetenträger und der Planetenwelle eingespannt, welche die außen schräg ausgeführte Verzahnung in die des Hohlrades dauerhaft spielfrei ineinander schiebt. Dieses System funktioniert selbstnachstellend, weil die Planetenwelle mit Loslagern um einen gewissen Schiebeweg axial verlagerbar in dem Planetenträger gelagert ist. Die Zylinderrollen sind axial zwischen den Borden des Außenrings geführt, so dass deren axiale Position gegenüber dem Planetenträger fix gehalten ist. Der Innenring weist keine Borde aus, so dass die Zapfen der Planetenwelle mit dem Innenring in der Loslagerfunktion gegenüber den an den Borden gehaltenen Wälzkörpern um den Verschiebeweg verschiebbar sind.

In anderen, zum Beispiel aus der CN 1005 351 459 A bekannten Anordnungen der Gattung, sind die Zapfen der Planetenwellen im Planetenträger gleitgelagert und an dieser Stelle axial verschiebbar mit einer Vorspanneinrichtung vorgespannt.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung zu schaffen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.

Die Aufgabe ist mit einer Getriebevorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Danach ist vorgesehen, dass das erste Planentenwellenlager ein erstes Wälzlager mit wenigstens einer Reihe ersten Zylinderrollen und einer direkt an dem Planetenträger ausgebildeten ersten Innenlaufbahn ist. Die Innenlaufbahn weist eine innenzylindrische Fläche auf. Die Zylinderrollen laufen radial außen an der innenzylindrischen Fläche ab. Radial ist senkrecht zur Planetenachse definiert. Die Planetenachse ist unabhängig von ihrer Lage im Raum als axial ausgerichtet definiert. Die die Rotationsachse bzw. Wälzachse der Zylinderrollen ist vorzugsweise parallel zur Planetenachse ausgerichtet. Die Grundform von Zylinderrollen ist generell als zylindrisch definiert - jedoch sind Abweichungen von der idealen zylindrischen Form in der Definition „Zylinderrollen“ eingeschlossen. Derartige Abweichungen sind z.B., dass die Übergänge der Zylinderrollen aus ihren Mantelflächen in die ihre Stirnseiten von der zylindrischen Form abweichen können. In dem Falle sind die Zylinderrollen zum Beispiel ballig endprofiliert. Der Anteil der Balligkeiten an der Gesamtlänge der jeweiligen Zylinderrolle kann sehr gering sein, beispielsweise in Bereichen von wenigen Hundertsteln liegen, oder deren gesamte Rollenlänge erfassen und so also auch sogenannte Tonnenrollen definieren. Balligkeiten sind durch gekrümmt verlaufende aber auch geneigt verlaufende und auch als von der axialen Richtung abweichend verlaufende Geraden ausgeführte Konturlinien und durch Kombinationen dieser definiert. Die Stirnseiten der Zylinderrollen sind wahlweise Kreisflächen oder auch axial ballig hervorstehend ausgeführt. Zylinderrollen sind in Sinne dieser Erfindung Rollen, deren „Länge zur Breite“- Verhältnis sowohl im Sinne der klassischen Definition für Zylinderrollen kleiner oder gleich dem Zahlenwert 2,5 als auch im Sinne der Definition von Nadeln größer als 2,5 ist.

Die Zylinderrollen sind in einer Reihe angeordnet, wenn diese zueinander in Umfangsrichtung benachbart hintereinander um die Rotationsachse angeordnet sind und im Betrieb auch so an den Laufbahnen ablaufen. Alternativ weist das Wälzlager mehr als eine Reihe der Zylinderrollen auf. In diesem Fall sind mehr als eine Reihe von Zylinderrollen axial nebeneinander angeordnet. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass in der Lagerstelle mehrere und/oder ggf. auch andere Lager als das Wälzlager angeordnet sind. Die Lagerstelle und/oder die Planetenwellenlagerung ist außer durch das erfindungsgemäße Wälzlager auch durch Komponenten des Planetenträgers, wie z.B. eine Lagerbohrung mit einer innenzylindrischen Fläche und ggf. andere in diese eingesetzte oder an dieser abgestützte Lager definiert. An der innenzylindrischen Fläche wälzen die Zylinderrollen in Umfangsrichtung ab.

Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist, dass die Innenlaufbahn für die Zylinderrollen direkt an dem Planetenträger, also im Vergleich zum Stand der Technik nicht mehr an einem Außenring ausgebildet ist. Die Innenlaufbahn ist mit einer der Planetenachse zugewandten innenzylindrischen Fläche versehen.

Durch zunehmende Robotisierungen beispielsweise von Produktionsanlagen steigen auch die Anforderungen an die dabei eingesetzten Getriebevorrichtungen und an die darin eingesetzte Lagertechnik. Die bisher bekannten Getriebevorrichtungen, wie diese z.B. aus US 10 352 400 B2 bekannt sind, können unter Umständen hinsichtlich der Ausführung ihrer Lagertechnik den Anforderungen nicht mehr genügen. Derartige Anforderungen sind zum Beispiel erhöhte Genauigkeiten bei zugleich höherem Lastaufnahmevermögen und geringerer Materialverbrauch und niedrigere Kosten bei deren Herstellung. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der erfindungsgemäßen Anordnung im Vergleich zu bekannten Anordnungen ein Lagerung eingespart wird. Dadurch ist der Materialeinsatz für das Wälzlager geringer. Der bisher für den Lagerring erforderliche und durch die erfindungsgemäße Lösung frei gewordene radiale Bauraum kann entweder für mehr und/oder für größere Wälzkörper an der Stelle genutzt werden. Alternativ kann bei Beibehaltung der Abmessung der Zylinderrollen der Bauraum reduziert werden. Durch die zuerst genannte Maßnahme kann die Tragzahl des Wälzlagers bzw. dessen Steifigkeit erhöht werden. Im zweiten Fall kann Bauraum eingespart und/oder für andere Zwecke genutzt werden. Da für die erfindungsgemäßen Lagerstellen, wie auch an bisher bekannten Anordnungen, eine Bohrung im Planetenträger für den Sitz des Wälzlagers Voraussetzung sind, sind die Anordnungen nach dem Stand der Technik u.U. auch ohne Anpassung der Lagerstellen gegen die erfindungsgemäße Bauform des Wälzlagers austauschbar.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Außenlaufbahn für die Zylinderrollen an einem Innenring ausgebildet. Darüber hinaus ist der Innenring mit der Außenlaufbahn und zwei Borden versehen, welche die Außenlaufbahn axial begrenzen. Die Außenlaufbahn weist eine von der Planetenachse weg radial nach außen gewandte außenzylindrische Fläche auf, an welcher die Zylinderrollen im Betrieb abwälzen.

Die Außenlaufbahn zwischen den Borden ist durch eine außenzylindrische Fläche und ggf. durch Freistiche begrenzt. Die Borde bilden eine axialen Anlauf für die Stirnseiten der Zylinderrollen und damit Endanschläge für die Zylinderrollen. Außerdem stellen zugleich parallele Führungsflächen zur Verfügung, an denen die Zylinderrollen in Umfangs- und Tangentialrichtungen so geführt werden, dass während des Betriebes des Wälzlagers die Rollenachsen möglichst parallel zur Planetenachse ausgerichtet bleiben. Der axiale Abstand der Führungsflächen entspricht der Länge der Rollen zuzüg- lieh eines möglichst geringen axialen Bewegungsspiels zwischen den Rollen und den Borden.

Das Planetenwellenlager ist ein als Zylinderrollenlager ausgeführtes Loslager, das als Radiallager stützt. Das Loslager ist also ein Lager, durch welches radiale Kräfte aufgenommen werden, jedoch axiale Kräfte nicht, weil das Loslager in axialer Richtung um einen gewissen Betrag schwimmend ausgleicht. Dafür wird eine Schnittstelle zwischen feststehen Elementen der Lagerstelle benötigt, an welcher sich axial bewegliche gegen feststehenden Elemente verschieben lassen. Diese Schnittstelle ist an dem erfindungsgemäßen Lager zwischen den Zylinderrollen und der innenzylindrischen Fläche ausgebildet, d.h., die Zylinderrollen verschieben sich bei Ausgleich axial gegenüber der innenzylindrischen Fläche des Planetenträgers.

Nach dem bisher bekannten Stand der Technik ist nach üblicher Art einer Loslagerung entweder die Schnittstelle als Schiebesitz zwischen dem Innenring und einer Welle oder zwischen dem Außenring und der Gehäusebohrung ausgeführt. Im betrachteten Fall der US 10 352 400 B2 ist eine Schnittstelle zwischen den am Außenring axial fest geführten Zylinderrollen und der Laufbahn des Innenrings ausgebildet, d.h., die Zylinderrollen sind mittels des Außenrings gegenüber dem Innenring axial verschiebbar. In der erfindungsgemäßen Anordnung dagegen sind die Zylinderrollen mittels des Innenringes gegenüber dem Gehäuse bzw. Planetenträger verschiebbar. Durch das damit mögliche axiale Verschieben des Planetenritzels kann dieses spielfrei in der Verzahnung des Hohlrades vorgespannt verbleiben.

Für die aus US 10 352 400 B2 bekannte Anwendung werden vorzugsweise Zylinderrollenlager der Standardbauweise als Kataloglager bezogen. Hierfür werden Zylinderrollenlager der Ausführung NU nach DIN DIN5412 der Lagerluftgruppe „C3“ in einer Übermaßpassung im Gehäuse und auf der Wellen eingesetzt. Die Presssitze am Innen- und dem Außenring sichern den Sitz der Lagerringe und reduzieren die Lagerluft durch die Aufweitung des Innenrings und eine Einschnürung des Außenring auf ein Minimum. Das geringe radiale Spiel in der Lagerung ist die Lagerung steif ausgeführt. Der axiale Verschiebeweg zwischen dem Außenring bzw. den Zylinderrollen und dem Innenring wird durch Vorspanneinrichtung auf der einen Seite und durch die Achsabstandsänderung bedingt durch die konische Verzahnung und die im Kontakt der Zahn- räder wirkende Radialkomponente auch radial verstellt, bis dass die Zylinderrollen radial spielfrei am Innenring anliegen.

Für die Funktion des Loslagers kann sich die bekannte Anordnung nachteilig auf die Lebensdauer des Wälzlagers auswirken, weil die axial ausgleichende Funktion der Loslager in axialer Richtung durch den zulässigen Verschiebeweg zwischen Außen- und Innenring begrenzt ist. Der zulässige Verschiebeweg wird letztendlich durch die Breite der Außenlaufbahn des standardisierten Innenrings bestimmt. Diese Breite kann bei ungünstigen Toleranzlagen zu kurz sein. Das kann bei weitgreifender axialer Verschiebung zu sogenannten Kantenläufern führen, d.h., dass die Laufflächen der Zylinderrollen ragen in axialer Richtung über die Außenlaufbahn hinausragen und radial auf den Kanten der begrenzenden Laufbahnfasen anliegen. Derartige als Kantenläufer bekannten nachteiligen Zustände können bei hohen Lasten zu vorzeitigen Schädigungen der Lagerstellen führen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden derartige Kantenläufer vorteilhaft vermieden, weil die innenzylindrische Fläche der Innenlaufbahn axial breiter als die Laufbahnbreite der Laufringe von standardisierten Wälzlagern ausgeführt werden kann.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht deshalb vor, dass eine axial gerichtete Breite der innenzylindrischen Fläche mindestens dem 1 ,1 -fachen der axial ausgerichteten Länge der längsten der Zylinderrollen entspricht. Die Lagersitze von Außenringen werden gewöhnlich „von Natur aus“ breiter gestaltet als die in ihnen sitzenden Außenringe. Der bereits zur Verfügung stehende Bauraum kann ohne Änderungen des Designs von bisher verwendeten Planetenträgem für die Ausbildung einer breiteren Wälzlaufbahn, d.h. einer breiteren innenzylindrischen Fläche genutzt werden. Darüber hinaus können bei Neugestaltungen der Planetenträger die durch extreme Toleranzlagen ggf. erforderlichen maximalen Verschiebewege berücksichtigt werden, ohne dass Rücksicht auf die Abmessungen von den verwendbaren standardisierten Wälzlagern genommen werden muss.

Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Wälzlager und wahlweise auch das zweite Wälzlager vollrollig ausgeführt ist, d.h., dass die ersten Zylinderrollen in Umfangsrichtung um die Planetenachse in einer Reihe direkt aufeinander folgend und ohne Käfigstege voneinander getrennt zu sein angeordnet sind. Die aus der US 10 352 400 B2 bekannten Loslager dagegen sind Zylinderrollenlager, welche aus einem Außenring, einem Innenring, einem Käfig und Zylinderrollen gebildet sind. Eine Funktion der Käfige ist es, die Zylinderrollen im Betrieb des Zylinderrollenlagers umfangsseitig auf Abstand zueinander zu halten. Dafür wird die einzelne Zylinderrolle in einer Tasche des Käfigs geführt. Die Tasche ist in Umfangsrichtung durch axial ausgerichtete Stege begrenzt, so dass zwischen jeweils zwei umfangsseitig zueinander benachbarten Zylinderrollen ein Steg verläuft. Abweichend von dieser Anordnung ist nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen, die Zylinderrollen in einem Wälzlager ohne Käfig einzusetzen. Durch diese Maßnahme können wahlweise in Umfangsrichtung mehr Zylinderrollen in einer Reihe angeordnet werden oder der für das Lager benötigte Bauraum durch den Einsatz von im Durchmesser kleineren Zylinderrollen verringert werden. Ggf. lässt sich das vorhandene Wälzlager mit Käfig gegen ein vollrollig ausgeführtes Lager ohne Änderung der Umgebungskonstruktion austauschen. Außerdem weisen vollrollig bestückte Lager vergleichsweise höhere Steifigkeiten auf, so dass die Getriebevorrichtung genauer ausgeführt und an höhere Anforderungen angepasst werden können.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planetenwelle an zwei Lagerstellen in dem Planetenträger, also zweifach, gelagert ist. In beiden Lagerstellen werden wahlweise das gleiche Zylinderrollenlager oder voneinander abweichende Zylinderrollenlager verwendet. Das jeweilige Zylinderrollenlager weist dabei die vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale auf, so dass beide Lagerstellen zumindest hinsichtlich ihres Loslagers gleich ausgeführt sind, d.h. dass die Innenlaufbahn direkt in der Bohrung ausgeführt ist und beide Lager vollrollig sind. Vorzugsweise werden an beiden Lagerstellen die gleichen Lager eingesetzt. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Verwendung von Gleichteilen die Anzahl der sich unterscheidenden Einzelteile der Vorrichtung verringert werden kann und damit die Lagerhaltung und die Montage erleichtert sind. Die Losgrößen für die Herstellung des Innenrings und der Zylinderrollen verdoppelt sich, was zu einer kostengünstigen Herstellung führt.

Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zylinderrollen sowohl in der ersten Lagestelle, der zweiten Lagerstelle als auch in der dritten Lagerstelle und vierten Lagerstelle Bestandteil eines jeden der Wälzlager sind. Sowohl in den Wälzla- gern zur Lagerung der Planetenwellen als auch zur Lagerung der des Planetenträgers an dem Hohlrad werden ein und dieselben Zylinderrollen eingesetzt. Dabei ist es unerheblich, ob diese Wälzlager vollrollig mit Zylinderrollen bestückt sind oder ob die Zylinderrollen in Käfigen geführt sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass sich die Losgrößen für die Herstellung der Zylinderrollen vervielfachen, wodurch deren Herstellungskosten reduziert werden können. Darüber hinaus kann der Aufwand, der beispielsweise durch die Lagerung und Zuführung von unterschiedlichen Rollen entsteht, vermieden werden.

Die Getriebevorrichtung betrifft bevorzugt ein Untersetzungsgetriebe. Die Stufenplaneten weisen jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad an einer Planetenwelle auf. Eines der Planetenräder ist vorzugsweise einteilig mit der Planetenwelle ausgeführt, kann aber auch als separates Bauteil auf die Planetenwelle montiert oder auf dieser befestigt sein. Der Planetentrieb ist mit mindestens zwei der Stufenplaneten versehen. Es ist aber auch der Einsatz von drei, vier oder mehr der Stufenplaneten vorgesehen. Die Stufenplaneten sind mit radialem Abstand zu der Zentralachse des Planetentriebs angeordnet, die je nach Einsatz der Getriebevorrichtung zugleich Rotationsachse für den Planetenträger und/oder das Hohlrad ist. Ein Satz aus den ersten Planetenrädern steht mit einem Eingangssonnenrad im Zahneingriff. Ein Satz aus den Planetenritzeln steht mit einem Hohlrad der Getriebevorrichtung im Zahneingriff. Die Planetenwellen sind mit Planetenwellenlagern an einem Planetenträger gelagert. Der Planetentrieb ist spielfrei vorgespannt, in dem die Außenkonturen der Verzahnungen der Planetenritzel konisch ausgeführt und gegen eine Verzahnung des Hohlrades die jeweilige Planetenwelle vorgespannt sind. Zu diesem Zweck ist stirnseitig der jeweiligen Planetenwelle eine, zumindest eine Feder und eine Kugel aufweisende, Vorspanneinrichtung zwischen dem Planetenträger und der Planetenwelle eingespannt.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Getriebevorrichtung 1 entlang der Zentralachse 31 der Getriebevorrichtung 1 .

Figur 2 zeigt ein Detail aus Zeichnung gemäß Figur 1 , vergrößert und nicht maßstäblich. Figur 1 - Die Getriebevorrichtung 1 weist einen Planetentrieb 2 und ein Eingangsrad 32 auf. Der Planetentrieb 2 ist aus einem Planetenträger 3, vier Planetenwellen 6, einer Sonnenwelle 33 und aus einem Hohlrad 7 gebildet. Von den vier Planetenwellen 6 sind aufgrund der Darstellungsweise nur zwei im Bild sichtbar. Die Sonnenwelle 33 ist mit einem Sonnenrad 34 versehen. Das Eingangsrad 32 ist Leistungs-Eingangsglied in den Planetentrieb 2 und sitzt auf der Sonnenwelle 33. Die Planetenwellen 6 sind jeweils aus einem ersten Planetenrad 4 und einem zweiten Planetenrad 5 gebildet. Die Planetenräder 4 und 5 sind koaxial zueinander und zu einer Planetenachse 11 ausgerichtet. Das zweite Planetenrad 5 bildet zusammen mit einer Welle 35 der Planetenwelle 6 ein Planetenritzel. Das erste Planetenrad 4 ist als separates Bauteil auf die Welle 35 montiert. Der Planetenträger 3 ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und ist ein Leistungs-Ausgangsglied des Planetentriebs 2. Das Hohlrad 7 ist an einem Gehäuse 27 ausgeführt. Das Sonnenrad 34 steht im Zahneingriff mit dem ersten Planetenrad 4. Das zweite Planetenrad 5 steht im Zahneingriff mit dem Hohlrad 7. Figuren 1 und 2 - Die jeweilige Planetenwelle 6 ist an einer ersten Lagerstelle 8 und an einer zweiten Lagerstelle 24 mit Planetenwellenlagern 9 bzw. 23 in dem Planetenträger 3 gelagert. Die Planetenwellenlager 9 und 23 sind Loslager. Die jeweilige erste Lagerstelle 8 ist durch eine erste Lagerbohrung 38 im Planetenträger 3, das Planetenwellenlager 9 und durch einen Zapfen 36 gebildet. Der Zapfen 36 ist an der Welle 35 ausgebildet. Die zweite Lagerstelle 24 ist durch eine zweite Lagerbohrung 39 im Planetenträger 3, das Planetenwellenlager 23 und einen Lagersitz 40 gebildet. Der Lagersitz 40 ist ein außenzylindrischer Abschnitt der Welle 35.

Figur 2 - Das Planetenwellenlager 9 weist ein erstes Wälzlager 26 und die Innenlaufbahn 12 auf. Die Innenlaufbahn 12 ist in der Lagerbohrung 38 ausgebildet und mit einer innenzylindrischen Fläche 22 sowie mit einer Einführfase 37 versehen.

Das zweite Planetenwellenlager 23 weist, wie auch das erste Planetenwellenlager 9, ein erstes Wälzlager 26 und eine Innenlaufbahn 20 auf. Die Innenlaufbahn 20 ist durch eine innenzylindrische Fläche 41 in der zweiten Lagerbohrung 39 und durch eine Einführfase 42 gebildet.

Das jeweilige erste Wälzlager 26 ist durch einen Innenring 14 und durch Zylinderrollen 13 gebildet. Der Innenring 14 ist mit einer um die Planetenachse 11 verlaufenden Außenlaufbahn 15 und mit Borden 17 und 18 versehen. Die Außenlaufbahn 15 verläuft axial zwischen den Borden 17 und 18. Die Zylinderrollen 13 sind in einer Reihe in Umfangsrichtung hintereinander und ohne Käfig, also vollrollig, d.h. ohne die Stege eines Käfigs unmittelbar aufeinander folgend, radial zwischen der Innenlaufbahn 12 und der Außenlaufbahn 15 und axial zwischen den Borden 17 und 18 angeordnet.

Die Getriebevorrichtung 1 arbeitet spielfrei. Die Kopfkontur außen der Außenverzahnung 44 des zusammen mit seiner Welle 35 einteilig-einmaterialig ausgeführten jeweiligen zweiten Planetenrades 5 ist zu diesem Zweck konisch ausgeführt und mittels einer Vorspanneinrichtung 43 gegen die Innenverzahnung 45 des Hohlrades 7 in eine axiale Richtung vorgespannt. Zu diesem Zweck ist die Vorspanneinrichtung 43 stirnseitig der jeweiligen Planetenwelle 6 und dem Planetenträger 3 eingespannt. Die Vorspanneinrichtung 43 ist aus einem Bolzen 46, einer Feder 47, einer Kugel 48 in einer Führungsbohrung 49 gebildet. Der Bolzen 46, die Feder 47, die Kugel 48 und die Führungsbohrung 49 sind konzentrisch zueinander und auch konzentrisch auf der Planetenachse 11 angeordnet. Der Bolzen 46 ist wahlweise in den Planetenträger 3 gesteckt oder geschraubt und führt die Feder 47. Die Feder 47 ist auf einem Führungszapfen 50 des Bolzens 46 geführt und gegen die Kugel 48 vorgespannt. Die Kugel 48 ist in der Führungsbohrung 49 der Planetenwelle 6 geführt und mittels der Feder 47 gegen die Planetenwelle 6 vorgespannt. Dieses System funktioniert selbstnachstellend, weil die Planetenwelle 6 mit den als Loslager ausgeführten Planetenwellenlagern 9 und 23 um einen gewissen Schiebeweg axial verlagerbar in dem Planetenträger 3 gelagert ist.

Bei Verlagerungen der Planetenwelle 6 werden die fest auf der Welle 35 sitzenden Innenringe 14 axial mit der Welle 35 mitgenommen und somit auch die axial zwischen den Borden 17 und 18 geführten und in ihrer Position zur Welle 35 fixierten Zylinderrollen 13. Dabei gleiten die Zylinderrollen 13 des jeweiligen Planetenwellenlagers 9 und 10 um einen gewissen Ausgleichsbetrag, also einem Anteil von einem Maß X oder um de relativ zum Planetenträger 3 an der jeweiligen innenzylindrischen Fläche 22 bzw. 41 , welcher zum Halten/Nachstellen der Spielfreiheit notwendig ist. Der Wert von X ergibt sich als kleinste erforderliche Strecke, welche maximal zum Nachstellen der Spielfreiheit erforderlich ist und ist eine Differenz aus der minimal für den Ausgleich erforderlichen axialen Breite B1 der innenzylindrischen Fläche 22 bzw. 41 und der fertigungstechnisch größten Länge L1 der Zylinderrollen 13. Die innenzylindri- sehen Flächen 22 und 41 sind in dem beschriebenen Fall wahlweise in axialer Richtung gleich breit oder können sich von der Breite her voneinander unterscheiden. Das Maß der Breite B1 der innenzylindrischen Flächen ist mindestens 1 ,1 -mal so groß wie die Länge L1 der jeweiligen der axial ausgerichteten Zylinderrollen 13 aber auch größer- je nachdem, wie groß die Strecke X sein soll.

Figur 1 - Der Planetenträger 3 ist an einer dritten Lagerstelle 25 und einer vierten Lagerstelle 28 an dem Gehäuse 27 bzw. an dem Hohlrad 7 gelagert. Jede der Lagerstellen 25 und 28 ist jeweils mit einem Wälzlager 30 versehen. Das jeweilige Wälzlager 30 ist ein Schrägrollenlager und jeweils aus einer Innenschräglaufbahn 52, einer Außenschräglaufbahn 51 , den Zylinderrollen 13 und einem Käfig 29 gebildet. Die Innenschräglaufbahn 52 ist direkt an dem Hohlrad 7 bzw. dem Gehäuse 27 ausgebildet. Die jeweilige Außenschräglaufbahn 51 ist direkt an dem Planetenträger 3 ausgebildet. Die Zylinderrollen 13 eines jeden der Wälzlager 30 sind jeweils in einem Käfig 29 geführt. Die in den Lagerstellen 8, 24, 25 und 28 eingesetzten Wälzlager 26 und 30 weisen alle den gleichen Typ Zylinderrollen 13 auf, die sich vorzugsweise alle durch den gleichen Durchmesser und gleiche Länge L1 auszeichnen. Obwohl die Grundform der Zylinderrollen, ihren Namen prägend, zylindrisch ist, sind die in den Lagerstellen eingesetzten Zylinderrollen alle mit einer ballig ausgebildete Mantelfläche versehen, die im Längsschnitt ihrer Rollenachsen bi-konvex mit oder ohne zylindrisch ausgebildeten Abschnitten abgebildet sind.

Bezuqszeichenliste

Getriebevorrichtung Planetentrieb

Planetenträger erstes Planetenrad zweites Planetenrad Planetenwelle

Hohlrad erste Lagerstelle erstes Planetenwellenlager Zapfen

Planetenachse Innenlaufbahn

Zylinderrolle Innenring

Außenlaufbahn

Wälzkörper

Bord des Innenrings Bord des Innenrings Planetenachse Innenlaufbahn außenzylindrische Fläche innenzylindrische Fläche zweites Planetenwellenlager zweite Lagerstelle dritte Lagerstelle erstes Wälzlager

Gehäuse vierte Lagerstelle Käfig zweites Wälzlager Zentralachse

Eingangsrad Sonnenwelle Sonnenrad Welle

Zapfen

Einführfase erste Lagerbohrung zweite Lagerbohrung Lagersitz innenzylindrische Fläche Einführfase

Vorspanneinrichtung Außenverzahnung Innenverzahnung Bolzen

Feder

Kugel

Führungsbohrung

Führungszapfen

Außenschräglaufbahn Innenschräglaufbahn

Claims

Patentansprüche Getriebevorrichtung (1 ) zumindest aufweisend einen Planetentrieb (2) mit wenigstens einem Planetenträger (3), mindestens einem ersten Planetenrad (4), wenigstens einem zweiten Planetenrad (5) und zumindest einer Planetenwelle (6), wobei

- die Planetenräder (4, 5) koaxial zueinander auf einer Planetenachse (11 ) ausgerichtet auf der Planetenwelle (6) sitzen,

- die Planetenwelle (6) an wenigstens einer ersten Lagerstelle (8) in dem Planetentrieb (2) gelagert ist,

- die erste Lagerstelle (8) mit wenigstens einem ersten Planetenwellenlager (9) versehen ist,

- die Planetenwelle (6) mittels des ersten Planetenwellenlagers (9) um eine Planetenachse (11 ) rotierbar an dem Planetenträger (3) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planentenwellenlager (9) ein erstes Wälzlager (26) mit wenigstens einer Reihe ersten Zylinderrollen (13) und einer direkt an dem Planetenträger (3) ausgebildeten ersten Innenlaufbahn (12) ist, wobei die Innenlaufbahn (12) eine innenzylindrische Fläche (22) aufweist, und wobei die innenzylindrische Fläche (22) radial in Richtung der axial ausgerichteten Planetenachse (11 ) gewandt ist, wobei die Zylinderrollen (13) radial außen an der innenzylindrischen Fläche (22) ablaufen, und wobei radial senkrecht zur Planetenachse (11 ) ist. Getriebevorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Außenlaufbahn (15) des Wälzlagers (26) für die Zylinderrollen (13) an einem auf einem Abschnitt der Planetenwelle (6) sitzenden Innenring (14) ausgebildet ist, wobei der Innenring (14) mit der Außenlaufbahn (15) und zwei sich axial an die Außenlaufbahn (15) anschließenden Borden (17, 18) versehen ist und wobei die Außenlaufbahn (15) mit einer außenzylindrischen Fläche (21 ) versehen ist, an welcher die Zylinderrollen (13) radial innen ablaufen. Getriebevorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine axial gerichtete Breite (B1 ) der an dem Planetenträger (3) ausgebildeten innenzylindrischen Fläche (22) mindestens dem 1 ,1 -fachen der Länge (L1 ) der längsten der ersten Zylinderrollen (13) des Wälzlagers (26) entspricht. Getriebevorrichtung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenwellenlager (9) vollrollig ausgeführt ist, wobei die ersten Zylinderrollen (13) in Umfangsrichtung um die Planetenachse (11 ) in einer Reihe ohne Käfig angeordnet sind. Getriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenwelle (6) an der ersten Lagerstelle (8) mit dem ersten Planetenwellenlager (9) und an einer zweiten Lagerstelle (24) mit einem zweiten Planetenwellenlager (23) gelagert ist, wobei sowohl das erste Planetenwellenlager (9) als auch das zweite Planetenwellenlager (23) jeweils mindestens das erste Wälzlager (26) nach Anspruch 1 aufweisen. Getriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem Hohlrad (7), wobei das zweite Planetenrad (5) mit dem Hohlrad (7) im Zahneingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (3) wenigstens an einer dritten Lagerstelle (25) mit mindestens einem zweiten Wälzlager (30) an einem Gehäuse (27) gelagert ist. Getriebevorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7) an dem Gehäuse (27) ausgebildet und/oder befestigt ist und dass der Planetenträger (3) mittels des zweiten Wälzlagers (30) an dem Hohlrad (7) gelagert ist. Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (3) mit an einer vierten Lagerstelle (28) an dem Hohlrad (7) gelagert ist, wobei sowohl die dritte Lagerstelle (25) als auch die vierte Lagerstelle (28) das zweite Wälzlager (30) aufweisen.

RECTIFIED SHEET (RULE 91) ISA/EP Getriebevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrollen (13) sowohl in der ersten Lagestelle (8), der zweiten Lagerstelle (24) als auch in der dritten Lagerstelle (25) und vierten Lagerstelle (28) Be- standteil eines jeden der Wälzlager (26, 30) sind. Getriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils an der dritten Lagerstelle (25) und jeweils der vierten Lagerstelle (28) eingesetzten Zylinderrollen (13) an jeder der Lagerstellen (25, 28) jeweils in mindes- tens einem Käfig (29) geführt sind.