DE102008010307A1

DE102008010307A1 - Vorrichtung zur Axialkraftübertragung und Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102008010307A1
Application number: DE102008010307A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Busch
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Axialkraftübertragung zwischen zwei Elementen, welche zueinander mit Relativdrehzahl rotieren oder wobei eines der beiden Elemente ortsfest ist und das andere rotiert; - mit einer als Axialgleitlagerscheibe fungierenden und zwischen den beiden Elementen unter Bildung jeweils einer Gleitpaarung angeordneten Anlaufscheibe zur Abstützung der Axialkräfte. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - Eine der beiden Gleitpaarungen weist einen höheren Reibbeiwert (µ) auf als die jeweils andere Gleitpaarung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Axialkraftübertragung, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ferner ein Planetengetriebe.
Axialkräfte rotierender Bauelemente werden häufig über entsprechende Axialgleitlagerscheiben, insbesondere in Form von Anlaufscheiben beziehungsweise Seitenscheiben auf ein benachbartes Bauteil, das zumindest zeitweise mit einer anderen Drehzahl rotiert, übertragen. Ein Hauptanwendungsbereich für derartige Anlaufscheiben sind Planetengetriebe. Bei Planetensätzen liegen die Anlaufscheiben zwischen dem Planetenträger und dem Zahnrad beziehungsweise dem Lagerkäfig. Grundsätzlich sind aber alle Anwendungen denkbar, bei denen zwei Oberflächen sich beliebig zueinander bewegen. Aufgabe der Anlaufscheiben als Zwischenschicht ist dabei, eine optimale Gleitpaarung zwischen den Oberflächen zu erzeugen. Die Anlaufscheiben selbst können dabei aus verschiedenen Materialien bestehen, Kupfer-Legierungen, Stahl, Kunststoffe, Sinterstoffe sowie Gusswerkstoffe. Die Belastung von Gleitpaarungen ist dabei von den verwendeten Materialien beziehungsweise je nach gewünschter Reibung – Mischreibung, Flüssigkeitsreibung oder Festkörperreibung – dem Schmierstoff sowie den Belastungen und den Relativbewegungen abhängig. Gerade die Geschwindigkeit der Relativbewegung ist für den Aufbau eines hydrodynamischen Schmierfilms entscheidend. Nur ein ausreichend dicker Schmierfilm ergibt eine verschleißfreie Relativbewegung.
Bei Planetengetrieben sind die Anlaufscheiben in der Regel auf Achsen frei drehbar im Planetenträger gelagert, wobei diese Lagerung auf der Lagerachse des Planetenrades erfolgt. Die Lageranordnung des Planetenrades auf der Lagerachse umfasst in der Regel einen entsprechenden Lagerkäfig. Dieser dreht sich beispielsweise mit halber Drehzahl des Planetenrades. Die Anlaufscheiben können dabei im Betrieb theoretisch jede beliebige Drehzahl relativ zum Planetenträger zwischen 0 und der Drehzahl des Planetenrades einnehmen. Um eine möglichst hohe Differenzdrehzahl zum Zahnrad und dem Lagerkäfig zu erreichen, wird häufig die Anlaufscheibe geometrisch verdrehsicher eingebaut. Die Verdrehung wird durch entsprechende mechanische Maßnahmen, insbesondere das Vorsehen von Formschlusselementen wie Stiften, Umbördelung mit Nasen oder auch durch das Zusammenfassen von zwei Seitenscheiben gelöst. Diese Maßnahmen bedeuten jedoch zum einen, einen erheblichen Aufwand bei der Herstellung und Bereitstellung der entsprechenden Anlaufscheiben, wobei diese dann auch nicht mehr universal einsetzbar sind, sondern im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall zu konzipieren sind, sowie zusätzlichen Bauraumbedarf beim Einbau, insbesondere in axialer Richtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fixierung der Anlaufscheiben in Umfangsrichtung einer Vorrichtung zur Axialkraftübertragung derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Im einzelnen soll die Fixierung dabei durch einen geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand charakterisiert sein und hinsichtlich des erforderlichen Bauraumes möglichst keine Veränderung gegenüber den Ausführungen aus dem Stand der Technik bewirken, sondern eher noch eine Verringerung erzielen können.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Vorrichtung zur Axialkraftübertragung zwischen zwei mit Relativdrehzahl zueinander rotierenden beziehungsweise ausgerichteten Elementen oder einem ruhenden und einem rotierenden Element, insbesondere eines Axialgleitlagers, umfasst eine zwischen den beiden Elementen angeordnete Axialgleitlagerscheibe, welche auch als Anlaufscheibe bezeichnet wird und koaxial zur Rotationsachse eines Elementes angeordnet ist. Diese weist in axialer Richtung ausgerichtete Gleitflächen auf, die mit den benachbarten Elementen jeweils eine Gleitpaarung bilden. Die Anlaufscheibe ist durch Kontaktflächenbereiche zu den jeweils einander benachbart angeordneten und mit Relativdrehzahl zueinander bewegbaren Elementen charakterisiert. Die einzelnen Kontaktflächenbereiche an der Anlaufscheibe bilden jeweils mit den entsprechenden Kontaktbereichen an dem benachbarten Anschlusselement eine Gleitpaarung. Über die Anlaufscheibe werden damit zwei Gleitpaarungen realisiert, wobei erfindungsgemäß eine der beiden mit einem höheren Reibungsbeiwert ausgeführt ist. Die beiden möglichen Gleitpaarungen sind somit durch einen unterschiedlichen Reibungsbeiwert charakterisiert. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, dass die Gleitpaarung mit dem höheren Reibungsbeiwert quasi die Relativdrehzahl zwischen der Anlaufscheibe und dem benachbarten Element verringert beziehungsweise auf null setzt und damit quasi eine Art Haftreibung zwischen dieser Stirnseite der Anlaufscheibe und dem jeweiligen Anschlusselement auftritt, während die andere Gleitpaarung die Relativbewegung ermöglicht. Dadurch wird zum einen nur eine der Stirnseiten der Anlaufscheibe dem System, bedingt durch den bei auftretender Mischreibung auftretenden Verschleiß unterworfen und ferner die Anlaufscheibe in ihrer Lage in Umfangsrichtung gegenüber einem der beiden mit Relativdrehzahl zueinander rotierenden Elemente fixiert. Dabei können beide Elemente mit unterschiedlicher Drehzahl rotieren, oder aber eines der beiden kann ortsfest gelagert sein und das andere rotieren.
Bezüglich der konkreten Ausführung besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diesbezüglich sind Mittel zur Erhöhung oder Erniedrigung des Reibungsbeiwertes einer der beiden Gleitpaarungen gegenüber der anderen vorgesehen. Diese können beispielsweise

a) unterschiedliche Materialpaarungen der einzelnen miteinander in Kontakt tretenden Kontaktflächen an der Anlaufscheibe und dem jeweiligen Anschlusselement und/oder
b) eine Beschichtung und/oder
c) das Aufbringen von entsprechenden Belägen

Bezüglich der konkreten Ausführung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten, wobei hier im einzelnen auf die konkreten Einsatzbedingungen der Vorrichtung abzustellen ist. Dabei können die gesamten Stirnseiten der Anlaufscheibe oder aber zumindest die Kontaktflächenbereiche mit den entsprechenden Maßnahmen ausgestattet werden. Vorzugsweise erfolgt jedoch das Vorsehen entsprechender Beschichtungen oder Beläge vollständig über die gesamte Stirnseite. Dies bietet den Vorteil, dass hier keine entsprechenden Anpassungen an mögliche Teilflächengrößenunterschiede an den Anschlusselementen erforderlich sind beziehungsweise die jeweilige Anlaufscheibe universal in einem bestimmten Einsatzbereich, insbesondere Durchmesserbereich der Anschlusselemente, zum Einsatz gelangen kann. Ferner sind die einzelnen Anlaufscheiben auch beliebig einbaubar beziehungsweise durch einfaches Verdrehen in die jeweilige Einbausituation anpassbar.
Als Oberflächenbeschichtungen können Lacke, Kunststoffe oder Dichtungsmaterialien zum Einsatz gelangen. Beläge sind beispielsweise wie Reibbeläge von Lamellen ausgeführt. Als Materialien sind ebenfalls Kunststoffe denkbar. Zusätzlich können Beläge auch profiliert sein.
Die Anlaufscheiben können aus verschiedenen Materialien bestehen. Denkbar sind Kupferlegierungen, Stahl, Kunststoffe, Sinterstoffe, Gusswerkstoffe etc., das heißt alle gängigen und bekannten Materialien mit einer bestimmten Grundfestigkeit, die von der Höhe der abzustützenden Momente abhängt. Vorzugsweise werden die Anlaufscheiben aus Stahl gefertigt, wobei diese durch Stanzen aus einer Stahlplatte erzeugt werden. Die unterschiedlichen Eigenschaften hinsichtlich des Reibbeiwertes an den einzelnen Stirnseiten der Anlaufscheiben wird vorzugsweise durch eine entsprechende Oberflächenbeschichtung erzeugt. Im einfachsten Fall werden hier Dichtungswerkstoffe, das heißt Werkstoffe, die auch für die Herstellung von verschiedensten Dichtungen verwendet werden, genutzt. Die Beschichtung wird dabei vorzugsweise vor dem Stanzvorgang auf die Oberfläche der Stellplatte aufgebracht und bildet damit mit dieser einen Verbundkörper. Aus diesem Verbundkörper wird dann die Anlaufscheibe in einem Arbeitsschritt komplett mit Beschichtung ausgestanzt. Diese Möglichkeit der Fertigung kann als besonders kostengünstig angesehen werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anlaufscheiben aus einer Stahl/Messing-Werkstoffkombination herzustellen. Diese werden mit einem Reibbelag versehen.
Die konkrete Wahl des Werkstoffes sowie der Beschichtung hängt dabei vom konkreten Einsatzfall ab.
Wie bereits ausgeführt, wird der höhere oder niedrigere Reibungsbeiwert vorzugsweise durch Beschichtung zumindest an einer Stirnseite der Anlaufscheibe erzeugt. Denkbar ist jedoch auch, die entsprechende Reibpaarung an den Stirnseiten der Anlaufscheibe und den mit diesen in Wirkverbindung bringbaren Stirnseiten an den Anschlusselementen zu erzeugen. Die einfachste Möglichkeit stellt jedoch bei gleicher Materialwahl und Oberflächenbeschaffenheit an den beiden Anschlusselementen die Ausgestaltung an der Anlaufscheibe dar.
Die Anordnung der Anlaufscheibe erfolgt dabei zwischen zwei mit Relativdrehzahlen rotierenden Elementen, wobei alternativ eines der beiden Elemente ortsfest sein kann. Die Rotation der einzelnen Anschlusselemente beziehungsweise die ortsfeste Anordnung erfolgt dabei gegenüber einer gemeinsamen Achse. Die Anordnung für die Anlaufscheibe erfolgt somit quasi koaxial zu den beiden Elementen beziehungsweise bezüglich der Rotationsachse zumindest eines der beiden Elemente.
Eine besonders vorteilhafte und auch häufige Anwendung für derartige Anlaufscheiben sind, wie bereits ausgeführt, Planetengetriebe, insbesondere die Ausführung der Verbindung zwischen Planetenträger und Planetenrad. Da die Planetenräder in der Regel auf einer feststehenden Lagerachse am Planetenträger gelagert sind, ist eine Fixierung dieser in axialer Richtung erforderlich. Ferner ergibt sich im Bereich der beiden voneinander wegweisenden Stirnseiten des einzelnen Planetenrades gegenüber dem Planetenträger eine Relativbewegung. Diese kann von den zwischen Planetenträger und Lageranordnung der Planetenräder angeordneten Anlaufscheiben, welche gleichzeitig auch die Lagerfunktion mit übernehmen und somit als Axialgleitlagerscheibe fungieren, mit übernommen werden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird bei Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung immer die Gleitpaarung mit dem höheren Reibungsbeiwert μ ausgeführt, welche zwischen dem Planetenträger und der Anlaufscheibe erzeugt wird.
Wie bereits ausgeführt, wird die Gleitpaarung mit dem höheren Reibungsbeiwert μ immer durch die entsprechende Ausgestaltung an der Anlaufscheibe realisiert. Denkbar wäre jedoch auch, gemäß einer weiteren Ausführung den höheren Reibungsbeiwert μ durch Maßnahmen am Planetenträger zu erzeugen. In diesem Fall würde zwar ebenfalls eine Fixierung der Anlaufscheiben in Umfangsrichtung erzielt, jedoch durch Mehraufwand am Planetenträger, weshalb das Vorsehen der Maßnahmen an der Anlaufscheibe zu bevorzugen ist, da diese universal einsetzbar ist. Alternativ oder zusätzlich zu der gezielten Vergrößerung des Reibungsbeiwertes μ der Gleitpaarung zwischen dem Planetenträger und der Anlaufscheibe kann auch der Reibungsbeiwert der Gleitpaarung zwischen der Anlaufscheibe und dem Planetenrad beziehungsweise dessen Lageranordnung gezielt vermindert werden, zum Beispiel durch Aufbringen eines Gleitlackes auf eine oder beide Gleitflächen.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Axialkraftübertragung;
2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine besonders vorteilhafte Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Ausführung einer Vorrichtung 1 zur Axialkraftübertragung zwischen zwei mit Relativdrehzahl zueinander rotierenden Elementen 2, 3. Diese Vorrichtung 1 bildet dabei ein Axialgleitlager 4. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei wenigstens eine Anlaufscheibe 5, welche als Axialgleitlagerscheibe fungiert und die mit ihren voneinander wegweisenden Stirnseiten 6 und 7 jeweils mit den beiden mit Relativdrehzahl zueinander rotierenden Elementen 2 und 3 in Wirkverbindung bringbar ist. Im einzelnen bedeutet dies, dass mindestens ein Teilbereich der Stirnseiten 6 und 7, das heißt die Teilflächen 8 und 9, jeweils mit den angrenzenden Elementen 2 und 3 berührend in Wirkverbindung stehen. Diese Teilflächen 8 und 9 bilden dabei sogenannte Kontaktflächen, die an den angrenzenden Elementen 2 und 3, die auch als Anschlusselemente bezeichnet werden, in Einbaulage zum Anliegen gelangen. Die Teilflächen 8 und 9 bilden dabei mit den Elementen 2 und 3, insbesondere den an diesen ausgebildeten Kontaktflächen 10 und 11, jeweils eine entsprechende Gleitpaarung 12 beziehungsweise 13. Erfindungsgemäß sind die einzelnen Gleitpaarungen 12 und 13, an denen die Anlaufscheibe 5 beteiligt ist, derart ausgelegt, dass diese durch unterschiedliche Reibungszahlen μ charakterisiert sind. Dadurch wird erreicht, dass mit der einen Stirnseite der Anlaufscheibe 5 eine Gleitpaarung erzeugt wird, die durch einen wesentlich höheren Reibungsbeiwert als mit der anderen Stirnseite charakterisiert ist. Dadurch ergibt sich in der Gleitpaarung mit der höheren Reibung, das heißt dem höheren Reibungswert μ automatisch keine oder nur eine geringe Relativdrehzahl zwischen Anlaufscheibe 5 und dem Anschlusselement. Die Anlaufscheibe 5 ist somit fixiert. Erfindungsgemäß kann die entsprechende gewünschte Gleitpaarung auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. Im einfachsten Fall werden aufeinander abgestimmte Materialpaarungen zwischen den jeweiligen Teilflächen 8 und 9 bildenden Bereichen an den Stirnseiten 6 und 7 sowie den mit diesen in Berührung gelangenden Kontaktflächen 10 und 11 an die jeweiligen den Anschlusselementen gewählt. Bei gleicher Materialwahl an den zueinander weisenden Stirnseiten der Anschlusselemente 2, 3 wird vorzugsweise der höhere Reibbeiwert durch Ausführung der voneinander wegweisenden Stirnseiten der Anlaufscheibe 5, insbesondere der an den Gleitpaarungen 12 und 13 beteiligten Teilflächen 8 und 9 mit unterschiedlichen Materialien oder Beschichtungen erzeugt. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass die ohnehin vorhandenen Anschlusselemente nicht entsprechend gestaltet werden müssen und sich der Aufwand lediglich auf die Anlaufscheiben beschränkt. Im anderen Fall, insbesondere, wenn hinsichtlich Einbaulage unabhängige Anlaufscheiben 5 gewünscht werden, werden die erforderlichen Reibbeiwerte μ der einzelnen Gleitpaarungen 12, 13 durch die Ausgestaltung der an der Gleitpaarung beteiligten Kontaktflächen 10 und 11 realisiert. In diesem Fall ist dabei vorzugsweise die Anlaufscheibe 5 und damit die Teilflächen 8 und 9 aus einem, und zwar einem gleichen Werkstoff gefertigt, während die Anschlusselemente 2 beziehungsweise 3, insbesondere zumindest die Kontaktflächen 10 und 11 bildenden Bereiche jeweils durch die entsprechende, den gewünschten Reibungsbeiwert erreichende Materialkomponenten gefertigt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die gewünschten Reibwerte durch eine zusätzliche Oberflächenbeschichtung oder Beläge an den Teilflächen 8, 9 und/oder 10 beziehungsweise 11 vorzunehmen. Entscheidend ist, dass die mit einer Axialgleitlagerscheibe, insbesondere Anlaufscheibe 5 realisierten Gleitpaarungen durch einen unterschiedlichen Reibungsbeiwert μ charakterisiert sind, wobei einer der beiden Reibbeiwerte den anderen um mindestens 10% übersteigt.
Die 2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung ein besonderes vorteilhaften Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Lösung. Als Hauptanwendungsbereiche für derartige Anlaufscheiben werden Planetengetriebe 14 angesehen. Diese umfassen neben einem Sonnenrad und einem Hohlrad dazwischen angeordnete Planetenräder, die über einen Planetenträger miteinander gekoppelt sind. Die 2 verdeutlicht dabei einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch einen Planetenträger 15. Dieser wird auch als Steg bezeichnet, wobei an diesem die Planetenräder, hier beispielhaft 16, drehbar gelagert sind. Die Lagerung erfolgt dabei im dargestellten Fall über eine Lageranordnung 17, umfassend mindestens ein Lager, hier im Beispiel zwei Zylinderrollenlager. Die Planetenräder 16 sind über diese auf einer Achse 18 gelagert. Da der Planetenträger 15 sowie die Planetenräder 16 in der Regel mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, insbesondere da diese auch um unterschiedliche Achsen, das Planetenrad 16 um die geometrische Achse A₁₈ der Achse 18 und der Planetenträger um eine hier nicht dargestellte konzentrisch zur Achse A₁₈ rotierende Achse rotieren, kann die axiale Fixierung der Planetenräder 16 nicht am Planetenträger direkt erfolgen, sondern nur über ein entsprechendes Axialgleitlager. Die Anlaufscheiben 5.1 und 5.2 sind hier beidseitig des Planetenrades 16 und jeweils zwischen Planetenträger 15 und Planetenrad 16 beziehungsweise dem entsprechenden Lagerkäfig der Lagerung 17 angeordnet. Die Anordnung der Anlaufscheiben 5.1 beziehungsweise 5.2 erfolgt dabei jeweils zwischen den zueinander weisenden Stirnseiten von Planetenträger 15 und Planetenrad 16. Im einzelnen sind dies für die Anlaufscheibe 5.1 die Stirnseite 19 des Planetenträgers 15 und die Stirnseite 20 des Planetenrades 16, für Anlaufscheibe 5.2 die Stirnseite 21 des Planetenträgers 15 und die Stirnseite 22 des Planetenrades 16. Die Stirnseiten der einzelnen Anlaufscheiben 5.1 beziehungsweise 5.2 weisen wenigstens Teilflächen 8.1, 8.2 beziehungsweise 9.1 und 9.2 auf, die mit den entsprechenden Kontaktflächen 10.1 beziehungsweise 10.2 und 11.1 beziehungsweise 11.2 an den jeweiligen Anschlusselementen, hier dem Planetenträger 15 und dem Planetenrad 16 in Wirkverbindung bringbar sind, insbesondere diese kontaktieren. Die Anlaufscheiben 5.1 beziehungsweise 5.2 bilden dabei jeweils mit dem Planetenträger 15 beziehungsweise dem Planetenrad 16 entsprechende Gleitpaarungen, hier die Gleitpaarungen 12.1 und 12.2 jeweils zwischen der Anlaufscheibe 5.1 und dem Planetenträger 15 beziehungsweise 5.2 und dem Planetenträger 15 sowie 13.1 zwischen der Anlaufscheibe 5.1 und dem Planetenrad 16 und 13.2 zwischen dem Planetenrad 16 und der Anlaufscheibe 5.2. Die Anlaufscheiben 5.1 und 5.2 dienen dabei der Erzielung einer optimalen Gleitpaarung zwischen den Oberflächen an den Anschlusselementen Planetenträger 15 und Planetenrad 16. Dabei können die Anlaufscheiben 5.1 und 5.2 aus den verschiedensten Materialien bestehen, denkbar sind Kupfer-Legierungen, Stahl, Kunststoffe, Sinterstoffe sowie Gusswerkstoffe. Wie bereits ausgeführt, wird erfindungsgemäß der Reibungsbeiwert in einer Gleitpaarung zwischen einem der Anschlusselemente und der jeweiligen Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 höher ausgeführt als jener der anderen Gleitpaarung. Dies bedeutet, dass bei der in der 2 dargestellten Ausführung die Gleitpaarung mit dem höheren Reibungsbeiwert μ zwischen dem Planetenträger 15 und der Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise Planetenträger 15 und der Anlaufscheibe 5.2 erfolgen müsste. Dadurch wird die Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 in ihrer Lage in Umfangsrichtung idealerweise am Planetenträger 15 fixiert. Dies bedeutet, dass zwischen der Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 und dem Planetenträger 15 in der Regel keine Relativdrehzahl vorliegt, so dass hier insbesondere ausschließlich Haftreibung vorliegt. Lediglich die Gleitpaarung 13.1 beziehungsweise 13.2 fungiert als reine Gleitpaarung. Dabei handelt es sich bei der Ausbildung der Gleitpaarung um eine Gleitpaarung mit Mischreibung oder aber Festkörperreibung, wobei Mischreibung zu bevorzugen ist, was durch entsprechenden Zusatz von Schmiermittel gewährleistet wird. Alternativ könnten die Anlaufscheiben 5.1 und 5.2 mit einer vergleichsweise geringen Differenzdrehzahl relativ zu dem Planetenträger 15 umlaufen, wobei diese Differenzdrehzahl in der Regel kleiner als die Differenzdrehzahl zwischen den Anlaufscheiben 5.1, 5.2 und dem Planetenrad 16 ist. Gemäß einer Ausführungsform übernimmt eine Anlaufscheibe, insbesondere beide gezeigten Anlaufscheiben 5.1 und 5.2, auch die Funktion, eine optimale Gleitpaarung zwischen den Oberflächen an den Elementen Planetenträger 15 und der Lageranordnung 17, insbesondere der Stirnseite oder des Käfigs der letzteren herzustellen. Bevorzugt ist der Reibungsbeiwert zwischen der jeweiligen Anlaufscheibe 5.1, 5.2 und dem Planetenträger 15 wiederum höher als der Reibungsbeiwert zwischen der jeweiligen Anlaufscheibe 5.1, 5.2 und dem axial gelagerten zweiten Element, hier anstelle des Planetenrades 16 dessen Lageranordnung 17 beziehungsweise die Stirnseite und/oder der Käfig desselben. Idealerweise ist wiederum der Reibungsbeiwert zwischen dem Planetenträger 15 und der jeweiligen Anlaufscheibe 5.1, 5.2 derart gegenüber dem „gegenüberliegenden" Reibungsbeiwert, hier zwischen Anlaufscheibe 5.1, 5.2 und Lageranordnung 17, vergrößert und/oder der „gegenüberliegende" Reibungsbeiwert ist relativ zu dem erstgenannten derart verringert, dass auf der dem Planetenträger 15 zugewandten Seite der jeweiligen Anlaufscheibe 5.1, 5.2 Haftreibung, insbesondere ausschließlich Haftreibung auftritt, wohingegen auf der gegenüberliegenden Seite Gleitreibung auftritt.
Die entsprechenden Maßnahmen zur Realisierung der Gleitpaarung mit dem vergleichsweise größeren oder kleineren Reibungskoeffizienten kann unterschiedlich erfolgen. Vorzugsweise wird eine Oberflächenbeschichtung oder ein Belag auf der einzelnen Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 und/oder dem Planetenträger 15 aufgebracht. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt die Aufbringung der Beläge und Beschichtungen nur an den Anlaufscheiben 5.1 und 5.2. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird somit eine Fixierung in Umfangsrichtung beziehungsweise Umfangsrichtung bezüglich der Achse A₁₈ mit einfachen Mitteln realisiert, die lediglich eine Maßnahme am entsprechenden Bauteil, insbesondere der Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 bedingt und keine zusätzlichen Mittel zur Fixierung verlangt. Bezüglich der konkreten Ausführung der Gleitpaarung bestehen keinerlei Restriktionen. Entscheidend ist lediglich hier eine Gleitpaarung mit höherem Reibungskoeffizienten einzusetzen, um in der entsprechend benachbarten Gleitpaarung noch eine Relativdrehzahl zu ermöglichen, während an der mit dem höheren Reibungskoeffizienten eine Fixierung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich können auch Maßnahmen getroffen werden, um den Reibungskoeffizienten in der benachbarten Gleitpaarung zu vermindern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird im einfachsten Fall die Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 aus Stahl gefertigt und vorzugsweise die Oberfläche aus einem Dichtungswerkstoff, zum Beispiel NBR, HNBR, ACM, FPM, ausgebildet, wobei hierbei lediglich eine der beiden Stirnseiten der Anlaufscheiben entsprechend beschichtet wird. Vorzugsweise wird dabei die Oberfläche der Stirnseite der Anlaufscheibe 5.1 beziehungsweise 5.2 jeweils vollständig beschichtet. Dies bedingt, dass hier keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, um die tatsächlichen Kontaktflächen herauszubilden. Minimal sind jedoch die entsprechenden, als Kontaktflächen fungierenden Flächenbereiche entsprechend auszugestalten. Vorzugsweise wird jedoch die gesamte Oberfläche mit dem entsprechenden Belag beziehungsweise der Beschichtung ausgeführt. Dies ermöglicht es, insbesondere im Anwendungsfall eines Planetenträgers, dass bezüglich der Einbaurichtung für die einzelne Anlaufscheibe keine Restriktionen bestehen. Die Scheiben 5.1 und 5.2 können quasi gegeneinander vertauscht werden, wobei zur Realisierung der entsprechenden Gleitpaarung lediglich die Scheibe gedreht werden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführung werden die einzelnen Anlaufscheiben aus Stahl oder Kupfer oder einem stahl- oder kupferhaltigen Werkstoff (zum Beispiel Messing) hergestellt und mit einem Reibbelag versehen. Der Reibbelag wird dabei vorzugsweise an den entsprechenden Stirnseiten aufgeklebt, wobei auch hier wiederum auf eine möglichst vollständige Überdeckung der Stirnseiten geachtet wird.

1: Vorrichtung zur Axialkraftübertragung
2: Element
3: Element
4: Axialgleitlager
5: Anlaufscheibe
6: Stirnseite
7: Stirnseite
8: Teilfläche
9: Teilfläche
10: Kontaktfläche
11: Kontaktfläche
12: Gleitpaarung
13: Gleitpaarung
14: Planetengetriebe
15: Planetenträger
16: Planetenrad
17: Lagerung
18: Achse
19: Stirnseite des Planetenträgers 15
20: Stirnseite des Planetenrades 16
21: Stirnseite des Planetenträgers 15
22: Stirnseite des Planetenrades 16
A₁₈: Achse

Claims

Vorrichtung (1) zur Axialkraftübertragung zwischen zwei Elementen (2, 3), welche zueinander mit Relativdrehzahl rotieren oder wobei eines der beiden Elemente ortsfest ist und das andere rotiert; 1.1 mit einer als Axialgleitlagerscheibe fungierenden und zwischen den beiden Elementen (2, 3) unter Bildung jeweils einer Gleitpaarung (12, 13) angeordneten Anlaufscheibe (5) zur Abstützung der Axialkräfte; gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: 1.2 eine der beiden Gleitpaarungen (12, 13) weist einen höheren Reibbeiwert (μ) auf als die jeweils andere Gleitpaarung.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (5) koaxial zur Rotationsachse zumindest eines der beiden Elemente (2, 3) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpaarung (12, 13) mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch die Wahl der Materialpaarung zumindest an den die Gleitpaarung (12, 13) bildenden Kontaktflächen (10, 11; 8, 9) an der Anlaufscheibe (5) und dem Element (2, 3) erzeugt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpaarung (12, 13) mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch das Vorsehen einer Beschichtung zumindest im Bereich der als Kontaktfläche (8, 9; 10, 11) vorgesehenen Fläche zur Realisierung der Gleitpaarung am Element (2, 3) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpaarung (12, 13) mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch das Vorsehen einer Beschichtung zumindest im Bereich der als Kontaktfläche (8, 9; 10, 11) vorgesehenen Fläche zur Realisierung der Gleitpaarung an der Anlaufscheibe (5) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung von einem Lack, einer Legierung, einem Kunststoff gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpaarung (12, 13) mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch Vorsehen eines Belages zumindest an eine, eine Kontaktfläche (8, 9; 10, 11) bildenden Flächenbereich des Anschlußelementes (2, 3) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpaarung (12, 13) mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch Vorsehen eines Belages zumindest an einem die Kontaktfläche (8, 9; 10, 11) bildenden Flächenbereich der Anlaufscheibe (5) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag von einem Dichtwerkstoff gebildet wird, insbesondere aus zum Beispiel NBR, HNBR, ACM, FPM.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktflächen (8, 9. 10, 11) bildenden Flächenbereiche an den Stirnseiten (6, 7) der Anlaufscheibe (5) hinsichtlich der Geometrie und Dimensionierung identisch ausgeführt sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktflächen (8, 9, 10, 11) bildenden Flächenbereiche an den Stirnseiten (6, 7) der Anlaufscheibe (5) unterschiedlich ausgebildet sind.
Planetengetriebe (14), umfassend zumindest einen Planetenträger (15) und an diesem auf einer Achse (18) drehbar gelagerte Planetenräder (16), dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen dem einzelnen Planetenrad (16) und dem Planetenträger (15) eine Vorrichtung (1) zur Axialkraftübertragung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist.
Planetengetriebe (14) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (2, 3) der Vorrichtung (1) zur Axialkraftübertragung vom Planetenträger (15) und einem Planetenrad (16) gebildet werden, wobei die die Kontaktflächen (10, 11) der einzelnen Gleitpaarung (12, 13) bildenden zueinander weisenden Stirnseiten am Planetenträger (15) identisch ausgeführt sind und die Gleitpaarung mit dem höheren oder niedrigeren Reibbeiwert (μ) durch Maßnahmen an der Anlaufscheibe (5) erzeugt werden.
Planetengetriebe (14) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktflächen (10, 11) bildenden Flächenbereiche (10, 11) an den zueinander weisenden Stirnseiten des Planetenträgers (15) unterschiedlich ausgeführt sind und die beiden an der Bildung der Gleitpaarungen (12, 13) beteiligten Flächenbereiche (8, 9) an den voneinander wegweisenden Stirnseiten der Anlaufscheibe (5) gleich ausgeführt sind.
Planetengetriebe (14) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Planetenträger (15) weisende Stirnfläche der Anlaufscheibe (5) an der Kontaktfläche mit einer Beschichtung oder einem Belag ausgeführt ist oder durch ein Material mit höherem μ-Wert als dem Planetenträger (15) charakterisiert ist.