DE102010032252A1

DE102010032252A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102010032252A1
Application number: DE102010032252A
Authority: DE
Inventors: Florian Dörrfuß; Carsten Ohr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (1) mit wenigstens einem Planetenrad (2, 2a) und zumindest einem Planetenträger (3), wobei das Planetenrad (2, 2a) mit radialem Abstand zu einer Zentralachse (1a) der Getriebevorrichtung (1) über wenigstens einen am Planetenträger (3) aufgenommenen Zapfen (7, 7a, 7b) um eine Planetenrotationsachse (2b) drehbar an dem Planetenträger (3) gelagert ist und wobei das Planetenrad (2, 2a) in axialer Richtung mittels wenigstens eines Axialanschlages (16) zu dem Planetenträger (3) auf Abstand gehalten ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem Planetenrad und zumindest einem Planetenträger, wobei das Planetenrad mit radialem Abstand zu einer Zentralachse der Getriebevorrichtung über wenigstens einen am Planetenträger aufgenommenen Zapfen um eine Planetenrotationsachse drehbar an dem Planetenträger gelagert ist und wobei das Planetenrad in axialer Richtung mittels wenigstens eines Axialanschlages zu dem Planetenträger auf Abstand gehalten ist.
Hintergrund der Erfindung
JP 002005325966 AA zeigt eine derartige Getriebevorrichtung in zwei Ausführungen. In einer ersten Ausführung ist das Planetenrad mittels eines Planetenrades auf einem Zapfen gelagert. Der Zapfen ist beidseitig axial des Planetenrades an jeweils einem Planetenträger oder an jeweils einer Hälfte eines gemeinsamen Planetenträgers aufgenommen. In einer zweiten Ausführung ist das Planetenrad einteilig mit zwei Zapfen ausgebildet, von denen jeder in eine axiale Richtung von einer Stirnseite des Planetenrads absteht. Jeder Zapfen ist mittels eines Lagers drehbar in einem Planetenträger oder in einer Hälfte eines Planetenträgers gelagert. Der Vorteil der ersten Ausführung gegenüber der zweiten Ausführung kann in einer verbreiterten Lagerbasis für die Lagerung des Planetenrades liegen. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn die Planetenträger Bauteile aus dünnem Blech sind. Der Vorteil der zweiten Ausführung gegenüber der ersten Ausführung kann in einer vereinfachten Montag liegen.
In beiden Ausführungen ist axial zwischen den Stirnseiten der Planetenräder ein scheibenförmiger Axialanschlag in Form einer Anlaufscheibe auf dem Zapfen aufgenommen, mit dem direkter axialer Kontakt zwischen dem relativ zum Planetenträger drehenden Planetenrad und dem Planetenträger verhindert werden soll. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn der Planetenträger aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, weil sich das Planetenrad aus Stahl ohne den Axialanschlag während des Betriebes in das weichere Material einarbeiten könnte. Mit derartigen Anlaufscheiben kann jedoch ein Verschleiß zwischen den Anlaufscheiben und dem Planetenträger nicht immer vermieden werden, da die Anlaufscheiben durch das rotierende Planetenrad in Umfangsrichtung mitgenommen werden und sich so auch in den Planetenträger einarbeiten können. Häufig werden deshalb an derartigen Anlaufscheiben Nasen oder andere Formschlusselemente angebracht, die in entsprechende Vertiefungen am Planetenträger eingreifen – oder umgekehrt. Derartige Anordnungen sind relativ aufwändig herzustellen. Die Formschlusselemente müssen bei der Montage der Getriebevorrichtung zueinander ausgerichtet werden, was die Montage erschwert.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung zu schaffen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.
Die Getriebevorrichtungen weisen in der Regel drei oder mehr der Planetenräder auf, die einzeln oder auch in Paaren drehbar an einem Planetenträger mit radialem Abstand zu einer Zentralachse der Getriebevorrichtung mit mindestens einem Zapfen aufgenommen sind. Das Planetenrad ist einseitig an einem Planetenträger oder vorzugsweise beidseitig an einem gemeinsamen Planetenträger für beide Seiten aufgenommen. Das Planetenrad ist relativ zu dem Planetenträger drehbar gelagert.
Die Erfindung sieht vor, dass der Axialanschlag einteilig mit einem radial zwischen dem Zapfen und dem Planetenträger angeordneten hohlen Bauteil ausgebildet ist und radial von diesem absteht. Das vorzugsweise hohlzylindrische Bauteil, das aber auch beliebige andere Querschnitte aufweisen kann, sitzt auf dem Zapfen und umgibt diesen umfangsseitig. Der Zapfen sitzt zumindest teilweise mit dem Bauteil in einer Aufnahme des Planetenträgers. Das Bauteil ist in den Planetenträger eingepresst, eingeschraubt oder eingesteckt und ein- bzw. beidseitig mittels Sicherungsringen, Vorsprüngen, Flanschen, Verstemmungen oder durch Schweißen gesichert. Der Axialanschlag ist ein radial abstehender Rand des hohlen Bauteils.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Axialanschlag axial zwischen einer Stirnseite des Planetenrades und dem Planetenträger radial nach außen absteht und somit eine Anlaufscheibe bildet. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Axialanschlag einer Stirnseite des Zapfens axial gegenüberliegt und demzufolge von dem hohlen Bauteil radial nach innen in Richtung der Rotationsachse des Planetenrades gerichtet ist. In diesem Falle ist der Axialanschlag ein axialer Anschlag zur Sicherung des Zapfens im Planetenträger.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Planetenrad bevorzugt mittels wenigstens eines Wälzlagers drehbar auf dem Zapfen gelagert ist. Der in diesem Fall auch als Planetenbolzen bezeichnete Zapfen ist entweder einseitig oder beidseitig fest in dem Planetenträger aufgenommen oder auch drehbar in dem Planetenträger gelagert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Zapfen einteilig mit dem Planetenrad ausgebildet ist, wobei das Planetenrad mittels des Zapfens drehbar in dem Planetenträger gelagert ist.
Das Bauteil ist vorzugsweise eine Hülse aus Blech und der Axialanschlag ist ein radial von der Hülse abstehender scheibenförmiger Rand der Hülse. Eine derartige Hülse last sich einfach und kostengünstig durch Umformen aus Blech herstellen und kann gehärtet oder ungehärtet in den Planetenträger eingesetzt werden. Die Hülse ist beispielsweise ein äußerer Lagerring eines Wälzlagers, dessen Wälzkörper am Umfang des Zapfens oder eines auf dem Zapfen sitzenden Lagerrings verteilte Rollen sind. Das Bauteil kann alternativ auch ein radialer Bund eines massiven Lagerrings eines Wälzlagers, beispielsweise eines Kugellagers sein. Die Hülse sitzt vorzugsweise fest in dem Planetenträger und weist alternativ mindestens eine Gleitschicht für eine Gleitlagerung des Zapfens in dem Planetenträger oder zumindest für den axialen Anlauf des Planetenrades auf.
Eine derartige Getriebevorrichtung ist einfach herzustellen. Auf gesonderte axiale Anlaufscheiben kann verzichtet werden, da diese integraler Bestandteil einer Lagerung des Zapfens im Planetenträger sind. Die Montage ist vereinfacht. Der Axialanschlag kann sich nicht mit dem Planetenrad mitdrehen und demzufolge auch nicht in den Planetenträger einarbeiten. Ein axialer Anschlag für die Stirnfläche des Zapfens erleichtert die Montage. Der Zapfen kann z. B. über einen als Axialanschlag vorgesehenen Bund an dem hohlen Bauteil genau axial im Planetenträger positioniert werden. Axiale Kräfte am Planetenrad werden über den Bund aufgenommen. Da das hohle Bauteil fest in dem Planetenträger sitzt, kann sich der Axialanschlag nicht mehr mitdrehen und nicht in den Planetenträger einarbeiten. Das hohle Bauteil, das vorzugsweise aus Stahl ist, aber auch aus anderen Materialien wie Bronze, Messing oder Kunststoffen hergestellt bzw. mit diesen beschichtet sein kann, ermöglicht einen besseren Sitz des Zapfens insbesondere in Planetenträgern aus Aluminium.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1. Die Getriebevorrichtung 1 weist drei Planetenräder 2 oder 2a und einen Planetenträger 3 auf, der aus zwei Trägerhälften 3a gebildet ist. Die Trägerhälften 3a sind identische Bauteile und mittels Nieten 4 stirnseitig aneinander befestigt. Der Planetenträger 3 weist zentrales Loch 5 auf, das für den Eingriff eines nicht dargestellten Sonnenrades vorgesehen ist. Axial zwischen den Trägerhälften 3a sind die Planetenräder 2 oder 2a auf Zapfen 7, 7a oder 7b mit radialem Abstand zur Zentralachse 1a aufgenommen. Die Zentralachse 1a entspricht der Rotationsachse des Sonnenrades, wenn dieses im Zahneingriff mit den Planetenrädern steht. An dem Planetenträger 3 ist eine Ölstauscheibe 6 befestigt.
2 zeigt ein Detail einer Planetenlagerung eines Planetenrades 2 in einer Getriebevorrichtung, die wie die in 1 dargestellte Getriebevorrichtung 1 ausgebildet sein kann. Das Planetenrad 2 ist mittels eines zweireihigen Wälzlagers 8 um die Planetenrotationsachse 2b drehbar auf einem Zapfen 7 gelagert. Das Wälzlager 8 weist gleichmäßig am Umfang verteilte Wälzkörper 9 in Form von Rollen oder Nadeln auf. Die Wälzkörper 9 jeweils einer Reihe sind mittels eines Käfigs 10 auf Abstand gehalten und geführt. Die innere Laufbahn 11 der Wälzkörper 9 ist die Oberfläche des Zapfens 7. Es ist auch denkbar, dass die innere Laufbahn an einem inneren Lagering ausgebildet ist, der auf dem Zapfen sitzt. Die äußere Laufbahn 12 der Wälzkörper 9 ist die innenzylindrische Fläche der Bohrung des Planetenrads 2. Es ist aber auch denkbar, dass die äußere Laufbahn an einem äußeren Lagerring ausgebildet ist, der in der Bohrung des Planetenrads sitzt.
Auf beiden axialen Enden des Zapfens 7 sitzt jeweils ein hohles Bauteil 13 in Form einer Hülse 14 radial zwischen dem Zapfen 7 und der jeweiligen Trägerhälfte 3a. Die Hülse 14 ist in die jeweilige Trägerhälfte 3a eingepresst. Von jeder Hülse 14 geht in radiale Richtung nach außen ein Rand 15 ab, der ein Axialanschlag 16 und Anlaufscheibe für die jeweilige Stirnseite 2c des Planetenrades 2 ist. Weiterhin geht von der Hülse 14 radial nach innen ein Axialanschlag 17 ab, der einer Stirnseite 18 des Zapfens 7 gegenüberliegt bzw. der an der jeweiligen Stirnseite 18 anliegt. Mit den Axialanschlägen 17 ist die axiale Position des durchgehend zylindrischen Zapfens 7 zu den Trägerhälften 3a fest gesichert. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere für die Montage einer Getriebevorrichtung 1 nach 1. In ersten Montageschritten werden beispielsweise die Hülsen 14 und die Zapfen 7 in die im Bild rechte Trägerhälfte eingepresst, dann werden die Planetenräder 2 mit den Wälzlagern montiert und anschließend wird die im Bild linke Trägerhälfte 3a mit den Hülsen 14 versehen und auf die Zapfen 7 aufgesetzt. Schließlich werden die Trägerhälften 3a durch Schrauben oder Nieten miteinander verbunden und die Ölstauscheibe 6 eingeschnappt. Dabei wird die Ölstauscheibe 6 mit einem Bund 19 auf einem Führungsbund 20 der Hülse 14 aufgesetzt und mit Schnappnasen 21 einem Rand des zentralen Lochs 5 verhakt.
3 zeigt ein Detail einer Planetenlagerung eines Planetenrades 2 in einer Getriebevorrichtung, die wie die in 1 dargestellte Getriebevorrichtung 1 ausgebildet sein kann. Das Planetenrad 2 ist mittels eines zweireihigen Wälzlagers 8 um die Planetenrotationsachse drehbar auf einem abgestuften Zapfen 7a gelagert. Das Wälzlager 8 weist gleichmäßig am Umfang verteilte Wälzkörper 9 in Form von Rollen oder Nadeln auf. Die Wälzkörper 9 jeweils einer Reihe sind mittels eines Käfigs 10 auf Abstand gehalten und geführt. Die innere Laufbahn 11 der Wälzkörper 9 ist die Oberfläche des Zapfens 7. Es ist auch denkbar, dass die innere Laufbahn an einem inneren Lagering ausgebildet ist, der auf dem Zapfen sitzt. Die äußere Laufbahn 12 der Wälzkörper 9 ist die innenzylindrische Fläche der Bohrung des Planetenrads 2. Es ist aber auch denkbar, dass die äußere Laufbahn an einem äußeren Lagerring ausgebildet ist, der in der Bohrung des Planetenrads sitzt.
Auf beiden axialen Enden eines abgestuften Zapfens 7a sitzt jeweils ein hohles Bauteil 13 in Form einer Hülse 14 radial zwischen dem Zapfen 7a und der jeweiligen Trägerhälfte 3a. Die Hülse 14 ist in die jeweilige Trägerhälfte 3a eingepresst. Von jeder Hülse 14 geht in radiale Richtung nach außen ein Rand 15 ab, der ein Axialanschlag 16 und Anlaufscheibe für die jeweilige Stirnseite 2c des Planetenrades 2 ist. Jede Hülse 14 weist innenumfangsseitig eine äußere Laufbahn 22 für Wälzkörper 23 eines Wälzlagers 24 in Form von Nadeln auf. Die innere Laufbahn 25 ist an der Oberfläche der jeweiligen im Durchmesser kleinen Stufe des Zapfens 7a ausgebildet, könnte alternativ auch an einem inneren Lagerring ausgebildet sein. Die Ölstauscheibe 6 ist mit einem Bund 19 auf einem Führungsbund 20 der Hülse 14 aufgesetzt und mit Schnappnasen 21 am Rand des zentralen Lochs 5 verhakt.
4 zeigt ein Detail einer Planetenlagerung eines Planetenrades 2a in einer Getriebevorrichtung, die wie die in 1 dargestellte Getriebevorrichtung 1 ausgebildet sein kann. Das Planetenrad 2a ist einteilig mit zwei Zapfen 7b um die Planetenrotationsachse 2b drehbar in dem Planetenträger 3 gelagert.
Auf beiden axialen Enden eines abgestuften Zapfens 7a sitzt jeweils ein hohles Bauteil 13 in Form einer Hülse 14 radial zwischen dem Zapfen 7a und der jeweiligen Trägerhälfte 3a. Die Hülse 14 ist in die jeweilige Trägerhälfte 3a eingepresst. Von jeder Hülse 14 geht in radiale Richtung nach außen ein Rand 15 ab, der ein Axialanschlag 16 und Anlaufscheibe für das Planetenrad 2a ist. Jede Hülse 14 weist innenumfangsseitig eine äußere Laufbahn 22 für Wälzkörper 23 eines Wälzlagers 24 in Form von Nadeln auf. Die innere Laufbahn 25 ist an der Oberfläche der jeweiligen im Durchmesser kleinen Stufe des Zapfens 7a ausgebildet, könnte alternativ auch an einem inneren Lagerring ausgebildet sein.
5 zeigt ein Detail einer Planetenlagerung eines Planetenrades 2a in einer Getriebevorrichtung, die wie die in 1 dargestellte Getriebevorrichtung 1 ausgebildet sein kann. Das Planetenrad 2a ist einteilig mit zwei Zapfen 7b um die Planetenrotationsachse 2b drehbar in dem Planetenträger 3 gelagert.

Auf beiden axialen Enden eines abgestuften Zapfens 7a sitzt jeweils ein hohles Bauteil 13 in Form einer Hülse 14a radial zwischen dem Zapfen 7b und der jeweiligen Trägerhälfte 3a. Die Hülse 14a ist ein Gleitlager 26, das innenumfangsseitig eine Gleitschicht 26a aufweist, und ist in die jeweilige Trägerhälfte 3a eingepresst. Von der Hülse 14a geht radial nach innen ein Axialanschlag 17 ab, der einer Stirnseite 18 des Zapfens 7b gegenüberliegt bzw. der an der jeweiligen Stirnseite 18 anliegt. Mit den Axialanschlägen 17 ist die axiale Lage des durchgehend zylindrischen Zapfens 7b zu den Trägerhälften 3a fest und damit ein Spalt A der Stirnseite 2c des Planetenrades 2a zu der jeweiligen Trägerhälfte 3a eingestellt. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere für die Montage einer Getriebevorrichtung 1 nach 1. In ersten Montageschritten werden beispielsweise die Hülsen 14a und die Zapfen 7b in die im Bild rechte Trägerhälfte eingepresst, dann wird die im Bild linke Trägerhälfte 3a mit den Hülsen 14a versehen und auf die Zapfen 7b aufgesetzt. Schließlich werden die Trägerhälften 3a durch Schrauben oder Nieten miteinander verbunden. Bezugszeichen

1	Getriebevorrichtung	16	Axialanschlag
1a	Zentralachse	17	Axialanschlag
2	Planetenrad	18	Stirnseite
2a	Planetenrad	19	Bund
2b	Planetenrotationsachse	20	Führungsbund
2c	Stirnseite	21	Schnappnase
3	Planetenträger	22	äußere Laufbahn
3a	Trägerhälfte	23	Wälzkörper
4	Niet	24	Wälzlager
5	zentrales Loch	25	innere Laufbahn
6	Ölstauscheibe	26	Gleitlager
7	Zapfen	26a	Gleitschicht
7a	Zapfen
7b	Zapfen
8	Wälzlager
9	Wälzkörper
10	Käfig
11	innere Laufbahn
12	äußere Laufbahn
13	hohles Bauteil
14	Hülse
14a	Hülse
15	Rand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 002005325966 AA [0002]

Claims

Getriebevorrichtung (1) mit wenigstens einem Planetenrad (2, 2a) und zumindest einem Planetenträger (3), wobei das Planetenrad (2, 2a) mit radialem Abstand zu einer Zentralachse (1a) der Getriebevorrichtung (1) über wenigstens einen am Planetenträger (3) aufgenommenen Zapfen (7, 7a, 7b) um eine Planetenrotationsachse (2b) drehbar an dem Planetenträger (3) gelagert ist und wobei das Planetenrad (2, 2a) in axialer Richtung mittels wenigstens eines Axialanschlages (16) zu dem Planetenträger (3) auf Abstand gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (16, 17) einteilig mit einem radial zwischen dem Zapfen (7, 7a, 7b) und dem Planetenträger (3) angeordneten hohlen Bauteil (13) ausgebildet ist und radial von diesem absteht.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringscheibenförmige Axialanschlag (16) axial zwischen einer Stirnseite (2c) des Planetenrades (2, 2a) und dem Planetenträger (3) absteht.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (17) einer Stirnseite (18) des Zapfens (7, 7a, 7b) als Axialanschlag (17) axial gegenüber liegt.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (2) drehbar auf dem Zapfen (7, 7a) gelagert ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7b) einteilig mit dem Planetenrad (2a) ausgebildet ist, wobei das Planetenrad (2a) mittels des Zapfens (7b) drehbar in dem Planetenträger (3) gelagert ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3. 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bauelement (13) eine Hülse (14, 14a) aus Blech und der Axialanschlag (16, 17) ein radial von der Hülse (14, 14a) abstehender scheibenförmiger Rand der Hülse (14, 14a) ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3. 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7b) mittels wenigstens eines Lagers drehbar in dem Planetenträger (3) gelagert ist, wobei das Bauelement (13) ein Lagerring des Lagers ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3. 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7b) mittels wenigstens eines Wälzlagers (24) drehbar in dem Planetenträger (3) gelagert ist, wobei das Bauelement (13) ein Lagerring des Wälzlagers (24) ist und wobei das Wälzlager (24) wenigstens eine Reihe radial zwischen dem Zapfen (7b) und dem Planetenträger (3) angeordneter Wälzkörper (23) aufweist.