DE102011102731B4

DE102011102731B4 - Planetengetriebe mit verbessertem Planetenträger und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102011102731B4
Application number: DE201110102731
Authority: DE
Inventors: Heinz Gert Hagedorn
Original assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Current assignee: IMS Gear SE and Co KGaA
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2031-05-21
Also published as: CN103562597A; DE102011102731A1; RU2013153091A; KR20140022069A; WO2012159711A1; EP2710282A1; US9062756B2; US20140106926A1; WO2012159711A8

Abstract

Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger (1), welcher eine zusammen mit mindestens einem Lagerbolzen (2) für ein Planetenrad (4) einstückig aus Kunststoff hergestellte Planetenträgerplatte (5) umfasst, die abtriebsseitig mit einem Sonnenrad (6) drehfest verbunden ist, wobei zwischen dem Planetenrad (4) und der Planetenträgerplatte (5) des Planetenträgers (1) ein einstückig mit der Planetenträgerplatte (5) verbundener Anlaufbund (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträgerplatte (5) mit einer den Lagerbolzen (3) umlaufenden Nut (8) ausgebildet ist und die Mantelfläche (3) des Lagerbolzens (2) stetig in die umlaufende Nut (8) übergeht, und dass die Planetenträgerplatte (5) abtriebsseitig mit Versteifungsrippen (9, 10) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie dessen Verwendung.
Ein solches Planetengetriebe ist z. B. aus DE 10 2006 049 229 A1 bekannt.
Die Funktion von Planetengetrieben ist bekannt. Antriebsseitig befindet sich ein Sonnenrad bzw. ein Ritzel, das von einem Motor angetrieben wird, der über einen Motorflansch mit dem Planetengetriebe verbunden ist. Das Ritzel überträgt seine Bewegung auf in der Regel drei umlaufende, eine Getriebestufe bildende Planetenräder, die auf einem Lagerbolzen eines Planetenträgers angeordnet sind, wobei abtriebsseitig der Planetenträger mit einem mit den Planetenrädern des Planetenträgers der nachfolgenden Getriebestufe kämmenden Sonnenrades drehfest verbunden ist. Bei mehreren Getriebestufen ist der letzte Planetenträger mit einer Abtriebswelle fest verbunden und sorgt so für die Kraftübertragung am Abtrieb. Außen laufen die Planetenräder in einem Getriebegehäuse mit Innenverzahnung, dem sogenannten Hohlrad. Ferner ist das Getriebegehäuse abtriebsseitig mit einem Abtriebsflansch verbunden.
Ein gattungsbildendes Planetengetriebe ist aus der DE 44 25 9 61 A1 bekannt, dessen Planetenträger aus einer Planetenträgerplatte und den die Planetenräder drehbar aufnehmende Lagerbolzen als Kunststoffteil einstückig hergestellt ist. Als Kunststoffmaterial wird Polyamid vorgeschlagen. Außerdem werden gemäß diesem Dokument auch die Planetenräder aus Kunststoff hergestellt.
Ferner sind die Lagerbolzen dieses bekannten Planetenträgers gemäß der DE 44 25 961 A1 in ihren Ansätzen an der Planetenträgerplatte mit einer wulstartigen Verstärkung versehen.
Durch eine derartige verstärkte Ausbildung des Planetenträgers im Bereich des Ansatzes des Lagerbolzens an der Planetenträgerplatte kann die Drehmomentbelastung erhöht werden, ohne dass es zu einem Bruch des Planetenträgers oder des Lagerbolzens während des Betriebes kommt. Nachteilig hieran ist jedoch, dass im Bereich dieser wulstartigen Verstärkung das aufgesteckte Planetenrad eine hieran flächenschlüssige Anpassung erfordert, wodurch ein zusätzlicher Aufwand zur Herstellung eines solchen Planetenrades entsteht.
Aus der DE 10 2005 004 488 A1 ist ein Planetengetriebe bekannt, bei dem zwischen einem auf einem Lagerbolzen gelagerten Planetenrad und dem Planetenträger eine Anlaufscheibe angeordnet ist, die eine Verdrehsicherung in Form von Noppen oder Stollen aufweist, die in entsprechende Vertiefungen bzw. Erhöhungen im Planetenträger eingreifen. Solche Anlaufscheiben dienen einerseits zur Aufnahme von Axialkräften der Planetenräder, die beispielsweise durch eine Schrägverzahnung des Planetengetriebes entstehen und andererseits wird eine Dämpfung von Schwingungen sowie die Zuführung von Schmieröl zu Lagern der Planetenräder durch Aussparungen in den Anlaufscheiben gewährleistet. Auch bei diesem bekannten Planetengetriebe ist der konstruktive Aufwand als auch der Montageaufwand sehr hoch, da einerseits die Herstellung solcher Anlaufscheiben mit Noppen oder Stollen aufwendig und zusätzlich die Planetenträgerplatte entsprechende Vertiefungen bzw. Erhöhungen aufweisen muss und andererseits zur Montage des Planetengetriebes die Anlaufscheiben als zusätzliche Teile erforderlich sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Planetengetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden, also insbesondere ein Planetengetriebe geschaffen wird, welches kostengünstig herstell- und montierbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solches Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger, welcher eine zusammen mit mindestens einem Lagerbolzen für ein Planetenrad einstückig aus Kunststoff hergestellte Planetenträgerplatte umfasst, die abtriebsseitig mit einem Sonnenrad drehfest verbunden ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zwischen dem Planetenrad und der Planetenträgerplatte des Planetenträgers ein einstückig mit der Planetenträgerplatte verbundener Anlaufbund vorgesehen ist. Vorzugsweise ist dieser Anlaufbund kreisringförmig ausgebildet.
Ein solcher Anlaufbund übernimmt die eingangs erläuterten Funktionen einer Anlaufscheibe, wobei sowohl bei der Herstellung des Planetenträgers als auch bei der Montage des Planetengetriebes kein zusätzlicher Aufwand entsteht. Die in die Planetenträgerplatte integrierten Anlaufbunde tragen zu einem besseren Geräuschverhalten des Planetengetriebes bei, da ein Streifen der Verzahnung der Planetenräder an der Planetenträgerplatte verhindert wird. Insgesamt zeigt das Planetengetriebe mit einem solchen erfindungsgemäßen Planetenträger aus Kunststoffmaterial aufgrund der geringeren rotierenden Massen ein besseres Eigendämpfungsverhalten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Planetenträgerplatte mit einer den Lagerbolzen umlaufenden Nut ausgebildet, wobei die Mantelfläche des Lagerbolzens stetig in die umlaufende Nut übergeht. Damit wird eine verbesserte Zuführung von Schmieröl zu Lagern der Planetenräder erreicht.
Eine weitere Reduzierung der bewegten Masse wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, dass die Planetenträgerplatte abtriebsseitig mit Versteifungsrippen ausgebildet ist. Vorzugsweise können mehrere Versteifungsrippen strahlenförmig verlaufend angeordnet werden, wobei zusätzliche Versteifungsrippen vorgesehen werden können, die abtriebsseitig konzentrisch um das Sonnenrad verlaufen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff als Spritzgussteil hergestellt wird, um dadurch eine ausreichend hohe Festigkeit zu erzielen.
Hinsichtlich einer weiteren Verbesserung des Geräuschverhaltens des Planetengetriebes ist es vorteilhaft, auch das wenigstens eine Planetenrad aus Polyoxymethylen (POM) als Kunststoff mit einem Füllstoff, insbesondere mit Teflonfasern (PTFE) verstärkt herzustellen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Planetengetriebes ist nicht auf die Verwendung eines Planetenträgers mit einem einzelnen Lagerbolzen und aufsitzendem Planetenrad beschränkt, sondern es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Planetenträger mit drei um jeweils 120° zueinander versetzte Lagerbolzen auszubilden, die jeweils ein Planetenrad tragen und mit einem Hohlrad kämmen. Zudem kann das Planetengetriebe auch mehrstufig mit mehreren solchen Planetenträgern ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Planetengetriebe eignet sich bevorzugt zur Verwendung für einen Heckklappenantrieb eines Kraftfahrzeugs. Dadurch, dass die meisten der für das Getriebe vorgesehenen Bestandteile aus Kunststoff bestehen, zeichnet sich ein solcher Heckklappenantrieb durch eine geringe Geräuschbildung und ein verhältnismäßig geringes Gewicht aus.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetenträgers mit Planetenrädern und einem abtriebsseitigen Sonnenrad in einer Sicht auf die Antriebsseite, und
2 eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung des Planetenträgers nach 1 in einer Sicht auf die Abtriebsseite.
In den 1 und 2 ist ein Planetenträger 1 mit antriebsseitigen eine Schrägverzahnung aufweisende Planetenrädern 4 und einem drehfest mit dem Planetenträger 1 verbundenes Sonnenrad 6 für ein Planetengetriebe dargestellt, wobei das zugehörige Antriebsritzel sowie das zugehörige Hohlrad, mit denen die Planetenräder 4 kämmen nicht dargestellt sind. Das abtriebsseitige Sonnenrad 6 kämmt mit Planetenrädern eines eine weitere Getriebestufe darstellenden Planetenträgers, der ebenfalls nicht dargestellt ist.
Der Planetenträger 1 ist aus einer kreisförmigen Planetenträgerplatte 5 und drei koaxial zu einer zentrischen Bohrung 5a auf der Planetenträgerplatte 5 senkrecht stehenden Lagerbolzen 2 als Spritzgussteil einstückig aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, wobei als Kunststoffmaterial ein glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet wird.
Aus 1 ist ersichtlich, dass in die Planetenträgerplatte 5 die Lagerbolzen 2 kreisringförmig umlaufende Anlaufbunde 7 integriert sind, so dass ein Streifen der Verzahnung der auf diese Lagerbolzen 2 aufgesteckten Planetenräder 4 mit der Planetenträgerplatte 5 vermieden wird.
Ferner zeigt die 1 eine die Lagerbolzen 2 umlaufende Nut 8, die in die Planetenträgerplatte 5 eingebracht ist, so dass der Anlaufbund 7 diese Nut 8 kreisringförmig umläuft. Diese Nut 8 kann bspw. mit einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet werden, so dass die Lagerfläche 3 des Lagerbolzens 2 stetig in diese umlaufende Nut 8 übergeht.
Da die Innenfläche der Bohrungen 4a der Planetenräder 4 gleichmäßig über den Umfang verteilte axial verlaufende Nuten 4b aufweisen, wird zusammen mit der umlaufenden Nut 8 eine verbesserte Zuführung von Schmieröl zu Lagern der Planetenräder 4 erreicht.
Die Planetenräder 4 werden aus Kunststoffmaterial spritzgussgefertigt, wobei als Kunststoffmaterial mit Teflonfasern verstärktes Polyoxymethylen (POM) verwendet wird.
Das Sonnenrad 6 ist aus Metall gefertigt und wird mittels einer Presspassung von der Abtriebsseite des Planetenträgers 1 aus in dessen Bohrung 5a eingepresst.
Die abtriebsseitige Sicht auf den Planetenträger 1 gemäß 2 zeigt, dass die abtriebsseitige Stirnfläche der Planetenträgerplatte 5 mit Versteifungsrippen 8 und 9 ausgebildet ist.
Zunächst verlaufen ausgehend von der zentrischen Bohrung 5a strahlenförmig radial nach außen sechs gleichmäßig verteilte Versteifungsrippen 8 bis an den Rand der Planetenträgerplatte 5. Eine weitere Versteifungsrippe 9 umläuft kreisringförmig das Sonnenrad 6.
Bezugszeichenliste

1: Planetenträger
2: Lagerbolzen
3: Lagerfläche des Lagerbolzens 2
4: Planetenrad
4a: Bohrung des Planetenrads 4
4a: Nut auf der Innenfläche der Bohrung 4a
5: Planetenträgerplatte
6: Sonnenrad
7: Anlaufbund
8: umlaufenden Nut
9: Versteifungsrippe
10: Versteifungsrippe

Claims

Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger (1), welcher eine zusammen mit mindestens einem Lagerbolzen (2) für ein Planetenrad (4) einstückig aus Kunststoff hergestellte Planetenträgerplatte (5) umfasst, die abtriebsseitig mit einem Sonnenrad (6) drehfest verbunden ist, wobei zwischen dem Planetenrad (4) und der Planetenträgerplatte (5) des Planetenträgers (1) ein einstückig mit der Planetenträgerplatte (5) verbundener Anlaufbund (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträgerplatte (5) mit einer den Lagerbolzen (3) umlaufenden Nut (8) ausgebildet ist und die Mantelfläche (3) des Lagerbolzens (2) stetig in die umlaufende Nut (8) übergeht, und dass die Planetenträgerplatte (5) abtriebsseitig mit Versteifungsrippen (9, 10) ausgebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufbund (7) kreisringförmig ausgebildet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Versteifungsrippen (8) strahlenförmig verlaufend angeordnet sind.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (9) abtriebsseitig konzentrisch um das Sonnenrad verlaufen.
Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (1) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff als Spritzgussteil hergestellt wird.
Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Planetenrad (4) aus Polyoxymethylen als Kunststoff mit einem Füllstoff hergestellt wird.
Planetengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoff Teflonfasern (PTFE) zur Verstärkung des Kunststoffes verwendet wird.
Verwendung des Planetengetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Heckklappenantrieb eines Kraftfahrzeugs.