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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Planetenträger eines Planetengetriebes.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Im Stand der Technik sind verschiedenste Variationen von Planetenträgern für Planetengetriebe bekannt, die je nach Anwendung gestaltet sind. Gewöhnlicherweise ist ein Planetenträger derart vorgesehen, dass er die beteiligten Zahnräder, insbesondere die Planetenräder, an deren beiden axialen Enden stützt. Aus diesem Grund sind Planetenträger als eine dreidimensional wirkende Trägerstruktur aufgebaut. Beispielsweise
DE 10 2011 006 285 A1 offenbart ein Planetengetriebe, dessen Planetenträger aus zwei im Wesentlichen gleichen Seitenelementen zusammengesetzt ist, die sich an Ausbuchtungen berühren und an diesen Stellen direkt miteinander verschraubt sind, wodurch eine Art Gehäusekäfig ausgebildet wird.
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Für die mechanische Konfiguration werden ebenfalls die Materialien und das Zusammenwirken der Planetengetriebekomponenten entsprechend den Anforderungen gewählt. Als Lagerung der Planetenbolzen und Planetenräder kommt je nach Größe und Einsatzgebiet eine Gleit-, Nadel-, Kugellagerung oder ähnliches infrage. Für hohe Kräfte und hohe Drehzahlen werden z.B. wie in
DE 10 2006 023 390 A1 oder
DE 100 61397 B4 Planetenbolzen aus Hartmetall oder Kaltarbeitsstahl in einer Gleitlagerpaarung verwendet.
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Die Verwendung von Stahl bei Lagerbolzen bringt nicht zu vernachlässigende Vorteile mit sich. Nämlich, Stahl besitzt ausgezeichnete Materialeigenschaften in Bezug auf Widerstandsfähigkeit und Festigkeit. Dafür ist unter anderem ein E-Modul von 210 kN/mm
2 ursächlich. Z.B. beschreibt
DE 100 61397 B4 , dass eine entsprechende Kaltarbeitsstahl-Gleitlagerpaarung einen deutlich verringerten Verschleiß zeigt, wenn in den Lagerspalten Ölfilmstörung aufgrund hohe Fliehkräfte auftreten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Planetenträger eines Planetengetriebes bzw. eine Planetengetriebeanordnung zu bieten, die gleichermaßen verbesserte Lagereigenschaften als auch verbesserte Festigkeitseigenschaften bei hoher, schnelllaufbedingter Beanspruchung aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorangehend genannte Aufgabe wird durch einen Planetenträger bzw. eine Planetengetriebeanordnung gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Planetenträger weist zwei im Wesentlichen plattenförmige Seitenelementen und mindestens zwei Gleitlagerelemente auf, die auf einer Kreisbahn um die Drehachse des Planetenträgers herum und zwischen den zwei plattenförmigen Seitenelementen angeordnet sind und auf denen jeweils ein Planetenrad gleitet, wobei die Gleitlagerelemente hohl sind und zumindest teilweise aus Gleitlagerbronze hergestellt sind.
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Nun ist bekannt, dass Bronzen, insbesondere Gleitlagerbronzen, in Bezug auf die Gleiteigenschaften Hartmetall oder Kaltarbeitsstahl überlegen sind. Allerdings ist gleichermaßen bekannt, dass die Festigkeitseigenschaften von Bronzen teilweise erheblich unter denen von Stahl oder gehärtetem Metall liegen. Demzufolge eignet sich Gleitlagerbronze vor allem aufgrund ihrer guten Gleiteigenschaften für Lageranwendung außerhalb des Hochleistungsbereichs hinsichtlich einwirkender Kräfte und Drehzahlen. Um die verminderten strukturellen Materialeigenschaften der Gleitlagerbronze bei Planetenbolzen bzw. Planetenradlagern zumindest auszugleichen, müsste die Querschnittsfläche des Lagerbolzens bzw. Lagerelements erhöht bzw. auf das entsprechende Materialeigenschaftsverhältnis hin angepasst werden. Zum Beispiel haben die steifigkeitsrelevanten E-Moduln von z.B. Stahl und Rotguss (ein Beispiel einer Gleitlagerbronze) in etwa ein Verhältnis von 2:1. Demzufolge müsste ein Planetenbolzen bzw. -lagerelement aus Gleitlagerbronze eine doppelt so große Bolzenquerschnittsfläche wie einer aus Stahl haben, um die gleich Steifigkeit zu erreichen.
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Ferner gilt, dass bei gleichem Materialvolumen eines Planetenradlagerelements ein polares Flächenträgheitsmoment eines Ringquerschnitts sehr viel höher ist als jenes eines Vollmaterialquerschnitts. Dieses polare Flächenträgheitsmoment, das durch den Ringinnendurchmesser r und den Ringaußendurchmesser R gekennzeichnet ist, ist maßgeblich für die Steifigkeit des Planetenbolzens. Da der Ringquerschnitt aus Gleitlagerbronze gegenüber dem Vollquerschnitt aus Gleitlagerbronze abermals eine Durchmesservergrößerung des Planetenbolzens erfordert, werden jedoch auch weitere Vorteile erreicht. Und zwar, da sich entsprechend der Außenradius des Planetenbolzens erhöht, erhöht sich gleichermaßen die Gleitlagerumfangsfläche. Da die zulässige Flächenpressung von Gleitlagerbronze kleiner als jene von Stahl oder Hartmetall ist, kann der aufzunehmende Druck durch die vergrößerte Lagerfläche ausgeglichen werden. Auf diese Art und Weise kann ein zumindest teilweise aus Gleitlagerbronze bestehendes hohles Planetenradlagerelement gemäß der vorliegenden Erfindung leicht die Steifigkeitswerte eines Stahlbolzens erreichen.
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Die vorangehend skizzierte Anordnung bringt jedoch noch einen weiteren Vorteil mit sich. Und zwar liegt der Gleitlagerspalt des oben genannten Gleitlagerbronzeplanetenelements radial deutlich weiter auswärts als ein Gleitlagerspalt eines vergleichbaren Stahlbolzens mit sehr viel kleinerem Durchmesser. Bei gleicher axialer Erstreckung der Gleitlagerpaarung (Planetenbolzen und Planetenrad) und gleicher Gleitspaltdicke kann die Gleitlagerbronzeanordnung sehr viel weniger stark bezüglich der Drehachse verkippen. Dies führt zu einem ruhigeren Lauf bei hohen Drehzahlen.
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Der Ringquerschnitt der Lagerelemente führt zu einem Hohlraum. Dieser Hohlraum erreicht wiederum einige Vorteile. Der Hohlraum in Verbindung mit konzentrisch dazu angeordneten Öffnungen in den Seitenelementen bedingt, dass das hohle Planetenradlagerelement durch ein Fluid wie z.B. Luft, ein Kühlmittel oder ein Schmiermittel gekühlt werden kann. Die Gleitreibungswärme kann durch die große Oberfläche des Planetenradlagerelements – innen wie außen – effektiv abgeleitet werden.
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Folglich bietet ein Planetenträger nach Anspruch 1 hinsichtlich seiner Gleitlagereigenschaften als auch seiner strukturellen und funktionalen Eigenschaften gegenüber dem Stand der Technik einen verbesserten Aufbau.
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Vorzugsweise sind die Gleitlagerelemente vollständig aus Gleitlagerbronze hergestellt. Zum einen wird dadurch erreicht, dass die Herstellung der Gleitlagerelemente vereinfacht wird, wenn es lediglich aus einem Material hergestellt ist. Außerdem ist solch ein Element einem Verbundstoffelement in thermischer Sicht überlegen. Genauer gesagt, zwischen einem harten Stahlkern und einem weichen Bronzegleitring entstehen thermische Spannungen, deren Probleme bei Elementen aus einem einzigen Material nicht auftreten.
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Die Gleitlagerbronze kann vorzugsweise Rotguss sein. Als Rotguss werden konkret Kupfer-Zinn-Zink-Gusslegierungen verstanden. Derartige Legierungen sind z.B. in DIN EN 1982 genormt. Der Werkstoff hat sich als Gleitlagerwerkstoff bestens bewährt und verträgt sehr gut mittlere Lagerdrücke bei ausreichender Schmierung. Getriebe-, Kipphebel-, und Lenkungsbuchsen, Pleuelbuchsen in Ottomotoren sowie alle übernormal beanspruchten Lager, vorwiegend auch im Maschinenbau, sind aus diesem Werkstoff kostengünstig herzustellen. Die Eigenart der Zusammensetzung ergibt gute Verschleiß- und Laufeigenschaften, sowie ein günstiges Abbauen von Kantenpressungen und Überbelastungen durch mangelnde oder zeitweilig aussetzende Schmierung. An den Gegenwerkstoff werden in Bezug auf Oberflächengüte und Härte nicht die gleich großen Anforderungen gestellt wie bei Zinnbronzen mit höherem Zinngehalt. Es können daher bei guter Schmierung auch ungehärtete Wellen eingesetzt werden. Die Rotguss-Legierung besitzt gute Gleit- und Notlaufeigenschaften.
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Neben Rotguss können auch andere bekannte Bronzen oder Bronzelegierungen verwendet werden, welche je nach spezifischer Anforderung ausgewählt werden. Als Anforderungen können Gleiteigenschaften, Notlaufverhalten, Verschleißwiderstand, statische Tragfähigkeit, dynamische Belastbarkeit und/oder hohe Gleitgeschwindigkeit maßgeblich sein und jeweils eine spezifische Bronze erfordern.
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Ein Planetenträger gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass jeder von den hohlen Gleitlagerelementen durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln mit den zwei plattenförmigen Seitenelementen verbunden ist. Dabei führen die Befestigungsmittel in Drehachsenrichtung des Planetenträgers durch die zwei Seitenelemente und jeweils ein Gleitlagerelement hindurch.
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Mit anderen Worten, da jedes Gleitlagerelement neben seiner Funktion als Planetenradlager- und -stützelement auch noch als wesentliches strukturelles Element der Planetenträgers fungiert, wird dadurch ein sehr stabiler käfigartiger Planetenträger geschaffen. Dieser Planetenträger ist aufgrund seiner großen Abstützflächen der Planetenlagerelemente gegenüber den Seitenelementen überaus torsions- und verwindungssteif. Verglichen dazu bieten Planetenträger gemäß dem Stand der Technik eine eher schwache Struktur, da z.B. nur sehr dünne Vollmateriallagerbolzen in den Seitenelementen presspassend sind. Solch eine Presspassung mit entsprechend geringer radialer Erstreckung der Bolzen ist aus struktureller Sicht untergeordnet.
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In Fällen, in denen die Planetenräder drehfest auf den Lagerbolzen vorgesehen sind und diese Lagerbolzen gleitend gelagert an den Seitenelementen vorgesehen sind, muss die Verbindung der beiden Seitenelement gänzlich durch andere Bauteile oder Maßnahmen erreicht werden. Dies bringt notwendigerweise eine Erhöhung des Gewichts des Planetenträgers mit sich.
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Besonders vorteilhaft weist jedes Gleitlagerelement einen in Drehachsenrichtung des Planetenträgers mittigen Abschnitt mit größerem Radius und zwei axiale Endabschnitte mit kleinerem Radius auf. Die Stirnflächen dieser Durchmesservergrößerung liegen jeweils an den Flächen der Seitenelemente an, die der Innenseite des Planetenträgers zugewandt sind, und entsprechen Kontaktflächen zwischen Gleitlagerelement und Seitenelementen. Über diese Kontaktflächen hinweg sind auch die Befestigungsmittel vorgesehen, wodurch eine ausreichend große Abstützungsfläche vorhanden ist.
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Noch vorteilhafter sind die axialen Endabschnitte mit kleinerem Radius eines jeden Gleitlagerelements jeweils in entsprechende Öffnungen in den Seitenelementen eingesetzt. Das Einsetzen der axialen Endabschnitte mit kleinerem Radius in die Öffnungen kann zur Positionierung dienen, kann aber auch als Presspassung ausgebildet sein, die somit den Eingriff zwischen Gleitlagerelement und Seitenelementen noch zusätzlich erhöht und dadurch die Planetenträgersteifigkeit weiter erhöht.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Ausbilden eines ausreichenden Schmierfilms zwischen Planetenrad und Gleitlagerelement. Aus diesem Grund verfügt jedes Gleitlagerelement über zumindest einen sich radial erstreckenden Durchgang, der zwischen einer Innenumfangsfläche und einer Außenumfangsfläche des hohlen Gleitlagerbolzens bzw. Gleitlagerelements verbindet. Dieser zumindest eine Durchgang ist an einer geeigneten Position in der Axialrichtung des Gleitlagerelements derart angeordnet, dass die Gleitlagerfläche gleichmäßig mit Schmiermittel versehen werden kann. Ist das Planetengetriebe in einem entsprechenden Gehäuse aufgenommen, in dem ein Schmierölsumpf vorhanden ist, so tritt beim Eintauchen des Hohlraums in den Sumpf Schmieröl in den Hohlraum ein. Das in dem Hohlraum vorhanden Schmieröl unterliegt nun der Fliehkraft, da das in dem Hohlraum vorhanden Schmieröl die Drehbewegung des Planetenträgers aufnimmt und annimmt. Die radial auswärts gerichtete Fliehkraft bewegt das Schmieröl radial auswärts durch diesen zumindest einen Durchgang. Dadurch wird das Schmieröl unter Fliehkraft abhängigen Druck zur Gleitfläche ausreichend zugeführt und durch die Planetenraddrehbewegung auf dieser verteilt. Folglich treten keine Störungen im Schmierfilm mehr auf und eine optimale Schmierung ist gewährleistet.
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Tatsächlich ist bei diesem Aspekt ausschließlich die Tatsache wesentlich, dass das Schmieröl in dem Hohlraum bzw. in dem Durchgang der Fliehkraft unterliegt und dadurch bewegt wird. D.h. ein entsprechender Durchgang muss nicht exakt in radialer Richtung vorliegen. Es reicht, wenn der Verlauf des Durchgangs eine radiale Komponente aufweist. Mit anderen Worten solch ein Durchgang kann auf der radial auswärts gerichteten Hemisphäre rund um die radiale Richtung herum angeordnet sein.
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Die vorangehend genannte Fliehkraftschmierung ist noch vorteilhafter, wenn eine Vielzahl von Durchgängen mit radial auswärtiger Komponente vorgesehen ist. Dadurch können die Durchgangsquerschnitte, welche jede beliebige Querschnitts form haben können, so verteilt werden, dass eine noch gleichmäßigere Schmierung der zylindrischen Gleitfläche erreicht wird. Je gleichmäßiger die Schmierölverteilung ist, desto schneller kann die gesamte Gleitfläche mit einem Schmierölfilm versehen werden. Dadurch kann der erfindungsgemäße Planetenträger sehr schnell in den optimalen Betriebszustand gelangen. Außerdem kann dadurch der Gleitspalt dünner ausgebildet werden, wodurch wiederum die Kämmung der Planetenräder genauer wird und die Laufruhe des Planetengetriebes erhöht wird. Im Idealfall ist der Fliehkraftschmierdurchgang in Drehachsenrichtung schlitzförmig, um die gleichmäßigste Schmierölverteilung zu erreichen. Über der schlitzförmigen Durchgang hinweg können auch Verbindungsstege ausgebildet sein, um die Formhaltigkeit des Gleitlagerelements zu gewährleisten. Um sowohl Formhaltigkeit des Gleitlagerelements als auch gleichmäßige Schmierölverteilung zu erreichen, können auch mehrere kürzere Schmierölschlitze in mehreren Reihen ausgebildet sein, die in der Umfangsrichtung der Gleitfläche zueinander beabstandet sind. Die Schmierölschlitze der einzelnen Reihen können zueinander in axialer Richtung der Gleitfläche versetzt sein. Dadurch wird die gesamte Breite der Gleitfläche gleichmäßig geschmiert und gleichzeitig wird die Formhaltigkeit des Gleitlagerelements vor allem in Umfangsrichtung sichergestellt.
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Die Befestigungsmittel, die zwischen Gleitlagerelement und Seitenelementen verbinden, sind vorzugsweise Schraubbolzen, die spiegelsymmetrisch hinsichtlich einer imaginären Linie zwischen einem Drehmittelpunkt des Planetenträgers und dem Drehmittelpunkt des entsprechenden Planetenrads angeordnet sind. Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch um den Drehmittelpunkt des entsprechenden Planetenrads angeordnet. Mit anderen Worten führt der zumindest eine Durchgang, der vorangehend beschrieben ist, dazu, dass auf der radial auswärts gerichteten Seite kein Befestigungsmittel vorgesehen werden kann. Diese spiegelsymmetrische, jedoch nicht rotationssymmetrische Anordnung bringt außerdem den Vorteil, dass eine Fehlmontage von Gleitlagerelement und Seitenelementen ausgeschlossen wird. Nur in einer Position kann das Gleitlagerelement mit den Seitenelementen verschraubt werden, nämlich in der Position, so dass der zumindest eine Durchgang in der konstruktiv vorgesehen Lage positioniert ist.
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Eine Fehlmontage kann auch dadurch verhindert werden, dass die axialen Enden der Gleitlagerelemente nicht zylindrisch, d.h. rotationssymmetrisch, sondern spiegelsymmetrisch bzgl. oben genannter imaginärer Linie ausgebildet sind. Die derart geformten Enden werden dann in entsprechend ausgebildete Öffnungen in den Seitenelementen eingesetzt, wodurch eine Fehlmontage unmöglich wird.
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Die Schraubbolzen sind vorzugsweise parallel zur Drehachse des Planetenträgers aus entgegengesetzten axialen Richtungen in den Planetenträger eingesetzt. Dadurch kann die platzsparendste Anordnung der Schraubbolzen erreicht werden, was dazu führt, dass die maximale Anzahl von Schraubbolzen vorgesehen werden kann. Platzsparend ist diese Anordnung deshalb, weil nur für jede zweite Schraube eine Schraubkopfversenkung vorgesehen werden muss.
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Der erfindungsgemäße Planententräger zeichnet sich durch die Verbindung von relativ einfach gestalteten, plattenartigen Seitenelementen mit den relativ massiv ausgebildeten Gleitlagerstützelementen aus, die weniger eine Bolzenform als vielmehr eine Hohlachsenform aufweisen. Der große Durchmesser der zylindrischen Gleitfläche der Gleitlagerstützelemente verringert zum einen den Kontaktdruck je Einheitsfläche und vergrößert zum anderen die Laufruhe des gesamten Getriebezugs. Diese Laufruhe von Sonnenrad, Planetenrädern und Hohlrad rührt daher, dass die verbindenden Planetenräder in dem erfindungsgemäßen Planetenträger nur ein minimales Spiel aufweisen. Die Kombination von außerordentlichen Gleiteigenschaften der fliehkraftgeschmierten Gleitlagerbronze und überdurchschnittlicher Steifigkeit der Planetenträgerkonstruktion liefert einen Planetenträger, der in der Lage ist, große Kräfte bei hohen Drehzahlen zuverlässig zu übertragen. Ein entsprechendes Planetengetriebe mit solch einem Planetenträger kann daher bei Hochleistungsanwendungen, wie z.B. Turbinen oder Zentrifugen, eingesetzt werden.
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Die angefügten Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 1 bis 3 beziehen sich auf die erste Ausführungsform und 4 bis 6 beziehen sich auf die zweite Ausführungsform.
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1 ist eine Vorderansicht des Planetengetriebes, 2 ist eine Rückansicht des Planetengetriebes und 3 ist eine Schnittansicht des Planetengetriebes einschließlich des Planetenträgers gemäß einem Schnitt A-A, dessen Verlauf in 2 eingezeichnet ist, in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform.
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1 zeigt den Planetenträger gemäß der ersten Ausführungsform, wobei der Planetenträger drei Gleitlagerelemente sowie drei Planetenräder aufweist. Der Planetenträger, der in 1 gezeigt ist, weist zwischen den Gleitlagerelementen am radial äußeren Rand der Seitenelemente zusätzliche Durchgangslöcher bzw. Gewindelöcher auf, durch die zusätzliche Schraubelemente eingesetzt werden können. Diese zusätzlichen Schraubelemente erhöhen die Steifigkeit des Planetenträgers nur unwesentlich, da die Hauptsteifigkeit des Planetenträgers durch die Gleitlagerelemente und deren Verschraubung bzw. deren Verbindung zu den Seitenelementen erreicht wird. Die axialen Enden der Gleitlagerelemente 3 sind in entsprechend zylindrisch ausgebildete Öffnungen in den Seitenelementen 1, 2 eingesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes einzelne Gleitlagerelement 3 mit acht Schraubbolzen 5 verschraubt, welche entlang der Umfangsrichtung von jedem Gleitlagerelement angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist in den 1 bis 3 zu erkennen, dass der Abstand der beiden in radialer Richtung am weitesten auswärts angeordneten Schraubbolzen am größten ist, wenn verglichen mit den Abständen der restlichen Schraubbolzen eines jeweiligen Gleitlagerelements.
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2 zeigt den Planetenträger bzw. das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung in der ersten Ausführungsform, wobei in 2 das zweite Seitenelement 2 den abgebildeten Planetenträger kennzeichnet. Die beiden Seitenelemente 1 und 2 sind bis auf geringfügige Unterschiede im Mittelteil im Wesentlichen gleich. In 2 ist klar ersichtlich, dass alle Schraubbolzen 5, welche das Gleitlagerelement mit den Seitenteilen bzw. Seitenelementen 1 und 2 verbinden, in der gleichen Richtung in den Planetenträger eingesetzt sind.
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In 2 ist ferner die Schnittführung des Schnitts A-A eingezeichnet, welche an der oberen Seite in 2 von außerhalb des Planetenträgers durch einen Schraubbolzen 5 hindurch zu der Mittelachse eines zylindrischen Gleitlagerelements 3 führt, von dort weiter zu der zentralen Drehachse des Planetenträgers und des Weiteren von dem zentralen Drehmittelpunkt des Planetenträgers durch eine weitere Mittelachse eines weiteren Gleitlagerelements radial auswärts verläuft.
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3 zeigt eben diesen Schnitt A-A, wobei die erfindungswesentlichen Merkmale in dieser Figur klar ersichtlich werden. In 3 sind die im Wesentlichen gleichen Seitenelemente 1 und 2 mit Unterschieden bei den Öffnungen zu sehen, durch welche eine zentrale Antriebs- bzw. Abtriebswelle hindurchführt. Zwischen eben diesen Seitenelementen 1 und 2 sind in der oberen und in der unteren Hälfte der Figur jeweils ein Gleitlagerelement 3 abgebildet. Aufgrund der Schnittführung ist in dem oberen Bereich von 3 ein Schraubbolzen 5 dargestellt, der von rechts nach links in den Planetenträger durch zuerst das zweite Seitenelement 2, dann durch das Gleitlagerelement 3 und schließlich durch das erste Seitenelement 1 in den Planetenträger eingesetzt ist. Dieser eine Schraubbolzen 5 ist stellvertretend für die Vielzahl an Schraubbolzen, die jeweils jedes einzelne Gleitlagerelement fixieren. Jedes Gleitlagerelement 3 ist an seinem axial mittigen Abschnitt mit einem Planetenrad 4 versehen, das auf der Gleitumfangsfläche des Gleitlagerelements gleitend geführt und gestützt ist.
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Das Gleitlagerelement 3 ist derart ausgebildet, dass es einen axial mittigen Abschnitt mit großem Durchmesser aufweist, auf dem das Planetenrad gleitet, und außerdem zwei axiale Endabschnitte aufweist, welche einen kleineren Durchmesser aufweisen. Die axialen Enden mit kleinerem Durchmesser sind in entsprechend korrespondierende Öffnungen in den Seitenelementen 1 und 2 eingesetzt. Die ringförmigen Stirnflächen, welche sich durch die unterschiedlichen Durchmesser bzw. den Durchmessersprung ergeben, entsprechen den Kontaktflächen, welche in axialer Richtung zwischen dem Gleitlagerelement 3 und dem ersten und dem zweiten Seitenelement 1, 2 vorhanden sind.
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Der Durchmesser des Gleitlagerelementabschnitts mit großem Durchmesser, der axial mittig vorgesehen ist, entspricht im Wesentlichen dem Innenumfangsdurchmesser des Planetenrads 4. Diese Durchmesser sind verglichen mit dem Stand der Technik relativ groß gewählt. Aus diesem Grund ergibt sich eine sehr große Gleitfläche, die eine geringe Flächenpressung zulässt. Das Gleitlagerelement 3 weist einen hohlen zylindrischen Raum um dessen Mittenachse herum auf. Dieser Hohlraum des Gleitlagerelements 3 zusammen mit den entsprechenden Öffnungen in den Seitenelementen 1, 2 bilden einen axialen Durchgang. Dieser axiale Durchgang ist als Durchgang für ein kühlendes und/oder schmierendes Fluid geeignet.
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Die untere Hälfte des in 3 gezeigten Schnitts A-A verläuft geradlinig in der radialen Richtung des Planetenträgers. Das drehfest mit den Seitenelementen 1, 2 verschraubte Gleitlagerelement 3 weist auf der radial äußeren Seite des Planetenträgers als auch des Gleitlagerelements einen Durchgang 6 auf, der in radialer Richtung von dem mittigen axialen Durchgang des Gleitlagerelements 3 direkt zu der Außenumfangsfläche des Gleitlagerelements 3 mit großem Durchmesser führt. In der vorliegenden Ausführungsform weitet sich dieser Durchgang 6 an der radial äußeren Seite zu der Gleitumfangsfläche hin auf, wodurch eine gleichmäßige Verteilung von Schmieröl stattfinden kann. Das Schmieröl, das axial in den axial mittigen Hauptdurchgang des Gleitlagerelements eingetreten ist, wird durch die aufgrund der Drehbewegung auftretende Fliehkraft in axial auswärts gerichteter Richtung durch den Durchgang 6 hindurch bewegt. Durch diese Anordnung ist eine ausgezeichnete Fliehkraftschmierung vorgesehen.
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4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei gleichermaßen 4 die Vorderansicht, 5 die Rückansicht und 6 einen Schnitt B-B der zweiten Ausführungsform zeigen. Die wesentlichen Elemente der zweiten Ausführungsform tragen die gleichen Bezugszeichen wie jene der ersten Ausführungsform.
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4 zeigt die Vorderansicht der zweiten Ausführungsform, wobei das Planetengetriebe sowie der Planetenträger vier Gleitlagerelemente und vier Planetenräder vorsehen. Die zweite Ausführungsform weist eine zentrale Antriebs- bzw. Abtriebswelle auf, deren Durchmesser größer als jener in der ersten Ausführungsform ist. Aus diesem Grund ist der Abstand zwischen Sonnenrad und Hohlrad kleiner, wodurch ebenfalls die Planetenräder einen kleineren Außendurchmesser aufweisen. Aus diesem Grund ist die Anzahl von Gleitelementen/Planetenrädern von drei auf vier erhöht.
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Durch die etwas gedrungenere Ausbildung von Gleitlagerelementen und Planetenrädern ist es entsprechend schwieriger, eine ausreichende Anzahl an Schraubbolzen durch die Seitenelemente und das Gleitlagerelement hindurch vorzusehen. Um trotz dieser beengten Platzverhältnisse eine maximale Anzahl an Schraubbolzen vorzusehen, wurden in der zweiten Ausführungsform, die in 4 bis 6 gezeigt ist, elf Schraubbolzen in axial entgegen gesetzten Richtungen in den Planetenträger eingesetzt.
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Auch in der zweiten Ausführungsform ist klar ersichtlich, dass die Anordnung der Schraubbolzen nicht rotationssymmetrisch um die Gleitlagerelementmittelachse herum vorgesehen ist, sondern lediglich spiegelsymmetrisch bezüglich einer imaginären Linie zwischen den Mittenachsen des Planetenträgers und der Gleitlagerelemente.
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5 zeigt den Planetenträger gemäß der zweiten Ausführungsform von seiner Rückseite. Vergleicht man 5 mit 4, wird die gegenläufige Verschraubung von jedem Gleitlagerelement mit den Seitenelementen ersichtlich. 5 zeigt außerdem den Verlauf eines Schnitts B-B durch den Planetenträger gemäß der zweiten Ausführungsform. Der Schnitt B-B verläuft im Wesentlichen entlang eines Durchmessers durch den Planetenträger, welcher im Wesentlichen durch die Mittenachsen von zwei gegenüberliegenden Gleitlagerelementen führt.
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6 zeigt die Ansicht des Querschnitts des Planetenträgers gemäß der zweiten Ausführungsform entlang des Schnitts B-B. Auch in der zweiten Ausführungsform ist ein erstes Seitenelement 1, ein zweites Seitenelement 2, zwei Gleitlagerelemente 3, zwei Planetenräder 4 und eine Vielzahl von Schraubbolzen 5 gezeigt. Wie bereits in 3 hinsichtlich der ersten Ausführungsform gezeigt ist, ist in 6 ersichtlich, dass das erste und das zweite Seitenelement 1, 2 in ihren radialen Erstreckungen bis hin zu einem Fußkreis der Planetenräder reicht.
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Wie aus 4, 5 und 6 ersichtlich ist, reichen die Vertiefungen für die Senkköpfe der Schraubbolzen bis fast an die Öffnungen in den Seitenelementen 1, 2 heran, welche zum Einsetzen der axialen Enden der Gleitlagerelemente vorgesehen sind. Durch diese Anordnung wird die maximal mögliche Anzahl an Schraubbolzen auf kleinstem Raum ermöglicht.
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In der unteren Hälfte in 6 sind zwei axial nebeneinanderliegende Fliehkraftschmierdurchgänge ausgebildet. Im Vergleich zu dem Fliehkraftschmierdurchgang der ersten Ausführungsform weisen die beiden Durchgänge 6 gemäß der zweiten Ausführungsform kleinere Durchgangsquerschnitte auf. Auch in dieser Ausführungsform weiten sich die beiden nebeneinanderliegenden Schmierdurchgänge 6 zur radial nach außen gerichteten Seite hin auf. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des durch die Fliehkraft zugeführten Schmieröls zu der Gleitfläche, um einen gleichmäßigen Ölschmierfilm auszubilden. Die sichere Gewährleistung eines störungsfreien Ölschmierfilms führt dazu, dass der Ölschmierfilmspalt zwischen den Gleitlagerelementen und den Planetenrädern auf ein Minimum reduziert werden kann, was der Laufruhe des Planetengetriebes zugute kommt. 7 zeigt eine Detailschnittansicht einer weiteren Ausführungsform von einem Gleitlagerbolzen mit einer zusätzlichen Ausdrehung 7, die als Schmiermittelstauraum dient, um die radiale Flussrichtung des Schmierstoffes von der Innenumfangsfläche in Richtung Außenumfangsfläche durch den radialen Durchgang sicherzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011006285 A1 [0002]
- DE 102006023390 A1 [0003]
- DE 10061397 B4 [0003, 0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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