DE102022109203A1

DE102022109203A1 - Stufenplanetenrad und Umlaufgetriebe

Info

Publication number: DE102022109203A1
Application number: DE102022109203.8A
Authority: DE
Inventors: Bernd Cihlar; Dominik Wolters; Berthold Bühler
Original assignee: NEUGART GmbH
Current assignee: NEUGART GmbH
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2023-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem ein Stufenplanetenrad (5) für ein Umlaufgetriebe (1), wobei das Stufenplanetenrad (5) zwei derart aufeinander abgestimmte Schrägverzahnungen (18,19) aufweist, ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus im Betrieb des Stufenplanetenrades (5) durch die Schrägverzahnungen (18,19) jeweils verursachten Axialkräfte resultiert, kleiner als 10% eines Betrages einer, vorzugsweise einer kleinsten, der durch die Schrägverzahnungen (18,19) jeweils verursachten Axialkräfte ist, oder dass sich durch die Schrägverzahnungen (18,19) bei Verwendung des Stufenplanetenrades (5) in einem Umlaufgetriebe (1) und bei Betrieb des Umlaufgetriebes (1) jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stufenplanetenrad für ein Umlaufgetriebe und ein Umlaufgetriebe.
Umlaufgetriebe sind beispielsweise als Planetengetriebe aus der Praxis vorbekannt und ermöglichen aufgrund ihrer kompakten Bauweise hohe Übersetzungsverhältnisse bei geringem Platzbedarf. So eignen sich diese Umlaufgetriebe beispielsweise für den Einsatz als Getriebe von Industrierobotern.
Beispielsweise aus der Druckschrift WO 2015/185 036 A1 ist ein Planetengetriebe mit Planetenrädern vorbekannt, die jeweils zwei Verzahnungen aufweisen, also zweistufig ausgebildet sind. Eine der beiden Verzahnungen ist eine konische Verzahnung. Die andere Verzahnung ist eine nicht-konische Verzahnung. Durch die Kombination einer konischen und einer nicht-konischen Verzahnung in Verbindung mit einer entsprechenden Gegenverzahnung des Sonnenrades bzw. des Hohlrades des Planetengetriebes soll ein selbsttätig wirksamer Toleranzausgleich realisiert werden. Das vorbekannte Planetengetriebe weist ferner Stellvorrichtungen auf, die axial auf die Planetenräder wirken, um die konischen Verzahnungen der Planetenräder im Wesentlichen spielfrei in Eingriff mit der korrespondierenden Gegenverzahnung des Hohlrades zu bringen.
Umlaufgetriebe sind einer zunehmenden Miniaturisierung unterworfen, ohne dass hierbei jedoch Abstriche bei der Belastbarkeit der Umlaufgetriebe toleriert werden. Die Miniaturisierung reduziert dabei auch den für die Lagerung der Planetenräder innerhalb der Umlaufgetriebe zur Verfügung stehenden Bauraum. Bei den unverändert hohen Belastungen, denen die Umlaufgetriebe weiterhin standhalten müssen, stellt dies eine große Herausforderung dar.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Stufenplanetenrad für ein Umlaufgetriebe bereitzustellen, das die Verwendung von besonders kompakten und gleichzeitig belastbaren Radiallagern zur drehbaren Lagerung des Stufenplanetenrades in einem Umlaufgetriebe begünstigt.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Stufenplanetenrad mit den Merkmalen des unabhängigen, auf ein Stufenplanetenrad gerichteten Anspruchs vorgeschlagen. Zur Lösung der Aufgabe wird damit ein Stufenplanetenrad für ein Umlaufgetriebe vorgeschlagen, wobei das Stufenplanetenrad zwei Schrägverzahnungen aufweist, die derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus im Betrieb des Stufenplanetenrades durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte resultiert, kleiner als 10% eines Betrages einer, vorzugsweise einer kleinsten, der durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte ist, oder dass sich im Betrieb des Stufenplanetenrads durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben.
Ein gegenseitiges Aufheben der Axialkräfte im Sinne der Erfindung kann auch dann vorliegen, wenn eine geringe effektive Axialkraft auftritt, die aus den durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräften resultiert und auf Fertigungstoleranzen der aufeinander abgestimmten Schrägverzahnungen zurückzuführen ist.
Die Schrägverzahnungen können so gestaltet sein, dass die durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte, insbesondere innerhalb üblicher Fertigungstoleranzen, denselben Betrag haben, jedoch einander entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Auf diese Weise wird ein Stufenplanetenrad geschaffen, bei dem aufgrund seiner beiden Schrägverzahnungen keine oder nur vernachlässigbare effektive Axialkräfte im Betrieb eines mit dem Stufenplanetenrad ausgestatteten Umlaufgetriebes durch das Stufenplanetenrad verursacht werden. Dies führt dazu, dass die Lagerung des Stufenplanetenrades in seiner Gebrauchsstellung in dem Umlaufgetriebe deutlich vereinfacht ist. So ist es beispielsweise möglich, zur Lagerung des erfindungsgemäßen Stufenplanetenrades zumindest ein Radiallager, beispielsweise ein Nadellager zu verwenden. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Stufenplanetenrad in seiner Gebrauchsstellung in einem Umlaufgetriebe mittels zweier in Bezug auf eine Rotationsachse des Stufenplanetenrades axial voneinander beabstandeter Drehlager, beispielsweise Radiallager, wie Nadellager, drehbar gelagert.
Nadellager zur Lagerung des Stufenplanetenrades haben den Vorteil, dass sie nur geringen Bauraum benötigen und radial hoch belastet werden können. Der Umstand, dass Nadellager in der Regel weniger gut zur Aufnahme von axialen Kräften geeignet sind, wird durch den Aufbau des erfindungsgemäßen Stufenplanetenrades und den durch die beiden aufeinander abgestimmten Schrägverzahnungen erreichten Axialkräfteausgleich kompensiert und stellt somit keinen Nachteil dar.
Die Schrägverzahnungen des Stufenplanetenrades können ferner die Laufruhe eines mit dem Stufenplanetenrad ausgestatteten Umlaufgetriebes begünstigen und auch zu einer geringeren Geräuschentwicklung beitragen.
Das erfindungsgemäße Stufenplanetenrad ermöglicht also die Verwendung von hochbelastbaren Radiallagern, beispielsweise von Nadellagern, zur drehbaren Lagerung des Stufenplanetenrades. Die Verwendung eines Nadellagers zur Lagerung des Stufenplanetenrades ermöglicht eine Minimierung des radialen Bauraums innerhalb eines mit dem Stufenplanetenrad auszustattenden Umlaufgetriebes zur Aufnahme der Lagerung des Stufenplanetenrades. Dies begünstigt den zuvor erwähnten Miniaturisierungstrend bei Umlaufgetrieben.
Eine der beiden Verzahnungen kann eine Hohlradverzahnung sein. Eine der beiden Verzahnungen kann eine Sonnenradverzahnung sein. Mit seiner Hohlradverzahnung kann das Stufenplanetenrad in Gebrauchsstellung mit einem Hohlrad eines Umlaufgetriebes in Eingriff stehen. Mit seiner Sonnenradverzahnung kann das Stufenplanetenrad in Gebrauchsstellung mit einem Sonnenrad eines Umlaufgetriebes in Eingriff stehen.
Bei einer Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass die Schrägverzahnungen des Stufenplanetenrades in Bezug auf eine Rotationsachse des Stufenplanetenrades axial voneinander beabstandet sind. Dadurch kann das Stufenplanetenrad mit seinen beiden Schrägverzahnungen an einen axialen Abstand zwischen seinen Wälzpartnern, beispielsweise auf einen axialen Abstand zwischen einem Hohlrad und einem Sonnenrad eines Umlaufgetriebes, angepasst sein.
Bei einer Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass sich die beiden Schrägverzahnungen des Stufenplanetenrades voneinander unterscheiden. Die Schrägverzahnungen können beispielsweise unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser und/oder unterschiedliche Teilkreisdurchmesser und/oder unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Verhältnis der Schrägungswinkel der Schrägverzahnungen einem Verhältnis der Wälzkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen entspricht. Ist diese Bedingung erfüllt, begünstigt dies eine vollständige oder zumindest weitgehende gegenseitige Aufhebung der durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte. Ein Wälzkreisdurchmesser der Sonnenradverzahnung kann beispielsweise 20 mm betragen. Ein Wälzkreisdurchmesser der Hohlradverzahnung kann beispielsweise 10 mm betragen. Ein Schrägungswinkel der Sonnenradverzahnung kann demnach dann beispielsweise 10° betragen, während ein Schrägungswinkel der Hohlradverzahnung 5° beträgt. Die Schrägungswinkel der beiden Schrägverzahnungen können dabei in die gleiche Richtung zeigen. Der Schrägungswinkel der Hohlradverzahnung kann beispielsweise zwischen 2° und 15° betragen. Der Schrägungswinkel der Sonnenradverzahnung kann beispielsweise zwischen 4° und 30° betragen.
Bei einer Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass der Schrägungswinkel der einen Schrägverzahnung des Stufenplanetenrades größer oder kleiner oder so groß wie ein Schrägungswinkel der anderen Schrägverzahnung ist. So kann der Schrägungswinkel der einen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Sonnenradverzahnung, bei einer Ausführungsform des Stufenplanetenrades größer als ein Schrägungswinkel der anderen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Hohlradverzahnung, des Stufenplanetenrades sein. Bei einer anderen Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass ein Schrägungswinkel der einen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Sonnenradverzahnung, kleiner als ein Schrägungswinkel der anderen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Hohlradverzahnung, des Stufenplanetenrades ist. Bei einer weiteren Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass der Schrägungswinkel der einen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Sonnenradverzahnung, gleich groß wie ein Schrägungswinkel der anderen Schrägverzahnung, beispielsweise der zuvor erwähnten Hohlradverzahnung, des Stufenplanetenrades ist.
Die jeweiligen Größen der Schrägungswinkel der beiden Schrägverzahnungen des Stufenplanetenrades können beispielsweise davon abhängig sein, wie groß die Wälzkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen des Stufenplanetenrades sind.
Das Stufenplanetenrad kann an seiner Außenseite zumindest einen Lagersitz für ein Drehlager zur drehbaren Lagerung des Stufenplanetenrades aufweisen. Vorzugsweise weist das Stufenplanetenrad zwei Lagersitze für Drehlager auf. Zwischen den beiden Lagersitzen kann eine Schrägverzahnung, beispielsweise die zuvor erwähnte Hohlradverzahnung des Stufenplanetenrades angeordnet sein. Über diese Schrägverzahnung auf das Stufenplanetenrad oder von dem Stufenplanetenrad beispielsweise auf ein Hohlrad übertragene Kräfte können über die beiden beidseits der Schrägverzahnung angeordneten Lagersitze gleichmäßig aufgenommen und abgeleitet werden.
In Gebrauchsstellung des Stufenplanetenrades kann an jedem der Lagersitze ein Drehlager, beispielsweise ein Radiallager, vorzugsweise ein Nadellager, angeordnet sein, um das Stufenplanetenrad drehbar beispielsweise in einem nachfolgend noch näher erläuterten Planetenträger zu lagern.
Bei einer Ausführungsform des Stufenplanetenrades weist dieses einen Lagersitz auf, der zwischen einem Einführende des Stufenplanetenrades in eine Planetenaufnahme eines Planetenträgers und einer der beiden Schrägverzahnungen, beispielsweise der Hohlradverzahnung angeordnet ist. Dieser Lagersitz kann einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Außendurchmesser dieser Schrägverzahnung ist. Dies begünstigt, dass das Hohlrad ausgehend von einer Seite in eine Planetenaufnahme eines Planetenträgers eingeschoben werden kann.
Günstig kann es sein, wenn auf diesem Lagersitz ein Drehlager, insbesondere ein Radiallager, vorzugsweise ein Nadellager, angeordnet ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser dieser Schrägverzahnung, insbesondere der Hohlradverzahnung, des Stufenplanetenrades ist. So ist es möglich, das Stufenplanetenrad mit einem bereits auf dem Lagersitz montierten Drehlager in seine Gebrauchsstellung in eine Planetenaufnahme eines Planetenträgers einzuschieben.
Das zumindest eine Stufenplanetenrad kann eine Planetenwelle aufweisen. Die Sonnenradverzahnung kann an einem Sonnenritzel ausgebildet sein, das an der Planetenwelle angeordnet ist.
Zwischen Planetenwelle und Sonnenritzel kann Klebstoff angeordnet sein, um ein Durchrutschen des Sonnenritzels zu vermeiden. Ferner kann zwischen Planetenwelle und Sonnenritzel eine Konusverbindung vorgesehen sein, über die das Sonnenritzel mit der Planetenwelle verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Stufenplanetenrades ist vorgesehen, dass zwischen Sonnenritzel und Planetenwelle sowohl Klebstoff angeordnet als auch eine Konusverbindung ausgebildet ist, so dass das Sonnenritzel bei dieser Ausführungsform besonders zuverlässig auf der Planetenwelle festgelegt werden kann.
Das Sonnenritzel kann beispielsweise mit einer Schraube und/oder mit einer Mutter an der Planetenwelle fixiert sein. Wird eine Schraube zur Fixierung des Sonnenritzels an der Planetenwelle verwendet, kann die Schraube beispielsweise stirnseitig die Planetenwelle eingeschraubt werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Umlaufgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das zumindest ein Stufenplanetenrad nach einem der auf ein solches gerichteten Ansprüche aufweist. Das zumindest eine Stufenplanetenrad kann mit zumindest einem Drehlager, nämlich mit zumindest einem Radiallager, vorzugsweise mit zumindest einem Nadellager, drehbar in dem Umlaufgetriebe gelagert sein.
Das Umlaufgetriebe kann ein Gehäuse, ein Sonnenrad, einen Planetenträger, und mindestens ein Stufenplanetenrad und ein Hohlrad aufweisen.
Der Planetenträger kann drehbar in dem Gehäuse gelagert sein. Das Gehäuse kann eine Montagerichtung zur Montage des Planetenträgers definieren. Der Planetenträger kann an seiner Außenseite einen Lagersitz aufweisen, der benachbart zu einem Einführende des Planetenträgers und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers in Montagerichtung hinter dem Hohlrad des Umlaufgetriebes angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser, insbesondere als ein Kopfkreisdurchmesser, des Hohlrades ist.
Auf diese Weise ist es möglich, den Planetenträger von einer Seite aus in seine Gebrauchsstellung innerhalb des Gehäuses des Getriebes einzuführen. Eine zweiseitige Montage, wie sie bei dem aus dem Stand der Technik vorbekannten Umlaufgetriebe vorbekannt ist, und eine damit verbundene Teilung des Planetenträgers lassen sich auf diese Weise vermeiden. So kann der Planetenträger beispielsweise einteilig ausgebildet sein oder aber, wenn er zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist, noch außerhalb des Gehäuses des Umlaufgetriebes montiert werden.
Dies kann die Montage des Umlaufgetriebes erheblich vereinfachen.
Der zuvor erwähnte Lagersitz des Planetenträgers kann als hinterer oder distaler Lagersitz des Planetenträgers bezeichnet werden. Auf dem Lagersitz kann ein Drehlager des Umlaufgetriebes zur drehbaren Lagerung des Planetenträgers in dem Gehäuse angeordnet sein.
Das Gehäuse kann eine Planetenträgeraufnahme mit einer Einführöffnung für den Planetenträger aufweisen, durch die die Montagerichtung des Planetenträgers definiert ist. In der Planetenträgeraufnahme kann der Planetenträger dann drehbar gelagert innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Innerhalb der Planetenträgeraufnahme kann zumindest ein Lagersitz eines Drehlagers für den Planetenträger ausgebildet sein. Innerhalb der Planetenträgeraufnahme kann auch das Hohlrad des Umlaufgetriebes angeordnet sein. Das Hohlrad kann drehfest innerhalb des Gehäuses, insbesondere innerhalb der Planetenträgeraufnahme des Gehäuses, und/oder an dem Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sein.
Der Planetenträger kann an seiner Außenseite in Bezug auf seine Rotationsachse zwei axial voneinander beabstandete Lagersitze zur drehbaren Lagerung des Planetenträgers aufweisen. Dies begünstigt eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen dem Planetenträger und dem Gehäuse. Bei in Gebrauchsstellung innerhalb des Gehäuses befindlichem Planetenträger kann das Hohlrad des Umlaufgetriebes zwischen den beiden Lagersitzen angeordnet sein. Die Lagersitze können an einer Außenseite des Planetenträgers ausgebildet sein. An den Lagersitzen können Drehlager zur drehbaren Lagerung des Planetenträgers in dem Gehäuse angeordnet sein.
Der Planetenträger kann einen Lagersitz aufweisen, der in Montagerichtung und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers vor dem Hohlrad und/oder benachbart zu einem dem Einführende abgewandten Ende des Planetenträgers angeordnet ist. Dieser Lagersitz kann als vorderer oder auch als proximaler Lagersitz des Planetenträgers bezeichnet werden und an einer Außenseite des Planetenträgers ausgebildet sein. Dieser Lagersitz kann einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Innendurchmesser, insbesondere als der Kopfkreisdurchmesser, des Hohlrades und/oder größer als ein Durchmesser des zu dem Einführende benachbarten, hinteren Lagersitzes des Planetenträgers ist.
Der Planetenträger kann eine Welle, insbesondere eine Abtriebswelle, aufweisen oder als Welle, insbesondere als Abtriebswelle, des Umlaufgetriebes ausgebildet sein.
Das zumindest eine Stufenplanetenrad des Umlaufgetriebes kann mit zumindest einem Drehlager drehbar, insbesondere innerhalb des Gehäuses des Umlaufgetriebes, gelagert sein. Als Drehlager kann zumindest ein Radiallager, besonders bevorzugt zumindest ein Nadellager verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes Stufenplanetenrad des Umlaufgetriebes mit zwei in Bezug auf eine Rotationsachse des jeweiligen Stufenplanetenrades axial voneinander beabstandeten Drehlagern, vorzugsweise mit zwei axial voneinander beabstandeten Nadellagern drehbar gelagert.
Insbesondere dann, wenn als Drehlager zur drehbaren Lagerung des zumindest einen Stufenplanetenrades des Umlaufgetriebes ein Radiallager verwendet wird, das bauartbedingt weniger gut zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist, kann es vorteilhaft sein, wenn das Umlaufgetriebe zumindest ein Axiallagerelement, beispielsweise eine Axialgleitscheibe, aufweist, das zur Aufnahme von Axialkräften eingerichtet ist.
Das zumindest eine Axiallagerelement kann zumindest einem Drehlager zur drehbaren Lagerung des zumindest einen Stufenplanetenrades zugeordnet sein. Sollten beim Betrieb des Umlaufgetriebes Axialkräfte auf das zumindest eine Stufenplanetenrad wirken, können diese über das zumindest eine Axiallagerelement aufgenommen und abgeleitet werden.
Derartige Axialkräfte könnten beispielsweise schwerkraftbedingt auftreten, wenn das Umlaufgetriebe bei seiner Verwendung seine Lage im Raum ändert. Dies ist beispielsweise möglich, wenn das Umlaufgetriebe an einem Industrieroboter eingesetzt wird oder wenn es nicht gelingt, die Axialkräfte gänzlich zu kompensieren.
Vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe für jedes Drehlager eines jeden Stufenplanetenrades jeweils zumindest ein derartiges Axiallagerelement auf, das zur Aufnahme von Axialkräften eingerichtet ist.
Das zumindest eine Stufenplanetenrad des Umlaufgetriebes kann in dem Planetenträger drehbar gelagert sein. Das zumindest eine Stufenplanetenrad kann über seine beiden Schrägverzahnungen sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad des Umlaufgetriebes kämmen.
Der Planetenträger kann zumindest eine Planetenaufnahme für ein Stufenplanetenrad aufweisen. Vorzugsweise weist der Planetenträger eine Anzahl von Planetenaufnahmen auf, die der Anzahl von Stufenplanetenrädern des Umlaufgetriebes entspricht. Ein Stufenplanetenrad kann in Gebrauchsstellung in der Planetenaufnahmedrehbar gelagert sein.
Die zumindest eine Planetenaufnahme kann eine Einführöffnung aufweisen, durch die das zumindest eine Stufenplanetenrad in einer Montagerichtung in seine Gebrauchsstellung in die Planetenaufnahme einführbar ist. Dabei kann die Planetenaufnahme mit ihrer Einführöffnung so ausgerichtet sein, dass die durch die Planetenaufnahme definierte Montagerichtung mit der Montagerichtung des Planetenträgers in seine Gebrauchsstellung innerhalb des Gehäuses übereinstimmt. Die zuvor erwähnte Einführöffnung des Gehäuses und die Einführöffnung der Planetenaufnahme können jeweils in Axialebenen bezüglich der Rotationsachse des Umlaufgetriebes und/oder an derselben Seite des Umlaufgetriebes angeordnet sein.
Die zumindest eine Planetenaufnahme kann als Sackloch oder als Stufenbohrung ausgebildet sein. Wenn die Planetenaufnahme als Stufenbohrung ausgebildet ist, kann das Stufenplanetenrad von einer Seite der Stufenbohrung aus in die Planetenaufnahme eingebracht werden. Von der anderen Seite der Stufenbohrung kann zum Beispiel ein Montagehilfsmittel in die Planetenaufnahme eingebracht werden. Mithilfe eines Montagehilfsmittels, beispielsweise eines Bolzens, kann beispielsweise eine Planetenwelle des Stufenplanetenrades bei der Montage eines Ritzels abgestützt werden. Ist die Planetenaufnahme als Sackloch ausgebildet, kann auf eine vorzugsweise durchgängige Stufenbohrung verzichtet werden.
Die zumindest zwei Verzahnungen des Stufenplanetenrades können sich voneinander unterscheiden, beispielsweise unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser und/oder Teilkreisdurchmesser und/oder Wälzkreisdurchmesser aufweisen.
Das Stufenplanetenrad kann eine mit dem Sonnenrad des Umlaufgetriebes kämmende Sonnenradverzahnung und eine mit dem Hohlrad des Umlaufgetriebes kämmende Hohlradverzahnung aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Drehmoment von dem Sonnenrad über das Stufenplanetenrad und das Hohlrad auf den Planetenträger des Umlaufgetriebes und umgekehrt zu übertragen.
Kopfkreisdurchmesser und/oder Teilkreisdurchmesser und/oder Wälzkreisdurchmesser der Sonnenradverzahnung des zumindest einen Stufenplanetenrades kann/können hierbei unabhängig von dem Kopfkreisdurchmesser und/oder Teilkreisdurchmesser und/oder Wälzkreisdurchmesser der Hohlradverzahnung des Stufenplanetenrades gewählt werden. Die Hohlradverzahnung kann bei in Gebrauchsstellung befindlichem Stufenplanetenrad in Bezug auf eine Rotationsachse des Planetenträgers radial über den hinteren oder distalen Lagersitz des Planetenträgers überstehen, der benachbart zu dem Einführende des Planetenträgers angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine Planetenaufnahme eine quer zur Rotationsachse des Planetenträgers ausgerichtete Seitenöffnung aufweist, durch die die Hohlradverzahnung des Stufenplanetenrades ragen kann, um in Eingriff mit einer Innenverzahnung des Hohlrades zu gelangen.
Eine mit dem Hohlrad kämmende Hohlradverzahnung des zumindest einen Stufenplanetenrades kann zwischen zwei Lagersitzen des Stufenplanetenrades angeordnet sein. Dies begünstigt eine gleichmäßige Verteilung der beim Betrieb des Umlaufgetriebes auf das Stufenplanetenrad übertragenen Kräfte.
Das zumindest eine Stufenplanetenrad kann zwischen einem Einführende des Stufenplanetenrades in seine Gebrauchsstellung und der Hohlradverzahnung einen Lagersitz aufweisen, der einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung ist. Auf diese Weise ist es möglich, das zumindest eine Stufenplanetenrad in einer Montagerichtung von einer Seite aus und vorzugsweise als einteiliges Element in seine Gebrauchsstellung innerhalb der zuvor bereits erwähnten Planetenaufnahme des Umlaufgetriebes einzuführen. Der in Montagerichtung des Stufenplanetenrades hintere Lagersitz kann aufgrund seiner Abmessung dann das Hohlrad passieren, ohne mit dem Hohlrad zu kollidieren. Dieser hintere Lagersitz kann auch als distaler Lagersitz des Stufenplanetenrades bezeichnet werden. Ein Drehlager, das an diesem Lagersitz angeordnet ist, kann einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung des zumindest einen Stufenplanetenrades ist. Das Drehlager, das ein Radiallager sein kann, kann so auf den Lagersitz geschoben werden und dann zusammen mit dem Stufenplanetenrad in die Planetenaufnahme des Planetenträgers eingeschoben werden.
Die zumindest eine Planetenaufnahme kann einen Lagersitz für eine Außenseite eines Drehlagers, insbesondere für einen Außenring eines Drehlagers, des zumindest einen Stufenplanetenrades aufweisen, der benachbart zu der Einführöffnung der Planetenaufnahme angeordnet ist. Dieser Lagersitz kann in Montagerichtung des Stufenplanetenrades in die Planetenaufnahme vor dem Hohlrad und/oder vor der zuvor erwähnten Seitenöffnung der Planetenaufnahme angeordnet sein. Der Lagersitz kann einen Innendurchmesser aufweisen, der mindestens so groß wie, vorzugsweise größer als, der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung des zumindest einen Stufenplanetenrades ist. Der Außenring des an diesem Lagersitz angeordneten Drehlagers kann einen Außendurchmesser aufweisen, der mindestens so groß wie, vorzugsweise größer als der, Außendurchmesser der Hohlradverzahnung des zumindest einen Stufenplanetenrades ist. Dies begünstigt die Einführung des Stufenplanetenrades von einer Seite aus in seine Gebrauchsstellung innerhalb der Planetenaufnahme.
Da das Umlaufgetriebe zumindest ein erfindungsgemäßes Stufenplanetenrad aufweist, kann eine Schrägverzahnung des Umlaufgetriebes zwischen dem zumindest einen Stufenplanetenrad und dem Sonnenrad und eine Schrägverzahnung des Umlaufgetriebes zwischen dem zumindest einen Stufenplanetenrad und dem Hohlrad des Umlaufgetriebes derart aufeinander abgestimmt sein, dass sich im Betrieb des Umlaufgetriebes durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben oder annähernd aufheben. Auf diese Weise ist es möglich, dass zumindest eine Stufenplanetenrad mit einer vergleichsweise günstigen Radiallagerung drehbar in dem Planetenträger zu lagern, beispielsweise mittels kleinbauenden Nadellagern. Derartige Nadellager zeichnen sich durch ihre hohe radiale Belastbarkeit aus und benötigen wenig radialen Bauraum. Nadellager sind jedoch weniger gut für die Aufnahme von Axialkräften geeignet. Durch den Axialkräfteausgleich, der mithilfe der aufeinander abgestimmten Schrägverzahnungen möglich ist, können resultierende Axialkräfte minimiert oder vorzugsweise sogar kompensiert und die Lagerung des zumindest einen Stufenplanetenrades entsprechend günstig gestaltet werden.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit unter anderem ein Stufenplanetenrad, das zwei derart aufeinander abgestimmte Schrägverzahnungen aufweist, ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus im Betrieb des Stufenplanetenrades durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte resultiert, kleiner als 10% eines Betrages einer, vorzugsweise einer kleinsten, der durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte ist, oder dass sich durch die Schrägverzahnungen bei Verwendung des Stufenplanetenrades in einem Umlaufgetriebe und bei Betrieb des Umlaufgetriebes jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:

1 eine geschnittene Seitenansicht eines Umlaufgetriebes, dessen Gehäuse eine Montagerichtung zur Montage eines Planetenträgers des Umlaufgetriebes definiert, wobei ein Lagersitz des Planetenträgers, der benachbart zu einem Einführende des Planetenträgers und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers in Montagerichtung hinter einem Hohlrad des Umlaufgetriebes angeordnet ist, einen Durchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser des Hohlrades ist,
2 eine isometrische Darstellung des Umlaufgetriebes aus 1,
3 eine geschnittene Seitenansicht des Planetenträgers des in den vorherigen Figuren gezeigten Umlaufgetriebes mit einem mit Schrägverzahnungen versehenen Stufenplanetenrad vor einer der insgesamt sechs gleichmäßig um eine Rotationsachse des Planetenträgers verteilt angeordneten Planetenaufnahmen des Planetenträgers,
4 bis 6 unterschiedliche Ansichten des in 3 gezeigten Stufenplanetenrades, das in dem in den 1 und 2 gezeigten Umlaufgetriebe eingesetzt werden kann und zwei Schrägverzahnungen aufweist.

Sämtliche Figuren zeigen zumindest Teile eines im Ganzen mit 1 bezeichneten Umlaufgetriebes, das als Planetengetriebe ausgebildet ist.
Das Umlaufgetriebe 1 umfasst ein Gehäuse 2, ein Sonnenrad 3, einen als Abtriebswelle dienenden Planetenträger 4 sowie mehrere als Stufenplanetenräder ausgebildete Planetenräder 5. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 angeordnet. Der Planetenträger 5 ist innerhalb des Gehäuses 2 relativ drehbar zu dem feststehenden Hohlrad 6 gelagert.
Die 3 zeigt eine Einzelansicht des Planetenträgers 4 und eines Stufenplanetenrades 5. Die 4, 5 und 6 zeigen Einzelansichten eines Stufenplanetenrades 5, das und zwei Schrägverzahnungen 18, 19 aufweist. Die Schrägverzahnungen 18 und 19 der Stufenplanetenräder 5 sind derart aufeinander abgestimmt, dass sich im Betrieb des Stufenplanetenrades 5 in dem Umlaufgetriebe 3 durch die Schrägverzahnungen 18, 19 jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben bzw. fast aufheben. Die Schrägverzahnungen 18, 19 sind so gestaltet, dass die durch die Schrägverzahnungen 18, 19 jeweils verursachten Axialkräfte denselben Betrag haben, jedoch einander entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Das Gehäuse 2 des in den Figuren gezeigten Umlaufgetriebes 1 definiert eine Montagerichtung 7 zur Montage des Planetenträgers 4. Der Planetenträger 4 weist an seiner Außenseite einen Lagersitz 8 auf, der benachbart zu einem Einführende 9 des Planetenträgers 4 und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers 4 in Montagerichtung 7 hinter dem Hohlrad 6 angeordnet ist und auch als distaler Lagersitz bezeichnet werden kann. Dieser distale Lagersitz 8 weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als ein Innendurchmesser, nämlich kleiner als ein Kopfkreisdurchmesser des Hohlrades 6 ist.
Auf diese Weise kann der Planetenträger 4 ausgehend von einer Seite des Gehäuses 2 in seine Gebrauchsstellung innerhalb des Gehäuses 2 eingesetzt werden. Dies begünstigt die einteilige Ausbildung des Planetenträgers 5, die besonders gut aus den 3 und 4 ersichtlich ist.
Das Gehäuse 2 weist eine Planetenträgeraufnahme 10 mit einer Einführöffnung 11 für den Planetenträger 4 auf. Die Planetenträgeraufnahme 10 und ihre Einführöffnung 11 geben die Montagerichtung 7 des Planetenträger 4 vor.
Das Hohlrad 6 ist innerhalb der Planetenträgeraufnahme 10 des Gehäuses 2 angeordnet und zudem drehfest. Der Planetenträger 4 weist an seiner Außenseite insgesamt zwei in Bezug auf seine Rotationsachse R axial voneinander beabstandete Lagersitze, nämlich den bereits zuvor erwähnten, hinteren oder distalen Lagersitz 8 und einen vorderen oder proximalen Lagersitz 12 auf. Der vordere Lagersitz 12 des Planetenträgers 4 ist der Lagersitz, der in Gebrauchsstellung des Planetenträgers 4 näher an der Einführöffnung 11 der Planetenträgeraufnahme 10 für den Planetenträger 4 angeordnet ist. Das Hohlrad 6 ist bei in Gebrauchsstellung befindlichem Planetenträger 4 zwischen den beiden Lagersitzen 8 und 12 angeordnet. Beide Lagersitze 8 und 12 sind an einer Außenseite des Planetenträgers 4 ausgebildet und dienen der drehbaren Lagerung des Planetenträgers 4 in dem Gehäuse 2 des Umlaufgetriebes.
Der vordere Lagersitz 12 des Planetenträgers 4 ist in Montagerichtung 7 und in Gebrauchsstellung des Planetenträger 4 vor dem Hohlrad 6 und zudem benachbart zu einem dem Einführende 9 des Planetenträgers 4 abgewandten Ende 13 des Planetenträgers 4 angeordnet. Der vordere Lagersitz 12 weist einen Durchmesser auf, der größer als der Innendurchmesser, nämlich größer als der Kopfkreisdurchmesser des Hohlrades 6 und größer als ein Durchmesser des zu dem Einführende 9 des Planetenträger 4 benachbarten, hinteren Lagersitzes 8 des Planetenträgers 4 ist.
Die Stufenplanetenräder 5 sind drehbar in dem Planetenträger 4 gelagert. Die Stufenplanetenräder 5 kämmen sowohl mit dem Sonnenrad 3 als auch mit dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1. Der Planetenträger 4 weist für jedes der Stufenplanetenräder 5 jeweils eine Planetenaufnahme 14 auf. Insgesamt ist der Planetenträger 4 mit sechs Planetenaufnahmen 14 versehen.
Jede Planetenaufnahme 14 ist als Sackloch ausgebildet und weist eine Einführöffnung 15 auf, durch die die Stufenplanetenräder 5 in einer Montagerichtung 16 in ihre Gebrauchsstellung innerhalb der Planetenaufnahmen 14 eingeführt werden können.
Die Montagerichtung 16 der Stufenplanetenräder 5 stimmt mit der Montagerichtung 7 des Planetenträgers 4 überein. Der Planetenträger 4 und die Stufenplanetenräder 5 können somit ausgehend von derselben Seite des Gehäuses 2 montiert werden. Der Planetenträger 4 weist für jede seiner Planetenaufnahmen 14 jeweils eine Seitenöffnung 17 auf. Durch die Seitenöffnungen 17 sind die Planetenaufnahmen 14 des Planetenträgers 4 seitlich zugänglich. Durch die Seitenöffnungen 17 können die Hohlradverzahnungen 18 der Stufenplanetenräder 5 ragen, um in Eingriff mit dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 zu gelangen.
Die Schrägverzahnungen 18 und 19 der Stufenplanetenräder 5 sind in Bezug auf eine Rotationsachse des jeweiligen Stufenplanetenrades 5 axial voneinander beabstandet und unterscheiden sich voneinander, beispielsweise durch ihre Kopfkreisdurchmesser und/oder Teilkreisdurchmesser und/oder Wälzkreisdurchmesser.
Jedes Stufenplanetenrad 5 weist eine mit dem Sonnenrad 3 des Umlaufgetriebes 1 kämmende Sonnenradverzahnung 19 und eine mit dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 kämmende Hohlradverzahnung 18 auf.
Insbesondere die Schnittdarstellungen des Umlaufgetriebes 1 und seiner Bestandteile verdeutlichen, dass die Hohlradverzahnungen 18 durch die Seitenöffnungen 17 des Planetenträgers 4 ragen und in Eingriff mit dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 stehen.
Die mit dem Hohlrad 6 kämmenden Hohlradverzahnungen 18 der Stufenplanetenräder 5 sind dabei jeweils zwischen zwei Lagersitzen 20 und 21 des jeweiligen Stufenplanetenrades 5 angeordnet. Jedes Stufenplanetenrad 5 weist einen Lagersitz 20 auf, der zwischen einem Einführende 22 des jeweiligen Stufenplanetenrades 5 und der Hohlradverzahnung 18 angeordnet ist.
Dieser Lagersitz 20 weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung 18 ist. Auf diesem Lagersitz 20 ist ein Drehlager 23, nämlich ein Radiallager angeordnet. Dieses Drehlager 23, nämlich sein Außenring 24, weist einen Außendurchmesser auf, der höchstens so groß wie und vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung 18 des Stufenplanetenrades 5 ist. Aufgrund dieser Abmessung ist es möglich, den Lagersitz 20 zusammen mit dem an dem Lagersitz 20 angeordneten Drehlager 23 an dem Hohlrad 6 vorbei in seine beispielsweise in 1 gezeigte Zielposition zu bewegen und dabei die Hohlradverzahnung 18 des Stufenplanetenrades 5 in Eingriff mit dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 zu bringen.
Jede Planetenaufnahme 14 weist benachbart zu der Einführöffnung 15 in die Planetenaufnahme 14 und noch vor der Seitenöffnung 17 einen Lagersitz 25 für einen Außenring 24 eines Drehlagers 23 eines in der Planetenaufnahme 14 zu positionierenden Stufenplanetenrades 5 auf. Dieser Lagersitz 25 liegt in Montagerichtung 16 des Stufenplanetenrades 5 noch vor dem Hohlrad 6 und ist damit zwischen der axialen Einführöffnung 15 und der radialen Seitenöffnung 17 der Planetenaufnahme 14 angeordnet.
Ein Innendurchmesser dieses Lagersitzes 25 ist dabei mindestens so groß wie der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung 18 des Stufenplanetenrades 5, das in die Planetenaufnahme 14 eingeführt werden soll. Der Außenring 24 des an diesem Lagersitz 25 angeordneten Drehlagers 23 hat dann folgerichtig einen Außendurchmesser, der mindestens so groß wie und vorzugsweise größer als der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung 18 des Stufenplanetenrades 5 ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Planetenaufnahme 14 in ihrem der Einführöffnung 15 nachgelagerten Bereich ausreichend Platz bietet, um die Hohlradverzahnung 18 des Planetenträger 5 in ihre Gebrauchsstellung an dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1 zu bringen.
Die 4-6 zeigen, dass das Stufenplanetenrad 5 eine Hohlradverzahnung 18 und eine Sonnenradverzahnung 19 aufweist, die jeweils als Schrägverzahnungen ausgebildet sind.
Das in den 4-6 gezeigte Stufenplanetenrad 5 ermöglicht daher eine Schrägverzahnung zwischen dem Sonnenrad 3 und dem Stufenplanetenrad 5 und eine weitere Schrägverzahnung zwischen dem Stufenplanetenrad 5 und dem Hohlrad 6 des Umlaufgetriebes 1.
Die Schrägverzahnungen 18, 19 der Stufenplanetenräder 5 des Umlaufgetriebes 1 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass sich im Betrieb des Umlaufgetriebes 1 durch die Schrägverzahnungen 18, 19 verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben, oder zumindest dass ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus den jeweiligen Axialkräften resultiert, kleiner als 10% des Betrages der kleinsten der von den Schrägverzahnungen 18, 19 verursachten Axialkräfte ist.
Optimalerweise entspricht ein Verhältnis der Schrägungswinkel der beiden Schrägverzahnungen 18,19 einem Verhältnis der Wälzkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen 18, 19, um eine bestmögliche Kompensation der Axialkräfte, die durch die Schrägverzahnungen jeweils verursacht werden, zu erreichen.
Dabei kann ein Schrägungswinkel der Sonnenradverzahnung 19 größer oder aber auch kleiner als oder gleich groß wie ein Schrägungswinkel der Hohlradverzahnung 18 des Stufenplanetenrades 5 sein, je nachdem, welche Wälzkreisdurchmesser die Verzahnungen 18 und 19 aufweisen.
Das Sonnenrad 3 und das Hohlrad 6 weisen zu den Hohlradverzahnungen 18 und den Sonnenradverzahnungen 19 der Stufenplanetenräder 5 korrespondierende Schrägverzahnungen auf.
Insbesondere 1 mit der Schnittdarstellung des Umlaufgetriebes 1 verdeutlicht, dass die Stufenplanetenräder 5 des Umlaufgetriebes 1 innerhalb der Planetenaufnahmen 14 des Planetenträgers 4 mit jeweils zwei Drehlagern 23 drehbar gelagert sind. Als Drehlager 23 kommen bei dem in den Figuren gezeigten Umlaufgetriebe 1 Radiallager, nämlich Nadellager zum Einsatz, die besonders gut radial belastet werden können.
Das Umlaufgetriebe 1 weist für jedes Stufenplanetenrad 5 zwei Axiallagerelemente 26 in Form von Axialgleitscheiben auf. Die Axiallagerelemente 26 sind den Drehlagern 23 der Stufenplanetenräder 5 zugeordnet und zur Aufnahme von Axialkräften eingerichtet. Die Axiallagerelemente 26 sind beidseits der Hohlradverzahnung 18 des jeweiligen Stufenplanetenrades 5 angeordnet.
Die Axiallagerelemente 26 kommen dann zum Einsatz, wenn der Axialkräfteausgleich nicht komplett gelingt, der durch die Hohlradverzahnung 18 und die Sonnenradverzahnung 19 der Stufenplanetenräder 5 bereitgestellt wird. Die Axiallagerelemente 26 können auch dann vorteilhaft sein, wenn Axialkräfte beispielsweise durch eine Lageänderung des Umlaufgetriebes 1 im Raum in bestimmten Fällen doch noch auf die Stufenplanetenräder 5 des Umlaufgetriebes 1 wirken und abgeleitet werden müssen.
Sofern die durch die Schrägverzahnungen der Hohlradverzahnung 18 und der Sonnenradverzahnung 19 jeweils verursachten Axialkräfte unterschiedlich groß sein sollten, sind die Schrägverzahnungen 18 und 19, wie zuvor bereits ausgeführt, dennoch zumindest derart aufeinander abgestimmt, dass ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus den unterschiedlich großen Axialkräften resultiert, kleiner als 10 % des Betrages der kleinsten der beiden durch die Schrägverzahnungen 18,19 jeweils verursachten Axialkräfte ist. Eine derartig geringe resultierende Axialkraft kann mit den zuvor erwähnten Axiallagerelementen 26 aufgefangen werden.
Die Figuren zeigen, dass die Stufenplanetenräder 5 jeweils eine Planetenwelle 27 aufweisen. Die Sonnenradverzahnungen 19 der Stufenplanetenräder 5 sind jeweils an einem Sonnenritzel 28 ausgebildet, das an der Planetenwelle 27 des jeweiligen Stufenplanetenrades 5 angeordnet ist. Um das Sonnenritzel 28 in seiner Position an der jeweiligen Planetenwelle 27 zu sichern, ist Klebstoff zwischen Sonnenritzel 28 und Planetenwelle 27 eingebracht. Ferner ist jedes Sonnenritzel 28 über eine Konusverbindungen 29 mit seiner Planetenwelle 27 verbunden. Die Konusverbindung 29 umfasst einen Außenkonus an der Planetenwelle 27 und einen Innenkonus an dem Sonnenritzel 28.
Die Figuren zeigen ferner, dass die Sonnenritzel 28 entweder mit einer Schraube 30 oder mit einer Mutter 31 an der jeweiligen Planetenwelle 27 fixiert sind. Bei der Variante des Umlaufgetriebes 1, bei der die Sonnenritzel 28 mittels Schrauben 30 an den Planetenwelle 27 fixiert sind, kann es zweckmäßig sein, das jeweilige Sonnenritzel 28 mit einem Presswerkzeugs auf die Planetenwelle 27 zu pressen.
Bei der Variante des Umlaufgetriebes 1, bei der die Sonnenritzel 28 mittels einer Mutter 31 an der jeweiligen Planetenwelle 27 fixiert sind, kann das Aufpressen des Sonnenritzels 28 auf den Konus 29 der Planetenwelle 27 durch Anziehen der Mutter 31 erfolgen. Dabei wird die Mutter 31 auf einen Gewindeabschnitt 32 der Planetenwelle 27 geschraubt.
Bezugszeichenliste

1: Umlaufgetriebe
2: Gehäuse
3: Sonnenrad
4: Planetenträger
5: Stufenplanetenrad
6: Hohlrad
7: Montagerichtung von 4
8: hinterer, distaler Lagersitz an 4
9: Einführende von 4
10: Planetenträgeraufnahme in 2 für 4
11: Einführöffnung
12: vorderer, proximaler Lagersitz von 4
13: dem Einführende abgewandtes Ende von 4
14: Planetenaufnahme
15: Einführöffnung
16: Montagerichtung von 5
17: Seitenöffnung
18: Hohlradverzahnung von 5
19: Sonnenradverzahnung von 5
20: Lagersitz an 5
21: Lagersitz an 5
22: Einführende
23: Drehlager
24: Außenring von 23
25: Lagersitz in 14, benachbart zu 15
26: Axiallagerelement
27: Planetenwelle
28: Sonnenritzel
29: Konusverbindung
30: Schraube
31: Mutter
32: Gewindeabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/185036 A1 [0003]

Claims

Stufenplanetenrad (5) für ein Umlaufgetriebe (1) mit zwei Schrägverzahnungen (18,19), die derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Betrag einer effektiven Axialkraft, die aus im Betrieb des Stufenplanetenrades (5) durch die Schrägverzahnungen (18,19) jeweils verursachten Axialkräfte resultiert, kleiner als 10% eines Betrages einer, vorzugsweise einer kleinsten, der durch die Schrägverzahnungen (18,19) jeweils verursachten Axialkräfte ist, oder dass sich im Betrieb des Stufenplanetenrades (5) durch die Schrägverzahnungen (18,19) jeweils verursachte Axialkräfte gegenseitig aufheben.
Stufenplanetenrad (5) nach Anspruch 1, wobei die Schrägverzahnungen (18, 19) so gestaltet sind, dass die durch die Schrägverzahnungen jeweils verursachten Axialkräfte denselben Betrag haben, jedoch einander entgegengesetzt ausgerichtet sind, und/oder wobei die beiden Schrägverzahnungen (18,19) in Bezug auf eine Rotationsachse des Stufenplanetenrades (5) axial voneinander beabstandet sind.
Stufenplanetenrad (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stufenplanetenrad (5) als Schrägverzahnungen (18,19) eine Hohlradverzahnung (18) und eine Sonnenradverzahnung (19) aufweist, und/oder wobei sich die Schrägverzahnungen (18,19) voneinander unterscheiden, vorzugsweise unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser und/oder Teilkreisdurchmesser und/oder Wälzkreisdurchmesser aufweisen.
Stufenplanetenrad (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Verhältnis der Schrägungswinkel der Schrägverzahnungen (18,19) einem Verhältnis der Wälzkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen (18,19) entspricht.
Stufenplanetenrad (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Stufenplanetenrad (5) zumindest einen Lagersitz (20,21) aufweist, oder wobei das Stufenplanetenrad (5) zwei Lagersitze (20,21) aufweist, insbesondere zwischen denen eine Schrägverzahnung (18,19), beispielsweise die Hohlradverzahnung (18), des Stufenplanetenrades (5) angeordnet ist.
Stufenplanetenrad (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Stufenplanetenrad (5) einen Lagersitz (20) aufweist, der zwischen einem Einführende (22) des Stufenplanetenrades (5) und einer Schrägverzahnung (18,19), insbesondere der Hohlradverzahnung (18), angeordnet ist, wobei dieser Lagersitz (20) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser der Schrägverzahnung (18, 19), insbesondere der Hohlradverzahnung (18) ist, und/oder wobei auf diesem Lagersitz (20) ein Drehlager (23), insbesondere ein Radiallager, vorzugsweise ein Nadellager, angeordnet ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Schrägverzahnung (18,19), insbesondere der Hohlradverzahnung (18) des Stufenplanetenrades (5) ist.
Stufenplanetenrad (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Stufenplanetenrad (5) eine Planetenwelle (27) aufweist und die Sonnenradverzahnung (19) an einem Sonnenritzel (28) ausgebildet ist, das an der Planetenwelle (27) angeordnet ist.
Stufenplanetenrad (5) nach dem vorherigen Anspruch, wobei zwischen Planetenwelle (27) und Sonnenritzel (28) Klebstoff angeordnet und/oder eine Konusverbindung (29) ausgebildet ist, über die das Sonnenritzel (28) mit der Planetenwelle (27) verbunden ist, und/oder wobei das Sonnenritzel (28) mit einer Schraube (30) und/oder mit einer Mutter (31) an der Planetenwelle (27) fixiert ist.
Umlaufgetriebe (1) mit zumindest einem Stufenplanetenrad (5) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Umlaufgetriebe (1) nach dem vorherigen Anspruch mit einem Gehäuse (2), einem Sonnenrad (3), einem Planetenträger (4) für das zumindest eine Stufenplanetenrad (5) und einem Hohlrad (6), wobei der Planetenträger (4) drehbar in dem Gehäuse (2) gelagert ist.
Umlaufgetriebe (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Gehäuse (2) eine Montagerichtung (7) zur Montage des Planetenträgers (4) definiert und der Planetenträger (4) an seiner Außenseite einen Lagersitz (8) aufweist, der benachbart zu einem Einführende (9) des Planetenträgers (4) und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers (4) in Montagerichtung (7) hinter dem Hohlrad (6) angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser, insbesondere als ein Kopfkreisdurchmesser, des Hohlrades (6) ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) eine Planetenträgeraufnahme (10) mit einer Einführöffnung (11) für den Planetenträger (4) aufweist, durch die die Montagerichtung (7) des Planetenträgers (4) definiert ist, und/oder wobei das Hohlrad (6) drehfest innerhalb des Gehäuses (2) und/oder an dem Gehäuse (2) angeordnet oder ausgebildet ist, und/oder wobei der Planetenträger (4) einteilig ausgebildet ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Planetenträger (4) an seiner Außenseite zwei in Bezug auf seine Rotationsachse (R) axial voneinander beabstandete Lagersitze (8,12) aufweist, zwischen denen das Hohlrad (6) bei in Gebrauchsstellung befindlichem Planetenträger (4) angeordnet ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Lagersitz (12) des Planetenträgers (4), der in Montagerichtung (7) und in Gebrauchsstellung des Planetenträgers (4) vor dem Hohlrad (6) und/oder benachbart zu einem dem Einführende (9) abgewandten Ende (13) des Planetenträgers (4) angeordnet ist, einen Durchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser, insbesondere als der Kopfkreisdurchmesser, des Hohlrades (6) und/oder größer als ein Durchmesser des zu dem Einführende (9) benachbarten Lagersitzes (8) des Planetenträgers (4) ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Planetenträger (4) eine Welle, insbesondere eine Abtriebswelle, aufweist oder als Welle, insbesondere als Abtriebswelle, ausgebildet ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine Stufenplanetenrad (5) in dem Planetenträger (4) mit zumindest einem Drehlager (23) drehbar gelagert ist, vorzugsweise mit zumindest einem Radiallager, insbesondere mit zumindest einem Nadellager, und/oder wobei das zumindest eine Stufenplanetenrad (5) mit dem Sonnenrad (3) und/oder mit dem Hohlrad (6) kämmt.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Umlaufgetriebe (1) zumindest ein Axiallagerelement (26), insbesondere eine Axialgleitscheibe, aufweist, das zumindest einem Drehlager (23) zur drehbaren Lagerung des zumindest einen Stufenplanetenrades (5) zugeordnet und zur Aufnahme von Axialkräften eingerichtet ist, vorzugsweise wobei jedem Drehlager (23) des Stufenplanetenrades (5) jeweils zumindest ein Axiallagerelement (6) zugeordnet ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Planetenträger (4) zumindest eine Planetenaufnahme (14) für das zumindest eine Stufenplanetenrad (5) aufweist.
Umlaufgetriebe (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Planetenaufnahme (14) eine Einführöffnung (15) aufweist, durch die das zumindest eine Stufenplanetenrad (5) in einer Montagerichtung (16) in seine Gebrauchsstellung in die Planetenaufnahme (14) einführbar ist, vorzugsweise wobei die Montagerichtung (7) des Planetenträgers (4) in das Gehäuse (2) und die Montagerichtung (16) des zumindest einen Stufenplanetenrades (5) in die Planetenaufnahme (14) übereinstimmen, und/oder wobei die Planetenaufnahme (14) als Sackloch oder als Stufenbohrung ausgebildet ist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei der Planetenträger (4) zumindest eine Seitenöffnung (17) in eine Planetenaufnahme (14) des Planetenträgers (4) aufweist.
Umlaufgetriebe (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Hohlradverzahnung (18) des zumindest einen Stufenplanetenrades (4) mit dem Hohlrad (6) und die Sonnenradverzahnung (19) mit dem Sonnenrad (3) in Eingriff steht.
Umlaufgetriebe (1) nach einem Ansprüche 18 bis 21, wobei die Planetenaufnahme (14) eine quer zur Rotationsachse (R) des Planetenträgers (4) ausgerichtete Seitenöffnung (17) für eine Hohlradverzahnung (18) des Stufenplanetenrades (5) aufweist.
Umlaufgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die zumindest eine Planetenaufnahme (14) benachbart zu ihrer Einführöffnung (15) einen Lagersitz (25) für eine Außenseite, insbesondere für einen Außenring (24), eines Drehlagers (23) des zumindest einen Stufenplanetenrades (5) aufweist, der einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens so groß wie der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung (18) des zumindest einen Stufenplanetenrades (5) ist, und/oder wobei ein an diesem Lagersitz (25) angeordnetes Drehlager (23) einen Außendurchmesser aufweist, der mindestens so groß wie der Außendurchmesser der Hohlradverzahnung (18) des zumindest einen Stufenplanetenrades (5) ist.