WO2012159711A1 - Planetengetriebe - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H2057/085—Bearings for orbital gears

Definitions

  • the invention relates to a planetary gear with at least one planet carrier according to the preamble of patent claim 1 as well as its use.
  • the function of planetary gears is known.
  • the drive side is a sun gear or a pinion, which is driven by a motor which is connected via a motor flange with the planetary gear.
  • the pinion transmits its motion to three generally revolving, forming a gear stage planetary gears, which are arranged on a bearing pin of a planet carrier, wherein the output side of the planet carrier is rotatably connected to a meshing with the planetary gears of the planetary carrier of the following gear stage sun gear.
  • the last planetary carrier is firmly connected to an output shaft and thus ensures the transmission of power at the output.
  • Outside the planetary gears run in a gear housing with internal teeth, the so-called ring gear.
  • the transmission housing is connected on the output side with a driven flange.
  • a generic planetary gear is known from DE 44 25 9 61 AI, the planet carrier from a Planetenough- plate and the planetary gears rotatably receiving bearing pin as a plastic part is made in one piece.
  • a plastic material polyamide is proposed.
  • the planet gears are made of plastic.
  • bearing pin of this known planet carrier according to DE 44 25 961 AI are provided in their lugs on the planet carrier plate with a bead-like reinforcement.
  • a planetary gear in which between a mounted on a bearing pin planetary gear and the planet carrier is arranged a starting disc, which has an anti-rotation in the form of knobs or studs in corresponding recesses or elevations in the planet carrier intervention.
  • Such starting discs serve on the one hand to absorb axial forces of the planetary gears, which arise for example by a helical toothing of the planetary gear and on the other hand, an attenuation of vibrations and the supply of lubricating oil to bearings of the planet gears is ensured by recesses in the starting discs.
  • the object of the invention is therefore to develop a planetary gear of the type mentioned in such a way that the disadvantages mentioned are avoided, ie in particular a pia Netengetriebe is created, which is inexpensive to manufacture and rnontierbar.
  • Such a planetary gear with at least one planet carrier which comprises a planet carrier plate integrally made of plastic together with at least one bearing pin for a planet gear, the output side with a
  • Sun gear is rotatably connected, according to the invention is characterized in that between the planet gear and the planet carrier plate of the planet carrier an integrally connected to the planet carrier plate run-in collar is provided.
  • this run-up collar is annular.
  • Such a start-up collar assumes the functions of a starting disk explained in the introduction, wherein no additional expense arises both during the production of the planet carrier and during the assembly of the planetary gear.
  • the starting coils integrated in the planet carrier plate contribute to a better noise behavior of the planetary gear, since a strip of the toothing of the planet wheels on the planet carrier plate is prevented.
  • the planetary gear with such a planet carrier according to the invention made of plastic material due to the lower rotating masses a better self-damping behavior.
  • an advantageous embodiment of the invention is the
  • Planet carrier plate formed with a bearing bolt circumferential groove, wherein the lateral surface of the bearing pin in steadily the circumferential groove merges.
  • a further reduction of the moving mass is achieved according to a development of the invention in that the planet carrier plate is formed on the output side with stiffening ribs.
  • a plurality of stiffening ribs can be arranged radiatingly running, wherein additional stiffening ribs can be provided which extend on the output side concentrically around the sun gear.
  • the planet carrier is produced from a glass-fiber-reinforced plastic as an injection-molded part, in order thereby to achieve a sufficiently high strength.
  • the at least one planet gear made of polyoxymethylene (POM) is also advantageous to use the at least one planet gear made of polyoxymethylene (POM) as the plastic with a filler, in particular with Teflon fibers
  • the inventive design of the planetary gear is not limited to the use of a planet carrier with a single bearing pin and seated planetary, but it has been found to be beneficial to form the planet carrier with three mutually offset by 120 ° each bearing pin, each carrying a planetary gear and comb with a ring gear.
  • the planetary gear can also be designed in several stages with several such planet carriers.
  • the planetary gear according to the invention is preferably suitable for use for a tailgate drive of a motor vehicle.
  • the fact that most of the components provided for the transmission are made of plastic, such a tailgate drive is characterized by a low noise and a relatively low weight.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a planet carrier according to the invention with planet gears and a driven side sun gear in a view of the drive side, and
  • Figure 2 is another perspective exploded view of the planet carrier of Figure 1 in a view of the output side.
  • FIGS. 1 and 2 show a planetary carrier 1 with planetary gears 4 having helical teeth on the drive side and a sun gear 6 rotatably connected to the planet carrier 1 for a planetary gear, wherein the associated drive pinion and the associated ring gear with which the planet gears 4 comb are not shown.
  • the driven-side sun gear 6 meshes with planetary gears of a further gear stage representing planetary carrier, which is also not shown.
  • the planet carrier 1 is made of a circular planet carrier plate 5 and three coaxial with a central bore 5a on the planet carrier plate 5 perpendicular bearing pin 2 as an injection molded part made in one piece from a plastic material, wherein as plastic material, a glass fiber reinforced plastic is used. From Figure 1 it can be seen that in the planet carrier plate 5, the bearing pin 2 are integrated circular annular run-up collars 7, so that a strip of teeth of the plugged onto these bearing pin 2 ' planet gears 4 is avoided with the planet carrier plate 5.
  • Figure 1 shows a bearing pin 2 circumferential groove 8, which is introduced into the planet carrier plate 5, so that the run-up collar 7, this groove 8 rotates circular.
  • This groove 8 can be formed, for example, with a substantially semicircular cross-section, so that the bearing surface 3 of the bearing pin 2 continuously merges into this circumferential groove 8.
  • the planetary gears 4 are injection-molded from plastic material, polyoxymethylene (POM) reinforced with Teflon fibers being used as the plastic material.
  • POM polyoxymethylene
  • the sun gear 6 is made of metal and is pressed by means of a press fit from the output side of the planet carrier 1 in its bore 5a.
  • the output side view of the planet carrier 1 according to Figure 2 shows that the output-side end face of the planet carrier plate 5 is formed with stiffening ribs 8 and 9. Initially, six uniformly distributed stiffening ribs 8, starting radially from the central bore 5 a radially outward, extend to the edge of the planet carrier plate 5. A further stiffening rib 9 orbits the sun gear 6 in a circular ring shape.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger (1), welcher eine zusammen mit mindestens einem Lagerbolzen (2) für ein Planetenrad (4) einstückig aus Kunststoff hergestellten Planetenträgerplatte (5) umfasst, die abtriebsseitig mit einem Sonnenrad (6) drehfest verbunden ist, erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem Planetenrad (4) und der Planetenträgerplatte (5) des Planetenträgers (1) ein einstückig mit der Planetenträgerplatte (5) verbundener Anlaufbund (7) vorgesehen ist.

Description

Planetengetriebe
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so- wie dessen Verwendung.
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 Pla- netengetriebe 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 AI bekannt, dessen Planetenträger aus einer Planetenträger- platte und den die Planetenräder drehbar aufnehmende Lagerbolzen als Kunststoffteil einstückig- hergestellt ist. Als Kunst- stoffmaterial 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 AI in ihren Ansätzen an der Planetenträgerplatte mit einer wulstartigen Verstärkung versehen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE 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 Lagerbol- zens 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 AI 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 Pia- netengetriebe geschaffen wird, welches kostengünstig herstell- und rnontierbar 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 Herstel- lung 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 Planetenträ- gerplatte 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 Pianetenräder 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 abtriebssei- tig 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 Kunst- stoff mit einem Füllstoff, insbesondere mit Teflonfasern
(PTFE) verstärkt herzustellen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Planetengetriebes ist nicht auf die Verwendung eines Planetenträgers mit einem ein- zelnen 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:
Figur 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetenträgers mit Planetenrädern und einem abtriebsseitigen Sonnenrad in einer Sicht auf die Antriebsseite, und
Figur 2 eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung des Planetenträgers nach Figur 1 in einer Sicht auf die Abtriebsseite.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Planetenträger 1 mit antriebs- seitigen eine Schrägverzahnung aufweisende Planetenrädern 4 und einem drehfest mit dem Planetenträger 1 verbundenes Sonnenrad 6 für ein Planetengetriebe dargestellt, wobei das zuge- hörige 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 Figur 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 aufgesteckte ' Planetenräder 4 mit der Planetenträgerplatte 5 vermieden wird.
Ferner zeigt die Figur 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 spritzguss- gefertigt, 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 Figur 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
5 Planetenträgerplatte
6 Sonnenrad
7 Anlaufbund
8 umlaufenden Nut
9 Versteifungsrippe
10 Versteifungsrippe

Claims

Patentansprüche
1. 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 ab- triebsseitig mit einem Sonnenrad (6) drehfest verbunden ist ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
zwischen dem Planetenrad (4) und der Planetenträgerplatte
(5) des Planetenträgers (1) ein einstückig mit der Planetenträgerplatte (5) verbundener Anlaufbund (7) vorgesehen ist .
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Anlaufbund (7) kreisringförmig ausgebildet ist.
3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Planetenträgerplatte (5) mit einer den Lagerbolzen (3) umlaufenden Nut (8) ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche (3) des Lagerbolzens (2) stetig in die umlaufende Nut (8) übergeht.
4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Planetenträgerplatte (5) abtriebsseitig mit Versteifungsrippen (9,10) ausgebildet ist.
5. Planetengetriebe nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Versteifungsrippen (8) strahlenförmig verlaufend angeordnet sind.
6. Planetengetriebe nach Anspruch 4 oder 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Versteifungsrippen (9) abtriebsseitig konzentrisch um das Sonnenrad verlaufen.
7. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Planetenträger (1) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff als Spritzgussteil hergestellt wird.
8. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das wenigstens eine Planetenrad (4) aus Polyoxymethylen als Kunststoff mit einem Füllstoff hergestellt wird.
9. Planetengetriebe nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Füllstoff Teflonfasern (PTFE) zur Verstärkung des Kunststoffes verwendet wird.
10. Verwendung des Planetengetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Heckklappenantrieb eines Kraftfahrzeugs .
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