Planetenträger

Vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenträger gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Planetenlager werden in Planetengetrieben, insbesondere Präzisionsgetrieben, verwendet, um die Planeten in einem Planetenträger zu lagern. Solche Planetenlager müssen ausreichend geschmiert werden, um ordnungsgemäß zu arbeiten und eine ausreichende Lebensdauer zu erreichen. Aufgrund der Kompaktheit solcher Planetengetriebe, sind sowohl die Integrierung einer Schmiermittel Versorgung als auch die Integrierung einer Vorrichtung, um das Schmiermittel in das Planetengetriebe zu transportieren, eine Herausforderung.

Bislang werden Planetenlager geschmiert, indem Schmiermittel in das Planetengetriebe durch Tauchschmierung eingebracht wird. Hierbei wird darauf gesetzt, dass eine ausreichende Menge an Schmiermittel durch die Rotation des Planetenträgers an die Planetenlager und insbesondere deren Laufflächen während der Tauchschmierung gelangt.

Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Planetenträger bereitzustellen, der eine dauerhafte und zuverlässige Schmierung der Planetenlager ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Planetenträger gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der Planetenträger hat eine zylinderförmige Scheibenform mit einer äußeren und einer inneren Mantelfläche. Die innere Mantelfläche definiert dabei eine zentrale Innenbohrung, in der ein Sonnenrad eines Planetengetriebes angeordnet werden kann. In der Scheibe sind des Weiteren mehrere, um die zentrale Innenbohrung angeordnete Außenbohrungen vorgesehen. In den Außenbohrung können Planetenräder, insbesondere unter Verwendung von in den Außenbohrungen aufgenommenen Planetenlagern, gelagert werden.

Um nun im Vergleich zu bisherigen Planetengetrieben eine zuverlässige und dauerhafte Schmierung zu ermöglichen, ist an der inneren Mantelfläche zumindest abschnittsweise eine Schmierpassage vorgesehen. Diese Schmierpassage kann als vollständig oder abschnittsweise umlaufende Schmiernut ausgebildet sein. Alternativ kann die Schmierpassage als Schmierdurchlass (oder mehrere Schmierdurchlässe) von der zentralen Innenbohrung zu den Außenbohrungen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Schmierpassage, z.B. mit einem Scheibenfräser oder ähnlichem, als abschnittsweise Nut, und nicht vollständig umlaufend, hergestellt sein, wobei nur an der Position der Außenbohrung in die innere Mantelfläche eingestochen ist. Die Tiefe dieses Einstichs reicht dabei bis zu der jeweiligen Außenbohrung und bildet somit die Schmierpassage. Weitere Ausgestaltungen sind ebenfalls möglich, wobei einige Varianten unten näher erläutert sind. In jedem Fall ist die Schmierpassage dazu ausgebildet, Schmiermittel, das in die Innenbohrung eingebracht wird, an die Außenbohrungen und damit an die Planetenlager weiterzugegeben. Dies kann während des Betriebs erfolgen, so dass eine dauerhafte Schmierung der Planetenlager im Gegensatz zu einer Tauchschmierung ermöglicht wird.

Alternativ oder zusätzlich kann auch, zumindest abschnittsweise, eine Schmierpassage an der äußeren Mantelfläche vorgesehen sein. Eine solche Schmierpassage ist dazu ausgebildet, Schmiermittel von der Außenseite des Planetenträgers zu den Außenbohrungen weiterzugeben. Wie die Schmierpassage an der äußeren Mantelfläche kann diese Schmierpassage als vollständig oder abschnittsweise umlaufende Schmiemut ausgebildet sein. Alternativ kann die Schmierpassage als Schmierdurchlass (oder mehrere Schmierdurchlässe) von der Außenseite, d.h. von der der äußeren Mantelfläche, zu den Außenbohrungen ausgebildet sein. Weitere Ausgestaltungen sind ebenfalls möglich, wobei einige Varianten unten näher erläutert sind.

Gemäß einer Ausführungsform können an bzw. in der inneren Mantelfläche mehrere

Schmierpassagen vorgesehen sein, die umfänglich verteilt sind. Durch eine solche umfäng- liehe Verteilung kann sichergestellt werden, dass Schmiermittel an alle Außenbohrungen gelangt.

Vorzugsweise kann sich die Tiefe der einen oder der mehreren Schmierpassagen zumindest teilweise radial nach außen bis zu den Außenbohrungen erstrecken. Auf diese Weise kann das Schmiermittel von der zentralen Innenbohrung über die Schmierpassage(n) zu den Planetenlagem, d.h. zu den Außenbohrungen, befördert werden. Das bedeutet, dass durch diese Erstreckung der Schmierpassage(n) ein Schmiermittel durchlass von der zentralen Innenbohrung zu den Außenbohrungen gebildet ist. Insbesondere sind die eine oder die mehreren Schmierpassagen in diesem Fall durch Durchgangsbohrungen von der zentralen Innenbohrung zu den Außenbohrungen gebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schmierpassage an der inneren Mantelfläche eine Schmiernut, die in Umfangsrichtung an der inneren Mantelfläche angeordnet ist. Zusätzlich umfasst die Schmierpassage zumindest einen Kanal, der sich radial nach außen bis zu den Außenbohrungen erstreckt, um einen Schmiermitteldurchlass von der zentralen Innenbohrung zu den Außenbohrungen zu bilden. Der Kanal ist somit als Durchlass für Schmiermittel von der Schmiernut bis zu den Außenbohrungen ausgebildet. Schmiermittel kann in diesem Fall in die zentrale Innenbohrung eingebracht werden und ist dann in der Schmiemut vorhanden. Ausgehend von der Schmiernut kann das Schmiermittel über einen oder mehrere Kanäle zu den Außenbohrungen befördert werden. Vorzugsweise sind die Kanäle im Bereich der Außenbohrungen angeordnet bzw. führen in radialer Richtung von der Innenbohrung zu den Außenbohrungen.

Durch die Schmiermitteldurchlässe, die entweder aufgrund der radialen Erstreckung der Tiefe der Schmierpassage(n) und/oder aufgrund der Kanäle gebildet sind, kann Schmiermittel von der Innenbohrung zu den Planetenlagem, insbesondere zu deren Laufbahnen, gelangen. Aufgrund der Gravitationskraft und/oder bevorzugt aufgrund der Zentrifugalkraft während der Rotation des Planetenträgers wird Schmiermittel von der Innenbohrung in die Schmierpassage und in die Schmiermitteldurchlässe befördert. Insbesondere durch die durch Rotation des Planetenträgers entstehende Zentrifugalkraft wird Schmiermittel, das in die Innenbohrung des Planetenträgers eintritt, in radialer Richtung nach außen beschleunigt und in die Schmierpassage und die Durchlässe zu den Außenbohrungen gedrückt. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Planetenträger, der sich mit einer Drehgeschwindigkeit von mehr als 30 rpm, bevorzugt ca. 200 rpm, dreht. Durch eine solche Geschwindigkeit kann sichergestellt werden, dass sich im Betrieb durch die Zentrifugalkraft Schmiermittel zu den Außenbohrungen bewegt. Auf diese Weise kann eine zuverlässige und dauerhafte Schmierung auch im Betrieb erreicht werden.

Wie bereits oben beschrieben kann die Schmierpassage als Schmiemut und insbesondere als vollständig umlaufende Schmiemut ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung der Schmiernut, da diese umlaufend in die innere Mantelfläche eingebracht, z.B. eingefräst, werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Außenbohrungen als Außenringe für die Planetenlager ausgebildet. In diesem Fall dienen die Außenbohrungen direkt als Außenringe, ohne dass zusätzliche Außenringe erforderlich sind. Die Wälzkörper der Planetenlager können auf der Oberfläche der Außenbohrungen abrollen, die als Lauffläche dienen, oder die Oberfläche der Außenbohrungen dient als Gegenfläche für ein Gleitlager.

Alternativ können Außenringe in die Außenbohrungen eingesetzt werden. In diesem Fall weisen die Außenringe jeweils einen Schmiermittel durchlass auf, der fluidisch mit der Schmierpassage, z.B. den Kanälen, verbunden ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Planetenträger an der äußeren Mantelfläche mehrere Schmierpassagen auf, die abschnittsweise umfänglich verteilt sind. Durch diese Schmierpassagen ist nicht nur die Innenbohrung mit den Außenbohrungen fluidisch verbunden, sondern auch die Außenseite kann mit den Außenbohrungen fluidisch verbunden sein. Beispielsweise kann auf der äußeren Mantelfläche ein Innenring eines Hauptlagers angeordnet sein, der zum Lagern des Planetenträgers dient. Dieses Hauptlager kann über diese Schmierpassagen in ähnlicher Weise geschmiert werden, wie es für die Planetenlager beschrieben ist. Wie bereits oben für die innere Mantelfläche beschrieben, kann durch diese mehreren, umfänglich verteilten Schmierpassagen erreicht werden, dass Schmiermittel besonders gut an alle Außenbohrungen befördert wird. Gemäß einer Ausführungsform kann sich die Tiefe der einen oder mehreren Schmierpassagen an der äußeren Mantelfläche zumindest teilweise radial nach innen bis zu den Außenbohrungen erstreckt, um einen Schmiermitteldurchlass von der Außenseite zu den Außenbohrungen zu bilden.

Wie auch für die innere Mantelfläche bereits beschrieben, kann die Schmierpassage an der äußeren Mantelfläche in analoger Weise eine Schmiemut, die in Umfangsrichtung an der äußeren Mantelfläche ausgebildet ist, und zumindest einen Kanal aufweisen, der sich radial nach innen bis zu den Außenbohrungen erstreckt, um einen Schmiermitteldurchlass von der Außenseite zu den Außenbohrungen zu bilden. Bevorzugt sind mehrere Kanäle vorgesehen, die jeweils im Bereich der Außenbohrungen angeordnet sind. Auf diese Weise ist jede Außenbohrungen über einen Kanal mit Schmiermittel versorgbar.

Wie auch die Schmierpassage in der inneren Mantelfläche kann auch die Schmierpassage in der äußeren Mantelfläche entweder abschnittsweise, insbesondere im Bereich von Kanälen zu den Außenbohrungen, oder vollständig umlaufend ausgebildet sein. Eine solche umlaufende Schmierpassage bzw. Schmiernut ist besonders einfach zu fertigen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.

Es zeigen:

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht eines Planetenträgers gemäß einer Ausführungsform; und

Fig. 2: eine Schnittansicht des Planetenträgers von Fig. 1. Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Figuren 1 und 2 zeigen einen Planetenträger 1, der aus einer zylinderförmigen Scheibe 2 besteht. Die Scheibe 2 hat eine innere Mantelfläche 3, die eine zentrale Innenbohrung 4 definiert. In der Innenbohrung 4 kann ein Sonnenrad (nicht gezeigt) eines Planetengetriebes angeordnet werden. Die Scheibe 2 hat des Weiteren eine äußere Mantelfläche 6, die über ein Hauptlager (nicht gezeigt) beispielsweise mit einem Gehäuse verbunden werden kann. In der hier gezeigten Ausführungsform ist an der äußeren Mantelfläche 6 ein Flansch 8 vorgesehen. Der Flansch kann zum einen zur Anbindung eines Antriebs, z. B. einer weiteren Getriebestufe oder eines Elektromotors, oder zur Anbindung des Abtriebs, z. B. einer weiteren Getriebestufe oder eines Roboterarms, verwendet werden.

An der Stirnseite weist die Scheibe optionale Steifigkeitselemente 10 auf, über die zwei Planetenträger verbunden werden können.

Um die Innenbohrung 4 sind Außenbohrungen 12 angeordnet. Beispielhaft sind hier vier Außenbohrungen 12 gezeigt, es können jedoch auch mehr oder weniger Außenbohrungen 12 vorgesehen sein. In den Außenbohrungen 12 können Planetenräder (nicht gezeigt) aufgenommen werden. Hierzu können in den Außenbohrungen 12 Planetenlager (nicht gezeigt) angeordnet sein, die die Planetenräder in dem Planetenträger 1 lagern. Dabei können in den Außenbohrungen 12 Außenringe der Planetenlager aufgenommen sein oder die Außenbohrungen 12 können selbst als Außenringe dienen.

Um nun im Vergleich zu bisherigen Planetenträgern bzw. Planetengetrieben eine zuverlässige und dauerhafte Schmierung der Planetenlager zu ermöglichen, sind in dem Planetenträger 1 Schmierpassagen 14, 18 vorgesehen. Eine Schmierpassage 14 ist an der inneren Mantelfläche 3 angeordnet und eine weitere Schmierpassage 18 ist an der äußeren Mantelfläche 6 vorgesehen.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Schmierpassagen 14, 18 jeweils als Schmiernuten 14, 18 in Kombination mit Kanälen ausgebildet sind. Es sollte jedoch beachtet werden, dass andere Ausgestaltungen der Schmierpassagen 14, 18 möglich sind. Beispielsweise können diese auch als Durchgangsbohrungen zwischen der Innenbohrung 4 und den Außenbohrungen 12 bzw. der Außenseite und den Außenbohrungen 12 ausgestaltet sein. In jedem Fall werden durch die Schmierpassagen 14, 18 fluidische Verbindungen zwischen der Innenbohrung 4 und den Außenbohrungen 12 bzw. der Außenseite und den Außenbohrungen 12 geschaffen, wie im Folgenden anhand einer speziellen Ausführungsform näher erläutert wird. Des Weiteren ist es auch möglich, Schmierpassagen nur in der inneren oder nur in der äußeren Mantelfläche vorzusehen.

In der in Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist an der inneren Mantelfläche 3 in Umfangsrichtung zumindest teilweise eine Schmiernut 14, als Teil einer Schmierpassage, vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Schmiernut 14 vollständig umlaufend vorgesehen. Sie kann jedoch auch nur abschnittsweise vorhanden sein.

Über diese Schmiernut 14 kann Schmiermittel, das in die Innenbohrung 4 eingebracht wird, an die Außenbohrungen 12 und damit an die Planetenlager weitergegeben werden. Während des Betriebs, d.h. während einer Rotation des Planetenträgers 1, wird Schmiermittel, das sich in der Innenbohrung 4 befindet, durch die Gravitations- und/oder Zentrifugalkraft nach außen und in die Schmiemut 14 gedrückt.

Um nun das Schmiermittel von der Schmiernut 14 weiter zu den Planetenlagern, d.h. zu den Außenbohrungen 12, zu befördern, kann sich die Tiefe der Schmiernut 14 zumindest teilweise radial nach außen bis zu den Außenbohrungen 12 erstrecken. Insbesondere im Bereich der Außenbohrungen 12 kann sich die Schmiernut 14 bis zu den Außenbohrungen 12 erstrecken oder es können Kanäle vorgesehen sein, so dass die Außenbohrungen 12 mit der Schmiernut 14 fluidisch verbunden sind. Wie in Figuren 1 und 2 zu sehen ist, sind in den Außenbohrungen 12 entsprechende Durchlässe 16 vorhanden, die sich entweder durch die entsprechende Tiefe der Schmiernut 14 oder durch Kanäle zwischen der Schmiernut 14 und den Außenbohrungen 12 ergeben.

Wie bereits oben erläutert, wird das Schmiermittel durch die Gravitations- und/oder Zentrifugalkraft in die Schmiernut 14 und anschließend von der Schmiernut 14 in die Durchlässe 16 und dann in die Planetenlager gedrückt. Sind in den Außenbohrungen 12 Außenringe aufgenommen, können diese ebenfalls Schmiermitteldurchlässe, z.B. Kanäle, aufweisen, um das Schmiermittel in den Innenraum des Planetenlagers und insbesondere auf die Laufflächen zu befördern.

Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt ist, kann zusätzlich in der äußeren Mantelfläche 6 in Umfangsrichtung eine weitere Schmiemut 18 vorgesehen sein. Durch diese weitere Schmiemut 18 wird nicht nur die Innenbohrung 4 mit den Außenbohrungen 12 fluidisch verbunden, sondern auch die Außenseite kann mit den Außenbohrungen 12 fluidisch verbunden werden.

Die Außenbohrungen 12 können zusätzlich zu den Durchlässen 16 zur fluidischen Verbindung mit der Innenbohrung 4 weitere Durchlässe oder Kanäle 20 aufweisen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Über diese Kanäle 20 werden die Außenbohrungen 12 fluidisch mit der Schmiemut 18 in der äußeren Mantelfläche 6 und damit mit der Außenseite verbunden.

Auf diese Weise kann über die Innenbohrung 4 bzw. in der Innenbohrung 4 vorhandenes Schmiermittel nicht nur zu den Außenbohrungen 12 sondern auch zu der äußeren Mantelfläche 6 und beispielsweise zu einem dort angeordneten Hauptlager transportiert werden. Ein solches Hauptlager könnte, wie die Planetenlager, entsprechende Durchlässe aufweisen, um das Schmiermittel in den Innenraum des Hauptlagers zu transportieren.

Zusammenfassend wird durch den hier beschriebenen Planetenträger eine einfache und zuverlässige Schmierung der Planetenlager erreicht, die dauerhaft, d.h. auch und gerade im Betrieb des Planetenträgers, aufrechterhalten werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Planetenträger

2 Scheibe

3 innere Mantelfläche 4 Innenbohrung

6 äußere Mantelfläche

8 Flansch

10 Steifigkeitselement

12 Außenbohrung 14 Schmiernut

16 Durchlass

18 Schmiernut

20 Durchlass