Planetenwälzgewindetriebe finden zunehmend Anwendung in der Antriebstechnik. Eine Relativdrehung zwischen der Spindelmutter und der Gewindespindel wird umgewandelt in eine Axialverschiebung zwischen der Spindelmutter und der Gewindespindel. Zwischen der Gewindespindel und der Spindelmutter sind über den Umfang verteilt angeordnete Planeten vorgesehen, die unter der Relativdrehung an der Gewindespindel und an der Spindelmutter abwälzen.

Aus DE10201001 1819 war ein Planetenwalzgewindetneb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Der Planet weist einen entlang seiner Planetenachse im Durchmesser größeren Mittelabschnitt und axial zu beiden Seiten des Mittelabschnitts je einen im Durchmesser kleineren Endabschnitt auf, wobei an der Mantelfläche des Planeten im Mittelabschnitt ein erstes Eingriffprofil und in den Endabschnitten jeweils ein zweites Eingriffsprofil ausgebildet ist. Die Planeten sind mit ihrem ersten Eingriffsprofil in Wälzeingriff mit einem schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Gewinde der Gewindespindel. Die Planeten sind mit ihrem zweiten Eingriffseinprofil in Wälzeingriff mit einem mutterseitigen Eingriffsprofil der Spindelmutter.

Das erste Eingriffsprofil der Planeten weist eine Vielzahl von ringförmig um die Planetenachse angeordneten ersten Zähnen auf, wobei zwischen aufeinander folgenden ersten Zähnen jeweils eine ringförmig um die Planetenachse angeordnete erste Rille für einen Gewindeeingriff der Gewindes der Gewindespindel ausgebildet ist, wobei den Zähnen des Mittelabschnitts jeweils eine Zahnkontur zugeordnet ist. Diese ersten Rillen werden auch als Vorschubrillen bezeichnet, weil der Wälzeingriff mit der Gewindespindel den relativen Vorschub zwischen Gewindespindel und Spindelmutter ermöglicht. Das zweite Eingriffsprofil weist eine Vielzahl von ringförmig um die Planetenachse angeordneten zweiten Zähnen auf, wobei zwischen aufeinander folgenden zweiten Zähnen jeweils eine ringförmig um die Planetenachse angeordnete zweite Rille ausgebildet ist. Diese zweiten Rillen werden auch als Führungsrillen bezeichnet, weil die Planeten mit diesen zweiten Rillen in Wälzeingriff mit dem mutterseitigen Eingriffsprofil sind und auf einer Kreisbahn um die Spindelachse herum in der Spindelmutter geführt werden.

Im Betrieb des Planetenwälzgewindetriebes können die Planeten mit Axialkräften beaufschlagt werden, die über die Eingriffsprofile zwischen der Spindelmutter und der Gewindespindel übertragen werden. Wenn Zahnspitzen an den Zähnen der Eingriffsprofile abbrechen, ist ein einwandfreier Betrieb des Planetenwälzgewindetriebes gestört.

Aufgabe der Erfindung war es, einen für einen Planetenwälzgewindetrieb geeigneten Planeten anzugeben, der diesen Nachteil vermeidet.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die beiden an den Enden des Mittelabschnitts gelegenen ersten Randzähne innerhalb und mit Abstand zu der Zahnkontur der ersten Zähne des Mittelabschnitts ausgebildet sind. Die ersten Zähne haben einen Nutzabschnitt, der für einen Wälzeingriff mit der Gewindespindel genutzt werden kann. Dieser Nutzabschnitt reicht von der Zahnspitze in Richtung auf den Zahnfuß, jedoch nicht bis zu einem Rillengrund der Rille, in die das Gewinde der Gewindespindel eingreift. Der Nutzabschnitt erstreckt sich über den Überlappungsbereich der einander überlappenden erste Zähne der Planeten und des Gewindes der Gewindespindel. Der erste Randzahn ist innerhalb dieses Nutzabschnittes der ersten Zähne innerhalb und Abstand zu der genannten Zahnkontur angeordnet. Der erste Randzahn ist mit Bezug auf die Zahnkontur der ersten Zähne also unterfüllt. Diese Unterfüllung kann sich von der Zahnspitze bis zum Zahnfuß oder dem Rillengrund der benachbarten Rille erstrecken, so dass der erste Randzahn vollständig innerhalb und mit Abstand zu der zugeordneten Zahnkontur ausgebildet ist.

Die Erfindung hat erkannt, dass eine gezielte Verkleinerung des Randzahns zumindest im Nutzabschnitt der ersten Zähne erheblich zu einem einwandfreien Betrieb des Planetenwälzgewindetriebes beiträgt. Der erste Randzahn wird demzufolge nicht oder nicht voll belastet im Wälzkontakt der Planeten mit der Gewindespindel. Das Risiko eines Versagens des Randzahns ist deutlich reduziert. Abschnitte der Zahnflanken von erfindungsgemäßen ersten Randzähnen, die schon aufgrund der Anordnung von Planet und Gewindespindel zueinander nicht in Wälzkontakt mit der Gewindespindel kommen können, die also außerhalb des Nutzabschnittes liegen, können die den ersten Zähnen zugeordnete Zahnkontur tangieren oder durchstoßen. In bevorzugter Weise können die ersten Randzähne jedoch innerhalb der den ersten Zähnen zugeordneten Zahnkontur und mit Abstand dazu angeordnet sein, also von der Zahnspitze bis zum Zahnfuß.

Die Wälzkontaktbahn kann im Längsschnitt durch den Planeten gesehen einen Punkt an der Zahnflanke bezeichnen, so dass die Wälzkontaktbahn eine ringförmig geschlossene Linie bildet. Die Wälzkontaktbahn kann im Längsschnitt durch den Planeten gesehen als Linie entlang der Zahnflanke ausgebildet sein, so dass die Wälzkontaktbahn eine ringförmig geschlossene Fläche bezeichnet. Der Wälzkontakt zwischen den Wälzpartnern an der Wälzkontaktbahn kann punktförmig oder linienförmig sein.

Die gezielt vorgenommene Unterfüllung hat insbesondere bei den umformenden Fertigungsverfahren Bedeutung. Wenn erfindungsgemäße Planeten in einem Walzverfahren gewalzt werden, wird das Walzprofil des Werkzeugs im Bereich des ersten Randzahn entsprechend vorbereitet. Der in dem Walzvorgang umzuformende Planetenrohling kann eine Kontur aufweisen, die im Bereich des auszubildenden ersten Randzahns derart ausgebildet ist, dass Material des Planetenrohlings im freien Materialfluss umgeformt wird und zumindest teilweise eine Kontur des ersten Randzahns bildet. Das Walzwerkzeug wird in diesem Fall im Bereich des ersten Randzahns nicht voll ausgefüllt, sondern es verbleibt Raum für einen freien Materialfluss von Material des Planetenrohlings.

Insbesondere bei einem umformenden Verfahren zur Herstellung der Planeten können ein geeignetes Umform Werkzeug und zugrunde liegende Planetenrohlinge so eingerichtet und aufeinander abgestimmt werden, dass die ersten Randzähne innerhalb und mit Abstand zu der Zahnkontur der ersten Zähne ausgebildet werden. Ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind weiter unten beschrieben. Eine Vielzahl von Zähnen bedeutet, dass wenigstens zwei Zähne ausgebildet sind, zwischen denen eine Rille angeordnet ist. Die Zähne können mit ihren einander zugewandten Zahnflanken die Rille begrenzen. Eine Zahnkontur im Sinn der Erfindung hüllt den Zahn ein; sie beschreibt die Kontur, die ordnungsgemäß hergestellte erste Zähne aufweisen, innerhalb der zugelassenen Toleranzen.

In bekannter Weise weisen die Zahnflanken der ersten Zähne koaxial um die Planetenachse herum angeordnete erste Wälzkontaktbahnen für den Wälzeingriff mit einer Gewindespindel auf. Die beiden ineinandergreifenden Wälzpartner berühren einander im Wälzkontakt an der Wälzkontaktbahn, die sich ringförmig um die Planetenachse herum erstreckt.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung weisen die beiden ersten Randzähne des Mittelabschnitts gegenüber den anderen ersten Zähnen des Mittelabschnitts eine geringere Zahndicke auf. Diese geringere Zahndicke liegt auf einem Radius der Wälzkontaktbahn, dessen Mittelpunkt auf der Planetenachse liegt. Auf diese Weise ist sicher gestellt, dass die ersten Randzähne nicht oder nicht voll belastet werden. Unter Last können die im Planetenwälzgewindetrieb angeordneten erfindungsgemäßen Planeten unter elastischer Verformung der im Wälzeingriff stehenden Bauteile an ihren ersten Randzähnen zwar einer Belastung durch die Gewindespindel ausgesetzt sein; jedoch stellt die Kontur der erfindungsgemäßen ersten Randzähne sicher, dass die ersten Randzähne mit einer geringeren Last als die anderen ersten Zähne belastet werden.

Die Zahnspitzen der ersten Randzähne des Mittelabschnitts sind vorzugsweise radial innerhalb der Zahnspitzen der anderen ersten Zähnen des Mittelabschnitts angeordnet. Diese Maßnahme trägt zu einer reduzierten Belastung der Randzähne bei. Eine im Mittelabschnitt vom Rillengrund der Rillen bis zur Zahnspitze des ersten Randzahns ausgebildete Zahnhöhe beträgt vorzugsweise etwa 50% bis etwa 90% der Zahnhöhe der anderen ersten Zähne.

Das zweite Eingriffsprofil des Endabschnitts kann eine Vielzahl von ringförmig um die Planetenachse angeordneten zweiten Zähnen aufweisen, wobei zwischen aufeinander folgenden zweiten Zähnen jeweils eine ringförmig um die Planetenachse angeordnete zweite Rille ausgebildet ist. Die ringförmig und koaxial um die Planetenachse angeordneten Rillen und Zähne können parallel zu einer Ebene sein, die quer zu der Planetenachse angeordnet ist.

Der Endabschnitt kann an seinem dem Mittel abschnitt zugewandten Ende einen zweiten Randzahn aufweisen, der ebenso wie der erste Randzahn nicht vollständig ausgebildet ist. Eine Zahnspitze des zweiten Randzahns kann radial innerhalb der Zahnspitzen der anderen zweiten Zähne des Endabschnitts angeordnet sein. Eine unerwünscht hohe Belastung der zweiten Randzähne im Wälzeingriff mit der Spindelmutter kann mit diesen erfindungsgemäßen Planeten vermieden werden.

Einander benachbart angeordnete erste Zähne können mit ihren einander zugewandten Zahnflanken die erste Rille begrenzen, wobei einander benachbart angeordnete zweite Zähne mit ihren einander zugewandten Zahnflanken die zweite Rille begrenzen.

Zwischen dem Mittelabschnitt und den beiden Endabschnitten kann ein Zwischenabschnitt ausgebildet sein, der sich in axialer Richtung von der Zahnspitze des ersten Randzahns bis zu der Zahnspitze eines benachbarten zweiten Randzahns des Endabschnitts erstrecken kann. Die zweiten Zähne des Endabschnitts sind - bezogen auf die Planetenachse - im Durchmesser kleiner als die ersten Zähne. Der Zwischenabschnitt kann sich in vorteilhafter Weise entlang der Planetenachse in Richtung auf den Endabschnitt verjüngen. Auf diese Weise ist sicher gestellt, dass in dem Bereich des Zwischenabschnitts nur ein Kontakt der Gewindespindel mit der dem Endabschnitt zugewandten Zahnflanke des Randzahns möglich ist, ein Kontakt im übrigen Zwischenabschnitt jedoch ausgeschlossen ist.

An dem freien Ende beider Endabschnitte kann ein koaxial zu der Planetenachse angeordneter Zapfen ausgebildet sein, dessen insbesondere zylindrische Mantelfläche radial innerhalb von Zahnspitzen der zweiten Zähne des Endabschnitts angeordnet sein kann. Dieser bei Planeten an sich bekannte Zapfen dient der Aufnahme der Planeten in einem Käfig. Die Zapfen greifen in Lageröffnungen des Käfigs ein und sind darin drehbar gelagert. Wenn erfindungsgemäße Planeten in einem Umformprozess spanlos hergestellt werden, beispielsweise in einem Walzverfahren, können Zahnspitzen der Randzähne unvollkommen ausgebildet sein; im Kopfbereich derartig hergestellter Randzähne kann sich die Zahnspitze als zerklüftete Oberfläche darstellen, die sich aufgrund eines freien Materialflusses ausgebildet hat. Die voneinander abgewandten Zahnflanken des ersten und des zweiten Randzahns können einwandfrei unter Walzkontakt mit dem Walzwerkzeug ausgeformt sein und können eine Wälzkontaktbahn bilden.

Der erste Randzahn kann an seiner dem Endabschnitt zugewandten Seite mit einer nur teilweise ausgebildeten Zahnflanke ausgebildet sein, die im eingebauten Zustand im Planetenwälzgewindetrieb unter Belastung und elastischer Verformung von beteiligten Bauteilen in Wälzkontakt mit der Gewindespindel kommen kann, wobei allerdings aufgrund der erfindungsgemäß verkleinerten ersten Randzähne die Hauptlast von den anderen ersten Zähnen des Mittelabschnitts aufgenommen und der erste Randzahn nur stark abgeschwächt belastet wird.

Der zweite Randzahn des Endabschnitts kann an seiner dem Mittelabschnitt zugewandten Seite keine oder nur ansatzweise ausgebildete Zahnflanke aufweisen. Das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Planeten ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung von Planeten, die im Betrieb zuverlässig eine Verbindung zwischen der Spindelmutter und der Gewindespindel gewährleisten.

Zunächst wird ein Planetenrohling bereitgestellt, der entlang seiner Planetenachse einen dickeren zylindrischen Mittelabschnitt und zu beiden axialen Enden des Mittelabschnitts gelegene dünnere zylindrische Endabschnitte aufweist, wobei zwischen dem Mittelabschnitt und dem Endabschnitt ein sich von dem Mittelabschnitt in Richtung auf den Endabschnitt verjüngender Übergangsabschnitt ausgebildet ist. Dieser Übergangsabschnitt kann kegelförmig ausgeführt sein. In die Mantelfläche des Planetenrohlings werden das erste und das zweite Eingriffsprofil eingewalzt, wobei unter einer Umformkraft eine Mantelfläche des Übergangsabschnitts des Planetenrohlings im freien Materialfluss umgeformt wird zu einem Zwischenabschnitt, der etwa zwischen Zahnspitzen der beiden einander benachbart angeordneten ersten und zweiten Randzähne des Mittelabschnitts und der Endabschnitte gelegen ist.

Freier Materialfluss bedeutet, dass die Mantelfläche des Übergangsabschnitts nicht in Kontakt kommt mit einem Umformwerkzeug, und dass durch die zu beiden axialen Seiten des Übergangsabschnitts auf den Rohplaneten einwirkenden Umformkräfte die Umformung des Übergangsabschnittes zu dem Zwischenabschnitt erfolgt. Das Material des Rohplaneten wird lediglich in der Weise unter Ausbildung der ersten und der zweiten Randzähne verdrängt, dass der Zwischenabschnitt gebildet ist. Der Übergangsabschnitt ist entsprechend dimensioniert und angeordnet, wobei sichergestellt ist, dass der Zwischenabschnitt - mit Ausnahme der dem Endabschnitt zugewandten Zahnflanke des ersten Randzahns - nicht in Kontakt mit der Gewindespindel und der Spindelmutter des Planetenwälzgewindetriebes kommt.

Die an dem Planetenrohling angreifenden Umformkräfte bewirken, dass der Übergangsabschnitt des Planetenrohlings zu dem Zwischenabschnitt des Planeten umgeformt wird, wobei sich der Zwischenabschnitt in radialer Richtung zwischen den Zahnspitzen der ersten und der zweiten Randzähne erstreckt.

Der Übergangsabschnitt des Planetenrohlings kann eine kegelförmige Mantelfläche aufweisen, deren umlaufende Randabschnitte an die zylindrischen Endabschnitte und an den zylindrischen Mittelabschnitt einstückig anschließen. Diese kegelförmige Mantelfläche ist so angeordnet, dass ihre Umformung im freien Materialfluss die gewünschte Kontur des Zwischenabschnitts erzeugt.

Der Planetenrohling kann in wirtschaftlich günstiger Weise mit seinem zylindrischen Mittelabschnitt, seinen zylindrischen Endabschnitten und seinen zwischen dem Mittelabschnitt und den Endabschnitten angeordneten kegelförmigen Übergangsabschnitten durch Fließpressen hergestellt werden.

Der fließgepresste Planetenrohling kann in einem anschließendem Schleifverfahren geschliffen werden, wobei eine gewünschte Formgenauigkeit mit engen Toleranzen erreicht wird. Hier bietet sich das Centerless-Schleifen an. Während des Umformens des Planetenrohlings können in beschriebener Weise die beiden Eingriffsprofile eingeformt werden und zusätzlich die an den freien Enden der Endabschnitte einstückig anschließenden Zapfen angeformt werden. Der Zapfendurchmesser kann je nach Anwendungsfall ausgelegt werden und kleiner als der Durchmesser des Rillengrundes der zweiten Rillen sein.

Der in diese Weise hergestellte erfindungsgemäße Planet kann in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden.

Für das Umformen eignet sich besonders das Walzverfahren, mit dem rotationssymmetrische Körper in wirtschaftlich günstiger Weise hergestellt werden können. Das Walzen mit Flachbackenwerkzeugen und mit Rollierwerkzeugen ist für die Herstellung erfindungsgemäßer Planeten geeignet. Bei dem Walzvorgang wirken Walzenkräfte auf den Planetenrohling ein, die als Umformkraft den Planetenrohling in gewünschter Weise umformen. Unter einer Relativdrehung der Rollierwalzen oder einer Relativverschiebung von mit Walzprofilen versehenen Flachbacken rotiert und/oder gleitet der zwischen den Werkzeugteilen eingespannte Planetenrohling um seine Längsachse, wobei der Planetenrohling an den Walzprofilen des Werkzeugs abwälzt und/oder abgleitet und wobei unter der Wirkung der Umformkräfte die gewünschte Kontur in den Planetenrohling eingewalzt wird.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere ein Flachbackenwerkzeug, aufweisend zwei Flachbacken, die an ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit einem Walzprofil zum Einwalzen der beiden Eingriffsprofile und der Zapfen versehen sind, wobei die beiden Flachbacken entlang einer Achse relativ zueinander verschoben werden. Das Walzprofil kann ein mittleres Walzprofil zum Einwalzen des ersten Eingriffsprofils aufweisen, sowie ein äußeres Walzprofil zum Einwalzen des zweiten Eingriffsprofils und der Zapfen.

Im Übergang zwischen dem mittleren Walzprofil und dem äußeren Walzprofil kann ein walzfreier Übergangsbereich ohne Kontakt zum Planetenrohling ausgebildet sein. In diesem walzfreien Übergangsbereich erfolgt die Umformung des Übergangsabschnitts des Planetenrohlings im freien Materialfluss, also ohne dass die Mantelfläche des Übergangsabschnittes in unmittelbarem Kontakt mit dem Walzwerkzeug ist. Während des Walzvorganges wird der erste Randzahn nicht voll ausgebildet und ist in seinem Kopfbereich und seinem dem Endabschnitt zugewandten Zahnflankenbereich einem freien Materialfluss unterworfen.

Der beschriebene Rohplanet ermöglicht in wirtschaftlich günstiger Weise das Einwalzen des ersten und des zweiten Eingriffprofils sowie der Zapfen in einem gemeinsamen Walzvorgang.

Erfindungsgemäße Planeten eignen sich aufgrund ihrer wirtschaftlichen Herstellung besonders für Großserien, beispielsweise für den Einsatz von Planetenwälzgewindetrieben im Automobilbau.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt sieben Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Planeten,

Figur 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Figur 1 ,

Figur 3 ausschnittsweise einen Wälzeingriff zwischen einer Spindelmutter und dem erfindungsgemäßen Planeten

Figur 4a ein erfindungsgemäßes Flachbackenwerkzeug mit einem

Planetenrohling vor einem Walzvorgang,

Figur 4b das erfindungsgemäße Flachbackenwerkzeug aus Figur 4a mit einem gewalzten Planeten,

Figur 5 Ausschnittsvergrößerung aus Figur 4b

Figur 6 einen erfindungsgemäßen Planetenrohling und einen für die Auslegung vorgesehenen Modellplaneten, jeweils in einem Halbschnitt, und

Figur 7 einen bekannten Planetenwälzgewindetrieb. Figur 7 zeigt einen herkömmlichen Planetenwälzgewindetrieb, in dem erfindungsgemäße Planeten verwendet werden können. Eine Spindelmutter 1 ist auf einer Gewindespindel 2 angeordnet. Zwischen der Spindelmutter 1 und der Gewindespindel 2 sind über den Umfang verteilte Planeten 3 angeordnet. Zu beiden axialen Seiten der Planeten 3 sind Abstandscheiben 4 angeordnet, die die Planeten 3 in den Umfangsrichtungen auf Abstand zueinander halten. Im Betrieb wälzen die Planeten 3 an der Spindelmutter 1 und an der Gewindespindel 2 ab und rotieren um ihre Planetenachse. Die Abstandscheiben 4 rotieren gemeinsam mit den Planeten 3gegenüber der Spindelmutter 1 sowie der Gewindespindel 2.

Jeder Planet 3 weist einen entlang seiner Planetenachse im Durchmesser größeren Mittel abschnitt 5 und axial zu beiden Seiten des Mittelabschnitts 5 je einen im Durchmesser kleineren Endabschnitt 6 auf, wobei an der Mantelfläche des Planeten 3 im Mittelabschnitt 5 ein erstes Eingriffprofil 7 und in den Endabschnitten 6 jeweils ein zweites Eingriffsprofil 8 ausgebildet ist. Die Planeten 3 sind mit ihrem ersten Eingriffsprofil 7 in Wälzeingriff mit einem schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Gewinde 9 der Gewindespindel 2. Die Planeten 3 sind mit ihrem zweiten Eingriffseinprofil 8 in Wälzeingriff mit einem mutterseitigen Eingriffsprofil 10 der Spindelmutter 1 .

Die Figuren 1 , 2 und 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Planeten 1 1 im Längshalbschnitt, in einer Ausschnittsvergrößerung und in einer Ausschnittsvergrößerung im Wälzkontakt mit der Gewindespindel 2. Jeder Planet 1 1 weist einen entlang seiner Planetenachse im Durchmesser größeren Mittelabschnitt 12 und axial zu beiden Seiten des Mittelabschnitts 12 je einen im Durchmesser kleineren Endabschnitt 13 auf, wobei an der Mantelfläche des Planeten 1 1 im Mittelabschnitt 12 ein erstes Eingriffprofil 14 und in den Endabschnitten 13 jeweils ein zweites Eingriffsprofil 15 ausgebildet ist. Das erste Eingriffsprofil 14 ist für einen Wälzeingriff mit einem schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Gewinde einer Gewindespindel vorgesehen. Das zweite Eingriffseinprofil 15 ist für einen Wälzeingriff mit einem mutterseitigen Eingriffsprofil einer Spindelmutter vorgesehen. Das erste Eingriffsprofil 14 der Planeten 1 1 weist eine Vielzahl von ringförmig um die Planetenachse angeordneten ersten Zähnen 16 auf, wobei zwischen aufeinander folgenden ersten Zähnen 16 jeweils eine ringförmig um die Planetenachse angeordnete erste Rille 17 ausgebildet ist, wobei den ersten Zähnen 16 des Mittelabschnitts 12 jeweils eine Zahnkontur 18 zugeordnet ist. Diese ersten Rillen 17 werden auch als Vorschubrillen bezeichnet, weil der Wälzeingriff mit der Gewindespindel den relativen Vorschub zwischen Gewindespindel und Spindelmutter ermöglicht.

Das zweite Eingriffsprofil 15 weist eine Vielzahl von ringförmig um die Planetenachse angeordneten zweiten Zähnen 19 auf, wobei zwischen aufeinander folgenden zweiten Zähnen 19 jeweils eine ringförmig um die Planetenachse angeordnete zweite Rille 20 ausgebildet ist. Diese zweiten Rillen 20 werden auch als Führungsrillen bezeichnet, weil die Planeten 1 1 mit diesen zweiten Rillen 20 für einen Wälzeingriff mit dem mutterseitigen Eingriffsprofil vorgesehen sind und auf einer Kreisbahn um die Spindelachse herum in der Spindelmutter geführt werden.

Einander benachbart angeordnete erste Zähne 16 begrenzen mit ihren einander zugewandten Zahnflanken 21 die erste Rille 17 . Einander benachbart angeordnete zweite Zähne 19 begrenzen mit ihren einander zugewandten Zahnflanken 22 die zweite Rille 20 begrenzen.

Die hier beschriebenen ringförmig um die Planetenachse angeordneten Rillen und Zähne sind quer zu der Planetenachse angeordnet.

An beiden axialen Enden der Planeten 1 1 ist ein koaxial zu der Planetenachse angeordneter zylindrischer Zapfen 13a für den Eingriff in Lageröffnungen einer Abstandscheibe vorgesehen, wie sie oben zu der Figur 6 beschrieben wurde.

Die beiden an den Enden des Mittelabschnitts 12 gelegenen ersten Randzähne 23 sind gegenüber den dazwischen angeordneten anderen ersten Zähnen 16 in erfindungsgemäßer Weise nur unvollkommen ausgebildet. Die beiden Endabschnitte 13 weisen an ihren dem Mittelabschnitt 12 zugewandten Enden jeweils einen zweiten Randzahn 24 auf, der gegenüber den benachbarten zweiten Zähnen 19 unvollkommen ausgebildet ist. Die dem zweiten Zahn 19 zugewandte Zahnflanke 22 des zweiten Randzahns 24 ist ähnlich oder gleich ausgebildet wie die Zahnflanken 22 der benachbarten zweiten Zähne 19. Die einem Zwischenabschnitt 27 zugeordnete andere Zahnflanke 22a des zweiten Randzahns 24 ist jedoch nur unvollkommen ausgebildet und für einen Wälzeingriff nicht vorgesehen.

Zwischen Zahnspitzen 25, 26 des ersten Randzahns 23 und des zweiten Randzahns 24 ist der Zwischenabschnitt 27 ausgebildet. Die Zahnspitze 25 des ersten Randzahns 23 stellt sich aufgrund ihrer Ausbildung im freien Materialfluss nur schwach ausgebildet dar. Die zweiten Zähne 19 sind bezogen auf die Planetenachse im Durchmesser kleiner als die ersten Zähne 16. Der Zwischenabschnitt 27 verjüngt sich entlang der Planetenachse in Richtung auf den Endabschnitt 13. Der Zwischenabschnitt 27 ist derart dimensioniert, dass ein Kontakt der Gewindespindel nur mit der dem Endabschnitt 13 zugewandten Zahnflanke des ersten Randzahns 23 möglich ist, ein Kontakt im übrigen Zwischenabschnitt 27 jedoch ausgeschlossen ist. Der Zwischenabschnitt 27 ist nicht für den Wälzeingriff mit der Spindelmutter vorgesehen.

Die ersten Zähne 16 haben einen parallelen Abstand mit einer gleichen Teilung t1 . Die zweiten Zähne 19 haben einen parallelen Abstand mit einer gleichen Teilung t2.

Figur 2 zeigt deutlich den ersten Randzahn 23 und benachbart einen der ersten Zähne 16, dessen Zahnspitze 28 eine sogenannte Schließfalte 29 aufweist, die umlaufend um die Planetenachse ausgebildet ist. Die Schließfalte 29 ist Folge eines weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Planeten. Deutlich ist die dem ersten Zahn 16 zugeordnete Zahnkontur 18 eingezeichnet, wobei der erste Randzahn 23 in erfindungsgemäßer Weise innerhalb und mit Abstand zu der Zahnkontur 18 ausgebildet ist. Der erste Randzahn 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel von seiner Zahnspitze bis zu dem Rillengrund der Rille 17 innerhalb und mit Abstand zu der Zahnkontur 18 ausgebildet. Die Zahnspitze 25 des ersten Randzahns 23 ist radial innerhalb der Zahnspitze 28 des benachbarten ersten Zahns 16 angeordnet. Die Zahnhöhe des ersten Randzahns 23 beträgt etwa 50 - 90 Prozent der Zahnhöhe des benachbarten ersten Zahns 16. An der dem ersten Zahn 16 zugewandten Zahnflanke des ersten Randzahns 23 beträgt die Zahnhöhe 70 bis 90 Prozent der Zahnhöhe des ersten Zahns 16. An der dem zweiten Randzahn 24 zugewandten Zahnflanke des ersten Randzahns 23 beträgt die Zahnhöhe bis 50 bis 70 Prozent der Zahnhöhe des ersten Zahns 16. Die Zahnhöhe erstreckt sich vom Rillengrund 20a der ersten Rille 20.

Bei gängigen Planetengrößen bis zu etwa 10 mm im Durchmesser ist der erste Randzahn des Mittelabschnitts ausgehend von einer Zahnmitte etwa 2 mal 0,005 bis 2 mal 0,02 mm schmaler als die benachbarten ersten Zähne.

Die Oberfläche des ersten Randzahns 23 ist im Bereich des Zwischenabschnitts 27 im freien Materialfluss ausgebildet; das bedeutet, aufgrund von plastischer Umformung von Material des Planeten hat sich diese Oberfläche ausgebildet, ohne dass der Zwischenabschnitt in Kontakt mit einem Umform Werkzeug gekommen ist.

Mit einem Radius w um die Planetenachse herum ist an den Planeten 1 1 im Mittelabschnitt 12 eine Wälzkontaktbahn für den Wälzkontakt mit einer Spindelmutter ausgebildet. In Höhe der Wälzkontaktbahn ist ein deutlicher axialer Abstand des ersten Randzahns 23 zu der Zahnkontur 18 ausgebildet. Ein Wälzkontakt mit der Gewindespindel kann unter elastischer Verformung der die Last übertragenden Bauteile möglich sein. Die in diesem Wälzkontakt auftretenden Kräfte sind jedoch deutlich abgeschwächt. Die Randzähne sind demzufolge nicht Ausgangspunkt für eine Schädigung.

Figur 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung des Planeten 1 1 im Mittelabschnitt 12 im Wälzeingriff mit der Gewindespindel 2. Im Wälzkontakt K an der Wälzkontaktbahn berühren die Gewindespindel 2 und der Planet 1 1 einander. Deutlich ist zu erkennen, dass kein Wälzkontakt besteht zwischen dem ersten Randzahn 23 und der Gewindespindel 2. Erst unter weiterer axialer Belastung des Planetenwälzgewindetriebes kann aufgrund elastischer Verformung ein derartiger Wälzkontakt auftreten; allerdings ist die in diesem Wälzkontakt auftretende Kraft so gering, dass ein Ausbrechen von Material aus dem ersten Randzahn 23 ausgeschlossen ist. Dieser Vorteil ist gegeben durch den erfindungsgemäß unterfüllten ersten Randzahn 23.

Figur 3 zeigt ferner den Eingriff der Gewindespindel 2 in die Rillen 17 des Mittelabschnitts 12 des erfindungsgemäßen Planeten 1 1 . Das Gewinde der Gewindespindel 2 reicht nicht bis zum Rillengrund der Rille 17. Innerhalb der Überlappung des Gewindes der Gewindespindel 2 und der ersten Zähne 16 weisen die ersten Zähne 16 einen Nutzabschnitt auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Randzähne 23 im Nutzabschnitt der ersten Zähne 16 innerhalb und mit Abstand zu der Zahnkontur 18 (Figur 2) angeordnet und darüber hinaus bis zu dem Zahnfuß, also bis zum Rillengrund der Rille 17 innerhalb der Zahnkontur 18 angeordnet.

Die Figuren 4a und 4b zeigen ein Flachbackenwerkzeug zur Herstellung erfindungsgemäßer Planeten, wobei nachstehend das Verfahren zur Herstellung der Planeten und das Flachbackenwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens beschrieben werden.

Das Flachbackenwerkzeug 30 weist zwei einander gegenüber liegend angeordnete Flachbacken 31 auf, die im Ausführungsbeispiel jeweils dreiteilig ausgeführt sind. Die Flachbacken 31 sind an ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit einem Walzprofil versehen. Das mittlere Flachbackenteil 32 ist mit einem mittleren Walzprofil 33 zum Einwalzen des ersten Eingriffsprofils in die Planeten versehen. Die beiden äußeren Flachbackenteile 34 sind jeweils mit einem äußeren Walzprofil 35 zum Einwalzen des zweiten Eingriffsprofils und der Zapfen in die Planeten versehen.

Die Flachbacken 30 erstrecken sich entlang einer Werkzeugachse aus der Bildebene heraus, wobei die beiden Flachbacken 30 während des Walzvorganges entlang dieser Werkzeugachse relativ zueinander verschoben werden.

Zwischen den beiden Flachbacken 30 ist ein Planetenrohling 1 1 a angeordnet, der in dem Walzvorgang zu dem erfindungsgemäßen Planeten 1 1 (Fig. 4b) gewalzt wird. Der Planetenrohling 1 1 a ist in wirtschaftlicher günstiger Weise im Fließpressverfahren hergestellt. Das Fließpressen wird begünstigt durch die einfache Form der Planetenrohlings 1 1 a, der einen zylindrischen Mittelabschnitt 12a und zwei axial benachbarte, nicht abgestufte zylindrische Endabschnitte 13a aufweist. Diese nicht abgestuften Endabschnitte 13a bilden nach dem Walzvorgang die Endabschnitte und die abgestuften Zapfen der erfindungsgemäßen Planeten. Zwischen den Endabschnitten 13a und dem Mittelabschnitt 12a ist jeweils ein kegeliger Übergangsabschnitt 27a ausgebildet, dessen axiale Ränder an die zylindrischen Enden des Mittelabschnitts 12a und der Endabschnitte 13a einstückig anschließen. Im Ausführungsbeispiel schließt die Mantelfläche des kegeligen Übergangsabschnitts 27a mit der Planetenachse einen Winkel von etwa 45 Grad ein. Nach dem Fließpressen werden die Planetenrohlinge 1 1 a centerless geschliffen und erhalten eine Formgenauigkeit, die für den anschließenden Wälzvorgang geeignet ist.

Zum Einwalzen werden die beiden Flachbacken 32 aufeinander gefahren, wobei das Walzprofil der Flachbacken 32 in die Mantelfläche des Planetenrohlings hineindrückt und den Planetenrohling plastisch umformt. Unter der Werkzeug beweg ung wälzen und gleiten die Planetenrohlinge 1 1 a an den Flachbacken 32 ab, wobei nach mehreren Umdrehungen des Planetenrohlings 1 1 a das Werkzeugende erreicht ist und der Planet 1 1 seine Endkontur erhalten hat.

Der Figur 4a kann entnommen werden, dass der Übergangsabschnitt 27a des Rohplaneten in einem walzfreien Übergangsbereich des Flachbackenwerkzeugs 30 liegt, in dem während des Walzvorgangs ein Kontakt des Übergangsabschnitt 27a mit dem Flachbackenwerkzeug ausgeschlossen ist.

Figur 4b zeigt den fertig gewalzten Planeten 1 1 , wie er weiter oben ausführlich beschrieben wurde. Deutlich ist auch eine linsenförmig unterfüllte Stirn des Planeten 1 1 zu erkennen, die strichpunktiert dargestellt ist. Diese linsenförmige Unterfüllung ist Ergebnis des Walzvorganges im Flachbackenwerkzeug 30, wenn der Planetenrohling eine ebene Stirnfläche aufweist. Die linsenförmige Unterfüllung der Stirn kann jedoch unterdrückt werden mit einer entsprechend vorbereiteten Stirnfläche des Planetenrohlings. Während des Einwalzens wird Material des Rohplaneten 1 1 a umgeformt und fließt in das Walzprofil des Werkzeugs. Die Kontur des Walzprofils zwingt den Materialfluss in die vorgesehene Kontur des Planeten hinein, wobei aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rohplaneten 1 1 a der erste Randzahn 23 lediglich an seiner den anderen ersten Zähnen 16 zugewandten Zahnflanke durch das Walzprofil des Flachbackenwerkzeugs geformt wird. Ansonsten bildet sich der Randzahn 23 im freien Materialfluss und wird so klein ausgebildet, dass im Betrieb eines Planetenwälzgewindetriebes der erste Randzahn 23 nicht oder lediglich abgeschwächt belastet wird. Unter den zur Erzeugung der ersten und der zweiten Randzähne 23, 24 wirksamen Umformkräften wird Werkstoff des Rohplaneten 1 1 a im Bereich des Übergangsabschnittes 27a verdrängt.

Figur 5 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung aus Figur 4b. Hier ist deutlich zu erkennen, dass der Übergangsabschnitt des Planetenrohlings zu dem Zwischenabschnitt 27 des Planeten 1 1 umgeformt wurde, ohne Kontakt zum Walzwerkzeug. Diese Umformung erfolgt demzufolge im freien Materialfluss. Deutlich ist zu erkennen, dass sich der kegelige Zwischenabschnitt 27 in Richtung auf den Endabschnitt 13 verjüngt. Das Flachbackenwerkzeug 30 wird im Bereich des Zwischenabschnitts 27 nicht ausgefüllt, es ist Raum geschaffen für den freien Materialfluss.

Figur 5 zeigt an dem abgebildeten ersten Zahn 16 die Schließfalte 29 an der Zahnspitze 28. Durch den Walzeingriff des mittleren Walzprofils 33 wird zwischen benachbarten Zähnen des Walzprofils Material des Rohplaneten 1 1 a nach radial außen verdrängt unter Ausbildung des ersten Zahns 16. Das Material fließt in Richtung Zahnspitze 28 von beiden Zahnflanken des Walzprofils kommend und mündet in der Zahnspitze unter Ausbildung der Schließfalte 29.

Figur 6 zeigt im Halbschnitt einen Modellplaneten 1 1 b (oben) und den Planetenrohling 1 1 a (unten) ohne die eingeformten Zapfen. Der Modellplanet 1 1 b unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Planeten lediglich dadurch, dass die Randzähne des Mittelabschnitts voll ausgefüllt, also nicht unterfüllt sind. Mit diesem Modellplaneten kann der Mittenabstand von dem einen ersten Randzahn zu dem anderen ersten Randzahn genau angegeben werden. Dieser Mittenabstand a steht näherungsweise in einer weiter unter angegebenen Beziehung zu der axialen Erstreckung des zylindrischen Mittelabschnitts 12a des Rohplaneten 1 1 a.

Der Mittenabstand a ist gleich oder entspricht etwa der Summe aus der axialen Erstreckung b des zylindrischen Mittelabschnitts 12a des Planetenrohlings 1 1 a bis zum Beginn der 45 Grad Fase, zuzüglich Vi * t1 (Hälfte der Teilung t1 ). Mit dieser Auslegung kann ein erfindungsgemäßer Planet 1 1 mit einem verkürzten Mittelabschnitt und erfindungsgemäß unterfülltem Randzahn hergestellt werden.

Erfindungsgemäße Planeten können mit dem beschriebenen Flachbackenwerkzeug in der beschriebenen Weise demzufolge auf wirtschaftliche Weise hergestellt werden, wobei der Rohplanet in einem einzigen Walzvorgang zu dem Planeten umgeformt wird. Der Planet kann anschließend in Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden.

Bezugszeichenliste

Spindelmutter

Gewindespindel

Planet

Abstandsscheibe

Mittelabschnitt

Endabschnitt

erstes Eingriffsprofil

zweites Eingriffsprofil

Gewinde

mutterseitiges Eingriffsprofil

Planet

a Planetenrohling

b Modellplanet

Mittelabschnitt

a zylindrischer Mittelabschnitt

Endabschnitt

a Endabschnitt

erstes Eingriffsprofil

zweites Eingriffsprofil

erster Zahn

erste Rille

Zahnkontur

zweiter Zahn

zweite Rille

a Rillengrund

Zahnflanke

Zahnflanke

erster Randzahn

zweiter Randzahn

Zahnspitze

Zahnspitze

Zwischenabschnitt kegeliger Übergangsabschnitt Zahnspitze

Schließfalte

Flachbackenwerkzeug

Flachbacke

mittleres Flachbackenteil mittleres Walzprofil äußeres Flachbackenteil äußeres Walzprofil