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Patent Searching and Data


Title:
STOP DISK OF A PLANETARY GEAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/064893
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to stop disks (9, 12) that on both sides delimit planet wheels (6) and that are provided on at least two evenly spaced-apart peripheral positions with inner axial passages (9.2, 12.2) that are linked with their respective location bores (9.1, 12.1) via respective constrictions (9.2.1, 12.2.1). Between the inner axial passages (9.2, 12.2), outer axial passages (9.3, 12.3) are disposed off-set outward in the radial direction. The inner axial passages (9.2, 12.2), when looked at in the radial direction, are disposed in the area of the rolling bodies (11.1) and the outer axial passages (9.3, 12.3) cover at least a part of the front of the planet wheels (6).

Inventors:
FUGEL WOLFGANG (DE)
REIMCHEN ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/014432
Publication Date:
August 07, 2003
Filing Date:
December 18, 2002
Export Citation:
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Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
FUGEL WOLFGANG (DE)
REIMCHEN ALEXANDER (DE)
International Classes:
F16C19/46; F16C33/66; F16H57/04; F16H57/08; F16H1/28; (IPC1-7): F16H57/04
Foreign References:
DE19902565A12000-07-27
US6135910A2000-10-24
DE19804734A11998-08-27
DE3502076C11986-04-10
DE19804734A11998-08-27
DE4418693C11995-03-23
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Anlaufscheibe (9,12) für Planetenräder (6) eines Planetengetriebes, die mit ihrer Aufnahmebohrung (9.1, 12.1) auf in einem Planetenradträger (1) festge legten Planetenradbolzen (10) angeordnet ist und beidseitig Planetenräder (6) begrenzt, die über eine Wälzlageranordnung (11) auf den Planetenradbolzen (10) drehbar gelagert sind, wobei zur Schmiermittelversorgung der La geranordnung (11) der Planetenradbolzen (10) mit einer axialen (10.1) und einer davon abzweigenden radialen Schmiermitteldurchtrittsbohrung (10.2) und die Anlaufscheibe (9,12) mit axialen Durchbrüchen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an zwei gleichmäßig voneinander beab standeten Umfangsstellen der Anlaufscheibe (9,12) innere axiale Durchbrü che (9.2, 12.2) angeordnet sind, die mit deren Aufnahmebohrung (9.1, 12.1) über eine Einschnürung (9.2. 1,12. 2.1) verbunden sind und zwischen den inne ren axialen Durchbrüchen (9.2, 12.2) in radialer Richtung nach außen versetzt liegende äußere axiale Durchbrüche (9.3, 12.3) angeordnet sind, wobei sich die inneren axialen Durchbrüche (9.2, 12.2) in radialer Richtung betrachtet im Bereich der Wälzkörper (11.1) der Lageranordnung (11) befinden und die äu ßeren axialen Durchbrüche (9.3, 12.3) wenigstens einen Teil der Stirnseite der Planetenräder (6) überdecken.
2. Anlaufscheibe (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren axialen Durchbrüche (12.3) in ihrer Umfangsausdehnung in radialer Richtung nach außen abnehmen.
3. Anlaufscheibe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren axialen Durchbrüche (9.3) in radialer Richtung nach außen offen sind.
4. Anlaufscheibe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren axialen Durchbrüche (9.3) in radialer Richtung nach außen über eine Einschnürung (9.3. 1) offen sind.
5. Anlaufscheibe (9,12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Kanten der axialen Durchbrüche (9.2, 9.3, 12.2, 12.3) verrundet sind.
6. Anlaufscheibe (9,12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Blech durch einen Stanzvorgang gefertigt ist.
7. Anlaufscheibe (9,12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer die Reibung vermindernden Beschichtung versehen ist.
Description:
Anlaufscheibe eines Planetengetriebes

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Anlaufscheibe für Planetenräder eines Planetenge- triebes, die mit ihrer Aufnahmebohrung auf in einem Planetenträger festgeleg- ten Planetenradbolzen angeordnet ist und beidseitig Planetenräder begrenzt, die über eine Lageranordnung auf den Planetenradbolzen drehbar gelagert sind, wobei zur Schmiermittelversorgung der Lageranordnung der Planeten- radbolzen mit einer axialen und einer davon abzweigenden radialen Schmier- mitteldurchtrittsbohrung und die Anlaufscheibe mit axialen Durchbrüchen ver- sehen ist.

Hintergrund der Erfindung Derartige Anlaufscheiben sind bereits in den unterschiedlichsten Ausführungs- varianten vorbekannt. Sie dienen dem axialen Anlauf des Planetenrades und schützen den ungehärteten Planetenradträger sowie das Planetenrad vor Ver- schleiß. Das Planetenrad läuft dabei mit einer planen Stirnfläche an einer ebenfalls planen Anlauffläche der Anlaufscheibe an. Das Planetenrad ist mit einer durchgehenden Bohrung versehen, mit der es mit Hilfe einer Lagerung auf dem Planetenradbolzen drehbar gehalten ist. Diese Lagerung kann bei- spielsweise durch einen Nadelkranz oder auch durch einen vollrolligen Nadel- satz gebildet sein. Je nach Lagerungsart laufen daher an den Anlaufscheiben entweder der Lagerkäfig oder die Stirnseiten der Lagernadeln an. Die Anlauf- scheiben sind dabei zumeist aus Blech gestanzt. Die Oberfläche der Anlauf- scheiben wird entweder geschliffen, in Walzqualität belassen oder ist be- schichtet. Die Wahl des Werkstoffes der Scheiben und ihre Oberflächenquali-

tät sowie ihre Oberflächenhärte ist im Wesentlichen von den vorgefundenen Reibungsverhältnissen abhängig.

Sehr oft sind jedoch die Schmierverhältnisse an den Kontaktstellen zwischen den Anlaufscheiben und den Stirnflächen der Planetenräder mangelhaft. In diesem Fall werden auch Bronzescheiben als Anlaufscheiben verwendet. Ab und an werden auch zwei Anlaufscheiben aus unterschiedlichen Werkstoffen nebeneinander eingesetzt oder es werden mehrschichtige Anlaufscheiben, beispielsweise plattiert Bleche, verwendet. Dabei sind die Werkstoffe Stahl und Bronze miteinander kombiniert. Diese Anordnung berücksichtigt die unter- schiedlichen Anlauf-und Reibungsverhältnisse zwischen dem Planetenrad und der Anlaufscheibe einerseits und der Anlaufscheibe und dem Planetenradträ- ger andererseits.

Auch wird durch eine entsprechende Gestaltung der Anlaufscheiben die Schmiermittelzirkulation innerhalb des Planetengetriebes und insbesondere an der Lagerung des Planetenrades in positiver Weise beeinflusst. Die Schmier- mittelzirkulation in der Lagerung des Planetenrades und die Schmierung der Anlaufflächen der Anlaufscheiben im Kontaktbereich mit dem Planetenrad wird durch gezielt in die Oberfläche der Anlaufscheiben eingebrachte Ölnuten oder auch durch axiale Durchbrüche erreicht.

Eine solche Anlaufscheibe ist beispielsweise aus der DE 35 02 076 C1 vorbe- kannt. Diese Anlaufscheibe weist zwei plane als Anlaufflächen ausgebildete Stirnseiten auf und ist mit einer Winkelöffnung versehen, durch die Schmier- mittel zur Lagerung gefördert werden soll. Eine andere Anlaufscheibe ist aus der DE 198 04 734 A1 vorbekannt. Sie ist als ein flacher Stahlring ausgebildet, dessen Stirnseiten mit Einprägungen und dessen Aufnahmebohrung mit Durchbrüchen versehen ist. Auch in der DE 44 18 693 C1 sind derartige An- laufscheiben vorbeschrieben.

Bei diesen Anlaufscheiben ist von Nachteil, dass bei axialem Anlauf des Pla- netenrades an der Anlaufscheibe unter ungünstigen Umständen der Schmier- film an den Kontaktstellen abgerissen bzw. unterbrochen werden kann. Die Folge sind Mangelschmierung und vorzeitiger Verschleiß an den Kontaktstel- len, der im Extremfall zum Ausfall des gesamten Planetengetriebes führen kann.

Zusammenfassung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlaufscheibe für ein Planetengetrie- be bereitzustellen, mit deren Einsatz der Schmierfilm an den Kontaktstellen zwischen der Stirnseite des Planetenrades und der Anlauffläche der Anlauf- scheibe nicht unterbrochen bzw. nicht abgeschnitten wird. Außerdem soll die Anlaufscheibe auf einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass wenig- stens an zwei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen der Anlaufscheibe innere axiale Durchbrüche angeordnet sind, die mit deren Auf- nahmebohrung über eine Einschnürung verbunden sind und zwischen den inneren axialen Durchbrüchen in radialer Richtung nach außen versetzt liegen- de äußere axiale Durchbrüche angeordnet sind, wobei sich die inneren axialen Durchbrüche in radialer Richtung betrachtet im Bereich der Wälzkörper der Lageranordnung befinden und die äußeren axialen Durchbrüche wenigstens einen tei ! der Stirnseite der Planetenräder überdecken. Im Sinne der Erfindung können innere und äußere axiale Durchbrüche in radialer Richtung nacheinan- der oder auch sich überlappend angeordnet sein.

Das Schmiermittel gelangt zunächst über die axiale und die radiale Schmier- mitteldurchtrittsbohrung im Planetenradbolzen in den Laufbahnbereich der Wälzlageranordnung der Planetenräder. Von dort erreicht es die inneren axia- len Durchbrüche der Anlaufscheibe, die gleichzeitig als Schmiermittelvorrats-

raum wirken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Anlaufflächen zwi- schen den Stirnseiten der Wälzkörper bzw. dem Lagerkäfig und der Anlauf- scheibe stets mit einem Schmiermittelfilm versehen ist. Überflüssiges Schmiermittel erreicht bei vorhandenem Spalt zwischen Anlaufscheibe und Planetenrad bzw. zwischen Anlaufscheibe und Planetenradträger auch die äußeren axialen Durchbrüche, die wiederum als Schmiermittelvorratsraum wir- ken. Die Anlaufflächen zwischen Stirnseite des Planetenrades und Anlauf- scheibe sowie Anlaufscheibe und Planetenradträger sind daher ebenfalls unter allen Betriebsbedingungen mit einem Reibung vermindernden Schmierfilm ver- sehen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Anlaufscheibe ist si- chergesteilt, dass ein gezielter Schmiermitteldurchfluss durch die Planeten- radlagerung realisiert und so an allen Kontaktstellen der beteiligten Partner ein hydrodynamischer Schmierfilm gebildet ist. Durch Schmiermittelvorratswirkung von inneren und äußeren axialen Durchbrüchen ist praktisch eine Mangel- schmierung ausgeschlossen. Darüber hinaus wirken die axialen Durchbrüche auch als zumindest vorübergehender Aufenthaltsort für eventuellen Abrieb der Lageranordnung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die äußeren axialen Durchbrüche in ihrer Umfangsausdehnung in radialer Richtung nach außen abnehmen. Durch diese Ausgestaltung, beispielsweise in Form eines Dreieckes, wird ein erhöhter DrucKaufbau des Schmiermittels realisiert, der wiederum eine Trennung der beteiligten Reibungspartner in axialer Richtung und damit eine Reibungsver- minderung bewirkt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist vorgese- hen, dass die äußeren axialen Durchbrüche in radialer Richtung nach außen offen sind. Diese Variante der Anlaufscheibe ist besonders dann vorteilhaft,

wenn durch einen erhöhten Schmiermitteldurchfluss durch die Lageranordnung des Planetenrades ein hoher Temperaturanstieg verhindert werden soll.

Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 sollen die äu- ßeren axialen Durchbrüche der Anlaufscheibe in radialer Richtung nach außen über eine Einschnürung offen sein. Diese sorgt dafür, dass immer nur ein Teil des Schmiermittels den äußeren axialen Durchbruch verlassen kann.

Nach Anspruch 5 sollen wenigstens die Kanten der axialen Durchbrüche ver- rundet sein. Diese Verrundung kann beispielsweise durch einen Gleitschleif- vorgang realisiert werden, so dass auf diese Weise ein Ausschleppen des Schmiermittels aus den Durchbrüchen der Anlaufscheibe erleichtert ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 soll die An- laufscheibe durch einen Stanzvorgang gefertigt sein. Diese Herstellungstech- nologie erlaubt eine besonders preisgünstige Fertigung.

Schließlich ist nach dem letzten Anspruch 7 vorgesehen, dass die Anlaufschei- be mit einer die Reibung vermindernden Beschichtung versehen sein soll.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher beschrie- ben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen : Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Planetenradträger gemäß bekanntem Stand der Technik, Figuren 2 und 5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Planetenradlagerung,

Figuren 3 und 6 eine perspektivische Darstellung einer erfindungs- gemäßen Anlaufscheibe und Figuren 4 und 7 eine perspektivische Darstellung eines Planetenra- des mit aufgesteckter erfindungsgemäßer Anlauf- scheibe.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Der in Figur 1 nach dem Stand der Technik gezeigte Planetenradträger 1 weist zwei Seitenwände 2,3 auf, in denen Planetenradbolzen 4 festgelegt sind. Auf diesen sind über Lageranordnungen 5 Planetenräder 6 drehbar gelagert, deren Zähne 7 einerseits mit einem nicht gezeigten Hohlrad und andererseits mit einem ebenfalls nicht gezeigten Sonnenrad kämmen. Auf den Planetenradbol- zen 4 sind beidseitig der Planetenräder 6 Anlaufscheiben 8 angeordnet, die üblicherweise aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften bestehen, wie z. B. mit Bronze plattierten Blech, und somit die Reibung zwischen Planetenrä- dern 6 und Planetenradträger 1 vermindern sollen.

Die in den Figuren 2, 3-und 4 dargestellten erfindungsgemäßen Anlaufschei- ben 9 sind mit ihren Aufnahmebohrungen 9.1 beidseitig der Planetenräder 6 auf dem Planetenradbolzen 10 aufgesteckt. Dieser besitzt eine axiale Schmiermitteldurchtrittsbohrung 10.1 und eine davon abzweigende radiale Schrriiermitteldurchtrittsbohrung 10.2. Der Planetenradbolzen 10 ist wiederum in den Seitenwänden 2 und 3 des Planetenradträgers 1 verankert. Die Plane- tenräder 6 sind über einen aus Lagernadeln 11.1 und Käfig 11.2 bestehenden Nadelkranz 11 auf dem Planetenradbolzen 10 drehbar gelagert.

Wie die Figuren 2,3 und 4 weiter zeigen, weist die Anlaufscheibe 9 an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen innere axiale Durch- brüche 9.2 auf, die mit der Aufnahmebohrung 9.1 über Einschnürungen 9.2. 1

verbunden sind. Zwischen den inneren axialen Durchbrüchen 9.2 sind radial nach außen versetzt angeordnete äußere axiale Durchbrüche 9.3 vorhanden, die nach außen über die Einschnürung 9.3. 1 offen sind. Der in Figur 2 rechts- zeitig gezeigte Schnitt durch die Anlaufscheibe 9 ist entlang der Linie ! gelegt, während der linksseitig angeordnete Schnitt entlang der Linie ll-ll in Figur 3 gelegt ist. Wie die Figuren weiter zeigen, befinden sich die inneren axialen Durchbrüche 9.2 in radialer Richtung gesehen im Bereich des Nadelkranzes 11, während die äußeren axialen Durchbrüche 9.3 wenigstens einen Teil der Stirnfläche des Planetenrades 6 überdecken. Die Lage der inneren axialen Durchbrüche 9.2 zur Lage der äußeren axialen Durchbrüche 9.3 kann unter- schiedlich sein, d. h. diese können sich in radialer Richtung nacheinander oder überlappend angeordnet sein.

Schmiermittel gelangt zunächst über die axiale Schmiermitteldurchtrittsbohrung 10.1 und die radiale Schmiermitteldurchtrittsbohrung 10.2 des Planetenradbol- zens 10 in den Laufbahnbereich der Lagernadeln 11. Von dort wird es durch radiale Kräfte nach außen geschleudert und füllt zunächst die inneren axialen Durchbrüche 9.2, die somit als Schmiermittelreservoir wirken. Danach gelangt das Schmiermittel bei vorhandenem Spalt zwischen Planetenrad 6 und Anlauf- scheibe 9 bzw. bei vorhandenem Spalt zwischen Anlaufscheibe 9 und Seiten- wand 2,3 auch in die äußeren axialen Durchbrüche 9.3, die wiederum über die Einschnürungen 9.3. 1 verlassen werden können. Auf diese Weise ist ein konti- nuierlicher Durchfluss von Schmiermittel durch die Lageranordnung gewährlei- stet, so dass die beteiligten Reibungspartner immer durch einen Schmierfilm voneinander getrennt sind.

Die in den Figuren 5,6 und 7 gezeigte Laufscheibe 12 unterscheidet sich von der Laufscheibe 9 gemäß den Figuren 2,3 und 4 lediglich dadurch, dass die äußeren axialen Durchbrüche 12.3 dreieckförmig ausgebildet und nicht nach außen offen sind. Der Schnitt in Figur 5 zeigt die beiden rechts-und linksseitig des Planetenrades 6 angeordneten Laufscheiben 12 entlang der Linie III-III in Figur 6. Auch hier ist die Anordnung von inneren axialen Durchbrüchen 12.2

und äußeren axialen Durchbrüchen 12.3 in verschiedener Weise möglich. Die- se sind entweder in radialer Richtung gesehen nacheinander angeordnet oder können sich auch überschneiden. Als zweckmäßig für den Schmiermitteldurch- fluss hat es sich erwiesen, wenn wenigstens die Kanten der axialen Durchbrü- che 9.2, 9.3, 12.2 und 12.3 verrundet sind.

Bezugszeichen 1 Planetenradträger 2 Seitenwand 3 Seitenwand 4 Planetenradbolzen 5 Lageranordnung 6 Planetenräder 7 Zahn 8 Anlaufscheibe 9 Anlaufscheibe 9.1 Aufnahmebohrung 9.2 innere axiale Durchbrüche 9.2. 1 Einschnürung 9.3 äußere axiale Durchbrüche 9.3. 1 Einschnürung 10 Planetenradbolzen 10.1 axiale Schmiermitteldurchtrittsbohrung 10.2 radiale Schmiermitteldurchtrittsbohrung 11 Nadelkranz 11. 1 Lagernadeln 11. 2 Käfig 12 Anlaufscheibe 12. 1 Aufnahmebohrung 12. 2 innere axiale Durchbrüche 12.2. 1 Einschnürung 12.3 äußere axiale Durchbrüche