DE102014221084A1

DE102014221084A1 - Planet carrier with released bearing seat

Info

Publication number: DE102014221084A1
Application number: DE102014221084.4A
Authority: DE
Inventors: Erwin VAN EYNDHOVEN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (101) mit mindestens einer Wange (203); wobei mindestens ein Planetenrad drehbar in dem Planetenträger (101) gelagert werden kann; wobei der Planetenträger (101) drehfest in einem Innenring mindestens eines Lagers (103) derart fixiert werden kann, dass der Planetenträger (101) in dem Lager (103) drehbar gelagert ist; wobei mindestens ein Teil der Wange (203) zwischen dem Lager (103) und dem Planetenrad angeordnet ist. Ein Außendurchmesser (d3) mindestens eines radial ausgerichteten, zwischen dem Lager (103) und dem Teil der Wange (203) verlaufenden ersten Querschnitts des Planetenträgers (101) ist geringer ist als ein Durchmesser (d2) des Innenrings.The invention relates to a planet carrier (101) with at least one cheek (203); wherein at least one planetary gear can be rotatably mounted in the planet carrier (101); wherein the planet carrier (101) can be fixed in a rotationally fixed manner in an inner ring of at least one bearing (103) such that the planet carrier (101) is rotatably mounted in the bearing (103); wherein at least a portion of the cheek (203) is disposed between the bearing (103) and the planet gear. An outer diameter (d3) of at least one radially aligned first cross section of the planetary carrier (101) running between the bearing (103) and the part of the cheek (203) is less than a diameter (d2) of the inner ring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a planet carrier according to the preamble of claim 1.

1 verdeutlicht den Aufbau eines aus dem Stand der Technik bekannten Planetenträgers 101. Mittels eines Lagers 103 ist der Planetenträger 101 drehbar gelagert, etwa in einem Getriebegehäuse. Der Planetenträger 101 ist ausgebildet, Planetenbolzen aufzunehmen. Hierzu weist der Planetenträger 101 Bolzensitze 105 auf, in welche die Planetenbolzen eingeführt werden können. Die Planetenbolzen wiederum dienen der Aufnahme von drehbar in den Planetenbolzen gelagerten Planetenrädern. 1 illustrates the structure of a known from the prior art planet carrier 101 , By means of a warehouse 103 is the planet carrier 101 rotatably mounted, such as in a transmission housing. The planet carrier 101 is designed to receive planet pins. For this purpose, the planet carrier 101 bolt seats 105 on, in which the planet pins can be introduced. The planet pins in turn serve to receive planet gears rotatably mounted in the planet pins.

Das Lager 103 wird in Abhängigkeit von den aufzunehmenden Lasten gewählt. Damit sind die Breite l2 und der Innendurchmesser d2 des Lagers 103 festgelegt. The warehouse 103 is chosen depending on the loads to be recorded. Thus, the width l2 and the inner diameter d2 of the bearing 103 established.

An den Planetenträger 101 ist eine Rotorwelle 107 angeformt. Auch deren Abmessungen, insbesondere der Außendurchmesser d1, werden in Abhängigkeit von zu erwartenden Lastfällen gewählt. To the planet carrier 101 is a rotor shaft 107 formed. Their dimensions, in particular the outer diameter d1, are selected depending on expected load cases.

Durch die Abmessungen der Rotorwelle 107 und des Lagers 103 sind auch die Abmessungen einer Lageraufnahme 109 definiert. Die Lageraufnahme 109 dient der Fixierung des Lagers 103 auf dem Planetenträger 101 und entspricht einem Bereich des Planetenträgers 101, der sich zwischen der Rotorwelle 107 und dem Lager 103 erstreckt. Hierbei handelt es sich um einen kreisringförmigen Bereich mit rechteckigem Querschnitt, dessen Breite der Breite l1 des Lagers 103 entspricht. Der Außendurchmesser dieses Bereichs entspricht dem Innendurchmesser d2 des Lagers 103. Der Innendurchmesser des kreisringförmigen Bereichs der Lageraufnahme 109 entspricht dem Außendurchmesser der Rotorwelle 107. Somit weist der Planetenträger 101 einen l1 breiten und (d2 – d1)/2 hohen Bereich auf, der die Lageraufnahme 109 bildet. Due to the dimensions of the rotor shaft 107 and the camp 103 are also the dimensions of a bearing mount 109 Are defined. The camp recording 109 serves to fix the bearing 103 on the planet carrier 101 and corresponds to an area of the planet carrier 101 that is between the rotor shaft 107 and the camp 103 extends. This is an annular area with rectangular cross-section, the width of the width l1 of the camp 103 equivalent. The outer diameter of this area corresponds to the inner diameter d2 of the bearing 103 , The inner diameter of the annular area of the bearing receiver 109 corresponds to the outer diameter of the rotor shaft 107 , Thus, the planet carrier 101 a l1 wide and (d2 - d1) / 2 high area on which the bearing seat 109 forms.

Das im Bereich der Lageraufnahme 109 befindliche Material des Planetenträgers 101 bereitet beim Gießen des Planetenträgers 101 Probleme. Um hier eine ausreichende Materialqualität zu gewährleisten, sind spezielle Maßnahmen erforderlich, die sich in erhöhten Herstellungskosten niederschlagen. That in the area of the bearing admission 109 material of the planet carrier 101 prepares while casting the planet carrier 101 Problems. In order to ensure a sufficient material quality here, special measures are required, which are reflected in increased production costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planetenträger unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile auszugestalten. Insbesondere sollen bei gleichbleibender oder verbesserter Belastbarkeit die Herstellungskosten reduziert werden. The present invention has for its object to design a planet carrier bypassing the known from the prior art solutions inherent disadvantages. In particular, the production costs are to be reduced while the load capacity remains constant or improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Planetenträger nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a planet carrier according to claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Der Planetenträger weist mindestens eine Wange auf. Bei der Wange handelt es sich um einen Bereich des Planetenträgers, der mindestens eine Aufnahme für einen Planetenbolzen ausbildet. Die Aufnahme dient dazu, den Planetenbolzen in der Wange und damit in dem Planetenträger zu fixieren. Hierzu wird gewöhnlich der Planetenbolzen in die Aufnahme eingeführt und der zuvor erhitzte Planetenträger durch Abkühlung auf den Planetenbolzen aufgeschrumpft. The planet carrier has at least one cheek. The cheek is an area of the planet carrier, which forms at least one receptacle for a planetary pin. The receptacle serves to fix the planetary pin in the cheek and thus in the planet carrier. For this purpose, the planetary pin is usually introduced into the receptacle and the previously heated planet carrier shrunk by cooling on the planet pins.

Die Wange erstreckt sich im Wesentlichen radial, das heißt, verläuft mindestens teilweise in vorwiegend radialer Richtung. Insbesondere verläuft also die Wange mindestens teilweise nicht axial. Vorwiegend in radialer Richtung verlaufend bedeutet, dass die Wange mindestens teilweise zu einer radial ausgerichteten Ebene in einem Winkel von weniger als 45° verläuft. Radial kennzeichnet eine beliebige Richtung, die orthogonal zu einer Drehachse beziehungsweise Symmetrieachse des Planetenträgers steht. The cheek extends substantially radially, that is, extends at least partially in a predominantly radial direction. In particular, therefore, the cheek is at least partially not axially. Predominantly extending in the radial direction means that the cheek extends at least partially to a radially oriented plane at an angle of less than 45 °. Radial indicates any direction that is orthogonal to a rotation axis or axis of symmetry of the planet carrier.

Der Planetenbolzen dient der drehbaren Lagerung eines Planetenrads. Mindestens ein Planetenrad kann also drehbar in dem Planetenträger gelagert werden. The planet pin is used for the rotatable mounting of a planetary gear. At least one planetary gear can thus be rotatably mounted in the planet carrier.

Der Planetenträger wiederum ist mittels mindestens eines Lagers drehbar gelagert, etwa in einem Getriebegehäuse. Zur Aufnahme des Planetenträgers ist ein Innenring des Lagers vorgesehen. Entsprechend kann der Planetenträger drehfest gegenüber dem Innenring fixiert werden. Der Innenring des Lagers nimmt also den Planetenträger auf. Ein Außenring des Lagers ist vorzugsweise ortsfest, kann also etwa in dem ortsfesten Getriebegehäuse fixiert werden. The planet carrier in turn is rotatably supported by means of at least one bearing, such as in a transmission housing. For receiving the planet carrier, an inner ring of the bearing is provided. Accordingly, the planet carrier rotatably fixed relative to the inner ring. The inner ring of the bearing thus absorbs the planet carrier. An outer ring of the bearing is preferably stationary, so it can be fixed approximately in the stationary transmission housing.

Der Innenring des Lagers zeichnet sich dadurch aus, dass sein kleinster Durchmesser kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Außenrings. Analog ist der größte Durchmesser des Außenrings größer als der größte Durchmesser des Innenrings. Der Innenring und der Außenring sind gegeneinander verdrehbar. Dabei entspricht die Drehachse im vorliegenden Fall der Drehachse des Planetenträgers. The inner ring of the bearing is characterized by the fact that its smallest diameter is smaller than the smallest diameter of the outer ring. Similarly, the largest diameter of the outer ring is larger than the largest diameter of the inner ring. The inner ring and the outer ring are rotated against each other. In this case, the axis of rotation corresponds to the axis of rotation of the planet carrier in the present case.

Mindestens ein Teil der Wange, insbesondere der Bolzensitz, ist zwischen dem Lager und dem Planetenrad angeordnet. Dies bedeutet, dass es mindestens eine erste und eine zweite, jeweils vorzugsweise radial, das heißt orthogonal zu der Drehachse, ausgerichtete Ebene gibt, wobei die erste Ebene zwischen dem Teil der Wange und dem Lager verläuft und die zweite Ebene zwischen dem Teil der Wange und dem Planetenrad. Dabei schneiden die erste Ebene und die zweite Ebene weder den Teil der Wange, das Lager noch das Planetenrad. Das Lager ist also gegenüber dem Teil der Wange in eine erste axiale, das heißt entlang der Drehachse, verlaufende Richtung versetzt, das Planetenrad gegenüber der Wange in eine zweite axiale, entgegengesetzt zu der ersten Richtung verlaufende Richtung. At least a part of the cheek, in particular the bolt seat, is arranged between the bearing and the planetary gear. This means that there are at least a first and a second, each preferably radially, that is orthogonal to the axis of rotation, aligned plane, wherein the first plane between the part of the cheek and the bearing extends and the second plane between the part of Cheek and the planet wheel. The first plane and the second plane do not intersect either the part of the cheek, the bearing or the planetary gear. The bearing is thus opposite the part of the cheek in a first axial, that is offset along the axis of rotation, extending direction, the planet gear relative to the cheek in a second axial, opposite to the first direction extending direction.

Erfindungsgemäß hat der Planetenträger in mindestens einem radial ausgerichteten, zwischen dem Lager und dem Teil der Wange verlaufenden ersten Querschnitt einen Außendurchmesser, der geringer ist als ein Durchmesser des Innenrings. Insbesondere ist also der Außendurchmesser des ersten Querschnitts geringer als der größte Durchmesser des Innenrings. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des ersten Querschnitts geringer als ein Innendurchmesser des Innenrings oder auch kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Innenrings. According to the invention, the planet carrier in at least one radially oriented, extending between the bearing and the part of the cheek first cross section has an outer diameter which is smaller than a diameter of the inner ring. In particular, therefore, the outer diameter of the first cross section is smaller than the largest diameter of the inner ring. Preferably, the outer diameter of the first cross section is smaller than an inner diameter of the inner ring or smaller than the smallest inner diameter of the inner ring.

Der erste Querschnitt liegt in einer radial, das heißt orthogonal zu der Drehachse des Planetenträgers, ausgerichteten Schnittebene. Das Lager und der Teil der Wange befinden sich auf unterschiedlichen Seiten der Schnittebene. Insbesondere schneidet die Schnittebene das Lager und den Teil der Wange nicht. The first cross-section is located in a sectional plane oriented radially, that is orthogonal to the axis of rotation of the planetary carrier. The bearing and the part of the cheek are on different sides of the cutting plane. In particular, the cutting plane does not cut the bearing and the part of the cheek.

Weiterhin ist der erste Querschnitt rotationssymmetrisch. Dabei entspricht die Symmetrieachse der Drehachse des Planetenträgers. Furthermore, the first cross section is rotationally symmetrical. The axis of symmetry corresponds to the axis of rotation of the planet carrier.

Im Bereich des ersten Querschnitts weist der Planetenträger eine Ausnehmung auf. Diese verläuft zwischen einem Bereich des Planetenträgers, der als Lagersitz ausgebildet ist und der Wange. Die Ausnehmung isoliert den Lagersitz, d. h. unterbricht einen Lastpfad, der ansonsten von der Rotorwelle durch den Planetensitz zu der Wange verlaufen würde. Dies verringert die an die Materialqualität des Lagersitzes gestellten Anforderungen. Die eingangs beschriebenen Schritte zur Sicherung einer hinreichenden Materialgüte werden dadurch obsolet. In the region of the first cross section, the planet carrier has a recess. This runs between an area of the planet carrier, which is designed as a bearing seat and the cheek. The recess insulates the bearing seat, d. H. interrupts a load path that would otherwise pass from the rotor shaft through the planetary seat to the cheek. This reduces the demands placed on the material quality of the bearing seat. The steps described above to ensure adequate material quality are rendered obsolete.

Bevorzugt ist der Planetenträger dahingehend weitergebildet, dass der Außendurchmesser des ersten Querschnitts auch geringer ist als ein Außendurchmesser eines gleichfalls radial ausgerichteten zweiten Querschnitts des Planetenträgers. Der zweite Querschnitt verläuft so, dass sich das Lager zwischen dem ersten Querschnitt und dem zweiten Querschnitt befindet. Das Lager befindet sich also zwischen der ersten Schnittebene und einer zweiten Schnittebene, die den zweiten Querschnitt beherbergt. Preferably, the planet carrier is further developed such that the outer diameter of the first cross section is also smaller than an outer diameter of a likewise radially oriented second cross section of the planet carrier. The second cross section is such that the bearing is between the first cross section and the second cross section. The bearing is thus located between the first cutting plane and a second cutting plane, which houses the second cross section.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist der Planetenträger drehfest mit einer Welle verbindbar oder verbunden. Insbesondere kann der Planetenträger einstückig mit der Welle verbunden sein. Bei der Welle kann es sich um eine Antriebswelle, etwa eine Rotorwelle, einer Windkraftanlage handeln. Das Lager ist dabei zwischen mindestens einem Teil der Welle und dem ersten Querschnitt angeordnet. Es gibt also eine radial ausgerichtete Ebene, die so verläuft, dass sich der Teil der Welle und das Lager auf unterschiedlichen Seiten der Ebene befinden, wobei die Ebene weder den Teil der Welle noch das Lager schneidet. In a further preferred embodiment, the planet carrier rotatably connected to a shaft or connected. In particular, the planet carrier may be integrally connected to the shaft. The shaft may be a drive shaft, such as a rotor shaft, a wind turbine. The bearing is arranged between at least a part of the shaft and the first cross section. Thus, there is a radially oriented plane which is such that the part of the shaft and the bearing are on different sides of the plane, the plane not intersecting either the part of the shaft or the bearing.

Weiterbildungsgemäß ist der Außendurchmesser des ersten Querschnitts geringer als ein Außendurchmesser der Rotorwelle. Der Außendurchmesser des ersten Querschnitts kann jedoch größer sein als der Innendurchmesser der Welle. According to development of the outer diameter of the first cross section is smaller than an outer diameter of the rotor shaft. However, the outer diameter of the first cross section may be larger than the inner diameter of the shaft.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 2 dargestellt. Übereinstimmende Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt A preferred embodiment of the invention is in 2 shown. Matching reference signs indicate the same or functionally identical features. In detail shows

1 einen aus dem Stand der Technik bekannten Planetenträger; und 1 a known from the prior art planet carrier; and

2 einen Planetenträger mit separatem Lagersitz. 2 a planet carrier with separate bearing seat.

Der in 2 dargestellte Planetenträger 101 weist im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten, in 1 dargestellten Planetenträgern eine Ausnehmung 201 auf. Durch die Ausnehmung 201 wird der Lagersitz 109 hinterschnitten. Die Ausnehmung 201 isoliert damit den Lagersitz 109 von einem Teil des Planetenträgers 101, Wange 203 genannt, welcher der Ausbildung des Bolzensitzes 105 und damit der Aufnahme von Planetenbolzen dient. Die Ausnehmung 201 verläuft also zwischen dem Lagersitz 109 und der Wange 203. The in 2 illustrated planet carrier 101 has, in contrast to those known from the prior art, in 1 illustrated planet carriers a recess 201 on. Through the recess 201 becomes the bearing seat 109 undercut. The recess 201 Insulates the bearing seat with it 109 from a part of the planet carrier 101 , Cheek 203 called, which the formation of the bolt seat 105 and thus the inclusion of planet pins is used. The recess 201 runs between the bearing seat 109 and the cheek 203 ,

Durch die Ausnehmung 201 sind der Lagersitz 109 und die Wange 203 voneinander beabstandet. Der Abstand des Lagersitzes 109 von der Wange 203 entspricht einer Breite l4 der Ausnehmung 201. Through the recess 201 are the bearing seat 109 and the cheek 203 spaced apart. The distance of the bearing seat 109 from the cheek 203 corresponds to a width l4 of the recess 201 ,

Die Ausnehmung 201 verläuft rotationssymmetrisch um eine Drehachse des Planetenträgers 101. In dem in 2 dargestellten Querschnitt verläuft die Ausnehmung 201 entlang einer Kurve. Im Minimum dieser Kurve ist der Abstand der Kurve zu der Drehachse des Planetenträgers 101 geringer ist als der Abstand der äußeren Mantelfläche 205 der Rotorwelle 107 zu der Drehachse des Planetenträgers 101 und als der Abstand einer Kontaktfläche 207 zwischen dem Lagersitz 109 und dem Lager 103 von der Drehachse des Planetenträgers 101. The recess 201 runs rotationally symmetrical about a rotation axis of the planet carrier 101 , In the in 2 illustrated cross-section extends the recess 201 along a curve. The minimum of this curve is the distance of the curve to the axis of rotation of the planet carrier 101 is less than the distance of the outer lateral surface 205 the rotor shaft 107 to the axis of rotation of the planet carrier 101 and as the distance of a contact surface 207 between the bearing seat 109 and the camp 103 from the axis of rotation of the planet carrier 101 ,

Der Abstand der Kurve in ihrem Minimum von der Drehachse des Planetenträgers 101 entspricht der Hälfte des Durchmessers d3, den der Planetenträgers 101 an dieser Stelle hat. Der Abstand der Mantelfläche der Rotorachse 107 von der Drehachse des Planetenträgers 101 entspricht der Hälfte des Außendurchmessers d1 der Rotorwelle 107, der Abstand der Kontaktfläche 207 von der Drehachse des Planetenträgers 101 der Hälfte des Durchmessers d2 des Lagersitzes 109. Entsprechend ist der Durchmesser d3 des Planetenträgers 101 an der tiefsten Stelle der Ausnehmung 201 kleiner als der Außendurchmesser d1 der Rotorwelle 107 und der Außendurchmesser d2 des Lagersitzes 109. The distance of the curve in its minimum from the axis of rotation of the planet carrier 101 corresponds to half the diameter d3, that of the planet carrier 101 has at this point. The distance of the lateral surface of the rotor axis 107 from the axis of rotation of the planet carrier 101 corresponds to half of the outer diameter d1 of the rotor shaft 107 , the distance of the contact surface 207 from the axis of rotation of the planet carrier 101 half the diameter d2 of the bearing seat 109 , Accordingly, the diameter d3 of the planet carrier 101 at the lowest point of the recess 201 smaller than the outer diameter d1 of the rotor shaft 107 and the outer diameter d2 of the bearing seat 109 ,

Gemäß 1 wird das Lager 103 in axialer Richtung von einer Schulter des Planetenträgers 101 geschützt. An dieser Stelle befindet sich in 2 die Ausnehmung 201. Um das Lager 103 dennoch in axialer Richtung abzustützen, weist der Lagersitz 109 daher eine Schulter 209 auf. According to 1 becomes the camp 103 in the axial direction of a shoulder of the planet carrier 101 protected. At this point is located in 2 the recess 201 , To the camp 103 nevertheless support in the axial direction, has the bearing seat 109 therefore a shoulder 209 on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101 101: Planetenträger planet carrier
103 103: Lager camp
105 105: Bolzensitz bolt seat
107 107: Rotorwelle rotor shaft
109 109: Lagersitz bearing seat
201 201: Ausnehmung recess
203 203: Wange cheek
205 205: äußere Mantelfläche outer jacket surface
207 207: Kontaktfläche contact area
209 209: Schulter shoulder

Claims

Planet carrier ( 101 ) with at least one cheek ( 203 ); wherein at least one planetary gear rotatably in the planet carrier ( 101 ) can be stored; the planet carrier ( 101 ) rotatably in an inner ring of at least one bearing ( 103 ) can be fixed so that the planet carrier ( 101 ) in the warehouse ( 103 ) is rotatably mounted; where at least part of the cheek ( 203 ) between the warehouse ( 103 ) and the planetary gear is disposed; characterized in that an outer diameter (d3) of at least one radially aligned, between the bearing ( 103 ) and the part of the cheek ( 203 ) extending first cross section of the planet carrier ( 101 ) is less than a diameter (d2) of the inner ring.

Planet carrier ( 101 ) according to claim 1; characterized in that the outer diameter (d3) of the first cross section is smaller than an outer diameter (d1) of a radially oriented second cross section of the planet carrier ( 101 ); the bearing ( 103 ) is disposed between the first cross section and the second cross section.

Planet carrier ( 101 ) according to any one of the preceding claims; characterized in that the planet carrier ( 101 ) rotatably with a shaft ( 107 ) is connectable or connected; wherein the outer diameter (d3) of the first cross section is smaller than an outer diameter (d ₁ ) of the shaft ( 107 ).