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Title:
PLANETARY DRIVE AND PLANET PIN FOR A PLANETARY DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/109996
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a planetary gearbox (1) which comprises at least a planet carrier (2), a planet gear (3), a planet bearing (4) and a lubricating device (5), wherein the planet bearing (4) comprises a planet pin (6) and a bearing seat (7) of the planet gear (3) on the planet pin (6) and a first pin bearing (8) for supporting the planet pin (6) on the planet carrier (2), and wherein the steel material of the planet pin (6) in the hardened surface layer (HR) is harder than the steel material of the planet pin (6) adjoining the surface layer (HR). The hardened surface layer (HR) has, in the portion (TA), surface layer thicknesses (D, D1) measured from the surface radially toward the longitudinal axis. A surface layer thickness (D) in its course from the channel opening (11c) toward the second end (6d) is smaller in comparison with the surface layer thickness (D1) of the portion (TA), which surface layer thickness (D1) directly adjoins a channel opening (11c) of a lubricating channel (11).

Inventors:
SEUBERT MANUEL (DE)
KELLNER HANS-JOACHIM (DE)
HUBERTZ INGRID (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100739
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
October 06, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H57/04; F16H57/08
Foreign References:
JPH1019111A1998-01-23
US10428929B22019-10-01
JPH1019111A1998-01-23
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Claims:
Patentansprüche Planetengetriebe (1 ) wenigstens einen Planetenträger (2), ein Planetenrad (3), ein Planetenlager (4) und eine Schmiervorrichtung (5) aufweisend, wobei

- das Planetenlager (4) mindestens einen Planetenbolzen (6) und einen Lagersitz (7) des Planetenrades (3) auf dem Planetenbolzen (6) sowie ein erstes Bolzenlager (8) zur Lagerung des Planetenbolzens (6) am Planetenträger (2) aufweist,

- der Planetenbolzen (6) mit einem ersten Ende (6a) in dem ersten Bolzenlager (8) gelagert ist,

- die Schmiervorrichtung (5) wenigstens aus einer Schmiermittelzuführung (10) und einem sich in dem Planetenbolzen (6) von der Schmiermittelzuführung (10) zu dem Lagersitz (7) erstreckenden Schmierkanal (11 ) des Planetenbolzens (6) gebildet ist,

- eine erste Öffnung (10a) der Schmiermittelzuführung (10) einer Kanalöffnung (11c) des Schmierkanals (11 ) strömungstechnisch durchlässig gegenüberliegt,

- ein erster Kanalabschnitt (11 a) des Schmierkanals (11 ) ausgehend von der Kanalöffnung (11c) in radialer Richtung senkrecht auf eine axial ausgerichtete Längsachse (12) des Lagersitzes (7) zu verläuft,

- ein in den ersten Kanalabschnitt (11a) übergehender zweiter Kanalabschnitt (11 b) des Schmierkanals (11 ) zu der Längsachse (12) geneigt verläuft,

- ein Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in einem Teilabschnitt (TA) an einer außenzylindrischen Oberfläche (6c) des Planetenbolzens (6) mit einer gehärteten Randschicht (HR) versehen ist und wobei der Teilabschnitt (TA) sich zwischen dem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) zumindest über eine axiale Breite (B) des Lagersitzes (7) hin erstreckt,

- der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in der gehärteten Randschicht (HR) härter ist als der sich an die Randschicht (HR) anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6), dadurch gekennzeichnet, dass

- sich der Teilabschnitt (TA) an einer von der ersten Stirnseite (6b) abgewandten Seite der Kanalöffnung (11c) und des ersten Kanalabschnitts (11a) anschließt,

- die gehärtete Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA) von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Randschichtdicken (D, D1 ) aufweist, wobei die Randschichtdicke (D) in ihrem Verlauf von der Kanalöffnung (11c) aus zum zweiten Ende (6d) hin im Vergleich zur unmittelbar an die Kanalöffnung (11c) angrenzenden Randschichtdicke (D1 ) des Teilabschnitts (TA) geringer ist. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Randschichtdicke (D) zumindest im Bereich einer Wälzlaufbahn (6g) über die Breite (B) der Wälzlaufbahn (6g) für ein Wälzlager zur Lagerung des Planetenrades (3) auf dem Planetenbolzen (6) konstant ist. Planetengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt (11 b) die Längsachse (12) kreuzt und an dem Teilabschnitt (TA) in den Lagersitz (7) mündet. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bord (6e) an einer ersten Stirnseite (6b) des Planetenbolzens (6) ausgebildet ist, wobei der Bord (6e) aus dem Stahlwerkstoff gebildet ist, seitens des Bolzenlagers (8) an der ersten Stirnseite (6b) randseitig ausgebildet ist sowie axial über die erste Stirnseite (6b) hinaus steht, und dass der Bord (6e) in einer Formschlussverbindung (9) mit dem Planetenträger (2) steht. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an einer von der ersten Stirnseite (6) abgewandten zweiten Stirnseite (6f) des Planetenbolzens (6) eine Markierung (17) ausgebildet ist, und wobei die Markierung (17) außerzentrisch zur Rotationsachse (12) des Planetenrades (3) in einer durch die Öffnung (10a) der Schmiermittelzuführung (10) und - 16 - zugleich axial mit der Längsachse (12) gleichgerichtet verlaufenden Längsebene liegt. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführung (10) in dem Planetenträger (2) ausgebildet ist. Planetenbolzen (6) mit einer zwischen einem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) ausgebildeten außenzylindrischen Oberfläche (6c) sowie mit einem Schmierkanal (11 ), wobei der Schmierkanal (11 ) mit einer Kanalöffnung (11 c) versehen ist, und wobei ein erster Kanalabschnitt (11 a) des Schmierkanals (11 ) ausgehend von der Kanalöffnung (11 c) in radialer Richtung senkrecht auf die axial ausgerichtete Längsachse (12) des Planetenbolzens (6) zu verläuft, sowie von dem ersten Kanalabschnitt (11 a) ausgehend ein zweiter Kanalabschnitt (11 b) des Schmierkanals (11 ) zu der Längsachse (12) geneigt verläuft, und wobei ein Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6) in einem sich zwischen dem ersten Ende (6a) und einem zweiten Ende (6d) des Planetenbolzens (6) axial erstreckenden Teilabschnitt (TA) der außenzylindrischen Oberfläche (6c) des Planetenbolzens (6) mit einer gehärteten Randschicht (HR) versehen ist, wobei der Stahlwerkstoff in der gehärteten Randschicht (HR) härter ist als der sich an die Randschicht (HR) anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalöffnung (11 c) und/oder der erste Kanalabschnitt (11 a) an einer axial in Richtung des ersten Endes (6a) gerichteten Innenseite (11 e) des Schmierkanals (11 ) von der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA) begrenzt ist. Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungsquerschnitt (Q1 ) der Kanalöffnung (11 c) größer ist als ein Durchlassquerschnitt (Q2) des zweiten Kanalabschnitts (11 b). Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff zwischen der ersten Stirnseite (6b) und der ersten - 17 -

Kanalöffnung (11 ) eine geringere Härte aufweist als die Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA). Planetenbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gehärtete Randschicht (HR) in dem Teilabschnitt (TA) eine von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Randschichtdicken (D, D1 ) aufweist, wobei die Randschichtdicke (D) in ihrem von der Kanalöffnung (11 c) aus zum zweiten Ende (6d) hin erstreckenden Verlauf in allen anderen Bereichen des Teilabschnitt (TA) im Vergleich zur Randschichtdicke (D1 ) an der Kanalöffnung (11 c) geringer ist. Planetenbolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschichtdicke (D1 ) der Randschicht (HR) an der Innenseite (11 e) der Kanalöffnung (11 c) mindestens zweimal so dick ist wie die Randschichtdicke (D) an beliebigen Stellen im weiteren Verlauf der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA). Planetenbolzen (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Randschicht (HR) an die Kanalöffnung (11c) und an den ersten Kanalabschnitt (11 a), und dabei unmittelbar an der Kanalöffnung (11 c) beginnend, sich in Richtung des zweiten Endes (6d) erstreckt. Planetenbolzen nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6a) an einer ersten Stirnseite (6b) des Planetenbolzens (6) einen aus dem Stahlwerkstoff gebildeten sowie an der Stirnseite (6b) wulstartig axial hinausstehenden Bord (6e) aufweist, wobei die Kanalöffnung (11 c) und der erste Kanalabschnitt (11 a) in Richtung der Stirnseite (6b) zumindest teilweise durch den Bord (6e) begrenzt sind.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Planetentrieb und Planetenbolzen für einen Planetentrieb

Hintergrund der Erfindung

Aus der JP H 10 191 11 A geht ein Planetengetriebe der Gattung hervor. Das Planetengetriebe weist eine Schmiervorrichtung mit einer Schmiermittelzuführung und einem in dem Planetenbolzen von der Schmiermittelzuführung zu dem Lagersitz schräg verlaufenden Schmierkanal auf.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetentrieb und einen Planetenbolzen zu schaffen, der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Es sind ein Planetengetriebe und Planetenbolzen für das Planentengetriebe vorgesehen.

Das Planetengetriebe ist aus wenigstens einem Planetenträger, einem Planetenrad, einem Planetenlager und einer Schmiervorrichtung gebildet.

Das Planetenlager weist mindestens einen Planetenbolzen und einen Lagersitz für ein Planetenlager des Planetenrades auf dem Planetenbolzen sowie ein erstes Bolzenlager zur Lagerung des Planetenbolzens am Planetenträger auf.

Der Planetenbolzen ist mit einem ersten Ende in dem ersten Bolzenlager gelagert. Die Schmiervorrichtung ist wenigstens aus einer Schmiermittelzuführung und aus einem sich in dem Planetenbolzen von der Schmiermittelzuführung aus zu dem Lagersitz hin erstreckenden Schmierkanal des Planetenbolzens gebildet.

Eine erste Öffnung der Schmiermittelzuführung liegt einer Kanalöffnung am Einlass des Schmierkanals in den Planetenbolzen strömungstechnisch durchlässig gegenüber.

Ein erster Kanalabschnitt des Schmierkanals verläuft ausgehend von der Kanalöffnung in radialer Richtung senkrecht auf eine axial ausgerichtete Längsachse des Lagersitzes zu. Im weiteren Verlauf knickt der Schmierkanal dann so ab, dass ein zweiter Kanalabschnitt des Schmierkanals zu der Längsachse hin um einem spitzen Winkel geneigt verläuft. Der zweite Kanalabschnitt kreuzt vorzugsweise die Längsachse und mündet an dem Teilabschnitt in den Lagersitz.

Das Material des Planetenbolzens ist ein Stahlwerkstoff. Der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens ist in einem Teilabschnitt randschichtgehärtet. Der Teilabschnitt ist an einer außenzylindrischen Oberfläche des Planetenbolzens ausgebildet und erstreckt sich zwischen dem ersten Ende des Planetenbolzens und einem axial zu diesem beabstandeten zweiten Ende des Planetenbolzens und ist also mit einer gehärteten Randschicht versehen. In dieser Randschicht ist der der Werkstoff des Planetenbolzens härter als in sich in beliebige Richtungen an die Randschicht anschließenden weiteren Teilabschnitten des Planetenbolzens.

Die Erfindung sieht vor, dass die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt an einem von der Stirnseite axial abgewandten zweiten Seite von der gehärteten Randschicht des Teilabschnitt begrenzt ist. Dabei weist die gehärtete Randschicht in dem randschichtgehärteten Teilabschnitt eine von der Oberfläche aus radial in Richtung der Längsachse gemessene Dicke der Randschicht auf, der in der Regel ein weicher Kem des Planetenbolzens folgt. Mit weichem Kem ist ein weniger oder gar nicht gehärteter Stahlwerkstoff des Planetenbolzens gemeint. Die Dicke der Randschicht ist zumindest an dem Lagersitz aus im Vergleich zur Randschichtdicke an der Kanalöffnung geringer. Die Dicke ist in dem Teilabschnitt an der Kanalöffnung vergleichsweise zu den übrigen Stellen des Teilabschnitts am dicksten. Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Ende an einer ersten Stirnseite des Planetenbolzens einen Bord aufweist. Der Bord ist aus einem Material des Planetenbolzens gebildet und dabei seitens des Bolzenlagers an der Stirnseite randseitig ausgebildet sowie steht axial über die Stirnseite und gegebenenfalls auch über den Planetenträger axial hinaus. Der Bord steht in einer Formschlussverbindung mit dem Planetenträger.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer zweiten Stirnseite des Planetenbolzens, welche seitens eines in dem Planetenträger ausgebildeten zweiten Bolzenlagers angeordneten eine Markierung ausgebildet ist. Die Markierung ist außerzentrisch zur Rotationsachse des Planetenrades ausgebildet und liegt dem Schmierkanal axial gegenüber. Die Markierung liegt dabei in einer mit der Längsachse verlaufenden sowie einer die Öffnung schneidende gedachten axial verlaufenden Längsebene, in welcher auch die Längsachse axial ausgerichtet verläuft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schmiermittelzuführung in dem Planetenträger ausgebildet ist.

Die Erfindung sieht auch einen Planetenbolzen vor, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eine außenzylindrische Oberfläche aufweist, sowie mit einem Schmierkanal versehen ist. Der Schmierkanal weist eine Kanalöffnung auf. Ein erster Kanalabschnitt des Schmierkanals verläuft von der Kanalöffnung aus in radialer Richtung senkrecht auf die axial ausgerichtete Längsachse des Planetenbolzens zu. Der Schmierkanal knickt im weiteren Verlauf so ab, dass sich an den ersten Kanalabschnitt ein zweiter Kanalabschnitts anschließt, welcher zu der Längsachse mit einem spitzen Winkel geneigt verläuft. Der Planetenbolzen ist aus einem Stahlwerkstoff gebildet. Der Stahlwerkstoff des Planetenbolzens ist in einem Teilabschnitt einer außenzylindrischen Oberfläche des Planetenbolzens mit einer gehärteten Randschicht versehen. Der Teilabschnitt erstreckt sich axial zwischen dem ersten Ende und einem zweiten Ende des Planetenbolzens. An der außenzylindrischen Oberfläche ist zumindest in dem Teilabschnitt vorzugsweise eine Wälzlaufbahn für Wälzkörper einer Planetenlagerung ausgebildet, für welche durch die gehärtete Randschicht die notwendige Wälzlaufbahnhärte bereitgestellt ist. Der Werkstoff des Planetenbolzens ist in der gehärteten Randschicht härter als der sich an die Randschicht anschließende Stahlwerkstoff des Planetenbolzens in weiteren Teilabschnitten des Planetenbolzens oder als im Kern des Planetenbolzens.

Erfindungsgemäß sind die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt an einer Innenseite des Schmierkanals von der gehärteten Randschicht des Teilabschnitts begrenzt. Die Innenseite begrenzt den Teilabschnitt seitens des ersten Endes.

Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Öffnungsquerschnitt der Kanalöffnung größer ist als ein Durchlassquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stahlwerkstoff zwischen der ersten Stirnseite und der ersten Kanalöffnung eine geringere Härte aufweist als in dem Teilabschnitt. Vor diesem sich dem Kanal bzw. der Kanalöffnung zum ersten Ende hin anschließenden Abschnitt endet die Wälzlaufbahn, welche sich demzufolge axial maximal bis zum dem ersten Ende am nächsten liegenden Rand der Kanalöffnung erstreckt.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die gehärtete Randschicht in dem Teilabschnitt eine von der Oberfläche aus radial zum Kern des Planetenbolzens vordringende Schichtdicke aufweist, welche in ihrem von der Kanalöffnung ausgehenden und mit der Längsachse axial gleichgerichteten Verlauf zum zweiten Ende hin abnimmt.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Randschichtdicke der Randschicht an der Innenseite, also an einer an die Randschicht angrenzenden Seite der innenzylindrisch oder innenkonisch ausgeführten Kanalöffnung, mindestens zweimal so dick wie die Randschichtdicke an jeder einzelnen anderen Stelle ist. Dies gilt für den sich axial an die Innenseite axial in Richtung des zweiten Ende des Planetenbolzen anschließenden unmittelbar auf die Kanalöffnung folgenden Abschnitt der gehärteten Randschicht.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Randschicht an die Kanalöffnung und an den ersten Kanalabschnitt anschließt und dass die sich in Richtung des zweiten Endes erstreckende Randschicht in Richtung des ersten Endes an der Kanalöffnung und an dem ersten Kanalabschnitt endet. Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Ende an der ersten Stirnseite des Planetenbolzens einen aus dem Stahlwerkstoff gebildeten an der Stirnseite randseitig ausgebildeten sowie an der Stirnseite wulstartig axial hinausstehenden Bord aufweist, wobei die Kanalöffnung und der erste Kanalabschnitt in Richtung der Stirnseite zumindest teilweise durch den Bord begrenzt sind.

Einige o.g. Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend wie folgt kommentiert.

Ein erster Kanalabschnitt des Kanals ist ausgehend von der Kanalöffnung an der Oberfläche des Planetenbolzens senkrecht zur axial ausgerichteten Längsachse des Planetenbolzens ausgerichtet und verläuft radial in Richtung der Längsachse, bis er in den zweiten Kanalabschnitt übergeht. Der erste Kanalabschnitt ist vorzugsweise eine Bohrung, welche senkrecht auf die Längsachse des Planetenbolzens gerichtet ist. Der Durchmesser des ersten Kanalabschnitts, welcher auch eine Fräsung sein kann, ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der Bohrung für den zweiten Kanalabschnitt des Schmierkanals. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich der Bohrer zur Herstellung des zweiten Kanalabschnitts besser ansetzen lässt.

Darüber hinaus wird die Oberfläche des Planetenbolzens durch die dabei entstehende Fläche vergrößert, insbesondere dann, wenn wie mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, ein Öffnungsquerschnitt der Kanalöffnung an der Oberfläche größer ist als ein Durchlassquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts im Inneren des Planetenbolzens. Durch die Vergrößerung der Oberfläche mittels einer großzügigen senkrechten Bohrung und die Vermeidung von scharfen Kanten durch schräg verlaufende Bohrungen verteilt sich beim Härten, vorzugsweise beim Induktionshärten, örtlich in dem Teilabschnitt die Wärme besser im Material und es entstehen keine örtlichen Überhitzungen des Werkstoffs.

Die spitz zulaufenden Kanten mit geringer Wandstärke welche an der Öffnung schräg gebohrter Schmierkanäle vorbekannter Planetenbolzen entstehen, werden vermieden. Damit wird auch vermieden, dass das Materialgefüge beim Härten in den vergleichsweise zu den massiv ausgebildeten Bereichen des Planetenbolzens dünnwandigen Zonen überhitzt wird. Es wird dadurch wiederum vermieden, dass das Material an den Kanten brüchig wird und sich Kerben und Risse bilden, welche die Lebensdauer der Planetenbolzen verkürzen können.

Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Ende, vorzugsweise aber beide Enden, des Planetenbolzens mit einem umlaufenden Bord versehen sind, welcher entweder durch spanabhebende Verfahren aus einem Rundmaterial oder durch plastische Verformung ausgebildet wird. Ein derartiger Bord erleichtert die Sicherung des Planetenbolzens im Planetenträger, beispielsweise in einer Trägerwange, weil sich z.B. Material aus dem Bord oder der Bord für eine Formschlussverbindung mit dem Planetenträger einfacher umformen lässt als aus einer plan ausgeführten Stirnseite des Planetenbolzens. Der Bord weist also im Vergleich zu dem ansonsten massiven Gebilde des Planetenbolzens einen wesentlich geringeren Querschnitt auf. Aus dem Bord lässt sich deshalb zur Herstellung einer Verdrehsicherung oder Axialsicherung, die durch Bördeln oder Walzen des Bordes oder abschnittsweises Verformen (z.B. durch lokale Verstemmungen) entsteht, leichter Material verdrängen.

In der Schmiervorrichtung müssen der Schmierkanal und der Kanal der Schmiermittelzuführung exakt zueinander ausgerichtet sein, damit das Schmiermittel die Kanäle ungehindert passieren kann. Als Hilfe zur Orientierung der Öffnung des Schmierkanals und zur Ausrichtung der Schmiermittelzuführung beim Einsetzen des jeweiligen Planetenbolzens ist außerzentrisch zur Längsachse eine Markierung als axiale Vertiefung oder axiale Erhebung ausgebildet, welche dem Schmierkanal axial gegenüberliegt.

Der Planetenbolzen ist partiell randschichtgehärtet. Es wird also nur ein Teilabschnitt des Planetenbolzens mit einer Randschicht versehen. Diese Randschicht ist zumindest im Bereich der an dem Planetenbolzen ausgebildeten Wälzlaufbahn zumindest an dem Lagersitz konstant ist und bleibt über die Breite des Lagersitzes konstant. Im anderen Bereich bleibt der Stahl des Bolzens ungehärtet oder ist mit Zonen geringerer Härte versehen. Durch eine derartige Maßnahme wird zum einen die erforderliche Härte der Wälzlaufbahn abgesichert und zum anderen z.B. das vorstehend beschriebene plastische Verformen zur Sicherung des Planetenbolzens möglich bzw. erleichtert, weil beispielsweise der Bord weich bleibt. Darüber hinaus werden Kosten gespart. Gehärtet wird die Randschicht in einem Umfangsabschnitt, um damit die Wälzlaufbahn für die Lagerung des jeweiligen Planetenrades mit der notwendigen Härte zu versehen. Außerdem wird damit über den oben beschriebenen Sachverhalt hinaus ggf. an anderen Stellen das Risiko des Auftretens von den zuvor genannten Gefügeüberhitzungen vermieden, wenn ein Wärmeeintrag an dieser Stelle vermieden wird.

Generell gilt: Axial ist unabhängig von der Lage der Achsen im Raum mit der Zentralachse des Planetengetriebes und den Längsachsen der Planetenbolzen parallel gleichgerichtet. Der jeweilige Planetenbolzen ist rotationssymmetrisch und zumindest am Lagersitz des Planetenrades auf dem Planetenbolzen außenzylindrisch. Dementsprechend ist die Längsachse des Planetenbolzens zugleich die Rotationsachse des Planetenrads. Radial ist dementsprechend quer zur Axialrichtung ausgerichtet. Radialebenen sind senkrecht von den vorgenannten Achsen durchstoßen.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Planetengetriebe 1 , welches einen Planetenträger 2, eine Schmiervorrichtung 5, Planetenräder 3 und für jedes der Planetenräder 3 jeweils ein Planetenlager 4 aufweist.

Figur 2 zeigt ein Detail des mit Figur 1 dargestellten Planetengetriebes 1 nicht maßstäblich in einer vergrößerten Ansicht.

Figur 3 zeigt einen Planetenbolzen 6, wie er mit den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, in einem Längsschnitt entlang seiner Längsachse 12 und nicht maßstäblich abgebildet.

Figur 3a zeigt ein Detail des Planetenbolzens 6 mit Sicht in Richtung des Pfeiles auf die Kanalöffnung 11c.

Figur 3b zeigt den Querschnitt des zweiten Kanalabschnitts 11 b im Schnitt entlang der Linie X-X aus Figur 3. Figuren 1 und 2 - Das jeweilige Planetenlager 4 ist aus einem Planetenbolzen 6 und aus einem Lagersitz 7 gebildet. Der Lagersitz 7 ist durch die außenzylindrische Oberfläche 6c des Planetenbolzens 6, ein Nadellager 15 und eine innenzylindrische erste Wälzlaufbahn 3a an der Innenfläche des jeweiligen Planetenrades 3 gebildet. An dem Planetenbolzen 6 ist eine außenzylindrische zweite Wälzlaufbahn 6g für die Nadeln des Nadellagers 15 des Planetenrades 3 ausgebildet.

Das jeweilige Planetenlager 4 weist weiterhin ein erstes Bolzenlager 8 zur Lagerung des Planetenbolzens 6 an einer ersten Trägerwange 13 des Planetenträgers 2 und ein zweites Bolzenlager 16 zur Lagerung des Planetenbolzens 6 an einer zweiten Trägerwange 14 des Planetenträgers 2 auf.

Die Schmiervorrichtung 5 ist aus einer Schmiermittelzuführung 10 pro Planetenrad 3 und einem Schmierkanal 11 pro Planetenrad 3 gebildet.

Figur 2 - An dem jeweiligen Bolzenlager 8 bzw. 16 sitzt ein Ende 6a bzw. 6d des Planetenbolzens 6 in einem Loch 13a bzw. 14a einer der Trägerwangen 13 bzw. 14. Das jeweilige Loch 13a, 14a ist eine innenzylindrische Bohrung.

Figuren 2 und 3 - Das erste Ende 6a des Planetenbolzens 6 weist an einer ersten Stirnseite 6b des Planetenbolzens 6 einen aus einem Material des Planetenbolzens 6 gebildeten und randseitig der Stirnseite 6b sowie axial über die Stirnseite 6b hinausstehenden Bord 6e auf. Der Bord 6e umrandet radial umfangsseitig eine Mulde, wobei an der Stirnseite 6b in deren Zentrum eine axiale Zentrierbohrung 20 ausgebildet ist.

Figur 2 - Der Bord 6e sitzt form-kraftschlüssig mit einer Presspassung oder formschlüssig mit einer Übergangspassung in dem Loch 13a und ist mit Formschlusssicherungen 22 gegen Verdrehen um die Längsachse 11 und gegen axiales Verschieben aus dem Bolzenlager 8 gesichert. Die Formschlusssicherung 22 ist durch plastisch aus dem Bord 6e verdrängtes Material gebildet, welches in Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 23 am Rand des jeweiligen Lochs 13a verdrängt ist.

Figuren 2 und 3 - Das zweite Ende 6d mit der zweiten Stirnseite 6f ist hinsichtlich seiner Gestaltung mit dem ersten Ende 6a vergleichbar, wobei jedoch die Stirnseite 6f zusätzlich eine Markierung 17 in Form eines gebohrten Sackloches aufweist. Die gedachte Verlängerung (Strich-Punkt-Linie) der Symmetrielinie 21 dieser Bohrung schneidet die Mittelachse 19 des zweiten Kanalabschnitts 11 b, d.h. , das Zentrum der Markierung 17 liegt dem Schmierkanal 11 exakt axial gegenüber.

Figur 2 -Bei der Montage des Planetenbolzens 6 wird die Markierung 17 exakt zu einer weiteren in den Darstellungen aber nicht sichtbaren Markierung an der Trägerwange 14 ausgerichtet, so dass die Öffnung 10a der Schmiermittelzuführung 10 und die Kanalöffnung 11c exakt für Strömungsmittel durchlässig zueinander ausgerichtet sind. Die Schmiermittelzuführung 10 ist ein Kanal. Dieser Kanal erstreckt sich radial, d.h. quer zur Zentralachse 18 des Planetengetriebes 1 (vgl. Figur 1 ) bzw. zur Längsachse 12, in der Wandung der Trägerwange 13 und durch die erste Trägerwange 13 bis hin zur Kanalöffnung 11c des ersten Kanalabschnitts 11a so erstreckt, dass eine diese Öffnung 10a der Schmiermittelzuführung 10 der Kanalöffnung 11c strömungstechnisch gegenüberliegt.

Figuren 2 und 3 - Der zweite Kanalabschnitt 11 b des Schmierkanals 11 geht in einen dritten Kanalabschnitt 11 d über, welcher den gleichen Querschnitt wie der zweite Kanalabschnitt 11 b aufweist aber als Bohrung radial, d.h. quer zur Längsachse 12 ausgerichtet ist und in die außenzylindrische Wälzlaufbahn 6g des Nadellagers 15 mündet. Der zweite Kanalabschnitt 11 b kreuzt die Längsachse 12. In diesem Fall kreuzt die Mittelachse 19 des zweiten Kanalabschnitts 11 b die Längsachse 12 des Planetenbolzens 6.

Figur 3a -Die erste Kanalöffnung 11c und damit der Öffnungsquerschnitt Q1 sind an der Oberfläche des Planetenbolzens 6 von einer Konturlinie K umrandet, welche anteilig einerseits durch einen Teilkreis T der radialen Bohrung und andererseits durch einen Abschnitt E einer Ellipse beschrieben ist. Die radiale Bohrung wird ausgeführt, um den ersten Kanalabschnitt 11a zu erzeugen. Die Ellipse E entsteht in der Ansicht durch den schrägen Verlauf des eigentlich zylindrischen Schmierkanals 11.

Figur 3b - Der Öffnungsquerschnitt Q2 ist durch einen Kreis beschrieben, der die schräge Bohrung zur Herstellung des Schmierkanals 11 an dem zweiten Kanalabschnitt 11 b umrandet. Der Öffnungsquerschnitt bzw. Durchlassquerschnitt Q1 der Öffnung 11 c ist, als von den Linien T und E umrandete Fläche betrachtet, größer als ein kreisflächenförmig ausgebildeter Durchlassquerschnitt Q2 des zweiten Kanalabschnitts 11 b.

Figur 3 - Das Material des Planetenbolzens ist ein Stahlwerkstoff. Der Stahlwerkstoff ist in einem axial zwischen den Radialebenen E1 und E2 verlaufenden und mit den Dicken D1 und D in die Tiefe gehenden zylindrischen Teilabschnitt TA der außenzylindrischen Oberfläche 6c des Planetenbolzens 6 mit einer gehärteten Randschicht HR versehen, in welcher der Werkstoff des Planetenbolzens 6 härter ist als der sich an die Randschicht HR anschließende Stahlwerkstoff der an die Randschicht anschließenden Bereiche des Planetenbolzens 6. Diese Randschicht HR weist eine Dicke D auf, welche von der Oberfläche des Planetenbolzens 6 aus senkrecht, d.h. in radiale Richtung zur Längsachse 12 des Planetenbolzens 6 hin, gemessen wird. Die Radialebenen E1 und E2 verlaufen in der Darstellung Figur 3 senkrecht in die Bildebene hinein und sind senkrecht von der in dieser Darstellung in der Bildebene axial verlaufenden Längsachse 12 des Planetenbolzens 6 durchstochen.

Die Kanalöffnung 11 c und der erste Kanalabschnitt 11 a sind in Richtung der Stirnseite 6b hin zumindest teilweise durch die in dem ersten Kanalabschnitt 11 a ausgebildete Rückseite 6h des Bordes 6e begrenzt. Zur anderen Seite hin, also in Richtung der zweiten Stirnseite 6f, sind die Kanalöffnung 11 c und der erste Kanalabschnitt 11 a zumindest teilweise durch eine Zone der Randschicht HR begrenzt. Der erste Kanalabschnitt 11a ist innen durch eine teils innenzylindrisch teils innenkonisch ausgebildete Oberfläche begrenzt. An dieser Oberfläche ist eine Innenseite 11 e ausgebildet, welche von der gehärteten Randschicht HR betroffen ist und an welche sich die gehärtete Randschicht HR anschließt. Diese Innenseite 11e ist axial über den ersten Kanalabschnitt 11 a hinweg auf die Rückseite der ersten Stirnseite 6b gerichtet. Außerdem endet die Randschicht HR an der Kanalöffnung 11 c an der Innenseite 11 e, so dass das Material des Planetenbolzens 6 in dem Bereich zwischen dem Kanalabschnitt 11a und der Stirnseite 6b, also auch des Bordes 6e insgesamt nicht gehärtet ist. Die Randschicht HR weist an der Innenseite und in deren Nachbarschaft eine Dicke D1 auf, die an der Innenseite (11 e) der Kanalöffnung (11 c) mindestens zweimal so dick ist wie die Randschichtdicke (D) an beliebigen Stellen im weiteren Verlauf der gehärteten Randschicht (HR) des Teilabschnitts (TA). Die Randschicht HR weist in ihrem Verlauf eine Zone der axialen Breite B mit einer konstanten Randschichtdicke D auf, an welcher außen eine außenzylindrische Wälzlaufbahn 6g ausgebildet ist.

Bezugszeichen

1 Planetengetriebe

2 Planetenträger

3 Planetenrad

3a erste Wälzlaufbahn

4 Planetenlager

5 Schmiervorrichtung

6 Planetenbolzen

6a erstes Ende des Planetenbolzens

6b erste Stirnseite

6c Oberfläche

6d zweites Ende des Planetenbolzens

6e Bord

6f zweite Stirnseite

6g außenzylindrische zweite Wälzlaufbahn

6h Rückseite des Bordes

7 Lagersitz

8 erstes Bolzenlager

9 Formschlussverbindung

10 Schmiermittelzuführung

10a Öffnung der Schmiermittelzuführung

11 Schmierkanal

11 a erster Kanalabschnitt

11 b zweiter Kanalabschnitt

11 c Kanalöffnung

11 d dritter Kanalabschnitt

11 e Innenseite der Kanalöffnung

12 Längsachse des Planetenbolzens/Rotationsachse des Planetenrades

13 erste Trägerwange

13a Loch 14 zweite Trägerwange

15 Nadellager

16 zweites Bolzenlager

16a Loch 17 Markierung

18 Zentralachse des Planetengetriebes

19 Mittelachse des zweiten Kanalabschnitts

20 Zentrierbohrung

21 Symmetrielinie 22 Formschlusssicherung

23 Ausnehmung bzw. Vertiefung

E1 , E2 Radialebene

TA Teilabschnitt

HR gehärtete Randschicht D Dicke der Randschicht

D1 Dicke der Randschicht