DE4009968C2 - Planetenradträgeranordnung für Planetengetriebesystem - Google Patents

Abstract

Es wird eine Planetenradträgeranordnung für ein Planetengetriebesystem angegeben, das einen Planetenradträger aufweist, der erste und zweite, radial verlaufende Abschnitte hat, das ferner Planetenräder hat, die jeweils drehbar an einer Ritzelantriebswelle über ein Lager gelagert sind, wobei eine erste Schubaufnahmescheibe zwischen einem axialen Ende jedes Planetenrades und dem ersten Abschnitt und eine zweite Schubaufnahmescheibe zwischen dem anderen axialen Ende des jeweiligen Planetenrads und dem zweiten Abschnitt angeordnet ist. Die ersten und zweiten Schubaufnahmescheiben haben eine Oberflächenhärte, die so ausreichend groß ist, daß eine verbesserte Lebensdauer und Betriebszuverlässigkeit sichergestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Planetenradträgeranordnung für ein Pla­ netengetriebesystem, das zum Einsatz in einem automatischen Getriebe kommt, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Planetengetriebeträgeranordnung, bei der Schubaufnahmescheiben zwischen den axialen Enden jedes Planetenrades ange­ ordnet sind, und ein Planetenradträger, welcher die Planetenräder drehbar lagert, eine Oberflächenhärte hat, die so ausreichend groß ist, daß eine verbesserte Lebensdauer und Betriebszuverlässigkeit sichergestellt werden.

Eine Planetenradträgeranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der DE-C-36 22 671 bekannt. Eine Planetenradträgeranordnung für ein Planeten­ getriebesystem, das bestimmungsgemäß in einem Automatikgetriebe eingesetzt wird, ist beispielsweise auch aus der ungeprüften Erstveröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters No. 6240346 bekannt.

Bei dieser bekannten Auslegungsform umfaßt die Trägeranordnung einen Planetenrad­ träger, der eine Drehachse hat, Planetenräder, die jeweils drehbar an einem Planeten­ radbolzen gelagert sind, der fest mit dem Planetenradträger verbunden ist, ein Nadel­ wälzlager, das zwischen dem Planetenradbolzen und dem Planetenrad zum drehbaren Lagern des Planetenrads angeordnet ist, und Schubaufnahmescheiben. Insbesondere hat der Planetenradträger erste und zweite Abschnitte, die in radialer Richtung bezüglich der Drehachse verlaufen und axial im Abstand um eine vorbestimmte Größe voneinan­ der zur Aufnahme der Planetenräder dazwischen angeordnet sind. Die ersten und zwei­ ten Abschnitte sind fest miteinander über die Planetenradbolzen verbunden, die jeweils fest mit den ersten und zweiten Abschnitten verbunden sind. Das Planetenrad ist dreh­ beweglich an jedem Planetenradbolzen durch die Nadelwälzlager gelagert. Ferner ist ein Paar von Schubaufnahmescheiben in Gleitkontakt miteinander zwischen einer axialen Endfläche jedes Planetenrads und dem ersten Abschnitt angeordnet, und es ist ein wei­ teres Paar von Schubaufnahmescheiben in Gleitkontakt miteinander zwischen der ande­ ren axialen Endfläche jedes Planetenrads und dem zweiten Abschnitt angeordnet, um hierauf von dem Planetenrad und dem Nadelwälzlager einwirkende Axialbelastungen aufzunehmen. Unter Verwendung der beiden Schubaufnahmescheiben, die in Gleitkon­ takt miteinander angeordnet sind, läßt sich die relative Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Schubaufnahmescheiben reduzieren, wenn sich die Planetenräder drehen, wodurch sich die Lebensdauer der Schubaufnahmescheiben verbessern läßt.

Bei dieser Planetenradträgeranordnung jedoch ergibt sich eine Schwierigkeit, die darin zu sehen ist, daß die Lebensdauer der Schubaufnahmescheiben nicht ausreichend ist, wenn eine große Belastung einwirkt, d. h. wenn die Planetenräder mit einer hohen Dreh­ zahl und unter einem hohen Drehmoment drehen. Insbesondere ist bei der bekannten Auslegungsform jede Schubaufnahmescheibe aus einem kohlenstoffreichen Werkzeug­ stahl hergestellt, welcher geringfügig nitriergehärtet ist, so daß er eine Oberflächenhärte von etwa HV (Vickers Härte) von 400 hat. Somit sind die Schubaufnahmescheiben, ins­ besondere jene, die den axialen Endflächen des jeweiligen Planetenrads zugewandt sind, einem Verschleiß ausgesetzt, wenn eine große Belastung infolge des Kontakts mit den axialen Enden des Nadelwälzlagers und infolge einer ungleichmäßig auf die Schub­ aufnahmescheiben einwirkenden Belastung einwirkt, welche ihre Ursache darin hat, daß das jeweils angebrachte Planetenrad geneigt ist.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Planetenradträgeranordnung für ein Planeten­ getriebesystem bereitzustellen, mittels welcher die vorstehend genannten Schwierigkei­ ten bei der üblichen Ausführungsform sich überwinden lassen. Der vorliegenden Erfin­ dung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Planetenradträgeranordnung für ein Planetengetriebesystem der eingangs genannten Art bereit zu stellen, welche verbes­ serte Verschleißeigenschaften und eine verbesserte Lebensdauer und Betriebszuverläs­ sigkeit hat.

Zur Lösung der obigen Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Planetenrad­ trägeranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 der Zeichnung ist eine Längsschnittansicht zur Verdeutlichung einer Planetenradträgeranordnung für ein Planetengetriebesystem, das zum Einbau in einem automatischen Getriebe bestimmt ist und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ausgelegt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Planetenradträgeranordnung für ein Planetenge­ triebesystem, das für ein Automatikgetriebe bestimmt ist und nach der Erfindung ausge­ legt ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Planetenradträgeranordnung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 verse­ hen, und umfaßt einen Planetenradträger, der ebenfalls insgesamt mit der Bezugsziffer 12 versehen ist. Der Planetenradträger 12 hat eine Drehachse Rx und umfaßt einen ersten Abschnitt 12a, der radial bezüglich der Drehachse Rx verläuft, und einen zweiten Abschnitt 12b, der radial und in einem vorbestimmten Abstand zum ersten Abschnitt 12a in axialer Richtung gesehen zur Aufnahme der Planetenräder 14 dazwischen verläuft. Die ersten und zweiten Abschnitte des Planetenradträgers 12 sind fest miteinander über die Planetenradbolzen 16 verbunden, die jeweils mit den ersten und zweiten Abschnitten 12a, 12b verbunden sind. Jedes Planetenrad 14 ist auf den zugeordneten Planetenradbolzen 16 über ein Nadelwälzlager 18 drehbar gelagert. Ein Paar von Schubauf­ nahmescheiben 20 und 21 ist axial in Gleitkontakt miteinander zwischen einer axialen Endfläche des Planetenrads 14 und dem ersten Abschnitt 12a angeordnet, und ein wei­ teres Paar von Schubaufnahmescheiben 22 und 23 ist ebenfalls axial in Gleitkontakt mit­ einander zwischen der anderen axialen Endfläche des Planetenrads 14 und dem zweiten Abschnitt 12b zur Aufnahme hierauf einwirkender axialer Belastungen angeordnet. Die Schubaufnahmescheiben 20 und 22 sind gleich ausgelegt und sind jeweils der zugeord­ neten axialen Endfläche des Planetenrades 14 zugewandt vorgesehen, und jede ist so hergestellt, daß ein Bortauchverfahren auf einem kohlenstoffreichen Werkzeugstahl an­ gewandt wird, um eine Oberflächenhärte von HV 700 bis 1500 zu erhalten und die Kern­ härte der beiden Schubaufnahmescheiben liegt zwischen HV 200 bis 350. Die Oberflä­ chenhärte von weniger als HV 700 tritt über einer maximalen Dicke von 60 µm von den O­ berflächen der Schubaufnahmescheiben 20 und 22 aus gesehen auf. Andererseits sind die Schubaufnahmescheiben 21 und 23 als gleiche Teile ausgelegt und sind den jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Abschnitten 12a oder 12b zugewandt, und sie sind aus einem Kupferlegierungsmaterial hergestellt. Die Schubaufnahmescheibe 21 hat eine Klaue 21a an ihrem Außenumfang, welche in eine Ausnehmung 12c paßt, die in einen zugeordneten Abschnitt des ersten Abschnittes 12a paßt, und welche eine Drehung der Schubaufnahmescheibe 21 verhindert. In ähnlicher Weise hat die Schubaufnahmeschei­ be 23 eine Klaue 23a an ihrem Außenumfang, der in eine Ausnehmung 12d paßt, die an einem entsprechenden Abschnitt des zweiten Abschnittes 12b aufgenommen ist und die eine Drehung der Schubaufnahmescheibe 23 verhindert.

Eine ringförmige Ausnehmung 24 ist auf dem inneren Umfang des ersten Abschnittes 12a ausgebildet, und ein Schmiermitteldurchgang 26 ist ferner in dem ersten Abschnitt 12a ausgebildet. Der Schmiermitteldurchgang 26 erstreckt sich von der ringförmigen Ausnehmung 24 radial nach außen, um eine kommunizierende Verbindung mit einem Schmiermitteldurchgang 28 herzustellen, der durch den Planetenradbolzen 16 geht. Der Schmiermitteldurchgang 28 seinerseits öffnet sich zu den Wälzkontaktflächen der Wälz­ elemente des Nadellagers 18.

Ein Sonnenrad 30 hat einen Mittelbohrungsabschnitt 32, der eine Drehwelle darin auf­ nimmt, um drehfest mit dieser verbunden zu sein, und dieses Sonnenrad 30 kämmt mit den Planetenrädern 14. Ein Hohlrad 34 ist ferner vorgesehen, welches die Planetenräder 14 umgibt und mit diesen in Kämmeingriff ist, während der Planetenradträger 12 einen Nabenabschnitt 36 zur Aufnahme einer Drehwelle hat, die fest mit diesem Nabenab­ schnitt verbunden ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind das Sonnenrad 30, die Planetenräder 14 und das Hohlrad 34 schrägverzahnte Räder. Das Sonnenrad 30 ist mit einem Schmiermitteldurchgang 38 vorgesehen, welcher dazu dient, das über einen Schmierkreis zugeführte Schmiermittel zu der ringförmigen Ausnehmung 24 weiterzulei­ ten.

Ein ringförmiger Lagerlaufring 40 ist an der linken Seite des ersten Abschnittes 12a in Fig. 1 vorgesehen. Der Lagerlaufring 40 nimmt Wälzelemente eines Axiallagers 42 auf, welches mit Hilfe einer radialen Verlängerung 44 des Sonnenrads 30 abgestützt ist.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausfüh­ rungsform näher erläutert.

Wenn die Planetenräder 14 sich drehen, wird aufgrund der Schrägverzahnung dieser Räder - wie dies voranstehend erwähnt ist - eine Axialbelastung auf die Schubaufnah­ mescheiben 20, 21 oder auf die Schubaufnahmescheiben 22, 23 in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Planetenräder 14 aufgebracht. Ferner dreht sich auch das Nadellager 18, so daß eine Belastung auf die Schubaufnahmescheiben 20 und 22 infolge der Zwi­ schenwirkung zwischen den axialen Enden des Nadellagers 18 und den zugeordneten Schubaufnahmescheiben 20 und 22 ausgeübt wird. Da jedoch die Schubaufnahme­ scheiben 20 und 22 jeweils eine Oberflächenhärte von nicht kleiner als HV 700 haben, die so ausreichend groß ist, daß ein Abrieb selbst dann verhindert wird, wenn eine be­ trächtlich große Belastung auf die Schubaufnahmescheiben 20 und 22 einwirkt, sind die Schubaufnahmescheiben 20 und 22 keinem beträchtlichen Abrieb ausgesetzt, so daß man eine äußerst lange Lebensdauer sicherstellen kann. Obgleich andererseits eine re­ lative Drehung zwischen den Schubaufnahmescheiben 20 und 21 und zwischen den Schubaufnahmescheiben 22 und 23 vorhanden ist, sind die Schubaufnahmescheiben 21 und 23 dennoch keinem beträchtlichen Abtrieb infolge der Gleitberührung mit den Schubaufnahmescheiben 20 und 22 ausgesetzt, da die Schubaufnahmescheiben 21 und 23 jeweils aus einem Kupferlegierungsmaterial ausgebildet sind, welches ein hohes Schmiervermögen hat.

Das den Schubaufnahmescheiben 20 bis 23 zugeführte Schmiermittel wird zur Schmie­ rung derselben genutzt. Insbesondere wird das Schmiermittel, das über den Schmier­ kreis, der in der Drehwelle des Sonnenrades 30 ausgebildet ist, eingeleitet wurde, in die ringförmige Ausnehmung 24 über den Schmiermitteldurchgang 38 eingeleitet. Das Schmiermittel wird dann seinerseits zu den Wälzflächen des Nadellagers 18 über die Schmierdurchgänge 26 und 28 zugeleitet. Nach der Schmierung des Nadellagers 18 wird das Schmiermittel den Schubaufnahmescheiben 20 bis 23 über die axialen Enden des Nadellagers 18 zugeleitet.

Es ist noch zu erwähnen, daß die Schubaufnahmescheiben 21 und 23 derart beschaffen und ausgelegt sein können, daß sie eine Härte von nicht weniger als HV 700 haben. In diesem Fall können die Klauen 21a und 23a entfallen, so daß eine Drehbewegung der Schubaufnahme­ scheiben 21 und 23 erlaubt wird. Ferner ist es auch möglich, nur die Schubaufnahme­ scheiben 20 und 22 zu verwenden, so daß die Schubaufnahmescheiben 21 und 23 weg­ gelassen werden können.

Claims (2)

1. Planetenradträgeranordnung für ein Planetengetriebesystem, mit:
einem Planetenradträger (12), der eine Drehachse (Rx) hat, wobei der Planeten­ radträger (12) einen ersten Abschnitt (12a) hat, der in radialer Richtung bezüglich der Drehachse (Rx) verläuft, und einen zweiten Abschnitt (12b) hat, der radial verläuft und axial in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Abschnitt (12a) vorgesehen ist,
Planetenrädern (14), die jeweils drehbar auf einem Planetenradbolzen (16) über Lagereinrichtungen (18) gelagert sind, wobei jeder Planetenradbolzen (16) zwi­ schen den ersten und zweiten Abschnitten (12a, 12b) verläuft, wobei ein axiales Ende fest mit dem ersten Abschnitt (12a) und das andere axiale Ende fest mit dem zweiten Abschnitt (12b) verbunden ist, und wobei die Planetenräder (14) je­ weils ein erstes axiales Ende haben, das dem ersten Abschnitt (12a) zugewandt ist, und ein zweites axiales Ende haben, das dem zweiten Abschnitt (12b) zuge­ wandt ist,
einer ersten Schubaufnahmescheibe (20), die zwischen dem ersten axialen Ende jedes Planetenrades (14) und dem ersten Abschnitt (12a) angeordnet ist, und
einer zweiten Schubaufnahmescheibe (22), die zwischen dem zweiten axialen Ende jedes Planetenrades (14) und dem zweiten Abschnitt (12b) angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Schubaufnahmescheibe (20; 22) aus gehärtetem Material bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede der ersten und zweiten Schubaufnahmescheiben (20; 22) einem Bor­ tauchverfahren unterzogen ist, derart, daß die erste und die zweite Schubauf­ nahmescheiben (20; 22) eine gehärtete Oberfläche in einem Bereich von HV 700 bis HV 1500 aufweisen,
dass die Kernhärte jeder der beiden Schubaufnahmescheiben (20; 22) in einem Bereich von HV 200 bis HV 350 liegt und
dass die gehärtete Oberfläche in einem Bereich einer maximalen Dicke von 60 µm von der Oberfläche aus gesehen vorhanden ist.

2. Planetenradträgeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten und zweiten Schubaufnahmescheiben (20; 22) mit einer Anlauf­ scheibe (21; 23) gepaart ist, welche aus einem Kupferlegierungsmaterial ausge­ bildet ist.