DE102016110668A1

DE102016110668A1 - Planetenzahnradantrieb

Info

Publication number: DE102016110668A1
Application number: DE102016110668.2A
Authority: DE
Inventors: Norio Shirokoshi
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2017-03-16
Also published as: CN205715599U; CN106523675A; TW201710613A; KR20170031015A; JP2017053461A; US20170314671A1; US9897195B2

Abstract

Ein Planetenzahnradantrieb hat als Planetenzahnradlager für die Planetenzahnräder Nadelrollenlager vom Vollrollentyp. Die Nadelrollenlager haben jeweils Schmiermechanismen. Jeder Schmiermechanismus hat eine ringförmige, Fett enthaltende Nut. Die Fett enthaltende Nut ist auf einer Innenumfangsfläche (einer außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche) zu der Wellenöffnung jedes Planetenzahnrades ausgebildet. Wenn Nadelrollenlager vom Vollrollentyp als Planetenzahnradlager verwendet werden, kann verhindert werden, dass eine unzureichende Schmierung auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schmiermechanismus für ein Planetenzahnradlager eines Planetenzahnradantriebs.
Für Planetenzahnradlager von Planetenzahnradantrieben werden in Anbetracht der Leistungsfähigkeit, Form und Ähnlichem häufig Nadelrollenlager verwendet. Um die Belastbarkeit zu erhöhen, werden in letzter Zeit häufig Nadelrollenlager vom Vollrollentyp verwendet.
JP 2007-71355 A schlägt eine Schmierstruktur für Nadelrollenlager vor, die als Planetenzahnradlager eines Planetenzahnradantriebs verwendet werden. In diesem Dokument wird beschrieben, dass auf äußeren Umfangsflächen der Nadelrollen spiralförmige Nuten, die Schmiermittel enthalten, ausgebildet werden.
Wenn Nadelrollenlager, insbesondere solche vom Vollrollentyp, für Planetenzahnradlager verwendet werden, ist der Schmiermittel enthaltende Raum begrenzt, so dass die Gefahr unzureichender Schmierung besteht, wenn Fettschmierung eingesetzt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Planetenzahnradantrieb mit einem Schmiermechanismus zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, das Auftreten unzureichender Schmierung zu verhindern, selbst wenn ein Nadelrollenlager vom Vollrollentyp als Planetenzahnradlager verwendet wird.
Um dieses und andere Ziele zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Planetenzahnradantrieb bereitgestellt, der aufweist:
wenigstens ein Planetenzahnrad;
eine Planetenwelle, um das Planetenzahnrad durch ein Planetenzahnradlager in einem frei rotierbaren Zustand zu lagern; und
einen Schmiermechanismus zum Schmieren des Planetenzahnradlagers,
wobei das Planetenzahnradlager ein Nadelrollenlager ist, das eine außenlaufbahnseitige Laufbahnfläche, die auf einer inneren Umfangsfläche einer Wellenöffnung des Planetenzahnrads ausgebildet ist, eine innenlaufbahnseitige Laufbahnfläche, die auf einer Außenumfangsfläche der Planetenwelle ausgebildet ist, und Nadelrollen hat, die in einem frei rotierbaren Zustand zwischen der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche und der innenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche angeordnet sind, und
wobei der Schmiermechanismus wenigstens eine Fett enthaltende Vertiefung hat, die auf der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche ausgebildet ist.
Eine oder mehrere ringförmige Nuten, die sich in einer Umfangsrichtung der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche erstrecken, können als Fett enthaltende Vertiefungen verwendet werden. Wenn eine einzige Fett enthaltende Nut ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, dass die Nut in Richtung der Breite der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche in deren Zentrum ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Gefahr unzureichender Schmierung des Planetenzahnradlagers durch Fett, das in die Fett enthaltende Nut gefüllt ist, vermieden werden. Z. B. haben der Erfinder der vorliegenden Erfindung und andere Haltbarkeitstests für Planetenzahnradantrieb mit der gleichen Größe und dem gleichen Aufbau durchgeführt, wobei das eine mit einer Fett enthaltenden Nut und das andere nicht mit einer solchen Nut ausgestattet war. Die Testergebnisse haben bestätigt, dass Lagerschäden, die durch unzureichende Schmierung verursacht wurden, wenn keine Nut vorgesehen war, durch das Vorsehen der Nut verhindert werden konnten.
Ein Ausführungsbeispiel eines Planetenzahnradantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Planetenzahnradantrieb zeigt, in dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann, wobei ein Teil des Antriebs nicht gezeigt ist;
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung von Planetenzahnrädern des Planetenzahnradantriebs aus 1 zeigt; und
3 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Schmiermechanismus des Planetenzahnradlagers des Planetenzahnradantriebs aus 1 zeigt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, hat ein Planetenzahnradantrieb 1 ein Sonnenzahnrad 3, das auf dem äußeren Umfang einer Eingangswelle 2 ausgebildet ist, vier Planetenzahnräder 11 bis 14, die in das Sonnenzahnrad 3 eingreifen, ein Antriebsgehäuse 5, das mit einem innen verzahnten Zahnrad 4 ausgebildet ist, welches in die Planetenzahnräder 11 bis 14 eingreift, sowie einen eingangsseitigen Träger 6 und einen ausgangsseitigen Träger 7 zum rotierbaren Abstützen der Planetenzahnräder 11 bis 14. Die Träger 6 und 7 sind auf Seiten des Antriebsgehäuses 5 durch ein eingangsseitiges Radialkugellager 8 und durch ein ausgangsseitiges Radialkugellager 9 jeweils in einem frei rotierbaren Zustand gelagert.
Zwei Planetenwellen 22 und 24 sind in einem freitragenden Zustand an dem Träger 6 befestigt. Die Planetenzahnräder 12 und 14 sind jeweils durch Nadelrollenlager 32 und 34 vom Vollrollentyp in einem frei rotierbaren Zustand an den Planetenwellen 22, 24 angebracht. Ähnlich sind zwei Planetenwellen 21 und 23 in einem freitragenden Zustand an dem anderen Träger 7 befestigt. Die Planetenzahnräder 11 und 13 sind jeweils durch Nadelrollenlager 31 und 33 vom Vollrollentyp in einem frei rotierbaren Zustand an den Planetenwellen 21 und 23 angebracht. Dadurch kann bei Drehungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn Spiel durch relatives Rotieren der beiden Träger 6 und 7 um die Zentralachse 1a eliminiert werden.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die das Nadelrollenlager 31 (32 bis 34) als das Planetenzahnradlager des Planetenzahnrads 11 (12 bis 14) und seinen Schmiermechanismus zeigt. Das Nadelrollenlager 31 (32 bis 34) hat eine innenlaufbahnseitige Laufbahnfläche 41 (42 bis 44), die auf einer kreisförmigen Außenumfangsfläche 21a (22a bis 24a) der Planetenwelle 21 (22 bis 24) ausgebildet ist; eine außenlaufbahnseitige Laufbahnfläche 51 (52 bis 54), die auf einer Innenumfangsfläche 11a (12a bis 14a) einer Wellenöffnung des Planetenzahnrades 11 (12 bis 14) ausgebildet ist; und mehrere Nadelrollen 61 (62 bis 64), die in einem frei rotierbaren Zustand zwischen die Laufbahnen 41 (42 bis 44) und 51 (52 bis 54) eingefügt sind.
In der vorliegenden Erfindung ist eine ringförmige, Fett enthaltende Nut 71 (72 bis 74) als Schmiermechanismus des Nadelrollenlagers 31 (32 bis 34) ausgebildet. Fett 80 befindet sich in der Fett enthaltenden Nut 71 (72 bis 74). Die Fett enthaltende Nut 71 (72 bis 74) ist in Richtung der Breite der innenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche 41 (42 bis 44) in deren Zentrum angeordnet, wobei sich die Nut entlang der Umfangsrichtung erstreckt.
Die Form des Querschnitts der Fett enthaltenden Nut 71 (72 bis 74) kann rechteckig, dreieckig, kreisbogenförmig oder ähnlich sein. Die Fett enthaltende Nut 71 (72 bis 74) kann eine Nut mit einer ringförmigen, spiralförmigen oder anders ausgebildeten Form sein. Die Breite, Tiefe und Länge der Fett enthaltenden Nut 71 (72 bis 74) können entsprechend der erforderlichen Menge an Fett auf geeignete Art und Weise festgelegt werden.
Die Länge des Kontakts zwischen der Nadelrolle und der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche wird durch das Ausbilden der Fett enthaltenden Nut reduziert. Dies kann dazu führen, dass die Belastbarkeit des Lagers in einem gewissen Ausmaß reduziert wird. Da jedoch das Nadelrollenlager vom Vollrollentyp im Vergleich zu einem Nadelrollenlager eines Typs mit einem Halter (”Retainer”) eine hohe Belastbarkeit hat, ist dies in der praktischen Anwendung kein Problem.
Der Schmiermechanismus des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels ist mit einer einzigen ringförmigen Fett enthaltenden Nut ausgebildet. Es ist möglich, mehrere Fett enthaltende Nuten vorzusehen. Es ist auch möglich, als Fett enthaltenden Bereich mehrere Fett enthaltende Vertiefungen vorzusehen, die unverbunden auf der Innenumfangsfläche der Wellenöffnung des Planetenzahnrads (der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche) ausgebildet sind. Es ist unnötig zu sagen, dass der Aufbau und die Struktur des Planetenzahnradantriebs nicht auf das in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-71355 A [0003]

Claims

Ein Planetenzahnradantrieb (1) aufweisend: ein Planetenzahnrad (11, 12, 13, 14); eine Planetenwelle (21, 22, 23, 24), um das Planetenzahnrad (11, 12, 13, 14) durch ein Planetenzahnradlager (31, 32, 33, 34) in einem frei rotierbaren Zustand zu lagern; und einen Schmiermechanismus zum Schmieren des Planetenzahnradlagers (31, 32, 33, 34), wobei das Planetenzahnradlager (31, 32, 33, 34) ein Nadelrollenlager ist, das eine außenlaufbahnseitige Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54), die auf einer Innenumfangsfläche (11a, 12a, 13a, 14a) einer Wellenöffnung des Planetenzahnrades (11, 12, 13, 14) ausgebildet ist, eine innenlaufbahnseitige Laufbahnfläche (41, 42, 43, 44), die auf einer Außenumfangsfläche (21a, 22a, 23a, 24a) der Planetenwelle (21, 22, 23, 24) ausgebildet ist, und Nadelrollen (61, 62, 63, 64) hat, die in einem frei rotierbaren Zustand zwischen der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54) und der innenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (41, 42, 43, 44) angeordnet sind, und wobei der Schmiermechanismus eine Fett enthaltende Vertiefung (71, 72, 73, 74) hat, die auf der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54) ausgebildet ist.
Planetenzahnradantrieb (1) nach Anspruch 1, wobei die Fett enthaltende Vertiefung (71, 72, 73, 74) wenigstens eine ringförmige Nut (71, 72, 73, 74) ist, die sich in einer Umfangsrichtung der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54) erstreckt.
Planetenzahnradantrieb (1) nach Anspruch 2, wobei sich die Fett enthaltende Nut (71, 72, 73, 74) in der Umfangsrichtung der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54) erstreckt und entlang der Breite der außenlaufbahnseitigen Laufbahnfläche (51, 52, 53, 54) in deren zentralem Bereich angeordnet ist.
Planetenzahnradantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Planetenzahnradlager (31, 32, 33, 34) ein Nadelrollenlager vom Vollrollentyp ist.