DE102015214112A1

DE102015214112A1 - Trägerwangen eines Planetenträgers, die mittels Formschlusselementen verbunden sind

Info

Publication number: DE102015214112A1
Application number: DE102015214112.8A
Authority: DE
Inventors: Ondrej Rybnikár; Andrej Sijka
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (2) eines Planetengetriebes, umfassend zwei axial beabstandete, aus Blech hergestellte Trägerwangen (1, 3), die jeweils über abgekantete, einstückig mit der Trägerwange (1, 3) verbundene Verbindungsstege (5 bis 8) in Verbindung stehen. Auf versetzt zueinander angeordneten, in achsgleiche, korrespondierende Aufnahmen (4) der Trägerwangen (1, 3) drehfixiert eingesetzte Planetenradbolzen ist jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert. Die hälftigen Verbindungsstege (5 bis 8) der als Gleichteile ausgebildeten Trägerwangen (1, 3) sind mittels korrespondierender Formschlusselemente (10, 14) zusammengefügt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger eines Planetengetriebes, der zwei axial beabstandete, aus Blech hergestellte Trägerwangen umfasst, die jeweils über abgekantete, einstückig mit der Trägerwange verbundene Verbindungsstege in Verbindung stehen. Der Planetenträger schließt weiterhin Planetenräder ein, die auf versetzt zueinander angeordneten, in achsgleichen Aufnahmen der Trägerwangen drehfixiert eingesetzten Planetenradbolzen drehbar gelagert sind.
Die DE 69 313 59 U zeigt ein Planetengetriebe, das zwei axial hintereinander angeordnete Planeteneinheiten aufweist. An einer mittleren, die Planeteneinheiten trennenden Trägerplatte des Planetenträgers sind beide aus Planetenrädern und Planetenbolzen bestehenden Planeteneinheiten gelagert. Zur weiteren Lagerung der Planeteneinheit auf der von der Trägerplatte abgewandten Seite schließt der Planetenträger beidseitig eine Trägerwange ein.
An lokalen, umfangsseitig die Trägerwangen verbindenden Stegsegmenten ist gleichzeitig die Trägerplatte fixiert.
Aus der DE 10 2012 223 235 A1 sowie der US 6,863,636 B2 ist jeweils ein Planetenträger bekannt, der zwei axial beabstandete Trägerwangen vorsieht, die durch einen Umformprozess aus einem Blechmaterial gefertigt sind. Zur Bildung von axial ausgerichteten hälftigen Verbindungsstegen sind beide Trägerwangen jeweils außenseitig rechtwinkelig abgekantet. Die Trägerwangen werden in einer Ausrichtung zusammengesetzt, indem diese einander zugewandt sind. Mittels einer Schweißung werden die Verbindungsstege stoffschlüssig verbunden. Die sich zwischen den Verbindungsstegen einstellenden Fensterabschnitte sind für die lokal aus dem Planetenträger austretenden Planetenräder bestimmt.
Die Druckschrift DE 43 02 844 C1 offenbart einen Planetenradträger, der im Wesentlichen ein Nabenbauteil und ein gegenüberliegendes Seitenwandbauteil umfasst, die in entsprechenden Bohrungen eine Mehrzahl von Planetenradbolzen aufnehmen. Beide Bauteile des Planetenradträgers sind als Fließpress- bzw. als Blechpressbauteile ausgebildet, die zur Bildung des Planetenradträgers miteinander verschweißt sind.
Einen aus Blechen gefertigten Planetenträger zeigt die DE 10 2011 003 706 A1 , der zwei weitestgehend als Scheibenkörper ausgeführte Trägerwangen einschließt, die über Verbindungsstege als Abstandselement verbunden sind. Dabei sind alle aus Blech hergestellten Bauteile des Planetenträgers form- und stoffschlüssig miteinander verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen bauteil- und gewichtsoptimierten Planetenträger mit einer ausreichenden Bauteilsteifigkeit zu schaffen, der einen geringen Montageaufwand erfordert und dessen Bauteile mit einfachen Mitteln kostengünstig herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, dass die hälftigen Verbindungsstege der als Gleichteile ausgebildeten Trägerwangen mittels korrespondierender Formschlusselemente zusammengefügt sind. Die Verbindungsstege bzw. die Verbindungselemente sind jeweils rechtwinklig gegenüber der zugehörigen Trägerwange abgewinkelt und endseitig mit zumindest einem Formschlusselement versehen. Im Einbauzustand ist ein Formschlusselement eines ersten Verbindungssteges passgenau in ein zugehöriges Formschlusselement des zweiten Verbindungssteges eingefügt. Über die eine Passverbindung bildenden Formschlusselemente sind die einander zugewandten Verbindungsstege und folglich die Trägerwangen wirksam und dauerfest verbunden. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafte Weise die Montage vereinfacht und ein kostengünstiger Planetenträger realisiert werden, der sich gleichzeitig durch eine hohe Strukturfestigkeit auszeichnet.
Der erfindungsgemäße Planetenträger umfasst zwei als Gleichteile ausgebildete, durch ein Blechumformverfahren hergestellte Trägerwangen, die jeweils einen Verbindungssteg einschließen. Die Verwendung von zwei identischen Trägerwangen ermöglicht eine Herstellung dieser Bauteile mit übereinstimmenden Herstellverfahren bzw. Produktionsschritten. Durch den vergrößerten Gleichteileumfang des Planetenträgers stellt sich eine gewünschte Kosteneinsparung ein.
Weiterhin kann durch die Anwendung von Formschlusselementen gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau vorteilhaft der Bauteileumfang des Planetenträgers verringert werden, verbunden mit einer gewünschten Gewichtsoptimierung. Außerdem erfüllt der gemäß der Erfindung aufgebaute Planetenträger alle Anforderungen hinsichtlich der erforderlichen Bauteilsteifigkeit, der somit bei geringen äußeren Abmessungen zur Übertragung großer Drehmomente geeignet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass einem Verbindungssteg als Formschlusselement zumindest ein Zapfenelement zugeordnet ist, das formschlüssig in ein Aufnahmeelement des zugehörigen weiteren Verbindungsstegs eingepasst ist. Vorzugsweise schließt jeder Verbindungssteg sowohl ein Zapfenelement als auch ein Aufnahmeelement ein, die im Einbauzustand mit einer entsprechend strukturierten Kontur des zugehörigen Verbindungsstegs formschlüssig verrasten. Dabei stellt sich zwischen den zusammenwirkenden Formschlusselementen eine Überdeckung ein, wodurch sichergestellt ist, dass aufgrund der geometrischen Gestaltung die Formschlusselemente dauerfest zusammengehalten werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungsstege beider Trägerwangen über eine Schwalbenschwanzverbindung bildende Formschlusselemente zusammengefügt. Durch die Schwalbenschwanzverbindung kann ein Formschluss, eine in unterschiedliche Richtungen wirkende Kontaktfläche realisiert werden, die zur Stabilität dieser Verbindung beiträgt. Eine weiter vergrößerte Kontaktfläche kann mittels einer mehrfach gezackten, auch als Tannenbaumverbindung bezeichneten Schwalbenschwanzverbindung realisiert werden.
Ferner sieht die Erfindung eine Sicherung der Formschlusselemente vor, wozu sich insbesondere eine stoffschlüssige Sicherung eignet. Dazu kann beispielsweise eine lokale Verschweißung bzw. Punktschweißung mittels Laser der zusammenwirkenden Formschlusselemente vorgesehen werden.
Aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele zeigen, ergeben sich weitere Merkmale der Erfindung. Diese erfindungsgemäßen Lösungen stellen jedoch keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Es zeigt:
1 in einer Ansicht eine Trägerwange eines Planetenträgers, der erfindungsgemäße Formschlusselemente einschließt;
2 einen Planetenträger in einer Perspektive, der zwei Trägerwangen gemäß 1 umfasst; und
3 eine Trägerwange mit Formschlusselementen, die abweichend zu 1 ausgeführt sind.
Die 1 zeigt eine Trägerwange 1 eines Planetenträgers 2, der, wie in der 2 gezeigt, zwei axial beabstandete Trägerwangen 1, 3 umfasst. Die nahezu scheibenartig gestaltete Trägerwange 1 wird in einem ersten Fertigungsschritt spanlos, bevorzugt durch ein Blechumformverfahren aus einem Metallwerkstoff hergestellt. Die Trägerwange 1 schließt jeweils vier um 90° zueinander versetzte, gleich gestaltete, für Planetenradbolzen (nicht gezeigt) bestimmte Aufnahmen 4 ein. Außenseitig sind der Trägerwange 1 radial ausgerichtete Verbindungsstege 5 bis 8 zugeordnet, die als Formschlusselemente 10 ein vorstehendes Zapfenelement 11 sowie ein Aufnahmeelement 12 aufweisen. Die Zapfenelemente 11 sind in Umfangsrichtung in einer wechselnden Reihenfolge an den Verbindungsstegen 5 bis 8 angeordnet. Eine zentrische Ausnehmung 9 der Trägerwange 1 ist für eine im Einbauzustand durch den Planetenträger 2 geführte Getriebewelle (nicht gezeigt) bestimmt. Gemäß einem weiteren Fertigungsschritt werden die Verbindungsstege 5 bis 8 der Trägerwange 1, 3, wie in der 2 gezeigt, rechtwinklig abgekantet.
In 2 ist der Planetenträger 2 in einer Perspektive abgebildet, der einem Planetengetriebe (nicht gezeigt) zugeordnet ist, welches beispielsweise in einem Fahrzeuggetriebe integriert ist.
Der Planetenträger 2 ist für vier um jeweils 90° versetzte, auf Planetenradbolzen geführte Planetenräder (nicht gezeigt) bestimmt. Dazu sind in den Trägerwangen 1, 3 entsprechende Aufnahmen 4 vorgesehen. Im Einbauzustand stehen die Planetenräder mit zumindest einem außenverzahnten zentralen Sonnenrad (nicht gezeigt) sowie mit einem alle Planetenräder umschließenden Hohlrad (nicht gezeigt) in Zahneingriff. Die Verbindungsstege 5 bis 8 beider Trägerwangen 1, 3 des Planetenträgers 2 sind jeweils rechtwinkelig abgekantet und einander zugewandt. Die Trägerwangen 1, 3 sind dazu so ausgerichtet, dass stets ein Zapfenelement 11 einem Aufnahmeelement 12 zugeordnet ist. Eine bevorzugte Montagefolge sieht vor, dass zunächst an einer Trägerwange 1 oder 3 die Verbindungsstege 5 bis 8 abgekantet werden, bevor in einer Endlage der weiteren Trägerwange 1 oder 3 eine Abkantung der zugehörigen Verbindungsstege 5 bis 8 erfolgt. Synchron dazu verrastet jedes Zapfenelement 11 formschlüssig in ein korrespondierendes Aufnahmeelement 12 des zugehörigen weiteren Verbindungssteges. Die gegeneinander abgestützten, zusammenwirkenden Verbindungsstege 5 bis 8 sind nach Fertigstellung des Planetenträgers 2 über die Formschlusselemente 10 lagefixiert. Aufgrund der geometrischen Form dieser zusammenwirkenden Formschlusselemente 10 stellt sich eine sichere Lageposition der Trägerwangen 1, 3 ein.
Die 3 zeigt die Trägerwange 13, deren Verbindungsstege 5 bis 8 Formschlusselemente 14 bilden, die abweichend zu der 1 nicht gerundet, sondern zur Bildung einer Schwalbenschwanz- oder Tannenbaumverbindung in einer Dreiecksform gestaltet sind. Die Formschlusselemente 14 umfassen ein vorstehendes dreieckförmiges Zapfenelement 15 sowie ein korrespondierendes Aufnahmeelement 16.
Bezugszeichenliste

1: Trägerwange
2: Planetenträger
3: Trägerwange
4: Aufnahme
5: Verbindungssteg
6: Verbindungssteg
7: Verbindungssteg
8: Verbindungssteg
9: Ausnehmung
10: Formschlusselement
11: Zapfenelement
12: Aufnahmeelement
13: Trägerwange
14: Formschlusselement
15: Zapfenelement
16: Aufnahmeelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 6931359 U [0002]
DE 102012223235 A1 [0004]
US 6863636 B2 [0004]
DE 4302844 C1 [0005]
DE 102011003706 A1 [0006]

Claims

Planetenträger eines Planetengetriebes, umfassend zwei axial beabstandete, aus Blech hergestellte Trägerwangen (1, 3, 13), die jeweils über abgekantete, einstückig mit der Trägerwange (1, 3, 13) verbundene Verbindungsstege (5 bis 8) in Verbindung stehen und auf versetzt zueinander angeordneten Planetenradbolzen, die in achsgleiche, korrespondierende Aufnahmen (4) der Trägerwangen (1, 3, 13) drehfixiert eingesetzt sind, jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hälftigen Verbindungsstege (5 bis 8) der als Gleichteile ausgebildeten Trägerwangen (1, 3, 13) mittels korrespondierender Formschlusselemente (10, 14) zusammengefügt sind.
Planetenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Formschlusselement (10, 14) einem Verbindungssteg (5 bis 8) zumindest ein Zapfenelement (11, 15) zugeordnet ist, das formschlüssig in ein Aufnahmeelement (12, 16) des zugehörigen weiteren Verbindungsstegs (5 bis 8) eingepasst ist.
Planetenträger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (14) eine Schwalbenschwanzverbindung bilden.
Planetenträger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (10, 14) der Verbindungsstege (5 bis 8) stoffschlüssig gesichert sind.