DE102007017138A1

DE102007017138A1 - Anordnung eines Planetenbolzens in einem Planetenträger und Verfahren zur Montage eines Planetenbolzens

Info

Publication number: DE102007017138A1
Application number: DE200710017138
Authority: DE
Inventors: Hagen DÖPFERT
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Planetenbolzens (10) in einem Planetenträger, welcher ein erstes und ein zweites Stegblech (11, 12) mit Aufnahmeöffnungen (13, 14) aufweist, in welche der Planetenbolzen (10) einsetzbar und in axialer Richtung sicherbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die axiale Sicherung in einer Richtung als stirnseitige Verstemmung (18) des Planetenbolzens (10) gegenüber dem ersten Stegblech (11) ausgebildet ist, wobei die Verstemmung (18) vor dem Einsetzen des Planetenbolzens (10) herstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Planetenbolzens in einem Planetenträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage eines Planetenbolzens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10.
Planetenbolzen sind Träger von Planetenrädern eines Planetengetriebes, wobei die Bolzen in Aufnahmeöffnungen von Stegblechen eines Planetenträgers angeordnet und fixiert sind. Die Planetenräder sind wälzgelagert auf den Planetenbolzen angeordnet und axial durch Anlaufscheiben gegenüber den Stegblechen gesichert. Die Planetenbolzen selbst werden gegenüber den Stegblechen bzw. dem Planetenträger axial fixiert, was z. B. durch beiderseitiges stirnseitiges Verstemmen der Enden der Planetenbolzen gegenüber den Stegblechen erfolgt. In der DE 10 2004 057 576 A1 oder in der EP 1 266 154 B1 der Anmelderin sind Verfahren zum Zentrieren und Fixieren von Planetenbolzen in Planetenträgern beschrieben. Die Planetenbolzen weisen dabei stirnseitig offene Axialbohrungen auf, in welche von beiden Seiten Zentrierstempel eingreifen und die äußeren Zapfen der Planetenbolzen durch radiales Stauchen und Verstemmen gegenüber den Stegblechen des Planetenträgers fixieren. Dieses Verfahren macht eine relativ aufwändige Vorrichtung erforderlich.
Es ist auch bekannt, die Planetenbolzen durch ein Zusatzbauteil, z. B. ein Ölfangblech und einen Sprengring gegenüber dem Planetenträger zu sichern, was zumindest zwei zusätzliche Teile als Sicherungselemente erfordert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und einfach montierbare axiale Sicherung für Planetenbolzen vorzuschlagen und ein geeignetes Montageverfahren bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird einerseits durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und andererseits durch die Merkmale des Patentanspruches 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.
Erfindungsgemäß ist eine stirnseitige, radiale Verstemmung des Planetenbolzens auf einer Seite vorgesehen, wobei die Verstemmung vor dem Einsetzen des Planetenbolzens in die Aufnahmeöffnungen der Stegbleche hergestellt wird. Die Verstemmung, d. h. eine plastische Verformung des Bolzenmaterials kann beispielsweise auf einer separaten Matrize mittels eines Stempels erfolgen. Durch die radiale Verstemmung, die sich über den gesamten Umfang oder nur partiell erstrecken kann, wird eine Vergrößerung des Bolzendurchmessers erreicht, die als Anschlag am Stegblech und damit als axiale Fixierung in einer Richtung fungiert. Die andere Seite des Bolzens bleibt glatt, d. h. hier muss keine gesonderte Bearbeitung für eine axiale Fixierung erfolgen, was insbesondere den Vorteil einer erhöhten Tragfähigkeit infolge größerer axialer tragender Länge mit sich bringt. Die axiale Sicherung in der anderen Richtung erfolgt erfindungsgemäß durch ein zusätzliches Bauteil, welches an demselben Stegblech, an welchem die radiale Verstemmung anliegt, befestigt ist. Vorzugsweise ist das Zusatzteil als Ölfangblech ausgebildet, welches somit gleichzeitig für eine Ölzufuhr in das Innere des Planetenbolzens zur Schmierung der Lagerung sorgt. Der Planetenbolzen ist somit erfindungsgemäß in beiden axialen Richtungen an einem Stegblech fixiert, nämlich einerseits durch die radiale Verstemmung und andererseits durch das Ölfangblech, d. h. diese Seite des Planetenbolzens ist als axiales Festlager ausgebildet. Daher kann das entgegengesetzte Ende des Planetenbolzens glatt ausgebildet werden. Auch auf der Seite der Verstemmung ergibt sich als Vorteil eine größere tragende Länge des Planetenbolzens gegenüber der Aufnahmeöffnung im Stegblech, da die erfindungsgemäße radiale Verstemmung relativ gering im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik ausfallen kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 10 gelöst, wobei erfindungsgemäß vor der Montage des Planetenbolzens, d. h. vor dem Einsetzen des Planetenbolzens in die Aufnahmeöffnungen der Stegbleche eine Verstemmung einer Stirnseite vorgenommen wird. Dieser Verfahrensschritt am einbaufertigen Planetenbolzen kann auf einer speziellen Matrize erfolgen, wobei entweder der gesamte Umfang der Stirnseite aufgeweitet oder zu einem umlaufenden Rand verformt wird oder nur Teile des Umfanges umgeformt werden, z. B. zu drei gleichmäßig über den Umfang verteilten, radial nach außen ragenden Nasen. Die erfindungsgemäße Verstemmung ergibt einen axialen Anschlag für den Planetenbolzen. Anschließend wird der Planetenbolzen in die Aufnahmeöffnungen der Stegbleche des Planetenträgers eingesetzt oder eingepresst und soweit in axialer Richtung verschoben, bis der durch Verstemmung hergestellte Anschlag am Stegblech anliegt. Anschließend wird das betreffende Zusatzteil, z. B. ein Ölfangblech am Stegblech positioniert und befestigt, z. B. durch radiales Verstemmen gegenüber dem Stegblech.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine kostengünstige Herstellung des Planetenbolzens, der zunächst auf Maß geschliffen werden kann. Erst danach wird die Verstemmung durch einen einfachen Arbeitsprozess (Stempel und Matrize) angebracht. Die Montage des Planetenbolzens durch Einsetzen ist insofern einfach, als keine aufwändige Vorrichtung mit zwei gegeneinander fahrenden Stempeln benötigt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine bekannte axiale Sicherung eines Planetenbolzens (Stand der Technik),
2 eine erfindungsgemäße axiale Sicherung eines Planetenbolzens,
2a eine Einzelheit A aus 2 und
3 eine Ansicht in X-Richtung.
1 zeigt eine bekannte Anordnung eines Planetenbolzens 1 mit axialer Sicherung nach dem Stand der Technik. Der Planetenbolzen 1, auf welchem ein Planetenrad 2 gelagert ist, wird von einem nur teilweise dargestellten, ein erstes Stegblech 3 und ein zweites Stegblech 4 aufweisenden Planetenträger aufgenommen. Der Planetenbolzen 1 weist ein linkes Stirnende 1a auf, welches in einer Nut einen Drahtring 5 aufnimmt, welcher sich an einem Ölfangblech 6 abstützt, das seinerseits mit dem ersten Stegblech 3 verbunden ist. Der Drahtring 5 sichert in Verbindung mit dem Ölfangblech 6 den Planetenbolzen 1 in beiden axialen Richtungen. Am entgegensetzten Stirnende 1b, welches glatt ausgebildet ist, ist daher keine weitere axiale Sicherung erforderlich. Nachteilig bei dieser Lösung ist die relativ geringe axiale tragende Länge zwischen Planetenbolzen 1 und erstem Stegblech 3 infolge des Drahtringes 5.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung eines Planetenbolzens 10 – das Planetenrad ist hier weggelassen – in einem unvollständig dargestellten Planetenträger, welcher ein erstes Stegblech 11 und ein zweites Stegblech 12 umfasst. Beide Stegbleche 11, 12 weisen koaxial angeordnete Aufnahmeöffnungen 13, 14 auf, in welche die Enden des Planetenbolzens 10 eingesetzt sind. Am ersten Stegblech 11 ist ein Ölfangblech 15 befestigt, welches einer Axialbohrung 16 des Planetenbolzens 10 Öl zuführt. Die Axialbohrung 16 erweitert sich stirnseitig zu einer konischen Fläche 16a. Das Ölfangblech 15 weist vorzugsweise im mittleren Bereich der konischen Fläche 16a eine Sicke 17 auf, welche den Planetenbolzen 10 in axialer Richtung sichert, d. h. entgegen der durch einen Pfeil X dargestellten Richtung. An der Stirnseite des Planetenbolzens 10 im Bereich der konischen Fläche 16a ist eine Nase 18 angeordnet, welche sich gegenüber dem Außendurchmesser des Planetenbolzens 10 radial nach außen erstreckt und durch Verstemmen vor dem Einsetzen des Planetenbolzens 10 hergestellt ist.
3 zeigt in einer Ansicht in Richtung X, dass stirnseitig am Planetenbolzen 10 drei Nasen 18, gleichmäßig über den Umfang verteilt, vorgesehen sind. Die drei Nasen 18 bilden einen axialen Anschlag des Planetenbolzens 10 gegenüber dem ersten Stegblech 11, sodass der Planetenbolzen 10 in Richtung des Pfeiles X axial gesichert ist. Das den Nasen 18 abgewandte Ende 10a des Planetenbolzens 10 ist auf seinem Umfang glatt ausgebildet, d. h. es ergibt sich eine maximale axiale tragende Länge gegenüber der Aufnahmeöffnung 14 des zweiten Stegbleches 12. Damit reduziert sich die Flächenpressung des Planetenbolzens 10 gegenüber dem Stegblech 12.
2a zeigt eine Einzelheit A aus 2 im Bereich der Nase 18, welche vergrößert dargestellt ist. Die Nase 18 ist – wie bereits erwähnt – durch radiales Verstemmen hergestellt, und zwar des Stirnendes 16b der konischen Fläche 16a, sodass die Nase 18 im dargestellten Schnitt etwa die Form eines Dreiecks (Spitze nach oben) aufweist. Eine Flanke des Dreiecks liegt an einer Schräge oder Fase 11a des ersten Stegbleches 11 an und bewirkt somit die axiale Fixierung des Planetenbolzens 10. Wesentlich ist, dass die Verstemmung, hier in Form von drei Nasen 18, vor der Montage bzw. vor dem Einsetzen des Planetenbolzens 10 in die beiden Stegbleche 11, 12 erfolgt. Die Fase 11a ist einerseits Anschlagfläche und dient andererseits beim Einsetzen des Planetenbolzens 10 als Einführhilfe. Das Verstemmen kann in einer geeigneten Matrize mit einem entsprechenden Stempel vorgenommen werden. Vorteilhaft hierbei ist auch, dass die tragende Fläche des Planetenbolzens 10 gegenüber der Aufnahmeöffnung 13 des ersten Stegbleches 11 unbeeinträchtigt bleibt, sodass eine gute Tragfähigkeit und Maßhaltigkeit gesichert ist. Die Verstem mung in radialer Richtung kann – abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel – auch über den gesamten Umfang des Planetenbolzens 10 erfolgen, sodass sich ein umlaufender Rand oder Bund ergibt, der ebenfalls als axialer Anschlag wirkt. Die tragende Länge des Planetenbolzens 10 gegenüber der Aufnahmeöffnung 13 ist mit der Bezugszahl 10b versehen.

1: Planetenbolzen
1a: Stirnende, links
1b: Stirnende, rechts
2: Planetenrad
3: erstes Stegblech
4: zweites Stegblech
5: Drahtring
6: Ölfangblech
10: Planetenbolzen
10a: Stirnende
10b: tragende Länge
11: erstes Stegblech
11a: Fase
12: zweites Stegblech
13: Aufnahmeöffnung
14: Aufnahmeöffnung
15: Ölfangblech
16: Axialbohrung
16a: konische Fläche
16b: Stirnende
17: Sicke
18: Nase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004057576 A1 [0002]
- EP 1266154 B1 [0002]

Claims

Anordnung eines Planetenbolzens (10) in einem Planetenträger, welcher ein erstes und ein zweites Stegblech (11, 12) mit Aufnahmeöffnungen (13, 14) aufweist, in welche der Planetenbolzen (10) einsetzbar und in axialer Richtung sicherbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Sicherung in einer Richtung als stirnseitige Verstemmung (18) des Planetenbolzens (10) gegenüber dem ersten Stegblech (11) ausgebildet ist, wobei die Verstemmung (18) vor dem Einsetzen des Planetenbolzens (10) herstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmung als radial ausgestellter Anschlag ausgebildet ist, der sich über den gesamten Umfang des Planetenbolzens (10) erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmung als mindestens eine radial ausgestellte Nase (18) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass der Planetenbolzen (10) eine Axialbohrung (16) mit einer stirnseitig offenen Konusfläche (16a) aufweist, an deren Stirnseite (16b) die Verstemmung (18) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das der Verstemmung (18) abgewandte Ende (10a) des Planetenbolzens (10) glatt ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (10) in der anderen axialen Richtung durch ein am ersten Stegblech (11) befestigtes Zusatzteil (15) gesichert ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzteil als Ölfangblech (15) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölfangblech (15) formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem ersten Stegblech (11) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölfangblech (15) eine Sicke (17) zur axialen Sicherung des Planetenbolzens (10) aufweist.
Verfahren zur Montage eines Planetenbolzens (10) in einem Planetenträger, welcher eine erstes und ein zweites Aufnahmeöffnungen (13, 14) aufweisendes Stegblech (11, 12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die einbaufertigen Planetenbolzen (10) an einer Stirnseite (16b) radial nach außen verstemmt, anschließend in die Aufnahmeöffnungen (13, 14) eingesetzt und axial in beiden Richtungen am ersten Stegblech (11) fixiert werden.