DE102010003936B4

DE102010003936B4 - Anordnung zur Befestigung eines Magnetringes

Info

Publication number: DE102010003936B4
Application number: DE102010003936.5A
Authority: DE
Inventors: Holger WOLDT; Jan-Michael BUCK
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: DE102010003936A1; US8465391B2; US20110251016A1

Abstract

Anordnung zur Befestigung eines Magnetringes mittels eines Trägerringes (6) an einem Getriebebauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (6) mit dem Getriebebauteil (1) durch eine Bajonettverbindung drehfest verbunden ist, wobei das Getriebebauteil (1) auf seinem Außenumfang (4a) Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich Aussparungen (3) belassen, wobei der Trägerring (6) auf seinem Innenumfang Ringsegmente (7) aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich Ausklinkungen (8) belassen, und wobei die Ringsegmente (7) einen Innendurchmesser (Di) und die Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) einen Nutgrunddurchmesser (di) aufweisen und dass beide Durchmesser (Di, di) zur Ausbildung einer Zentrierung toleriert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Magnetringes mittels eines Trägerringes an einem Getriebebauteil nach der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2009 045 138.2 .
In der älteren Anmeldung ist ein einen Magnetring aufnehmender Trägerring beschrieben, welcher durch Verstemmungen an einem Planetenträger eines Getriebes befestigt ist. Durch Verstemmen des Materials des Planetenträgers werden Mitnahmeelemente ausgebildet, welche in Taschen am Trägerring spielfrei eingreifen und somit eine drehfeste Verbindung zwischen Trägerring und Planetenträger bewirken. An die Verbindung zwischen Trägering und Planetenträger werden insbesondere im Hinblick auf Schwingungsbeanspruchungen hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere darf die Verbindung nicht ausschlagen, d. h. es darf kein tangentiales Spiel zwischen den Bauteilen entstehen. Hier ergeben sich noch Potenziale zur Verbesserung einer solchen Verbindung.
Aus der JP H05 119 047 A ist ebenfalls ein Geschwindigkeitssensor bekannt, dessen Rotor drehfest mit einem Planetenträger eines Getriebes verbunden ist.
Aus der DE 103 07 221 A1 der Anmelderin ist ein anderes Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile bekannt. Offenbart wir hier ein Ölfangblech eines Planetenradsatzes, welches nicht nur für die Planetenradschmierung vorgesehen ist, sondern zusätzlich auch eine Haltefunktion für einen Lamellenträger einer Kupplung übernimmt. Dabei ist der Innenlamellenträger über ein Keilwellenprofil axial verschiebbar mit dem Planetenträger verbunden, wobei das Ölfangblech axial zwischen Innenlamellenträger und Planetenträger angeordnet ist und in den Innenlamellenträger zu dessen axialer Sicherung eingehängt ist und mit dem Planetenträger öldicht verrollt ist.
Aus der DE 10 2007 042 713 A1 der Anmelderin schließlich ist eine lösbare Verbindung zwischen einer Kupplung und einem Planetenradsatz bekannt, die als Bajonettverbindung zwischen einer Stauscheibe des dynamischen Druckausgleichs der Kupplung und dem Stegblech des zur Kupplung benachbarten Planetenradsatzes ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art die Verbindung von Trägerring und Getriebebauteil zu vereinfachen und sicherer zu gestalten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist der Trägerring mit dem Getriebebauteil durch eine Bajonettverbindung drehfest verbunden, d. h. der Trägerring wird zunächst auf das Getriebebauteil aufgesetzt (gesteckt) und anschließend in Umfangsrichtung verdreht. Damit wird eine einfach montierbare, sichere Verbindung hergestellt. Vorteilhaft ist ferner, dass keine zusätzlichen Materialkosten entstehen und dass eine eindeutige axiale Sicherung gegeben ist. Schließlich ergibt sich als Vorteil, dass die erfindungsgemäße Bajonettverbindung relativ unempfindlich gegen Temperatureinflüsse bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Getriebebauteil und Trägerring ist.
Bajonettverbindungen sind ein allgemein bekanntes Maschinenelement und auch im Getriebebau bekannt. Durch die DE 10 2008 000 263 A1 der Anmelderin wurde ein Parksperrenrad für ein Automatgetriebe bekannt, wobei ein äußeres Ringelement zur Vergrößerung des Außendurchmessers des Parksperrenrades auf das Parksperrenrad montiert wird, wobei zur axialen Sicherung ein so genannter Bajonettblechring verwendet wird. Der Bajonettblechring ist weniger Teil einer Bajonettverbindung, sondern dient - wie ein Sprengring - als axiales Sicherungselement.
Durch die DE 10 2005 001 832 A1 der Anmelderin wurde eine Bajonettverbindung zwischen einer Stauscheibe und einem Ölfangblech an einem Planetenträger für ein Automatgetriebe bekannt. An der Stauscheibe sind Durchstellungen mit radialen Einstichen angeordnet, in welche Ringsegmente des Ölfangbleches eingreifen und eine Bajonettverbindung herstellen. Die bekannten Bajonettverbindungen dienen nicht der Befestigung eines Magnetringes.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebebauteil auf seinem Außenumfang einzelne Ringnutabschnitte auf, die über den Umfang verteilt sind und zwischen sich Aussparungen belassen. Diese Elemente bilden die eine Hälfte der Bajonettverbindung, quasi auf das Aufnahmeteil, in welches die andere Hälfte gesteckt und verdreht wird. Die Aussparungen bilden somit den Zugang zu den Ringnutabschnitten.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Trägerring eine Öffnung mit einem Innenumfang auf, an welchem Ringsegmente über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich Ausklinkungen belassen. Diese Elemente bilden somit die andere Hälfte der Bajonettverbindung, d. h. das Steck- und Drehteil. Vorteilhaft ist die einfache Herstellung, da die Ringsegmente und Ausklinkungen aus dem Trägerring ausgestanzt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Trägerring mit den Ringsegmenten in die Aussparungen des Getriebebauteils gesteckt und anschließend in Umfangsrichtung verdreht, sodass die Ringsegmente in den Ringnutabschnitten aufgenommen sind und eine großflächige axiale Überdeckung bilden. Damit wird eine sichere axiale Fixierung des Trägerringes gegenüber dem Getriebebauteil erreicht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dienen die Ringsegmente auch der Zentrierung des Trägerringes. Dafür sind der Innendurchmesser der Ringsegmente und der Nutgrunddurchmesser der Ringnutabschnitte derart toleriert, dass eine Passung, z. B. ein Gleitsitz gebildet wird. Beide Teile der Bajonettverbindung lassen sich somit leicht fügen und sind dennoch gegeneinander zentriert, was für einen unwuchtfreien Lauf des Magnetringes wichtig ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Ringsegmente und Ringnutabschnitte identisch mit der Anzahl der Planetenbolzen, vorzugsweise am Umfang symmetrisch verteilt. Sind beispielsweise drei Ringsegmente und drei Ringnutabschnitte vorgesehen, ergibt sich ein Teilungswinkel von ca. 60°.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Ringsegmente eine Dicke und die Ringnuten eine Nutbreite, jeweils in axialer Richtung, auf, wobei auch hier ein Gleitsitz (axiales Spiel) vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Montage.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Trägerring über die Ringsegmente gegenüber dem Getriebebauteil in Umfangsrichtung fixiert: Dies erfolgt bevorzugt durch axiales Verstemmen, wodurch die Ringsegmente zwischen den Ringnutabschnitten eingeklemmt werden, sodass sich eine kraftschlüssige Verbindung ergibt. Damit erfolgt eine einfache und schnelle Fixierung. Zur weiteren Sicherung können die Enden der Ringnutabschnitte verquetscht werden, sodass sich geschlossene Taschen für die Ringsegmente ergeben, die keine Bewegung in Umfangsrichtung zulassen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebebauteil als Planetenträger ausgebildet, welcher bevorzugt Teil eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge ist. Damit ist eine Drehzahlmessung des Planetenträgers (Steg des Planetengetriebes) möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

1 eine Ansicht eines Planententrägers in axialer Richtung,
2 einen Teilschnitt durch den Planetenträger in der Ebene II-II,
3 einen Trägerring für einen Magnetring,
4 einen Zusammenbau von Planetenträger und Trägerring,
5 einen Teilschnitt durch den Planetenträger und den Trägerring im nicht fixierten Zustand und
6 den Teilschnitt gemäß 5 beim Fixieren durch axiales Verstemmen.

1 zeigt eine Ansicht eines als Planetenträger 1 ausgebildeten Getriebebauteils in axialer Richtung. Der Planetenträger 1 weist auf dem Umfang verteilt beispielhaft drei Bohrungen 2 für nicht dargestellte Planetenbolzen auf. Radial außerhalb der Bohrungen 2 sind nierenförmige Aussparungen 3 in einer Ringscheibe 4, die Teil des Planetenträgers 1 ist, angeordnet. Der Planetenträger 1 ist aus Stahl hergestellt und bildet einen Teil eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge.
2 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt in der Ebene II-II durch die Ringscheibe 4, welche einen Außenumfang 4a aufweist. In den Außenumfang 4a der Ringscheibe 4 ist eine Ringnut 5 mit einem Nutgrunddurchmesser d_i und einer Nutbreite b eingearbeitet. Der Durchmesser d_i ist 1 gestrichelt dargestellt und entspricht dem Innendurchmesser der nierenförmigen Aussparungen 3. Die Bereiche der umlaufenden Ringnut 5 zwischen den nierenförmigen Aussparungen 3 in 1 werden als Ringnutabschnitte 5a, 5b, 5c bezeichnet.
Im Bereich der nierenförmigen Aussparungen 3, auch als Taschen bezeichnet, fehlt der umlaufenden Nut 5 jeweils die in der Zeichenebene vordere Nutflanke.
3 zeigt einen Trägerring 6, welcher in seinem äußeren Umfangsbereich 6a einen nicht dargestellten Magnetring für eine Drehzahlmessung aufnimmt. Der Trägerring 6 mit nicht dargestelltem Magnetring wird mit dem Planetenträger 1 (1) durch eine Bajonettverbindung gefügt. Hierzu weist der Trägerring 6 auf seinem Innenumfang drei Ringsegmente 7 auf, zwischen denen Ausklinkungen 8 belassen sind. Der Trägerring 6 ist als Blechteil, beispielsweise als Aluminiumblechteil ausgebildet und weist eine Blechstärke s auf, welche der Nutbreite b (2) entspricht. Die Anzahl - hier drei - der Ringsegmente 7 ergibt sich aus der Anzahl der Planetenbolzen, die bereits Bauraum für sich beanspruchen. Zur Montage des Trägerringes 6 werden die Ringsegmente 7 in die nierenförmigen Aussparungen 3 oder Taschen des Planetenträgers 1 (vgl. 1) eingesetzt und um ca. 60° in Umfangsrichtung verdreht, sodass eine axiale Überdeckung zwischen den Ringsegmenten 7 und den Ringnutabschnitten 5a, 5b, 5c hergestellt ist.
4 zeigt eine fertig montierte Baueinheit 9 mit Planetenträger 1 und Trägerring 6, welche durch eine Bajonettverbindung miteinander verbunden sind. Man erkennt, dass die Ringsegmente 7, hier gestrichelt dargestellt, vollständig durch die Ringnutabschnitte 5a, 5b, 5c abgedeckt sind. Insofern ist eine großflächige axiale Überdeckung zwischen Trägerring 6 und Planetenträger 1 gegeben. Nach dem Fügen des Trägerringes 6 und des Planetenträgers 1 werden beide Teile in der in 4 dargestellten Position in Umfangsrichtung fixiert, sodass eine Sicherung gegen Verdrehen gegeben ist.
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Ringnut 5, welche ein Ringsegment 7 der Blechstärke s mit axialem Spiel a aufnimmt. Die Ringsegmente 7 weisen einen Innendurchmesser D_i auf, während der Nutgrunddurchmesser der Ringnut 5 mit d_i bezeichnet ist. Die Durchmesser D_i, d_i sind derart toleriert, dass sich eine geeignete Passung für die Zentrierung des Trägerringes 6 gegenüber dem Planetenträger 1 ergibt.
6 zeigt die Abbildung gemäß 5, jedoch ohne axiales Spiel a. Zur Fixierung des Trägerringes 6 gegenüber der Ringscheibe 4 wird der vor dem Ringsegment 7 liegende Bereich 4a durch einen Axialstempel 10 - punktuell oder flächig - verstemmt, sodass das Ringsegment 7 kraftschlüssig in der Ringnut 5 aufgenommen und in Umfangsrichtung gesichert ist.
Eine zusätzliche Verdrehsicherung kann durch Verquetschen oder Schließen der Ringnutabschnitte 5a, 5b, 5c (vgl. 4) an deren Enden erfolgen, sodass sich zusätzlich eine formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen ergibt.
Bezugszeichenliste

1: Getriebebauteil (Planetenträger)
2: Bolzenbohrung
3: Aussparung
4: Ringscheibe
4a: Außenumfang
5: Ringnut
5a: Ringnutabschnitt
5b: Ringnutabschnitt
5c: Ringnutabschnitt
6: Trägerring
6a: Umfangsbereich
7: Ringsegment
8: Ausklinkung
9: Baueinheit
10: Axialstempel
a: Axialspiel
b: Nutbreite
s: Blechstärke Ringsegmente
Di: Innendurchmesser Ringsegmente
di: Nutgrunddurchmesser

Claims

Anordnung zur Befestigung eines Magnetringes mittels eines Trägerringes (6) an einem Getriebebauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (6) mit dem Getriebebauteil (1) durch eine Bajonettverbindung drehfest verbunden ist, wobei das Getriebebauteil (1) auf seinem Außenumfang (4a) Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich Aussparungen (3) belassen, wobei der Trägerring (6) auf seinem Innenumfang Ringsegmente (7) aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich Ausklinkungen (8) belassen, und wobei die Ringsegmente (7) einen Innendurchmesser (Di) und die Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) einen Nutgrunddurchmesser (d_i) aufweisen und dass beide Durchmesser (D_i, d_i) zur Ausbildung einer Zentrierung toleriert sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (7) in axialer Richtung in die Aussparungen (3) steckbar und anschließend in die Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) verdrehbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (7) eine Blechstärke (s) und die Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) eine Nutbreite (b) aufweisen und dass b > s ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (7) in den Ringnutabschnitten (5a, 5b, 5c) gegen Verdrehen gesichert sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente (7) durch axiales Verstemmen kraftschlüssig gegen Verdrehen gehalten sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentiale Erstreckung der Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) und der Ringsegmente (7) ungefähr gleich ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentiale Erstreckung der Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) und der Ringsegmente (7) einen Umfangswinkel von ca. 60° aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebauteil (1) als Planetenträger ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ringsegmente (7) und Ringnutabschnitte (5a, 5b, 5c) identisch mit der Anzahl von Planetenbolzenbohrungen (2) des Planetenträgers ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebauteil (1) Teil eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge ist.