DE102011006285A1 - Planetary carrier i.e. ravigneaux gearset part, for use in e.g. planetary gears utilized in powertrain of vehicle to separate drive torques, has support portions occupying certain degrees of circular arc portion - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger mit einer ersten Seitenscheibe, mit einer zweiten Seitenscheibe und mit einer Mehrzahl von Planetenbolzen, die zwischen der ersten und der zweiten Seitenscheibe angeordnet sind und mit einer Mehrzahl von Planetenrädern, welche auf dem Planetenbolzen drehbar gelagert sind, wobei in mindestens einer Seitenscheibe Sicken eingeformt sind, über die sich die Seitenscheiben in axialer Richtung gegeneinander in Stützbereichen abstützen, so dass in Umlaufrichtung zwischen den Stützbereichen Aufnahmebereiche für die Planetenräder gebildet sind, wobei in jedem Aufnahmebereich zwei Planetenbolzen mit Planetenrädern angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe mit den Planetenträgern.The invention relates to a planetary carrier having a first side window, with a second side window and with a plurality of planet pins, which are arranged between the first and the second side plate and with a plurality of planetary gears, which are rotatably mounted on the planet shaft, wherein in at least one Side window beads are formed, over which the side windows are supported in the axial direction against each other in support areas, so that receiving areas for the planetary gears are formed in the direction of rotation between the support areas, wherein two planet pins are arranged with planetary gears in each receiving area. The invention also relates to a planetary gear with the planet carriers.
Planetengetriebe werden u. a. im Antriebsstrang von Fahrzeugen verwendet, um Antriebsdrehmomente zu teilen oder zu vereinigen. Beispielsweise können Planetengetriebe als Längsdifferentiale oder als Achsdifferentiale ausgebildet sein. Besonders platzsparend sind Planetengetriebe, wenn diese als sogenannte Stirnraddifferentiale ausgebildet sind, also stirnseitig verzahnte Zahnräder aufweisen.Planetary gear are u. a. used in the powertrain of vehicles to divide or merge drive torques. For example, planetary gear can be designed as longitudinal differentials or as axle differentials. Planetary gears are particularly space-saving if they are designed as so-called spur gear differentials, that is to say have toothed gears on the front side.
Ein derartiges Stirnraddifferential ist beispielsweise aus der Druckschrift
Gebiet der ErfindungField of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planetenträger vorzuschlagen, der einfach zu montieren ist. Diese Aufgabe wird durch einen Planetenträger mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The invention has for its object to propose a planet carrier, which is easy to assemble. This object is achieved by a planet carrier with the features of
Die Erfindung betrifft somit einen Planetenträger für ein Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe für einen Einsatz in einem Antriebsstrang in einem Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Der Planetenträger und/oder das Planetengetriebe ist als ein Stirnradgetriebe ausgebildet, so sind insbesondere die Planetenräder und optional ergänzend die Sonnenräder und/oder Hohlräder stirnseitig und/oder umlaufend, radial nach außen gerichtet, verzahnt. Diese Ausgestaltung erlaubt in axialer Richtung zu einer Zentralachse des Planetenträgers eine sehr bauraumsparende Anordnung der Komponenten.The invention thus relates to a planetary carrier for a planetary gear, wherein the planetary gear suitable for use in a drive train in a vehicle and / or is formed. The planet carrier and / or the planetary gear is designed as a spur gear, so in particular the planet gears and optional complementary the sun gears and / or ring gears frontally and / or circumferentially, radially outward, geared. This embodiment allows in the axial direction to a central axis of the planet carrier a very space-saving arrangement of the components.
Der Planetenträger umfasst eine erste und eine zweite Seitenscheibe, wobei zwischen den beiden Seitenscheiben eine Mehrzahl von Planetenbolzen angeordnet sind, auf denen eine Mehrzahl von Planetenrädern drehbar gelagert sind. Besonders bevorzugt ist auf jedem Planetenbolzen genau ein Planetenrad drehbar gelagert. Die Planetenbolzen sind besonders bevorzugt in der ersten und der zweiten Seitenscheibe festgelegt.The planet carrier comprises a first and a second side window, wherein between the two side windows a plurality of planet pins are arranged, on which a plurality of planetary gears are rotatably mounted. Particularly preferably exactly one planetary gear is rotatably mounted on each planetary pin. The planet pins are particularly preferably fixed in the first and the second side window.
In mindestens einer der Seitenscheiben, vorzugsweise in beiden Seitenscheiben sind Sicken eingeformt, also Bereiche, welche sich in axialer Richtung gegenüber benachbarten Bereichen abheben, über die sich die Seitenscheiben in axialer Richtung gegeneinander – gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von weiteren Komponenten – in Stützbereichen abstützen. Betrachtet man den Planetenträger in einer axialen Draufsicht, so sind in Umlaufrichtung abwechselnd Stützbereiche und Aufnahmebereiche für die Planetenräder gebildet. In jedem der Aufnahmebereiche sind mindestens oder genau zwei Planetenbolzen mit Planetenrädern angeordnet, wobei die Planetenbolzen in radialer Richtung zu der Zentralachse des Planetenträgers und/oder in Umlaufrichtung um die Zentralachse jeweils voneinander versetzt angeordnet sind. Insbesondere weisen die mindestens zwei Planetenräder pro Aufnahmebereich unterschiedliche Drehachsen auf.Beading is formed in at least one of the side windows, preferably in both side windows, that is to say regions which protrude in the axial direction in relation to adjacent areas over which the side windows are supported against one another in the axial direction, possibly with the interposition of further components. Looking at the planet carrier in an axial plan view, so support areas and receiving areas for the planetary gears are alternately formed in the direction of rotation. In each of the receiving areas at least or exactly two planet pins are arranged with planetary gears, wherein the planet pins are arranged offset in the radial direction to the central axis of the planet carrier and / or in the direction of rotation about the central axis of each other. In particular, the at least two planetary gears have different axes of rotation per receiving area.
Besonders bevorzugt können die Planetenbolzen bzw. die Planetenräder einem ersten und einem zweiten Planetensatz zugeordnet werden, wobei sich bei einigen Ausführungsformen die Durchmesser der Teilkreise der Planetensätze unterscheiden können. Im Sinne einer Definition wird der Teilkreis eines Planetensatzes als ein Kreis mit einem Mittelpunkt auf der Zentralachse und mit einem Durchmesser angesehen, der durch die Mittelpunkte der Drehachsen der dem Planetensatz zugeordneten Planetenräder bzw. Planetenbolzen geht.Particularly preferably, the planetary pin or the planet gears can be assigned to a first and a second planetary gear set, wherein in some embodiments, the diameters of the pitch circles of the planetary gear sets may differ. For purposes of definition, the pitch circle of a planetary gearset is considered to be a circle having a center on the central axis and a diameter passing through the centers of the axes of rotation of the planetary gears or planetary pins associated with the planetary gearset.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass jeder der Stützbereiche auf dem Teilkreis der Planetenbolzen mit dem kleinsten Teilkreisdurchmesser einen Kreisbogenabschnitt von weniger als 50 Grad einnimmt. Somit nimmt der Stützbereich bei einem Kreis um die Zentralachse des Planetenträgers mit einem Durchmesser, der dem kleineren der Teilkreisdurchmesser der Planetensätze entspricht, einen sehr kleinen Winkelbereich ein, um ausreichend Platz für die Planetenräder in Umfangsrichtung zu sichern. Für den Fall, dass die Teilkreisdurchmesser der Planetensätze gleich sind, wird der gemeinsame Teilkreis als Bezugsteilkreis verwendet und bildet den kleinsten Teilkreisdurchmesser. Durch diese Maßnahme wird der Bauraum für die Planetenräder vergrößert, so dass diese zum einen größer dimensioniert werden können und zum anderen einfacher montiert werden können.According to the invention, it is proposed that each of the support areas on the pitch circle of the planet pins with the smallest pitch circle diameter occupy a circular arc section of less than 50 degrees. Thus, the support area at a circle around the central axis of the planet carrier with a diameter that the smaller of the Partial diameter of the planetary gear sets corresponds to a very small angular range, in order to secure sufficient space for the planet gears in the circumferential direction. In the event that the pitch circle diameters of the planetary gear sets are the same, the common pitch circle is used as the reference pitch circle and forms the smallest pitch circle diameter. By this measure, the space for the planetary gears is increased so that they can be sized larger and on the other hand easier to be mounted.
Die Grenze zwischen dem Aufnahmebereich und dem Stützbereich wird vorzugsweise wie folgt festgelegt: Die Seitenscheibe definiert eine Ebene, wobei die Grenze zwischen Aufnahmebereich und Stützbereich in der Ebene dort angeordnet ist, wo sich der Aufnahmebereich in axialer Richtung verkleinert. Somit wird ein Übergangsradius zwischen dem Aufnahmebereich und dem Stützbereich bereits dem Stützbereich zugeordnet, da die bestimmende Größe für die Grenze der Bauraum in Umlaufrichtung für die Planetenräder ist.The boundary between the receiving area and the supporting area is preferably determined as follows: The side window defines a plane, wherein the boundary between receiving area and supporting area is arranged in the plane where the receiving area decreases in the axial direction. Thus, a transition radius between the receiving area and the support area is already assigned to the support area, since the determining factor for the limit of the installation space in the direction of rotation for the planetary gears.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nimmt jeder Stützbereich einen Kreissektor von weniger als 50 Grad ein. Die Grenzen des Stützbereichs verlaufen in dieser Ausführungsform innerhalb eines ”Kuchenstücks” mit einem Öffnungswinkel von kleiner als 50 Grad. Mit dieser weiteren Einschränkung wird erreicht, dass auch in radialen Bereichen größer oder kleiner als der kleinste Teilkreis ausreichend Platz für die Planetenräder bzw. für einen Zugriff von radial außen auf die Planetenräder verbleibt.In a preferred development of the invention, each support region occupies a circular sector of less than 50 degrees. The boundaries of the support region in this embodiment extend within a "cake piece" having an opening angle of less than 50 degrees. With this further restriction, it is achieved that even in radial regions larger or smaller than the smallest pitch circle, sufficient space remains for the planetary gears or for access from radially outside to the planetary gears.
In einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in dem Stützbereich genau eine Durchgangsöffnung für ein Verbindungselement angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise als eine kreisrunde Öffnung ausgebildet sein, durch die im montierten Zustand ein Bolzen oder ein Niet durchgesteckt ist, um die beiden Seitenscheiben gegeneinander zu fixieren bzw. miteinander zu verbinden.In a simple design refinement, it can be provided that precisely one passage opening for a connecting element is arranged in the support region. The passage opening may be formed, for example, as a circular opening, through which a bolt or a rivet is inserted in the assembled state, to fix the two side windows against each other or to connect with each other.
Es ist konstruktiv bevorzugt, dass die Stützbereiche Seitenflanken aufweisen, die bezogen auf einen Stützbereich gemeinsam einen Winkel einschließen, welcher gleich oder kleiner als der Winkel des Kreisbogenabschnitts auf dem kleinsten Teilkreis der Planetenbolzen ist. Während beim Stand der Technik die Stützbereiche eher einen stumpfen Winkel aufweisen, ist es bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass die Seitenflanke einen spitzen Winkel einschließen, vorzugsweise einen Winkel, welcher kleiner ist als der Winkel des Kreisbogenabschnitts von 50°. In einer axialen Draufsicht betrachtet, bedeutet dies, dass die Seitenflanken einen Kreissektor definieren, in dessen Fläche der Durchstoßpunkt der Zentralachse des Planetenträgers angeordnet ist, wobei der Mittelpunkt des Kreissektors jedoch weiter entfernt ist als der genannte Durchstoßpunkt.It is structurally preferred that the support areas have side flanks which, relative to a support area, together form an angle which is equal to or smaller than the angle of the circular arc section on the smallest circle of the planet pins. While in the prior art, the support areas rather have an obtuse angle, it is preferred in the advantageous embodiment of the invention that the side edge include an acute angle, preferably an angle which is smaller than the angle of the circular arc portion of 50 °. Viewed in an axial plan view, this means that the side edges define a circular sector, in the area of which the piercing point of the central axis of the planet carrier is arranged, but the center of the circular sector is farther away than said piercing point.
Es ist besonders bevorzugt, wenn der Stützbereich in radialer Richtung nach außen offen oder vorzugsweise gerade auslaufend ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung unterstützt eine einfache Zugänglichkeit der Planetenräder von radial außen.It is particularly preferred if the support region is designed to be open to the outside in the radial direction or preferably to be straight. This embodiment supports easy accessibility of the planet gears from radially outside.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine Seitenscheibe einen Nabenabschnitt auf, welcher einen Teil einer Formschlussverbindung bildet, wobei die Formschlussverbindung als eine Polygonverbindung ausgebildet ist. Die Formschlussverbindung ermöglicht eine Welle-Nabe-Verbindung, wobei der Nabenabschnitt einen Aufnahmebereich für die Welle aufweist, wobei der Aufnahmebereich in einem Querschnitt senkrecht zu der Zentralachse eine Polygonform hat.In a preferred embodiment of the invention, at least one side window has a hub portion, which forms part of a form-locking connection, wherein the positive connection is formed as a polygonal connection. The positive connection allows a shaft-hub connection, wherein the hub portion has a receiving area for the shaft, wherein the receiving area in a cross section perpendicular to the central axis has a polygonal shape.
Die Vorteile von Polygonverbindungen sind insbesondere, dass diese selbstzentrierend sind, eine geringe Neigung zur Kerbwirkung haben, gute dynamische Eigenschaften aufweisen und sehr hohe Drehmomente aufnehmen können. Ferner ist die Formschlussverbindung als eine lösbare Verbindung ausgebildet, so dass die Montage des Planetenträgers ermöglicht oder erleichtert wird.The advantages of polygon joints are in particular that they are self-centering, have a low tendency to notch effect, have good dynamic properties and can absorb very high torques. Furthermore, the form-locking connection is designed as a detachable connection, so that the mounting of the planet carrier is made possible or facilitated.
Die Grundform der Polygonform ist vorzugsweise als ein regelmäßiges Polygon, insbesondere als ein Dreieck oder als ein Viereck bzw. Quadrat ausgebildet. Bei abgewandelten Ausführungsformen können jedoch auch Mehrecken mit 5, 6, 7, 8 oder mehr Eckbereichen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Polygonform und/oder die Polygonverbindung gemäß der
Bei der Herstellung ist es vorteilhaft, wenn der oder die Seitenscheiben als ein Umformteil hergestellt ist bzw. sind. Insbesondere erfolgt die Fertigung der Seitenscheibe über eine Kaltumformung. Beispielsweise wird in einem ersten Fertigungsschritt ein Blechzuschnitt, z. B. eine Ronde aus einem Blech ausgeschnitten und in einem zweiten Fertigungsschritt die Sicken bzw. der Nabenabschnitt eingeformt. Diese Art der Fertigung ermöglicht gerade bei einer hohen Stückzahl niedrige Produktionskosten pro Bauteil.In the production, it is advantageous if the side window (s) is or are produced as a formed part. In particular, the manufacture of the side window via a cold forming. For example, in a first manufacturing step, a sheet metal blank, z. B. a blank made from a sheet and formed in a second manufacturing step, the beads or the hub portion. This type of production allows low production costs per component, especially for a large number of items.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit dem Planetenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. wie er zuvor beschrieben wurde.Another object of the invention relates to a planetary gear with the planet carrier according to one of the preceding claims or as previously described.
Besonders bevorzugt ist der Planetenträger als Teil eines Ravigneaux-Satzes ausgebildet. Particularly preferably, the planet carrier is designed as part of a Ravigneaux set.
Bei dem Ravigneaux-Satz ist vorgesehen, dass Planetenräder eines ersten Planetensatzes mit einem Sonnenrad kämmen, Planetenräder eines zweiten Planetensatzes mit einem Hohlrad kämmen und Planetenräder des ersten und des zweiten Planetensatzes miteinander kämmen. Insbesondere sind in jedem Aufnahmebereich ein Planetenrad eines ersten Planetensatzes und ein Planetenrad des zweiten Planetensatzes angeordnet, welche miteinander kämmen. Besonders bevorzugt definiert der Planetensatz, dessen Planetenräder mit dem Sonnenrad kämmen, den kleinsten Teilkreisdurchmesser der Planetenbolzen.In the Ravigneaux theorem, it is provided that planet gears of a first planetary gear mesh with a sun gear, planet gears of a second planetary gear set mesh with a ring gear, and planet gears of the first and second planetary gear mesh with each other. In particular, a planetary gear of a first planetary gearset and a planetary gear of the second planetary gearset are arranged in each receiving area, which mesh with each other. Particularly preferably, the planetary gear set whose planetary gears mesh with the sun gear defines the smallest pitch circle diameter of the planet pins.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. Showing:
Die
Der Planetenträger
Funktionell betrachtet kämmt ein (nicht-dargestelltes) Sonnenrad mit den Planetenrädern
In Umlaufrichtung regelmäßig beabstandet sind Sicken
Bei der Seitenscheibe
Beide Seitenscheiben
Die
Der Schnittpunkt zwischen den Flanken
Die Polygonform des Öffnungsbereichs ist in der Grundform dreieckig ausgebildet, wobei die drei Eckbereiche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetenträgerplanet carrier
- 2a, b2a, b
- Seitenscheibenside windows
- 33
- Zentralachsecentral axis
- 4a, b4a, b
- Planetenbolzenplanet shaft
- 5a, b5a, b
- Planetenräderplanetary gears
- 6a, b6a, b
- Sickenbeading
- 77
- Stützbereichsupport area
- 88th
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 99
- Nabenabschnitthub portion
- 1010
- Öffnungsbereichopening area
- 11a, b11a, b
- Teilkreispitch circle
- 1212
- Aufnahmebereichreception area
- 1313
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 1414
- Flankenflanks
- 1515
- KreisbogenabschnittArc section
- 16a, b, c16a, b, c
- Eckbereichecorner areas
- 17a, b, c17a, b, c
- Seitenflächenfaces
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009032286 A1 [0003] DE 102009032286 A1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- DIN 32711 [0029] DIN 32711 [0029]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20131001 |