-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Planetenträger eines Planetengetriebes, der zwei axial beabstandete, als einteilige Umformteile ausgeführte Trägerwangen umfasst, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung nach Anspruch 9 ein Verfahren zur Herstellung eines Planetenträgers.
-
Bauteile für Planetenträger, die in Planetengetriebe von Differentialgetrieben oder Verteilergetrieben eingesetzt sind, werden beispielsweise spanend hergestellt und/oder aus einem Gussmaterial ausgeformt. Weiterhin sind Planetenträger bekannt, deren Bauteile durch ein Fließpressverfahren hergestellt oder aus einem Blechmaterial spanlos geformt sind.
-
Beispielsweise zeigt die
US 5 470 286 A einen zweiteilig aufgebauten Planetenradträger. Ein erstes ringscheibenförmiges, Lagerstellen für die Planetenradbolzen einschließendes Blechumformteil ist einstückig mit umfangsverteilten, axial ausgerichteten Verbindungsstegen versehen. Ein weiteres scheibenförmig ausgeführtes, ebenfalls Lagerstellen aufweisendes Bauteil bildet Befestigungspunkte, an denen die Verbindungsstege fixiert sind.
-
Aus der
DE 10 2006 001 286 A1 ist ein Planetenträger bekannt, bei dem eine Trägerwange mit versetzt zueinander positionierten Verbindungsstegen eine Baueinheit bildet. Zur Aufnahme von Planetenradbolzen, auf denen jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist, sind in der Trägerwange zwischen den Verbindungsstegen Bohrungen eingebracht. Über einen stirnseitig an der Trägerwange anliegenden Feststellring sind alle Planetenradbolzen fixiert. Gegenseitig zur Trägerwange sind sowohl die Verbindungsstege als auch die Planetenradbolzen an einer scheibenartigen Trägerwange dauerfest befestigt.
-
Aus der Druckschrift
DE 43 02 844 C1 ist der Aufbau eines Planetenradträgers bekannt, der im Wesentlichen ein Nabenbauteil und ein gegenüberliegendes Seitenwandbauteil mit achsgleichen Bohrungen umfasst, die zur Aufnahme von Planetenradbolzen bestimmt sind. Beide Bauteile des Planetenradträgers sind als Fließpressbauteil bzw. als Blechpressbauteil ausgebildet, die zur Bildung des Planetenradträgers miteinander verschweißt sind.
-
Die
DE 10 2011 003 706 A1 zeigt einen aus Blechteilen gefertigten Planetenträger, 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 der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Planetenradträger und ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenradträgers vorzuschlagen, um diesen kostengünstig herstellen zu können und der außerdem eine verbesserte Verwindungssteifigkeit aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen, auf den unabhängigen Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
-
Gemäß der Erfindung sind die Trägerwangen des Planetenträgers mittels einer Anzahl von Stegelementen verbunden, die zwei Verbindungsstege umfassen. Die wechselständig oder entgegengesetzt zueinander verlaufenden, jeweils einstückig mit einer Trägerwange verbundenen Verbindungsstege sind endseitig stoffschlüssig mit der weiteren Trägerwange des Planetenträgers verbunden.
-
Im Einbauzustand bei fertiggestelltem Planetenträger sind folglich die axial ausgerichteten und rechtwinklig gegenüber den Trägerwangen abgekanteten und paarweise angeordneten Verbindungsstege umfangsseitig im Wechsel einstückig der ersten Trägerwange oder der zweiten Trägerwange zugeordnet. Durch die Stegelemente, die stets zwei Verbindungsstege einschließt, stellt sich eine gewünschte verbesserte Bauteilsteifigkeit bzw. Verwindungssteifigkeit des Planetenträgers ein. Der erfindungsgemäße Planetenträger ist damit hoch belastbar und ermöglicht die Übertragung großer Drehmomente. Gleichzeitig ist mit dem konstruktiven Aufbau ein gewünschtes reduziertes Gewicht des Planetenträgers erreichbar. Außerdem ist das erfindungsgemäße Konzept insbesondere hinsichtlich des Aufbaus und des Verbindens der Bauteile des Planetenradträgers einfach umsetzbar zur Realisierung eines vorteilhaft kostengünstigen Planetenträgers.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich zwischen den Verbindungsstegen der Stegelemente ein Spalt bildet. Dabei ist der Stegabstand bzw. der Spalt schmaler ausgeführt als eine den Stegelementen benachbarte Ausnehmung oder Tasche, die für die Planetenräder des Planetenträgers bestimmt ist. Alternativ dazu können die Verbindungsstege der Stegelemente jeweils unmittelbar aneinander liegend positioniert und bei Bedarf stoffschlüssig verbunden werden.
-
Vorteilhaft umfasst der Planetenträger zwei baugleiche Trägerwangen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau mit zwei übereinstimmend aufgebauten Trägerwangen kann vorteilhaft ein Planetenträger mit einem vergrößerten Gleichteileumfang realisiert werden. Damit verbunden besteht bei der Montage der Trägerwangen keine Verwechselungsgefahr, wodurch sich eine vereinfachte und sichere Montage ergibt. Weiterhin wirkt sich diese Maßnahme positiv auf die Lagerhaltung der Bauteile des Planetenträgers aus, verbunden mit einer weiteren Kosteneinsparung.
-
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der einstückig mit einer Trägerwange verbundene, abgewinkelte Verbindungssteg endseitig mit einem Endbereich formschlüssig in eine randseitige, fluchtende Ausnehmung der zugehörigen weiteren baugleichen Trägerwange eingreift. Diese Maßnahme gemeinsam mit einer stoffschlüssigen Befestigung des Verbindungsstegs im Bereich der randseitigen Ausnehmung nimmt positiven Einfluss auf die Verwindungssteifigkeit des Planetenträgers.
-
Zur Herstellung der einteiligen Trägerwangen ist vorzugsweise ein spanloses Blechumformverfahren vorgesehen, mit dem das Bauteil aus einem metallischen Blechband, insbesondere einem Stahlblech, geformt wird. Dazu bietet sich beispielsweise ein Stanzen an, mit dem die ringscheibenförmige Trägerwange zugeschnitten wird. Mit dem Verfahren werden gleichzeitig die laschenförmigen Verbindungsstege, die Bohrungen zum Aufnehmen von Planetenradbolzen sowie die randseitigen Ausnehmungen eingeformt oder zugeschnitten. Alternativ oder ergänzend zu einem Stanzen und einem anschließenden Biegen der Verbindungsstege ist die Trägerwange mittels Tiefziehen als topfartiges Bauteil herstellbar, das eine Ringscheibe sowie lokal abgewinkelte Verbindungsstege einschließt.
-
Eine weitere bevorzugte Auslegung des erfindungsgemäß aufgebauten Planetenträgers sieht vor, dass die Anzahl der Stegelemente mit der Anzahl der Planetenradbolzen bzw. der Planetenräder des Planetenträgers übereinstimmt, um eine möglichst gleiche Lasteinleitung bzw. Lastübertragung zu gewährleisten. Falls die Umgebungskonstruktion es erfordert, kann alternativ dazu die Anzahl der Stegelemente von der Anzahl der Planetenradbolzen abweichen.
-
Gemäß Anspruch 9 sind nachfolgende Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Planetenträgers vorgesehen.
-
Ein erster Schritt sieht beispielsweise durch Stanzen das Anfertigen von zwei vorzugsweise identischen Trägerwangen aus einem Blechmaterial vor, die jeweils Bohrungen für Planetenradbolzen, Laschen zur Gestaltung der Verbindungsstege sowie randseitige Ausnehmungen für die Verbindungsstege einschließen. Daran schließt sich durch Biegen der Laschen die Gestaltung der abgewinkelten Verbindungsstege an.
-
Bei der Montage werden zunächst Planetenradbolzen in Verbindung mit zugehörigen Planetenrädern in Bohrungen einer ersten Trägerwange eingesetzt. Anschließend werden beide Trägerwangen zusammengefügt, wobei die jeweils wechselständig oder entgegengesetzt zueinander verlaufenden Verbindungsstege der Stegelemente mit einem freien Ende in korrespondierende, randseitige Aufnahmen der zugehörigen gegenüberliegenden weiteren Trägerwange eingreifen. Synchron dazu erfolgt das Einführen der Planetenradbolzen in die Bohrungen der zweiten Trägerwange. Abschließend werden die Verbindungsstege in den Aufnahmen sowie die in den Bohrungen eingepassten Planetenradbolzen stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig gesichert.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in mehreren Abbildungen gezeigt ist. Diese dargestellte erfindungsgemäße Lösung stellt jedoch keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Es zeigt:
-
1 in einer Ansicht eine erfindungsgemäße Trägerwange eines Planetenträgers;
-
2 zwei beabstandete Trägerwangen nach 1 in einer Perspektive;
-
3 einen erfindungsgemäßen Planetenträger in einer Ansicht; und
-
4 den Planetenträger gemäß 3 in einer Perspektive.
-
Die 1 zeigt eine weitestgehend scheibenartig gestaltete Trägerwange 1, die mit einer weiteren Trägerwange 11 zu einem in den 3 und 4 abgebildeten Planetenträger 2 komplettiert werden kann. Die Trägerwange 1 kann in einem ersten Fertigungsschritt spanlos mittels eines Blechumformverfahrens, bevorzugt durch Stanzen aus einem metallischen Blechband hergestellt werden. Die Trägerwange 1 schließt drei um 120° zueinander beabstandete Verbindungsstege 3, 4, 5 ein, die als radiale Laschen ausgebildet sind, die in einem weiteren Fertigungsschritt rechtwinklig abgekantet werden. An jedem Verbindungssteg 3, 4, 5 schließt sich unmittelbar eine randseitige Ausnehmung 6, 7, 8 in der Trägerwange 1 an. Eine zentrische Aufnahme 9 der Trägerwange 1 ist für eine im Einbauzustand durch den Planetenträger 2 geführte Getriebewelle (nicht gezeigt) bestimmt. Weiterhin sind in der Trägerwange 1 drei um 120° versetzte Bohrungen 10 eingebracht, die für Planetenradbolzen (nicht gezeigt) vorgesehen sind, auf denen jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert ist.
-
In der 2 sind zwei als Gleichteile ausgebildete Trägerwangen 1, 11 beabstandet in einer Perspektive abgebildet, die zu einem Planetenträger 2 (gezeigt in 3 und 4) zusammenfügbar sind. Die 2 verdeutlicht die übereinstimmenden rechtwinkligen Abkantungen der Verbindungsstege 3, 4, 5 sowie 13, 14, 15 (Verbindungssteg 15 verdeckt) der Trägerwangen 1, 11, die durch lokales rechtwinkliges Umformen bzw. Biegen in Richtung der zugehörigen gegenüberliegenden Trägerwange 1 bzw. 11 ausgerichtet sind. Vor einem Zusammenfügen zur Bildung des Planetenträgers 2 werden die Trägerwangen 1, 11 zueinander so ausgerichtet, dass sich eine Lageübereinstimmung der Verbindungsstege 3, 4, 5 der Trägerwange 1 zu den Ausnehmungen 16, 17, 18 (Ausnehmung 18 verdeckt) der Trägerwange 11 und der Verbindungsstege 13, 14, 15 der Trägerwange 11 zu den Ausnehmungen 6, 7, 8 der Trägerwange 1 einstellt.
-
Die 3 und 4 zeigen den Planetenträger 2 ohne Planetenräder in zwei Ansichten, der einem Planetengetriebe (nicht gezeigt) zugeordnet werden kann. Im Einbauzustand stehen die Planetenräder mit zumindest einem außenverzahnten zentralen Sonnenrad (nicht gezeigt) sowie mit einem alle Planetenräder umschließenden Hohlrad (nicht gezeigt) in Zahneingriff. Der Planetenträger 2 ist für drei um jeweils 120° versetzte, auf Planetenradbolzen geführte Planetenräder (nicht gezeigt) bestimmt. Zur Aufnahme der Planetenradbolzen sind in den Trägerwangen 1, 11 achsgleiche Bohrungen 10 eingebracht.
-
Im Einbauzustand des Planetenträgers 2 verrasten die Verbindungsstege 3, 4, 5 der Trägerwange 1 mit einem freien Ende formschlüssig in die randseitigen Ausnehmungen 16, 17, 18 (Ausnehmung 18 verdeckt) der Trägerwange 11 und entsprechend die Verbindungsstege 13, 14, 15 der Trägerwange 11 in die randseitigen Ausnehmungen 6, 7, 8 der Trägerwange 1. Zur dauerfesten Sicherung werden alle Verbindungsstege anschließend endseitig stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Schweißung, befestigt. Ein axialer Abstand zwischen den Trägerwangen 1 und 11 wird im Wesentlichen durch eine Länge der Verbindungsstege 3, 4, 5 sowie der Verbindungsstege 13, 14, 15 bestimmt.
-
Die paarweise zusammengeführten Verbindungsstege 3 und 13, 4 und 14 sowie 5 und 15 bilden jeweils ein Stegelement 21, 22, 23.
-
Dabei verlaufen die Verbindungsstege jedes Stegelementes 21, 22, 23 wechselständig oder entgegengesetzt zueinander und sind einerseits einstückig mit einer Trägerwange 1 oder der Trägerwange 11 verbunden und andererseits an der zugehörigen weiteren Trägerwange 1 oder 11 stoffschlüssig befestigt. Dadurch stellt sich ein Wechsel zwischen den Befestigungspunkten der Verbindungsstege eines Stegelementes 21, 22, 23 an den Trägerwangen 1 oder 11 ein. Gemäß der 3 verlaufen die Verbindungsstege 3 und 13, 4 und 14 sowie 5 und 15 der Stegelemente 20, 21, 23 parallel beabstandet zueinander, wodurch sich ein Spalt 19 einstellt. Dieser Spalt 19 ist schmaler als eine Tasche 20, die für einen lokalen radialen Austritt der Planetenräder (nicht gezeigt) aus dem Planetenträger 2 bestimmt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Trägerwange
- 2
- Planetenträger
- 3
- Verbindungssteg
- 4
- Verbindungssteg
- 5
- Verbindungssteg
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Aufnahme
- 10
- Bohrung
- 11
- Trägerwange
- 13
- Verbindungssteg
- 14
- Verbindungssteg
- 15
- Verbindungssteg
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Ausnehmung
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Spalt
- 20
- Tasche
- 21
- Stegelement
- 22
- Stegelement
- 23
- Stegelement
-
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
-
- US 5470286 A [0003]
- DE 102006001286 A1 [0004]
- DE 4302844 C1 [0005]
- DE 102011003706 A1 [0006]
