DE102015216676A1

DE102015216676A1 - Planet carrier of a planetary gear

Info

Publication number: DE102015216676A1
Application number: DE102015216676.7A
Authority: DE
Inventors: Radovan Knotek; Miroslav Marek
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (2) eines Planetengetriebes, der zwei axial beabstandete, aus einem Blechwerkstoff hergestellte Trägerwangen (1, 11) umfasst. Zur Aufnahme von Planetenradbolzen, auf denen jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar angeordnet ist, sind in den Trägerwangen (1, 11) achsgleiche, korrespondierende Bohrungen (8) eingebracht. Die als Gleichteile ausgebildeten Trägerwangen (1, 11) sind über versetzt angeordnete, axial ausgerichtete Verbindungsstege (3, 4; 13, 14) verbunden. Jeder Verbindungssteg (3, 4; 13, 14) ist jeweils einstückig mit einer Trägerwange (1, 11) verbunden. Ein freies Ende jedes Verbindungsstegs (3, 4; 13, 14) ist formschlüssig und stoffschlüssig in einer randseitigen Aufnahme (5, 6; 15, 16) der zugehörigen weiteren Trägerwange (1, 11) gesichert.The invention relates to a planetary carrier (2) of a planetary gear, which comprises two axially spaced, made of a sheet material carrier cheeks (1, 11). For receiving Planetenradbolzen, on each of which at least one planetary gear is rotatably disposed, in the support cheeks (1, 11) coaxial, corresponding holes (8) are introduced. The carrier cheeks (1, 11) designed as identical parts are connected via offset, axially aligned connecting webs (3, 4, 13, 14). Each connecting web (3, 4, 13, 14) is in each case integrally connected to a carrier cheek (1, 11). A free end of each connecting web (3, 4, 13, 14) is positively and materially secured in a peripheral receptacle (5, 6, 15, 16) of the associated further support cheek (1, 11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger eines Planetengetriebes, der aus einem Blechwerkstoff besteht und zwei axial beabstandete Trägerwangen einschließt. Achsgleiche, korrespondierende Bohrungen in den Trägerwangen sind zur Aufnahme von Planetenradbolzen bestimmt, auf denen jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar angeordnet ist. Die als Gleichteile ausgebildeten Trägerwangen sind über versetzt angeordnete, axial ausgerichtete Verbindungsstege verbunden.The invention relates to a planetary carrier of a planetary gear, which consists of a sheet metal material and includes two axially spaced support cheeks. Axial same, corresponding holes in the carrier cheeks are intended to receive Planetenradbolzen, on each of which at least one planetary gear is rotatably arranged. Trained as equal parts carrier cheeks are connected via offset, axially aligned connecting webs connected.

Aus dem Stand der Technik sind Planetenträger bekannt, die für Planetengetriebe von Differentialgetrieben oder Verteilergetrieben bestimmt sind, deren Bauteile spanend hergestellt und/oder aus einem Gussmaterial ausgeformt sind. Weiterhin werden Planetenträger eingesetzt, die Bauteile umfassen, die durch ein Fließpressverfahren hergestellt oder aus einem Blechmaterial spanlos geformt sind.Planet carriers are known from the prior art, which are intended for planetary gears of differential gears or transfer cases, whose components are made by machining and / or formed from a casting material. Furthermore, planet carriers are used which comprise components that are produced by an extrusion molding process or formed from a sheet metal material without cutting.

Beispielsweise zeigt die US 5 470 286 A einen zweiteilig ausgeführten Planetenradträger, wobei eine erste als ein Blechumformteil gestaltete Trägerwange einstückig mit umfangsverteilten, axial ausgerichteten Verbindungsstegen versehen ist. Eine weitere ringscheibenförmig ausgeführte Trägerwange bildet Befestigungspunkte, an denen die Verbindungsstege fixiert sind. In beiden Trägerwangen sich achsgleiche Lagerstellen für Planetenradbolzen eingebracht, auf denen Planetenräder drehbar gelagert sind.For example, the shows US 5 470 286 A a two-part designed planet carrier, wherein a first designed as a sheet metal forming part support cheek is provided integrally with circumferentially distributed, axially aligned connecting webs. Another annular disk-shaped carrier cheek forms attachment points at which the connecting webs are fixed. In both carrier cheeks coaxial bearing points are introduced for Planetenradbolzen on which planet gears are rotatably mounted.

Aus der DE 10 2006 001 286 A1 ist ein Planetenträger bekannt, bei dem eine Trägerwange mit versetzt zueinander positionierten Verbindungstegen 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.From the DE 10 2006 001 286 A1 a planet carrier is known, in which a carrier cheek with staggered mutually positioned connecting webs forms a structural unit. For receiving Planetenradbolzen, on each of which a planetary gear is rotatably mounted, bores are introduced in the support cheek between the connecting webs. About a frontally applied to the support cheek locking ring all Planetenradbolzen are fixed. Mutually to the support cheek, both the connecting webs and the planetary pin are permanently attached to a disc-like support cheek.

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.From the publication DE 43 02 844 C1 the construction of a planet carrier is known, which essentially comprises a hub member and an opposite side wall member having coaxial bores, which are intended to receive Planetenradbolzen. Both components of the planet carrier are formed as extruded component or sheet metal stamping member, which are welded together to form the Planetenradträgers.

Die DE 10 2011 003 706 A1 zeigt einen aus Blechen 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.The DE 10 2011 003 706 A1 shows a planet carrier made of sheet metal, which includes two largely designed as a disk body carrier cheeks, which are connected via connecting webs as a spacer element. In this case, all components made of sheet metal of the planet carrier are positively and materially connected to each other.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen kompakten, aus gleichen Bauteilen gebildeten, kostengünstig herstellbaren Planetenträger zu schaffen, der eine hohe Bauteilsteifigkeit aufweist.The object of the invention is to provide a compact, formed from the same components, inexpensive to produce planet carrier, which has a high component rigidity.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die abhängigen, auf den unabhängigen Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The solution of this problem arises from the characterizing features of claim 1. The dependent, back to the independent claim 1 claims give advantageous developments of the invention again.

Erfindungsgemäß ist ein zwei baugleiche Trägerwangen umfassender Planetenträger vorgesehen, wobei jeder Verbindungssteg jeweils einerseits einstückig mit einer Trägerwange verbunden ist und andererseits an der weiteren Trägerwange stoffschlüssig befestigt ist und dabei formschlüssig in eine randseitige Ausnehmung einer Trägerwange eingreift. Mit dem erfindungsgemäßen Konzept, das zwei übereinstimmend aufgebaute Trägerwangen einschließt, ist vorteilhaft ein bauraum- und bauteiloptimierter Planetenträger realisierbar. Damit verbunden stellt sich gleichzeitig ein gewünschtes reduziertes Gewicht des Planetenträgers ein. Durch den endseitigen formschlüssigen Eingriff und die stoffschlüssige Befestigung der rechtwinklig gegenüber der Trägerwange abgewinkelten Verbindungsstege in äußere bzw. randseitige, fluchtende gegenüberliegende Ausnehmungen der zugehörigen zweiten Trägerwange ergibt sich eine verbesserte Bauteilsteifigkeit des Planetenträgers. Folglich ist der erfindungsgemäße Planetenträger hoch belastbar und ermöglicht vorteilhaft die Übertragung großer Drehmomente. Durch den vergrößerten Gleichteileumfang des Planetenträgers stellt sich weiterhin eine gewünschte Kosteneinsparung ein.According to the invention a two identical carrier carrier cheeks planet carrier is provided, each connecting web in each case on the one hand integrally connected to a support cheek and on the other hand is firmly bonded to the other support cheek and engages positively in a peripheral recess of a support cheek. With the concept according to the invention, which includes two carrier webs of identical construction, it is advantageously possible to implement a space-carrier and component-optimized planet carrier. At the same time, this results in a desired reduced weight of the planet carrier. By the end-side positive engagement and the material attachment of the angled relative to the support beam angled connecting webs in outer or edge-side, aligned opposite recesses of the associated second support cheek results in an improved component rigidity of the planet carrier. Consequently, the planet carrier according to the invention is highly resilient and advantageously allows the transmission of high torques. Due to the increased common part circumference of the planet carrier continues to set a desired cost savings.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die baugleichen Trägerwangen so anzuordnen, dass deren Verbindungsstege endseitig, auf den Planetenträger bezogen umfangsseitig, im Wechsel in randseitige Ausnehmungen der ersten oder der zweiten Trägerwange eingreifen und befestigt sind. Beispielsweise sind zwei Trägerwangen, die jeweils zwei um 180° voneinander versetzte Verbindungsstege aufweisen, so zusammengefügt, dass der Planetenträger vier um 90° beabstandete Verbindungsstege umfasst. Im Einbauzustand ist das freie Ende der einstückig mit einer Trägerwange verbundenen Verbindungsstege umfangsseitig im Wechsel an der ersten oder der zweiten Trägerwange form- und stoffschlüssig lagefixiert. Dieser Aufbau bzw. diese Befestigungsart vereinfacht die Montage zur Schaffung eines kostengünstigen Planetenträgers, der sich gleichzeitig durch eine hohe Strukturfestigkeit auszeichnet. Der Planetenträger ist vorzugsweise so gestaltet, dass die Anzahl der Verbindungsstege mit der Anzahl der Planetenradbolzen des Planetenträgers übereinstimmt. Alternativ dazu kann die Anzahl der Verbindungsstege von der Anzahl der Planetenradbolzen abweichen.A preferred embodiment of the invention provides to arrange the identical support cheeks so that the connecting webs end, on the planet carrier related circumferentially, intervene alternately in edge-side recesses of the first or the second beam cheek and are attached. For example, two carrier cheeks, each having two offset by 180 ° from each other connecting webs, assembled so that the planet carrier comprises four spaced by 90 ° connecting webs. In the installed state, the free end of the integrally connected with a support cheek connecting webs circumferentially alternately fixed in position on the first or the second support cheek and materially fixed. This structure or this mounting simplifies the assembly to create a cost-effective planet carrier, which at the same time by a high structural strength distinguished. The planet carrier is preferably designed so that the number of connecting webs coincides with the number of planetary pin of the planet carrier. Alternatively, the number of connecting webs may differ from the number of Planetenradbolzen.

Bei fertiggestelltem Planetenträger sind die Verbindungsstege an einem Ende und die Planetenradbolzen an beiden Enden mit den Trägerwangen des Planetenträgers dauerfest verbunden. Zur dauerhaften Sicherung der Verbindungsstege bietet sich an, diese insbesondere formschlüssig in randseitige Ausnehmungen der zugeordneten Trägerwange einzupassen und prozesssicher stoffschlüssig an der Trägerwange zu befestigen, wozu sich insbesondere eine Laserschweißung eignet. Eine Sicherung der formschlüssig in Bohrungen oder Aufnahmen der Trägerwangen eingesetzten Planetenradbolzen kann beispielsweise durch ein Verstemmen, eine Nietung oder ein Verpressen erfolgen.When finished planet carrier, the connecting webs at one end and the Planetenradbolzen are permanently connected at both ends with the support cheeks of the planet carrier. For permanent securing of the connecting webs is advisable to fit them in particular form-fitting manner in edge recesses of the associated support beam and secure process fit cohesively to the support cheek, to which in particular a laser welding is suitable. A backup of the form-fitting inserted into holes or recordings of the carrier cheeks Planetenradbolzen can be done for example by caulking, riveting or pressing.

Zur Herstellung der als Gleichteile gestalteten Trägerwangen ist bevorzugt ein Blechumformverfahren vorgesehen, wozu sich beispielsweise eine Kombination aus einem Kaltschmiede-, Tiefzieh- und einem Feinschneideverfahren eignet. Die durch eine plastische Materialumformung gefertigten Bauteile können anschließend unter Beibehaltung identischer Bauteilgeometrien zusammengefügt werden. Die Verwendung von zwei gleichdimensionierten, d.h. identischen, als Blechumformteil aus einem metallischen Werkstoff hergestellten Trägerwangen bietet die Möglichkeit, zur Herstellung dieser Bauteile gleiche Techniken bzw. Produktionsschritte vorzusehen.For the production of the carrier cheeks designed as equal parts, a sheet metal forming process is preferably provided, for which purpose, for example, a combination of a cold forging, deep drawing and a fineblanking method is suitable. The manufactured by a plastic material forming components can then be joined together while maintaining identical component geometries. The use of two equal sized, i. identical, produced as sheet metal forming part of a metallic material support cheeks offers the possibility to provide the same techniques or production steps for the production of these components.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Diese erfindungsgemäße Lösung stellt jedoch keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Dabei zeigt:Further features of the invention will become apparent from the following description of the drawings, in which an embodiment of the invention is shown. However, this solution according to the invention does not represent a conclusive limitation of the invention.

1 in einer Ansicht eine erfindungsgemäße Trägerwange eines Planetenträgers; 1 in a view of a carrier cheek invention of a planet carrier;

2 zwei beabstandete Trägerwangen nach 1 in einer Perspektive; 2 two spaced beam cheeks after 1 in a perspective;

3 zwei zu einem Planetenträger zusammengefügte Trägerwangen in einer Perspektive; und 3 two carrier cheeks joined together to form a planet carrier in one perspective; and

4 den Planetenträger nach 3 in einer weiteren Perspektive. 4 the planet carrier after 3 in a different perspective.

In 1 ist eine Trägerwange 1 eines in den 3 und 4 abgebildeten Planetenträgers 2 gezeigt. Die nahezu scheibenartig gestaltete Trägerwange 1 kann in einem ersten Fertigungsschritt spanlos mittels eines Blechumformverfahrens, bevorzugt durch Stanzen, aus einem Metallwerkstoff hergestellt werden. Die Trägerwange 1 schließt jeweils zwei um 180° zueinander versetzte Verbindungsstege 3, 4 sowie versetzt dazu zwei randseitige Ausnehmungen 5, 6 ein, die ebenfalls um 180° zueinander versetzt sind. Eine zentrische Aufnahme 7 ist für eine im Einbauzustand durch den Planetenträger 2 geführte Getriebewelle (nicht gezeigt) bestimmt. Weiterhin umfasst die Trägerwange 1 vier versetzt um 90° eingebrachte Aufnahmen 8 für Planetenradbolzen (nicht gezeigt), auf denen jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert ist.In 1 is a carrier cheek 1 one in the 3 and 4 Pictured planet carrier 2 shown. The almost disc-shaped carrier cheek 1 can be produced in a first manufacturing step without cutting by means of a sheet metal forming process, preferably by punching, from a metal material. The carrier cheek 1 closes two mutually offset by 180 ° connecting webs 3 . 4 as well as offset two edge recesses 5 . 6 a, which are also offset by 180 ° to each other. A centric recording 7 is for one in the installed state by the planet carrier 2 guided transmission shaft (not shown) determined. Furthermore, the support cheek comprises 1 four offset 90 ° images 8th for Planetenradbolzen (not shown), on each of which at least one planet gear is rotatably mounted.

In der 2 sind zwei als Gleichteile ausgebildete Trägerwangen 1, 11 beabstandet in einer Perspektive gezeigt, die zu einem Planetenträger 2 (gezeigt in den 3 und 4) zusammenfügbar sind. Diese Abbildung verdeutlicht übereinstimmende, als rechtwinklige Abkantungen ausgebildete Verbindungsstege 3, 4; 13, 14 (Verbindungssteg 14 verdeckt), die nach dem Stanzen in einem weiteren Fertigungsschritt durch lokales Umformen an beiden Trägerwangen 1, 11 herstellbar sind. Vor einem Zusammenfügen zur Bildung des Planetenträgers 2 werden die Trägerwangen 1, 11 zueinander so ausgerichtet, dass die Verbindungsstege 3, 4 der Trägerwange 1 den Ausnehmungen 15, 16 der Trägerwange 11 und die Verbindungsstege 13, 14 der Trägerwange 11 den Ausnehmungen 5, 6 der Trägerwange 1 zugeordnet sind.In the 2 are two trained as equal parts support cheeks 1 . 11 spaced in a perspective shown to a planet carrier 2 (shown in the 3 and 4 ) are joinable. This figure illustrates matching, designed as a right-angled bends connecting webs 3 . 4 ; 13 . 14 (Connecting web 14 concealed), which after punching in a further manufacturing step by local forming on both support cheeks 1 . 11 can be produced. Before joining to form the planet carrier 2 become the carrier cheeks 1 . 11 aligned with each other so that the connecting webs 3 . 4 the carrier cheek 1 the recesses 15 . 16 the carrier cheek 11 and the connecting webs 13 . 14 the carrier cheek 11 the recesses 5 . 6 the carrier cheek 1 assigned.

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 vier um jeweils 90° versetzte, auf Planetenradbolzen geführte Planetenräder (nicht gezeigt) bestimmt. Die in den Trägerwangen 1, 11 eingebrachten Bohrungen 7 sind für die Planetenradbolzen bestimmt. Im Einbauzustand des Planetenträgers 2 verrasten die Verbindungsstege 3, 4 der Trägerwange 1 mit einem freien Ende formschlüssig in die randseitigen Ausnehmungen 15, 16 (Ausnehmung 16 verdeckt) der Trägerwange 11 und entsprechend die Verbindungsstege 13, 14 der Trägerwange 11 in die randseitigen Ausnehmungen 5, 6 der Trägerwange 1. Zur dauerfesten Sicherung werden die Verbindungsstege 3, 4; 13, 14 anschließend endseitig stoffschlüssig, insbesondere mit der zugehörigen Trägerwange 1 oder 11 verschweißt. Dadurch stellt sich umfangsseitig stets ein Wechsel zwischen den Befestigungspunkten der Verbindungsstege 3, 4; 13, 14 an den Trägerwangen 1, 11 ein. Ein axialer Abstand S1 zwischen der Trägerwange 1 und 11 wird im Wesentlichen durch eine Länge der Verbindungsstege 3, 4; 13, 14 bestimmt.The 3 and 4 show the planet carrier 2 without planet gears in two views, which can be assigned to a planetary gear (not shown). In the installed state, the planetary gears are in meshing engagement with at least one externally toothed central sun gear (not shown) as well as with a ring gear (not shown) enclosing all planetary gears. The planet carrier 2 is determined for four offset by 90 °, planetary gear bolt guided planetary gears (not shown). The in the carrier cheeks 1 . 11 introduced holes 7 are intended for the Planetenradbolzen. In the installed state of the planet carrier 2 lock the connecting webs 3 . 4 the carrier cheek 1 with a free end form-fitting in the edge-side recesses 15 . 16 (recess 16 hidden) of the support cheek 11 and according to the connecting webs 13 . 14 the carrier cheek 11 in the peripheral recesses 5 . 6 the carrier cheek 1 , For permanent securing the connecting bridges 3 . 4 ; 13 . 14 then the end material fit, in particular with the associated support beam 1 or 11 welded. As a result, a change always occurs circumferentially between the attachment points of the connecting webs 3 . 4 ; 13 . 14 on the carrier cheeks 1 . 11 one. An axial distance S1 between the support cheek 1 and 11 is essentially a length of the connecting webs 3 . 4 ; 13 . 14 certainly.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Trägerwange support flange
22: Planetenträger planet carrier
33: Verbindungssteg connecting web
44: Verbindungssteg connecting web
55: Ausnehmung recess
66: Ausnehmung recess
77: Aufnahme admission
88th: Bohrung drilling
1111: Trägerwange support flange
1313: Verbindungssteg connecting web
1414: Verbindungssteg connecting web
1515: Ausnehmung recess
1616: Ausnehmung recess
S1S1: axialer Abstand (zwischen den Trägerwangen) axial distance (between the beam cheeks)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5470286 A [0003]
DE 102006001286 A1 [0004]
DE 4302844 C1 [0005]
DE 102011003706 A1 [0006]

Claims

Planet carrier ( 2 ) of a planetary gear, consisting of two axially spaced, made of a sheet material carrier cheeks ( 1 . 11 ), the same for receiving Planetenradbolzen, corresponding holes ( 8th ), on each of which at least one planetary gear is rotatably arranged, wherein the formed as equal parts support cheeks ( 1 . 11 ) arranged via offset, axially aligned connecting webs ( 3 . 4 ; 13 . 14 ), characterized in that each connecting bridge ( 3 . 4 ; 13 . 14 ) on the one hand in one piece with a support cheek ( 1 . 11 ) and on the other hand on the other support cheek ( 1 . 11 ) is firmly bonded and thereby positively in a peripheral recess ( 5 . 6 ; 15 . 16 ) a support cheek ( 1 . 11 ) intervenes.

Planet carrier according to claim 1, characterized in that the connecting webs ( 3 . 4 ; 13 . 14 ) circumferentially alternately end to the first support cheek ( 1 ) or the second support cheek ( 11 ) are attached.

Planet carrier according to one of the preceding claims, characterized in that in the installed state, the connecting webs ( 3 . 4 ; 13 . 14 ) at one end and the Planetenradbolzen at both ends with the support cheeks ( 1 . 11 ) of the planet carrier ( 2 ) are attached.

Planet carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier cheeks ( 1 . 11 ) are produced by a sheet metal forming process.