DE102016124738A1 - Planet bolts for a planetary gearbox - Google Patents

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    • F16H2057/085—Bearings for orbital gears

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenbolzen (1) zur drehbaren Lagerung eines Planetenrades (2), wobei der Planetenbolzen (1) als Hohlbolzen ausgebildet ist und eine über seine axiale Länge variable Wandstärke aufweist, wobei die Wandstärke zur Spannungsoptimierung des Planetenbolzens (1) an zwei distalen Enden (3) des Planetenbolzens (1) geringer ist als in einer axialen Mitte des Planetenbolzens (1).The invention relates to a planetary pin (1) for rotatably supporting a planetary gear (2), wherein the planetary pin (1) is formed as a hollow pin and a variable over its axial length wall thickness, wherein the wall thickness for optimizing the voltage of the planetary pin (1) at two distal Ends (3) of the planetary bolt (1) is less than in an axial center of the planetary bolt (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenbolzen zur drehbaren Lagerung eines Planetenrades. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Planetengetriebe, insbesondere ein Stirnraddifferential für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a planetary pin for rotatably supporting a planetary gear. Furthermore, the invention also relates to a planetary gear, in particular a spur gear for a motor vehicle.

Aus der DE 600 03 589 T2 geht ein Bolzen zur Verbindung eines Getrieberads mit einem Tragelement hervor. Der Bolzen weist eine jeweilige Achse auf und umfasst einen ersten und einen zweiten Längsendabschnitt, der mit dem Tragelement verbunden werden kann, einen ersten Zwischenabschnitt, der von diesem ersten Endabschnitt aus verläuft, und einen zweiten Zwischenabschnitt, der von diesem zweiten Endabschnitt aus verläuft. Der erste und der zweite Zwischenabschnitt unterscheiden sich in der Größe und in der Biegefestigkeit voneinander, wobei der erste Zwischenabschnitt einen Querschnitt aufweist. Dieser Querschnitt ist gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zur Achse ist, größer als ein Querschnitt des zweiten Zwischenabschnitts, gemessen in einer weiteren Ebene, die parallel zu dieser Ebene ist. Der Bolzen ist asymmetrisch in Bezug auf eine Ebene, die rechtwinklig zur Achse ist und durch die Mittellinie des Bolzens führt. Der Bolzen wird seitlich durch eine zylindrische Auflagefläche definiert und umfasst auch einen einzelnen rohrförmigen Abschnitt, der mit der Achse koaxial ist, vom ersten Zwischenabschnitt hervorragt und den zweiten Zwischenabschnitt umgibt. Dieser einzelne rohrförmige Abschnitt wird außen durch die zylindrische Fläche definiert.From the DE 600 03 589 T2 goes out a bolt for connecting a gear with a support element. The bolt has a respective axis and includes first and second longitudinal end portions connectable to the support member, a first intermediate portion extending from this first end portion, and a second intermediate portion extending from this second end portion. The first and second intermediate portions differ in size and bending strength from each other, the first intermediate portion having a cross section. This cross section is measured in a plane which is perpendicular to the axis, larger than a cross section of the second intermediate section, measured in a further plane which is parallel to this plane. The bolt is asymmetrical with respect to a plane which is perpendicular to the axis and passes through the centerline of the bolt. The bolt is laterally defined by a cylindrical bearing surface and also includes a single tubular portion which is coaxial with the axis, protrudes from the first intermediate portion and surrounds the second intermediate portion. This single tubular section is defined externally by the cylindrical surface.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Planetenbolzen weiterzuentwickeln, und insbesondere eine Lebensdauer des Planetenbolzens beziehungsweise des am Planetenbolzen aufgenommenen Planetenrades im Betrieb zu verlängern.The object of the invention is to further develop a planetary bolt, and in particular to extend a service life of the planetary pin or the planetary pin received on the planetary pin during operation.

Ein erfindungsgemäßer Planetenbolzen zur drehbaren Lagerung eines Planetenrades ist als Hohlbolzen ausgebildet und weist eine über seine axiale Länge variable Wandstärke auf, wobei die Wandstärke zur Spannungsoptimierung des Planetenbolzens an zwei distalen Enden des Planetenbolzens geringer ist als in einer axialen Mitte des Planetenbolzens. Mit anderen Worten nimmt die Wandstärke des Planetenbolzens von der axialen Mitte des Planetenbolzens zum jeweiligen distalen Ende des Planetenbolzens ab. Unter der Wandstärke des Planetenbolzens ist das Material radial zwischen einer Außenumfangsfläche und einer Innenumfangsfläche des Planetenbolzens zu verstehen. Aufgrund der spannungsoptimierten Ausbildung des Planetenbolzens, insbesondere der Anpassung der Wandstärke des Planetenbolzens an die auftretende Belastung am Planetenbolzen verringert sich insbesondere die Biegung des Planetenbolzens bei Belastung und dadurch werden Laufspuren durch Kantenläufer reduziert beziehungsweise vollständig vermieden. Dies senkt insbesondere den Verschleiß am Planetenrad, das auf dem Planetenbolzen aufgenommen ist und erhöht so die Lebensdauer des Planetenbolzens beziehungsweise des am Planetenbolzen aufgenommenen Planetenrades im Betrieb des Getriebes. Ferner wird dadurch auch eine gewichtsoptimierte Ausbildung des Planetenrads realisiert.An inventive planetary pin for rotatably supporting a planetary gear is designed as a hollow pin and has a variable over its axial length wall thickness, the wall thickness for optimizing the voltage of the planetary bolt at two distal ends of the planetary bolt is less than in an axial center of the planetary pin. In other words, the wall thickness of the planetary pin decreases from the axial center of the planetary pin to the respective distal end of the planetary pin. Under the wall thickness of the planetary bolt, the material is to be understood radially between an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the planetary pin. Due to the voltage-optimized design of the planetary bolt, in particular the adaptation of the wall thickness of the planetary bolt to the occurring load on the planetary bolt in particular reduces the bending of the planetary bolt under load and thereby running tracks are reduced by edge runners or completely avoided. This in particular reduces the wear on the planet gear, which is received on the planet shaft and thus increases the life of the planetary pin or of the planet pin received on the planetary gear during operation of the transmission. Furthermore, thereby a weight-optimized design of the planetary gear is realized.

Vorzugsweise ist mindestens eine Querbohrung zur Schmiermittelführung vorgesehen, wobei die mindestens eine Querbohrung außerhalb eines Bereichs einer maximalen Spannung am Planetenbolzen angeordnet ist. Insbesondere sind mindestens zwei Reihen von umlaufend ausgebildeten Querbohrungen axial benachbart zueinander angeordnet. Beispielsweise umfasst die jeweilige Reihe von umlaufend ausgebildeten Querbohrungen vier Querbohrungen. Unter einer Querbohrung ist eine im Wesentlichen radial in die Wandung des Planetenbolzens ausgebildete Bohrung zu verstehen.Preferably, at least one transverse bore is provided for the lubricant guide, wherein the at least one transverse bore is arranged outside a region of maximum stress on the planet pin. In particular, at least two rows of circumferentially formed transverse bores are arranged axially adjacent to one another. For example, the respective series of circumferentially formed transverse bores comprises four transverse bores. Under a transverse bore is a substantially radially formed in the wall of the planetary bolt hole to understand.

Bevorzugt ist der Planetenbolzen symmetrisch ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Planetenbolzen in einem ersten axialen Bereich, der sich von der Mitte zu einem ersten distalen Ende des Planetenbolzens erstreckt, identisch ausgebildet wie in einem zweiten axialen Bereich, der sich von der Mitte zu einem zweiten distalen Ende des Planetenbolzens erstreckt.Preferably, the planetary pin is formed symmetrically. In other words, in a first axial region extending from the center to a first distal end of the planetary pin, the planetary pin is identically formed as in a second axial region extending from the center to a second distal end of the planetary pin.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug,
  • 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetenbolzens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
  • 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetenbolzens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of two preferred embodiments of the invention with reference to the figures, wherein the same or similar elements are provided with the same reference numerals. Show it
  • 1 a schematic sectional view of a planetary gear according to the invention for a motor vehicle,
  • 2 a perspective, partially sectioned view of a planetary pin according to the invention according to a first embodiment, and
  • 3 a perspective, partially sectioned view of a planetary pin according to the invention according to a second embodiment.

Gemäß 1 weist das erfindungsgemäße - hier nur teilweise und stark vereinfacht dargestellte - Planetengetriebe 5 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug ein Planetenrad 2 auf, das radial zwischen einem Sonnenrad 6 und einem Hohlrad 7 angeordnet ist. Das Planetenrad 2 steht sowohl mit dem Sonnenrad 6 als auch mit dem Hohlrad 7 im Zahneingriff, um ein Drehmoment und eine Drehzahl zu übertragen. Ferner ist das Planetenrad 2 drehbar an einem Planetenbolzen 1 gelagert, wobei der Planetenbolzen 1 an einem Steg 8 angeordnet ist. Das Planetengetriebe 5 ist als Stirnraddifferential ausgebildet.According to 1 has the invention - here only partially and greatly simplified illustrated - planetary gear 5 for a - not shown here - motor vehicle a planetary gear 2 on that, radially between a sun gear 6 and a ring gear 7 is arranged. The planet wheel 2 is both with the sun gear 6 as well as with the ring gear 7 in meshing engagement to transmit torque and speed. Further, the planetary gear 2 rotatable a planetary pin 1 stored, with the planet pins 1 on a jetty 8th is arranged. The planetary gear 5 is designed as a spur gear differential.

Nach 2 ist der erfindungsgemäße Planetenbolzen 1 als Hohlbolzen ausgebildet und weist über seine axiale Länge eine variable Wandstärke auf. Die Wandstärke des Planetenbolzens 1 ist spannungsoptimiert ausgebildet, um eine Biegung des Planetenbolzens 1 bei einer Belastung zu verringern und dadurch Laufspuren durch Kantenläufer zu reduzieren beziehungsweise vollständig zu vermeiden. Dazu ist die Wandstärke des Planetenbolzens 1 an zwei distalen Enden 3 des Planetenbolzens 1 geringer als in einer axialen Mitte 9 des Planetenbolzens 1 ausgebildet. Die Wandstärke des Planetenbolzens 1 nimmt von der axialen Mitte 9 des Planetenbolzens 1 zum jeweiligen distalen Ende 3 des Planetenbolzens 1 ab. Ferner ist der Planetenbolzen 1 symmetrisch ausgebildet.To 2 is the planetary pin according to the invention 1 formed as a hollow bolt and has over its axial length on a variable wall thickness. The wall thickness of the planetary bolt 1 is designed to optimize the voltage to a bending of the planetary bolt 1 reduce stress on a load and thereby reduce or completely avoid run marks by edge runners. This is the wall thickness of the planetary bolt 1 at two distal ends 3 of the planetary bolt 1 less than in an axial center 9 of the planetary bolt 1 educated. The wall thickness of the planetary bolt 1 takes from the axial center 9 of the planetary bolt 1 to the respective distal end 3 of the planetary bolt 1 from. Further, the planetary pin 1 formed symmetrically.

Gemäß 3 ist der erfindungsgemäße Planetenbolzen 1 als Hohlbolzen ausgebildet und weist über seine axiale Länge eine variable Wandstärke auf. Ferner sind in der Wandung des Planetenträgers 1 mehrere Querbohrungen 4 zur Schmiermittelführung ausgebildet. Die Querbohrungen 4 sind dabei außerhalb eines Bereichs einer maximalen Spannung am Planetenbolzen 1 angeordnet. Der Bereich mit der maximalen Spannung am Planetenbolzen 1 ist in einer axialen Mitte 9 des Planetenbolzens 1 angeordnet. Daher weist der Planetenbolzen 1 in diesem Bereich auch eine maximale Wandstärke auf, die vorliegend axial zwischen den Querbohrungen 4 konstant ausgebildet ist. Die Wandstärke des Planetenbolzens 1 ist an zwei distalen Enden 3 des Planetenbolzens 1 geringer ausgebildet als in einer axialen Mitte des Planetenbolzens 1. Die Wandstärke des Planetenbolzens 1 nimmt von der axialen Mitte 9 des Planetenbolzens 1 zum jeweiligen distalen Ende 3 des Planetenbolzens 1 ab. Mithin ist die Wandstärke des Planetenbolzens 1 spannungsoptimiert ausgebildet, um eine Biegung des Planetenbolzens 1 bei einer Belastung zu verringern und dadurch Laufspuren durch Kantenläufer zu reduzieren beziehungsweise vollständig zu vermeiden. Ferner ist der Planetenbolzen 1 symmetrisch ausgebildet.According to 3 is the planetary pin according to the invention 1 formed as a hollow bolt and has over its axial length on a variable wall thickness. Furthermore, in the wall of the planet carrier 1 several cross holes 4 designed for lubricant management. The cross holes 4 are outside of a range of maximum stress on the planetary pin 1 arranged. The area with the maximum tension on the planet pin 1 is in an axial center 9 of the planetary bolt 1 arranged. Therefore, the planet pin points 1 in this area also a maximum wall thickness, in the present case axially between the transverse bores 4 is constantly formed. The wall thickness of the planetary bolt 1 is at two distal ends 3 of the planetary bolt 1 less formed than in an axial center of the planetary bolt 1. The wall thickness of the planetary bolt 1 takes from the axial center 9 of the planetary bolt 1 to the respective distal end 3 of the planetary bolt 1 from. Consequently, the wall thickness of the planetary bolt 1 designed to optimize the voltage to a bending of the planetary bolt 1 reduce stress on a load and thereby reduce or completely avoid run marks by edge runners. Further, the planetary pin 1 formed symmetrically.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Planetenbolzenplanet shaft
22
Planetenradplanet
33
distales Endedistal end
44
Querbohrungcross hole
55
Planetengetriebeplanetary gear
66
Sonnenradsun
77
Hohlradring gear
88th
Stegweb
99
axiale Mitteaxial center

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 60003589 T2 [0002]DE 60003589 T2 [0002]

Claims (4)

Planetenbolzen (1) zur drehbaren Lagerung eines Planetenrades (2), wobei der Planetenbolzen (1) als Hohlbolzen ausgebildet ist und eine über seine axiale Länge variable Wandstärke aufweist, wobei die Wandstärke zur Spannungsoptimierung des Planetenbolzens (1) an zwei distalen Enden (3) des Planetenbolzens (1) geringer ist als in einer axialen Mitte des Planetenbolzens (1).Planetary pin (1) for rotatably supporting a planetary gear (2), wherein the planetary pin (1) is formed as a hollow pin and a variable over its axial length wall thickness, wherein the wall thickness for optimizing the voltage of the planetary pin (1) at two distal ends (3) of the planetary pin (1) is less than in an axial center of the planetary pin (1). Planetenbolzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Querbohrung (4) zur Schmiermittelführung vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Querbohrung (4) außerhalb eines Bereichs einer maximalen Spannung am Planetenbolzen (1) angeordnet ist.Planet bolts (1) to Claim 1 , characterized in that at least one transverse bore (4) is provided for lubricant guide, wherein the at least one transverse bore (4) outside a range of a maximum voltage on the planet shaft (1) is arranged. Planetenbolzen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (1) symmetrisch ausgebildet ist.Planet bolts (1) to Claim 2 , characterized in that the planet pin (1) is formed symmetrically. Planetengetriebe (5), insbesondere Stirnraddifferential für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Planetenrad (2), das radial zwischen einem Sonnenrad (6) und einem Hohlrad (7) angeordnet ist, wobei das Planetenrad (2) drehbar an einem Planetenbolzen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 gelagert ist.Planetary gear (5), in particular spur gear differential for a motor vehicle, comprising a planetary gear (2) arranged radially between a sun gear (6) and a ring gear (7), said planet gear (2) being rotatable on a planetary pin (1) according to a of the Claims 1 to 3 is stored.
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