DE102016219396A1 - Load-oriented designed planet carrier with cooperating indentations on the connector and recesses on support cheeks - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) für ein Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Trägerwangen (2, 3), die über mindestens ein Verbindungsstück (4) in Axialrichtung zueinander beabstandet verbunden sind, wobei in jeder Trägerwange (2, 3) Aufnahmelöcher (5) zum Halten von Planetenbolzen, mittels derer je ein Planetenrad gehaltert ist, vorhanden sind, wobei eine Einbuchtung (19) des Verbindungsstücks (4) dieselbe Erstreckung in Umfangsrichtung wie eine Aussparung (10) am Rand einer der beiden Trägerwangen (2, 3) besitzt und in diese übergeht.The invention relates to a planetary carrier (1) for a planetary gearbox of a motor vehicle, having two carrier cheeks (2, 3) which are connected to one another in the axial direction by at least one connecting piece (4), receiving holes (5, 5) in each carrier cheek (2, 3) ) for holding planet pins, by means of which a planetary gear is supported, are present, wherein a recess (19) of the connecting piece (4) has the same extent in the circumferential direction as a recess (10) on the edge of one of the two carrier cheeks (2, 3) and goes into these.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, wie ein Stirnraddifferenzial, mit zwei Trägerwangen, die über mindestens ein Verbindungsstück in Axialrichtung zueinander beabstandet verbunden sind, wobei in jeder Trägerwange Aufnahmelöcher zum Halten von Planetenbolzen, mittels derer je ein Planetenrad gehaltert ist, vorhanden sind. The present invention relates to a planetary carrier for a planetary gear of a motor vehicle, such as a spur gear, with two carrier cheeks, which are at least one connecting piece axially spaced from each other, wherein in each carrier cheek receiving holes for holding planet pins, by means of which a planetary gear is supported, available.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene last- und/oder spannungsoptimierte Planetenträger bekannt. So offenbart bspw. die
Die
Ferner ist in der
Die
Weitere Arten von Planetenträgern sind bspw. auch aus der
Die aus dem Stand der Technik bekannten Planetenträger haben jedoch den Nachteil, dass sie entweder leicht, jedoch dann mit verminderter Steifigkeit oder last- und belastungsorientiert, dann jedoch sehr massiv ausgestaltet sind. However, known from the prior art planet carrier have the disadvantage that they are either slightly, but then with reduced stiffness or load and load oriented, but then designed very solid.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere einen lastorientiert gestalteten Planetenträger vorzusehen, welcher in seiner Masse und der Massenträgheit bei gleichbleibender Steifigkeit reduziert ist.The object of the invention is to avoid or at least mitigate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a load-oriented designed planetary carrier, which is reduced in mass and inertia while maintaining rigidity.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Planetenträger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Einbuchtung des Verbindungsstücks dieselbe Erstreckung in Umfangsrichtung wie eine Aussparung am Rand einer der beiden Trägerwangen besitzt und in diese übergeht. The object of the invention is achieved in a generic planet carrier according to the invention that a recess of the connector has the same extent in the circumferential direction as a recess on the edge of one of the two beam cheeks and passes into this.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained below.
So ist es von Vorteil, wenn die Einbuchtung und die Aussparung überstandslos ineinander übergehen, d.h. sie beginnen und enden in der Umfangrichtung an gleicher Stelle. Thus, it is advantageous if the indentation and the recess merge into each other without any gaps, i. they begin and end in the same direction in the circumferential direction.
Das überstandslose ineinander Übergehen ist von Vorteil, wenn eine Einbuchtung mit je einer Aussparung kooperiert. Dadurch entsteht eine einzelne (zusammenhängende) Öffnung, welche der Gewichtseinsparung dient.The supremacy merging is advantageous when a recess cooperates with a respective recess. This creates a single (continuous) opening, which serves to save weight.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Einbuchtung ein Spiegelbild der Aussparung ist, gespiegelt an einer Ebene, die sich entlang der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen der jeweiligen Trägerwange und dem Verbindungsstück erstreckt. For this it has been found to be advantageous if the indentation is a mirror image of the recess, mirrored on a plane which extends along the bisector of the angle between the respective support cheek and the connecting piece.
Darüber hinaus sind auch weitere Ausprägungen des Planetenträgers denkbar, die wie folgt ausgebildet sein können:In addition, other manifestations of the planet carrier are conceivable, which may be formed as follows:
Eine mögliche Abwandlung des Planetenträgers sieht vor, dass das Verbindungsstück in Umfangsrichtung mäanderförmig verlaufend ausgestaltet ist, bzw. in Form eines Mäanders ausgebildet ist. Unter einem Mäander wird hier eine geometrische Ausprägung verstanden, die an Mäander eines Flusses erinnert, wobei die besagte Bezeichnung für eine Flussschlinge in einer Abfolge von solchen, wie sie sich in Abschnitten mit geringem Sohlgefälle und gleichzeitig transportiertem Geschiebe (Sand, Kies, Steine) bilden.A possible modification of the planet carrier provides that the connecting piece is designed to extend meandering in the circumferential direction, or is designed in the form of a meander. A meander is understood here to mean a geometric expression that is reminiscent of a meander of a river, the said designation for a river loop in a sequence of those that form in sections with a low bottom slope and at the same time transported bedding (sand, gravel, stones) ,
Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verbindungsstück in Umfangsrichtung Z-förmig oder S-förmig ist. Durch eine Z- bzw. S-Form weist der Verbindungssteg im Vergleich zu massiv ausgebildeten Verbindungsstegen, bspw. in Form von viereckigen Platten, Aussparungen auf, wodurch Material eingespart wird.It has been found to be advantageous if the connector in the circumferential direction Z-shaped or S-shaped. By a Z- or S-shape of the connecting web in comparison to solid connecting webs, for example. In the form of square plates, recesses, whereby material is saved.
Hierfür ist es von Vorteil, wenn das Verbindungsstück einen Verbindungssteg aufweist, welcher zwischen den Trägerwangen schräg orientiert angeordnet ist. Dadurch sind die Verbindungsstellen zwischen dem Verbindungsstück und der jeweiligen Trägerwange in Umfangrichtung gesehen zueinander versetzt, wodurch die Lasteinleitungspunkte bzw. Lastübertragungspunkte versetzt zueinander angeordnet sind.For this purpose, it is advantageous if the connecting piece has a connecting web, which is arranged obliquely oriented between the support cheeks. As a result, the connection points between the connecting piece and the respective beam cheek are offset in the circumferential direction to each other, whereby the load application points or load transfer points are arranged offset from one another.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn auch die Trägerwangen jeweils Aussparungen / Freimachungen aufweisen, die korrespondierend / kooperierend, d.h. in Umfangsrichtung gesehen an der gleichen Position, zu einer jeweiligen Einbuchtung des mäanderförmigen Verbindungsstücks angeordnet sind. Diese Aussparungen in den Trägerwangen tragen ebenso wie die Einbuchtungen im Verbindungsstück dazu bei, dass Material und somit Gewicht eingespart wird, wodurch sich auch die Massenträgheit reduziert. Moreover, it is advantageous if the carrier cheeks also each have recesses / frankings which correspond / cooperate, i. seen in the circumferential direction at the same position, are arranged to a respective indentation of the meandering connector. These recesses in the carrier cheeks, as well as the indentations in the connecting piece, contribute to saving material and thus weight, as a result of which the mass inertia is also reduced.
Die Positionierung der Einbuchtungen des mäanderförmigen Verbindungsstücks ist vorteilhafterweise alternierend, d.h. abwechselnd zur einen oder zur anderen Trägerwange hin angeordnet, das bedeutet in Umfangsrichtung versetzt zueinander. Dadurch entsteht ein asymmetrischer Aufbau, welcher für eine Lastverteilung und dadurch für die Lebensdauer des Planetenträgers günstiger ist.The positioning of the indentations of the meandering connector is advantageously alternating, i. arranged alternately to one or the other beam cheek, that means offset in the circumferential direction to each other. This results in an asymmetric structure, which is cheaper for a load distribution and thus for the life of the planet carrier.
Zur Verbindung / Anbindung der Trägerwangen an das Verbindungsstück ist es von Vorteil, wenn eine Rückseite einer Einbuchtung, die einer Trägerwange zugewandt ist, als Verbindungsstelle / Anschlussstelle für das Verbindungsstück an die andere Trägerwange dient. Die Rückseite ist dabei diejenige Seite, die bei der Einbringung der Einbuchtung in das Verbindungsstück „stehen bleibt“. Somit begrenzt sie die Größe bzw. Tiefe der Einbuchtung und ist der Trägerwange, welche der Einbuchtung zugewandt ist, abgewandt.For connection / connection of the carrier cheeks to the connecting piece, it is advantageous if a rear side of a recess, which faces a carrier cheek, serves as a connection point / connection point for the connecting piece to the other carrier cheek. The back is the side that "stops" when inserting the indentation in the connector. Thus, it limits the size or depth of the indentation and is the support cheek, which faces the indentation, facing away.
Ebenfalls zur Reduzierung des Gewichts und der Massenträgheit vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger, hier für die Aufnahme von drei Planeten, eine dreieckähnliche Außenkontur / Außenform aufweist. Allgemein bedeutet das, dass es für die Gewichtsreduzierung und/oder der Reduzierung der Massenträgheit von Vorteil ist, wenn die Außenkontur / Außenform des Planetenträgers möglichst nah an die durch die Position der zur Aufnahme der Planetenräder vorbereiteten Aufnahmelöcher angepasst ist. Diese sind in der Regel über den Umfang der Trägerwangen gleichverteilt, d.h., im Fall von drei Aufnahmelöchern sind diese jeweils mit einem Winkel von 120° zueinander beabstandet.It is also advantageous for reducing the weight and the mass inertia if the planet carrier, here for the reception of three planets, has a triangular-like outer contour / outer shape. In general, this means that it is advantageous for weight reduction and / or reduction of the mass inertia if the outer contour / outer shape of the planet carrier is adjusted as close as possible to the receiving holes prepared by the position of the planetary gears. These are usually evenly distributed over the circumference of the support cheeks, that is, in the case of three receiving holes, these are each spaced at an angle of 120 ° to each other.
Im Sinne des Leichtbaus ist es von Vorteil, wenn die Trägerwangen und/oder das Verbindungsstück als etwa spanlos gefertigte, bspw. gestanzte Blechteile ausgebildet sind. Darüber hinaus ist die Verwendung von Gleichteilen, wie bspw. die beiden Trägerwangen, von Vorteil, um Kosten einsparen zu können. Durch das mäanderförmige Verbindungsstück und die daraus resultierenden versetzt zueinander angeordneten Verbindungsstellen mit den jeweiligen Trägerwangen ist die Verwendung von Gleichteilen trotz eines asymmetrischen Gesamtaufbaus des Planetenträgers möglich.For the purposes of lightweight construction, it is advantageous if the support cheeks and / or the connecting piece are formed as sheet metal parts which are approximately chipless, for example punched sheet metal parts. In addition, the use of identical parts, such as, for example, the two beam cheeks, advantageous to save costs. Due to the meander-shaped connecting piece and the resulting offset from each other arranged connection points with the respective beam cheeks, the use of identical parts despite an asymmetric overall construction of the planet carrier is possible.
Für die Herstellung eines solchen Planetenträgers ist ein Verfahren vorgesehen, wobei Trägerwangen, die als Blechteile ausgebildet sind, in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet werden und über mindestens ein Verbindungsstück, vorzugsweise mehrere, über den Umfang der Trägerwangen gleichverteilte Verbindungsstücke, welches zwischen den beiden Trägerwangen angeordnet wird, drehfest miteinander verbunden werden, indem das Verbindungsstück an vorbereiteten Verbindungsstellen, an denen das Verbindungsstück mit jeweils einer der Trägerwangen in Kontakt ist, verschweißt wird.For the production of such a planet carrier, a method is provided, wherein carrier cheeks, which are formed as sheet metal parts, are arranged in two mutually parallel planes and at least one connecting piece, preferably a plurality of equally distributed over the circumference of the carrier cheeks connecting pieces, which arranged between the two carrier cheeks is rotatably connected to each other by the connector at prepared joints, where the connector is in contact with each of the support cheeks, is welded.
Eine andere mögliche Abwandlung des Planetenträgers sieht vor, dass die Trägerwangen so lastorientiert gestaltet sind, dass in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Ausklinkungen am Rand vorhanden sind.Another possible modification of the planet carrier provides that the support cheeks are designed so load-oriented, that in the circumferential direction mutually staggered notches are present on the edge.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die für einen Planetenbolzen vorgesehenen Aufnahmelöcher beider Trägerwangen miteinander fluchten. Das bedeutet, die Lochbilder der Trägerwangen liegen einander gegenüber, damit der jeweilige Planetenbolzen durch beide Trägerwangen hindurchgesteckt werden kann und dort vorzugsweise mittels einer Presspassung aufgenommen ist.In this case, it is advantageous if the receiving holes provided for a planet pin of both carrier cheeks are aligned with one another. This means that the hole patterns of the carrier cheeks are opposite each other, so that the respective planet pins can be inserted through both carrier cheeks and there is preferably received by means of a press fit.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Ausklinkungen der Trägerwangen zu einer Ebene, welche mittig zwischen und parallel zu den Trägerwangen positioniert ist, spiegelverkehrt zueinander ausgerichtet sind. Das bedeutet, dass die Ausklinkungen der einen Trägerwange in die zu den Ausklinkungen der anderen Trägerwange entgegengesetzte Richtung orientiert sind. Furthermore, it is advantageous if the notches of the carrier cheeks are aligned mirror-symmetrically to a plane which is positioned centrally between and parallel to the carrier cheeks. This means that the notches of a support cheek are oriented in the direction opposite to the notches of the other beam cheek direction.
Für die Ausklinkungen ist es von Vorteil, dass sie eine hakenähnliche oder schaufelähnliche Form aufweisen, die durch dreieckähnliche Aussparungen in der Trägerwange ausgebildet ist. Dabei entsteht für die Trägerwangen eine Geometrie, die an ein Schaufel- und/oder Turbinenrad erinnert.For the notches, it is advantageous that they have a hook-like or blade-like shape, which is formed by triangular-like recesses in the support cheek. This creates a geometry for the support cheeks, which is reminiscent of a blade and / or turbine wheel.
Ferner ist es von Vorteil, wenn jede Trägerwange eine dreieckähnliche Außenkontur besitzt. Somit kann Material und dadurch Gewicht eingespart werden, indem die Außenkontur der Trägerwange an den Bereichen verschlankt wird, die lediglich zu einer Massen- bzw. Gewichtserhöhung dienen, jedoch keiner (weiteren) Funktion, wie bspw. der Aufnahme von Bohrungen oder als Verbindungsstellen zu anderen Bauteilen, dienen.Furthermore, it is advantageous if each support cheek has a triangular-like outer contour. Thus, material and thus weight can be saved by the outer contour of the beam cheek is slimmed at the areas that serve only to an increase in mass or weight, but no (further) function, such as the inclusion of holes or as junctions to others Components, serve.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die dreieckähnliche Außenkontur der Trägerwangen durch drei gerade Seitenflanken ausgebildet ist, die mittels Radien (abgerundeten Ecken) miteinander verbunden sind. Die abgerundeten Ecken dienen der Massen- und Gewichtseinsparung, da die spitzen Ecken Bereich darstellen, die keinerlei Funktion übernehmen, aber die Masse und das Gewicht und somit auf die Massenträgheit des Planetenträgers erhöhen.For this it has proven to be advantageous if the triangular-like outer contour of the support cheeks is formed by three straight side flanks, which are interconnected by means of radii (rounded corners). The rounded corners serve to save mass and weight, as the sharp corners represent area that take no function, but increase the mass and weight and thus on the inertia of the planet carrier.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die dreieckähnlichen Aussparungen radial nach innen weisend an den geraden Seitenflanken, vorzugsweise außermittig, angeordnet sind. Dadurch entsteht eine schaufelradähnliche und asymmetrische Gesamtgeometrie für die jeweilige Trägerwange.Furthermore, it is advantageous if the triangular-like recesses are arranged pointing radially inwards on the straight side flanks, preferably off-center. This creates a Schaufelradähnliche and asymmetric overall geometry for the respective beam cheek.
Aufgrund der Gesamtgeometrie des Planetenträgers ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmelöcher radial innerhalb des Bereichs der die geraden Seitenflanken verbindenden Radien angeordnet sind. Dadurch kann die Außenkontur des Planetenträgers optimal an die radial innenliegenden Formen, Konturen und/oder Aussparungen angepasst werden.Due to the overall geometry of the planetary carrier, it is advantageous if the receiving holes are arranged radially within the region of the radii connecting the straight side edges. As a result, the outer contour of the planet carrier can be optimally adapted to the radially inner shapes, contours and / or recesses.
Zur Gewichtseinsparung ist es weiter von Vorteil, wenn das Verbindungsstück Einbuchtungen aufweist, welche so ausgebildet sind, dass der Verbindungssteg in Umfangsrichtung gesehen Z-förmig ausgebildet ist.To save weight, it is also advantageous if the connecting piece has recesses, which are formed so that the connecting web is formed Z-shaped seen in the circumferential direction.
Um eine gleichbleibende Steifigkeit gewährleisten zu können, ist es von Vorteil, wenn die dreieckähnliche Aussparung an den geraden Seitenflanken der Trägerwangen so positioniert und ausgebildet sind, dass sie ein Spiegelbild der jeweiligen Einbuchtung des Verbindungsstücks darstellt, gespiegelt an einer Ebene, welche sich entlang der Winkelhalbierenden zwischen der jeweiligen Trägerwange und dem Verbindungsstück erstreckt.In order to ensure a constant rigidity, it is advantageous if the triangular-like recess on the straight side edges of the carrier cheeks are positioned and formed such that it represents a mirror image of the respective indentation of the connector, mirrored on a plane which extends along the bisector extends between the respective support cheek and the connecting piece.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die zwei Trägerwangen als Gleichteile ausgebildet sind. Dadurch können Kosten eingespart werden.Furthermore, it is advantageous if the two carrier cheeks are designed as identical parts. This can save costs.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass ein lastorientiert gestalteter Planetenträger Trägerwangen aufweist, die umfangsseitig Einbuchtungen am Verbindungsstück und Aussparungen an den Trägerwangen aufweisen, die jeweils paarweise miteinander kooperieren.In other words, the invention consists in that a load-oriented designed planet carrier carrier cheeks having circumferentially indentations on the connecting piece and recesses on the support cheeks, which cooperate in pairs with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of figures. Hereby show:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
Jede Trägerwange
Die Trägerwangen
Insbesondere mit Bezug zu
Radial innerhalb der Radien
Die Aussparungen
Wenn bspw. die Ausklinkungen
Insbesondere in
Dabei entspricht die Geometrie bzw. Kontur der Einbuchtung
Eine Rückseite
Die große Durchgangsöffnung
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetenträger planet carrier
- 22
- Trägerwange support flange
- 33
- Trägerwange support flange
- 44
- Verbindungsstück joint
- 55
- Aufnahmeloch receiving hole
- 66
- große Durchgangsöffnung large passage opening
- 77
- Nabe hub
- 88th
- Seitenflanke side flank
- 99
- Radius radius
- 1010
- Aussparung recess
- 1111
- Seite (Kathete) Side (catheter)
- 1212
- Seite (Kathete) Side (catheter)
- 1313
- rückseitige Flanke back flank
- 1414
- Seite (Hypotenuse) Page (hypotenuse)
- 1515
- Flanke flank
- 1616
- Innenseite inside
- 1717
- schaufel- bzw. hakenförmige Geometrie Shovel or hook-shaped geometry
- 1818
- Ausklinkung notch
- 1919
- Einbuchtung indentation
- 2020
- Öffnung opening
- 2121
- Rückseite back
- 2222
- Anschlussstelle junction
- 2323
- Verbindungssteg connecting web
- 2424
- Anschlussflansch flange
- AA
- Rotationsachse axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- KR 101272480 [0006] KR 101272480 [0006]
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WO2018065012A1 (en) | 2018-04-12 |
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |