-
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe zum Einsatz in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit zwei koaxial zueinander angeordneten, miteinander verbundenen Trägerwangen/Wangen/Planetenträgerhälften, in denen miteinander fluchtende Löcher zur Aufnahme von Planetenbolzen enthalten sind, wobei die Planetenbolzen zum Lagern von jeweils einem Planetenrad vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Deckel an einer der beiden Trägerwangen befestigt ist.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetenträger bekannt. Zum Beispiel offenbart die
DE 10 2007 010 092 A1 einen Planetenträger für ein Planetengetriebe, welcher eine erste Wange, die auf der einen Seite mit einer Welle und auf der anderen Seite über Stege einstückig mit einer zweiten Wange verbunden ist, umfasst, wobei in Umfangsrichtung der Welle liegende Seitenflächen der Stege Öffnungen begrenzen und wobei die beiden Wangen umfangsmäßig zwischen den Öffnungen miteinander fluchtende Bohrungen zur Aufnahme von Achsen von Planetenträgern aufweisen, wobei die Verbindung zwischen der ersten Wange und der Welle mittels einer Schweißverbindung und/oder einer formschlüssig drehfesten Verbindung erfolgt.
-
Auch offenbart ein anderes Dokument, etwa die
DE 10 2012 223 235 A1 eine Planetengetriebeanordnung, mit einem zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, mit einer ersten Bolzentragwand und einer zweiten Bolzentragwand, und Planetenrädern, die in dem Planetenträger in einem zwischen der ersten und der zweiten Bolzentragwand gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind, wobei die erste Bolzentragwand und die zweite Bolzentragwand auf umformtechnischen Wege aus einem Blechmaterial gefertigt sind und dabei jeweils einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt, sowie davon unter Belassen von Fensterabschnitten abragende Axialstegsegmente aufweisen, und die erste und die zweite Bolzentragwand in einer Ausrichtung zusammengesetzt sind, in welcher die Axialstegsegmente einander zugewandt sind, und die Axialstegsegmente unter Ausbildung von Schweißnahtsegmenten unmittelbar miteinander verschweißt sind.
-
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass ein einteiliger Planetenträger relativ kostenintensiv in der Herstellung ist, weil er spanend hergestellt wird. Außerdem ist die spanende Herstellung arbeitsintensiv und verursacht einen erheblicher Materialabfall, da Planetenträgerhälften zumeist aus einem Vollmaterial gefertigt werden.
-
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Planetenträger offenbart werden, der besonders günstig in der Herstellung und mit geringem Materialabfall produzierbar ist, und gleichzeitig die hohen Anforderungen an seine Festigkeit und Steifigkeit erfüllt.
-
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens eine Trägerwange als Schmiedebauteil ausgebildet ist, an dem ein Bauteil der Gruppe aus Deckel und anderer Trägerwange mit einer Schweißverbindung befestigt ist.
-
Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Trägerwangen kann ein besonders steifer Planetenträger hergestellt werden. Zudem kann durch das Schmieden das Feingefüge der Trägerwangen gezielt geändert werden, so dass ein besonders fester oder steifer Planetenträger erzeugt wird. Geschmiedete Bauteile zeichnen sich gegenüber gespanten Bauteilen zudem dadurch aus, dass sie weniger kerbempfindlich sind.
-
Vorteilhafter Ausführungsform sind in den unteren Ansprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
-
Es ist zweckmäßig, wenn beide Trägerwangen über eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind und/oder an einer oder jeder Trägerwange ein Deckel über eine Schweißverbindung angebunden ist. Durch die stoffschlüssige Verbindung können die Trägerwangen dreh- und axial fixiert miteinander verbunden werden. Gerade bei einer Schweißverbindung können hohe Kräfte übertragen werden - auch bei geringer Dicke der Schweißnähte. Die Trägerwangen sind unlösbar miteinander verbunden, weisen eine hohe Steifigkeit auf und sind sehr belastbar.
-
Ferner ist die Schweißverbindung bevorzugterweise als Reibschweißverbindung ausgebildet. Gerade durch eine solche Reibschweißverbindung kann eine besonders feste Verbindung in sehr kurzer Zeit gefertigt werden. Beim Reibschweißen können sowohl gleiche als auch unterschiedliche Materialien zusammengefügt werden, was Vorteile bei der gezielten Materialauswahl nach sich zieht. Das Verfahren ist ferner besonders leicht zu automatisieren, benötigt wenig Energie, wobei keine Zusatz- oder Hilfsstoffe notwendig sind. Auch fallen keine ungewollten Nebenprodukte wie beispielsweise Schlacke oder Gase an. Außerdem weist eine Reibschweißnaht eine hohe Reproduzierbarkeit auf und ist verzugsarm.
-
Des Weiteren weisen die Wangen einen radialen Außenbund auf, an dem sie miteinander verschweißt sind, was vorteilhafterweise die Zentrierung der Wangen miteinander erleichtert, und somit den Schweißprozess erleichtert. Dadurch muss vorteilhafterweise auch nur an dem radialen Außenbund eine Schweißzugabe berücksichtigt werden.
-
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwangen einen zylinderförmigen Hohlraum umschließen. In dem Hohlraum sind die Stirnräder so gelagert, dass sie über die Planetenräder ineinander greifen und eine Übersetzung des Getriebes erzeugen. Durch unterschiedliche Zahnräder oder Verzahnungsarten kann die Übersetzung beeinflusst werden.
-
Bevorzugterweise ist der Deckel in den Planetenträger eingesetzt. Vorteilhafterweise weist er ein Radialinnenbund auf, der passgenau in die Bohrung in der Trägerwange hineingreift. Dadurch kann ein fester Sitz des Deckels und eine konzentrische Anordnung von Deckel und Trägerwangen sichergestellt werden.
-
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Wangen als Gleichteile oder als geometrisch zueinander unterschiedliche Hälften ausgebildet sind. Sind die Wangen als Gleichteile ausgebildet, werden die Herstellungskosten dadurch reduziert, dass weniger verschiedene Einzelteile hergestellt werden müssen. Es ist aber auch möglich, geometrisch unterschiedliche Hälften miteinander zu verschweißen, die vorzugsweise den gleichen Durchmesser aufweisen, aber unterschiedlich angeordnete Bohrungen für die Planetenbolzen oder Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers besitzen können.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft wenn eine Welle mit dem Planetenträger drehfest verbunden ist. Über die Welle kann ein Antriebsmoment beispielsweise an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs übertragen werden. Zusätzlich ist ein günstiges Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit dem Planetenträger verschweißt ist. So kann eine besonders gute Kraftübertragung sichergestellt werden. Die stoffschlüssige Verbindung ist besonders belastbar und kann auch bei hohen Drehzahlen eine vollständige Kraftübertragung gewährleisten.
-
Ferner wird ein Leichtbau-Stirnraddifferential mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger beansprucht. Stellraddifferentiale sind sehr vielfältig und finden vor allem im Automobilbereich Anwendung. Planetengetriebe werden unter anderem eingesetzt, weil sie besonders kompakt und mit unterschiedlichen Übersetzungen gebaut werden können.
-
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine tragende Struktur eines reibgeschweißten geteilten Differentialträgers, der aus zwei geschmiedeten gleichen oder geometrisch unterschiedlichen Hälften besteht. Die zweiteilige Lösung eines Planetenträgers erspart im Gegensatz zu einteiligen, teuren, durch Zerspanung hergestellten Konstruktionen erheblich viel Material und Zeit in der Produktion ein. Die Trägerwangen und/oder ein in die Trägerwangen eingesetzter Deckel sind durch Schweißen, insbesondere durch Reibschweißen, miteinander verbunden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:
- 1 einen teilweise dargestellten Planetenträger in unverschweißtem Zustand in einem Längsschnitt,
- 2 den teilweise dargestellten Planetenträger im montierten Zustand mit einem eingesetzten Deckel in jeder Trägerwange in einer zur 1 vergleichbaren Weise,
- 3 den teilweise dargestellten Planetenträger mit zwei geometrisch unterschiedlichen Trägerwangen im unverschweißten Zustand in einem Längsschnitt,
- 4 eine Trägerwange des Planetenträgers in einer perspektivischen Ansicht, und
- 5 die zwei miteinander verschweißten Trägerwangen des Planetenträgers in perspektivischer Ansicht.
-
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
-
In 1 ist ein Planetenträger 1 für einen Planetengetriebe dargestellt, der zwei koaxial zueinander angeordnete, miteinander verbundene Trägerwangen 2 besitzt. In den Trägerwangen 2 sind miteinander fluchtende Löcher 3 vorhanden, die zur Aufnahme von nicht dargestellten Planetenbolzen, auf denen jeweils ein Planetenrad gelagert wird, vorgesehen sind.
-
Weiterhin besitzt der Planetenträger 1 wenigstens einen Deckel 4, der an einer der beiden Trägerwangen 2 befestigt ist. Die Trägerwange 2 ist als Schmiedebauteil ausgebildet. An einer der beiden Trägerwangen 2 ist die andere Trägerwange 2 und/oder der Deckel 4 mit einer Schweißverbindung befestigt. Die Trägerwange 2 ist als rotationssymmetrisches, topfartiges Bauteil ausgebildet und weist in ihrem Boden 5 das Loch 3 nach Art einer Bohrung auf. Das Loch 3 der einen Trägerwange 2 liegt in Flucht zu dem Loch 3 der anderen Trägerwange 2 und ist ausgelegt, um ein Zahnrad hindurchzuführen.
-
Das Loch 3 besitzt einen Durchmesser, der etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der gesamten Trägerwange 2. An der Trägerwange 2 ist ein radialer Außenbund 6 ausgebildet, an dem die beiden Trägerwangen 2 miteinander verschweißt werden. Vorzugsweise werden die beiden Trägerwangen 2 über ein Reibschweißverfahren miteinander verbunden, bei dem die radialen Außenbünde 6 der Trägerwangen 2 so aneinander gerieben werden, dass eine Außenfläche 7 des Radialaußenbundes 6 aufschmilzt und sich mit der Außenfläche 7 der anderen Trägerwange 2 stoffschlüssig verbindet. Bei der Fertigung der Trägerwangen 2 muss dem radialen Außenbund 6 eine Reibschweißzugabe hinzugefügt werden, damit die gewünschte Breite des Planetenträgers im zusammengebauten Zustand erreicht wird. Die Trägerwangen 2 sind gemäß 1 als Gleichteile ausgebildet.
-
In 2 ist der Planetenträger 1 abgebildet, bei dem der Deckel 4 in das Loch 3 in der Trägerwange 2 eingesetzt ist. Der Deckel 4 ist ein rotationssymmetrisches Bauteil, dessen Außendurchmesser größer als der Durchmesser des Lochs 3 in den Trägerwangen 2 ist. An dem Ende des Deckels 4, das in die Trägerwange eingesetzt wird, verengt sich der Durchmesser des Deckels 4 über einen Absatz 8 zu einem Durchmesser, der ungefähr denselben Durchmesser wie das Loch 3 in der Trägerwange 2 aufweist. So kann der Deckel 4 passgenau in das Loch 3 in der Trägerwange 2 eingesetzt werden. Über eine Schweißnaht kann der Deckel 4 mit der Trägerwange 2 stoffschlüssig verbunden werden.
-
3 stellt zwei Trägerwangen 2 dar, die nicht als Gleichteile, sondern als geometrisch unterschiedliche Hälften ausgebildet sind. Die geometrisch unterschiedlichen Hälften unterscheiden sich in der Größe ihres Lochs 3 in der Trägerwange 2, weisen aber denselben Außendurchmesser und auch den radialen Außenbund 6 auf, an dem sie miteinander verschweißt werden können. Die geometrisch unterschiedlichen Trägerwangen können sich zusätzlich auch in der Anzahl, in der Anordnung und in der Größe verwendeter Bohrungen 9, die für die Aufnahme von Planetenradbolzen vorbeireitet sind, unterscheiden. Die Trägerwangen 2 sind so miteinander verschweißt, dass sie einen zylinderförmigen Hohlraum 10 umschließen, in dem die Zahnräder/Stirnräder für die Übersetzung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle angeordnet werden.
-
In 4 ist die Trägerwange 2 dargestellt. In dem Boden 5 sind neben dem mittig/zentral angebrachten Loch 3 mehrere Bohrungen 9 mit einem geringeren Durchmesser vorhanden. Es sind sechs kleinere Bohrungen 9 angebracht, die auf einem Lochkreis 11 liegen, der zentral angeordnet ist und einen größeren Durchmesser als das Loch 3 aufweist. Die kleineren Bohrungen 9 haben einen Durchmesser, der etwa ein Viertel des Durchmessers des Lochs 3 beträgt. Auf einem zweiten Lochkreis 12, der wiederum mittig auf dem Boden 5 liegt und einen größeren Durchmesser als der erste Lochkreis 11 aufweist, liegen sechs weitere Bohrungen 13, die etwa den gleichen bis anderthalbfachen Durchmesser der kleineren Bohrungen 9 haben.
-
In 5 sind die zwei miteinander verschweißten Trägerwangen 2, die den Planetenträger 1 bilden, abgebildet. Sie liegen bündig aufeinander und sind an ihrem radialen Außenbund 6 miteinander verschweißt. Die Bohrungen 9 mit kleinerem Durchmesser liegen in Flucht mit den Bohrungen 9 der anderen Trägerwange 2. Diese kleineren Bohrungen 9 sind dafür vorgesehen, dass sie die Planetenbolzen die zur Lagerung von jeweils einem Planetenrad vorgesehen sind, aufnehmen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Planetenträger
- 2
- Trägerwangen
- 3
- Loch
- 4
- Deckel
- 5
- Boden
- 6
- Radialer Außenbund
- 7
- Außenfläche
- 8
- Absatz
- 9
- Bohrungen
- 10
- Hohlraum
- 11
- Erster Lochkreis
- 12
- Zweiter Lochkreis
- 13
- Bohrungen
-
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
-
- DE 102007010092 A1 [0002]
- DE 102012223235 A1 [0003]
