DE102018105604A1 - Planetenträger mit verdrehgesichertem Planetenbolzen; sowie Stirnraddifferenzial - Google Patents

Planetenträger mit verdrehgesichertem Planetenbolzen; sowie Stirnraddifferenzial Download PDF

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Mikhail Yugrin
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
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    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) für ein Stirnraddifferenzial (20), mit zwei relativ zueinander beabstandeten Trägerabschnitten (2, 3) sowie einem mit den Trägerabschnitten (2, 3) verbundenen Planetenbolzen (4), wobei ein zur rotatorischen Lagerung eines Planetenrades (5) um eine Drehachse (6) ausgebildeter Lagerungsbereich (7) des Planetenbolzens (4) zwischen den Trägerabschnitten (2, 3) angeordnet und ein Befestigungsbereich (8) des Planetenbolzens (4) an einem ersten Trägerabschnitt (2) verdrehgesichert aufgenommen ist, wobei der Befestigungsbereich (8) mit einer Zapfenstruktur (9) versehen ist und diese Zapfenstruktur (9) mit ihrer abschnittsweise formlich von einer Kreislinie konstanten Durchmessers abweichenden radialen Außenkontur (10) bezüglich der Drehachse (6) über einen Formschluss verdrehgesichert in einem Aufnahmeloch (11) des ersten Trägerabschnittes (2) abgestützt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Stirnraddifferenzial (20) mit diesem Planetenträger (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Stirnraddifferenzial, vorzugsweise ein Stirnraddifferenzial eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit zwei relativ zueinander beabstandeten Trägerabschnitten sowie einem mit den Trägerabschnitten verbundenen Planetenbolzen, wobei ein zur rotatorischen Lagerung eines Planetenrades um eine Drehachse ausgebildeter / vorbereiteter Lagerungsbereich des Planetenbolzens zwischen den Trägerabschnitten angeordnet und ein Befestigungsbereich des Planetenbolzens an einem ersten Trägerabschnitt verdrehgesichert aufgenommen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Stirnraddifferenzial für ein Kraftfahrzeug, mit diesem Planetenträger.
  • Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die DE 10 2006 049 998 A1 eine Anordnung eines Bolzens in einer Bohrung sowie ein Verfahren zur Positionierung und Sicherung des Bolzens in dieser Bohrung. Der Bolzen kann als ein Planetenradbolzen eines Planetenradträgers ausgebildet sein.
  • Somit sind aus dem Stand der Technik bereits Ausführungen bekannt, in denen eine Verdrehsicherung des Planetenbolzens mittels eines Radialpunktnietens, d.h. eines plastischen Verformens bestimmter Bereichen zwischen Planetenbolzen und Trägerabschnitt durch Verstemmen, erzielt wird. Bei diesen Ausführungen besteht jedoch der Nachteil, dass sich der Planetenbolzen dennoch bei relativ hohen dynamischen Belastungen des Planetenträgers, wie sie insbesondere im Einsatzbereich eines Stirnraddifferenzials auftreten, von dem Trägerabschnitt lösen kann. Folglich dreht der Planetenbolzen nach einer gewissen Zeit undefiniert mit den Planetenrädern mit. Dabei verschleißen die Aufnahmen der Planetenbolzen in den Trägerabschnitten relativ stark, wodurch die Achsabstände schließlich nicht mehr exakt definiert sind.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Planetenträger für ein Stirnraddifferenzial zur Verfügung zu stellen, der eine robustere Verdrehsicherung des Planetenbolzens auch bei hohen Belastungen gewährleistet.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Befestigungsbereich mit einer Zapfenstruktur versehen / ausgestattet ist und diese Zapfenstruktur mit ihrer abschnittsweise formlich von einer Kreislinie konstanten Durchmessers abweichenden radialen Außenkontur bezüglich der Drehachse über einen Formschluss verdrehgesichert in einem Aufnahmeloch des ersten Trägerabschnittes abgestützt ist.
  • Durch die somit umgesetzte formschlüssige Drehverbindung zwischen der Zapfenstruktur und dem Aufnahmeloch ist der Planetenbolzen besonders robust an dem ersten Trägerabschnitt abgestützt. Die Wahrscheinlichkeit eines Lösens des Planetenbolzens in seiner verdrehgesicherten Position wird dadurch deutlich reduziert.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Ist die Zapfenstruktur zu einer axialen Stirnseite des Lagerungsbereiches hin angeformt und stoffeinteilig mit dem Lagerungsbereich ausgebildet, ist der Planetenbolzen im Herstellaufwand weiter reduziert. Die Zapfenstruktur bildet vorzugsweise einen von dem Lagerungsbereich axial abstehenden Fortsatz aus.
  • Hinsichtlich der Zapfenstruktur ist es weiterhin zweckmäßig, wenn diese zwei parallel zueinander verlaufende, voneinander in einer radialen Richtung des Planetenbolzens abgewandte Stützflächen aufweist. Die weiter bevorzugt jeweils eben ausgebildeten Stützflächen sind in ihrer Herstellung besonders einfach umsetzbar. Die Stützflächen sind demnach bevorzugt als so genannte Schlüsselflächen ausgeformt.
  • Ein (radialer) Abstand der beiden Stützflächen zueinander (d.h. ein Abstand der beiden Stützflächen entlang einer senkrecht zu der jeweiligen Stützfläche ausgerichteten Verbindungslinie) ist vorteilhafterweise kleiner als ein Außendurchmesser des Lagerungsbereiches. Dadurch wird die Montage des Planetenbolzens deutlich vereinfacht.
  • Zudem wird die Montage erleichtert, wenn die Zapfenstruktur hinsichtlich ihrer gesamten radialen Erstreckung (d.h. mit ihrer maximalen radialen Erstreckung) kleiner als der Außendurchmesser des Lagerungsbereiches ausgebildet ist.
  • Ein Vorteil ist es auch, wenn ein (axialer) Übergang zwischen dem Lagerungsbereich und der Zapfenstruktur eine in axialer Richtung des Planetenbolzens ausgerichtete Stirnfläche ausbildet, wobei die Stirnfläche an einem an dem ersten Trägerabschnitt vorgesehenen Absatz abgestützt ist. Dadurch kommt es zu einer verlässlichen axialen Abstützung des Planetenbolzens seitens des ersten Trägerabschnittes.
  • Geht die Stirnfläche über eine Verrundung in die jeweilige Stützfläche über, werden Spannungsspitzen herabgesenkt und der Planetenbolzen ist dadurch besonders robust ausgeführt.
  • Diesbezüglich ist es zudem zweckmäßig, wenn der erste Trägerabschnitt je Verrundung einen Freischnitt aufweist, in welchem Freischnitt die jeweilige Verrundung zumindest teilweise (in axialer Richtung) hinein ragt / aufgenommen ist. Dadurch wird weiterer axialer Bauraum eingespart.
  • Zur Fertigung der Freischnitte hat es sich als besonders geschickt herausgestellt, wenn diese durch einen T-Nut-Fräser hergestellt sind. Bevorzugt sind die beiden Freischnitte zusammen durch einen einzelnen Arbeitsgang mittels des T-Nut-Fräsers hergestellt.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn der Planetenbolzen an einer der Zapfenstruktur axial abgewandten Seite des Lagerungsbereiches (mit einem zweiten Befestigungsbereich) in einem Aufnahmeloch eines zweiten Trägerabschnittes befestigt ist und mit einem (radialen) Absatz an dem zweiten Trägerabschnitt axial abgestützt ist. Dadurch ergibt sich auch seitens des weiteren zweiten Trägerabschnittes eine besonders geschickte axiale Abstützung des Planetenbolzens.
  • Des Weiteren ist es hinsichtlich der Befestigung des Planetenbolzens von Vorteil, wenn dieser zusätzlich in dem ersten Trägerabschnitt und/oder in dem zweiten Trägerabschnitt kraftschlüssig, weiter bevorzugt über einen Presssitz, gehalten ist.
  • Das Aufnahmeloch weist vorteilhafterweise komplementär zu den Stützflächen ausgeformte Bereiche / Gegenstützflächen auf.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Stirnraddifferenzial(-getriebe) für ein Kraftfahrzeug, mit dem Planetenträger nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie einem auf dem Planetenbolzen rotatorisch gelagerten Planetenrad.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Verdrehsicherung durch Schlüsselflächen (Stützflächen) für einen Bolzen (Planetenbolzen) in Planetenträgern und Differenzialen realisiert. Durch die spannungsoptimierte Schlüsselfläche am Bolzen und einer kostengünstigen Gegenkontur (Aufnahmeloch) am Planeten- bzw. Differenzialträger (erster Trägerbereich), wird eine größere Auflagefläche erzeugt, die das Moment dauerhaft aufnimmt. Das kostengünstige Fräsen der Gegenkontur ist aufgrund der relativ schwierigen Zugänglichkeit der Bolzenaufnahme und der notwendigen Aussparungen für die spannungsoptimierte Schlüsselfläche am Bolzen mit einem T-Nut-Fräser vorgesehen. Mit einem weiteren Absatz am anderen Bolzenende ist der Bolzen beim Einbau axial gesichert und ein Radialpunktnieten kann nach der Montage entfallen.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittdarstellung eines in einem Stirnraddifferenzial eingesetzten erfindungsgemäßen Planetenträgers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei ein in einem ersten Trägerabschnitt verdrehgesicherter Planetenbolzen des Planetenträgers im Schnitt gut erkennbar ist,
    • 2 eine perspektivische Darstellung des nach 1 in Längsrichtung geschnittenen Stirnraddifferenzials im Bereich des Planetenbolzens,
    • 3 eine perspektivische Darstellung des Stirnraddifferenzials, die ähnlich zu der Darstellung der 2 ist, wobei der Planetenbolzen entnommen ist und dadurch unter anderem ein Aufnahmeloch des ersten Trägerabschnittes in seiner Ausformung zu erkennen ist,
    • 4 eine perspektivische Darstellung des Stirnraddifferenzials, ähnlich zu 3, wobei ebenfalls der Planetenbolzen entnommen ist und eine einem Lagerungsbereich des Planetenbolzens zugewandte Innenseite des Aufnahmelochs des ersten Trägerabschnittes zu erkennen ist, und
    • 5 eine perspektivische Darstellung des in den 1 und 2 eingesetzten Planetenbolzens.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein einen erfindungsgemäßen Planetenträger 1 aufweisendes Stirnraddifferenzial 20 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Stirnraddifferenzial 20 weist neben dem Planetenträger 1 mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, in dem Planetenträger 1 rotatorisch gelagerte Planetenräder 6 auf. Die Planetenräder 6 sind, wie für ein Stirnraddifferenzial üblich, in zwei Planetenradstufen aufgeteilt, wobei in dem Schnitt nach 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Planetenrad 5 einer ersten Planetenradstufe zu erkennen ist. Das Planetenrad 5 befindet sich mit einem ersten Sonnenrad 23 in Zahneingriff. Insgesamt sind über den Umfang hin mehrere Planetenräder 5 der ersten Planetenradstufe verteilt angeordnet und mit dem ersten Sonnenrad 23 in Zahneingriff. Auch weist das Stirnraddifferenzial 20 ein zweites Sonnenrad 24 auf, das mit mehreren, hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Planetenrädern einer zweiten Planetenradstufe in Zahneingriff steht. Die Sonnenräder 23, 24 sind jeweils auf typische Weise im Betrieb des Stirnraddifferenzials 20 drehfest mit einer Antriebswelle eines Antriebsrades des Kraftfahrzeuges weiter gekoppelt.
  • Der Planetenträger 1 weist zwei in axialer Richtung, d.h. entlang einer Drehachse 22 des Planetenträgers 1, (zumindest abschnittsweise) beabstandete Trägerabschnitte 2 und 3 auf. Der erste Trägerabschnitt 2 bildet einen in radialer Richtung nach außen verlaufenden ersten Scheibenbereich 25 aus. Der zweite Trägerabschnitt 3 bildet einen in radialer Richtung nach außen verlaufenden zweiten Scheibenbereich 26 aus. Die beiden Trägerabschnitte 2 und 3 sind in axialer Richtung insbesondere hinsichtlich ihrer beiden Scheibenbereiche 25 und 26 beabstandet angeordnet. Dadurch ist axial zwischen den Scheibenbereichen 25 und 26 ein Aufnahmeraum 27 ausgebildet. In dem Aufnahmeraum 27 sind die Planetenräder 6 relativ zu dem Planetenträger 1 um eine Drehachse 6 verdrehbar gelagert. Hierzu dient je Planetenrad 5 ein Planetenbolzen 4 des Planetenträgers 1. Eine Längsachse des Planetenbolzens 4 bildet unmittelbar die Drehachse 6 des auf ihm drehbar gelagerten Planetenrades 5 aus.
  • Wie in 2 gut zu erkennen, ist der Planetenbolzen 4 grundsätzlich hohl ausgebildet. Der Planetenbolzen 4 weist ein ihn vollständig entlang der Drehachse 6 durchdringendes Durchgangsloch 28 in Form einer Durchgangsbohrung auf. Der Planetenbolzen 4 ist seitens jedes Trägerabschnittes 2, 3 mittels eines Befestigungsbereiches 8, 30 verankert / fixiert. Axial zwischen den beiden Befestigungsbereichen 8, 30 erstreckt sich ein Lagerungsbereich 7 des Planetenbolzens 4. Der Lagerungsbereich 7 bildet jenen Längsabschnitt des Planetenbolzens 4 aus, der eine (im Querschnitt gesehen) kreisrunde Außenmantelseite bildet. Der Lagerungsbereich 7 ist axial zwischen den Trägerabschnitten 2, 3, nämlich zwischen den Scheibenbereichen 25, 26, angeordnet. Auf dem Lagerungsbereich 7 ist das Planetenrad 5 rotatorisch gelagert. Das Planetenrad 5 ist in dieser Ausführung unmittelbar auf dem Lagerungsbereich 7 gleitgelagert.
  • Zur Schmierung einer (Gleit-)Lagerstelle radial zwischen einer radialen Innenseite des Planetenrades 5 und dem Lagerungsbereich 7 / der radialen Außenseite des Lagerungsbereiches 7 ist der Planetenbolzen 4 mit in radialer Richtung verlaufenden Schmierkanälen 29 versehen. Die Schmierkanäle 29 münden zentral in das Durchgangsloch 28 ein und durchdringen den Planetenbolzen 4 / Lagerungsbereich 7 in radialer Richtung. Im Betrieb wird über das Durchgangsloch 28 sowie die Schmierkanäle 29 Schmiermittel in die Lagerstelle zwischen dem Lagerungsbereich 7 und dem Planetenrad 5 geleitet.
  • Erfindungsgemäß ist der Planetenbolzen 4 seitens seines ersten Befestigungsbereiches 8, der in axialer Richtung an den Lagerungsbereich 7 anschließt, in dem ersten Trägerabschnitt 2 verdrehgesichert aufgenommen. Hierzu weist der erste Befestigungsbereich 8 eine sich in axialer Richtung von dem Lagerungsbereich 7 aus weg erstreckende Zapfenstruktur 9 auf. Die Zapfenstruktur 9 bildet somit einen axialen Fortsatz aus. Die Zapfenstruktur 9 bildet einen sich in radialer Richtung bzgl. der Drehachse 6 länglich erstreckenden Fortsatz aus. Die Zapfenstruktur 9 weist folglich prinzipiell eine radiale Außenkontur 10 auf, die sich formlich von einer Kreislinie konstanten Durchmessers unterscheidet.
  • Die Zapfenstruktur 9 ist gesamtheitlich in ihrer (maximalen) radialen Erstreckung kleiner als ein Außendurchmesser des Lagerungsbereiches 7 ausgeführt. Der Lagerungsbereich 7 geht somit über den gesamten Umfang des Planetenbolzens 4 hinweg über einen (dritten) radialen Absatz 31 nach innen in die Zapfenstruktur 9 / die Außenkontur 10 über. Die Zapfenstruktur 9 ist zu einer axialen Stirnseite 12 des Lagerungsbereiches 7 hin an dem Lagerungsbereich 7 angeformt. Zapfenstruktur 9 und Lagerungsbereich 7 sind als stoffeinteilige Bestandteile des Planetenbolzens 4 miteinander verbunden.
  • In 5 ist die Form der Zapfenstruktur 9 ebenfalls gut zu erkennen. Die Außenkontur 10 weist zwei parallel zueinander verlaufende, in radialer Richtung ausgerichtete Stützflächen 13a und 13b aus. Die beiden Stützflächen 13a und 13b sind voneinander radial abgewandt. Verbunden sind die beiden Stützflächen 13a und 13b durch gekrümmte / gebogene Seitenflächen 32a und 32b der Außenkontur 10. Die beiden Seitenflächen 32a und 32b sind Kreisbogensegmente einer gedachten Kreislinie konstanten Durchmessers. Somit ist die Zapfenstruktur 9 auch im Wesentlichen als ein Vierkantprofil realisiert. Die Zapfenstruktur 9 ist zentral zu der Drehachse 6 angeordnet, sodass das Durchgangsloch 28 auch die Zapfenstruktur 9 zentral (radial mittig) durchdringt.
  • Wie in 2 ersichtlich, ist die Zapfenstruktur 9 in einem (ersten) Aufnahmeloch 11 des ersten Trägerabschnittes 2 eingeschoben sowie in Drehrichtung zur Drehachse 6 formschlüssig abgestützt / gehalten / gesichert. Das erste Aufnahmeloch 11 ist weitestgehend komplementär zu der Außenkontur 10 ausgeformt. Das erste Aufnahmeloch 11 ist insbesondere seitens zweier Gegenstützflächen 36a, 36b komplementär zu den Stützflächen 13a, 13b der Außenkontur 10 ausgeformt. Eine erste Gegenstützfläche 36a des als Langloch ausgebildeten ersten Aufnahmeloches 11 befindet sich in flächigem Kontakt mit der ersten Stützfläche 13a. Eine zweite Gegenstützfläche 36b des ersten Aufnahmeloches 11 befindet sich in flächigem Kontakt mit der zweiten Stützfläche 13b. Die Zapfenstruktur 9 ist zwischen den beiden Gegenstützflächen 36a, vorzugsweise eingepresst. Die Zapfenstruktur 9 ist folglich derart in dem ersten Aufnahmeloch 11 eingeschoben und aufgenommen, dass sich dadurch die Verdrehsicherung des Planetenbolzens 4 relativ zu dem ersten Trägerabschnitt 2 / Planetenträger 1 um die Drehachse 6 herum ergibt.
  • Hinsichtlich des ersten Befestigungsbereiches 8 ist es in den 1 und 2 auch zu erkennen, dass ein axialer Übergangsbereich 14 (zu der Stirnseite 12 hin) zwischen dem Lagerungsbereich 7 und jeder Stützfläche 13a, 13b eine Verrundung 17 aufweist. Insbesondere geht eine der Zapfenstruktur 9 zugewandte (erste) Stirnfläche 15 des Lagerungsbereiches 7 über eine Verrundung 17 in die erste Stützfläche 13a und über eine Verrundung 17 in die zweite Stützfläche 13b über. Die dadurch umgesetzten zwei Verrundungen 17 weisen einen gleichen Radius auf.
  • Der erste Trägerabschnitt 2 ist im Bereich des ersten Aufnahmelochs 11 mit Freischnitten 18 versehen. In jedem Freischnitt 18 ist in der montierten Stellung der 1 und 2 in axialer Richtung eine Verrundung 17 teilweise aufgenommen. Der Freischnitt 18 ist auch in Verbindung mit den 3 und 4 gut zu erkennen. Die beiden Freischnitte 18 (je Stützfläche 13a, 13b ein Freischnitt 18) sind an einer dem zweiten Trägerabschnitt 3 zugewandten Seite des ersten Aufnahmelochs 11 ausgebildet. Die beiden Freischnitte 18 sind gemeinsam mittels eines T-Nut-Fräsers eingebracht. Das erste Aufnahmeloch 11 ist bevorzugt ebenfalls frästechnisch ausgebildet, besonders bevorzugt zusammen mit den Freischnitten 18 in einem Fräsvorgang. Wie weiterhin in den 2 und 3 zu erkennen, ist das erste Aufnahmeloch 11 in seiner radialen Erstreckung (Länge) größer als die radiale Erstreckung der Zapfenstruktur 9 ausgebildet.
  • Zur axialen Abstützung des Planetenbolzens 4 seitens des ersten Trägerabschnittes 2 bildet der Lagerungsbereich 7 somit die erste Stirnfläche 15 aus, die den Übergangsbereich 14 zwischen dem Lagerungsbereich 7 und der Zapfenstruktur 9 mit ausbildet. Die erste Stirnfläche 15 ist in axialer Richtung an einem (ersten) radialen Absatz 16 des ersten Trägerabschnitts 2 abgestützt. Der erste Absatz 16 ist bevorzugt durch eine konzentrisch zu der Drehachse 6 verlaufende Sacklochbohrung gebildet.
  • Zu einer dem ersten Befestigungsbereich 8 axial abgewandten Seite des Lagerungsbereiches 7 ist ein zweiter Befestigungsbereich 30 des Planetenbolzens 4 angeordnet / ausgebildet. Der zweite Befestigungsbereich 30 ist in einem (zweiten) Aufnahmeloch 19 des zweiten Trägerabschnitts 3 fest aufgenommen. Der zweite Befestigungsbereich 30 ist durch einen rohrförmigen Endbereich 33 des Planetenbolzens 4 ausgebildet und über einen Presssitz in dem zweiten Trägerabschnitt 3 aufgenommen. Insbesondere ist der Endbereich 33 über einen Presssitz in dem als kreisrundes Durchgangsloch ausgebildeten zweiten Aufnahmeloch 19 aufgenommen. Der Endbereich 33 ist über einen (zweiten) radialen Absatz 21 gegenüber dem Lagerungsbereich 7 im Durchmesser reduziert. Der zweite Absatz 21 dient zugleich zur Ausbildung einer zweiten axialen Stirnfläche 34 des Lagerungsbereiches 7, die an dem zweiten Trägerabschnitt 3 abgestützt ist.
  • Axial zwischen dem ersten Trägerabschnitt 2 und dem Planetenrad 5 sowie zwischen dem Planetenrad 5 und dem zweiten Trägerabschnitt 3 ist jeweils auf typische Weise eine Gleitscheibe 35 angeordnet.
  • In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß durch eine spannungsoptimierte Schlüsselfläche (Stützflächen 13a, 13b) am Bolzen 4 und einer kostengünstigen Gegenkontur (Gegenstützflächen 36a, 36b) am Planeten- bzw. Differenzialträger 1 eine größere Auflagefläche erzeugt, die das Moment dauerhaft aufnehmen kann. In dem Planeten- bzw. Differenzialträger 1 sind weiterhin herkömmliche Sacklochbohrungen angebracht, die dem Bolzen 4 die exakte Lage geben (Achsabstand der durch den Bolzen 4 gelagerten Planeten- oder Ausgleichsräder 5). Der Bolzen 4 ist gerichtet zu montieren, da an einer Bolzenstirnseite 12 eine Schlüsselfläche 13a, 13b angebracht ist, die passend zur Gegenkontur 36a, 36b im Planetenträger 1 zu positionieren ist. Im Betrieb wird über diese Flächen 13a, 13b das Verdrehmoment an den Planetenträger 1 abgeleitet. Zur Steigerung des dynamischen Verdrehmomentes wird an dem Übergang von Schlüsselfläche 13a, 13b zur Stirnfläche 15 des Bolzens 4 ein entsprechend großer Radius (Verrundungen 17) vorgesehen und am Träger 1 die entsprechende Freimachung (Freischnitte 18). An der Schlüsselfläche 13a, 13b ist ein kleiner Absatz (dritter Absatz 31) vorgesehen. Dadurch kommt es zu keinen Spannungsüberlagerungen in dem kritischen Querschnitt, sodass auf die gesamte Geometrie der Schlüsselflächen 13a, 13b und der Verrundung 17 nur die Verdrehmomente wirken und die Radialkräfte getrennt davon in den Träger 1 eingeleitet werden. Für die Nut (erstes Aufnahmeloch 11) der Gegenkontur 36a, 36b der Schlüsselflächen 13a, 13b im Träger 1 wird ein Fräser mit einem möglichst großen Durchmesser benötigt, sodass beide Seitenflächen (Gegenstützflächen 36a, 36b) in einem Fräsvorgang kostengünstig erzeugt werden. Durch den großen Fräserradius würde sich der Hebelarm für die ebenen Schlüsselflächen 13a, 13b reduzieren, weshalb diese Kontur mit einem T-Nut-Fräser gefräst ist; zusammen mit dem Fräserauslauf (Freischnitte 18), sodass die maximale Breite der Schlüsselkontur (Außenkontur 10) und somit das maximale Verdrehmoment erreicht wird. Die Lage des Bolzens 1 im Träger 1 wird durch die Fläche des ersten Absatzes 16 axial definiert. An dem anderen Ende des Bolzens 4 wird ein Absatz (zweiter Absatz 21) angebracht, der den Bolzen 4 axial positioniert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Planetenträger
    2
    erster Trägerabschnitt
    3
    zweiter Trägerabschnitt
    4
    Planetenbolzen
    5
    Planetenrad
    6
    Drehachse des Planetenrades
    7
    Lagerungsbereich
    8
    erster Befestigungsbereich
    9
    Zapfenstruktur
    10
    Außenkontur
    11
    erstes Aufnahmeloch
    12
    Stirnseite des Lagerungsbereiches
    13a
    erste Stützfläche
    13b
    zweite Stützfläche
    14
    Übergangsbereich
    15
    erste Stirnfläche
    16
    erster Absatz
    17
    Verrundung
    18
    Freischnitt
    19
    zweites Aufnahmeloch
    20
    Stirnraddifferenzial
    21
    zweiter Absatz
    22
    Drehachse des Planetenträgers
    23
    erstes Sonnenrad
    24
    zweites Sonnenrad
    25
    erster Scheibenabschnitt
    26
    zweiter Scheibenabschnitt
    27
    Aufnahmeraum
    28
    Durchgangsloch
    29
    Schmierkanal
    30
    zweiter Befestigungsbereich
    31
    dritter Absatz
    32a
    erste Seitenfläche
    32b
    zweite Seitenfläche
    33
    Endbereich
    34
    zweite Stirnfläche
    35
    Gleitscheibe
    36a
    erste Gegenstützfläche
    36b
    zweite Gegenstützfläche
  • 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 102006049998 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Planetenträger (1) für ein Stirnraddifferenzial (20), mit zwei relativ zueinander beabstandeten Trägerabschnitten (2, 3) sowie einem mit den Trägerabschnitten (2, 3) verbundenen Planetenbolzen (4), wobei ein zur rotatorischen Lagerung eines Planetenrades (5) um eine Drehachse (6) ausgebildeter Lagerungsbereich (7) des Planetenbolzens (4) zwischen den Trägerabschnitten (2, 3) angeordnet und ein Befestigungsbereich (8) des Planetenbolzens (4) an einem ersten Trägerabschnitt (2) verdrehgesichert aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (8) mit einer Zapfenstruktur (9) versehen ist und diese Zapfenstruktur (9) mit ihrer abschnittsweise formlich von einer Kreislinie konstanten Durchmessers abweichenden radialen Außenkontur (10) bezüglich der Drehachse (6) über einen Formschluss verdrehgesichert in einem Aufnahmeloch (11) des ersten Trägerabschnittes (2) abgestützt ist.
  2. Planetenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenstruktur (9) zu einer axialen Stirnseite (12) des Lagerungsbereiches (7) hin angeformt und stoffeinteilig mit dem Lagerungsbereich (7) ausgebildet ist.
  3. Planetenträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenstruktur (9) zwei parallel zueinander verlaufende, voneinander in einer radialen Richtung des Planetenbolzens (4) abgewandte Stützflächen (13a, 13b) aufweist.
  4. Planetenträger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der beiden Stützflächen (13a, 13b) zueinander kleiner als ein Außendurchmesser des Lagerungsbereiches (7) ist.
  5. Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenstruktur (9) hinsichtlich ihrer gesamten radialen Erstreckung kleiner als der Außendurchmesser des Lagerungsbereiches (7) ausgebildet ist.
  6. Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang (14) zwischen dem Lagerungsbereich (7) und der Zapfenstruktur (9) eine in axialer Richtung des Planetenbolzens (4) ausgerichtete Stirnfläche (15) ausbildet, wobei die Stirnfläche (15) an einem an dem ersten Trägerabschnitt (2) vorgesehenen Absatz (16) abgestützt ist.
  7. Planetenträger (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (15) über eine Verrundung (17) in die jeweilige Stützfläche (13a, 13b) übergeht.
  8. Planetenträger (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Trägerabschnitt (2) je Verrundung (17) einen Freischnitt (18) aufweist, in welchen Freischnitt (18) die jeweilige Verrundung (17) zumindest teilweise hineinragt.
  9. Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (4) an einer der Zapfenstruktur (9) axial abgewandten Seite des Lagerungsbereiches (7) in einem Aufnahmeloch (19) eines zweiten Trägerabschnittes (3) befestigt und mit einem Absatz (21) an dem zweiten Trägerabschnitt (3) axial abgestützt ist.
  10. Stirnraddifferenzial (20) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Planetenträger (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie einem auf dem Planetenbolzen (4) rotatorisch gelagerten Planetenrad (5).
DE102018105604.4A 2018-03-12 2018-03-12 Planetenträger mit verdrehgesichertem Planetenbolzen; sowie Stirnraddifferenzial Ceased DE102018105604A1 (de)

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DE102021206334B3 (de) 2021-06-21 2022-09-29 Zf Friedrichshafen Ag Befestigungsanordnung von Planetenradbolzen

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DE102006049998A1 (de) 2006-10-24 2008-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung eines Bolzens in einer Bohrung und Verfahren zur Positionierung und Sicherung des Bolzens in der Bohrung

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