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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger zum Lagern von Planetenrädern für ein Planetengetriebe, mit einem Blechgrundkörper, der eine ersten Trägerwange, eine axial dazu beabstandet angeordnete zweite Trägerwange und eine Vielzahl an Verbindungselementen, welche die erste Trägerwange und die zweite Trägerwange miteinander verbinden, aufweist, wobei in den beiden Trägerwangen jeweils zueinander fluchtende Durchgangslöcher zum Aufnehmen von jeweils ein Planetenrad lagernden Planetenbolzen ausgebildet sind, und wobei der Blechgrundkörper sich aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander befestigten, vorzugsweise gleichartig ausgebildeten, Segmenten zusammensetzt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Planetenträgers.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetenträger für ein Planetengetriebe bekannt, die aus mehreren Segmenten zusammengesetzt werden. Zum Beispiel offenbart die
DE 10 2016 200 839 A1 einen Planetenträger, mit: - einer zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehenen ersten Trägerscheibe, - einer ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehenen zweiten Trägerscheibe, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Trägerscheibe beabstandet ist, und - Brückenabschnitten, zur Koppelung der ersten Trägerscheibe mit der zweiten Trägerscheibe, - wobei sich jede der Trägerscheiben aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Trägerscheibensegmenten zusammensetzt, und - die jeweils abfolgenden Trägerscheibensegmente als Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt sind die unter Belassung eines Verbindungsmaterialabschnitts miteinander verkettet sind, und - die Brückenabschnitte aus jenem Verbindungsmaterialabschnitt gefertigt sind.
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Auch offenbart die
DE 10 2015 213 725 A1 einen Planetenträger eines Planetengetriebes, bestehend aus zumindest zwei axial beabstandeten und miteinander verbundenen, spanlos hergestellten Trägerwangen, die gemeinsam einen Zwischenraum begrenzen und in denen umfangsseitig in versetzt zueinander angeordneten, achsgleichen und korrespondierenden Aufnahmen der Trägerwangen Planetenradbolzen drehfixiert eingesetzt sind, auf denen wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert ist und jede Trägerwange aus einzelnen Trägerwangenteilstücken besteht, die jeweils zur Bildung eines Segments mit einem Trägerwangenteilstück der gegenüberliegenden Trägerwange über Verbindungselemente gekoppelt sind, wobei sich zwischen den Segmenten des Planetenträgers eine in einer radialen oder tangentialen Ebene verlaufende Fügezone einstellt.
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Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass bei der Herstellung eines Planetenträgers aus Blechumformteilen, die zu einzelnen Segmenten des Blechgrundkörpers gebogen werden und anschließende aneinander geschweißt werden, ein hoher Anteil des Ausgangsblechmaterials nicht nutzbar ist und eine viel Materialabfälle entstehen, was sich nachteilig auf die Produktionskosten auswirkt. Gleichzeitig ist bei den bisher bekannten Lösungen durch die Ausnildung als Blechumformteil eine Steifigkeit des Planetenträgers oftmals nicht ausreichend.
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Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll ein Planetenträger und ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenträgers vorgeschlagen werden, der gewichtsreduziert alle Anforderungen hinsichtlich einer ausreichenden Bauteilsteifigkeit erfüllt und der mit einfachen Mitteln kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Trennebene zwischen benachbarten Segmenten durch eine die Mittelachse eines Durchgangslochs enthaltende Radialebene gebildet ist. Das heißt auch, dass die Segmente vorzugsweise an Fügezonen aneinander befestigt sind, wobei die Fügezonen jeweils in einer sich in Radialrichtung des Planetenträgers erstreckenden, die Mittelachsen der Durchgangslöcher enthaltenden Fügeebene angeordnet sind. Mit anderen Worten ist jede Trennebene bzw. Fügeebene zwischen den Segmenten so angeordnet, dass sie die Durchgangslöcher symmetrisch teilt, insbesondere mittig halbiert. Unter einer Radialebene des Planetenträgers wird eine Ebene verstanden, die die Längsachse des Planetenträgers enthält und sich in Radialrichtung des Planetenträgers erstreckt.
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Dies hat den Vorteil, dass ein gewichtsoptimierter Planetenträger realisiert werden kann, der durch die spanlose Herstellung gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist und eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit besitzt. Dadurch dass die Trennebenen jeweils durch die Durchgangslöcher führen, werden die Fügestellen zwischen den Segmenten in einen Bereich verlagert, der verhältnismäßig niedrigere Steifigkeitsanforderungen hat. Somit kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass die Fügestellen im Bereich der Verbindungselemente liegen, da dort eine besonders hohe Steifigkeit erforderlich ist. Zudem kann dadurch eine Länge einer erforderlichen Schweißnaht verhältnismäßig gering gehalten werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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Zudem ist es zweckmäßig jeweils zwei Trennebenen zueinander senkrecht sind und/oder jeweils zwei Trennebene zueinander deckungsgleich sind. Somit lassen sich die Fügestellen, die in den Trennebenen liegen, besonders einfach fertigen.
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Zudem zeichnet sich ein günstiges Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass jede Trennebene eine Symmetrieebene des Planetenträgers ausbildet. Somit kann eine hohe Anzahl an Gleichteilen für die Segmente verwendet werden, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten des Planetenträgers auswirkt.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Segmente als Blechumformteil ausgebildet sind. Das heißt also, dass die Segmente als Ausschnitte aus einem Blechausgangsmaterial, insbesondere spanlos, gefertigt sind und in ihre Endform gebogen werden. So lassen sich die Segmente besonders kostengünstig und mit einem geringen Gewicht herstellen.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Ausschnitte eine Symmetrieebene entlang ihrer Längsachse besitzen. Dadurch kann der Anteil an Blechabfall bei der Fertigung erheblich reduziert werden. Das heißt also, dass die Segmente im montierten Zustand eine Symmetrieebene besitzen, die durch eine Radialebene des Planetenträgers gebildet wird. Unter einer Radialebene des Planetenträgers wird eine Ebene verstanden, die die Längsachse des Planetenträgers enthält und sich in Radialrichtung des Planetenträgers erstreckt. Die Segmente sind also einstückig ausgebildet.
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Die in Umfangsrichtung abfolgend benachbarten Trägerscheibensegmente werden vorzugsweise miteinander verschweißt. Die Schweißstellen/Fügestellen können dabei insbesondere als Kehlnähte, oder runde Schweißzonen ausgebildet werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenträgers gelöst, wobei Segmente in einem ersten Schritt als Ausschnitte, die jeweils zwei Trägerwangenabschnitte, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, aufweisen, aus einem Ausgangsmaterial spanlos, beispielsweise durch Stanzen, gefertigt werden, wobei in einem zweiten Schritt die Trägerwangenabschnitte gegenüber dem Verbindungsabschnitt so umgebogen werden, dass die Trägerwangenabschnitte parallel zueinander sind, wobei in einem dritten Schritt die Segmente stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Planetenträger, der aus gestanzten Blechmetallplatten hergestellt ist, die umgebogen werden und aneinander stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, befestigt werden. Die einzelnen Segmente des Planetenträgers sind aus symmetrischen Teilen hergestellt. Eine Trennebene/Teilungsebene/Schweißebene zwischen den Segmenten führt durch Löcher für Planetenbolzen zum Lagern der Planetenräder. Die Trennebene teilt also die Löcher symmetrisch, d.h. halbiert einen Querschnitt der Löcher. Deshalb müssen jedoch die Löcher nach dem Schweißen der Segmente nachbearbeitet werden. Die Erfindung stellt also einen kostenreduzierten Planetenträger bereit, indem eine Menge an Blechabfall reduziert wird, wobei gleichzeitig die Steifigkeit des Planetenträgers beibehalten oder verbessert wird. Erfindungsgemäß ist ein vereinfachter Blechmaterialplanetenträger vorgesehen, der aus vier symmetrischen Blechmaterialteilen, die miteinander verschweißt sind, zusammengesetzt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Planetengetriebes mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger,
- 2 eine Längsschnittansicht des Planetengetriebes,
- 3 eine perspektivische Ansicht des Planetengetriebes,
- 4 eine Explosionsdarstellung des Planetengetriebes,
- 5 eine Draufsicht eines Trägerwangensegments in einem ungebogenen Zustand,
- 6 eine Längsschnittansicht des Trägerwangensegments,
- 7 eine perspektivische Ansicht der Trägerwangensegmente im unverbundenen Zustand,
- 8 eine perspektivische Ansicht der Trägerwangensegmente im verbundenen Zustand, und
- 9 eine Draufsicht der Trägerwangensegmente in einem ungebogenen Zustand.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 bis 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Planetenträger 1, an dem vier Planetenräder 2 drehbar gelagert sind. Der Planetenträger 1 wird in einem Planetengetriebe 3 eingesetzt. Der Planetenträger 1 besitzt einen Blechgrundkörper 4, der eine erste Trägerwange 5, eine axial dazu beabstandet angeordnete zweite Trägerwange 6 und eine Vielzahl an Verbindungselementen 7, welche die erste Trägerwange 5 und die zweite Trägerwange 6 miteinander verbinden, aufweist. In den beiden Trägerwangen 5, 6 sind zueinander fluchtende Durchgangslöcher 8 zum Aufnehmen von jeweils ein Planetenrad 2 lagernden Planetenbolzen 9 ausgebildet sind. Der Blechgrundkörper 4 setzt sich aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander befestigten Segmenten 10 zusammen. Die Segmente 10 sind gleichartig, d.h. mit gleicher Geometrie, und als Blechumformteil ausgebildet. Der Blechgrundkörper 4 setzt sich in der dargestellten Ausführungsform aus vier Segmenten 10 zusammen.
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Eine Trennebene A, B zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Segmenten 10 ist durch eine die Mittelachse eines Durchgangslochs 8 enthaltende Radialebene gebildet ist. Jede Trennebene A, B teilt also die Segmente 10 so voneinander, dass die Durchgangslöcher 8 symmetrisch geteilt, insbesondere mittig halbiert, werden. Die Segmente 10 liegen entlang der Trennebene A, B aneinander an und sind stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, aneinander befestigt. Es gibt also vier Trennebenen A, B. Jeweils zwei der Trennebenen A, B sind deckungsgleich zueinander und jeweils zwei der Trennebenen A, B sind senkrecht zueinander angeordnet. Die Trennebenen A, B bilden jeweils eine Symmetrieebene des Planetenträgers 1 aus. Die Segmente 10 sind jeweils symmetrisch zu einer durch eine Radialebene des Planetenträgers 1, die um 45° zu den Trennebenen A, B gedreht angeordnet ist, gebildete Symmetrieebene ausgebildet.
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Der Planetenträger 1 ist rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse ausgebildet. Der Planetenträger 1 weist eine zentrale als Durchgangsloch ausgebildete Aussparung 11 auf. An dem Planetenträger 1 sind die vier Planetenräder 2 auf jeweils einem Planetenbolzen 9 über ein Wälzlager 12 gelagert. In Axialrichtung zwischen der ersten Trägerscheibe 5 und dem Planetenrad 2 sowie zwischen der zweiten Trägerscheibe 6 und dem Planetenrad 2 sind Beilagscheiben 13 angeordnet.
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5 und 6 zeigen das Segment 10 in einem ungebogenen Zustand. Das Segment 10 ist als ein Blechbauteil ausgebildet und ist symmetrisch zu einer Längsachse des Segments 10 ausgebildet. Das Segment 10 weist einen Verbindungsabschnitt 14 sowie zwei davon abstehende Trägerwangenabschnitte 15 auf. Die Trägerwangenabschnitte 15 sind jeweils gleich ausgebildet und bilden im gebogenen Zustand jeweils einen Teil der Trägerwangen 5, 6. Der Verbindungsabschnitt 14 bildet im gebogenen Zustand das Verbindungselement 7, der die beiden Trägerwangen 5, 6 verbindet. Das Segment 10 hat im ungebogenen Zustand eine konstante Dicke t. An jedem Trägerwangenabschnitt 15 ist jeweils eine Hälfte des Durchgangslochs 8 ausgebildet. Im zusammengefügten Zustand liegen benachbarte Segmente 10 so aneinander, dass sie gemeinsam das Durchgangsloch 8 ausbilden.
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In 7 und 8 ist zu erkennen, dass der Planetenträger 1 aus vier gleichen Segmenten 10 zusammengesetzt ist, wobei jedes Segment 10 ein Viertel des Planetenträgers 1 ist. Die Segmente 10 werden an in Umfangsrichtung einander zugewandten Seitenflächen, die als Fügestellen 16 dienen, miteinander verschweißt. Die Fügestellen 16 liegen also in den Trennebenen A, B.
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9 zeigt die Segmente 10, die als Ausschnitte 17 aus einem Blechmaterial gestanzt werden. Es ist zu erkennen, dass ein beim Stanzen entstehender Blechabfall 18 einen verhältnismäßig geringen Anteil ausbildet. Zur Herstellung des Planetenträgers 1 werden die Ausschnitte 17 aus dem Blechmaterial ausgestanzt. Anschließend werden die beiden Trägerwangenabschnitte 15 gegenüber dem Verbindungsabschnitt 14 umgebogen, bis sie zueinander parallel, aber axial beabstandet sind. Die einzelnen Segmente 10 werden danach durch Schweißen an den Fügestellen 16 aneinander stoffschlüssig befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- Planetenrad
- 3
- Planetengetriebe
- 4
- Blechgrundkörper
- 5
- erste Trägerwange
- 6
- zweite Trägerwange
- 7
- Verbindungselement
- 8
- Durchgangsloch
- 9
- Planetenbolzen
- 10
- Segment
- 11
- Aussparung
- 12
- Wälzlager
- 13
- Beilagscheibe
- 14
- Verbindungsabschnitt
- 15
- Trägerwangenabschnitt
- 16
- Fügestelle
- 17
- Ausschnitt
- 18
- Blechabfall
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016200839 A1 [0002]
- DE 102015213725 A1 [0003]
