DE102018127489A1 - Assembly for a planetary gear, method for producing the assembly and planetary gear with such an assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe (1) für ein Planetengetriebe, umfassend einen Planetenträger (2) und ein drehfest damit verbundenes Sonnenrad (3), wobei der Planetenträger (2) zumindest teilweise durch Tiefziehen aus einem Blech ausgebildet ist, wobei der Planetenträger (2) durch Pressfügen mit dem Sonnenrad (3) verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe (1) für ein Planetengetriebe sowie ein Planetengetriebe, umfassend eine derart hergestellte Baugruppe (1).The invention relates to an assembly (1) for a planetary gear, comprising a planet carrier (2) and a sun gear (3) connected to it in a rotationally fixed manner, the planet carrier (2) being at least partially formed by deep drawing from a sheet metal, the planet carrier (2) is connected to the sun gear (3) by pressing. The invention further relates to a method for producing an assembly (1) for a planetary gear and a planetary gear, comprising an assembly (1) produced in this way.
Description
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Planetengetriebe, umfassend einen Planetenträger und ein drehfest damit verbundenes Sonnenrad, wobei der Planetenträger zumindest teilweise durch Tiefziehen aus einem Blech ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Baugruppe sowie ein Planetengetriebe mit einer solchen Baugruppe.The invention relates to an assembly for a planetary gear, comprising a planet carrier and a non-rotatably connected sun gear, the planet carrier being at least partially formed by deep drawing from a sheet metal. Furthermore, the invention relates to a method for producing the assembly and a planetary gear with such an assembly.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Ausgestaltung einer Baugruppe für ein Planetengetriebe vorzuschlagen, wobei insbesondere ein Herstellungsaufwand gesenkt werden soll. Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object of the present invention is to propose an alternative embodiment of an assembly for a planetary gear, in particular a manufacturing effort to be reduced. This object is achieved by an assembly with the features of
Eine erfindungsgemäße Baugruppe für ein Planetengetriebe umfasst einen Planetenträger und ein drehfest damit verbundenes Sonnenrad, wobei der Planetenträger durch Tiefziehen aus einem Blech ausgebildet ist, und wobei der Planetenträger durch Pressfügen mit dem Sonnenrad verbunden ist. Mit anderen Worten besteht der Planetenträger aus einem Tiefziehblech, das zunächst in einem Umformschritt mittels Tiefziehen in die gewünschte Form gebracht wird.An assembly according to the invention for a planetary gear comprises a planet carrier and a sun gear connected to it in a rotationally fixed manner, the planet carrier being formed from a sheet metal by deep drawing, and the planet carrier being connected to the sun gear by press fitting. In other words, the planet carrier consists of a deep-drawn sheet, which is first brought into the desired shape by deep-drawing in a forming step.
Unter „Tiefziehen“ ist ein nach DIN 8584 normiertes Zugdruckumformen eines Blechs oder Blechzuschnitts zu verstehen, wobei das Blech in einen einseitig offenen Hohlkörper oder eines vorgezogenen Hohlkörpers in einen solchen mit geringerem Querschnitt ohne Veränderung der Blechdicke umgeformt wird.“Deep drawing” is understood to mean a tensile pressure forming of a sheet or sheet blank, standardized in accordance with DIN 8584, the sheet being formed into a hollow body open on one side or a hollow body drawn into one with a smaller cross section without changing the sheet thickness.
In einem nachfolgenden Schritt wird durch Pressfügen zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad eine dreh- und axialfeste Verbindung ausgebildet, wobei das Sonnenrad während des Pressfügens zur Ausbildung eines Pressverbandes axial auf den Planetenträger aufgepresst wird.In a subsequent step, a rotationally and axially fixed connection is formed by press-fitting between the planet carrier and the sun gear, the sun gear being pressed axially onto the planet carrier during the press-fitting to form a press fit.
Ein Pressverband ist eine mittels Pressfügen hergestellte mechanische Verbindung zweier Bauteile, nämlich des Planetenträgers und des Sonnenrades, wobei der Pressverband nach einem Axialfügevorgang an den radialen Verbindungsstellen der beiden Bauteile entsteht. Durch den Pressverband, auch kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindung genannt, können Längs- und Querkräfte kraft- bzw. reibschlüssig übertragen werden. Mithin können Drehmomente und Leistungen von dem Planetenträger auf das Sonnenrad, oder umgekehrt, übertragen werden. Ferner werden Axialkräfte, Querkräfte und Biegemomente übertragen, welche an der Verzahnung des Sonnenrades und/oder an der Verzahnung der am Planetenträger angeordneten Planetenräder entstehen.A press fit is a mechanical connection between two components, namely the planet carrier and the sun gear, which is produced by press joining, the press fit being created after an axial joining process at the radial connection points of the two components. The press fit, also known as a non-positive shaft-hub connection, allows longitudinal and transverse forces to be transmitted in a non-positive or frictional manner. Torques and powers can therefore be transferred from the planet carrier to the sun gear, or vice versa. Furthermore, axial forces, transverse forces and bending moments are transmitted, which arise on the toothing of the sun gear and / or on the toothing of the planet gears arranged on the planet carrier.
Das Sonnenrad kann sowohl über einen axialen Abschnitt als auch über dessen gesamte axiale Länge auf den Planetenträger aufgepresst sein. Vorteilhaft ist bei der Ausbildung eines Pressverbandes zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger, dass auf eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise in Form einer Schweißverbindung, verzichtet werden kann. Dadurch wird in die Baugruppe kein Verzug, beispielsweise durch Wärme eingebracht, sodass die Baugruppe dauerfest und insbesondere sicher ausgebildet ist.The sun gear can be pressed onto the planet carrier both over an axial section and over its entire axial length. When forming a press fit between the sun gear and the planet carrier, it is advantageous that a cohesive connection, for example in the form of a welded connection, can be dispensed with. As a result, no distortion is introduced into the assembly, for example by heat, so that the assembly is designed to be durable and, in particular, safe.
Ferner ist durch eine derartige Ausgestaltung des Planetenträgers bzw. des Sonnenrades vorteilhaft, dass durch geeignete Umform- und Nachbehandlungsschritte einzelne Bauteile der Baugruppe mit mehreren Funktionen oder Funktionsflächen ausgestattet werden können, sodass gleichzeitig andere Bauteile weniger Funktionen oder Funktionsflächen aufweisen müssen und infolgedessen mit geringerem Aufwand sowie kostengünstiger herstellbar sind. Mit anderen Worten weist dann das Bauteil, das weitere Funktionen übernimmt, einen aufwendigeren bzw. kostenintensiveren Herstellungsprozess auf, wohingegen das jeweils andere Bauteil vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die Formgebung des umgeformten Bauteils ist im Wesentlichen abhängig von den jeweiligen gewünschten Funktionen, die die Bauteile bzw. Baugruppe zu erfüllen haben/hat. Mithin wird der Herstellungsaufwand eines der Bauteile der Baugruppe erhöht und gleichzeitig der Herstellungs- und Bearbeitungsaufwand eines weiteren Bauteils der Baugruppe verringert.Furthermore, such a configuration of the planet carrier or the sun gear has the advantage that, by means of suitable shaping and post-treatment steps, individual components of the assembly can be equipped with a plurality of functions or functional surfaces, so that other components must have fewer functions or functional surfaces and, consequently, with less effort and are cheaper to produce. In other words, the component that takes on further functions then has a more complex or cost-intensive manufacturing process, whereas the other component in each case is comparatively simple and inexpensive to manufacture. The shape of the deformed component is essentially dependent on the respective desired functions that the components or assembly have / have to perform. The manufacturing outlay of one of the components of the assembly is thus increased and at the same time the manufacturing and processing outlay of another component of the assembly is reduced.
Vorzugsweise weist der Planetenträger einen Axialschenkel und einen Radialschenkel auf, wobei das Sonnenrad mit einer Innenumfangsfläche an einer Außenumfangsfläche des Axialschenkels radial zur Anlage kommt. Der Radialschenkel ist beispielsweise derart ausgebildet, dass auf Planetenbolzen gelagerte Planetenräder daran angeordnet werden können, wobei der Radialschenkel dazu entsprechende Aussparungen zur Aufnahme der Planetenbolzen bzw. der Planetenräder aufweist.The planet carrier preferably has an axial leg and a radial leg, wherein the sun gear comes to bear radially with an inner peripheral surface on an outer peripheral surface of the axial leg. The radial arm is designed, for example, in such a way that planet gears mounted on planet bolts can be arranged thereon, the radial arm having corresponding recesses for receiving the planet bolts or the planet gears.
Der Axialschenkel dient im Wesentlichen zur Aufnahme des Sonnenrades, wobei das Sonnenrad mit seiner Innenumfangsfläche auf den Planetenträger zur Ausbildung des Pressverbandes aufgepresst wird. Das Sonnenrad ist im Vergleich zum Planetenträger vergleichsweise einfach herstellbar, wobei das Sonnenrad vorzugsweise hülsen- oder rohrförmig ausgebildet ist und an dessen Außenumfangsfläche eine umlaufende Gerad- oder Schrägverzahnung sowie die zylindrische Innenumfangsfläche aufweist.The axial leg essentially serves to receive the sun gear, the sun gear with its inner peripheral surface being pressed onto the planet carrier to form the press fit. Compared to the planet carrier, the sun gear is comparatively easy to produce, the sun gear preferably being of tubular or tubular design and having circumferential straight or helical toothing on its outer peripheral surface and the cylindrical inner peripheral surface.
Der Planetenträger ist im Vergleich zum Sonnenrad aufwendiger und kostenintensiver hergestellt. Zum einen wird der Planetenträger durch Umformen in einem Tiefziehprozess hergestellt und kann mittels des Axialschenkels Funktionen des Sonnenrades übernehmen. Dazu ist an einem Innenumfangsabschnitt des Axialschenkels bevorzugt zumindest eine Funktionsfläche ausgebildet. Ferner bevorzugt ist die zumindest eine Funktionsfläche dazu eingerichtet, eine Lageranordnung zumindest teilweise aufzunehmen. Mit anderen Worten wird die ursprüngliche Funktion des Sonnenrades, und zwar die zumindest teilweise Aufnahme einer Lageranordnung, in den Planetenträger integriert. Der Innenumfangsabschnitt des Axialschenkels kann derart ausgebildet sein, dass ein Lagerring der Lageranordnung drehfest oder relativ zum Axialschenkel drehbar aufgenommen wird. Ferner ist denkbar, dass der Innenumfangsabschnitt des Axialschenkels eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit aufweist, um als Laufbahn für Wälzkörper der Lageranordnung zu fungieren. Außerdem ist denkbar, dass der umgeformte Planetenträger Funktionsflächen zur Ölführung oder Ölverteilung aufweist.The planet carrier is more complex and expensive to manufacture than the sun gear. On the one hand, the planet carrier is produced by forming in a deep-drawing process and can take over functions of the sun gear by means of the axial leg. For this purpose, at least one functional surface is preferably formed on an inner peripheral portion of the axial leg. Furthermore, the at least one functional surface is preferably designed to at least partially accommodate a bearing arrangement. In other words, the original function of the sun gear, namely the at least partial inclusion of a bearing arrangement, is integrated into the planet carrier. The inner circumferential section of the axial leg can be designed such that a bearing ring of the bearing arrangement is received in a rotationally fixed manner or rotatable relative to the axial leg. It is also conceivable that the inner peripheral portion of the axial leg has a suitable surface finish in order to function as a raceway for rolling elements of the bearing arrangement. It is also conceivable that the deformed planet carrier has functional surfaces for oil guidance or oil distribution.
Vorzugsweise ist der Planetenträger zumindest teilweise spanend bearbeitet. Der Planetenträger wird dazu bevorzugt in einem Werkzeug eingespannt, wobei vor oder nach der spanenden Bearbeitung, das heißt während der Planetenträger noch in dem jeweiligen Werkzeug eingespannt ist, weitere Bearbeitungsschritte am Planetenträger erfolgen können, um bestimmte Funktionsflächen oder Funktionen am Planetenträger zu integrieren. Mithin lassen sich dadurch weitere Verfahrensschritte, wie beispielsweise Umspann-, Transport- und/oder Lagerschritte, einsparen, wodurch die Herstellungskosten der Baugruppe gesenkt werden können. Gleichzeitig können die Funktionsflächen oder Funktionen an anderen Bauteilen der Baugruppe, insbesondere am Sonnenrad entfallen, sodass das Sonnenrad mit geringerem Aufwand und kostengünstiger herstellbar oder beziehbar ist.The planet carrier is preferably at least partially machined. For this purpose, the planet carrier is preferably clamped in a tool, and before or after machining, that is, while the planet carrier is still clamped in the respective tool, further machining steps can be carried out on the planet carrier in order to integrate certain functional surfaces or functions on the planet carrier. As a result, further process steps, such as, for example, reclamping, transport and / or storage steps, can be saved, as a result of which the manufacturing costs of the assembly can be reduced. At the same time, the functional surfaces or functions on other components of the assembly, in particular on the sun gear, can be omitted, so that the sun gear can be manufactured or obtained with less effort and more cost-effectively.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für ein Planetengetriebe wird ein Planetenträger zumindest teilweise durch Tiefziehen aus einem Blech ausgebildet, wobei danach der Planetenträger durch Pressfügen mit einem Sonnenrad verbunden wird.According to a method according to the invention for producing an assembly for a planetary gear, a planet carrier is at least partially formed by deep drawing from a sheet metal, the planet carrier then being connected to a sun gear by pressing.
Ferner betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe, umfassend eine Baugruppe gemäß eines der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei die Baugruppe durch ein zuvor beschriebenes Verfahren hergestellt ist. Ein derartiges Planetengetriebe umfasst neben dem Sonnenrad und dem Planetenträger ferner eine Mehrzahl von Planetenrädern, die mittels Planetenbolzen drehbar am Planetenträger gelagert sind. Die Planetenräder stehen beispielsweise sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit einem Hohlrad in Zahneingriff.Furthermore, the invention relates to a planetary gear, comprising an assembly according to one of the previously described exemplary embodiments, the assembly being produced by a previously described method. In addition to the sun gear and the planet carrier, such a planetary gear also comprises a plurality of planet gears which are rotatably mounted on the planet carrier by means of planet bolts. The planet gears mesh, for example, with both the sun gear and a ring gear.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und -
2 eine schematische Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Baugruppe gemäß1 .
-
1 a schematic perspective view of an assembly according to the invention according to a preferred embodiment, and -
2nd is a schematic partial sectional view of the assembly according to theinvention 1 .
Gemäß
Nach
An einem Innenumfangsabschnitt
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- BaugruppeAssembly
- 22nd
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 2a2a
- AxialschenkelAxial leg
- 2b2 B
- RadialschenkelRadial leg
- 33rd
- SonnenradSun gear
- 44th
- InnenumfangsflächeInner circumferential surface
- 55
- AußenumfangsflächeOuter peripheral surface
- 66
- InnenumfangsabschnittInner peripheral section
- 77
- FunktionsflächeFunctional area
- 88th
- AussparungRecess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102014214382B3 (en) | 2014-07-23 | 2015-11-12 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | One-piece planet carrier in one-piece double-flange design |
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- 2018-11-05 DE DE102018127489.0A patent/DE102018127489A1/en active Pending
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