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Die Erfindung betrifft einen Planetenradträger eines Planetengetriebes, der aus einem Blechwerkstoff hergestellt ist, bestehend aus zwei axial beabstandeten Trägerwangen, die über versetzt zueinander umfangsverteilt angeordnete Verbindungsstege verbunden sind, formschlüssig in fluchtende Öffnungen der Trägerwangen eingreifen und lagefixiert sind und auf versetzt angeordneten, in achsgleiche, korrespondierende Aufnahmen der Trägerwangen drehfixiert eingesetzten Planetenradbolzen jeweils zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert ist.
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Planetengetriebe finden Anwendung insbesondere in Getrieben von Kraftfahrzeugen. Sie ermöglichen aufgrund ihrer kompakten Bauform eine im Verhältnis zu anderen Getriebebauarten große Leistungsdichte, eine hohe Drehmomentübertragung bei kleinstem Bauraum sowie eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses unter Last, ohne Unterbrechung des Kraftflusses. Die einfachste Form eines Planetengetriebes, ein sogenanntes einstufiges Planetengetriebe, besteht grundsätzlich aus einem Sonnenrad, einer Anzahl von Planetenrädern, einem Planetenradträger sowie einem Hohlrad. Das Sonnenrad ist hierbei über jedes der eingesetzten Planetenräder mit dem innenverzahnten Hohlrad formschlüssig verbunden. Grundsätzlich können entweder das Sonnenrad, der Planetenradträger oder das Hohlrad treibend, angetrieben oder festgestellt sein. In Abhängigkeit des geforderten Über- oder Untersetzungsverhältnisses kann das Planetengetriebe eine oder mehrere Planetenstufen einschließen.
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In der
WO 2018 224 084 A1 ist ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem mehrteiligen Planetenradträger gezeigt, in dem Planetenräder drehbar gelagert sind. Der Planetenradträger besitzt einen Grundkörper, an dem mindestens eine Platte rotationsfest befestigt ist, wobei der Grundkörper über eine Formschlussverbindung gegenüber einem Übertragungsbauteil lagefixiert ist. Die Formschlussverbindung kann beispielsweise als eine Schnappverbindung oder als Bajonettverbindung ausgebildet sein.
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Die
DE 36 37 299 A1 offenbart einen Planetenradträger für ein Planetengetriebe mit zwei aus einem Blechwerkstoff hergestellten, Scheibenkörper bildenden Trägerwangen, die gleichachsig und zueinander spiegelbildlich angeordnet sind. Beide Trägerwangen umfassen mehrere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, aus dem Blechwerkstoff herausgedrückte, zylindrische Lagerzapfen sowie in Umfangsrichtung zwischen den Lagerzapfen in gleicher axialer Richtung aus dem Blechmaterial herausgedrückte Brückennocken. Die Lagerzapfen der beiden Scheibenkörper fluchten in einer spiegelbildlichen Anordnung paarweise und lagern drehbar die axial zwischen den Scheibenkörpern angeordneten Planetenzahnräder. Die Brückennocken liegen aneinander an und sind durch Nieten als Befestigungsmittel fest miteinander verbunden.
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Aus der
DE 10 2011 003 706 A1 ist ein aus Blechen gefertigter Planetenradträger bekannt, der zwei weitestgehend als Scheibenkörper ausgeführte Trägerwangen einschließt, die über Verbindungsstege als Abstandselement verbunden sind. Dabei sind alle aus Blech hergestellten Bauteile des Planetenradträgers form- und stoffschlüssig miteinander verbunden.
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In der
KR 100 774 390 B4 ist ein zwei Trägerwangen einschließender Planetenradträger gezeigt, die durch mehrere Verbindungsstege beabstandet miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstege verrasten endseitig in lokale Öffnungen der Trägerwangen und sind zur Darstellung einer Baueinheit miteinander verschweißt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen spanlos aus einem Blechwerkstoff hergestellten, gewichtsoptimierten Planetenradträger mit hoher Steifigkeit und einfachen Mitteln kostengünstig bereitzustellen, wobei alle Bauteile des Planetenradträgers ausschließlich kraft- und formschlüssig zusammengefügt sind.
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Diese Aufgabenstellung wird durch einen Planetenradträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß sind die gerundet ausgebildeten Verbindungsstege mit den seitlichen Aussparungen aufweisenden Stirnseiten jeweils formschlüssig in korrespondierende, als Längsschlitz ausgeführte Öffnungen der Trägerwangen eingesetzt und durch Verstemmen gesichert, wobei außenseitig der Trägerwangen die Öffnungen zumindest eine Phase aufweisen.
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Vorteilhaft weist jeder gerundete, an die Außenkontur der Trägerwangen angepasste Verbindungssteg an der Stirnseite beidseitig zurückspringende, Stufen bildende Abschnitte auf, die gleichzeitig einen exakten Abstand zwischen den axial beabstandeten Trägerwangen des Planetenradträgers definieren. Die abgestuften Abschnitte der Verbindungsstege bilden endseitig eine zapfenähnliche, axial vorstehende Struktur, mit der die Verbindungsstege in die auch Ausschnitte oder Längsschlitze genannten Öffnungen der Trägerwangen formschlüssig verrasten.
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Vorteilhaft ermöglicht dieser konstruktive Aufbau des Planetenradträgers ein Zusammenfügen von den Verbindungsstegen mit den Trägerwangen, wobei diese Bauteile ausschließlich formschlüssig und kraftschlüssig gesichert sind. Zur Erreichung einer dauerfesten Verbindung mit den Trägerwangen ohne Schweißung werden stirnseitige Bereiche der Verbindungsstege verstemmt, wobei das Material des Verbindungsstegs in eine angephaste Zone der Trägerwangen lokal umgeformt wird.
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Im Vergleich zu bekannten Lösungen mit gegossenen, geschmiedeten oder stoffschlüssig verbundenen Bauteilen des Planetenradträgers kann mit dem erfindungsgemäßen Konzept in Verbindung mit den spanlos hergestellten Bauteilen vorteilhaft ein gewichtsoptimierter Planetenradträger mit hoher Steifigkeit und einfacher Montage realisiert werden. Durch das Verstemmen von den Verbindungsstegen mit den Trägerwangen stellt sich weiterhin ein Kostenvorteil ein.
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Weiterhin sind die Trägerwangen und Verbindungsstege des Planetenradträgers als Gleichteile gestaltet, so dass kein lageorientierter Einbau dieser Bauteile erforderlich ist und damit keine Verwechselungsgefahr bei der Montage besteht. Durch die Erfindung lassen sich weiterhin die Produktionskosten des Planetenradträgers reduzieren, da zur spanlosen Herstellung der Trägerwangen und Verbindungsstege relativ klein dimensionierte Präge- oder Stanzwerkzeuge einsetzbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Planetenträger Trägerwangen sowie Verbindungsstege auf, die eine übereinstimmende Wandstärke aufweisen. Zum Umformen bzw. zum Verstemmen der stirnseitigen Bereiche der Verbindungsstege nach dem Einfügen, der Montage der Verbindungsstege in die Ausschnitte der Trägerwangen, eignet sich bevorzugt eine Kaltverformung. Für die spanlose Herstellung der Blechformteile bildenden Trägerwangen und Verbindungsstege aus einem Blechwerkstoff, insbesondere einem Stahlblech, eignet sich vorzugsweise ein Stanzverfahren. Als Maßnahme zur Schaffung eines Planetenradträgers mit hoher Steifigkeit stimmt die Anzahl der Verbindungsstege mit der Anzahl der Planetenradbolzen überein. Alternativ kann der Planetenradträger auch eine davon abweichende Anzahl von Verbindungsstegen einschließen. Bevorzugt sind die Verbindungsstege jeweils zwischen den Aufnahmebohrungen der Planetenradbolzen in den Trägerwangen platziert und dabei in einem relativ geringen radialen Abstand zur Außenkontur der Trägerwangen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem in acht Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
- 1: ein Planetengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Planetenradträger in einer Perspektive;
- 2: in einer Ansicht eine Trägerwange eines erfindungsgemäßen Planetenradträgers;
- 3: in einer Schnittansicht den Planetenradträger gemäß einem Schnittverlauf 3 - 3 der 2;
- 4: vergrößert die Einzelheit Z gemäß 3, die einen in der Trägerwange eingesetzten Verbindungssteg zeigt;
- 5: die Einzelheit Z gemäß 3, die einen mit der Trägerwange verstemmten Verbindungssteg zeigt;
- 6: den Verbindungssteg des Planetenradträgers in einer Perspektive;
- 7: den Verbindungssteg des Planetenradträgers in einer Vorderansicht;
- 8: den Verbindungssteg des Planetenradträgers in einer Seitenansicht.
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Die nachfolgende Beschreibung der Figuren von einem Ausführungsbeispiel soll dem besseren Verständnis der Erfindung dienen. Dabei sind gleiche Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt ein Planetengetriebe 1, das beispielsweise zur Verteilung von einem Antriebsdrehmoment auf Abtriebswellen eines Fahrzeugs bestimmt ist und das einen Planetenradträger 2 mit zwei axial beabstandeten Trägerwangen 3, 4 umfasst. Den axialen Abstand der Trägerwangen 3, 4 definieren vier umfangsverteilt angeordnete Verbindungsstege 5, die mit seitlichen Aussparungen 6, 7 aufweisenden Stirnseiten 8, 9 (gezeigt in 6) jeweils formschlüssig in korrespondierende, als Längsschlitz ausgeführte Öffnungen 10, 11 der Trägerwangen 3, 4 eingreifen. Im eingebauten Zustand sind die Stirnseiten 8, 9 der Verbindungsstege 5 verstemmt, wobei mittels einer lokalen, radial nach innen und/oder radial nach außen gerichteter Verformung von stirnseitigen Bereichen die Verbindungsstege 5 gegenüber den Trägerwangen 3, 4 gesichert und damit gleichzeitig alle Bauteile des Planetenradträgers 2 dauerfest verbunden sind. Der Planetenradträger 2 nimmt vier um 90° zueinander versetzt angeordnete Planetenräder 12 auf, die jeweils auf einem in achsgleiche Aufnahmen 14 der Trägerwangen 3, 4 lagefixierten Planetenradbolzen 13 verdrehbar gelagert sind. Im Einbauzustand stehen die Planetenräder 13 mit einem außenverzahnten, zentralen Sonnenrad (nicht gezeigt) sowie mit einem alle Planetenräder 13 umschließenden Hohlrad (nicht gezeigt) in einem Zahneingriff.
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Die 2 zeigt die Trägerwanne 3 als Einzelteil in der Vorderansicht und verdeutlicht die Lage und Größe der Öffnungen 10, in die jeweils ein Verbindungssteg 5 formschlüssig eingreift. Die vier um 90° zueinander umfangsverteilt zwischen den Aufnahmen 14 für die Planetenradbolzen 13 positionierten, als gerundete Längsschlitze gestalteten Öffnungen 10 befinden sich in einem relativ geringen radialen Abstand zu der äußeren Kontur der Trägerwange 3.
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In 3 bis 5 ist die durch Verstemmen gesicherte Lagefixierung der Verbindungsstege 5 gegenüber den Trägerwangen 3, 4 detailliert gezeigt. Danach sind die Stirnseiten 8, 9 der Verbindungsstege 5 bündig in die zugehörigen Öffnungen 10, 11 der Trägerwangen 3, 4 eingepasst. Für die Trägerwangen 3, 4 sowie die Verbindungsstege 5 sind übereinstimmende Wandstärken S1 und S2 vorgesehen. Die 4 zeigt vergrößert die Einzelheit Z gemäß 3 und verdeutlicht die Gestaltung der Öffnung 10, die außenseitig der Trägerwange 3 radial nach innen und radial nach außen eine Phase 15, 16 bildet. Wie in 5 gezeigt, haben die Phasen 15, 16 die Aufgabe, das durch eine Verstemmung verformte, radial verlagernde Material von der Stirnseite 8 des Verbindungsstegs 5 aufzunehmen, verdeutlicht durch die stirnseitigen dreiecksförmigen Einkerbungen 17, 18.
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Den bogenförmig gestalteten Verbindungssteg 5 in mehreren Ansichten zeigen die 6 bis 8. Das Maß B1 bestimmt die Breite des Verbindungsstegs 5 und das Maß B2 den axialen Abstand der Trägerwangen 3, 4. Das Breitenmaß B3 der Aussparungen 6, 7 von den Verbindungsstegen 5 entspricht der Wandstärke S1 der Trägerwangen 3, 4. Die Seitenansicht gemäß 8 zeigt die mit L1 gekennzeichnete Längserstreckung des Verbindungsstegs 5. Das Bogenmaß L2 entspricht der Länge der als Längsschlitz ausgeführten Öffnung 10, 11 in den Trägerwangen 3, 4. Das Maß L3 definiert die Länge der Aussparungen 6, 7, die sich durch ein Differenzmaß zwischen der Längserstreckung L1 des Verbindungsstegs 5 und dem Bogenmaß L2 einstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Planetenradträger
- 3
- Trägerwange
- 4
- Trägerwange
- 5
- Verbindungssteg
- 6
- Aussparung
- 7
- Aussparung
- 8
- Stirnseite
- 9
- Stirnseite
- 10
- Öffnung
- 11
- Öffnung
- 12
- Planetenrad
- 13
- Planetenradbolzen
- 14
- Aufnahme
- 15
- Phase
- 16
- Phase
- 17
- Einkerbung
- 18
- Einkerbung
- B1
- Breite Verbindungssteg
- B2
- axialer Abstand der Trägerwangen
- B3
- Differenzmaß
- L1
- Längserstreckung Verbindungssteg
- L2
- Länge Öffnung
- L3
- Differenzmaß
- S1
- Wandstärke Trägerwange
- S2
- Wandstärke Verbindungssteg
- Z
- Einzelheit in 3
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018224084 A1 [0003]
- DE 3637299 A1 [0004]
- DE 102011003706 A1 [0005]
- KR 100774390 B4 [0006]
