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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger mit einer ersten Planetenträgerwange aus Blech und einer zweiten Planetenträgerwange aus Blech, die miteinander drehfest und axialfest verbunden sind, wobei die erste Planetenträgerwange zumindest eine außenseitig abstehende Lasche besitzt, die in ein Durchgangsloch der zweiten Planetenträgerwange ragt und an deren freien Ende spanlos umgeformt ist, um dort einen Wulst hervor zu rufen, der zur Verhinderung einer zumindest axialen Demontierbarkeit einen größeren Querschnitt besitzt als das Durchgangsloch.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetenträger bekannt, die in Planetengetrieben eingesetzt werden. So offenbart bspw. die
DE 41 38 548 C1 ein insgesamt als einteiliges Blechpressteil ausgebildeten Planetenträger, umfassend einen Stegring mit je einer Aufnahmebohrung für ein Bolzenende eines Lagerbolzen, wenigstens ein Stegteil mit je einer fluchtenden Aufnahmebohrung für das jeweils andere Bolzenende und Anschlussmittel für ein Getriebeglied. Das Blechpressteil umfasst wenigstens einen Verbindungssteg zwischen dem Stegring und dem die Anschlussmittel aufweisenden Stegteilen. Der Planetenträger weist somit eine Blechplatte mit mehreren Laschen auf, die an einer anderen blechplattenartigen Planetenträgerwange befestigt sind.
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Die Herstellung einer Planetenträgerverbindung durch partielle Umformung im Rollverfahren wird in der
DE 10 2011 011 438 A1 offenbart. Dort wird ein Verfahren zur Herstellung eines Planetenträgers als Teil eines Planetengetriebes, bestehend aus einem Stegblech, das über Verbindungselemente formschlüssig mit einem Stegstern verbunden ist offenbart. Als besonders ist dabei herausgestellt, dass am Außenumfang des Stegsternes eine Anzahl von in axialer Richtung weisenden Stegen angeformt sind, an deren freien äußeren Enden Stegsternzapfen angeformt sind, die durch zugeordnete Ausnehmungen / Senkungen im Stegblech hindurchgreifen und dort über ein Rollumformverfahren als umgeformte Zapfen formschlüssig mit dem Stegblech verbunden werden.
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Die bekannten Lösungen sollen aber in puncto Kosten, Steifigkeit, Einfachheit des Fertigungsprozesses, Schnelligkeit des Fertigungsprozesses, Gewicht, Vermeidung von Zusatzteilen und Vermeidung von Verschweißungen optimiert werden. Diese komplexen Anforderungen sind schwierig gleichzeitig zu lösen.
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Die Erfindung hat dies bei einem gattungsgemäßen Planetenträger jedoch überraschend dadurch gelöst, dass die Lasche nun eine Kröpfung besitzt, die eine Fläche an der Lasche so ausrichtet, dass diese an einer der ersten Planetenträgerwange zugewandten Anlagefläche der zweiten Planetenträgerwange (direkt) anliegt. Unter einem solchen „Anliegen“ ist ein zumindest abschnittsweises paralleles Anliegen zu verstehen. Auf diese Weise kann mit einfachen Stanzverfahren die blechplattenartige Planetenträgerwange hergestellt werden und mit kostengünstigen Biegeverfahren die Lasche so ausgerichtet werden, dass sich jene Fläche im Bereich der Kröpfung ergibt, die sich an einer Anlagefläche einer anderen blechplattenartigen Planetenträgerwange anschmiegt. Wird das freie Ende der Lasche dann verstemmt, oder über Rollen und Walzen mit Druck beaufschlagt, sodass sich ein Rollnied / Walzniet / Stemmniet bildet, so wird kostengünstig und schnell ein Planetenträger herstellbar, der gleichzeitig nicht nur hohen Druck- und Zugkräften standhält, sondern gleichzeitig auch noch sehr drehsteif ist. Zusätzliche Bauteile sind dann nicht nötig und es kann auf ein Verschweißen verzichtet werden. Natürlich bleibt es möglich, zusätzlich eine Schweißnaht zwischen den beiden Planetenträgerwangen, insbesondere im Bereich der Lasche, vorzugsweise im Bereich des freien Endes der Lasche oder wenigstens im Bereich der Kröpfung einzusetzen. Dadurch wird die Verbindung zwischen den beiden Planetenträgerwangen besonders hoch belastbar, dauerhaft und unlösbar ausgestaltet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn die Kröpfung zwei Umbiegungsbereiche besitzt, die zusammen mit einem dazwischenliegenden Anlagebereich einen die Kröpfung definierenden Übergangsbereich bilden. Der Anlagebereich weist dann jene Fläche auf, die mit der Anlagefläche der zweiten Planetenträgerwange in direktem flächigen Kontakt steht. Die Fertigung und Ausrichtung der Lasche mit der in Anlage zu bringenden Fläche kann dann besonders schnell und kostengünstig durchgeführt werden, da lediglich unter Einsatz von umformenden Maßnahmen zu erreichen ist. Die Kosten werden dadurch besonders reduziert und die Fertigungszeit geringgehalten.
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Es hat sich auch bewährt, wenn ein sich an dem zweiten Umbiegungsbereich anschließender Nietbereich durch das als länglicher Schlitz ausgebildete Durchgangsloch (im Montagezustand und/oder im Betriebszustand) hindurch ragt, d.h. a) überstehend oder aber b) bündig mit der der ersten Planetenträgerwange abgewandten Oberfläche der zweiten Planetenträgerwange. Beim Hindurchragen wird somit ein Überstand zur Verfügung gestellt, der rückstauchbar ist und dann jenes Material stellt, das für den Wulst benötigt wird, um den Formschluss hervorzurufen. Im Falle einer bündigen Ausgestaltung, zumindest im Betriebszustand, ist eine bauraumoptimierte Ausführungsform möglich.
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Es hat sich auch bewährt, wenn der Schlitz gerade oder bogenförmig ausgeformt ist und vorzugsweise über seine Länge gesehen eine gleichbleibende Breite besitzt. Gerade die bogenförmige Form ist besonders torsionsbelastbar. Die gerade Ausgestaltung hat jedoch Vorteile in puncto Werkzeugkosten und Montagefreundlichkeit.
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Wenn die Umbiegungsbereiche um bspw. exakt oder im Wesentlichen 90° verbogen sind, also eine Richtungsänderung von 90° der Lasche bedingen, so ist eine gute Anlage der Fläche zwischen den Umbiegungsbereichen an der Anlagefläche der zweiten Planetenträgerwange gewährleistet. Wenn eine schnelle Fertigung gewünscht ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich eine Länge besitzt, die zwischen 80 % und 120 % der Breite des Durchgangsloches entspricht und/oder 75 % bis 125 % der Dicke des Bleches der ersten Planetenträgerwange oder der zweiten Planetenträgerwange entspricht. Dabei wird ein guter Kompromiss zwischen Steifigkeit und Leichtigkeit erreicht.
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Für die Fertigung zuträglich ist es, wenn der Nietbereich verstemmt, rolliert oder gewalzt ist und/oder eine, bspw. mittig verlaufende, Verformnut besitzt.
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Es hat sich ferner auch bewährt, wenn der Schlitz auf demselben Teilkreis liegt, auf dem Zentren von Aufnahmelöchern für Planetenbolzen liegen. Der zu erwartende Spannungsverlauf in den beiden Planetenträgerwangen ist dann optimiert.
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Die Erfindung betrifft letztlich auch ein Planetengetriebe mit einem solchen Planetenträger, wobei Planetenträgerbolzen eingesetzt sind, die jeweils wenigstens ein Planetenrad lagern.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenträgers, bei dem eine erste Planetenträgerwange so aus einer Blechplatte ausgestanzt wird, dass wenigstens eine Lasche radial absteht, welche so biegeumgeformt wird, dass sich an einem axial abstehenden Teil der Lasche zwei Umbiegungsbereiche mit dazwischenliegendem radial ausgerichteten Anlagebereich einstellen, die eine Kröpfung definieren, welche von einem integralen / einmaterialigen / einteiligen Nietbereich am freien Ende der Lasche ergänzt wird, wobei der Nietbereich plastisch verformt wird, um einen Wulst zu besitzen, der größer als der Durchmesser eines Durchgangsloches einer zweiten Planetenträgerwange ist, in das der Nietbereich gesteckt ist. Der Nietbereich formt letztlich den befestigend wirkenden Niet aus.
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Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der mehrere Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenträgers, welcher mit weiteren Bauteilen, wie Planetenrädern, Lagerbolzen und Scheiben zu einem Planetengetriebe komplettiert ist,
- 2 eine Vergrößerung des Bereiches II aus 1,
- 3 eine längsgeschnittene perspektivische Darstellung der beiden Planetenträgerwangen des Planetenträgers aus 1 zum Zeitpunkt der Montierens,
- 4 den zeitlich nachfolgenden eingesetzten Zustand der ersten Planetenträgerwange in die zweite Planetenträgerwange, wobei noch kein Wulst an dem in dem Durchgangsloch steckenden freien Ende der Lasche eingebracht worden ist, wobei optionale Schweißnähte für eine zweite Ausführungsform angedeutet sind,
- 5 eine Vergrößerung des Bereiches V aus 4 im teilweise dargestellten Längsschnitt,
- 6 eine Draufsicht auf das Planetengetriebe aus 1,
- 7 einen Schnitt durch das Planetengetriebe aus 6 mit einer im Vergleich zu der Ausführungsform aus 1 verstärkenden Schweißnaht, um eine weitere Ausführungsform vorzustellen,
- 8 und 9 je eine perspektivische Ansicht von einer Frontseite und einer Rückseite auf das Planetengetriebe aus 1 und
- 10 eine Explosionsdarstellung des Planetengetriebes aus 1.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenträgers 1 dargestellt. Der Planetenträger 1 weist eine erste Planetenträgerwange 2 und eine zweite Planetenträgerwange 3 auf. Beide Planetenträgerwangen 2 und 3 sind jeweils aus einer Blechplatte gefertigt. Sie sind aus einem gemeinsamen Blech ausgestanzt.
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Die erste Planetenträgerwange 2 weist drei Laschen 4 auf. Jede Lasche 4 besitzt einen axial abstehenden Teil 5, an den sich der Bereich einer Kröpfung 6 anschließt, der von einem Nietbereich 7 an einem freien Ende 8 ergänzt wird. Der Nietbereich 7 definiert einen Niet, der in ein Durchgangsloch 9 der zweiten Planetenträgerwange 3 eingesteckt ist.
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An jenem freien Ende 8 besitzt der Nietbereich 7 einen Wulst 10 der zumindest teilweise einen Anfasbereich / Senkbereich 11 ausfüllt, wie besonders gut in 2 zu erkennen ist. Dort ist auch eine Fläche 12 der Lasche 4 gut zu erkennen, die von einem Anlagebereich 13 - zwischen einem ersten Umbiegungsbereich 14 und einem zweiten Umbiegungsbereich 15 - gestellt ist. Der erste Umbiegungsbereich 14, der Anlagebereich 13 und der zweite Umbiegungsbereich 15 definieren den Bereich der Kröpfung 6. Die Umbiegungsbereiche 14 und 15 bedingen je eine 90° Richtungsänderung der Lasche 4. Die Umbiegungsbereiche 14 und 15 sind um denselben Absolutwinkelbetrag gegensinnig umgeformt.
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Die Fläche 12 liegt an einer Anlagefläche 16 der zweiten Planetenträgerwange 3 an. In 2 ist auch die Länge der Fläche 12 mit dem Bezugszeichen 17 versehen und die Dicke der Lasche 4 bzw. die Breite des Durchgangsloches 9 mit dem Bezugszeichen 18 versehen.
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Wie besonders gut in 3 zu erkennen ist, ist das Durchgangsloch 9 als Schlitz 19 ausgebildet. Es gibt drei Schlitze 19 (siehe 8 und 9), durch die je der Nietbereich 7 einer der drei Laschen 4 im rollierten Zustand ragt. In Kontakt mit dem Nietbereich 7 können auch zwei Schweißnähte 20 stehen, wie gut in 4 zu erkennen ist.
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Wie besonders gut auch in den 3, 6, 8 und 9 zu erkennen ist, liegen die Durchgangslöcher 9 auf einem gemeinsamen Teilkreis 21 wie die Aufnahmelöcher 22, in die Bolzen 23 gesteckt sind und auf denen ihrerseits Planetenräder 24 gelagert sind. Hierzu wird auch auf die 1 und 7 sowie 10 verwiesen.
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In 5 ist angedeutet, dass der Anfasbereich 11 des Durchgangsloches 9 zur Aufnahme einer Schweißnaht 20, oder zur Aufnahme des Wulstes 10 oder für beides geeignet ist. Eine Wälzlagerung 25 und eine Scheibe 26, welche in einem fertig montierten Planetengetriebe 27 verwendet sind, sind in den 7 und 10 zu erkennen. Wie besonders gut in der 2, 7, 8, 9 und 10 zu erkennen ist, gibt es mittig des freien Endes 8 der Lasche 4 eine Verformnut 28. Diese Verformnut 28 wird während einem der letzten Fertigungs- und Montageschritte eingebracht und erzwingt den für den Formschluss vorteilhaften Wulst 10.
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Bei der Montage wird vorher der Nietbereich 7, nachdem die Lasche 4 mit der Kröpfung 6 versehen wurde, in das Durchgangsloch 9 eingesetzt. Er wird nachfolgend druckbeaufschlagt, bspw. über Rollieren, Walzen oder Verstemmen. Dadurch wird ein Fließen des Materials am freien Ende 8 der Lasche 4 erzwungen, sodass sich der Wulst 10 bildet. Ein Formschluss zwischen den beiden Planetenträgerwangen 2 und 3 ist dann die Folge. Zusätzlich ist es möglich, wenigstens eine der Schweißnähte 20 anzubringen. Dies ist aber nicht zwingend nötig. Es könnten anderseits aber auch alle in den Ausführungsformen gezeigten Schweißnähte 20 in einer Ausführungsform eingesetzt sein.
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Natürlich ist es klar, dass nicht nur 3 Planetenräder einsetzbar sind, sondern jede beliebige Anzahl an Planetenrädern, was dann die Anzahl der Laschen 4 bedingt. In den dargestellten Ausführungsformen sind drei Planetenräder 24 verwendet und drei Laschen 4.
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Es fällt auf, dass bei den Ausführungsformen der erste Umbiegungsbereich 14 das Material der Lasche 4 wieder nach innen umleitet, wohingegen der zweite Umbiegungsbereich das Material der Lasche 4 wieder in Axialrichtung nach außen umleitet, was im Sinne der Erfindung ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- erste Planetenträgerwange
- 3
- zweite Planetenträgerwange
- 4
- Lasche
- 5
- axial abstehender Teil der Lasche
- 6
- Kröpfung
- 7
- Nietbereich
- 8
- freies Ende der Lasche
- 9
- Durchgangsloch
- 10
- Wulst
- 11
- Anfasbereich
- 12
- Fläche
- 13
- Anlagebereich
- 14
- erster Umbiegungsbereich
- 15
- zweiter Umbiegungsbereich
- 16
- Anlagefläche
- 17
- Länge der Fläche
- 18
- Dicke der Lasche / Breite des Durchgangsloches
- 19
- Schlitz
- 20
- Schweißnaht
- 21
- Teilkreis
- 22
- Aufnahmeloch
- 23
- Bolzen / Planetenbolzen
- 24
- Planetenrad
- 25
- Wälzlagerung / Nadellager
- 26
- Scheibe
- 27
- Planetengetriebe
- 28
- Verformnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4138548 C1 [0002]
- DE 102011011438 A1 [0003]
