DE102022103696B4

DE102022103696B4 - Planetenträger aus symmetrischen durchstellnietverbundenen Trägerwangen und Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102022103696B4
Application number: DE102022103696.0A
Authority: DE
Inventors: Marián Cintula
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2042-02-18
Also published as: DE102022103696A1

Abstract

Planetenträger (1) mit zwei kraft- und/oder formschlüssig aneinander befestigten Trägerwangen (2, 3) aus Blech zum drehbaren Lagern von Planetenrädern (9), mit je einem Planetenbolzenaufnahmeloch (8) pro Planetenradlagerabschnitt (4) der Trägerwange (2, 3) und mehreren Befestigungsabschnitten (5) an den beiden Trägerwangen (2, 3), die flächig miteinander in Kontakt stehen, wobei ein als Durchstellniet (6) ausgestalteter Bereich eines Befestigungsabschnitts (5) der einen Trägerwange (2) in ein Loch (7) eines Befestigungsabschnitts (5) der anderen Trägerwange (3) greift, um den Kraft- und/oder Formschluss hervorzurufen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägerwangen (2, 3) als Gleichteile ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger mit zwei kraft- und/oder formschlüssig aneinander befestigten Trägerwangen aus Blech, wobei jede Trägerwange wenigstens einen Planetenradlagerabschnitt zum drehbaren Lagern von Planetenrädern und einen Befestigungsabschnitten, mit je einem Planetenbolzenaufnahmeloch pro Planetenradlagerabschnitt der Trägerwange und mehreren Befestigungsabschnitten an den beiden Trägerwangen zum Festlegen der einen Trägerwange an der anderen besitzt, wobei die Befestigungsabschnitte der beiden Trägerwangen flächig miteinander in Kontakt stehen, wobei ein als Durchstellniet ausgestalteter Bereich eines Befestigungsabschnitts der einen Trägerwange in ein Loch eines Befestigungsabschnitts der anderen Trägerwange greift, um den Kraft- und/oder Formschluss zur Verbindung der beiden Trägerwangen hervorzurufen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Planetenträger bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 10 2006 018 496 A1 eine Verbindung von Blechbauteilen eines Getriebes, wobei die Verbindung mindestens einen Formschluss zwischen wenigstens einem ersten Blechbauteil und mindestens einem zweiten Blechbauteil aufweist und dabei der Formschluss mittels wenigstens eines aus dem ersten Blechbauteil hervorstehenden Zapfens gebildet ist, wobei der Zapfen in eine zumindest teilweise mit der äußeren Kontur des Zapfens korrespondierende Öffnung an dem zweiten Blechbauteil eingreift. Die Öffnung ist dabei nach Art eines Loches, insbesondere eines Durchgangsloches ausgebildet. Der Zapfen bildet einen Durchstellniet. Der als zweites Blechbauteil bezeichnete Planetenträger ist mit einem ersten Blechbauteil verbunden, welches außen eine Verzahnung oder Eingriffe für Kupplungslamellen aufweist.
Aus der DE 10 2019 127 546 A1 geht ein Planetenträger hervor, welcher aus zwei aus Blech geformten Trägerwangen zusammen gesetzt ist. In einem Ausgangszustand ist die eine Trägerwange an flächig ausgebildeten Befestigungsabschnitten mit drei gleichmäßig am Umfang verteilten Durchgangslöchern versehen. Die andere der beiden Trägerwangen weist zunächst nur die flächigen Befestigungsabschnitte auf. Bei der Herstellung des Planetenträgers werden die Trägerwangen mit den Befestigungsabschnitten aneinander liegend ausgerichtet. Dabei liegt jeweils einem Durchgangsloch der einen Trägerwange das Material des flächigen Befestigungsabschnitts der anderen Trägerwange so gegenüber, dass aus der anderen Trägerwange mit einem Stempel plastisch Material aus dem Befestigungsabschnitt in das Durchgangsloch hinein und an der Rückseite der einen Trägerwange hinausstehend verdrängt wird. Das an der Rückseite hervorstehende Material wird dann verprägt, so dass eine kraft-formschlüssige Verbindung zwischen den Trägerwangen hergestellt ist.
DE 10 2019 112 766 A1 offenbart einen Planetenträger mit zwei aneinander befestigten Trägerwangen aus Blech. Die jeweilige Trägerwange ist mit drei axial hervorstehenden Befestigungsabschnitten versehen, welche hälftig die Länge eines Verbindungsstegs aufweisen und die flächig miteinander in Kontakt stehen. Eine der Trägerwangen weist an dem Befestigungsabschnitt Durchstellniete auf und die andere ist an dem jeweiligen Befestigungsabschnitt mit einer der Anzahl der Durchstellnieten des gegenüberliegenden Befestigungsabschnitts entsprechenden Durchgangslöchern versehen. Beim Fügen der Trägerwangen zueinander werden die Durchstellniete in die Durchgangslöcher gesteckt und dann durch plastisches Verformen der Durchstellniete kraft- formschlüssige Verbindungen zwischen den Trägerwangen hergestellt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die im Stand der Technik noch vorliegenden Nachteile zu beheben oder wenigstens zu mildern.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bei einem gattungsgemäßen Planetenträger die beiden Trägerwangen als Gleichteile ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Fertigung vereinfacht werden. Gleichzeitig kann eine Gewichts- und Einzelbauteilreduktion stattfinden. Letztlich wird die Produktion und der Montageprozess vereinfacht. Ferner werden die Kosten für die nötigen Werkzeuge reduziert. Die Steifigkeit wird hochgehalten, wobei jedoch eine besonders leichtgewichtige Planetenträgerausgestaltung möglich wird. Es sind nicht mehr nur dreiecksförmige, sondern auch polygonale Formen möglich, wobei die Anzahl der Planetenräder der Anzahl der Befestigungsabschnitte / Planetenradlagerabschnitte entspricht. Nur ein einziges Teil für beide Seiten des Planetenträgers muss hergestellt werden. Beide Planetenträgerwangen eines Planetenträgers sind dann identisch. Sie sind insbesondere auch als symmetrisch zu bezeichnen. Ein Verzicht auf Schweißnähte und/oder herkömmliche Nieten ist möglich, aber nicht zwingend vorgegeben. Es wird ein so genanntes „One-Piece-Design“ möglich. Der Einsatz bei unterschiedlichen Getriebeeinsätzen ist denkbar. Auch eine ausgeklügelte Gestaltung zum Erreichen einer „symmetrical stiffness“ ist vorgesehen. Man könnte auch sagen, dass die Trägerplatten nach dem Prinzip der Gleichteiligkeit konstruiert sind. Die Trägerwangen haben im Bereich der Befestigungsabschnitte abwechselnd ein Durchgangsloch und einen Nietstift in einem Teil. Die Nietverbindung weist eine Durchgangsbohrung auf bzw. ein Durchgangsloch.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Durchstellniet ein integraler / einstückiger / monolithischer Bestandteil des (schulterartigen) Befestigungsabschnitts der Trägerwange ist. Der Befestigungsabschnitt kann also eine Schulter ausformen. Unnötig viele Einzelteile werden vermieden. Dass der Durchstellniet eine Wandstärke hat, welche der Wandstärke des Befestigungsabschnitts und gleichzeitig des Planetenradlagerabschnitts entspricht, ist für den Spannungsverlauf von Vorteil.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Befestigungsabschnitt axial beabstandet zu dem Planetenradlagerabschnitt ausgestaltet ist. Dadurch kann der Bauraum besonders gut genutzt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Loch in der einen Trägerwange in das oder durch das der Durchstellniet der anderen Trägerwange greift, als vorzugsweise im Querschnitt rundes und/oder ungestuftes Durchgangsloch ausgebildet ist.
Es ist dabei zweckmäßig, wenn eine Trägerwange aufweisend den Durchstellniet auf einer einzigen Blechplatte umformartig / umformend gefertigt ist. Insbesondere Biege- und Tiefziehwerkzeuge lassen sich dann gut einsetzen, ohne viel Materialverlust beklagen zu müssen. Natürlich lassen sich Stanzprozesse hinzunehmen. Insbesondere ist dies für das Fertigen der Planetenbolzenaufnahmelöcher und Löcher für den Durchstellniet von Vorteil.
Wenn ein Abstand des Durchstellniets der einen Trägerwange das Material der anderen Trägerwange hintergreift, wird eine besonders langlebige Verbindung geschaffen.
Es hat sich bewährt, wenn die Trägerwange die jeweils gleiche Anzahl, zum Beispiel 3, 4, 5 oder 6 (oder sogar noch mehr) an Durchgangslöcher, Durchstellniete, Befestigungsabschnitte, Planetenradlagerbereiche und Planetenbolzenaufnahmelöcher besitzt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstellniet (zu anfangs) beim Erzeugen der Trägerwange aus der Blechplatte oder (später) beim Verbinden der Trägerwangen aneinander, ausgeformt ist/wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger, wobei in wenigstens einem Planetenbolzenaufnahmeloch ein Planetenbolzen steckt, auf dem ein Planetenrad angebracht ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Planetenträgers in noch nicht zusammengebautem Zustand in perspektivischer Darstellung,
2 einen der Planetenträger aus 1 in einer Draufsicht,
3 eine Schnittansicht durch jenen Planetenträger aus 2 entlang der Linie III,
4 und 5 Vergrößerungen der Schnitte entlang der Linien IV und V aus 2,
6 eine Draufsicht auf die zusammengebauten Trägerwangen aus 1,
7 einen Schnitt durch die beiden Trägerwangen aus 6 entlang der Linie VII,
8a bis 8c den Zusammenbau der beiden Planetenträgerwangen der 1, 6 und 7 in einer zeitlichen Abfolge in einer ersten Variante, wobei in einer zweiten Variante das Ausbilden des Durchstellniets erst während des Zusammenbaus möglich bleibt, aber nicht dargestellt ist,
9 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe mit einem Planetenträger der 6 und 7,
10 einen Schnitt durch das Planetengetriebe aus 9 entlang der Linie X,
11 eine Schnittdarstellung entlang der Linie XI aus 9 durch das dortige Planetengetriebe, und
12 eine perspektivische Darstellung des Planetengetriebes der 9.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Planetenträger 1 dargestellt. Er ist noch nicht zusammengebaut. Er besitzt zwei Trägerwangen 2 und 3. Jede Trägerwange 2 bzw. 3 besitzt drei Planetenradlagerabschnitte 4. Jede Trägerwange 2 oder 3 besitzt auch drei Befestigungsabschnitte 5. In jedem Befestigungsabschnitt 5 gibt es einen Durchstellniet 6 und ein Loch 7. Das Loch 7 ist als Durchgangsloch ausgestaltet, genauso wie ein Planetenbolzenaufnahmeloch 8, das in jedem Planetenradlagerabschnitt 4 enthalten ist.
Die geometrische Ausgestaltung ist den 2 bis 5 zu entnehmen.
Hier helfen auch die 6 und 7 bezüglich der zusammengesetzten Trägerwangen 2 und 3 zu einem Planetenträger 1 weiter.
Wie erläutert gibt es zwei Möglichkeiten mit dem Durchstellniet 6 umzugehen. Beispielsweise lässt sich der Durchstellniet 6 beim Ausformen einer der beiden Trägerwangen 2 und 3 bereits vorhalten. Diese Variante mit nachfolgender Einführung (8b) des Durchstellniets 6 in das Loch 7 und abschließender Verformung / Verkrimpung (8c) zum Erreichen einer dauerhaften und unlösbaren Verbindung der beiden Trägerwangen 2 und 3 aneinander, ist der Figurenabfolge 8a bis 8b gut zu entnehmen. Unabhängig davon gibt es jedoch auch die Möglichkeit, noch keinen Durchstellniet 6 vor Schaffung der Verbindung der beiden Bauteile vorzuhalten, sondern diesen Durchstellniet 6 erst beim Schaffen der Verbindung durch Verformung der Trägerwange 2 zu erzwingen. Es sei angemerkt, dass in beiden Fällen die beiden Trägerwangen 2 und 3 als Gleichteile ausgebildet sind.
In den 9 bis 12 ist die Kombination des erfindungsgemäßen Planetenträgers 1 mit drei Planetenrädern 9, einem Planetenbolzen 10 pro Planetenrad 9 unter Nutzung von Beilegscheiben 11 und Wälzlagern, wie Nadellagern 12, dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Planetenträger
2: Trägerwange
3: Trägerwange
4: Planetenradlagerabschnitt
5: Befestigungsabschnitt
6: Durchstellniet
7: Loch
8: Planetenbolzenaufnahmeloch
9: Planetenrad
10: Planetenbolzen
11: Beilegscheibe
12: Nadellager

Claims

Planetenträger (1) mit zwei kraft- und/oder formschlüssig aneinander befestigten Trägerwangen (2, 3) aus Blech zum drehbaren Lagern von Planetenrädern (9), mit je einem Planetenbolzenaufnahmeloch (8) pro Planetenradlagerabschnitt (4) der Trägerwange (2, 3) und mehreren Befestigungsabschnitten (5) an den beiden Trägerwangen (2, 3), die flächig miteinander in Kontakt stehen, wobei ein als Durchstellniet (6) ausgestalteter Bereich eines Befestigungsabschnitts (5) der einen Trägerwange (2) in ein Loch (7) eines Befestigungsabschnitts (5) der anderen Trägerwange (3) greift, um den Kraft- und/oder Formschluss hervorzurufen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägerwangen (2, 3) als Gleichteile ausgebildet sind.
Planetenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstellniet (6) ein integraler / einstückiger / monolithischer Bestandteil des schulterartigen Befestigungsabschnitts (5) der Trägerwange (2, 3) ist.
Planetenträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (5) axial beabstandet zu dem Planetenradlagerabschnitt (4) ist.
Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (7) in der einen Trägerwange (2) in das oder durch das der Durchstellniet (6) der anderen Trägerwange (3) greift, als Durchgangsloch ausgebildet ist.
Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerwange (2, 3) aufweisend den Durchstellniet (6) aus einer einzigen Blechplatte umformend gefertigt ist.
Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Durchstellniets (6) der einen Trägerwange (2) das Material der anderen Trägerwange (3) hintergreift.
Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwange (2, 3) die jeweils gleiche Anzahl an Durchgangslöcher, Durchstellniete (6), Befestigungsabschnitte (5), Planetenradlagerabschnitte (4) und Planetenbolzenaufnahmelöcher (8) besitzt.
Planetenträger (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstellniet (6) beim Erzeugen der Trägerwange (2) aus der Blechplatte oder beim Verbinden der Trägerwangen (2, 3) aneinander, ausgeformt ist.
Planetengetriebe mit einem Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Planetenbolzenaufnahmeloch (8) ein Planetenbolzen (10) steckt, auf dem ein Planetenrad (9) angebracht ist.