DE102022107091A1 - Planet carrier part made of sheet metal with a plugged connection using sheet metal bridges, planet carriers and planetary gears - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) mit zwei aus Blech gefertigten Trägerwangen (2, 3) zum Lagern von Planetenrädern (4) über Planetenbolzen (5), wobei wenigstens eine aus Blech gefertigte Brücke (6) mit wenigstens einem ersten Vorsprung (7) in ein Aufnahmeloch (9) der einen Trägerwange (2) und mit wenigstens einem zweiten Vorsprung (8) in ein Aufnahmeloch (10) der zweiten Trägerwange (3) gesteckt ist und die beiden Vorsprünge (7, 8) nietartig verformt sind, wobei die Brücke (6) zwischen den beiden Vorsprüngen (7, 8) einen stegartigen Abstandshalter besitzt, der die beiden Trägerwangen (2, 3) beabstandet hält, wobei die Brücke schalenartig geformt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe (18) mit einem solchen Planetenträger (1).The invention relates to a planet carrier (1) with two carrier cheeks (2, 3) made of sheet metal for supporting planetary gears (4) via planetary bolts (5), at least one bridge (6) made of sheet metal having at least one first projection (7). is inserted into a receiving hole (9) of the one carrier cheek (2) and with at least one second projection (8) into a receiving hole (10) of the second carrier cheek (3) and the two projections (7, 8) are deformed like a rivet, the Bridge (6) has a web-like spacer between the two projections (7, 8), which keeps the two support cheeks (2, 3) spaced apart, the bridge being shaped like a shell. The invention also relates to a planetary gear (18) with such a planet carrier (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger mit zwei aus Blech gefertigten Trägerwangen zum Lagern von Planetenrädern über Planetenbolzen, wobei wenigstens eine aus Blech gefertigte Brücke mit wenigstens einem ersten Vorsprung in ein Aufnahmeloch der einen Trägerwange und mit wenigstens einem zweiten Vorsprung in ein Aufnahmeloch der zweiten Trägerwange gesteckt ist und die beiden Vorsprünge nietartig verformt sind, wobei die Brücke zwischen den beiden Vorsprüngen einen stegartigen Abstandshalter besitzt, der die beiden Trägerwangen voneinander beabstandet hält.The invention relates to a planet carrier with two carrier cheeks made of sheet metal for supporting planetary gears via planetary bolts, with at least one bridge made of sheet metal being inserted with at least a first projection into a receiving hole in one carrier cheek and with at least a second projection in a receiving hole in the second carrier cheek and the two projections are deformed like a rivet, the bridge between the two projections having a web-like spacer which keeps the two support cheeks spaced apart from one another.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetenträger mit Verbindungsstegen aus Metallblech bekannt. So offenbart die
Die Patentanmelderin erprobt bereits Planetenträger mit zwei Trägerschalen, wobei die Trägerschalen jeweils Planetenradabschnitte und Verbindungsabschnitte aufweisen, ferner einsetzend Planetenräder, wobei die Planetenräder in den Planetenradabschnitten angeordnet sind, mit mehreren Nieteinrichtungen, wobei die Nieteinrichtungen die Trägerschalen in den Verbindungsabschnitten verbinden, wobei die Verbindungsabschnitte von mindestens einer der Trägerschalen als Umformabschnitte ausgebildet sind, welche gegenüber den Planetenradabschnitten vertieft sind. Dort hat es sich als positiv herausgestellt, wenn die Nieteinrichtungen jeweils einen Nietabschnitt für jede Trägerschale und einen Stegabschnitt aufweisen, wobei der Stegabschnitt als ein Abstandhalter zwischen den Trägerschalen ausgebildet ist. Grundsätzlich sind so genannte H-Niete bekannt und werden von der Anmelderin separat verfolgt.The patent applicant is already testing planetary carriers with two carrier shells, the carrier shells each having planetary gear sections and connecting sections, further using planetary gears, the planetary gears being arranged in the planetary gear sections, with several riveting devices, the riveting devices connecting the carrier shells in the connecting sections, the connecting sections of at least one of the carrier shells are designed as forming sections, which are recessed relative to the planet gear sections. There it has proven to be positive if the riveting devices each have a rivet section for each carrier shell and a web section, the web section being designed as a spacer between the carrier shells. In principle, so-called H-rivets are known and are pursued separately by the applicant.
Bisher hat sich jedoch im Stand der Technik eine Vielzahl von Problemen gezeigt, die es gilt zu lösen. So sind die bestehenden Lösungen noch nicht optimal in puncto Steifigkeit des gesamten Planetenträgers. Abgesteckte Blechbrücken helfen zwar hier weiter, lassen aber noch nicht alle Vorzüge leichter Konstruktion unter Beibehaltung einer gleichzeitig hohen Steifigkeit zu. Insbesondere zeigen sich noch Nachteile bei einer so genannten „polygonalen Form / n-gonalen Form“, bestimmt durch die Anzahl der Planeten, die die Anzahl der Brücken vorgibt.However, the prior art has so far revealed a number of problems that need to be solved. The existing solutions are not yet optimal in terms of the rigidity of the entire planet carrier. Although staked sheet metal bridges help here, they do not yet allow for all the advantages of lightweight construction while maintaining a high level of rigidity. In particular, there are still disadvantages with a so-called “polygonal shape / n-gonal shape”, determined by the number of planets, which determines the number of bridges.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, zu mildern und bestenfalls sogar vollständig abzustellen.It is therefore the object of the present invention to mitigate and, at best, even completely eliminate the disadvantages known from the prior art.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Planetenträger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Brücke schalenartig ausgeformt ist. Durch diese Art der Gestaltung können Planetenträger erreicht werden, die ein gutes Verhältnis zwischen Gewicht und Steifigkeit besitzen. Auch lassen sich Schweißprozesse bei der Verbindung vermeiden. Die beiden Trägerteile, nämlich die Trägerwangen, lassen sich relativ zueinander in ihren Positionen festlegen, durch ausschließliche Umformvorgänge. Die Fertigung kann somit einfacher, effizienter, schneller und kostengünstiger werden. Mit anderen Worten wird somit eine Lösung vorgestellt, bei der Blechträgerteile und Blechbrücken mit abgesteckten Bereichen zur Verbindung der beiden Blechteile untereinander eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Planetenträger aus Blech mit abgesteckter Verbindung durch Blechbrücken, kann als Teil einer Getriebekomponente verwendet werden, wenn eine einfache und starre Konstruktion mit Blechscheibenteilen ohne Schweißverfahren für die Verbindung der beiden Trägerteile untereinander benötigt wird. Die hier vorgestellte Erfindung wurde auf der Grundlage der Erfordernisse der Gewichtsreduktion mit dem Aspekt der Erhöhung oder Beibehaltung der Gesamtsteifigkeit des Produkts und der Vereinfachung des Produktions- und Montageprozesses sowie der Reduzierung der Kosten für Produktionswerkzeuge und der Eliminierung des Schweißprozesses für die Verbindung von Trägerteilen zu einem Stück entwickelt.This object is achieved according to the invention in a generic planetary carrier in that the bridge is shaped like a shell. This type of design allows planetary carriers to be achieved that have a good ratio between weight and rigidity. Welding processes can also be avoided during the connection. The two carrier parts, namely the carrier cheeks, can be fixed in their positions relative to one another through exclusive forming processes. Manufacturing can therefore become simpler, more efficient, faster and more cost-effective. In other words, a solution is presented in which sheet metal support parts and sheet metal bridges with defined areas are used to connect the two sheet metal parts to one another. The planet carrier according to the invention made of sheet metal with a plugged connection by sheet metal bridges can be used as part of a transmission component if a simple and rigid construction with sheet metal disk parts without welding processes is required for connecting the two carrier parts to one another. The invention presented here was made on the basis of the requirements of weight reduction with the aspect of increasing or maintaining the overall rigidity of the product and simplifying the production and assembly process, as well as reducing the cost of production tools and eliminating the welding process for connecting support parts piece developed.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Brücke eine Rinne bildet. Eine Rinne ist eine schmale, langgestreckte Ausgestaltung, ähnlich einer Dachrinne oder Fahrrinne. Im vorliegenden Fall ist die Rinne ein Blechumformteil aufweisend einen Boden, von dem rechtwinklige Wände abstehen. Die Rinne ist auf der Seite der freien Enden der Wände offen. Der Boden selber folgt einem Kreisradius. Von den freien Enden der Wände stehen umgebogene Vorsprünge parallel zum Boden ab. Die Vorsprünge können auch als Niete oder Nietenden bezeichnet werden. Durch eine entsprechende Brückengestaltung kann auf für die Großserienfertigung prädestinierten Stanz- und Umformvorgänge zurückgegriffen werden.It is therefore advantageous if the bridge forms a channel. A gutter is a narrow, elongated design, similar to a gutter or fairway. In the present case, the channel is a formed sheet metal part having a base from which rectangular walls protrude. The gutter is open on the side of the free ends of the walls. The floor itself follows a circle radius. Bent projections extend parallel to the floor from the free ends of the walls. The projections can also be referred to as rivets or rivet ends. Through appropriate bridge design You can rely on punching and forming processes that are predestined for large-scale production.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rinne mit ihrem Boden radial außerhalb der Vorsprünge befindet. Eine hohe Steifigkeit des gesamten Planetenträgers ist im fertig montierten Zustand die Folge.An advantageous embodiment is also characterized in that the bottom of the channel is located radially outside the projections. The result is a high level of rigidity for the entire planet carrier when fully assembled.
Wenn zwischen zwei Vorsprüngen ein konvexer / balliger Übergang vorhanden ist, so werden Kerbspannungen vermieden. Eine hohe Dauerfestigkeit ist dann die Folge.If there is a convex / spherical transition between two projections, notch stresses are avoided. A high fatigue strength is then the result.
Dabei hat es sich bewährt, wenn der Übergang konvex auf die nächstgelegene Trägerwange gerichtet ist. Eine präzise Anlage der Einzelteile ist die Folge. Beim Vernieten, also Umformen der freien Enden der Vorsprünge, werden die Trägerwangen auch aufeinander definiert zubewegt. Eine hohe Präzision ist die Folge.It has proven useful if the transition is directed convexly towards the nearest support beam. The result is a precise placement of the individual parts. When riveting, i.e. reshaping the free ends of the projections, the carrier cheeks are also moved towards each other in a defined manner. The result is high precision.
Für die Steifigkeit ist es auch positiv zu vermerken, wenn die Brücke mehr als zwei erste Vorsprünge und mehr als zwei zweite Vorsprünge besitzt. Ein besonders guter Zusammenhalt der Trägerwangen relativ zueinander über die (Vielzahl an) Brücke(n) ist die Folge. Die Fertigung wird auch vereinfacht, wenn jede Trägerwange als planes / ebenes Bauteil ausgestaltet ist. Letztlich wird der Einsatz von zwei Arten von Gleichteilen dadurch möglich. Das eine Gleichteil stellt die beiden Trägerwangen und das andere Gleichteil die Vielzahl an Brücken zwischen den beiden Trägerwangen. Eine hohe Kosteneffizienz und Fertigungsschnelligkeit ist die Folge.It is also positive for stiffness if the bridge has more than two first projections and more than two second projections. The result is a particularly good cohesion of the girder cheeks relative to one another across the (variety of) bridge(s). Production is also simplified if each carrier cheek is designed as a flat/flat component. Ultimately, this makes it possible to use two types of identical parts. One identical part represents the two carrier cheeks and the other identical part provides the large number of bridges between the two carrier cheeks. The result is high cost efficiency and production speed.
Es hat sich auch bewährt, wenn die Brücke auf jeder Seite wenigstens drei Vorsprünge besitzt, aber vorzugsweise weniger als sieben.It has also proven useful if the bridge has at least three projections on each side, but preferably fewer than seven.
Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, also n-Planetenbolzen in die beiden Trägerwangen eingesetzt sind und 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, also n-Brücken, das heißt gleich viele Brücken, eingesetzt sind. Ein recht symmetrischer Aufbau ist dann die Folge, was für die Krafteinleitung vorteilhaft ist.The invention also relates to a planetary gear with a planet carrier according to the invention. It is particularly advantageous if 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, i.e. n-planet bolts, are inserted into the two support cheeks and 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, i.e. n bridges, i.e. the same number of bridges, are used. The result is a fairly symmetrical structure, which is advantageous for the introduction of force.
Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetenträgers mit zwei Trägerwangen und drei Brücken vor dem Zusammenbau, -
2 den Planetenträger aus1 im Montageprozess bei noch unverformten Vorsprüngen der Brücke, -
3 den Planetenträger der1 und2 in perspektivischer Darstellung im fertig montierten Zustand, also verformten nietartigen (Enden der) Vorsprünge der Brücken, -
4 eine gestanzte Brücke im noch unverformten Zustand, also im flachen Zustand, -
5 die zur Rinne verformte Brücke aus4 , -
6 eine weitere perspektivische Darstellung der rinnenartig verformten Brücke aus5 vor dem Zusammenbau und vor dem nietartigen Verformen der Vorsprünge, -
7 einen der beiden Trägerwangen der Ausführungsform der1 bis3 in perspektivischer Darstellung, -
8 eine Draufsicht auf die Trägerwange aus7 , -
9 einen Querschnitt entlang der Linie IX durch die Trägerwange aus8 , -
10 eine Vergrößerung des Bereichs X der9 , -
11 eine Draufsicht auf eine Trägerwange mit eingesetzten Brücken, wobei die freien Enden der Vorsprünge der Brücken nietartig verformt sind, -
12 einen Längsschnitt entlang der Linie XII aus11 durch den dort dargestellten Planetenträger, -
13 die Vergrößerung des Bereichs XIII aus12 im fertigen Zustand, -
14 der zeitlich vorgelagerte Zustand des Verformens der Vorsprünge mittels eines Werkzeugs, -
15 ein Planetengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger in einer Draufsicht, -
16 das teilweise im Längsschnitt dargestellte Planetengetriebe aus15 , wobei der Schnitt teilweise entlang der Linie XVI verläuft, -
17 eine Vergrößerung des Bereichs XVII aus16 , und -
18 eine perspektivische Darstellung des Planetengetriebes der15 .
-
1 a perspective exploded view of a planet carrier according to the invention with two carrier cheeks and three bridges before assembly, -
2 theplanet carrier 1 in the assembly process when the bridge projections are still undeformed, -
3 theplanet carrier 1 and2 in a perspective view in the fully assembled state, i.e. deformed rivet-like (ends of) the projections of the bridges, -
4 a stamped bridge in an undeformed state, i.e. in a flat state, -
5 the bridge deformed into achannel 4 , -
6 Another perspective view of the channel-likedeformed bridge 5 before assembly and before the rivet-like deformation of the projections, -
7 one of the two support cheeks of theembodiment 1 until3 in perspective view, -
8th a top view of thecarrier beam 7 , -
9 a cross section along line IX through the carrier cheek8th , -
10 an increase in the area X of the9 , -
11 a top view of a carrier beam with inserted bridges, the free ends of the projections of the bridges being deformed like a rivet, -
12 a longitudinal section alongline XII 11 through the planet carrier shown there, -
13 the enlargement of area XIII12 in finished condition, -
14 the previous state of deformation of the projections using a tool, -
15 a planetary gear with a planet carrier according to the invention in a top view, -
16 the planetary gear, partially shown inlongitudinal section 15 , with the cut partly running along line XVI, -
17 an enlargement ofarea XVII 16 , and -
18 a perspective view of theplanetary gear 15 .
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and only serve to understand the invention. The same elements are given the same reference numbers.
In der
Zurückkommend auf
Jede Brücke 6 besitzt eine Vielzahl erster Vorsprünge 7 auf der einen Seite und eine Vielzahl zweiter Vorsprünge 8 auf der anderen Seite. Es gibt drei erste Vorsprünge 7 und drei zweite Vorsprünge 8 für jede der drei Brücken 6. Dabei sollen die ersten Vorsprünge 7 in Aufnahmelöcher 9 der ersten Trägerwange 2 gesteckt werden. Die zweiten Vorsprünge 8 sollen in Aufnahmelöcher 10 der zweiten Trägerwange 3 gesteckt werden.Each
Das Eingesteckt sein ist der
Somit besitzen die Vorsprünge 7 und 8 abgesteckte Bereiche 11.The
In den
In den
Der fertig zusammengebaute Planetenträger 1 ist auch den
Der Zusammenbau zu einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe 18 mit symmetrischen Trägerwangen 2 und 3, Planetenbolzen 5, auf denen Planetenräder 4 gelagert sind, Beilagscheiben 19 und beispielsweise als Nadellager ausgestalteten Wälzlagern 20 visualisiert. Der Planetenträger 1 kann nicht nur für ein 3-Planeten-Design genutzt werden, er kann auch für rechteckige, pentagonale, hexagonale oder n-gonale Designs eingesetzt werden. Die Anzahl der Planetenräder ist dann gleich der Anzahl der Blechbrücken 6.The assembly into a
Die Brücke 6 bildet mit ihrem Boden 14 somit einen stegartigen Abstandshalter.The
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 22
- erste Trägerwangefirst beam
- 33
- zweite Trägerwangesecond beam
- 44
- PlanetenradPlanetary gear
- 55
- Planetenbolzenplanetary bolt
- 66
- BrückeBridge
- 77
- erster Vorsprungfirst lead
- 88th
- zweiter Vorsprungsecond lead
- 99
- Aufnahmeloch der ersten TrägerwangeReceiving hole in the first beam
- 1010
- Aufnahmeloch der zweiten TrägerwangeReceiving hole of the second beam
- 1111
- abgesteckter Bereichdemarcated area
- 1212
- Rinnegutter
- 1313
- WandWall
- 1414
- BodenFloor
- 1515
- Balligkeit / KonvexitätCrowning/convexity
- 1616
- Umformwerkzeugforming tool
- 1717
- KraftPower
- 1818
- PlanetengetriebePlanetary gear
- 1919
- Beilagscheibewasher
- 2020
- Wälzlagerroller bearing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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