DE112020000419T5

DE112020000419T5 - Planetenantriebsanordnung und Verfahren zum Verbinden eines Planetenträgers mit einem keilverzahnten Teil

Info

Publication number: DE112020000419T5
Application number: DE112020000419.8T
Authority: DE
Inventors: Long Souers; Jordan Geiser; Michael Hodge; Drew Hilty
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2021-10-07
Also published as: WO2020150042A1; US20200224755A1; US10989294B2; CN113286952A

Abstract

Eine Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang schließt eine Welle einschließlich einer Vielzahl von sich axial erstreckenden Keilverzahnungen ein, die eine Außenumfangsfläche definieren, und einen Planetenträger, der durch die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen nicht drehbar an der Welle befestigt ist. Der Planetenträger und die Welle sind durch ein sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers, das eine sich radial erstreckende Oberfläche der Welle axial berührt, axial in Bezug zueinander fixiert.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Planetenantriebsanordnung und insbesondere Verfahren zum Verbinden eines Planetenträgers mit einem keilverzahnten Teil.
Hintergrund
Es ist bekannt, eine Keilverzahnungsverbindung zwischen einer Welle und einem Planetenträger zu bilden und eine Welle mit einem Planetenträger zu verschweißen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang schließt eine Welle ein, die eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Keilverzahnungen einschließt, die eine Außenumfangsfläche definieren, und einen Planetenträger, der durch die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen nicht drehbar an der Welle befestigt ist. Der Planetenträger und die Welle sind durch ein sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers, das eine sich radial erstreckende Oberfläche der Welle axial berührt, axial in Bezug zueinander fixiert.
In Ausführungsformen der Antriebsanordnung ist das sich radial nach innen erstreckende Material aus Plättchenmaterial gebildet, das aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten ist. Das sich radial nach innen erstreckende Material kann ein verstemmter Abschnitt des Planetenträgers sein. Der Planetenträger und die Welle können durch ein weiteres sich radial nach innen erstreckendes Material, das eine weitere sich radial erstreckende Oberfläche der Welle berührt, axial in Bezug zueinander fixiert sein. Die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen können sich axial zwischen dem sich radial nach innen erstreckenden Material und dem weiteren sich radial nach innen erstreckenden Material befinden. Das sich radial nach innen erstreckende Material kann aus Plättchenmaterial gebildet sein, das aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten ist, und das sich radial nach innen erstreckende Material kann ein verstemmter Abschnitt des Planetenträgers sein.
Die Welle kann einen Längsbasisabschnitt und einen Flanschabschnitt aufweisen, der sich vom Längsbasisabschnitt radial nach außen erstreckt. Der Flanschabschnitt kann die sich radial erstreckende Oberfläche einschließen, die das sich radial nach innen erstreckende Material des Planetenträgers axial berührt. Jede der sich axial erstreckenden Keilverzahnungen kann einen abgewinkelten Verschiebungsabschnitt einschließen, der den Planetenträger axial berührt. Der Planetenträger kann einen zylindrischen radial inneren Abschnitt, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die mit den sich axial erstreckenden Keilverzahnungen verbunden ist, und einen ringförmigen radial äußeren Abschnitt einschließen, der sich vom zylindrischen radial inneren Abschnitt radial nach außen erstreckt. Das sich radial nach innen erstreckende Material kann sich radial nach innen über die Innenumfangsfläche des zylindrischen radialen inneren Abschnitts hinaus erstrecken. Das sich radial nach innen erstreckende Material kann axial über eine sich radial erstreckende Oberfläche des zylindrischen radial inneren Abschnitts hinausragen. Der ringförmige radial äußere Abschnitt kann eine Vielzahl von Löchern aufweisen, die axial durch diesen verlaufen und jeweils zum Aufnehmen eines ersten axialen Endes eines jeweiligen einer Vielzahl von Planetenstiften konfiguriert sind. Die Antriebsanordnung kann ferner die Planetenstifte und eine Vielzahl von Planetenrädern einschließen, die jeweils drehbar an einem der jeweiligen Planetenstifte montiert sind.
Ein Verfahren zum Bilden einer Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang schließt das Keilverzahnungsschneiden eines Planetenträgers mit sich axial erstreckenden Keilverzahnungen ein, die eine Außenumfangsfläche einer Welle definieren, um den Planetenträger nicht drehbar an der Welle zu befestigen; und axiales Fixieren des Planetenträgers und der Welle in Bezug zueinander, indem ein sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers in axialen Kontakt mit einer sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle gedrückt wird.
In Ausführungsformen des Verfahrens kann das Drücken des sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle das Drücken von Plättchenmaterial, das durch die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten wurde, in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle einschließen. Das Keilverzahnungsschneiden des Planetenträgers mit den sich axial erstreckenden Keilverzahnungen kann das axiale Drücken eines abgewinkelten Verschiebungsabschnitts jeder der sich axial erstreckenden Keilverzahnungen in den Planetenträger einschließen, um das Plättchenmaterial herauszuschneiden. Der abgewinkelte Verschiebungsabschnitt kann das Plättchenmaterial radial nach innen in eine sich radial erstreckende Anschlagoberfläche drücken, um das sich radial nach innen erstreckende Material zu bilden. Das Drücken des sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle kann das axiale Verstemmen des Planetenträgers einschließen. Der Planetenträger kann einen zylindrischen radial inneren Abschnitt, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die mit den sich axial erstreckenden Keilverzahnungen verbunden ist, und einen ringförmigen radial äußeren Abschnitt einschließen, der sich vom zylindrischen radial inneren Abschnitt radial nach außen erstreckt. Das sich radial nach innen erstreckende Material kann sich radial nach innen über die Innenumfangsfläche des zylindrischen radialen inneren Abschnitts hinaus erstrecken. Der zylindrische radial innere Abschnitt kann eine sich radial erstreckende, in Achsenrichtung weisende Oberfläche einschließlich eines Verstemmungsabschnitts, der axial verstemmt ist, um die Welle und den Planetenträger in Bezug aufeinander axial zu fixieren, und einen Stabilitätsabschnitt einschließen, der eine radiale Verformung einer Außenumfangsfläche des zylindrischen radial inneren Abschnitts während des axialen Verstemmens begrenzt. Das Verfahren kann ferner ein weiteres axiales Fixieren des Planetenträgers und der Welle in Bezug zueinander einschließen, indem ein weiteres sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers in axialen Kontakt mit einer weiteren sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle gedrückt wird. Die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen können sich axial zwischen dem sich radial nach innen erstreckenden Material und dem weiteren sich radial nach innen erstreckenden Material befinden. Das Drücken des sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle kann das Drücken von Plättchenmaterial, das durch die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten wurde, in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle einschließen. Das Drücken des weiteren sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der weiteren sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle kann das axiale Verstemmen des Planetenträgers einschließen. Das Drücken des sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle kann das axiale Verstemmen des Planetenträgers einschließen. Das Drücken des weiteren sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der weiteren sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle kann das axiale Verstemmen des Planetenträgers einschließen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

die 1a und 1b radial betrachtete Querschnittsansichten einer Planetenantriebsanordnung zeigen, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist;
1c eine perspektivische Ansicht einer Welle und eines Planetenträgers der Planetenantriebsanordnung zeigt;
die 2a bis 2e ein Verfahren zum Zusammenfügen eines Planetenträgers und einer Welle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschau lichen;
3a eine weitere Ausführungsform eines Planetenträgers zeigt und 3b zeigt, wie dieser Planetenträger mit der Welle zusammengefügt ist;
die 4a bis 4c Verfahren zum Verbinden einer Planetenträgerwelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
die 4d und 4e weitere Ausführungsformen des Planetenträgers und der Welle veranschaulichen, die mit den in den 4a bis 4c gezeigten Verfahren verbunden sind;
die 5a, 5b eine Ausführungsform eines Planetenträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
die 5c und 5d die Verstemmung des in den 5a und 5b gezeigten Planetenträgers zeigen; und
die 6a und 6b die Verstemmung eines weiteren Planetenträgers zeigen.

Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren zum Verbinden eines Planetenträgers mit einem Keilverzahnungsteil bereit, das in einigen bevorzugten Ausführungsformen eine keilverzahnte Welle ist, um eine Planetenantriebsanordnung zu bilden.
In einer ersten Ausführungsform kann während des Bildens der Keilverzahnung auf der Welle ein feststehendes Werkzeug an einer Unterseite eines Flanschabschnitts der Welle verwendet werden, um eine Bildung geschnittener Plättchen zu fixieren, um durch Keilverzahnungsschneiden den Planetenträger zu erzeugen. Das Plättchen bildet im Wesentlichen mehrere Verstemmungen, um den Flanschabschnitt der Welle auf einer ersten Seite des Planetenträgers axial zu fixieren, während eine zweite Seite des Planetenträgers verstemmt ist, um den Flanschabschnitt der Welle axial zu berühren. Wenn sich in der Realität die Welle nicht bewegt, sich aber der Planetenträger bewegt, benötigt das feststehende Werkzeug eine weitere Stufe, um die Unterseite der Welle zu fixieren.
In einer zweiten Ausführungsform wird eine Stufe in einen Innendurchmesser des Planetenträgers eingeführt, wenn der Innendurchmesser bearbeitet wird. Die Stufe kann verwendet werden, um die Plättchenbildung zu begradigen und zu unterstützen.
Die 1a und 1b zeigen radial betrachtete Querschnittsansichten einer Planetenantriebsanordnung 10, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist. Die Antriebsanordnung 10 umfasst eine Welle 12, die nicht drehbar an einem Planetenträger 14 befestigt ist. 1c zeigt eine perspektivische Ansicht der Welle 12 und des Planetenträgers 14. Die Welle 12 ist in Längsrichtung auf einer Mittelachse CA zentriert und um diese drehbar. Die in der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe „axial“, „radial“ und „Umfangs...“ und Ableitungen davon werden in Bezug auf die Mittelachse CA verwendet, sofern nicht anders angegeben. Die Welle 12 schließt einen Längsbasisabschnitt 16 ein, der eine allgemein zylindrische Form aufweist, und einen Flanschabschnitt 18, der radial nach außen aus dem Basisabschnitt 16 herausragt. Der Flanschabschnitt 18 ist scheibenförmig und schließt eine Vielzahl von axial ausgerichteten Keilverzahnungen 20 ein, die eine keilverzahnte Außenumfangsfläche des Flanschabschnitts 18 bilden. Die Keilverzahnungen 20 erstrecken sich axial von einer ersten sich radial erstreckenden, in Achsenrichtung weisenden Oberfläche 18a des Flanschabschnitts 18 zu einer zweiten sich radial erstreckenden, in Achsenrichtung weisenden Oberfläche 18b des Flanschabschnitts 18. Der Planetenträger 14 ist über Keilverzahnungen 20 am Flanschabschnitt 18 befestigt.
Der Planetenträger 14 umfasst einen zylindrischen radial inneren Abschnitt 22, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die an Keilverzahnungen 20 angepasst ist, und einen ringförmigen radial äußeren Abschnitt 24, der sich vom radial inneren Abschnitt 22 radial nach außen erstreckt. Der radial äußere Abschnitt 24 schließt eine Vielzahl von Löchern 26 ein, die axial durch diesen verlaufen und jeweils ein erstes axiales Ende 28a eines jeweiligen von einer Vielzahl von Planetenstiften 28 aufnehmen. Ein weiterer Planetenträger 30 umfasst eine Vielzahl von Löchern 32, die axial durch diesen verlaufen und jeweils ein zweites axiales Ende 28b eines jeweiligen Planetenstifts 28 aufnehmen. Jeder Planetenstift 28 ist nicht drehbar an beiden Planetenträgern 14, 30 befestigt. Die Planetenantriebsanordnung 10 schließt ferner eine Vielzahl von Planetenrädern 34 ein, die jeweils drehbar an einem der Planetenstifte 28 über Rollelemente 36 montiert sind, die radial zwischen Stiften 28 und dem jeweiligen Planetenrad 34 bereitgestellt sind. Der innere Abschnitt 22 erstreckt sich axial vom äußeren Abschnitt 24 und von den Planetenrädern 34 weg. Wie in 1c gezeigt, schließt der äußere Abschnitt 24 einen flachen Plattenbasisabschnitt 25a und eine Vielzahl von in Umfangsrichtung in Abständen zueinander angeordneten Verbinderabschnitten 25b ein, die axial von einer in Achsenrichtung weisenden, sich radial erstreckenden Oberfläche 25c des Basisabschnitts 25a in einer axialen Richtung vorstehen, die der axialen Richtung entgegengesetzt ist, in die der innere Abschnitt 22 vom Basisabschnitt 25a vorsteht. Jeder der Verbinderabschnitte 25b ist zum Verbinden mit einem jeweiligen Verbinderabschnitt 30a der weiteren Platte 30 konfiguriert. Insbesondere berührt jeder der Verbinderabschnitte 25b den jeweiligen Verbinderabschnitt 30a, und Befestigungselemente 31 in Form von Nieten sind durch Löcher in den Verbinderabschnitten 25b, 30a geführt, um die Abschnitte 25b, 30a aneinander zu befestigen.
Die 2a bis 2e veranschaulichen das Zusammenfügen des Planetenträgers 14 und der Welle 12 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2a zeigt eine radial betrachtete perspektivische Querschnittsansicht des Planetenträgers 14 und der Welle 12, die durch Keilverzahnungen 20 der Welle 12 zusammengefügt sind. Der Planetenträger 14 besteht aus einem weicheren Metall als die Welle 12, die so hergestellt ist, dass sie Keilverzahnungen 20 einschließt, und das Einsetzen der Welle 12 in ein Bohrloch, das durch die Innenumfangsfläche des Planetenträgers 14 definiert ist, bewirkt, dass die Keilverzahnungen 20 axial ausgerichtete Rillen in die Innenumfangsfläche des Planetenträgers 14 keilverzahnungsschneiden, wodurch axial ausgerichtete Keilverzahnungen gebildet werden, die zwischen den axial ausgerichteten Rillen definiert sind.
2a zeigt eine Anordnung des Planetenträgers 14 auf der Welle 12, wobei die Welle 12 durch ein feststehendes Werkzeug 37a an Ort und Stelle festgesetzt ist. Der Planetenträger 14 wird zum Keilverzahnungsschneiden in der in 2a gezeigten Ausführungsform in einer axialen Richtung D1 bewegt. In anderen Ausführungsformen kann der Planetenträger 14 axial an Ort und Stelle festgesetzt sein, während sich die Welle 12 in Richtung D2 bewegt, die der axialen Richtung D1 entgegengesetzt ist, oder die Welle 12 kann sich in axialer Richtung D2 bewegen, während der Planetenträger 14 in Richtung D1 bewegt wird. 2b zeigt eine Anordnung des Planetenträgers 14 auf der Welle 12, wobei der Planetenträger 14 durch ein feststehendes Werkzeug 37b an Ort und Stelle festgesetzt ist. Die Welle 12 wird zum Keilverzahnungsschneiden in der in 2b gezeigten Ausführungsform in einer axialen Richtung D2 bewegt.
Wie in 2c gezeigt, wird während der axialen Bewegung des Planetenträgers 14 und/oder der Welle 12 zueinander ein Plättchenmaterial 38 an der Innenumfangsfläche des Planetenträgers 14 durch eine axiale Vorderkante 40 jeder der Keilverzahnungen 20 radial nach innen verschoben. Jede axiale Vorderkante 40 erstreckt sich von der Außenumfangsfläche 20a der jeweiligen Keilverzahnung 20 in einem spitzen Winkel α in Bezug auf die Außenumfangsfläche 20a der Keilverzahnungen 20 radial nach innen, um einen Verschiebungsabschnitt 42 der Oberfläche 18a zu bilden. Wenn die axiale Vorderkante 40 in das Material des Planetenträgers 14 gedrückt wird und eine axiale Bewegung zwischen der Welle 12 und dem Planetenträger 14 stattfindet, wird das Plättchenmaterial 38 durch die Kante 40 entlang des Verschiebungsabschnitts 42 radial nach innen und entlang der Oberfläche 18a radial nach innen vom Verschiebungsabschnitt 42 gedrückt.
Wie in 2d gezeigt, bewirkt eine weitere axiale Bewegung der Welle 12 in Bezug auf den Planetenträger 14, dass Keilverzahnungen 20 das Plättchenmaterial 38 in eine sich radial erstreckende, in Achsenrichtung weisende Oberfläche 37c des Werkzeugs 37b drücken (das Werkzeug 37a in 2a dient zum Führen des Plättchenmaterials 38 auf die gleiche Weise wie Werkzeug 37b). Das Plättchenmaterial 38 ist zwischen der Oberfläche 37c des Werkzeugs 37b und der Oberfläche 18a des Flanschabschnitts 18 angeordnet. Nachdem das Werkzeug 37b entfernt wurde, fixiert das Plättchenmaterial 38 eine erste axiale Seite des Flanschabschnitts 18 axial. Jede Keilverzahnung 20 kann ein unterschiedliches Plättchenmaterial 38 erzeugen, so dass eine Vielzahl von Abschnitten von Plättchenmaterial 38 mehrere Verstemmungen bilden, die die erste axiale Seite des Flanschabschnitts 18 axial fixieren.
Wie in 2e gezeigt, wird der Plattenträger 14 axial verstemmt, um eine zweite axiale Seite des Flanschabschnitts 18 gegenüber der ersten axialen Seite zu fixieren, nachdem das Plättchenmaterial 38 radial nach innen verschoben wurde, um die erste axiale Seite des Flanschabschnitts 18 axial zu fixieren. Insbesondere wird ein Verstemmungswerkzeug 44 axial in eine in Achsenrichtung weisende, sich radial erstreckende Oberfläche 22a des radial inneren Abschnitts 22 des Planetenträgers 14 gedrückt, so dass das Material 46 des Planetenträgers 14 radial nach innen und axial in einen Stufenabschnitt 48 der sich radial sich erstreckenden Oberfläche 18b des Flanschabschnitts 18 gedrückt wird. Das Verstemmen durch das Werkzeug 44 bildet eine Vertiefung 50 in der Oberfläche 22a. Nach dem Verstemmen werden die Welle 12 und der Planetenträger 14 auf einer Seite durch das Material 38 und auf der anderen Seite durch das Material 46 axial fixiert, wobei sich die Keilverzahnungen 20 axial zwischen dem Material 38 und dem Material 46 befinden. Die Oberfläche 22a des inneren Abschnitts 22 ist axial von einer sich radial erstreckenden Oberfläche 24a des äußeren Abschnitts 24 um eine äußere zylindrische Oberfläche 22c des inneren Abschnitts 22 versetzt. Das Plättchenmaterial 38 ist an einer sich radial erstreckenden Oberfläche 22b des inneren Abschnitts bereitgestellt, die mit einer sich radial erstreckenden Oberfläche 24b des äußeren Abschnitts 24 zusammenfällt.
3a zeigt eine Ausführungsform eines Planetenträgers 114, der anstelle des Planetenträgers 14 verwendet werden kann. Der Planetenträger 114 ist auf die gleiche Weise wie der Planetenträger 14 ausgebildet, mit der Ausnahme, dass der Planetenträger 114 eine Stufe 115 einschließt, die durch einen Anschlagabschnitt 116 gebildet ist, der radial nach innen aus dem Innenumfang des Abschnitts 22 vorsteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlagabschnitt 116 als kontinuierlicher Ring ausgebildet. Wie in 3b gezeigt, stellt der Anschlagabschnitt 116 eine axiale Rücklaufsperre für das Plättchenmaterial 38 bereit und hält das Material 38 gegen die Oberfläche 18a, während die Keilverzahnungen 20 während der axialen Bewegung des Flanschabschnitts 18 in Richtung D2 in den Planetenträger 14 schneiden. Dementsprechend kann in Ausführungsformen, in denen der Planetenträger 114 den Anschlagabschnitt 116 einschließt, das Werkzeug 37a oder 37b weggelassen werden.
Die 4a bis 4c veranschaulichen ein Verfahren zum Verbinden des Planetenträgers 14 und der Welle 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie oben ähnlich erwähnt, wird der Planetenträger 14 axial in Richtung D1 bewegt und/oder die Welle 12 wird axial in Richtung D2 bewegt, so dass die Keilverzahnungen 20 des Flanschabschnitts 18, die durch die Vorderkante 40 jeder Keilverzahnung 20 geführt werden, axial ausgerichtete Rillen in die Innenumfangsfläche des Planetenträgers 14 schneiden, wodurch axial ausgerichtete Keilverzahnungen gebildet werden, die zwischen den axial ausgerichteten Rillen definiert sind. Diese axiale Bewegung wird gestoppt, bevor die Vorderkanten 40 vollständig durch den Planetenträger 14 laufen, so dass ein Ringabschnitt 60 am Innenumfang des inneren Abschnitts 22 des Planetenträgers 14 zwischen den Vorderkanten 40 und der sich radial erstreckenden Oberfläche 22b des inneren Abschnitts 22 verbleibt. In einer Ausführungsform, die in 4d gezeigt ist, wird der Ringabschnitt 60 verwendet, um die Welle 12 und den Planetenträger 14 in Bezug zueinander axial zurückzuhalten, indem er die Verschiebungsabschnitte 42 der Keilverzahnungen 20 berührt.
Nachdem die Welle 12 durch Keilverzahnungsschneiden mit dem Planetenträger 14 zusammengefügt ist, wie in 4b gezeigt und wie oben in Bezug auf 2e ähnlich erläutert, wird ein Verstemmungswerkzeug 44 axial in die sich radial erstreckende Oberfläche 22a des radial inneren Abschnitts 22 des Planetenträgers 14 gedrückt, so dass das Material 46 des Planetenträgers 14 radial nach innen und axial in den Stufenabschnitt 48 der sich radial erstreckenden Oberfläche 18b des Flanschabschnitts 18 gedrückt wird. Das Verstemmen durch das Werkzeug 44 bildet eine Vertiefung 50 in der Oberfläche 22a.
In der in 4e gezeigten Ausführungsform wird, wie in 4c gezeigt, ein weiteres Verstemmungswerkzeug 45 axial in die sich radial erstreckende Oberfläche 22b des radial inneren Abschnitts 22 des Planetenträgers 14 gedrückt, so dass Material 62 des Planetenträgers 14 sowohl am Verschiebungsabschnitt 42 als auch radial innerhalb des Verschiebungsabschnitts 42 radial nach innen und axial in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche 18a des Flanschabschnitts 18 gedrückt wird. Das Verstemmen durch das Werkzeug 45 bildet eine Vertiefung 64 in der Oberfläche 22b.
Dementsprechend sind in der in 4d gezeigten Ausführungsform, in der der innere Abschnitt 22 des Planetenträgers 14 nur auf einer axialen Seite verstemmt ist, die Welle 12 und der Planetenträger 14 auf einer Seite durch den Ringabschnitt 60 und auf der anderen Seite durch verstemmtes Material 46 axial fixiert, wobei sich die Keilverzahnungen 20 axial zwischen dem Ringabschnitt 60 und dem Material 46 befinden.
In der in 4e gezeigten Ausführungsform, in der der innere Abschnitt 22 des Planetenträgers 14 auf beiden axialen Seiten verstemmt ist, sind die Welle 12 und der Planetenträger 14 auf einer Seite durch verstemmtes Material 62 und auf der anderen Seite durch verstemmtes Material 46 axial fixiert, wobei sich die Keilverzahnungen 20 axial zwischen dem verstemmten Material 62 und dem verstemmten Material 46 befinden.
Sowohl in der Ausführungsform in 4d als auch in der Ausführungsform in 4e kann ein nachfolgender Vorgang verwendet werden, um den größten Teil des Plättchenmaterials nach dem Zusammenbau zu entfernen. Der nachfolgende Vorgang kann einen Drehvorgang, das Durchstechen des Plättchenmaterials oder eine andere Technik zum Entfernen des Plättchenmaterials umfassen. Die 5a, 5b zeigen eine Ausführungsform eines Planetenträgers 214, der anstelle des Planetenträgers 14 verwendet werden kann. Der Planetenträger 214 ist auf die gleiche Weise wie der Planetenträger 14 ausgebildet, mit der Ausnahme, dass der Planetenträger 214 einen inneren Abschnitt 222 einschließt, der auf eine andere Weise als der innere Abschnitt 22 ausgebildet ist. 5a zeigt eine Einzelansicht eines Teils des Abschnitts 22 und 5b zeigt eine Ansicht eines Teils des Abschnitts 222 und des Flanschabschnitts 18, wobei dargestellt ist, wo der Flanschabschnitt 18 nach dem Keilverzahnungsschneiden positioniert wäre.
Wie in 5a gezeigt, weist der Abschnitt 222 eine Form auf, die zum Keilverbinden und Verstemmen vorteilhaft ist. Eine Innenumfangsfläche 224 des Abschnitts 222 schließt einen innersten zylindrischen Oberflächenabschnitt 224a zum Interagieren mit Keilverzahnungen 20 des Flansches 18 ein, einen sich radial erstreckenden Abschnitt 224b zum ersten Inkontaktbringen mit der Vorderkante 40 (2c, 2d) und einen Zentrierabschnitt 224c zum Zentrieren des Flanschabschnitts 18 innerhalb des zentralen Bohrlochs des Planetenträgers 214. Der sich radial erstreckende Abschnitt 224b erstreckt sich vom Abschnitt 224a zum Abschnitt 224c radial nach außen und schließt einen radial inneren konvexen Abschnitt 225a und einen radial äußeren konkaven Abschnitt 225b ein. Während des Keilverzahnungsschneidens berührt die Vorderkante 40 den konkaven Abschnitt 225b. Der Zentrierabschnitt 224c weist eine allgemein zylindrisch Form auf, die sich radial nach außen leicht verjüngt, wenn er sich vom Abschnitt 225b weg erstreckt. Es ist anzumerken, dass 5b die relative Position des Abschnitts 222 und des Flanschabschnitts 18 nach dem Keilverzahnungsschneidvorgang veranschaulicht, jedoch nicht die Änderungen an der Innenumfangsfläche 224 zeigt, die während des Keilverzahnungsschneidens auftreten.
Der Abschnitt 222 schließt ferner eine sich radial erstreckende, in Achsenrichtung weisende Oberfläche 222b ein. Die Oberfläche 222b schließt einen Verstemmungsabschnitt 226a ein, der verstemmt werden soll, um die Welle 12 und den Planetenträger 214 axial in Bezug zueinander zu fixieren, und einen Stabilitätsabschnitt 226b, der eine radiale Verformung der Außenumfangsfläche 228 des Abschnitts 222 während des Verstemmens begrenzt. Der Verstemmungsabschnitt 226a kann eine konvexe Form aufweisen, und der Stabilitätsabschnitt 226b kann eine konkave Form aufweisen. Der Verstemmungsabschnitt 226a und der Stabilitätsabschnitt 226b sind durch einen geneigten Abschnitt 226c zusammengefügt, der eine kegelstumpfförmige Form aufweist, und der Stabilitätsabschnitt 226b ist mit der Außenumfangsfläche 228 durch einen sich radial erstreckenden Abschnitt 226d zusammengefügt, der so konfiguriert ist, dass er sich senkrecht zur Mittelachse CA erstreckt (1c). Der Verstemmungsabschnitt 226a ist mit dem Zentrierabschnitt 224c durch einen sich radial erstreckenden Abschnitt 226e zusammengefügt, der so konfiguriert ist, dass er sich senkrecht zur Mittelachse CA erstreckt. Die Oberflächenabschnitte 224c, 226a, 226c, 226e bilden zusammen einen axialen Vorsprung 227, der ringförmig sein kann und axial aus dem Oberflächenabschnitt 226d vorsteht.
Ein Vergleich der 5c und 5d, die das Verstemmen von Abschnitt 222 des Planetenträgers 214 auf dem Flanschabschnitt 18 zeigen, mit den 6a und 6b, die das Verstemmen eines Abschnitts 322 eines Planetenträgers 314 auf dem Flanschabschnitt 18 zeigen, veranschaulichen die Vorteile der Form des Abschnitts 222. In den beiden 5c und 6a wird jeweils ein Verstemmungswerkzeug 230 verwendet, das eine geneigte Verstemmungsfläche 230a zum Inkontaktbringen des Abschnitts 222 oder des Abschnitts 322 und einer flachen Anlagefläche 230b zum Inkontaktbringen der sich radial erstreckenden Oberfläche 18b des Flanschabschnitts 18 einschließt, um die Abschnitte 222 und 322 zu verstemmen. Insbesondere berührt die geneigte Verstemmungsfläche 230a den Verstemmungsabschnitt 226a des axialen Vorsprungs 227.
Wie durch Einbeziehen der 5d und 6b gezeigt, überlappt sich nach dem Verstemmen ein verstemmtes Material 240 des Abschnitts 222 radial stärker mit dem Flanschabschnitt 18 als ein verstemmtes Material 340 des Abschnitts 322. Außerdem hat sich die Außenumfangsfläche 228 des Abschnitts 222 weniger verformt als die Außenumfangsfläche 328 des Abschnitts 322. Der sich radial erstreckende Abschnitt 226d bleibt weitgehend unverändert, wobei das verstemmte Material 240 axial über den sich radial erstreckenden Abschnitt 226d hinaus erstreckt.
Die in den 5a bis 5d gezeigte Ausführungsform kann das Ausmaß der Abweichung der in Achsenrichtung weisenden, sich radial erstreckenden Oberfläche 25c (1c) des Planetenträgers 214 relativ zur Mittelachse CA (1b) minimieren und auch das Ausmaß der Überlappung der Verstemmung selbst maximieren, wie durch Vergleichen der 5d und 6b ersichtlich ist.
In der vorhergehenden Beschreibung wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf konkrete beispielhafte Ausführungsformen und Beispiele davon beschrieben. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne in einem weitgefassten Sinne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Bezugszeichenliste

CA: Mittelachse
D1, D2: axiale Richtungen
10: Antriebsanordnung
12: Welle
14: Planetenträger
16: Wellenbasisabschnitt
18: Wellenflanschabschnitt
18a, 18b: in Achsenrichtung weisende, sich radial erstreckende Oberflächen
20: sich axial erstreckende Keilverzahnungen
20a: Außenumfangsfläche
22: zylindrischer radial innerer Abschnitt
22a, 22b: in Achsenrichtung weisende, sich radial erstreckende Oberflächen
24: ringförmiger radial äußerer Abschnitt
24a, 24b: in Achsenrichtung weisende, sich radial erstreckende Oberflächen
25a: flacher Plattenbasisabschnitt
25b: in Umfangsrichtung in Abständen zueinander angeordnete Verbinderabschnitte
25c: in Achsenrichtung weisende, sich radial erstreckende Oberfläche
26: Löcher
28: Planetenstifte
28a, 28b: axiale Enden
30: weiterer Planetenträger
30a: Verbinderabschnitt
31: Befestigungselemente
32: Löcher
34: Planetenräder
36: Rollelemente
37a, 37b f: eststehendes Werkzeug
37c: sich radial erstreckende, in Achsenrichtung weisende Oberfläche
38: Plättchenmaterial
40: Vorderkante
42: Verschiebungsabschnitt
44, 45: Verstemmungswerkzeug
46: verstemmtes Material
48: Stufenabschnitt
50: Vertiefung
60: Ringabschnitt
62: verstemmtes Material
64: Vertiefung
114: Planetenträger
115: Stufe
116: Anschlagabschnitt
214: Planetenträger
222: zylindrischer radial innerer Abschnitt
222b: sich radial erstreckende, in Achsenrichtung weisende Oberfläche
224: Innenumfangsfläche
224a: innerster zylindrischer Oberflächenabschnitt
224b: sich radial erstreckender Abschnitt
224c: Zentrierabschnitt
225a: radial innerer konvexer Abschnitt
225b: radial äußerer konkaver Abschnitt
226a: Verstemmungsabschnitt
226b: Stabilitätsabschnitt
226c: geneigter Abschnitt
226d: sich radial erstreckender Abschnitt
226e: sich radial erstreckender Abschnitt
227: axialer Vorsprung
228: Außenumfangsfläche
230: Verstemmungswerkzeug
230a: geneigte Verstemmungsfläche
230b: flache Anlagefläche
240: verstemmtes Material
314: Planetenträger
322: zylindrischer radial innerer Abschnitt
328: Außenumfangsfläche
340: verstemmtes Material

Claims

Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend: eine Welle einschließlich einer Vielzahl von sich axial erstreckenden Keilverzahnungen, die eine Außenumfangsfläche definieren; und einen Planetenträger, der durch die sich axial erstreckenden Keile nicht drehbar an der Welle befestigt ist, wobei der Planetenträger und die Welle durch ein sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers, das eine sich radial erstreckende Oberfläche der Welle axial berührt, axial in Bezug zueinander fixiert sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei das sich radial nach innen erstreckende Material aus Plättchenmaterial gebildet ist, das aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei das sich radial nach innen erstreckende Material ein verstemmter Abschnitt des Planetenträgers ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Planetenträger und die Welle durch ein weiteres sich radial nach innen erstreckendes Material, das eine weitere sich radial erstreckende Oberfläche der Welle berührt, axial in Bezug zueinander fixiert sind, wobei die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen axial zwischen dem sich radial nach innen erstreckenden Material und dem weiteren sich radial nach innen erstreckenden Material befinden, wobei das sich radial nach innen erstreckende Material aus Plättchenmaterial gebildet ist, das aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten ist, und das sich radial nach innen erstreckende Material ein verstemmter Abschnitt des Planetenträgers ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Welle einen Längsbasisabschnitt und einen Flanschabschnitt einschließt, der sich vom Längsbasisabschnitt radial nach außen erstreckt, wobei der Flanschabschnitt die sich radial erstreckende Oberfläche einschließt, die das sich radial nach innen erstreckende Material des Planetenträgers axial berührt.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei jede der sich axial erstreckenden Keilverzahnungen einen abgewinkelten Verschiebungsabschnitt einschließt, der den Planetenträger axial berührt.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Planetenträger einen zylindrischen radial inneren Abschnitt, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die an die sich axial erstreckenden Keilverzahnungen angepasst ist, und einen ringförmigen radial äußeren Abschnitt einschließt, der sich vom zylindrischen radial inneren Abschnitt radial nach außen erstreckt, wobei das sich radial nach innen erstreckende Material sich radial nach innen über die Innenumfangsfläche des zylindrischen radial inneren Abschnitts hinaus erstreckt, wobei das sich radial nach innen erstreckende Material axial über eine sich radial erstreckende Oberfläche des zylindrischen radial inneren Abschnitts vorsteht, wobei der ringförmige radiale äußere Abschnitt eine Vielzahl von Löchern einschließt, die axial durch diesen verlaufen und jeweils konfiguriert sind, um ein erstes axiales Ende eines jeweiligen von einer Vielzahl von Planetenstiften aufzunehmen.
Verfahren zum Bilden einer Antriebsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend: Keilverzahnungsschneiden eines Planetenträgers mit sich axial erstreckenden Keilverzahnungen, die eine Außenumfangsfläche einer Welle definieren, um den Planetenträger nicht drehbar an der Welle zu befestigen; und axiales Fixieren des Planetenträgers und der Welle in Bezug zueinander, indem ein sich radial nach innen erstreckendes Material des Planetenträgers in axialen Kontakt mit einer sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Drücken des sich radial nach innen erstreckenden Materials des Planetenträgers in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle das Drücken von Plättchenmaterial, das durch die sich axial erstreckenden Keile aus einer Innenumfangsfläche des Planetenträgers herausgeschnitten wurde, in axialen Kontakt mit der sich radial erstreckenden Oberfläche der Welle einschließt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Keilverzahnungsschneiden des Planetenträgers mit den sich axial erstreckenden Keilverzahnungen das axiale Drücken eines abgewinkelten Verschiebungsabschnitts einer jeden der sich axial erstreckenden Keilverzahnungen in den Planetenträger umfasst, um das Plättchenmaterial herauszuschneiden, wobei der abgewinkelte Verschiebungsabschnitt das Plättchenmaterial radial nach innen in eine sich radial erstreckende Anschlagfläche drückt, um das sich radial nach innen erstreckende Material zu bilden.