WO2017215695A1 - Planetenradgetriebebolzen mit endseitiger montagemarkierung und verfahren zum herstellen eines planetenradgetriebebolzens - Google Patents

Planetenradgetriebebolzen mit endseitiger montagemarkierung und verfahren zum herstellen eines planetenradgetriebebolzens Download PDF

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WO2017215695A1
WO2017215695A1 PCT/DE2017/100334 DE2017100334W WO2017215695A1 WO 2017215695 A1 WO2017215695 A1 WO 2017215695A1 DE 2017100334 W DE2017100334 W DE 2017100334W WO 2017215695 A1 WO2017215695 A1 WO 2017215695A1
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WO
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planetary gear
bolt
pin
planetary gearing
opening
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/100334
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Holliday
Frank Beeck
Horst Gredy
Thomas Motz
Reinhard Kick-Rodenbücher
Michael Schappert
Alfred Thomas
Bernd EICHENHÜLLER
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082—Planet carriers

Definitions

  • the invention relates to a Planetenradbolzen for use in a Planetenradge- transmission, such as a spur gear differential of a motor vehicle, between a planet carrier and a planetary gear, having a first end and an opposite second end, wherein from one end an opening along the longitudinal axis of the bolt extends into this, wherein a mounting mark is provided in the manner of a recess.
  • a Planetenradbolzen for use in a Planetenradge- transmission, such as a spur gear differential of a motor vehicle, between a planet carrier and a planetary gear, having a first end and an opposite second end, wherein from one end an opening along the longitudinal axis of the bolt extends into this, wherein a mounting mark is provided in the manner of a recess.
  • planetary gear bolts are already known, such as from DE 7000388 A1.
  • a planetary gear bolt is disclosed in a planetary gear having an inflow tube which is aligned transversely to the longitudinal axis of the bolt. It is the bolt arranged in a planetary gear so that the planet gear is rotatably mounted to the bolt.
  • the bolt itself is firmly inserted within a Planetenradtragringes.
  • Lubricant such as oil
  • Lubricant is directed from a trough adjacent the planetary gear through the inflow tube into a passageway aligned longitudinally of the plunger such that at a location spaced from the inflow tube, the lubricant can again penetrate the plunger through another opening to intervene the planetary gear and the bolt to arrive, and there to act lubricating.
  • DE 10 201 1 007 801 A1 discloses a bearing pin for a planetary gear, with a cylindrical base body, wherein the base body has a radial bore at one axial end. There is a locking element for preventing rotation of the body, which with radial projection in the Radialboh- is mounted.
  • a planetary pin for the lubrication of planetary gear bearings has a cylindrical body, a first end, an axial path extending from the first end, and a wall thickness between the axial path and an outer surface of the body.
  • a cylindrical transverse path is formed through the wall thickness and axially offset from the first end to be in fluid communication with the axial path.
  • a slot extending from the outer surface is formed in the first end to intersect the axial path.
  • the planetary pin unit is described as employing a planetary pin, the slot in the first end of the pin cooperating with a planet carrier to receive lubricant and direct it through the axial path to the transverse path.
  • a planetary pin for use in a planetary gear and a planetary pin having system is also known from DE 10 2015 204 198 A1.
  • a planetary pin presented there provides a plurality of radial paths which are in fluid communication with an axial aperture, advantageously making it possible to eliminate or substantially reduce the need for proper orientation of a planetary pin in a planetary gear.
  • DE 10 2006 004 720 B4 discloses a bolt in a planetary gear with a sloping towards a front side of the bolt chamfer at least one end of the bolt, wherein it is particularly found that the end face of the bolt has at least one break point ,
  • This object is achieved in a generic method in that the mounting mark is arranged on the end side on the radial inside of the opening in the material of the extruded bolt.
  • the mounting mark is designed as a landmark feature in the manner of a plastic deformation mark.
  • the invention also relates to a planetary gear for a drive train of a motor vehicle with a planet carrier, in which such a planetary gear bolt is used and superimposed on a planetary gear.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a planetary gear bolt, in which a bolt, preferably with a cross section in cross-section, is formed from a blank. round outer contour is created, wherein a longitudinally extending from one end of the bolt opening in the bolt is introduced.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that the aligned in the direction transverse to the longitudinal axis of the bolt Fluidleit sacrificesö Anlagen is introduced punching inward
  • the invention also relates to a planetary gear bolt for use in a planetary gear, such as a spur gear differential of a motor vehicle, between a planet carrier and a planetary gear, having a first end and a second end, wherein from at least one of the two ends an opening in the longitudinal direction of the bolt extends into this, extending from the outer lateral surface to the (lateral) opening at least one of an input on the side of the (lateral) opening to an outlet in the outer lateral surface extending (obliquely / transversely to the longitudinal axis of the bolt aligned) Fluidleit togangsö Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinen Maschinenbau.
  • a planetary gear bolt for use in a planetary gear, such as a spur gear differential of a motor vehicle, between a planet carrier and a planetary gear, having a first end and a second end, wherein from at least one of the two ends an opening in the longitudinal direction of the bolt extends into this, extending from the outer lateral surface to
  • the fluid guide passage opening has a cross-section which is smallest between the inlet and the outlet and spaced therefrom.
  • the cross section thus changes from inside to outside, from large to small to large. It is advantageous if in a particular embodiment, the Fluidleit- through-opening in the region of the output has a radially inwardly narrowing funnel-shaped configuration and / or extends from the point of the smallest cross-section in the direction of the entrance radially inward, preferably gressiv.
  • Fluidleit togangsö réelle is designed as a chipless manufactured cross punch hole.
  • the aligned in the longitudinal direction of the opening is formed as a blind hole or through hole.
  • two blind holes are possible.
  • the Fluidleit malgangsö réelle has a to the edge breaking area radially inwardly adjacent, preferably (approximately) cylindrical smooth-cut area and has a radially in-nen subsequent to the smooth cutting area, approximately conically widening, residual rupture area / Ausrag Championship has.
  • the invention also relates to a planetary gear for a drive train of a motor vehicle with a planet carrier, in which a plane planetary gear bolt according to the invention is used and which rotatably supports a planet gear.
  • the radial openings with the function as Schmieröllöcher or locking pin holes are now produced by forming by transverse punching. Also edge fractures or - rounded at these Fluidleit togangsö réelleen produced by forming technology.
  • the planetary pin may have orientation features, such as rivets, notches or the like, which allow a targeted alignment of the lubricating oil holes during assembly.
  • the hole blanks to be punched can be produced by forming or sparsed.
  • the planet pins find their application in gears. They serve as carriers for gears in planetary gearboxes. The gears run on rolling elements, which in turn roll on the cylindrical surface of the planet pin.
  • Planetenradbolzenrohling for planetary gear are usually made of metallic material, about 100Cr6 or 16MnCr5 so far machined.
  • the flow passage openings are usually machined, as are the longitudinally aligned opening or the longitudinally aligned openings. Also, any orientation features are machined and typically extend over the entire width of the planetary gear bolt. It is desirable if the ratio of wall thickness to bore diameter is about 1, especially when using a thermosetting steel such as 100Cr6.
  • the cross-cutting punching according to the invention produces a hole with a changing diameter.
  • the hole diameter increases from the bolt outer diameter to the bolt inner diameter.
  • the hole consists of a smooth cut portion with a cylindrical shape and a residual fracture zone with a conical shape.
  • an edge breakage in the form of a rounding or chamfer is impressed.
  • the transition to the inner diameter is almost burr-free. Accordingly, there are savings in deburring.
  • the ratio of wall thickness and hole diameter, wherein the wall thickness is measured only on one side of the longitudinal axis, is usually between 0.7 and 1.5 for work-hardened materials, such as 100Cr6 or 16MnCr5. That is already in the material 100Cr6 on the border of the technically feasible.
  • the tapered design of the oil lubrication hole plays only a minor role in the performance of the function, since the oil flow rate is hardly affected. Locking pin holes with a tapered design must, however, be taken into account in the design of the pin connection.
  • the radial openings ie the flow guide through holes, may be mounted on the planetary gear bolt, in which the axial opening / inner bore is designed as a through hole / through hole or as a blind hole / blind hole.
  • the fluid passageways for the lubricating oil supply may be mounted in any number of different planes of the cylinder / planetary gearbox bolt. Most are one to two radially aligned fluid passage openings distributed around the circumference in the middle plane of the cylinder / the Planetenradgetriebebolzens.
  • the Fluidleit malgangsö réelle for receiving a locking pin is attached to the outer diameter in the vicinity of the end face.
  • additional orientation features may be appropriate, at least one, which allow a specific alignment of the radial openings, so the Fluidleit malgangsö Samuelen during assembly of the planetary gear bolts.
  • the invention also relates to a planetary gear bolt, which is advantageously made by extrusion and an assembly mark on the inside or an edge, at an entrance on the inner cylindrical side of the laterally / longitudinally aligned through hole or blind hole in the manner of the aforementioned opening.
  • a planetary gear bolt which is advantageously made by extrusion and an assembly mark on the inside or an edge, at an entrance on the inner cylindrical side of the laterally / longitudinally aligned through hole or blind hole in the manner of the aforementioned opening.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a Planetenradgetriebebolzens invention with a blind hole-like, longitudinally aligned opening and two Fuidleit malgangsö Maschinenen,
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a Planetenradgetriebebolzens invention, with a first Fluidleit malgangsö réelle, which is provided for the passage of lubricating oil and a further Fluidleit malgangsö réelle for receiving a securing pin.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a Planetenradgetriebebolzens invention in a longitudinal sectional view according to FIGS. 1 and 3, but with two blind hole-like longitudinally extending openings,
  • Fig. 5 shows a further embodiment with a mounting mark in the manner of a recess in a longitudinal section
  • FIG. 6 shows an enlargement of the region VI from FIG. 5.
  • FIG. 1 a first embodiment of a Planetenradgetriebebolzens invention 1 is shown.
  • the Planetenradgetnebebolzen 1 is formed from a blank and has a longitudinally extending opening 2.
  • the longitudinal direction is defined by a rotation axis / axis of symmetry / longitudinal axis 3.
  • the planetary gear 1 has an outer circumferential surface / outer surface 4 with a circular outer contour seen in cross-section. From the jacket surface 4 through the wall 5, a fluid-conducting passage opening 6 extends. In particular, two fluid-conducting passage openings 6 are present in one and the same transverse plane.
  • the Fluidleit malgangsö réelleen 6 are transversely, in particular orthogonal to the axis of rotation / axis of symmetry / longitudinal axis 3 of the Planetenradgetriebebol- zen 1 aligned.
  • the planetary gear bolt 1 has a first end 7 and a second end 8. At the second end 8 a recess 9 is present.
  • the opening 2 extends as far as a transverse rib 10 adjoining the recess 9.
  • the Fluidleit malgangsö réelleen 6 are introduced without cutting, introduced in particular technically Umform-, punched in particular, namely introduced transversely punched. They extend exactly in the radial direction. However, deviations of up to 5 ° are acceptable.
  • FIG. 2 an enlargement of the wall 5 in the region of a Fluidleit malgangs- opening 6 is shown.
  • the Fluidleit malgangsö réelle 6 extends from an inlet 1 1 on the radially inner side of the wall 5 to an outlet 12 on the outer lateral surface 4.
  • a diameter d is measured.
  • the wall 5 has a thickness s.
  • the ratio s to d is between 0.7 and 1.5.
  • a residual rupture area 13 is present in the area of the input 1 1 1 .
  • a smooth-cut region 14 connects. Farther radially outward adjoins this smooth cutting region 14 at an edge breaking area 15.
  • FIGS. 3 and 4 show two further exemplary embodiments, wherein the respectively more fluid inlet passage opening 6 is provided for receiving a securing pin.
  • a specific embodiment is shown with a mounting mark 16, wherein the mounting mark is formed in the manner of a recess 17, such as a plastic deformation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenradgetriebebolzen (1) zum Einsatz in einem Planetengetriebe zwischen einem Planetenträger und einem Planetenrad, mit einem ersten Ende (7) und einem gegenüberliegenden zweiten Ende (8), wobei sich von einem Ende (7, 8) eine Öffnung (2) entlang der Längsachse (3) des Planetenradgetriebebol-zens (1) in diesen hinein erstreckt, wobei eine Montagemarkierung (16) nach Art einer Ausnehmung (17) vorhanden ist, wobei auf der radialen Innenseite der Öffnung (2) im Material des fließgepressten Planetenradgetriebebolzens (1) die Montagemarkierung (16) endseitig angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Planetenträger, in den ein solcher Planetenradgetriebebolzen (1) eingesetzt ist und der am Planetenrad drehbar lagert. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Planetenradgetriebebolzens (1), wobei die Montagemarkierung (16) in den Planetenradgetriebebolzen (1) beim Fließpressen des Planetenradgetriebebolzens (1) spanlos eingebracht wird.

Description

Planetenradqetriebebolzen mit endseitiger Montagemarkierung
und Verfahren zum Herstellen eines
Planetenradqetriebebolzens
Die Erfindung betrifft einen Planetenradbolzen zum Einsatz in einem Planetenradge- triebe, etwa einem Stirnraddifferenzial eines Kraftfahrzeugs, zwischen einem Planetenträger und einem Planetenrad, mit einem ersten Ende und einem gegenüberlie- genden zweiten Ende, wobei sich von einem Ende eine Öffnung entlang der Längsachse des Bolzens in diesen hinein erstreckt, wobei eine Montagemarkierung nach Art einer Ausnehmung vorhanden ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetenradgetriebebolzen bekannt, so etwa aus der DE 7000388 A1 . Dort wird ein Planetenradgetriebebolzen in einem Planetengetriebe offenbart, das ein Zuflussröhrchen besitzt, welches quer zur Längsachse des Bolzens ausgerichtet ist. Es ist dabei der Bolzen in einem Planetenrad so angeordnet, dass das Planetenrad drehbar zum Bolzen gelagert ist. Der Bolzen selber ist innerhalb eines Planetenradtragringes fest eingesetzt. Von einer neben dem Planetenrad vor- handenen Wanne wird Schmiermittel, wie Öl, durch das Zuflussröhrchen in eine in Längsrichtung des Bolzens ausgerichtete Durchgangsöffnung geleitet, so dass an einer zum Zuflussröhrchen beabstandeten Stelle das Schmiermittel durch eine weitere Öffnung den Bolzen erneut durchdringen kann, um zwischen das Planetenrad und den Bolzen zu gelangen, und dort schmierend zu wirken.
Das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten eines Planetengetriebes ist auch in der WO 2009/100202 A1 beschrieben.
Ferner offenbart die DE 10 201 1 007 801 A1 einen Lagerbolzen für ein Planetenge- triebe, mit einem zylindrischen Grundkörper, wobei der Grundkörper an einem axialen Ende eine Radialbohrung aufweist. Dort ist ein Arretierungselement zur Verdrehsicherung des Grundkörpers vorhanden, welches mit radialem Überstand in der Radialboh- rung montiert ist. Durch einen solchen Lagerbolzen wird eine mit relativ geringem Herstellungsaufwand umsetzbare und sichere Befestigungsmöglichkeit eines Lagerbolzens in einem Planetengetriebe umgesetzt. In jener Druckschrift ist auch eine Trägeranordnung für ein Planetengetriebe mit einem derartigen Lagerbolzen offen- bart.
Aus der DE 10 2015 207 1 14 A1 ist auch ein Planetenbolzen zur Schmierung von Planetenradlagern bekannt. Ein solcher Planetenbolzen weist in jener Druckschrift einen zylindrischen Körper, ein erstes Ende, einen sich vom ersten Ende erstreckenden axialen Pfad und eine Wanddicke zwischen dem axialen Pfad und einer äußeren Fläche des Körpers auf. Ein zylindrischer quer verlaufender Pfad ist durch die Wanddicke hindurch und axial versetzt von dem ersten Ende derart ausgebildet, dass er in Flüssigkeitsverbindung mit dem axialen Pfad steht. Ein sich von der äußeren Fläche erstreckender Schlitz ist im ersten Ende derart ausgebildet, dass er den axialen Pfad schneidet. In jener Druckschrift ist die Planetenbolzeneinheit so beschrieben, dass ein Planetenbolzen zum Einsatz kommt, wobei der Schlitz im ersten Ende des Bolzens mit einem Planetenträger zusammenwirkt, um Schmiermittel aufzunehmen und durch den axialen Pfad an den querverlaufenden Pfad zu leiten. Ein Planetenbolzen zum Einsatz in einem Planetengetriebe und ein Planetenbolzen aufweisendes System ist auch aus der DE 10 2015 204 198 A1 bekannt. Ein dort vorgestellter Planetenbolzen stellt eine Mehrzahl von radialen Pfaden zur Verfügung, welche in Flüssigkeitsverbindung mit einem axialen Durchläse steht, wodurch es vorteilhaft möglich ist, die Notwendigkeit einer richtigen Orientierung eines Planetenbol- zens in einem Planetengetriebe zu eliminieren oder wesentlich zu reduzieren.
Bemerkenswert ist auch die DE 10 2006 004 720 B4, die einen Bolzen in einem Planetentrieb mit einer zu einer Stirnseite des Bolzens hin abfallenden Fase an wenigstens einem Ende des Bolzens offenbart, wobei als besonders herausgestellt ist, dass die Stirnseite des Bolzens zumindest eine Bruchstelle aufweist.
Planetenradgetriebebolzen mit lateral verlaufenden Durchgangslöchern oder zwei Sacklöchern, in denen transversale Öffnungen, also in Radialrichtung ausgerichtete Öffnungen vorhanden sind, sind also bereits bekannt. In den lateralen Löchern, ergo in den in Längsrichtung ausgerichteten Öffnungen oder in der in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung wird Schmiermittel, wie Öl gesammelt, und dann den in Transversalrichtung ausgerichteten Löchern zugeführt. Diese in Radialrichtung / in Transversal- richtung ausgerichteten Löcher werden üblicherweise auch genutzt, um Schmiermittel zu leiten oder Sicherungsstifte einzusetzen, so dass der Planetenradgetriebebolzen in einer vordefinierten Position exakt eingebaut werden kann. Üblicherweise werden aber die Transversallöcher, welche also fluidleitende Durchgangsöffnungen darstellen, spanend eingebracht, nämlich gebohrt. Dies ist bspw. in der DE 10 2015 204 198 A1 und der DE 10 2015 207 1 14 A1 thematisiert. Die Aufgaben jener Fluidleitdurch- gangsöffnungen werden im Speziellen auch in der DE 7000388 A1 beschrieben.
Das übliche spanabhebende Einbringen der Transversal löcher ist jedoch relativ kostenintensiv und aufwändig. Insbesondere stehen dann auf der Innenseite der Fluidleit- durchgangsöffnung Grate nach radial innen ab, ragen also in die in Längsrichtung verlaufende Öffnung hinein. Jene Grate müssen dann aufwändig explizit entfernt werden, bevor der Planetenradgetriebebolzen nutzbar ist. Dies ist zeit- und kostenintensiv.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, die Planetenradgetriebebolzen im Einbau exakt auszurichten. Dies ist für die Krafteinleitung vorteilhaft, aber auch wichtig, um einen Schmiermittelfluss insbesondere unter Nutzung von Zentripetalkräften und/oder durch das in Flucht bringen von unterschiedlichen Schmiermittelleitkanälen / der Fluidleit- durchgangsöffnungen zu erreichen. In diesem Bereich ist auch die WO 2009/100202 A1 , die DE 10 201 1 007 801 A1 und die DE 10 2015 207 1 14 A1 aktiv.
Allerdings können bisher nicht mit einfachen Mitteln Maßnahmen vorgehalten werden, um die Montage zu vereinfachen. Üblicherweise ist eine Vielzahl von Herstellschritten notwendig, um Montagemarkierungen einzubringen, die dann hilfreich bei der Montage, ergo dem Ausrichten der Einzelteile relativ zueinander sind. Das Einbringen der Markierungen ist kompliziert und kostenaufwendig.
Es ist aber die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gerade hier eine Abhilfe zu schaffen und vorzugsweise die Nachteile aus dem Stand der Technik zu mildern oder gar ganz abzustellen. Insbesondere sollen die Kosten gesenkt werden und das Herstellverfahren schneller und einfacher durchführbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass auf der radialen Innenseite der Öffnung im Material des fließgepressten Bolzens die Montagemarkierung endseitig angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Montagemarkierung als Orientierungsmerkmal nach Art eines plastischen Verformungsmals ausgebildet ist.
Es ist also zweckmäßig, wenn radial außerhalb der Ausnehmung ein Wandungsab- schnitt des Bolzens vorhanden ist. Mit anderen Worten, ist also die Ausnehmung an einem stirnseitigen Ende auf der Innenseite des Wandungsabschnitts eingeprägt.
Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Planetenträger, in dem ein solcher Planetenradgetriebebolzen eingesetzt ist und der ein Planetenrad überlagert.
In jenem Zusammenhang sei auch ein Verfahren erwähnt, das einen weiteren Gedanken der Erfindung verwirklicht. Dieser Gedanke betrifft das Herstellen eines Planeten- radgetriebebolzens der erfindungsgemäßen Art, wobei die Montagemarkierung in dem Bolzen beim Fließpressen des Bolzens spanlos eingebracht wird/ist. Die Fertigung wird dadurch schneller und kostengünstiger.
Es ist zweckmäßig, wenn wenigstens eine quer zur Längsachse, vorzugsweise orthogonal zu ihr ausgerichtete Fluidleitdurchgangsöffnung umformtechnisch eingebracht wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Fertigen eines Planetenradgetriebebol- zens, bei dem aus einem Rohling ein Bolzen, mit vorzugweise im Querschnitt kreis- runder Außenkontur geschaffen wird, wobei eine sich von einem Ende des Bolzens in Längsrichtung erstreckende Öffnung in den Bolzen eingebracht wird.
Ein solches Verfahren kann dadurch weitergebildet werden, dass wenigstens eine sich von der durch die Außenkontur definierten Außenoberfläche bis zur lateral ausgerichteten Öffnung führende Fluidleitdurchgangsöffnung werkzeugfallend / umformend eingebracht wird. Auf diese Weise kann nicht nur schnell, sondern auch kostengünstig ein Planetenradgetriebebolzen in sehr hoher Qualität hergestellt werden. Ferner ist dieser Planetenradgetriebebolzen auch extrem langlebig. Jene Ausführungsform kann auch ohne die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche bspw. in einer Teilanmeldung weiterverfolgt werden.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung quer zur Längsachse des Bolzens ausgerichtete Fluidleitdurchgangsöffnung nach innen stanzend eingebracht wird
Die Erfindung betrifft auch einen Planetenradgetriebebolzen zum Einsatz in einem Planetengetriebe, etwa einem Stirnraddifferenzial eines Kraftfahrzeugs, zwischen ei- nem Planetenträger und einem Planetenrad, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei sich von wenigstens einem der beiden Enden eine Öffnung in Längsrichtung des Bolzens in diesen hinein erstreckt, wobei sich von der Außenmantelfläche bis in die (laterale) Öffnung wenigstens eine von einem Eingang auf der Seite der (lateralen) Öffnung zu einem Ausgang in der Außenmantelfläche verlaufende (schräg / quer zur Längsachse des Bolzens ausgerichtete) Fluidleitdurchgangsöffnung erstreckt.
Eine erfindungsgemäße Verbesserung dieses gattungsgemäßen Planetenradgetrie- bebolzens wird dadurch erreicht, dass die Fluidleitdurchgangsöffnung einen Quer- schnitt besitzt, der zwischen dem Eingang und dem Ausgang und beabstandet zu diesen am kleinsten ist. Der Querschnitt verändert sich also von innen nach außen gesehen von groß zu klein zu groß. Dabei ist es von Vorteil, wenn in einer besonderen Ausführungsform die Fluidleit- durchgangsöffnung im Bereich des Ausgangs eine sich nach radial innen trichterförmig verengende Konfiguration besitzt und/oder sich von der Stelle des kleinsten Querschnitts in Richtung des Eingangs nach radial innen erweitert, vorzugsweise pro- gressiv.
Um eine kosteneffiziente und schnelle Fertigung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Fluidleitdurchgangsöffnung als spanlos gefertigtes Querstanzloch ausgebildet ist.
Es ist zweckmäßig, wenn die in Längsrichtung ausgerichtete Öffnung als Sackloch oder Durchgangsloch ausgebildet ist. Natürlich sind auch zwei Sacklöcher möglich.
Es hat sich auch bewährt, wenn die Fluidleitdurchgangsöffnung als Schmiermittelleit- kanal oder alternativ als Sicherungsstiftaufnahmeioch ausgebildet ist. Im zweiten Fall können dann vorangepasste Sicherungsstifte in das Sicherungsstiftaufnahmeioch zur Gewährleistung einer optimalen Ausrichtung der Einzelteile zueinander eingesetzt werden. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn die Fluidleitdurchgangsöffnung einen radial äußeren Kantenbruchbereich, also als Bereich in dem er eine elasto-plastischen Verformung besitzt. Ferner besitzt die Fluidleitdurchgangsöffnung einen sich an den Kantenbruchbereich nach radial innen anschließenden, vorzugsweise (annähernd) zylindrischen Glattschnittbereich und einen sich an den Glattschnittbereich nach radial in- nen anschließenden, etwa konisch erweiternden, Restbruchbereich / Ausrissbereich besitzt.
Letztlich betrifft die Erfindung auch ein Planetengetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Planetenträger, in den ein erfindungsgemäßer Plane- tenradgetriebebolzen eingesetzt ist und der ein Planetenrad drehbar lagert.
Mit anderen Worten ist es somit das Ziel, ein Herstellverfahren für Radialöffnungen zum Plantenrad(getriebe)bolzen / Pianetenradiagerboizen mit einer robusten und kos- tengünstigen prozessreifen Serienproduktion bereitzustellen. Die radialen Öffnungen mit der Funktion als Schmieröllöcher bzw. Sicherungsstiftlöcher, werden nun umformtechnisch durch Querlochstanzen erzeugt. Ebenfalls werden Kantenbrüche bzw. - verrundungen an diesen Fluidleitdurchgangsöffnungen umformtechnisch erzeugt. Zu- sätzlich können die Planetenradbolzen Orientierungsmerkmale, z.B. Nieten, Kerben oder ähnliches besitzen, die eine gezielte Ausrichtung der Schmieröllöcher bei der Montage ermöglichen. Die zu lochenden Bolzenrohlinge können dabei umformtechnisch oder gespant hergestellt sein. Die Planetenbolzen finden ihre Anwendung in Getrieben. Sie dienen als Träger für Zahnräder in Planetengetrieben. Die Zahnräder lau- fen auf Wälzkörpern, die ihrerseits auf der Zylinderfläche des Planetenbolzen abwälzen.
Planetenradbolzenrohlinge für Planetengetriebe werden üblicherweise aus metallischem Werkstoff, etwa 100Cr6 oder 16MnCr5 bislang spanend hergestellt. Die Fließ- leitdurchgangsöffnungen werden üblicherweise spanend eingebracht, genauso wie die in Längsrichtung ausgerichtete Öffnung oder die in Längsrichtung ausgerichteten Öffnungen. Auch etwaige Orientierungsmerkmale werden spanend eingebracht und erstrecken sich üblicherweise über die gesamte Breite des Planetenradgetriebebolzens. Es ist wünschenswert, wenn das Verhältnis der Wandstärke zum Bohrungsdurchmes- ser ungefähr 1 ist, insbesondere bei Verwendung eines durchhärtbaren Stahls, wie etwa 100Cr6.
Es wird nun also vorgeschlagen, das Herstellverfahren der radialen Öffnungen am Planentenradbolzen von einer spanenden Fertigung auf eine umformtechnische Ferti- gung umzustellen. Das Ziel der Umstellung ist eine Kosteneinsparung bei der Locherzeugung und eine Verringerung des Entgratungsaufwands. Die Funktionalität der Bohrungen für die Schmierölversorgung, bzw. der Aufnahme eines Sicherungsstifts, bleibt dabei trotzdem gewährleistet. Es wird nun also eine Fluidleitdurchgangsöffnung mittels Querlochstanzens und Hervorrufens einer Kantenverrundung propagiert. Während früher, also bei der spanenden Herstellung der Bohrung ein zylinderförmiges Loch entstand, wird nun eine andere geometrische Ausbildung möglich. Bisher wird am Übergang zum Außendurchmes- ser des Bolzens meist eine Fase als Kantenbruch mit erzeugt. Am Übergang zum Innendurchmesser des Bolzens entstehen bisher leider typische, große Bohrgrate, die aufwändig entfernt werden müssen. Dies ist ungewollt und wird mit der erfindungsgemäßen Lösung abgestellt.
Beim erfindungsgemäßen Querlaufstanzen entsteht ein Loch mit einem sich verändernden Durchmesser. Der Lochdurchmesser nimmt vom Bolzenaußendurchmesser zum Bolzeninnendurchmesser hin zu. Das Loch besteht aus einem Glattschnittanteil mit zylindrischer Form und einer Restbruchzone mit einer kegeligen Form. Am Über- gang zum Bolzenaußendurchmesser wird ein Kantenbruch in Form einer Verrundung oder Fase mit angeprägt. Der Übergang zum Innendurchmesser erfolgt nahezu gratfrei. Entsprechend ergeben sich Einsparungen beim Entgraten.
Das Verhältnis aus Wanddicke und Lochdurchmesser, wobei die Wanddicke nur auf einer Seite der Längsachse gemessen wird, liegt meist zwischen 0,7 und 1 ,5 für kaltverfestigte Werkstoffe, wie 100Cr6 oder 16MnCr5. Jener ist schon im Werkstoff 100Cr6 an der Grenze des bisher technisch Machbaren.
Die kegelige Ausführung des Olschmierlochs spielt für die Funktionserfüllung nur eine untergeordnete Rolle, da die Öldurchflussmenge davon kaum beeinflusst wird. Sicherungsstiftlöcher mit kegeliger Ausführung müssen bei der konstruktiven Auslegung der Stiftverbindung jedoch berücksichtigt werden.
Mit dem Querlochstanzen ergibt sich nun eine günstige und robuste Alternative zur spanenden Herstellung der radialen Bohrung an Planetenradgetriebebolzen. Hinsichtlich einer Gratentstehung ist für das Lochen eine höhere Festigkeit des Bolzenwerkstoffs vorteilhaft, wie sie bspw. durch die Kaltverfestigung beim Fließpressen des Rohlings entsteht. Die Radialöffnungen, also die Fließleitdurchgangsöffnungen, können am Planetenradgetriebebolzen angebracht sein, bei denen die axiale Öffnung / Innenbohrung als Durchgangsbohrung / Durchgangsloch oder als Sackloch / Sacklochbohrung ausgeführt ist. Die Fluidleitdurchgangsöffnungen für die Schmierölversorgung können in beliebiger Anzahl in verschiedenen Ebenen des Zylinders / des Planetenradgetriebebolzens angebracht sein. Meist befinden sich ein bis zwei radial ausgerichtete Fluiddurchgangs- Öffnungen am Umfang verteilt in der mittleren Ebene des Zylinders / des Planetenradgetriebebolzens.
Die Fluidleitdurchgangsöffnung zur Aufnahme eines Sicherungsstifts ist am Außendurchmesser in der Nähe der Stirnfläche angebracht. Am Planetenradgetriebebolzen können zusätzliche Orientierungsmerkmale angebracht sein, zumindest eins, welche bei der Montage der Planetenradgetriebebolzen ein gezieltes Ausrichten der Radialöffnungen, also der Fluidleitdurchgangsöffnungen ermöglichen.
Im Vordergrund der Erfindung steht also ein Verfahren zum Herstellen von Fluidleit- durchgangsöffnungen / transversalen Löchern bei Planetenradgetriebebolzen durch Stanzen. Im Zentrum der Erfindung steht auch ein Planetenradgetriebebolzen mit solch transversalen Löchern / Fluidleitdurchgangsöffnungen, die mittels Stanzens eingebracht sind. Als bedeutsam hat sich herausgestellt, dass im Rahmen der Erfindung auch ein Planetenradgetriebebolzen mit transversalen Löchern / Fluidleitdurchgangs- Öffnungen erzeugbar ist, wobei jedes Loch / jede Fluidleitdurchgangsöffnung eine Verengungszone mit rauem Oberflächenmaterial besitzt. Es sei erwähnt, dass der Planetenradgetriebebolzen durch Napffließpressen mit einem in Längsrichtung ausgerichteten (Sack- / Durchgangs-)Loch / lateralen (Sack- / Durchgangs-)Loch herstellbar ist, wobei der Bolzen mittels Fließpressen hergestellt ist.
Die Erfindung betrifft aber auch einen Planetenradgetriebebolzen, der vorteilhafterweise durch Fließpressen hergestellt ist und eine Montagemarkierung auf der Innenseite oder einer Kante, an einem Eingang auf der inneren zylindrischen Seite des in Lateralrichtung / Längsrichtung ausgerichteten Durchgangsloches oder Sackloches nach Art der bereits erwähnten Öffnung. Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele beschrieben, die auch Gegenstand von Teilanmeldungen sein können. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradgetriebebolzens mit einer sacklochartigen, in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung und zwei Fuidleitdurchgangsöffnungen,
Fig. 2 eine Vergrößerung des Bereiches II aus Fig. 1 ,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetenradgetriebebolzens, mit einer ersten Fluidleitdurchgangsöffnung, die zum Durchführen von Schmieröl vorgesehen ist und einer weiteren Fluidleitdurchgangsöffnung zum Aufnehmen eines Sicherungsstifts.
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradgetriebebolzens in einer Längsschnittdarstellung entsprechend der Fign. 1 und 3, jedoch mit zwei sacklochartigen sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnungen,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit einer Montagemarkierung nach Art einer Ausnehmung in einem Längsschnitt, und
Fig. 6 eine Vergrößerung des Bereichs VI aus Fig. 5.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetaucht werden.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradgetriebebolzens 1 dargestellt. Der Planetenradgetnebebolzen 1 ist aus einem Rohling gefer- tigt und weist eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 2 auf. Die Längsrichtung ist durch eine Rotationsachse / Symmetrieachse / Längsachse 3 festgelegt.
Der Planetenradgetriebebolzen 1 weist eine äußere Mantelfläche / Außenoberfläche 4 mit im Querschnitt gesehen kreisrunder Außenkontur auf. Von der Mantelfläche 4 durch die Wandung 5 hindurch erstreckt sich eine Fluidleitdurchgangsöffnung 6. Im Speziellen sind zwei Fluidleitdurchgangsöffnungen 6 in ein und derselben Querebene vorhanden. Die Fluidleitdurchgangsöffnungen 6 sind quer, insbesondere orthogonal zur Rotationsachse / Symmetrieachse / Längsachse 3 des Planetenradgetriebebol- zens 1 ausgerichtet. Der Planetenradgetriebebolzen 1 weist ein erstes Ende 7 und ein zweites Ende 8 auf. Am zweiten Ende 8 ist eine Vertiefung 9 vorhanden. Die Öffnung 2 erstreckt sich bis zu einer an die Vertiefung 9 grenzenden Querrippe 10.
Die Fluidleitdurchgangsöffnungen 6 sind spanlos eingebracht, insbesondere umform- technisch eingebracht, im Speziellen eingestanzt, nämlich quergestanzt eingebracht. Sie erstrecken sich exakt in Radialrichtung. Allerdings sind Abweichungen von bis zu 5° akzeptierbar.
In Fig. 2 ist eine Vergrößerung der Wandung 5 im Bereich einer Fluidleitdurchgangs- Öffnung 6 dargestellt. Die Fluidleitdurchgangsöffnung 6 erstreckt sich von einem Eingang 1 1 auf der radialen Innenseite der Wandung 5 bis zu einem Ausgang 12 auf der äußeren Mantelfläche 4. Im engsten Bereich der Fluidleitdurchgangsöffnung 6 wird ein Durchmesser d gemessen. Die Wandung 5 hat eine Stärke s. Das Verhältnis s zu d beträgt zwischen 0,7 und 1 ,5. Im Bereich des Eingangs 1 1 ist ein Restbruchbereich 13 vorhanden. An diesen Restbruchbereich 13 schließt sich ein Glattschnittbereich 14 an. Weiter nach radial außen schließt sich an diesen Glattschnittbereich 14 ein Kantenbruchbereich 15 an.
In den Fign. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei die je- weils endnähere Fluidleitdurchgangsöffnung 6 zur Aufnahme eines Sicherungsstifts vorgesehen ist. Die beiden Fluidleitdurchgangsöffnungen 6 in jedem der beiden Planetenradgetriebebolzen 1 der Fign. 3 und 4 sind jedoch identisch ausgeführt. In den Fign. 5 bis 6 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel mit einer Montagemarkierung 16 dargestellt, wobei die Montagemarkierung nach Art einer Ausnehmung 17, etwa als plastisches Verformungsmal ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste
Planetenradgetriebebolzen
Öffnung
Rotationsachse / Symmetrieachse / Längsachse
äußere Mantelfläche / Außenoberfläche / Außenmantelfläche
Wandung
Fluidleitdurchgangsöffnung
erstes Ende des Bolzens
zweites Ende des Bolzens
Vertiefung
Querrippe
Eingang der Fluidleitdurchgangsöffnung
Ausgang der Fluidleitdurchgangsöffnung
Restbruchbereich
Glattschnittbereich
Kantenbruchbereich
Montagemarkierung
Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1. Planetenradgetriebebolzen (1 ) zum Einsatz in einem Planetengethebe zwischen einem Planetenträger und einem Planetenrad, mit einem ersten Ende (7) und einem gegenüberliegenden zweiten Ende (8), wobei sich von einem Ende (7, 8) eine Öffnung (2) entlang der Längsachse (3) des Planetenradgetnebebolzens (1 ) in diesen hinein erstreckt, wobei eine Montagemarkierung (16) nach Art einer Ausnehmung (17) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der radialen Innenseite der Öffnung (2) im Material des fließgepressten Planetenradgetnebebolzens (1 ) die Montagemarkierung (16) endseitig angeordnet ist.
2. Planetenradgetriebebolzen (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Montagemarkierung (16) als Orientierungsmerkmal nach Art eines plastischen Verformungsmals ausgebildet ist.
3. Planetenradgetriebebolzen (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung gesehen Bolzenmaterial distal des Endes der Ausnehmung vorhanden ist, das dem ersten Ende (7) des Planetenradgetnebebolzens (1 ) oder dem zweiten Ende (8) des Planetenradgetnebebolzens (1 ) nächstgelegen ist.
4. Planetenradgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Planetenträger, indem ein Planetenradgetriebebolzen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist und der ein Planetenrad drehbar lagert.
5. Verfahren zum Herstellen eines Planetenradgetnebebolzens (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Montagemarkierung (16) in den Planetenradgetriebebolzen (1 ) beim Fließpressen des Planetenradgetnebebolzens (1 ) spanlos eingebracht wird.
6. Verlahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass danach wenigstens eine quer zur Längsachse (3) ausgerichtete Fluidleitdurchgangsöffnung (6) umformtechnisch eingebracht wird.
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