DE102012223235A1 - Planetary gear assembly, has axial bar segments turned with each other with respect to alignment of bolt carrying walls and welded with each other by forming weld seam segments between axial bar segments - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Planetengetriebeanordnung die als solche einen zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, ein Sonnenrad, Planetenräder, sowie je nach Bauart ggf. ein Hohlrad umfasst. Insbesondere richtet sich die Erfindung dabei auf eine Planetengetriebeanordnung bei welcher der Planetenträger selektiv mit einem relativ zu dem Planetenträger um die Getriebeachse drehbaren Getriebeglied koppelbar ist.The invention relates to a planetary gear arrangement as such a provided for circulation around a transmission axis planet carrier, a sun gear, planetary gears, and depending on the design optionally includes a ring gear. In particular, the invention is directed to a planetary gear arrangement in which the planet carrier is selectively coupled to a rotatable relative to the planet carrier about the transmission axis gear member.
Aus
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, die sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet und unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft herstellbar ist.The invention has for its object to provide a planetary gear arrangement, which is characterized by a compact design and advantageous manufacturing under production aspects.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Planentengetriebeanordnung, mit:
- – einem zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, mit einer ersten Bolzentragwand und einer zweiten Bolzentragwand,
- – Planetenrädern die in dem Planetenträger in einem zwischen der ersten und der zweiten Bolzentragwand gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind, wobei
- – die erste Bolzentragwand und die zweite Bolzentragwand auf umformtechnischem Wege aus einem Blechmaterial gefertigt sind und dabei jeweils einen sich radial erstreckenden und Planetenbolzenbohrungen aufweisenden Ringabschnitt, sowie davon unter Belassung von Fensterabschnitten abragende Axialstegsegmente aufweisen, und
- – die erste und die zweite Bolzentragwand in einer Ausrichtung zusammengesetzt sind, in welcher die Axialstegsegmente einander zugewandt sind, und
- – die Axialstegsegmente unter Ausbildung von Schweißnahtsegmenten unmittelbar miteinander verschweißt sind.
- A planetary carrier provided for circulation around a transmission axis, with a first bolster wall and a second bolster wall,
- - Planet wheels which are received in the planet carrier in a formed between the first and the second Bolzentragwand carrier interior, wherein
- - The first Bolzentragwand and the second Bolzentragwand are made by forming technology from a sheet material and in each case have a radially extending and Planetenbolzenbohrungen having ring portion, and thereof leaving out window sections projecting Axialstegsegmente, and
- - The first and the second Bolzentragwand are assembled in an orientation in which the Axialstegsegmente facing each other, and
- - The Axialstegsegmente are welded to form weld segments directly together.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, deren Planetenträger kostengünstig gefertigt werden kann, wobei sich dieser Planetenträger durch eine hohe Strukturfestigkeit auszeichnet.This makes it possible in an advantageous manner to provide a planetary gear arrangement, the planet carrier can be manufactured inexpensively, with this planet carrier is characterized by a high structural strength.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Planetentragwände derart zusammengefügt, dass die Stirnseiten der Axialstegsegmente die lokal aufgeschmolzenen und jene die Schweißnaht tragenden Wandungsabschnitte bilden. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the two Planetentragwände are joined together such that the end faces of the Axialstegsegmente form the locally melted and those carrying the weld wall sections.
Die Schweißnahtsegmente werden vorzugsweise als Kehlnähte ausgebildet sind und erstrecken sich dabei vorzugsweise über die gesamte Länge der Stirnseiten der Axialstegsegmente. Alternativ zu dieser Bildung der Schweißnähte ist es auch möglich, die Schweißnahtsegmente als Elektronenstrahl-Schweißnähte, oder Abbrennstumpfnähte auszubilden. The weld segments are preferably formed as fillet welds and preferably extend over the entire length of the end faces of the Axialstegsegmente. As an alternative to this formation of the welds, it is also possible to form the weld segments as electron beam welds, or Abbrennstumpfnähte.
Weiterhin ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, die Schweißnahtsegmente als Reibschweißnähte auszubilden. Hierzu werden die in einer entsprechenden Spannvorrichtung gespannten Planetentragwände unter gegeneinander in Rotation versetzt und gesteuert axial gegeneinander gedrängt, so dass sich diese unter Wirkung der hierbei anfallenden Reibarbeit lokal auf eine zur Verschweißung führende Temperatur erhitzen. Die derart lokal aufgeheizten Bauteile werden dann nochmals bis auf ein vorgegebenes Setzmaß axial gegeneinander gedrängt. Die sich hierbei ggf. bildenden radial auswölbenden Materialwulste können in noch plastischem Zustand nachgeformt, oder ggf. auch nach Erkalten spanend abgetragen werden. Zur Durchführung des Reibschweißvorganges können die beiden Komponenten jeweils in einer Spannmatrize gespannt werden die als solche die Axialstegsegmente in Umfangsrichtung stützt und die Fensterabschnitte überbrückt, so dass während der Reiblaufes die Stirnseiten fortwährend axial belastet sind und keine Luftspalte überlaufen. Im Falle der Verbindung der beiden Bolzentragwände durch Reibschweißen ist es auch möglich, die zur Freilegung der Verzahnung der Planeten erforderlichen Fensterabschnitte nach dem Schweißvorgang durch einen Stanz- oder Schneidvorgang zu fertigen.Furthermore, it is also possible in an advantageous manner to form the weld segments as Reibschweißnähte. For this purpose, the tensioned in a corresponding tensioning planet carrier walls are rotated against each other in rotation and controlled axially against each other, so that they heat locally under the action of the resulting friction work to a temperature leading to the welding. The locally heated components are then again pushed axially against each other up to a predetermined slump. The radially bulging bulges of material that may form in this case can be reshaped in a still plastic state, or, if necessary, removed by cutting even after cooling. To carry out the friction welding operation, the two components can each be clamped in a clamping die which, as such, supports the axial web segments in the circumferential direction and bridges the window sections, so that during the friction running, the end faces are continuously loaded axially and no air gaps overflow. In the case of the connection of the two Bolzentragwände by friction welding, it is also possible for the exposure of the teeth of the planet required window sections after the Welding process to produce by a punching or cutting process.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die erste Bolzentagwand und die zweite Bolzentragwand vorzugsweise umformtechnisch als Gleichteile gefertigt. Die zunächst als Gleichteile in einem Umformgesenk durch plastische Materialumformung gefertigten Bauteile können unter Beibehaltung identischer Bauteilsgeometrien verbaut werden. Es ist auch möglich, die zunächst als umformtechnisch Gleichteile gefertigten Bauteile dann im Rahmen nachfolgender Fertigungsschritte, insbesondere im Rahmen von Fertigungsschritten die der Schweißverbindung nachfolgen, nachzubearbeiten. Die Bolzentragwände sind dann hinsichtlich des zu deren Herstellung führenden Umformverfahrens Gleichteile, dann im endverbauten Zustand ggf. leicht unterschiedliche Bauteile.According to a particular aspect of the present invention, the first Bolzentagwand and the second Bolzentragwand are preferably manufactured by forming technology as equal parts. The components initially manufactured as equal parts in a forming die by plastic material deformation can be installed while maintaining identical component geometries. It is also possible to subsequently rework the components initially produced as forming parts by the same process, in the context of subsequent production steps, in particular in the context of production steps following the welded connection. The Bolzentragwände are then in terms of the leading to their production forming process common parts, then in the final state possibly slightly different components.
Gemäß einem weiteren besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Bolzentragwände vorzugsweise so gestaltet, dass die erste Bolzentragwand und die zweite Bolzentragwand jeweils eine kreiszylindrische Innenöffnung aufweisen wobei diese Innenöffnungen identische Durchmesser haben. Die Innenöffnung der zweiten Bolzentragwand kann dabei einen Lagersitz für ein Wälzlager bilden, wogegen die Innenöffnung der ersten Bolzentragwand eine Aufnahmebohrung für einen Koppelgliedträger bildet.According to another particular aspect of the present invention, the Bolzentragwände are preferably designed so that the first Bolzentragwand and the second Bolzentragwand each having a circular cylindrical inner opening, said inner openings have identical diameters. The inner opening of the second Bolzentragwand can form a bearing seat for a rolling bearing, whereas the inner opening of the first Bolzentragwand forms a receiving bore for a coupling member carrier.
Die Erfindung umfasst im engeren Umriss konkret eine Planentengetriebeanordnung, mit:
- – einem zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, mit einer ersten Bolzentragwand und einer zweiten Bolzentragwand, und
- – Planetenrädern die in dem Planetenträger in einem zwischen der ersten und der zweiten Bolzentragwand gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind,
- – einer Sonneradwelle mit einem Sonnenradabschnitt, und
- – einer Koppelungseinrichtung zur selektiven Koppelung des Planetenträgers mit einem ansonsten gegenüber dem Planententräger um die Getriebeachse drehbaren Getriebeglied, wobei
- – die Koppelungseinrichtung einen Koppelgliedträger aufweist, der an die erste Bolzentragwand angebunden ist, und
- – in dem Koppelgliedträger ein erster Lagersitz, und
- – an der zweiten Bolzentragwand ein zweiter Lagersitz ausgebildet ist, und
- – in dem jeweiligen Lagersitz jeweils eine die Sonnenradwelle radial stützende erste bzw. zweite Lagereinrichtung aufgenommen ist, und
- – die erste Bolzentragwand und die zweite Bolzentragwand auf umformtechnischem Wege als Gleichteile aus einem Blechmaterial gefertigt sind und dabei jeweils einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt, sowie davon unter Belassung von Fensterabschnitten abragende Axialstegsegmente aufweisen, und
- – die erste und die zweite Bolzentragwand in einer Ausrichtung zusammengesetzt sind, in welcher die Axialstegsegmente einander zugewandt sind, und
- – die Axialstegsegmente unter Ausbildung von Schweißnahtsegmenten unmittelbar miteinander verschweißt sind.
- - One provided for circulation around a transmission axis planet carrier, with a first Bolzentragwand and a second Bolzentragwand, and
- - planet wheels which are received in the planet carrier in a carrier space formed between the first and the second Bolzentragwand,
- A sun gear shaft with a sun gear section, and
- - A coupling device for selective coupling of the planet carrier with an otherwise opposite the planet carrier rotatable about the transmission axis gear member, wherein
- - The coupling device comprises a coupling member carrier which is connected to the first Bolzentragwand, and
- - In the coupling member carrier a first bearing seat, and
- - Is formed on the second Bolzentragwand a second bearing seat, and
- - In each bearing seat one sun gear shaft radially supporting first and second bearing means is received, and
- - The first Bolzentragwand and the second Bolzentragwand are manufactured by forming techniques as equal parts of a sheet material and thereby each have a radially extending ring portion, and thereof leaving out window sections projecting Axialstegsegmente, and
- - The first and the second Bolzentragwand are assembled in an orientation in which the Axialstegsegmente facing each other, and
- - The Axialstegsegmente are welded to form weld segments directly together.
Bei dieser Planetengetriebeanordnung ist der kinematische Koppelungszustand der Planetenstufe mit dem Getriebeumfeld schaltbar veränderbar, wobei die Sonnenradwelle zu beiden Seiten des Sonnerades sowohl in dem zur axialen Führung eines Koppelgliedes, insbesondere einer Schaltmuffe vorgesehenen Koppelgliedträger als auch in dem Planetenträger vorteilhaft radial abgestützt ist. In this planetary gear arrangement, the kinematic coupling state of the planetary stage with the transmission environment is switchable changeable, the sun gear is advantageously radially supported on both sides of the sun gear both in the provided for axially guiding a coupling member, in particular a shift sleeve coupling member carrier and in the planet carrier.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in dem Koppelgliedträger aufgenommene erste Lagereinrichtung als Loslager ausgeführt. Hierbei kann die erste Lagereinrichtung insbesondere als hochkompakte, d.h. radial klein bauendes Zylinderrollen- oder Nadellager ausgeführt werden, so dass im Bereich des Koppelgliedträgers ein geringer Außendurchmesser realisierbar ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the first bearing device accommodated in the coupling element carrier is designed as a floating bearing. In this case, the first storage device can be used in particular as highly compact, i. radially small cylindrical cylindrical roller or needle roller bearings are executed, so that in the region of the coupling member carrier a small outer diameter can be realized.
Die beiden Lagereinrichtungen können so ausgelegt werden, dass die erste, d.h. die in dem Koppelgliedträger sitzende erste Lagereinrichtung nur eine radiale Stützfunktion bietet und ansonsten als Loslager fungiert. Die zweite Lagereinrichtung wird dann vorzugsweise als Festlager ausgebildet. Hierbei kann wiederum die zweite Lagereinrichtung insbesondere als Vierpunkt-Rillenkugellager ausgebildet werden. The two storage facilities can be designed so that the first, i. the seated in the coupling member carrier first bearing means only provides a radial support function and otherwise acts as a floating bearing. The second bearing device is then preferably designed as a fixed bearing. In this case, in turn, the second bearing device can be designed in particular as a four-point deep groove ball bearing.
Der Koppelgliedträger kann in vorteilhafter Weise so gestaltet werden, dass dieser im Bereich seiner Außenumfangsfläche mit einer Außenverzahnung versehen ist. Auf dieser Außenverzahnung kann dann ein Koppelglied axial verschiebbar geführt, oder eine Kupplungslamellenpackung drehfest gesichert werden. The coupling member carrier can be designed in an advantageous manner so that it is provided in the region of its outer peripheral surface with an external toothing. On this external toothing, a coupling member can then be guided axially displaceable, or a clutch disk pack are secured against rotation.
Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung ist vorzugsweise weiterhin so gestaltet, dass auf den Planetenträger eine Hohlradglocke aufsetzbar ist, wobei diese Hohlradglocke auf einer der ersten Lagereinrichtung abgewandten Seite der Sonneradverzahnung auf einem Zapfenabschnitt der Sonnenradwelle oder dem Ringbund der zweiten Bolzentragwand gelagert ist. Diese Lagerstelle kann wiederum als Wälzlagerstelle ausgeführt sein. Die Lagerstelle kann dann auch noch als Festlager ausgeführt sein, so dass durch diese auch die Axialposition der Hohlradglocke gegenüber dem Planetenträger präzise festgelegt ist. The planetary gear arrangement according to the invention is preferably further designed so that a Hohlradglocke is placed on the planet carrier, said Hohlradglocke is mounted on a side facing away from the first bearing means side of Sonneradverzahnung on a journal portion of the sun gear or the annular collar of the second Bolzentragwand. This bearing can in turn be designed as a rolling bearing point. The bearing can then also run as a fixed bearing be, so that is precisely defined by this, the axial position of the ring gear relative to the planet carrier.
Die im Zusammenspiel mit dem Koppelgliedträger realisierte Koppelungseinrichtung selbst kann so aufgebaut werden, dass diese eine Schiebemuffe und eine Synchronringmechanik umfasst durch welche im Rahmen eines Schaltvorganges das mit der Schiebemuffe zu koppelnde Getriebeorgan zunächst entsprechend synchronisiert wird, und dann nach Herbeiführung eines Synchronzustandes die Schiebemuffe axial verschoben und damit mit dem zugeordneten Gegenstück formschlüssig in Eingriff gebracht werden kann.The coupling device realized in conjunction with the coupling member carrier itself can be constructed so that it comprises a sliding sleeve and a synchronous ring mechanism by which the gear to be coupled to the sliding sleeve is first synchronized in accordance with a switching operation, and then axially displaced the sliding sleeve after bringing about a synchronous state and thus can be brought into positive engagement with the associated counterpart.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Die Darstellung nach
Die hier gezeigte Planetengetriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Bolzentragwand
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schweißnahtsegmente W12 entlang der einander zugewandten Stirnseiten
Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die erste Bolzentagwand
Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin eine hier nur hinsichtlich des bereits genannten, starr mit dem Planetenträger P verbundenen Koppelgliedträgers
Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung zeichnet sich weiterhin auch dadurch aus, dass in dem Koppelgliedträger
Durch diesen Aufbau wird es möglich, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, deren kinematischer Koppelungszustand mit dem Getriebeumfeld schaltbar veränderbar ist, wobei die Sonnenradwelle
Die in dem Koppelgliedträger
Die zweite Lagereinrichtung B2 umfasst einen Lagerinnenring RIB2. Dieser Lagerinnenring RIB2 ist über eine Ringschulter
Der Koppelgliedträger
Bei dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe ist die erste Bolzentragwand
Die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung kann derart in ein Getriebesystem eingebunden werden, dass über die hier nur teilweise dargestellte Koppelungseinrichtung
Das die zweite Bolzentragwand
Bei der hier gezeigten Planetengetriebeanordnung kann das sich aus den beiden baugleichen Bolzentragwänden
In
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Axialstegsegmente entlang der einander zugewandten Stirnseiten miteinander verschweißt, wobei die Schweißnahtsegmente W12 als Kehlnähte ausgebildet sind und sich über die gesamte Länge der Stirnseiten der Axialstegsegmente
Die erste Bolzentragwand
In
Die Planeten
Schweißnahtsegmente W12 erstrecken sich axial mittig zwischen den Ringabschnitten
In
Die Ausbildung des Schweißnahtsegments W12 kann auch im Wege eines sog. Abbrennstumpf-Schweißverfahren erfolgen. Hierbei können die beiden Bolzentragwände
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4112330 A1 [0002] DE 4112330 A1 [0002]
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