DE102016203157A1 - Planetenträger, sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Planetenträger, sowie Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

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DE102016203157A1
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Marián Cintula
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Planetenträger für ein Umlaufrädergetriebe mit einer zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehenen ersten Seitenwandungsscheibe, einer ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehenen zweiten Seitenwandungsscheibe, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Seitenwandungsscheibe beabstandet ist, und Brückenabschnitten, die sich axial zwischen diesen beiden Seitenwandungsscheiben erstrecken, zur Koppelung der ersten Seitenwandungsscheibe mit der zweiten Seitenwandungsscheibe, wobei sich jede der Seitenwandungsscheiben aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten zusammensetzt, und die jeweils in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmente als abfolgende Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt sind die unter Belassung von Verbindungsmaterialabschnitten miteinander verkettet sind, und die Brückenabschnitte aus jenen Verbindungsmaterialabschnitten, sowie Flankenabschnitten der Seitenwandungssegemente gefertigt sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Planetenträger für ein Umlaufrädergetriebe, wobei dieser Planetenträger im Wege eines Umformverfahrens aus einem flachen Ausgangsblechmaterial gefertigt ist und hierbei eine erste Seitenwandungsscheibe und eine zweite Seitenwandungsscheibe aufweist, die gemeinsam über mehrere sich axial zwischen den beiden Seitenwandungsscheiben erstreckende Brückenabschnitte miteinander verbunden sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Planetenträgers aus einem ursprünglich flachen Ausgangsblechmaterial.
  • Aus dem auf die Anmelderin zurückgehenden europäischen Patent EP 2 489 903 B1 ist ein aus einem Blechmaterial gefertigter Planetenträger bekannt, bei welchem im Wege eines Schneidvorganges eine Auftrennung des Blechmateriales in einen Blechzuschnitt erfolgt und dann hierbei gebildete Abschnitte des Blechzuschnitts durch Biegeumformung aus der ursprünglich flachen Ausgangslage geklappt werden, so dass hierbei ein Planetenträger entsteht, der eine erste als durchgängiger Ring gebildete Seitenwandungsscheibe und eine zweite sich aus mehreren Segmenten zusammensetzende Seitenwandungsscheibe aufweist, wobei zwischen diesen beiden Seitenwandungsscheiben ein Aufnahmeraum verbleibt, zur Aufnahme entsprechend dimensionierter Planeten.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen durch welche es möglich wird, einen strukturmechanisch vorteilhaft aufgebauten Planetenträger auf kostengünstigem Wege aus einem flachen Ausgangsblechmaterial zu fertigen.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Planetenträger, mit:
    • – einer zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehenen ersten Seitenwandungsscheibe,
    • – einer ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehenen zweiten Seitenwandungsscheibe, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Seitenwandungsscheibe beabstandet ist, und
    • – Brückenabschnitten, die sich axial zwischen diesen beiden Seitenwandungsscheiben erstrecken, zur Koppelung der ersten Seitenwandungsscheibe mit der zweiten Seitenwandungsscheibe, wobei
    • – sich jede Seitenwandungsscheibe aus mehreren Seitenwandungssegmenten zusammensetzt, die unter Bildung eines Ringes abfolgend aneinandergereiht sind und entlang benachbarter Segmentkanten durch Schweißverbindungsstellen aneinander gebundenen sind,
    • – die jeweils in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmente als abfolgende Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt sind und dabei unter Belassung von Verbindungsmaterialabschnitten miteinander verkettet sind, und
    • – die Brückenabschnitte aus jenen Verbindungsmaterialabschnitten, sowie aus Flankenabschnitten gebildet sind, die entlang einer Segmentkante eines Seitenwandungssegments an dieses winkelig angrenzen.
  • Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einen in sich hochsteifen Planetenträger unter geringem Materialverschnitt aus einem schmalen Blechstreifen zu fertigen, wobei sämtliche zur Fertigung des Planetenträgers vorgesehene Materialabschnitte miteinander zu einer Einheit verbunden sind bei welcher im Endprodukt jene zunächst lediglich den Zusammenhalt und die Einheit der Einzelsegmente stiftenden Materialabschnitte im Wege einer plastischen Umformung zu tragenden Bauteilsabschnitten konvertiert sind und zudem im Bereich der Verbindungsstellen der Seitenwandungssegmente auch jene Flankenabschnitte an den Seitenwandungssegmenten verankert sind, welche in Verbindung mit den Verbindungsmaterialabschnitten die beiden Seitenwandungsscheiben miteinander unter Bildung von im Querschnitt Y-förmigen Brücken verbinden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Fertigung des erfindungsgemäßen Materialzuschnitts unter Verwendung eines relativ schmal dimensionierten Bandblechmaterialstreifens. Die quer zu dessen Längsrichtung gemessene Streifenbreite ist dabei vorzugsweise in grober Näherung so bemessen, dass diese der Summe der zweifachen Radialtiefe eines Einzelsegmentes, der Breite eines Flankenabschnittes, sowie in etwa der axialen Baubreite des zu fertigenden Planetenträgers entspricht. Es ist auch möglich mehrere derartige Zuschnittskonzepte in enger Nachbarschaft aus einem größeren Blechmaterial zu fertigen, oder so in dem Ausgangsmaterial zu platzieren dass sich bei diesem größeren Blechmaterial im Ergebnis eine Verschachtelung und damit ein hoher Materialnutzungsgrad ergibt.
  • Die in Umfangsrichtung abfolgend benachbarten Seitenwandungssegmente werden vorzugsweise miteinander verschweißt. Die Schweißstellen können dabei insbesondere als Kehlnähte, oder als größere runde Schweißzonen ausgebildet werden. Die Schweißstellen können weiterhin derart ausgelegt werden, dass diese auch Teile der Brückenabschnitte erfassen, z. B. jene Randzonen der Brückenabschnitte an welche die Seitenwandungen angrenzen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es weiterhin möglich, den erfindungsgemäß konturierten Materialzuschnitt so zu gestalten, dass die Brückenabschnitte Durchbrechungen z. B. in Form von Bohrungen, Rechtecköffnungen oder polygonalen Öffnungen aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine Reduktion der Gesamtmasse, sowie des Trägheitsmomentes des Planetenträgers. Zudem wird ein vorteilhafter Durchtritt von Schmierstoffen und Ölnebeln ermöglicht. Diese Durchbrechungen können insbesondere in der Art von Langlöchern gestaltet sein, deren schmale Innenenden gerundet ausgebildet sind. Auch die Seitenwandungsscheiben können mit Durchbrüchen versehen sein, welche die Gesamtmasse des Planetenträges reduzieren.
  • Die Brückenabschnitte werden gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise so gestaltet, dass diese bei Betrachtung aus Richtung der Zentralachse in Verbindung mit den Flankenabschnitten eine sich zum Außenumfang des Planetenträgers hin öffnende Y-Struktur bilden.
  • Alternativ zu der oben beschriebenen Gestaltung der Brückenabschnitte als im Querschnitt Y-förmige Säulen, können diese auch so realisiert werden, dass jeder Brückenabschnitt bei sich Betrachtung aus Richtung der Zentralachse zum Außenumfang des Planetenträgers hin nicht direkt keilartig, sondern rinnenartig öffnet. Es sind auch Brückenabschnitts-Querschnitte möglich, die sich zumindest abschnittsweise an dem Kopfkreis der Planetenräder orientieren und dabei Taschen Wandungen bilden in welchen Planetenräder eng umhaust aufgenommen sind.
  • An den Brückenabschnitten und an den Seitenwandungssegmenten können in vorteilhafter Weise Positioniergeometrien ausgebildet werden, welche bei Erreichen der Sollpositionen der einzelnen Bauteilsabschnitte eine gegenseitigen Positionierung und Verkettung dieser Bauteilsabschnitte aneinander bewirken.
  • Bei der oben genannten Gestaltung der Brückenabschnitte als im Querschnitt Y-förmige Säulen kann jeder Brückenabschnitt so gefertigt werden, dass dessen aus dem ursprünglich die Segmente verbinden Verbindungsmaterialabschnitt gebildeter Bereich eine erste, eine zweite und eine dritte Biegezone umfasst, wobei durch Umformung des den jeweiligen Brückenabschnitt bildenden ursprünglichen Materialabschnitts eine Verkürzung der Verbindungsstrecke zwischen den in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmenten erreicht wird und die abfolgenden Seitenwandungsegmente dabei derart eng benachbart angeordnet sind, dass sich diese zur Seitenwandungsscheibe zusammenschließen und in dieser Position dann über jeweils eine Schweißnaht miteinander verbindbar sind.
  • Der erfindungsgemäße Planetenträger kann in vorteilhafter Weise derart gestaltet werden, dass wenigstens eine der sich aus Segmenten zusammensetzenden Seitenwandungsscheiben als Ringscheibe ausgebildet ist, die dann in fertig gestelltem Zustand des Planetenträgers eine zentrale Bohrung umsäumt.
  • Das erfindungsgemäße Konzept wird in vorteilhafter Weise zur Fertigung eines Planetenträgers herangezogen, bei welchem sich jede Seitenwandungsscheibe aus vier Segmenten zusammensetzt. Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich jedoch auch für die Umsetzung mit mehreren Segmenten, insbesondere drei oder auch fünf Segmenten.
  • Es ist weiterhin auch möglich, das erfindungsgemäße Konzept in einer Weise umzusetzen, bei welcher die einzelnen Segmentkonturen unterschiedlich sind, oder zudem profiliert ausgebildet, insbesondere auch noch mit Sicken und ggf. Durchbrüchen versehen sind. Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, in dem Materialzuschnitt durch plastische Umformung Zonen mit erhöhter Wanddicke zu realisieren, so dass beispielsweise im Bereich der später zur Aufnahme der Planetenachsen vorgesehenen Bohrungen eine Wandungsverdickung vorliegt, welche zu einer Reduzierung der Flächenpressung im Auflagebereich und zu einer lokalen Aussteifung der jeweiligen Seitenwandungsscheibe führt.
  • Die eingangs angegebene Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Planetenträgers der eine zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehene erste Seitenwandungsscheibe, sowie eine ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehene zweite Seitenwandungsscheibe umfasst, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Seitenwandungsscheibe beabstandet ist, und über Brückenabschnitte mit der ersten Seitenwandungsscheibe verbunden ist, und sich dabei jede der Seitenwandungsscheiben aus mehreren in Umfangsrichtung entlang von Segmentkanten abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten zusammensetzt, wobei im Rahmen eines Materialbearbeitungsschrittes die jeweils abfolgenden Seitenwandungssegmente als Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt werden, derart, dass die Seitenwandungssegmente unter Belassung eines Verbindungsmaterialabschnitts miteinander verkettet sind, wobei im Rahmen eines zeitlich nachfolgenden Umformschrittes jene oben genannten Brückenabschnitte aus dem Verbindungsmaterialabschnitt, sowie Flankenabschnitten gefertigt werden, die sich im Bereich der Segmentkanten winklig an die Seitenwandungssegemente anschließen.
  • Der zunächst mit einer speziellen Konturierung gefertigte relativ schmale Segmentketten-Zuschnitt umfasst alle Materialabschnitte des zu fertigenden Planetenträgers und hält diese in der Art einer im wesentlichen starren, zunächst flachen Kette zusammen. Die Positionierung der einzelnen Materialabschnitte zueinander erfolgt durch plastische Umformung des Zuschnitts, primär unter Bildung von Biegezonen mit einem relativ geringen Umformgrad, d. h. einer auf eine geradlinige Abkantzone beschränkten Biegung von weniger als 180°, insbesondere 90° um eine im wesentlichen geradlinige Biegeachse.
  • Das Ausgangsmaterial kann insbesondere im Rahmen eines dem Schneid- oder Stanzvorgang vorausgehenden Bearbeitungsschrittes geprägt und profiliert werden, so dass z. B. Zonen mit Materialverdickungen oder Sicken entstehen. Hierdurch wird es möglich die Strukturfestigkeit des Planetenträgers weiter zu erhöhen.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
  • 1a eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues eines erfindungsgemäßen, aus einem schmalen Blechstreifen gefertigten Planetenträgers mit radial offenen Planetentaschen und vom Außenrand her radial eintauchenden, im Querschnitt Y-förmigen und abschnittsweise doppelwandigen Brückenabschnitten;
  • 1b eine Radialschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Planetenträgers nach 1a, insbesondere zur Veranschaulichung des Y-Querschnitts der Brückenabschnitte;
  • 1c eine Axialschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Planetenträgers nach 1a;
  • 1d eine Draufsicht auf einen zur Bildung des Planetenträgers nach 1a vorgesehenen streifenartigen Blechmaterial-Zuschnitt;
  • 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Fertigung des erfindungsgemäßen Planetenträgers nach 1a aus einem schmalen Blechstreifen unter Bildung eines zunächst alle Segmente miteinander verkettet zusammenhaltenden speziell konturierten segmentkettenartigen Zuschnitts;
  • 3 eine teilweise aufgebrochene Axialschnitt-Darstellung des Planetenträgers nach 1a in einem mit Planeten bestückten Zustand, zur Veranschaulichung der Gestaltung der Lagerstellen der Planeten und der Seitengeometrie des Planetenträgers.
  • Ausführliche Beschreibung der Figuren
  • Die Darstellung nach 1a zeigt in Form einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Planetenträger 3 mit einer zum Umlauf um eine Zentralachse X vorgesehenen ersten Seitenwandungsscheibe 1, einer ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse X vorgesehenen zweiten Seitenwandungsscheibe 2, die in Richtung der Zentralachse X axial von der ersten Seitenwandungsscheibe 1 beabstandet ist, und Brückenabschnitten 4, zur Koppelung der ersten Seitenwandungsscheibe 1 mit der zweiten Seitenwandungsscheibe 2.
  • Jede der beiden Seitenwandungsscheiben 1, 2 setzt sich aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd zusammen, wobei die jeweils abfolgenden Seitenwandungssegmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd als Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt sind die unter Belassung eines Verbindungsmaterialabschnitts 4' miteinander verkettet sind, wobei wiederum die Brückenabschnitte 4 teilweise aus jenem Verbindungsmaterialabschnitt 4' gefertigt sind.
  • Das zur Fertigung des Planetenträgers verwendete Ausgangsmaterial ist dabei ein Blechmaterial, insbesondere ein schmaler Bandblechmaterialstreifen. Die in Umfangsrichtung abfolgend benachbarten Seitenwandungssegmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd sind entlang benachbarter Segmentkanten SK miteinander durch Kehlnähte W1, W2, W3, W4 verschweißt. Die Brückenabschnitte 4 sind mit langlochartigen Durchbrechungen 4a versehen.
  • Wie aus der Darstellung nach 1a weiter ersichtlich, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Brückenabschnitt 4 derart gestaltet, dass dieser bei Betrachtung aus Richtung der Zentralachse X eine sich zum Außenumfang des Planetenträgers hin öffnende Y-Struktur bildet.
  • Die Brückenabschnitte 4 sind aus jenen Verbindungsmaterialabschnitten 4', sowie aus Flankenabschnitten 41, 42 gebildet, die entlang einer Segmentkante SK eines Seitenwandungssegments 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd an dieses winkelig angrenzen. Die Flankenabschnitte 41, 42 bilden eine sich radial erstreckende massive Doppelwandstruktur, Jede Planetentasche ist von zwei derartigen Doppelwandstrukturen begrenzt. Diese Doppelwandstruktur kann in sich zumindest abschnittsweise verschweißt werden, z. B. durch eine großflächige Pressschweißung oder auch durch eine Verschweißung mittels eines energiereichen Strahles. Die Doppelwandstruktur besteht aus einem Flankenabschnitt 41 der vom ersten Segment 1Sb nach innen abgekantet ist und einem zweiten Flankenabschnitt 42 der vom axial beabstandeten und der Bildung der benachbarten Planetentasche dienenden Segment 2Sb nach innen, also in die entgegen gesetzte Richtung abgekantet ist. Es ergibt sich damit auch durch die Verbindung der wechselweise von den Segmenten nach innen abragenden und zur jeweils anderen Scheibe 1, 2 hin vordringenden Flankenabschnitte 41, 42 eine Verfestigung der Torusstruktur.
  • An den Brückenabschnitten 4 und an den Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd sind Positioniergeometrien P ausgebildet, zur gegenseitigen Positionierung dieser Bauteilsabschnitte aneinander.
  • Jeder Brückenabschnitt 4 weist hier eine erste, eine zweite und eine dritte Biegezone B1, B2, B3 auf, wobei durch Umformung des den jeweiligen Brückenabschnitt 4 bilden ursprünglichen Materialabschnitts 4' eine Verkürzung der Verbindungsstrecke zwischen den in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd erreicht wird und die abfolgenden Seitenwandungssegmente dabei derart eng benachbart zu liegen kommen, dass diese über die genannten Schweißstellen W1, W2, W3, W4 verbindbar sind.
  • In dem jeweils zur Bildung eines kompletten Planetenträgers vorgesehenen Zuschnitt sind alle Segmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd einer Scheibe 1, 2, sowie auch die jeweils gemeinsam eine Planetentasche bildenden axial benachbarten Segmente über den zur partiellen Bildung des Brückenabschnitts vorgesehenen Materialabschnitt 4' miteinander verbunden. Der Zuschnitt ist damit ein Segmentskelett mit zwei Segmentreihen und einer die abfolgenden Segmente jeweils verbindenden Mittelsäule.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Seitenwandungsscheiben 1, 2 als Ringscheiben ausgebildet die eine zentrale Bohrung definieren. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich jede Seitenwandungsscheibe 1, 2 aus vier Segmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd zusammen.
  • Die Darstellungen nach den 1b und 1c veranschaulichen in Form einer Radialschnittdarstellung, sowie einer Axialschnittdarstellung den Aufbau des Planetenträgers 3, insbesondere hinsichtlich der Konturierung der zur Bildung seiner Seitenwandungsscheiben 1, 2 miteinander verbundenen Seitenwandungssegmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd sowie hinsichtlich der Querschnitte der Brückenabschnitte 4. Unter diesen Brückenabschnitten 4 findet sich ein Brückenabschnitt 4K der sich von den übrigen Brückenabschnitten 4 dadurch unterscheidet, dass er sich aus dem Anfangsabschnitt 41a und dem Endabschnitt 41b des zur Bildung des Planetenträgers verwendeten Materialzuschnitts zusammensetzt. Der Anfangsabschnitt 41a und der Endabschnitt 41b sind eng benachbart angeordnet und durch eine Schweißnaht WS, beispielsweise eine Laser-Schweißnaht stofflich verbunden. Die übrigen Brückenabschnitte 4 sind hinsichtlich ihres Aufbaus identisch ausgeführt und umfassen jeweils die bereits in Verbindung mit 1a angesprochenen Biegeabschnitte.
  • In den Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd sind Durchgangsbohrungen H1, H2 ausgebildet. Die Zentralachsen Y derselben sind auf einem Teilkreis C angeordnet. Die mit Langlochdurchbrechungen 4a versehenen Brückenabschnitte 4, sind derart dimensioniert und ausgebildet, dass deren durch den Verbindungsmaterialabschnitt 4' gebildeter Teil radial von außen her an den Teilkreis C der Durchgangsbohrungen H1, H2 heranragt.
  • Die Darstellung nach 1d veranschaulicht die Kontur eines Zuschnittstreifens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Planetenträgers nach 1a aus einem schmalen Ausgangsblechmaterialstreifen. Aus dem Ausgangsblechmaterialstreifen wird durch einen Schneid- oder Stanzvorgang ein segmentkettenartiger Zuschnitt gebildet, der als solcher mehrere Paare von zukünftigen Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd aufweist, wobei in Längsrichtung abfolgende Paare, sowie seitlich benachbart liegende Paare jener Segmente wie oben beschrieben zunächst durch Materialabschnitte 4' verbunden sind die später Bestandteil des fertigen Planetenträgers 3 werden und hierbei dann als Bestandteil der Brückenabschnitte 4 fungieren. Die Brückenabschnitte 4 setzen sich im fertigen Planetenträger aus jenen Verbindungsmaterialabschnitten 4, sowie aus den Flankenabschnitten 41, 42 zusammen. Die Flankenabschnitte 41, 42 sind jeweils im wesentlichen rechteckförmige Blechflanken die entlang einer sich im fertigen Planetenträger radial erstreckenden geradlinigen Segmentkante SK eines Seitenwandungssegments 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd an dieses angrenzen und dann über eine geradlinige Biegestelle abgewinkelt werden. An jedes Seitenwandungssegment 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd ist im Zuschnitt nur ein Flankenabschnitt 41, 42 angebunden. Die Zuordnung zu den Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd ist so getroffen, dass die Flankenabschnitte 41, 42 dann im fertigen Planetenträger Doppelwandstrukturen bilden.
  • Die Darstellungsgruppe nach 2 veranschaulicht die Herstellungsweise und den Herstellungsprozess des erfindungsgemäßen Planetenträgers nach 1a aus einem schmalen Ausgangsblechmaterialstreifen MS. Aus dem Ausgangsblechmaterialstreifen MS wird durch einen Schneid- oder Stanzvorgang ein segmentkettenartiger Zuschnitt gebildet, der als solcher mehrere Paare von zukünftigen Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd aufweist, wobei in Längsrichtung und abfolgende Paare, sowie seitlich benachbart liegende Paare jener Segmente eben wie oben beschrieben zunächst durch Materialabschnitte 4' verbunden sind die später Bestandteil des Planetenträgers 3 werden und hierbei dann Bestandteil der Brückenabschnitte 4 bilden.
  • Für die Fertigung eines Planetenträgers für vier Planetenräder wird der Träger so konzeptioniert, dass jede Seitenwandungsscheibe 1, 2 desselben sich aus vier Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd zusammensetzt.
  • Im Rahmen eines Schneidschrittes S1 erfolgt ein Heraustrennen des Zuschnitts aus dem Ausgangsmaterial unter Bildung einer Kette die insgesamt acht abfolgende und untereinander verbundene Seitenwandungssegmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd, mit daran angebundenen Flankenabschnitten 41, 42 umfasst.
  • Im Rahmen eines Biegeumformschrittes S2 werden dann vorzugsweise zunächst die Flankenabschnitte 41, 42 abgewinkelt und dann werden die jeweils gemeinsam eine Planetentasche definierenden Seitenwandungssegmente 1Sa, 2Sa im Schritt S3 abgekröpft. Die Zuschnittskontur der Seitenwandungssegmente ist so gestaltet, dass unmittelbar nach dem Abkröpfen der benachbarten Seitenwandungssegmente ein Modul entsteht das ein Torussegment darstellt.
  • In die nunmehr gefertigten zusammenhängenden Torussegmente können dann die Bohrungen zur Aufnahme der Planetenachsbuchsen eingebracht werden. Diese Bohrungen können auch wie hier im Schritt S2 angedeutet schon im Wege der Zuschnittsbildung in die Seitenwandungssegmente eingebracht werden, oder auch erst im Rahmen späterer Bearbeitungsschritte, z. B. wenn die Hauptgeometrie des Planetenträgers nach Erkalten der Schweißstellen feststeht.
  • Die Torussegmentkette TSK wird nunmehr in eine Matrize eingelegt, in welcher die Materialabschnitte 4' mit einem von außen her herangeführten Stempel zu dem im Radialschnitt V-förmigen Teilstück der Brückenabschnitte 4 umgeformt werden. Hierbei nähern sich aufgrund der eintretenden Faltung des Materialabschnitts 4' jene Seitenwandungssegmente einander an und bilden die jeweilige Seitenwandung 1, 2.
  • Die im Wege der plastischen Umformung nach S4 entsprechend positionierten Abschnitte des Planetenträgers 3 werden nunmehr im Schritt S5 verschweißt. Die Verschweißung erfolgt derart, dass die Brückenabschnitte 4 mit den Seitenwandungen 1, 2 zusätzlich stofflich verbunden werden und auch die abfolgenden Seitenwandungssegmente miteinander stofflich verbunden werden. Die am vordersten Torussegment und am hintersten Torussegment verbleibenden Flanken werden im Bereich ihrer radial innen liegenden Enden zusätzlich miteinander verschweißt.
  • Der so gefertigte Planetenträger 3 kann in einer weiteren Matrize nachkalibriert und vorzugsweise im Bereich endmaßrelevanter Abschnitte spanabhebend nachgearbeitet werden. So können insbesondere die Bohrungen zur Aufnahme der Planetenachsbuchsen und die Innenkontur der Innenbohrungen des Planetenträgers nachgearbeitet werden. Der Planetenträger 3 kann dann weiterhin auch noch einem Wuchtvorgang unterzogen werden.
  • Die Darstellung nach 2 veranschaulicht damit letztlich ein Verfahren zur Herstellung eines Planetenträgers der eine zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehenen erste Seitenwandung, sowie eine ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehenen zweite Seitenwandung umfasst, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Seitenwandung beabstandet ist, und über Brückenabschnitte mit der ersten Seitenwandung verbunden ist, wobei sich dabei jede der Seitenwandung aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten zusammensetzt, wobei im Rahmen eines Materialbearbeitungsschrittes die jeweils abfolgenden Seitenwandungssegmente als Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt werden, derart, dass die Seitenwandungssegmente unter Belassung eines Verbindungsmaterialabschnitts miteinander verkettet sind, wobei im Rahmen eines zeitlich nachfolgenden Umformschrittes jene oben genannten Brückenabschnitte aus dem Verbindungsmaterialabschnitt, sowie Flankenabschnitten gefertigt werden, die ebenfalls noch als Teil des Zuschnitts und dabei als an den Seitenwandungssegmenten hängende Materialabschnitte vorbereitet sind.
  • Die Darstellung nach 3 zeigt in Form einer perspektivischen, teilweise aufgebrochenen Darstellung einen erfindungsgemäßen Planetenträger in einem bereits mit Planetenrädern 10 bestückten Montagezustand. Die Seitenwandungssegmente 1Sa, 1Sb, 1Sc, sind über die angedeuteten Schweißnähte W1, W2 miteinander verschweißt. Zudem sind wie angedeutet auch die Innenendbereiche der Brückenabschnitte 4 nochmals mit den Seitenwandungssegmenten 1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd verschweißt.
  • Die Lagerung der Planeten 10 wird hierbei durch Achsbuchsen 11 bewerkstelligt, die in enger Passung in den Bohrungen 9 der Seitenwandungen 1, 2 sitzen. Auf den Achsbuchsen 11 sitzen jeweils Nadelkränze 12, die axial durch Anlaufringe 13 geführt sind. Die Nadelkränze 12 rollen unmittelbar auf den in den Planeten 10 ausgebildeten zylindrischen Laufbohrungen 14.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2489903 B1 [0002]

Claims (10)

  1. Planetenträger, mit: – einer zum Umlauf um eine Zentralachse (X) vorgesehenen ersten Seitenwandungsscheibe (1), – einer ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse (X) vorgesehenen zweiten Seitenwandungsscheibe (2), die in Richtung der Zentralachse (X) axial von der ersten Seitenwandungsscheibe (1) beabstandet ist, und – Brückenabschnitten (4), zur Koppelung der ersten Seitenwandungscheibe (1) mit der zweiten Seitenwandungsscheibe (2), wobei – sich jede der Seitenwandungsscheiben (1, 2) aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) zusammensetzt, die unter Bildung eines Ringes abfolgend aneinandergereiht sind und entlang benachbarter Segmentkanten (SK) durch Schweißverbindungsstellen (W1, W2, W3, W4) aneinander gebundenen sind, – die jeweils in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmente (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) als abfolgende Ausschnitte eines Ausgangsmateriales (MS) gefertigt sind die unter Belassung von Verbindungsmaterialabschnitten (4') miteinander verkettet sind, und – die Brückenabschnitte (4) aus jenen Verbindungsmaterialabschnitten (4'), sowie aus Flankenabschnitten (41, 42) gebildet sind, die entlang einer Segmentkante (SK) eines Seitenwandungssegments (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) an dieses winkelig angrenzen.
  2. Planetenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial (MS) ein Bandblechmaterialstreifen ist.
  3. Planetenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung abfolgend benachbarten Seitenwandungssegmente (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) miteinander verschweißt sind.
  4. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenabschnitte (4) mit Durchbrechungen (4a) versehen sind.
  5. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brückenabschnitt (4) bei Betrachtung aus Richtung der Zentralachse (X) eine sich zum Außenumfang des Planetenträgers hin öffnende Y-Struktur bildet.
  6. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brückenabschnitt (4) bei Betrachtung aus Richtung der Zentralachse (X) eine sich zum Außenumfang des Planetenträgers hin öffnende U-Struktur oder Rinnenstruktur bildet.
  7. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Flankenabschnitten (41, 42) und an den Seitenwandungssegmenten (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) Positioniergeometrien (P) ausgebildet sind, zur gegenseitigen Positionierung dieser Bauteilsabschnitte aneinander.
  8. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brückenabschnitt (4) mehrere Biegezonen umfasst, wobei durch Umformung des den jeweiligen Brückenabschnitt (4) bilden ursprünglichen Materialabschnitts (4') eine Verkürzung der Verbindungsstrecke zwischen den in Umfangsrichtung abfolgenden Seitenwandungssegmenten (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) erreicht wird und die abfolgenden Seitenwandungssegmente (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) dabei derart eng benachbart angeordnet sind, dass diese über eine Schweißnaht (W1, W2, W3, W4) verbindbar sind.
  9. Planetenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Seitenwandungsscheiben (1, 2) als Ringscheibe ausgebildet ist die sich aus drei oder vier Segmenten (1Sa, 1Sb, 1Sc, 1Sd, 2Sa, 2Sb, 2Sc, 2Sd) zusammensetzt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Planetenträgers der eine zum Umlauf um eine Zentralachse vorgesehenen erste Seitenwandungsscheibe, sowie eine ebenfalls zum Umlauf um jene Zentralachse vorgesehenen zweite Seitenwandungsscheibe umfasst, die in Richtung der Zentralachse axial von der ersten Seitenwandungsscheibe beabstandet ist, und über Brückenabschnitte mit der ersten Seitenwandungsscheibe verbunden ist, so dass sich dabei jede der Seitenwandungsscheibe aus mehreren in Umfangsrichtung abfolgend aneinander gebundenen Seitenwandungssegmenten zusammensetzt, wobei im Rahmen eines Materialbearbeitungsschrittes die jeweils abfolgenden Seitenwandungssegmente als Ausschnitte eines Ausgangsmateriales gefertigt werden, derart, dass die Seitenwandungssegmente einer Seitenwandungsscheibe unter Belassung eines Verbindungsmaterialabschnitts miteinander verkettet sind, wobei im Rahmen eines zeitlich nachfolgenden Umformschrittes jene oben genannten Brückenabschnitte aus dem Verbindungsmaterialabschnitt, sowie aus Flankenabschnitten gebildet sind, die entlang einer Segmentkante eines Seitenwandungssegments an dieses winkelig angrenzen.
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