DE102016219392A1 - Planet carrier with meander-shaped connecting pieces between two carrier cheeks - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) für ein Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs mit zwei Trägerwangen (2, 3), die über mindestens ein Verbindungsstück (4) in Axialrichtung zueinander beabstandet verbunden sind, wobei in jeder Trägerwange (2, 3) Aufnahmelöcher (5) zum Halten von Planetenbolzen, mittels derer je ein Planetenrad drehbar gehaltert ist, vorhanden sind, wobei das Verbindungsstück (4) in Umfangsrichtung mäanderförmig verlaufend ausgestaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf ein Herstellungsverfahren für einen Planetenträger.The invention relates to a planetary carrier (1) for a planetary gearbox of a motor vehicle having two carrier cheeks (2, 3) which are connected to one another at least in the axial direction by at least one connecting piece (4), receiving holes (5) in each carrier cheek (2, 3). for holding planet pins, by means of which each a planetary gear is rotatably supported, are present, wherein the connecting piece (4) is designed to meander in the circumferential direction. Furthermore, the invention also relates to a planetary gear for a motor vehicle having a sun gear, a ring gear and a planet carrier (1) according to one of the preceding claims. Furthermore, the invention also relates to a manufacturing method for a planet carrier.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, wie bspw. ein Stirnraddifferenzial, mit zwei Trägerwangen, die über mindestens ein Verbindungsstück in Axialrichtung zueinander beabstandet verbunden sind, wobei in jeder Trägerwange Aufnahmelöcher zum Halten von Planetenbolzen, mittels derer je ein Planetenrad drehbar gehaltert ist, vorhanden sind. The present invention relates to a planetary carrier for a planetary gear of a motor vehicle, such as a Stirnraddifferenzial, with two carrier cheeks, which are connected via at least one connecting piece in the axial direction spaced from each other, wherein in each carrier cheek receiving holes for holding planet pins, by means of which ever a planetary rotatable is held, are present.
Aus der
Die
Die
Weitere Planetenträger sind bspw. auch aus der
Die aus dem Stand der Technik bekannten Planetenträger sind, um die notwendige Steifigkeit zu gewährleisten, meist zwar aus leichten Materialien, jedoch sehr massiv hergestellt. Dadurch ist das Gewicht trotz der Verwendung von Leichtbaumaterialien relativ hoch, ebenso wie die Massenträgheit. The known from the prior art planet carriers are to ensure the necessary rigidity, although usually made of lightweight materials, but very solid. As a result, the weight is relatively high, in spite of the use of lightweight materials, as well as the inertia.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere ein Planetenträger vorzusehen, dessen Gewicht und Massenträgheit bei gleichbleibender Steifigkeit reduziert ist. The object of the invention is to avoid or at least mitigate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a planet carrier whose weight and mass inertia is reduced while maintaining rigidity.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Planetenträger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verbindungsstück in Umfangsrichtung mäanderförmig verlaufend ausgestaltet ist bzw. in Form eines Mäanders ausgebildet ist. Unter einem Mäander wird hier eine geometrische Ausprägung verstanden, die an Mäander eines Flusses erinnert, wobei die besagte Bezeichnung für eine Flussschlinge in einer Abfolge von solchen, wie sie sich in Abschnitten mit geringem Sohlgefälle und gleichzeitig transportiertem Geschiebe (Sand, Kies, Steine) bilden.The object of the invention is achieved in a generic planet carrier according to the invention in that the connecting piece is designed to extend meandering in the circumferential direction or is formed in the form of a meander. A meander is understood here to mean a geometric expression that is reminiscent of a meander of a river, the said designation for a river loop in a sequence of those that form in sections with a low bottom slope and at the same time transported bedding (sand, gravel, stones) ,
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained below.
So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verbindungsstück in Umfangsrichtung Z-förmig oder S-förmig ist. Durch eine Z- bzw. S-Form weist der Verbindungssteg im Vergleich zu massiv ausgebildeten Verbindungsstegen, bspw. in Form von viereckigen Platten, Aussparungen auf, wodurch Material eingespart wird.Thus, it has proved to be advantageous if the connecting piece in the circumferential direction is Z-shaped or S-shaped. By a Z- or S-shape of the connecting web in comparison to solid connecting webs, for example. In the form of square plates, recesses, whereby material is saved.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verbindungsstück einen Verbindungssteg aufweist, welcher zwischen den Trägerwangen schräg orientiert angeordnet ist. Dadurch sind die Verbindungsstellen zwischen dem Verbindungsstück und der jeweiligen Trägerwange in Umfangrichtung gesehen zueinander versetzt, wodurch die Lasteinleitungspunkte bzw. Lastübertragungspunkte versetzt zueinander angeordnet sind.For this it has proven to be advantageous if the connecting piece has a connecting web, which is arranged obliquely oriented between the support cheeks. As a result, the connection points between the connecting piece and the respective beam cheek are offset in the circumferential direction to each other, whereby the load application points or load transfer points are arranged offset from one another.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn auch die Trägerwangen jeweils Aussparungen / Freimachungen aufweisen, die korrespondierend / kooperierend, d.h. in Umfangsrichtung gesehen an der gleichen Position, zu einer jeweiligen Einbuchtung des mäanderförmigen Verbindungsstücks angeordnet sind. Diese Aussparungen in den Trägerwangen tragen ebenso wie die Einbuchtungen im Verbindungsstück dazu bei, dass Material und somit Gewicht eingespart wird, wodurch sich auch die Massenträgheit reduziert. Moreover, it is advantageous if the carrier cheeks also each have recesses / frankings which correspond / cooperate, i. seen in the circumferential direction at the same position, are arranged to a respective indentation of the meandering connector. These recesses in the carrier cheeks, as well as the indentations in the connecting piece, contribute to saving material and thus weight, as a result of which the mass inertia is also reduced.
Die Positionierung der Einbuchtungen des mäanderförmigen Verbindungsstücks ist vorteilhafterweise alternierend, d.h. abwechselnd zur einen oder zur anderen Trägerwange hin angeordnet, das bedeutet in Umfangsrichtung versetzt zueinander. Dadurch entsteht ein asymmetrischer Aufbau, welcher für eine Lastverteilung und dadurch für die Lebensdauer des Planetenträgers günstiger ist.The positioning of the recesses of the meander-shaped connecting piece is advantageously alternating, that is arranged alternately to one or the other beam cheek, the means offset in the circumferential direction to each other. This results in an asymmetric structure, which is cheaper for a load distribution and thus for the life of the planet carrier.
Zur Verbindung / Anbindung der Trägerwangen an das Verbindungsstück ist es von Vorteil, wenn eine Rückseite einer Einbuchtung, die einer Trägerwange zugewandt ist, als Verbindungsstelle / Anschlussstelle für das Verbindungsstück an die andere Trägerwange dient. Die Rückseite ist dabei diejenige Seite, die bei der Einbringung der Einbuchtung in das Verbindungsstück „stehen bleibt“. Somit begrenzt sie die Größe bzw. Tiefe der Einbuchtung und ist der Trägerwange, welche der Einbuchtung zugewandt ist, abgewandt.For connection / connection of the carrier cheeks to the connecting piece, it is advantageous if a rear side of a recess, which faces a carrier cheek, serves as a connection point / connection point for the connecting piece to the other carrier cheek. The back is the side that "stops" when inserting the indentation in the connector. Thus, it limits the size or depth of the indentation and is the support cheek, which faces the indentation, facing away.
Ebenfalls zur Reduzierung des Gewichts und der Massenträgheit vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger, hier für die Aufnahme von drei Planeten, eine dreieckähnliche Außenkontur / Außenform aufweist. Allgemein bedeutet das, dass es für die Gewichtsreduzierung und/oder der Reduzierung der Massenträgheit von Vorteil ist, wenn die Außenkontur / Außenform des Planetenträgers möglichst nah an die durch die Position der zur Aufnahme der Planetenräder vorbereiteten Aufnahmelöcher angepasst ist. Diese sind in der Regel über den Umfang der Trägerwangen gleichverteilt, d.h., im Fall von drei Aufnahmelöchern sind diese jeweils mit einem Winkel von 120° zueinander beabstandet.It is also advantageous for reducing the weight and the mass inertia if the planet carrier, here for the reception of three planets, has a triangular-like outer contour / outer shape. In general, this means that it is advantageous for weight reduction and / or reduction of the mass inertia if the outer contour / outer shape of the planet carrier is adjusted as close as possible to the receiving holes prepared by the position of the planetary gears. These are usually evenly distributed over the circumference of the support cheeks, that is, in the case of three receiving holes, these are each spaced at an angle of 120 ° to each other.
Im Sinne des Leichtbaus ist es von Vorteil, wenn die Trägerwangen und/oder das Verbindungsstück als etwa spanlos gefertigte, bspw. gestanzte Blechteile ausgebildet sind. Darüber hinaus ist die Verwendung von Gleichteilen, wie bspw. die beiden Trägerwangen, von Vorteil, um Kosten einsparen zu können. Durch das mäanderförmige Verbindungsstück und die daraus resultierenden versetzt zueinander angeordneten Verbindungsstellen mit den jeweiligen Trägerwangen ist die Verwendung von Gleichteilen trotz eines asymmetrischen Gesamtaufbaus des Planetenträgers möglich.For the purposes of lightweight construction, it is advantageous if the support cheeks and / or the connecting piece are formed as sheet metal parts which are approximately chipless, for example punched sheet metal parts. In addition, the use of identical parts, such as, for example, the two beam cheeks, advantageous to save costs. Due to the meander-shaped connecting piece and the resulting offset from each other arranged connection points with the respective beam cheeks, the use of identical parts despite an asymmetric overall construction of the planet carrier is possible.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug, wie ein Pkw, Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem erfindungsgemäßen Planetenträger.Furthermore, the invention also relates to a planetary gear for a motor vehicle, such as a car, truck or other commercial vehicle, with a sun gear, a ring gear and a planet carrier according to the invention.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Herstellungsverfahren für einen Planetenträger, wobei Trägerwangen, die als Blechteile ausgebildet sind, in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet werden und über mindestens ein Verbindungsstück, vorzugsweise mehrere, über den Umfang der Trägerwangen gleichverteilte Verbindungsstücke, welches zwischen den beiden Trägerwangen angeordnet wird, drehfest miteinander verbunden werden, indem das Verbindungsstück an vorbereiteten Verbindungsstellen, an denen das Verbindungsstück mit jeweils einer der Trägerwangen in Kontakt ist, verschweißt wird.Furthermore, the present invention also relates to a manufacturing method for a planet carrier, wherein carrier cheeks, which are formed as sheet metal parts, are arranged in two mutually parallel planes and at least one connecting piece, preferably a plurality of equally distributed over the circumference of the carrier cheeks connecting pieces, which between the two support cheeks is arranged rotatably connected to each other by the connecting piece at prepared joints, where the connecting piece is in contact with each one of the support cheeks, is welded.
Darüber hinaus sind auch Varianten des Planetenträgers denkbar, die wie folgt ausgebildet sein können:
Eine mögliche Abwandlung des Planetenträgers sieht vor, dass die Trägerwangen so lastorientiert gestaltet sind, dass in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Ausklinkungen am Rand vorhanden sind.In addition, variants of the planet carrier are conceivable, which may be formed as follows:
A possible modification of the planet carrier provides that the support cheeks are designed so load-oriented that in the circumferential direction offset from each other arranged notches are present at the edge.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die für einen Planetenbolzen vorgesehenen Aufnahmelöcher beider Trägerwangen miteinander fluchten. Das bedeutet, die Lochbilder der Trägerwangen liegen einander gegenüber, damit der jeweilige Planetenbolzen durch beide Trägerwangen hindurchgesteckt werden kann und dort vorzugsweise mittels einer Presspassung aufgenommen ist.In this case, it is advantageous if the receiving holes provided for a planet pin of both carrier cheeks are aligned with one another. This means that the hole patterns of the carrier cheeks are opposite each other, so that the respective planet pins can be inserted through both carrier cheeks and there is preferably received by means of a press fit.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Ausklinkungen der Trägerwangen zu einer Ebene, welche mittig zwischen und parallel zu den Trägerwangen positioniert ist, spiegelverkehrt zueinander ausgerichtet sind. Das bedeutet, dass die Ausklinkungen der einen Trägerwange in die zu den Ausklinkungen der anderen Trägerwange entgegengesetzte Richtung orientiert sind. Furthermore, it is advantageous if the notches of the carrier cheeks are aligned mirror-symmetrically to a plane which is positioned centrally between and parallel to the carrier cheeks. This means that the notches of a support cheek are oriented in the direction opposite to the notches of the other beam cheek direction.
Für die Ausklinkungen ist es von Vorteil, dass sie eine hakenähnliche oder schaufelähnliche Form aufweisen, die durch dreieckähnliche Aussparungen in der Trägerwange ausgebildet ist. Dabei entsteht für die Trägerwangen eine Geometrie, die an ein Schaufel- und/oder Turbinenrad erinnert.For the notches, it is advantageous that they have a hook-like or blade-like shape, which is formed by triangular-like recesses in the support cheek. This creates a geometry for the support cheeks, which is reminiscent of a blade and / or turbine wheel.
Ferner ist es von Vorteil, wenn jede Trägerwange eine dreieckähnliche Außenkontur besitzt. Somit kann Material und dadurch Gewicht eingespart werden, indem die Außenkontur der Trägerwange an den Bereichen verschlankt wird, die lediglich zu einer Massen- bzw. Gewichtserhöhung dienen, jedoch keiner (weiteren) Funktion, wie bspw. der Aufnahme von Bohrungen oder als Verbindungsstellen zu anderen Bauteilen, dienen.Furthermore, it is advantageous if each support cheek has a triangular-like outer contour. Thus, material and thus weight can be saved by the outer contour of the beam cheek is slimmed at the areas that serve only to an increase in mass or weight, but no (further) function, such as the inclusion of holes or as junctions to others Components, serve.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die dreieckähnliche Außenkontur der Trägerwangen durch drei gerade Seitenflanken ausgebildet ist, die mittels Radien (abgerundeten Ecken) miteinander verbunden sind. Die abgerundeten Ecken dienen der Massen- und Gewichtseinsparung, da die spitzen Ecken Bereich darstellen, die keinerlei Funktion übernehmen, aber die Masse und das Gewicht und somit auf die Massenträgheit des Planetenträgers erhöhen.For this it has proven to be advantageous if the triangular-like outer contour of the support cheeks is formed by three straight side flanks, which are interconnected by means of radii (rounded corners). The rounded corners serve to save mass and weight, as the sharp corners represent area that take no function, but increase the mass and weight and thus on the inertia of the planet carrier.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die dreieckähnlichen Aussparungen radial nach innen weisend an den geraden Seitenflanken, vorzugsweise außermittig, angeordnet sind. Dadurch entsteht eine schaufelradähnliche und asymmetrische Gesamtgeometrie für die jeweilige Trägerwange. Furthermore, it is advantageous if the triangular-like recesses are arranged pointing radially inwards on the straight side flanks, preferably off-center. This creates a Schaufelradähnliche and asymmetric overall geometry for the respective beam cheek.
Aufgrund der Gesamtgeometrie des Planetenträgers ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmelöcher radial innerhalb des Bereichs der die geraden Seitenflanken verbindenden Radien angeordnet sind. Dadurch kann die Außenkontur des Planetenträgers optimal an die radial innenliegenden Formen, Konturen und/oder Aussparungen angepasst werden.Due to the overall geometry of the planetary carrier, it is advantageous if the receiving holes are arranged radially within the region of the radii connecting the straight side edges. As a result, the outer contour of the planet carrier can be optimally adapted to the radially inner shapes, contours and / or recesses.
Zur Gewichtseinsparung ist es weiter von Vorteil, wenn das Verbindungsstück Einbuchtungen aufweist, welche so ausgebildet sind, dass der Verbindungssteg in Umfangsrichtung gesehen Z-förmig ausgebildet ist.To save weight, it is also advantageous if the connecting piece has recesses, which are formed so that the connecting web is formed Z-shaped seen in the circumferential direction.
Um eine gleichbleibende Steifigkeit gewährleisten zu können, ist es von Vorteil, wenn die dreieckähnliche Aussparung an den geraden Seitenflanken der Trägerwangen so positioniert und ausgebildet sind, dass sie ein Spiegelbild der jeweiligen Einbuchtung des Verbindungsstücks darstellt, gespiegelt an einer Ebene, welche sich entlang der Winkelhalbierenden zwischen der jeweiligen Trägerwange und dem Verbindungsstück erstreckt. In order to ensure a constant rigidity, it is advantageous if the triangular-like recess on the straight side edges of the carrier cheeks are positioned and formed such that it represents a mirror image of the respective indentation of the connector, mirrored on a plane which extends along the bisector extends between the respective support cheek and the connecting piece.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die zwei Trägerwangen als Gleichteile ausgebildet sind. Dadurch können Kosten eingespart werden.Furthermore, it is advantageous if the two carrier cheeks are designed as identical parts. This can save costs.
Insbesondere bezüglich der Geometrien der Einbuchtungen und Aussparungen sind folgende Ausprägungen denkbar:
Eine Einbuchtung des Verbindungsstücks weist vorteilhafterweise dieselbe Erstreckung in Umfangsrichtung auf wie eine Aussparung am Rand einer der beiden Trägerwangen und geht hierbei in die Aussparung über.In particular with regard to the geometries of the indentations and recesses, the following variants are conceivable:
An indentation of the connecting piece advantageously has the same extent in the circumferential direction as a recess on the edge of one of the two carrier cheeks and in this case passes into the recess.
Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Einbuchtung und die Aussparung überstandslos ineinander übergehen, d.h. sie beginnen und enden in der Umfangrichtung an gleicher Stelle. In this case, it is particularly advantageous if the indentation and the recess merge into each other without any hindrance, i. they begin and end in the same direction in the circumferential direction.
Das überstandslose ineinander Übergehen ist von Vorteil, wenn eine Einbuchtung mit je einer Aussparung kooperiert. Dadurch entsteht eine einzelne (zusammenhängende) Öffnung, welche der Gewichtseinsparung dient.The supremacy merging is advantageous when a recess cooperates with a respective recess. This creates a single (continuous) opening, which serves to save weight.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Einbuchtung ein Spiegelbild der Aussparung ist, gespiegelt an einer Ebene, die sich entlang der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen der jeweiligen Trägerwange und dem Verbindungsstück erstreckt.For this it has been found to be advantageous if the indentation is a mirror image of the recess, mirrored on a plane which extends along the bisector of the angle between the respective support cheek and the connecting piece.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass das Gewicht und die Massenträgheit des Planetenträgers bei gleichbleibender Steifigkeit reduziert werden. Dies wird insbesondere durch einen Planetenträger umgesetzt, welcher mäanderförmige Verbindungsstücke zwischen beliebigen Trägerwangen aufweist.In other words, the invention is that the weight and the inertia of the planet carrier are reduced while maintaining rigidity. This is implemented in particular by a planet carrier, which has meander-shaped connecting pieces between any carrier cheeks.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of figures. Hereby show:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
Jede Trägerwange
Die Trägerwangen
Insbesondere mit Bezug zu
Radial innerhalb der Radien
Die Aussparungen
Wenn bspw. die Ausklinkungen
Insbesondere in
Dabei entspricht die Geometrie bzw. Kontur der Einbuchtung
Eine Rückseite
Die große Durchgangsöffnung
In
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetenträger planet carrier
- 22
- Trägerwange support flange
- 33
- Trägerwange support flange
- 44
- Verbindungsstück joint
- 55
- Aufnahmeloch receiving hole
- 66
- große Durchgangsöffnung large passage opening
- 77
- Nabe hub
- 88th
- Seitenflanke side flank
- 99
- Radius radius
- 1010
- Aussparung recess
- 1111
- Seite (Kathete) Side (catheter)
- 1212
- Seite (Kathete) Side (catheter)
- 1313
- rückseitige Flanke back flank
- 1414
- Seite (Hypotenuse) Page (hypotenuse)
- 1515
- Flanke flank
- 1616
- Innenseite inside
- 1717
- schaufel- bzw. hakenförmige Geometrie Shovel or hook-shaped geometry
- 1818
- Ausklinkung notch
- 1919
- Einbuchtung indentation
- 2020
- Öffnung opening
- 2121
- Rückseite back
- 2222
- Anschlussstelle junction
- 2323
- Verbindungssteg connecting web
- 2424
- Anschlussflansch flange
- AA
- Rotationsachse axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- KR 101272480 B1 [0003] KR 101272480 B1 [0003]
- EP 1122466 B1 [0004] EP 1122466 B1 [0004]
- DE 102014204328 A1 [0005] DE 102014204328 A1 [0005]
- DE 102014217396 B4 [0005] DE 102014217396 B4 [0005]
- DE 102011076277 A1 [0005] DE 102011076277 A1 [0005]
- DE 102014208003 A1 [0005] DE 102014208003 A1 [0005]
Claims (10)
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication |