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Die
Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung
für ein
Lenksystem eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und ein Lenksystem mit einer Überlagerungsvorrichtung.
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Eine
derartige Überlagerungsvorrichtung
ist aus der
DE 197
23 358 A1 bereits bekannt. Diese Überlagerungsvorrichtung weist
ein als Planetengetriebe ausgeführtes Überlagerungsgetriebe
auf, dessen erster Getriebeeingang mit dem Lenkrad und dessen zweiter
Getriebeeingang mit einem Elektromotor verbunden sind.
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Ferner
offenbart die Deutsche Patentschrift 347104 die grundsätzliche
Möglichkeit
Zähne eines Zahnrades
mit konkaven Zahnflanken oder konvexen Zahnflanken auszuformen,
um einen glatten, geräuschlosen
und stoßfreien
Eingriff zu erreichen.
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Ausgehend
vom gattungsgemäßen Stand der
Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Überlagerungsvorrichtung
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Überlagerungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das
gattungsgemäße Überlagerungsgetriebe
ist erfindungsgemäß dadurch
weitergebildet, dass der mit dem Lenkrad verbundene zweite Getriebeeingang
von einem ersten Hohlrad und der mit dem Lenkgetriebe verbundene
Getriebeausgang von einem zweiten Hohlrad gebildet sind. Bei dieser
Ausgestaltung des Überlagerungsgetriebes
der Überlagerungsvorrichtung
kann eine sehr kompakte Bauform mit geringem axialem Bauraumbedarf
realisiert werden.
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Des
Weiteren weisen die Planetenradzähne der
Außenverzahnung
des Planetenrades einen verbreiteten Abschnitt auf. An den Sonnenradzähnen der
Außenverzahnung
des Sonnenrades und/oder im Bereich der Hohlradzähne der Innenverzahnungen der
beiden Hohlräder
ist ein Aufnahmebereich gebildet bzw. vorgesehen, der mit dem verbreiteten
Abschnitt der Planetenradzähne
zusammenarbeitet. Bei einer Drehung des wenigstens einem Planetenrades gelangt
der verbreitete Abschnitt des eingreifenden Planetenradzahnes in
Eingriff mit dem Aufnahmebereich, wodurch das wenigstens eine Planetenrad
relativ zum Sonnenrad bzw. den beiden Hohlrädern in axialer Richtung in
einer gewünschten
Position gehalten wird. Des Weiteren können durch den allmählichen
Zeiteingriff aufgrund der Gestaltung der Verzahnungen Geräusche reduziert
werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Überlagerungsvorrichtung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Vorteilhafterweise
nimmt die breite der Planetenradzähne von ihrer Mitte aus in
Axialrichtung des Planetenrades gesehen zu beiden Planetenzahnendbereichen
hin kontinuierlich ab, so dass im Bereich der Mitte der Planetenradzähne der
verbreitete Abschnitt gebildet ist. Dadurch sind die Zahnflanken
der Planetenradzähne
sozusagen konvex ballig ausgeformt. Die Breite der Planetenradzähne in Umfangsrichtung
des Planetenrades gesehen nimmt ausgehend von der Mitte der Planetenradzähne zu den
beiden axialen Planetenzahnendbereichen hin ab. Eine derartige Ausgestaltung
der Planetenradzähne
ist auf einfache Weise herstellbar.
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Alternativ
hierzu besteht auch die Möglichkeit,
dass der verbreitete Abschnitt der Planetenradzähne von einem Vorsprung mit
insbesondere konstanter Breite gebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch
erreicht werden, dass lediglich die beiden axialen Planetenzahnendbereiche
mit einer geringeren Breite versehen werden als der zwischen ihnen liegende
mittlere Erstreckungsabschnitt des jeweiligen Planetenradzahns.
Beispielsweise können
die Planetenzahnendbereiche an ihren beiden Zahnflanken zur Verringerung
der Breite mit einer Art Fase versehen werden.
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Der
Aufnahmebereich kann an den Sonnenradzähnen vorgesehen sein. Bei einer
ersten Ausführungsform
wird der Aufnahmebereich dadurch gebildet, dass die Breite der Sonnenradzähne von
ihrer Mitte aus in Axialrichtung des Sonnenrades gesehen zu beiden
Sonnenzahnendbereichen hin zunimmt und insbesondere kontinuierlich
zunimmt. Mithin sind die Zahnflanken der Sonnenradzähne sozusagen konkav
ausgeformt, so dass die Breite der Sonnenradzähne in Umfangsrichtung des
Sonnenrades gesehen in der Mitte am geringsten ist und in Axialrichtung
zu beiden Sonnenzahnendbereichen hin zunimmt. Diese Ausgestaltung
der Sonnenradzähne kann
insbesondere dann vorgesehen sein, wenn die Planetenradzähne konvex
ausgeformte Zahnflanken aufweisen.
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Eine
zweite Ausgestaltungsmöglichkeit
der Sonnenradzähne
zur Bildung eines Aufnahmebereichs besteht darin, dass die Sonnenradzähne eine Ausnehmung
mit insbesondere konstanter Breite oder eine Zahndurchbrechung aufweisen.
Dabei können
die beiden Zahnflanken der Sonnenradzähne jeweils eine solche Ausnehmung
aufweisen oder die Sonnenradzähne
können
zur Bildung des Aufnahmebereichs vollständig durchbrochen sein. Vor
allem die Zahndurchbrechung ist verhältnismäßig einfach und kostengünstig herzustellen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steht die Außenverzahnung
des wenigstens einen Planetenrades mit den Innenverzahnungen beider
Hohlräder
in Eingriff. Dabei können
die beiden Hohlräder
axial unter Bildung eines Spalts nebeneinander liegend angeordnet
sein, wobei der Spalt Bestandteil des Aufnahmebereichs ist. Beim
Eingreifen der Außenverzahnung
des Planetenrades in die beiden Innenverzahnungen der Hohlräder ist
der verbreiterte Abschnitt der Planetenradzähne dem Spalt zwischen den
Zähnen
der Innenverzahnungen der Hohlräder
zugeordnet, so dass das wenigstens eine Planetenrad in Axialrichtung
in etwa mittig zwischen den beiden Hohlrädern positioniert gehalten
werden kann.
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Alternativ
oder zusätzlich
hierzu besteht auch die Möglichkeit,
dass die Hohlradzähne
des ersten und/oder zweiten Hohlrades an ihrem dem jeweils anderen
Hohlrad benachbarten axialen Hohlradzahnendbereich eine Verjüngung aufweisen,
die gegenüber
wenigstens einem weiteren Abschnitt des gleichen Hohlradzahns eine
verringerte Breite aufweist. Diese Verjüngung des Hohlradzahns bzw.
der Hohlradzähne
ist dabei Bestandteil des Aufnahmebereichs und mithin dem verbreiterten
Abschnitt der Platenradzähne
des wenigstens einen Planetenrades zugeordnet, so dass durch den
Spalt zwischen den beiden Hohlrädern
und/oder die Verjüngung
der Hohlradzähne
zumindest eines der beiden Hohlräder auf
einfache Weise der Aufnahmebereich realisiert werden kann.
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Im
Folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische, Blockschaltbild artige Darstellung eines Lenksystems
mit einer Überlagerungsvorrichtung,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
einer Überlagerungsvorrichtung
in schematischer, Blockschaltbild artiger Darstellung,
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3 das
Ausführungsbeispiel
der Überlagerungsvorrichtung
nach 2 in einer geschnittenen schematischen Darstellung,
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4a–c eine
Ausführungsform
eines Planetenrades mit ballig geformten Zähnen
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5a,
b eine abgewandelte Ausführung des
Planetenrades nach 4a–c,
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6a–c eine
schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit
der Verzahnungsformen des Überlagerungsgetriebes,
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7a,
b eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit
der Verzahnungsformen des Überlagerungsgetriebes und
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8a–c eine
schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit
der Verzahnungsformen des Überlagerungsgetriebes.
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In 1 ist
ein Lenksystem 5 mit einer Überlagerungsvorrichtung 6 eines
nicht näher
dargestellten Fahrzeugs gezeigt. Die Überlagerungsvorrichtung 6 weist
ein Überlagerungsgetriebe 7 und
einen ansteuerbaren, die Stelleinrichtung bildenden Elektromotor 8 auf,
der über
ein Antriebselement 9 mit einem ersten Getriebeeingang 10 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden
ist.
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Ein
Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über eine
Lenkradwelle 14 mit einem zweiten Getriebeeingang 15 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden. Das Überlagerungsgetriebe 7 überlagert
die Drehbewegung des Antriebselements 9 am ersten Getriebeeingang 10 und
die Drehbewegung der Lenkradwelle 14 am zweiten Getriebeeingang 15 zu
einer überlagerten
Drehbewegung an einem Getriebeausgang 16, der über eine
Ausgangswelle 17 mit einem Lenkgetriebe 18 des
Lenksystems 5 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 18 lenkt
die lenkbaren Fahrzeugräder 19 zur
Einstellung eines Lenkwinkels in Abhängigkeit von der durch die
Ausgangswelle 17 an das Lenkgetriebe 18 übermittelten überlagerten
Drehbewegung aus. Somit kann an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 durch
die Drehung des Lenkrades 13 und/oder durch den Betrieb
des Elektromotors 8 ein Lenkwinkel eingestellt werden.
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Das
Lenksystem 5 weist ferner einen Lenkwinkelsensor 20 auf,
der eine mit dem Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 korrelierende Lenkwinkelgröße a erfasst
und an eine Steuereinheit 21 übermittelt. Als Lenkwinkelgröße a kommt
beispielsweise die Position einer nicht näher dargestellten Zahnstange
des Lenkgetriebes 18 in Betracht. Es versteht sich, dass
der Lenkwinkel auch direkt gemessen werden kann. Über die
Steuereinheit 21 kann die Überlagerungsvorrichtung 6 und
insbesondere der Elektromotor 8 der Überlagerungsvorrichtung 6 angesteuert
werden, um einen gewünschten Lenkwinkel
einzustellen. Dadurch, dass die Lenkwinkelgröße a erfasst wird, kann über die
Steuereinheit 21 eine Lenkwinkelregelung realisiert werden.
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Das Überlagerungsgetriebe 7 ist
als 3-Wellen-Planetengetriebe ausgebildet. Die drei Getriebewellen
des Planetengetriebes sind der erste Getriebeeingang 10,
der zweite Getriebeeingang 15 und der Getriebeausgang 16.
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Ein
derartiges Lenksystem 5 mit Überlagerungsvorrichtung 6 kann
den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 unabhängig von
der Stellung des Lenkrads 13 durch den Betrieb des Elektromotors 8 variieren.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit,
fahrerunabhängige
Lenkeingriffe durchzuführen. Beispielsweise
ist es möglich,
den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 zur Stabilisierung
des Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen zu verändern. Mittels
der Überlagerungsvorrichtung 6 kann ferner
die Lenkübersetzung
zwischen Lenkradwinkel am Lenkrad 13 und Lenkwinkel an
den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 parameterabhängig und
insbesondere abhängig
von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
eingestellt werden.
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In
den 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel
einer Überlagerungsvorrichtung 7 dargestellt,
das nachfolgend näher
beschrieben wird.
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Die
Lenkradwelle 14 ist mit einem ersten Hohlrad 30 des Überlagerungsgetriebes 7 drehfest verbunden,
das den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt. Ein den Getriebeausgang 16 bildendes
zweites Hohlrad 31 des Überlagerungsgetriebes 7 ist
drehfest mit der Ausgangswelle 17 verbunden.
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Der
erste Getriebeeingang 10 des Überlagerungsgetriebes 7 ist
von einem Sonnenrad 32 gebildet, das konzentrisch zu den
beiden Hohlrädern 30, 31 des Überlagerungsgetriebes 7 angeordnet
ist und durch die Antriebswelle 9 vom Elektromotor 8 angetrieben
werden kann. Das Sonnenrad 32 wird konzentrisch um eine
Drehachse angetrieben, die der Längsachse
der Antriebswelle 9 entspricht. Hierfür ist der Rotor 33 des
Elektromotors 8 über
die Antriebswelle 9 drehfest mit dem Sonnenrad 32 verbunden.
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Die
Antriebswelle 9 ist als Hohlwelle gestaltet, die die Lenkradwelle 14 im
Bereich eines Lenkradwellenabschnitts 35 koaxial umschließt. Der
Rotor 33, die hohlwellenartige Antriebswelle 9 und
das Sonnenrad 32 sind somit um den Lenkradwellenabschnitt 35 der
Lenkradwelle 14 drehbar gelagert. Der Elektromotor 8 kann
daher als Hohlwellenmotor bezeichnet werden. Der Stator 36 des
Elektromotors 25 ist dabei Karosserie fest angeordnet und
beispielsweise am Fahrzeugaufbau 37 befestigt, wie dies
in 2 schematisch angedeutet ist. Dadurch entstehen
am Lenkrad 13 beim Beschleunigen oder Verzögern des
Rotors 33 keine Kraft- oder Momentenrückwirkungen – diese
werden vom Fahrzeugaufbau 37 aufgenommen.
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Zwischen
dem Sonnenrad 32 und den beiden Hohlrädern 30, 31 des Überlagerungsgetriebes 7 sind
mehrere und beispielsgemäß drei Planetenräder 41 über den
Umfang verteilt angeordnet, deren Außenverzahnungen 42 zum
einen mit den Innenverzahnungen 43 der beiden Hohlräder 30, 31 und
zum anderen mit der Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 in Eingriff stehen.
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Das Überlagerungsgetriebe 7 weist
keinen Planetenradträger
auf. Die Planetenräder 41 sind ohne
eine jeweilige Drehlagerung nur durch die beiden Hohlräder 30, 31 und
das Sonnenrad 32 gehalten bzw. gelagert, so dass sie sozusagen
lose zwischen den beiden Hohlrädern 30, 31 und
dem Sonnenrad 32 eingesetzt sind.
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Die Überlagerungsvorrichtung 6 arbeitet
wie folgt: Beim Drehen des Lenkrades 13 wird das erste Hohlrad 30 gedreht.
Der Elektromotor 8 erzeugt ein Gegenmoment, das das Sonnenrad 32 festhält. Dadurch
wälzen
die Planetenräder 41 auf
dem Sonnenrad 32 ab und das zweite Hohlrad 31 wird
gedreht. Auf diese Weise erfolgt die Übertragung der am Lenkrad 13 durchgeführten Lenkbewegung
zum Lenkgetriebe 18 und damit auf die lenkbaren Fahrzeugräder 19.
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Wird
der Elektromotor 8 betrieben, erfolgt dadurch eine Rotation
des Sonnenrades 32. Die Planetenräder 41 wälzen sich
dabei im ersten Hohlrad 30 und im zweiten Hohlrad 31 ab.
Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Zähnen bzw. der unterschiedlichen
Profilverschiebungen der Innenverzahnungen 43 der Hohlräder 30, 31 wird
das zweite Hohlrad 31 gegenüber dem ersten Hohlrad 30 verdreht
wodurch unabhängig
von der Drehstellung des Lenkrades 13 eine Lenkwinkeländerung
bewirkt wird.
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Aus 3 ist
die kompakte Bauform des Überlagerungsgetriebes 7 bzw.
der Überlagerungsvorrichtung 6 zu
erkennen. Die beiden Hohlräder 30, 31 sind
axial nebeneinander liegend angeordnet und weisen im Wesentlichen
denselben Innendurchmesser auf. Zwischen den beiden Innenverzahnungen 43 der
Hohlräder 30, 31 ist
ein Spalt 50 gebildet, auf den später noch näher eingegangen wird.
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Die
Ausgangswelle 17 ist drehfest mit einer radial abstehenden
ersten Wandung 51 verbunden, die das Überlagerungsgetriebe 7 in
der Axialrichtung zum Lenkgetriebe 18 hin abschließt. Im radial äußeren Endbereich
der Wandung 51 ist ein ringförmiger Stegabschnitt 52 vorgesehen,
der drehbar auf dem ersten Hohlrad 30 gelagert ist und
sich mithin auf dem ersten Hohlrad 30 abstützt. Der
Stegabschnitt 52 umgreift somit das erste Hohlrad 30.
Radial innen liegend ist am Stegabschnitt 52 das zweite
Hohlrad 31 drehfest angeordnet. Im Wesentlichen parallel
zur ersten Wandung 51 ist eine zweite Wandung 53 vorgesehen,
die am der ersten Wandung 51 entgegen gesetzten Ende des
Stegabschnitts 52 ansetzt und sich ausgehend hiervon radial
nach innen in Richtung der Lenkradwelle 14 bzw. der Antriebswelle 9 erstreckt
und das Überlagerungsgetriebe 7 in
die Axialrichtung zum Elektromotor 8 hin begrenzt.
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Das
erste Hohlrad 30 ist über
ein kreisförmiges
Plattenteil 54 drehfest mit der Lenkradwelle 14 verbunden.
Das Plattenteil 54 ist am dem Lenkrad 13 entgegen
gesetzten Ende der Lenkradwelle 14 angeordnet und ragt
radial von der Lenkradwelle 14 weg, wobei es sich mit geringem
Abstand benachbart zur ersten Wandung 51 erstreckt.
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Um
die Zahnräder
des Überlagerungsgetriebes 7 in
der gewünschten
Relativposition zueinander zu halten und einen verbesserten Zahneingriff
der Zahnräder
untereinander zu erreichen, weisen die Planetenradzähne 60 der
Außenverzahnung 42 des wenigstens
einen Planetenrades 41 einen zentralen, verbreiterten Abschnitt 61 auf.
Die Breite des verbreiterten Abschnitts 61 in Umfangsrichtung
des Planetenrades 41 gesehen ist größer als die Breite der beiden
axialen Planetenzahnendbereiche 62.
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Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
des Planetenrades 41 gemäß der 4a bis 4c ist dies
dadurch erreicht, dass die Planetenradzähne 60 konvex nach
außen
gewölbte,
ballige Zahnflanken aufweisen, so dass die Planetenradzähne 60 in
der Mitte ihrer axialen Erstreckungsrichtung gesehen die größte Breite
aufweisen, die zu beiden axialen Planetenzahnendbereichen 62 hin
kontinuierlich abnimmt, wie dies in der räumlichen Darstellung des Planetenrades 41 gemäß 4a und
in der Draufsicht auf den Planetenradzahn 60 in der 4c dargestellt
ist.
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4b zeigt
einen Radialschnitt des Planetenrades 41. Da zur Herstellung
der Planetenradzähne 60 üblicherweise
kegelförmig
konturierte Werkzeuge verwendet werden und diese zur Reduzierung der
Breite der Planetenradzelle 60 in den beiden Planetenzahnendbereichen 62 tiefer
in Richtung zum Mittelpunkt des Planetenrades 41 hin geschoben werden,
entsteht ein in Axialrichtung des Planetenrades 41 gewölbter Planetenradfußkreis 65.
Auch der Planetenradwälzkreis 66 ist
in Axialrichtung des Planetenrades 41 gewölbt.
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In
den 5a und 5b ist
ein geringfügig abgewandeltes
Ausführungsbeispiel
für die
Ausformung der Planetenradzähne 60 dargestellt.
Im Unterschied zur 4 nimmt die Breite
der Planetenradzähne 60 zu
den beiden Planetenzahnendbereichen 62 nicht kontinuierlich
ab, sondern die Planetenradzähne 60 weisen
einen verbreiterten Abschnitt 61 mit konstanter Breite
auf. An diesen verbreiterten Abschnitt 61 mit konstanter
Breite schließen
sich die beiden axialen Planetenzahnendbereiche 62 an,
deren Breite ausgehend vom verbreiterten Abschnitt 61 axial
nach außen
hin abnimmt. Die Planetenradzähne
sind sozusagen angefast. Wie dies im Radialschnitt des Planetenrades 41 in 5a zu
sehen ist, ergibt sich bei dieser Ausführungsform entsprechend der
Kontur der Planetenradzähne 60 ein
Planetenradfußkreis 65,
dessen Radius im Bereich des verbreiterten Abschnitts 61 konstant
ist und dann im Bereich der beiden Planetenzahnendbereiche 62 abnimmt.
Der Planetenzahnwälzkreis 66 ergibt
sich entsprechend hierzu.
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Die 6a zeigt
eine schematische Teildarstellung der beiden Hohlräder 30, 31,
des Planetenrades 41 und des Sonnenrades 32 im
Radialschnitt. Das Planetenrad 41 entspricht der Ausführung gemäß 4. In 6b ist
nochmals die Draufsicht auf einen der Planetenradzähne 60 gezeigt.
Zusätzlich zu
den Planetenradzähnen 60 sind
auch die Sonnenradzähne 70 der
Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 in ihrer axialen Erstreckungsrichtung konturiert,
derart, dass ein Aufnahmebereich 71 gebildet ist, der mit
dem verbreiterten Abschnitt 61 der Planetenradzähne 60 zusammen
wirkt. Dabei ist der Aufnahmebereich 71 dem verbreiterten
Abschnitt 61 zugeordnet und dient zu dessen Aufnahme. Auf
diese Weise wird durch das Ineinandergreifen der Außenverzahnung 42 des
Planetenrades 41 und der Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 die Relativposition zwischen Sonnenrad 32 und
Planetenrad 41 in deren Axialrichtung vorgegeben und eingehalten.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 6a und 6c sind
die Zahnflanken der Sonnenradzähne 70 des
Sonnenrades 32 konkav ballig ausgeformt, so dass die Breite
der Sonnenradzähne 70 von
ihrer jeweiligen Mitte aus in Axialrichtung des Sonnenrades 32 gesehen
zu beiden axialen Sonnenzahnendbereichen 72 hin kontinuierlich
zunimmt.
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Im
Gegensatz zum Planetenrad 41 ergibt sich bei einer Herstellung
mit einem kegeligen Werkzeug dann ein Sonnenzahnfußkreis 75,
dessen Radius axial gesehen in der Mitte des Sonnenrades 32 am
kleinsten ist und in die beiden Axialrichtungen kontinuierlich zunimmt.
Entsprechendes gilt auch für den
Sonnenradwälzkreis 76.
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Um
eine weiter verbesserte Zentrierung der Planetenräder 41 relativ
zum Sonnenrad 32 zu erreichen, kann die Differenz zwischen
dem minimalen Sonnenradwälzkreisradius
smin und dem maximalen Sonnenradwälzkreisradius smax betragsmäßig größer gewählt werden
als die Differenz zwischen dem minimalen Planetenradwälzkreisradius
pmin und dem maximalen Planetenradwälzkreisradius pmax. Dadurch
ist die Wölbung
des Sonnenradwälzkreises 76 in
Axialrichtung des Sonnenrades 32 gesehen größer als
die Wölbung
des Planetenradwälzkreises in
Axialrichtung des Planetenrades 41 gesehen.
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Die
Darstellung in 7 entspricht der Darstellung
in 6, wobei 7 eine
abgewandelte Ausführungsform
des Sonnenrades 32 zeigt. Im Unterschied zur Ausführungsform
des Sonnenrades 32 gemäß der 6a und 6c weisen
die Sonnenradzähne 70 in
ihrem in Axialrichtung des Sonnenrades 32 gesehen mittleren
Bereich eine Zahndurchbrechung 80 auf, die den Aufnahmebereich 71 für den verbreiteten
Abschnitt 61 der Planetenradzähne 60 bildet. Die
Sonnenradzähne 70 sind
dabei in Umfangsrichtung des Sonnenrades 32 gesehen durch die
Zahndurchbrechung 80 vollständig durchbrochen, so dass
durch die Zahndurchbrechungen 80 der Sonnenradzähne 70 ein
ringförmiger
Spalt in der Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 entsteht. Im Abwandlung hierzu wäre es auch
möglich,
anstelle der Zahndurchbrechung 80 lediglich in beiden Zahnflanken
der Sonnenradzähne 70 eine
Ausnehmung oder Vertiefung einzubringen, ohne die Sonnenradzähne 70 vollständig zu
durchbrechen.
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Alternativ
oder zusätzlich
hierzu könnte
der durch die Zahndurchbrechungen 80 der Sonnenradzähne 70 gebildete
Spalt in der Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 auch im Bereich der beiden Hohlräder 30, 31 vorgesehen
sein, wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach 3 bereits
beschrieben wurde. Dort bilden die Innenverzahnungen 43 der
beiden Hohlräder 30, 31 aufgrund ihres
Axialabstandes einen Spalt 50, der alternativ oder zusätzlich ebenfalls
einen Aufnahmebereich 71a zur Aufnahme des verbreiteten
Abschnitts 61 der Planetenradzähne 60 dienen kann.
Auch hierdurch können
die Planetenräder 41 in
einer gewünschten Axialposition
gehalten werden. Die axiale Positionierung der Planetenräder 41 kann
wahlweise durch einen Aufnahmebereich 71a im Bereich der
Innenverzahnungen 43 der beiden Hohlräder 30, 31 und/oder durch
einen Aufnahmebereich 71 im Bereich der Außenverzahnung 44 des
Sonnenrades 32 geschehen. Die Positionierung der Planetenräder 41 in
Axialrichtung ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel des Überlagerungsgetriebes 7 insbesondere
deshalb relevant, weil das Überlagerungsgetriebe 7 planetenradträgerlos ausgestaltet
ist und die Planetenräder 41 nur
lose zwischen dem Sonnenrad 32 und den beiden Hohlrädern 30, 31 eingesetzt
sind.
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Entsprechend
der Darstellungen der 6 und 7 zeigt die 8a eine
weitere alternative Ausgestaltungsmöglichkeit der Verzahnungen 42, 43, 44 der
Getriebezahnräder 30, 31, 32, 41.
Das Planetenrad 41 entspricht dabei der Ausführungsform
gemäß der 4, 6 und 7 mit konvex ballig ausgeformten Zahnflanken.
Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsformen nach 6 und 7 ist
das Sonnenrad 32 mit geraden Zahnflanken ausgestaltet.
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Die
Hohlradzähne 90 der
Hohlräder 30, 31 sind
bei dieser Ausgestaltungsvariante in der Draufsicht gemäß 8b gesehen
trapezähnlich
konturiert. Die Breite der Hohlradzähne 90 des ersten Hohlrades 30 nimmt
dabei in Axialrichtung des ersten Hohlrades 30 gesehen
in Richtung zum axial benachbarten zweiten Hohlrad 31 hin
kontinuierlich ab. Analog hierzu verringert sich die Breite der
Hohlradzähne 90 des
zweiten Hohlrades 31 in Axialrichtung des zweiten Hohlrades 31 gesehen
zum ersten Hohlrad 30 hin kontinuierlich. Somit weisen
die Hohlradzahnendbereiche 91 der Hohlradzähne 90,
die dem jeweils anderen Hohlrad 30 bzw. 31 zugewandt
sind, eine in Umfangsrichtung des Hohlrad 30 bzw. 31 gesehen
geringere Breite auf als wenigstens ein anderer axialer Abschnitt
des Hohlradzahns 90. Die Hohlradzahnendbereiche 91 beider
Hohlräder 30, 31 bilden
somit gemeinsam in dem inneren Bereich, in dem die beiden Hohlräder 30, 31 einander
zugewandt sind, den Aufnahmebereich 71a, der zur Aufnahme
des verbreiterten Abschnitts 61 der Planetenradzähne 60 vorgesehen
ist. In einer Variation könnte zusätzlich zu
der verringerten Breite der Hohlradzahnendbereiche 91 der
axiale Spalt 50 vorgesehen sein, so dass sich der Aufnahmebereich 71a aus
einer Kombination des Spalts 50 und den verjüngten Hohlradzahnendbereichen 91 ergeben
würde – dies ist
in 8a durch den gestrichelt eingezeichneten Spalt 50 angedeutet.
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Es
versteht sich, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele auch abgewandelt
und/oder untereinander kombiniert werden können. Beispielsweise ist es
möglich
die Ausgestaltung des Planetenrades 41 gemäß 5 auch bei den in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen vorzusehen. Bei
der Konturierung der Zahnflanken zur Herstellung des verbreiterten
Abschnitts 61 der Planetenradzähne 60 und zur Herstellung
des Aufnahmebereichs 71 sind neben den dargestellten bevorzugten
Formen auch weitere Zahnflankengestaltungen der betreffenden Verzahnungen
möglich.