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Die
Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung
für ein
Lenksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Lenksystem
mit einer solchen Überlagerungsvorrichtung.
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Eine
derartige Überlagerungsvorrichtung
ist aus der
DE 197
23 358 A1 bekannt. Eine Servomotor dient als ansteuerbare
Stelleinrichtung, die über
eine Eingangswelle mit einem ersten Getriebeeingang eines als Planetengetriebe
ausgeführten Überlagerungsgetriebes
verbunden ist. Der erste Getriebeeingang ist dabei von einem Planetenradträger gebildet. Eine
Lenkradwelle dient zur Verbindung des Lenkrads des Lenksystems mit
einem zweiten Getriebeeingang des Überlagerungsgetriebes, der
von einer Sonnenradhülse
gebildet ist. Des Weiteren ist eine Ausgangswelle zur Verbindung
eines Getriebeausgangs des Überlagerungsgetriebes
mit einem Lenkgetriebe des Lenksystems vorgesehen.
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Ausgehend
vom nächstkommenden
Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Überlagerungsvorrichtung
mit einem verbesserten Überlagerungsgetriebe
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Überlagerungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das Überlagerungsgetriebe
ist derart ausgestaltet, dass das Sonnenrad auf die mit dem Sonnenrad
in Eingriff stehenden Planetenräder
eine radial vom Sonnenrad nach außen wirkende Vorspannkraft ausübt. Auf
diese Weise wird das Getriebespiel zwischen dem Sonnenrad und den
mit dem Sonnenrad in Eingriff stehenden Zahnrädern im Bereich der Eingriffsstelle
reduziert. Der Getriebeverschleiß und die Geräusche beim
Ineinandergreifen der Verzahnungen des Sonnenrades mit den eingreifenden
Zahnrädern
können
dadurch reduziert werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Überlagerungsvorrichtung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Vorteilhafterweise
wird die Vorspannkraft durch das Sonnenrad selbst hervorgerufen.
Hierfür können zumindest
Teile des Sonnenrads radial elastisch ausgebildet sein, wodurch
die radiale Vorspannkraft auf einfache Weise erzeugt werden kann.
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Zur
einfachen Lagerung des Sonnenrades kann ein mit dem Antriebsteil
drehfest verbundenes Lagerteil vorgesehen sein, auf dem das Sonnenrad gelagert
ist.
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Dadurch,
dass das Sonnenrad ein im Wesentlichen unelastisches Zahnradteil
aufweist, kann eine ausreichend hohe Festigkeit des Sonnenrades insbesondere
für die
notwendige Momentenübertragung
in den Eingriffsbereichen der Verzahnung des Sonnenrades mit den
Verzahnungen weiterer Zahnräder
gewährleistet
werden.
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Dabei
ist es möglich
das Zahnradteil drehfest auf dem Lagerteil anzuordnen, so dass die
Drehbewegung des Antriebsteils über
das Lagerteil auf das Zahnradteil übertragen wird.
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Es
ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Sonnenrad wenigstens ein
radial elastisches Vorspannteil aufweist, das die radiale Vorspannkraft
hervorruft. Unabhängig
von den anderen Teilen des Sonnenrades kann das Vorspannteil für diesen
Zweck optimiert werden. Das Vorspannteil muss dabei nicht für die Drehmomentenübertragung
ausgelegt sein, sondern kann ausschließlich zur Erzeugung der Vorspannkraft
in Radialrichtung des Sonnenrades optimiert werden.
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Dabei
kann das wenigstens eine Vorspannteil axial neben dem Zahnradteil
des Sonnenrades angeordnet sein und insbesondere können zwei
axial zu beiden Seiten des Zahnradteils angeordnete Vorspannteile
vorgesehen sein, so dass ein kompakter Aufbau des Sonnenrades erreicht
wird. Beim Einsatz von zwei Vorspannteilen kann die Vorspannkraft
sehr gut in Radialrichtung ausgerichtet werden, so dass keine oder
nur geringe Kräfte
quer zur Radialrichtung auf die mit dem Sonnenrad in Eingriff stehenden Zahnräder einwirken.
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Des
Weiteren ist es zweckmäßig, wenn
das wenigstens eine Vorspannteil und das Zahnradteil auf dem Lagerteil
gelagert sind. Das wenigstens eine Vorspannteil kann dabei ohne
unmittelbar am Zahnradteil befestigt zu sein sehr einfach über das
Lagerteil mittelbar neben oder nahe am Zahnradteil angeordnet werden
und mittelbar mit dem Zahnradteil eine Einheit bilden. Dadurch ist
es möglich
das wenigstens eine Vorspannteil bei einer Drehbewegung des Sonnenrades
lose mitlaufen zu lassen, wobei lediglich durch das Zahnradteil
die Drehmomentenübertragung
erfolgt.
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Zur
Anpassung der Außenkontur
des wenigstens einen Vorspannteils an das Zahnradteil kann das wenigstens
eine Vorspannteil eine Außenverzahnung
aufweisen. Auf diese Weise dreht sich das wenigstens eine Vorspannteil
mit dem Zahnradteil mit und kann sich dadurch gegenüber dem
Zahnradteil nicht verdrehen. Dabei überträgt das wenigstens eine Vorspannteil
aber kein Drehmoment zwischen dem Sonnenrad und den mit dem Sonnenrad in
Eingriff stehenden Zahnrädern.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Überlagerungsvorrichtung
bzw. des Überlagerungsgetriebes
kann das Sonnenrad als radial elastischer Ringkörper ausgeführt ist, so dass es einstückig und einfach
hergestellt werden kann.
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Zur
einfachen Übertragung
der Drehbewegung vom Antriebsteil auf das Sonnenrad sitzt das Sonnenrad
drehfest auf dem Lagerteil.
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Eine
den Bauraum gut ausnutzende Variante des Überlagerungsgetriebes ergibt
sich, wenn der zweite Getriebeeingang von einem ersten Hohlrad und/oder
der Getriebeausgang von einem zweiten Hohlrad gebildet ist bzw.
sind.
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Dabei
besteht die Möglichkeit,
dass das Sonnenrad den ersten Getriebeeingang bildet und insbesondere
ein oder mehrere Planetenräder
vorgesehen sind, die mit dem Sonnenrad und dem ersten Hohlrad und/oder
dem zweiten Hohlrad in Eingriff stehen. Insbesondere in Axialrichtung
wird bei dieser Anordnung nur wenig Bauraum benötigt.
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Es
ist auch vorteilhaft, wenn das Überlagerungsgetriebe
planetenradträgerlos
ausgeführt
ist und die Planetenräder
durch das Sonnenrad und das erste Hohlrad und/oder das zweite Hohlrad
gehalten werden. Eine aufwändige
Lagerung der Planetenräder
kann dadurch entfallen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische, blockschaltbildartige Darstellung eines Lenksystems
mit einer Überlagerungsvorrichtung,
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2 das
Lenksystem gemäß 1 mit
einer ersten Überlagerungsvorrichtung
mit einem ersten Überlagerungsgetriebe
in schematischer, blockschaltbildartiger Darstellung,
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3 das
Lenksystem gemäß 1 mit
einer zweiten Überlagerungsvorrichtung
mit einem zweiten Überlagerungsgetriebe
in schematischer, blockschaltbildartiger Darstellung,
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4 eine
erste Variante des zweiten Überlagerungsgetriebes
in räumlicher
Explosionsdarstellung,
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5 eine
zweite Variante des zweiten Überlagerungsgetriebes
in räumlicher
Explosionsdarstellung,
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6 die
zweite Variante des zweiten Überlagerungsgetriebes
gemäß 5 im
Querschnitt und
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7 eine schematische Darstellung der Verzahnung
des wenigstens einen Planetenrades.
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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 Antriebsteil 9, das beispielsgemäß von einer Antriebswelle 11 gebildet
ist, 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 Überlagerungsge triebes 7 verbunden. Das Überlagerungsgetriebe 7 überlagert
die Drehbewegung des Antriebsteils 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 erste Getriebewelle
des Planetengetriebes ist vom ersten Getriebeeingang 10,
die zweite Getriebewelle vom zweiten Getriebeeingang 15 und
die dritte Getriebewelle vom Getriebeausgang 16 gebildet.
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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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Ein
erstes Ausführungsbeispiel 6a einer Überlagerungsvorrichtung 6 mit
einem ersten Überlagerungsgetriebe 7a ist
in 2 dargestellt. Das Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über die
Lenkradwelle 14 mit einem ersten Hohlrad 30 des
ersten Überlagerungsgetriebes 7a drehfest
verbunden, das den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt.
Ein den Getriebeausgang 16 bildendes zweites Hohlrad 31 des
ersten Überlagerungsgetriebes 7a ist
drehfest mit der Ausgangswelle 17 verbunden. Die beiden Hohlräder 30, 31 sind
koaxial zueinander und gleichzeitig axial nebeneinander angeordnet.
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Der
erste Getriebeeingang 10 des ersten Überlagerungsgetriebes 7a von
einem Sonnenrad 40 gebildet, das konzentrisch zu den beiden
Hohlrädern 30, 31 des
ersten Überlagerungsgetriebes 7a angeordnet
ist und durch die Antriebswelle 11 vom Elektromotor 8 angetrieben
werden kann. Hierfür
ist der Rotor 33 des Elektromotors 8 über die
Antriebswelle 11 drehfest mit dem Sonnenrad 40 verbunden
Das Sonnenrad 40 wird konzentrisch um eine Drehachse angetrieben,
die der Längsachse
der Antriebswelle 11 entspricht.
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Die
Antriebswelle 11 ist als Hohlwelle gestaltet, die die Lenkradwelle 14 im
Bereich eines Lenkradwellenabschnitts 35 koaxial umschließt. Der
Rotor 33, die hohlwellenartige Antriebswelle 11 und
das exzentrisch angetriebene Planetenrad 20 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 8 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 von der Karosserie bzw. dem Fahrzeugaufbau 37 aufgenommen.
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Zwischen
dem Sonnenrad 40 und den beiden Hohlrädern 30, 31 des
ersten Überlagerungsgetriebes 7a sind
ein oder mehrere und beispielsgemäß drei Planetenräder 41 über den
Umfang verteilt angeordnet, deren Außenverzahnungen zum einen mit den
Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 und
zum anderen mit der Außenverzahnung
des Sonnenrades 40 in Eingriff stehen.
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Das
erste Überlagerungsgetriebe 7a weist keinen
Planetenradträger
auf. Die Planetenräder 41 sind
ohne eine jeweilige Drehlagerung nur durch die beiden Hohlräder 30, 31 und
das Sonnenrad 40 gehalten bzw. gelagert, so dass sie sozusagen
lose zwischen den beiden Hohlrädern 30, 31 und
dem Sonnenrad 40 eingesetzt sind.
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Die
Funktionsweise der ersten Überlagerungsvorrichtung 6a ist
wie folgt:
Beim Drehen des Lenkrades 13 wird das erste
Hohlrad 30 gedreht. Der Elektromotor 8 erzeugt
ein Gegenmoment, das das Sonnenrad 40 festhält. Dadurch
wälzen
die Planetenräder 41 auf
dem Sonnenrad 40 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.
Da die Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 eine
unterschiedliche Anzahl an Zähnen
bzw. unterschiedliche Profilverschiebungen aufweisen, wird das zweite
Hohlrad 31 gegenüber dem
ersten Hohlrad 30 verdreht, so dass eine gewünschte Übersetzung
einstellbar ist.
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Wird
der Elektromotor 8 betrieben erfolgt dadurch eine Rotation
des Sonnenrades 40. 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 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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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform 6b der Überlagerungsvorrichtung 6 mit
einem zweiten Überlagerungsgetriebe 7b.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
ist das den Getriebeausgang 16 bildende zweite Hohlrad 31 auf
der dem Lenkgetriebe zugeordneten Seite angeordnet. Das den zweiten
Getriebeeingang 15 bildende erste Hohlrad 30 ist
axial neben dem zweiten Hohlrad 31 und konzentrisch dazu
vorgesehen und sitzt somit auf der dem Lenkrad zugeordneten Seite
des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b.
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Das
Sonnenrad 40 und der Rotor 33 des Elektromotors 8 sind
drehfest durch die Antriebswelle 11 verbunden. Bei der zweiten Überlagerungsvorrichtung 6b weist
die Lenkradwelle 14 einen hohlwellenartigen Abschnitt 45 auf,
innerhalb dem der Elektromotor 8 angeordnet ist. Der Stator
stützt
sich bei dieser Anordnung am hohlwellenartigen Abschnitt 45 der
Lenkradwelle 14 ab, wie dies in 3 durch
die gestrichelten Linien angedeutet ist. Dieser hohlwellenartige
Abschnitt 45 der Lenkradwelle 14 umgreift sozusagen
den Elektromotor 8 und die Antriebswelle 11.
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Im Übrigen entspricht
der Aufbau der zweiten Überlagerungsvorrichtung 6b dem
der ersten Überlagerungsvorrichtung 6a.
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Die
Funktionsweise der zweiten Überlagerungsvorrichtung 6b wird
im Folgenden beschrieben:
Beim Drehen des Lenkrades 13 wird
das erste Hohlrad 30 gedreht. Der Elektromotor 8 wird
dabei derart angesteuert bzw. bestromt, dass sich der Rotor 33 und
der Stator 36 nicht relativ zueinander verdrehen. Dadurch,
dass sich der Stator 36 am Lenkradwellenabschnitt 45 abstützt, drehen
sich der Elektromotor 8, das Sonnenrad 40, die
Planetenrädern 41 und
die Hohlräder 30, 31 zusammen
mit der Lenkradwelle 14, so dass das zweite Überlagerungsgetriebe
sozusagen im Block umläuft.
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 40. 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 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. Die gewünschte Übersetzung
kann durch die Wahl der Differenz in der Zähnezahl der Innenverzahnungen der
beiden Hohlräder 30, 31 eingestellt
werden.
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Am
Beispiel des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b und
der 4 bis 6 werden im Folgenden zwei Varianten
des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b erläutert, die
entsprechend auch für
das erste Überlagerungsgetriebe 7a verwendet
werden können.
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Eine
erste Variante 7b' des
zweiten Überlagerungsgetriebes 7b mit
einer ersten Ausführungsform 40a des
Sonnenrades 40 ist in 4 dargestellt.
Das erste Sonnenrad 40a ist dabei mehrteilig ausgeführt und
weist ein Zahnradteil 50 auf, das in Axialrichtung 51 des Überlagerungsgetriebes
zwischen zwei Vorspannteilen 52 angeordnet ist.
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Das
Zahnradteil 50 des ersten Sonnenrades 40a ist
ringförmig
ausgeführt
und steht mit den Planetenrädern 41 in
Eingriff. Es ist drehfest auf einem Lagerteil 53 angeordnet,
das wiederum drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden
ist. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung der Antriebswelle 11 über das Lagerteil 53 auf
das Zahnradteil 50 des ersten Sonnenrades 40a übertragen
und umgekehrt. Das Zahnradteil 50 dient dabei dazu, die
Drehbewegung bzw. das Drehmoment, das über die Antriebswelle 11 durch
den Elektromotor 8 anliegt, auf die Planetenräder 41 zu übertragen.
Das Material und die Dimensionen des Zahnradteiles 50 sind
dementsprechend gewählt.
Aufgrund der Materialwahl und der Dimensionierung ist das Zahnradteil 50 im
Wesentlichen unelastisch.
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Im
Unterschied zum Zahnradteil 50 sind die beiden Vorspannteile 52 radial
elastisch. Die beiden in alle Radialrichtungen gleichermaßen elastischen Vorspannteile 52 sind
ringförmig
ausgestaltet und weisen jeweils eine der Außenverzahnung des Zahnradteils 50 hinsichtlich
der Zähnezahl
und der Profilierung entsprechende Außenverzahnung 55 auf.
Die beiden Vorspannteile 52 stehen mit ihren Außenverzahnungen 55 ebenfalls
mit den Planetenrädern 41 in Eingriff.
Auf diese Weise wird eine Relativverdrehung zwischen den beiden
Vorspannteilen 52 und dem Zahnradteil 50 verhindert.
Die beiden Vorspannteile 52 sitzen axial zu beiden Seiten
neben dem Zahnradteil 50 auf dem Lagerteil 53,
wobei sie nicht drehfest mit dem Lagerteil 53 verbunden
sind. Dadurch ist gewährleistet,
dass die beiden Vorspannteile 52 des ersten Sonnenrades 40a keine
Drehmomente zwischen den Planetenrädern 41 und dem Lagerteil 53 bzw.
der Antriebswelle 11 übertragen.
Für diese Übertragung
der Drehbewegung bzw. Drehmomente ist das Zahnradteil 50 vorgesehen.
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Der
Innendurchmesser der beiden ringförmigen Vorspannteile 52 ist
größer als
der Innendurchmesser des Zahnradteils 50. Zur Lagerung
des Zahnradteils 50 weist das Lagerteil 53 eine
Radialausnehmung 57 auf, in der das Zahnradteil 50 sitzt.
In Axialrichtung 51 zu beiden Seiten der Radialausnehmung 57 sind
die beiden Vorspannteile 52 auf jeweils einem Ringabsatz 58 gelagert.
An die beiden Ringabsätze 58 schließt sich
auf der der Radialausnehmung 57 entgegengesetzten Seite
jeweils ein Ringflansch 59 an, der in Radialrichtung gesehen über die
beiden Ringabsätze 58 hinausragt.
Dadurch sind die Vorspannteile 52 in Axialrichtung 51 zwischen
dem Zahnradteil 50 und dem jeweils zugeordneten Ringflansch 59 gehalten
bzw. positioniert.
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Das
erste Sonnenrad 40a besteht demnach aus dem Zahnradteil 50 und
den beiden ringförmigen Vorspannteilen 52.
Diese bei den ringförmigen
Vorspannteile 52 sind unter radialer Vorspannung zwischen
die Planetenräder 41 eingesetzt,
so dass sie auf jedes der Planetenräder 41 in Radialrichtung
eine Vorspannkraft F ausüben,
wodurch die Planetenräder 41 spielfrei
in die Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 gedrückt werden.
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Bei
der ersten Variante 7b' des
zweiten Überlagerungsgetriebes 7b sind
somit nur Teile des ersten Sonnenrades 40a radialelastisch
ausgebildet. Die radiale Vorspannkraft F wird durch das erste Sonnenrad 40a selbst
hervorgerufen, beispielsgemäß durch
die beiden radial elastischen, ringförmigen Vorspannteile 52.
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Im
Unterschied zum ersten Sonnenrad 40a ist das zweite Sonnenrad 40b der
zweiten Variante 7b'' des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b als
radial elastischer Ringkörper
ausgeführt
und beispielsgemäß einstückig bzw.
einteilig ausgestaltet. Das zweite Sonnenrad 40b ist insgesamt
radial elastisch und dient daher sowohl zur Erzeugung der auf die
Planetenräder 41 ausgeübten radialen
Vorspannkraft F, als auch zur Übertragung
von Drehbewegungen bzw. Drehmomenten zwischen den Planetenrädern 41 und
der Antriebswelle 11.
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Wie
dies in den 5 und 6 zu sehen ist,
sitzt das zweite Sonnenrad 40b drehfest auf einem abgewandelten,
zweiten Lagerteil 60, das drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden
ist. Zur drehfesten Lagerung des zweiten Sonnerades 40b auf dem
zweiten Lagerteil 60 weist das zweite Sonnenrad 40b an
seiner radial nach innen gewandten Ringinnenseite 61 einen
oder mehrere Aufnahmen 62 auf, die zur Aufnahme von einem
oder mehreren am zweiten Lagerteil 60 vorgesehenen Lagerteilvorsprüngen 63 dienen.
Die Anzahl der Aufnahmen 62 am zweiten Sonnenrad 40b entspricht
der Anzahl der Lagerteilvorsprünge 63 am
zweiten Lagerteil 60.
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Beispielsgemäß sind am
zweiten Sonnenrad 40b vier gleichmäßig über den Innenumfang der Ringinnenseite 61 verteilt
angeordnete Aufnahmen 62 vorgesehen, die schlitzartig gestaltet
sind und in Axialrichtung 51 verlaufen. Jede schlitzartige
Aufnehmung 62 ist dabei von zwei radial von der Ringinnenseite 61 nach
innen vorstehende Wandungen 65 gebildet.
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Entsprechend
weist das zweite Lagerteil 60 vier in Axialrichtung 51 verlaufende,
radial nach außen
vorspringende Lagervorsprünge 63 auf,
deren Außenquerschnittskontur
im Wesentlichen der Innenquerschnittskontur der Aufnahmen 62 angepasst ist.
Die Lagerteilvorsprünge 63 erstrecken
sich in Axialrichtung zwischen den beiden Ringflanschen 59, die
das zweite Sonnenrad 40b in Axialrichtung 51 auf dem
zweiten Lagerteil 60 halten bzw. positionieren, wie dies
bereits in Zusammenhang mit dem ersten Sonnenrad 40a erläutert wurde.
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In
Einbaulage ist das zweite Sonnenrad 40b unter Vorspannung
in die zweite Variante 7b" des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b eingesetzt
und übt
daher eine radiale Vorspannkraft F auf die Planetenräder 41 aus.
Dadurch greifen sowohl die Außenverzahnungen
des zweiten Sonnenrades 40b und die Außenverzahnungen der Planetenräder 41 als auch
die Außenverzahnungen
der Planetenräder 41 und
die Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 spielfrei
ineinander.
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Um
die Zahnräder
des Überlagerungsgetriebes 7, 7a, 7b in
der gewünschten
Relativposition zueinander zu halten und einen verbesserten Zahneingriff
der Zahnräder
untereinander zu erreichen, können
die Planetenradzähne 70 der
Außenverzahnung des
wenigstens einen Planetenrades 41 einen zentralen, verbreiterten
Abschnitt 71 aufweisen, wie dies in den 7a und 7b dargestellt
ist. Die Breite des verbreiterten Abschnitts 71 in Umfangsrichtung des
Planetenrades 41 gesehen ist größer als die Breite der beiden
axialen Planetenzahnendbereiche 72 der Planetenradzähne 70.
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Hierzu
können
die Planetenradzähne 70 konvex
nach außen
gewölbte,
ballige Zahnflanken aufweisen, so dass die Planetenradzähne 70 in
der Mitte ihrer axialen Erstreckungsrichtung gesehen die größte Breite
aufweisen, die zu beiden axialen Planetenzahnendbereichen 72 hin
kontinuierlich abnimmt, wie dies in der räumlichen Darstellung des Planetenrades 41 gemäß 7a dargestellt
ist.
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Da
zur Herstellung der Planetenradzähne 70 üblicherweise
kegelförmig
konturierte Werkzeuge verwendet werden und diese zur Reduzierung
der Breite der Planetenradzähne 70 in
den beiden Planetenzahnendbereichen 72 tiefer in Richtung
zum Mittelpunkt des Planetenrades 41 hin geschoben werden,
entsteht ein in Axialrichtung des Planetenrades 41 gewölbter Planetenradfußkreis 75.
Auch der Planetenradwälzkreis 76 ist
in Axialrichtung des Planetenrades 41 gewölbt.
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Zusätzlich können die
Planetenradzähne 70 in
ihren axialen Planetenzahnendbereichen 72 eine Fase 78 aufweisen,
wie dies in 7b gezeigt ist. Im Bereich der
Fase 78 nimmt die radiale Ausdehnung der Planetenradzähne 70 in
Axialrichtung nach außen
ab.