DE102011003706A1

DE102011003706A1 - Planetengetriebe mit zusätzlichem Überlagerungsgetriebe und prismenartigen Verbindungselementen

Info

Publication number: DE102011003706A1
Application number: DE201110003706
Authority: DE
Inventors: Philipp Storner; Kerstin Zobel; Carsten Ohr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe (2) mit einem Planetenträger (3), an dem mehrere Planetengetrieberäder (7) drehbar gelagert sind und einem am Planetenträger (3) befestigten Zusatzträger (8) des Überlagerungsgetriebes (2), wobei an dem Zusatzträger (8) Zahnräder (11) drehbar gelagert sind, und der Planetenträger (3) sowie der Zusatzträger (8) aus Blechen (4) ausgeformt ist, wobei ferner der Planetenträger (3) zwei Bleche (4) umfasst, die beabstandet voneinander und konzentrisch zueinander, miteinander durch erste Verbindungsmittel (5) verbunden sind, wobei die ersten Verbindungsmittel (5) als Bolzen (13) mit einer prismenartigen Außenkontur ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe, mit einem Planetenträger, an dem mehrere Planetengetrieberäder drehbar gelagert sind und einem am Planetenträger befestigten Zusatzträger des Überlagerungsgetriebes, wobei an dem Zusatzträger Zahnräder drehbar gelagert sind, und der Planetenträger sowie der Zusatzträger aus Blechen ausgeformt ist, wobei ferner der Planetenträger zwei Bleche umfasst, die beabstandet voneinander und konzentrisch zueinander, miteinander durch erste Verbindungsmittel verbunden sind.
Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Planetenträger bekannt, die jedoch im Regelfall spanend hergestellt sind und/oder aus Gussmaterial ausgeformt sind. Diese Planetenträger, die in Differentialgetrieben und Verteilergetrieben zum Einsatz kommen, können auch mit einer zusätzlichen Drehmoment-Überlagerungsstufe versehen sein. Solche Getriebe haben jedoch den Nachteil, dass sie üblicherweise teure und schwere Planetenträger verwenden. Das resultierende rotative Trägheitsmoment ist dabei ebenfalls recht hoch.
Es wird deswegen versucht, spanlos hergestellte mehrteilige Träger zu verwenden, um die Fertigungskosten zu reduzieren, das Gewicht zu reduzieren und das resultierende rotative Trägheitsmoment zu verringern.
In Abkehr von den herkömmlich bekannten Stöfchen-Designausführungen, sind für herkömmliche Planetenträger bereits aus Blechen gefertigte Planetenträger bekannt. Solche Ausführungsformen sind bspw. aus der DE 69414022 D2 , der GB 1272332 , der DE 10064917 A1 und der DE 4421931 A1 bekannt.
Solche Ausführungsformen haben immer noch den Nachteil, dass Sie nicht ausreichend verwindungssteif bei besonders anspruchsvollen Anwendungen sind.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Fertigungskosten und das Gewicht von Planetengetrieben mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe zu reduzieren, das Trägheitsmoment dabei zu minimieren, aber zusätzlich auch noch die Steifigkeit zu erhöhen, um ein Verwinden vermeiden zu können. Dadurch soll eine längere Lebensdauer zu günstigeren Herstellkosten erreicht werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die ersten Verbindungsmittel als Bolzen mit einer prismenartigen Außen kontur ausgebildet sind.
Auf diese Weise können erprobte Fertigungsverfahren, wie Schneiden, Aufpressen, Tiefziehen, Fließpressen, Schweißen, Verschrauben und Verstemmen zum Einsatz kommen. Den beteiligten Konstrukteuren stehen dafür mehrere Designs zur Verfügung, welche verschiedene Kombinationen der genannten Verfahren ermöglichen.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Zusatzträger unter Nutzung der prismenartigen Bolzen mit dem Planetenträger des Verteilergetriebes einfach verbunden werden. Der Zusatzträger kann dabei ein sogenanntes „Korbdesign” realisieren. Dadurch kann der Fertigungsaufwand reduziert werden. Die Bolzen stellen eine Versteifung des Planetenträgers dar, wobei diese Versteifung hochbelastbar ist. Das Planetengetriebe kann somit höhere Drehmomente übertragen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Bleche als Tiefziehbleche und/oder als Stanzteile ausgebildet sind. Solche Bauelemente lassen sich in hohen Stückzahlen, insbesondere bei Stückzahlen über 50.000 Stück pro Jahr, kostengünstig und mit in der Regel hoher Qualität herstellen.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Bolzen eine dreieckige Außenkontur aufweisen. Es wird dadurch ein solcher Formschluss zwischen dem Bolzen und der Blechscheibe möglich, dass ein stabilerer Aufbau erreicht wird.
Wenn die Bolzen hohl ausgebildet sind, wird das Gesamtgewicht des Planetengetriebes reduziert, was sich insbesondere beim Einsatz in Verbrennungskraftmaschinen verbrauchsgünstig auswirkt. Bei einer Ausgestaltung der Bolzen ist es von Vorteil, wenn die Wanddicke der Bolzen gleichmäßig und gleichbleibend ist.
Um die Montage zu erleichtern und die Gewichtsreduktion realisieren zu können, ist es von Vorteil, wenn die Bolzen in einer weiteren Variante Hohldurchgangsräume aufweisen, deren Längsachsen parallel zu einer Rotationsachse des Planetenträgers ausgerichtet sind.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Bolzen mit den beiden Blechen des Planetenträgers verstemmt, verpresst und/oder verschweißt sind. Auch bieten sich Verbindungsarten wie Vernieten, Stanznieten, Clinchen, Durchsetzfügen oder andere spanlose Fügeverfahren an.
Es kann die Montage vereinfacht werden, wenn die Bolzen als Abstandshalter der beiden Bleche des Planetenträgers ausgebildet sind. So müssen nicht mehr zwangsläufig die Lagerelemente, welche die drehbare Lagerung der Planetengetrieberäder sicherstellen, als Abstandshalter agieren, sondern die Bolzen können diese Aufnahme übernehmen. Die Fertigungskosten werden dadurch weiter reduziert.
Um Gleichteileffekte nutzen zu können, ist es von Vorteil, wenn die zweiten Verbindungsmittel den ersten Verbindungsmitteln entsprechen.
In einer besonderen, möglichen Ausführungsform sind die zweiten Verbindungsmittel zum drehbaren Lagern der Zahnräder ausgebildet. In einer solchen besonderen Variante, weisen die dreiecksförmigen Bolzen einen verjüngten Bereich auf, der der Lagerung der Planetengetrieberäder dient.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht,
2 eine Schnittansicht durch die erste Ausführungsform,
3 ein weiteres Planetengetriebe mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe in einer perspektivischen Ansicht,
4 eine Schnittansicht des Planetengetriebes aus 3,
5 ein weiteres Planetengetriebe mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe in perspektivischer Ansicht und
6 einen Schnitt durch das Planetengetriebe aus 5.
Die Zeichnung ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Planetengetriebes 1 mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe 2 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 weist einen Planetenträger 3 auf. Der Planetenträger 3 ist aus zwei Blechen 4 ausgeformt. Die Bleche 4 sind über erste Verbindungsmittel 5 miteinander verbunden. Zusätzlich zu den ersten Verbindungsmitteln 5 sind Lagerzapfen 6 vorhanden, auf denen zwischen den beiden Blechen 4 Planetengetrieberäder 7 drehbar gelagert sind. Pro Lagerzapfen 6 ist ein Planetengetrieberad 7 gelagert. Allerdings kann die Anordnung auch so gewählt werden, dass ein Ravigneaux-Planetengetriebe realisiert wird.
An einem der beiden Bleche 4, ist auf der Außenseite ein Zusatzträger 8 angebracht. Der Zusatzträger 8 ist mit zweiten Verbindungsmitteln 9 an einem der beiden Bleche 4 auf dessen Außenseite befestigt. Der Zusatzträger 8 bildet Taschen 10 aus, in denen Zahnräder 11 auf Lagerbolzen 12 drehbar gelagert sind. Der Zusatzträger 8 kann auch als weiterer Planetenträger ausgebildet sein, so dass er als Planetengetrieberäder ausgebildete Zahnräder 11 drehbar lagert.
Die ersten Verbindungsmittel 5 sind als Bolzen 13 ausgebildet, die hohl ausgebildet sind. Im Inneren der Bolzen 13 ist ein Hohlraum 14 vorhanden, dessen Längsachse 15 symmetrisch zu einer Rotationsachse 16, nämlich parallel dazu, ausgebildet und angeordnet ist. Der Hohlraum 14 wird auch als Hohldurchgangsraum bezeichnet.
Der Bolzen weist eine gleichförmige Wanddicke auf. Allerdings kann die Wandstärke bei einer Variante auch variieren.
In 2 ist ein Querschnitt durch das Planetengetriebe 1 und das Überlagerungsgetriebe 2 dargestellt.
Varianten des Planetengetriebes gemäß der Erfindung aus den 1 und 2 sind in den 3 bis 6 dargestellt. Grundsätzlich ist es immer möglich, den Bolzen 13 nicht nur zu verstemmen, sondern zusätzlich oder alternativ auch zu verschweißen, zu verpressen oder auf ähnliche Weise zu sichern. Auch ist es möglich, dass der Bolzen 13 ein integrales Bauteil einer der beiden Bleche 4 ist.
Die Bolzen 13 und/oder die Lagerzapfen 6 sind als Abstandshalter ausgebildet.
Die zweiten Verbindungsmittel 9 sind in den jeweiligen Ausführungsbeispielen der 1 und 2 als Schweißpunkte ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Überlagerungsgetriebe
3: Planetenträger
4: Blech
5: erstes Verbindungsmittel
6: Lagerzapfen
7: Planetengetrieberad
8: Zusatzträger
9: zweites Verbindungsmittel
10: Tasche
11: Zahnrad
12: Lagerbolzen
13: Bolzen
14: Hohlraum
15: Längsachse
16: Rotationsachse

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

DE 69414022 D2 [0004]
GB 1272332 [0004]
DE 10064917 A1 [0004]
DE 4421931 A1 [0004]

Claims

Planetengetriebe (1) mit einem zusätzlichen Überlagerungsgetriebe (2), mit einem Planetenträger (3), an dem mehrere Planetengetrieberäder (7) drehbar gelagert sind und einem am Planetenträger (3) befestigten Zusatzträger (8) des Überlagerungsgetriebes (2), wobei an dem Zusatzträger (8) Zahnräder (11) drehbar gelagert sind, und der Planetenträger (3) sowie der Zusatzträger (8) aus Blechen (4) ausgeformt ist, wobei ferner der Planetenträger (3) zwei Bleche (4) umfasst, die beabstandet voneinander und konzentrisch zueinander, miteinander durch erste Verbindungsmittel (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verbindungsmittel (5) als Bolzen (13) mit einer prismenartigen Außenkontur ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (4) als Tiefziehbleche und/oder als Stanzteile ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) eine dreieckige Außenkontur aufweisen.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) hohl ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) einen Hohldurchgangsraum aufweisen, dessen Längsachse (15) parallel zu einer Rotationsachse (16) des Planetenträgers (3) ausgerichtet ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) mit den beiden Blechen (4) des Planetengetriebes (3) verstemmt, verpresst und/oder verschweißt sind.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (13) als Abstandshalter der beiden Bleche (4) des Planetenträgers (3) ausgebildet sind.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzträger (8) weitere Planetengetrieberäder drehbar lagert.
Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzträger (8) mit dem Planetenträger (3) über eine Verschweißung und/oder zweite Verbindungsmittel (9) verbunden ist.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verbindungsmittel (9) den ersten Verbindungsmitteln (5) entsprechen.