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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger, an dem Planetenräder drehbar angebunden sind, welche mit zumindest einem Sonnenrad in kämmendem Eingriff befindlich sind, wobei der Planetenträger mit einem Antriebsrad, wie einem Stirnrad verbunden ist, mit einem den Planetenträger radial und/oder axial positionsbestimmendem Lager, wie einem Wälzlager, das zwei Lagerringe, wie einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring, aufweist.
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Der Planetenträger kann auch als Korb bezeichnet werden, insbesondere kann er als Differenzialkorb ausgebildet sein.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Planetengetriebe bekannt, so bspw. aus der
EP 0156067. -
Grundsätzlich sind auch Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge aus der
DE 10156890 C1 bekannt. Dort wird ein Ausgleichgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem in einer Gehäusewand gelagerten, einen Antriebszahnkranz aufweisenden Ausgleichsgehäuse offenbart, in dem ein Ausgleichsbolzen mit mindestens einem drehbar gelagerten Ausgleichskegelrad angeordnet ist, das mit einem Antriebswellenrad einer im Ausgleichsgehäuse gelagerten Antriebswelle in Eingriff steht. Die Antriebswelle ist mittels mindestens eines ersten Lagers in der Gehäusewand des Ausgleichsgetriebes und/oder des Ausgleichsgehäuses mittels mindestens eines zweiten Lagers auf der Antriebswelle gelagert und die Antriebswelle weist eine gemeinsame Lagerbuchse für das als Wellenlager ausgebildete erste Lager der Antriebswelle und das Gehäuselager des Ausgleichsgehäuses auf.
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Eine auf Kegelräder zurückgreifende Differenzialordnung ist auch aus der Druckschrift
US 7775928 B2 gekannt.
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Ferner ist aus der
DE 10 2009 017 397 A1 eine Getriebeanordnung bekannt, die auf Planetenräder zurückgreift. Die dort vorgestellte Getriebeanordnung betrifft ein Differenzialgetriebe, mit einem antriebsseitigen Scheibenteil, einem ersten Antriebsteil, das drehfest mit einer ersten angetriebenen Achse in Verbindung steht, und einem zweiten Antriebsteil, das drehfest mit einer zweiten angetriebenen Achse in Verbindung steht, wobei zwischen dem ersten Antriebsteil und dem zweiten Antriebsteil eine Zahnradanordnung zur Drehmomentübertragung von dem antriebsseitigen Scheibenteil auf das erste Antriebsteil und das zweite Antriebsteil vorgesehen ist. Das erste Antriebsteil weist dabei die Form einer ersten Antriebsscheibe auf und besitzt radial von der ersten angetriebenen Achse beabstandet eine Auswölbung. Das zweite Antriebsteil weist ferner die Form einer von der zweiten angetriebenen Achse aus radial nach außen verlaufenden zweiten Antriebsscheibe auf. Die Auswölbung weist ferner von der zweiten Antriebsscheibe weg. Die Zahnradanordnung ist in einem durch die Auswölbung der ersten Antriebsscheibe und dem gegenüberliegenden Bereich der zweiten Antriebsscheibe gebildeten Raum angeordnet.
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Solche Planetengetriebe, die als Differenzialgetriebe ausgebildet sind, können als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet sein, wie sie bspw. aus der
WO 2010/112366 A1 bekannt sind. Die dort vorgestellte Stirnraddifferenzialgetriebeanordnung offenbart die Einsatzfähigkeit in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden jeweils schräg verzahnte Sonnenräder, Planetenräder und ein Hohlrad so von einem umgebenden Gehäuse mit abgestützten Lagerungen verwendet, dass die parallel angeordneten Sonnenräder jeweils mit parallel angeordneten Abtriebswellen gekoppelt sind. Es ist in dieser Druckschrift vorgesehen, dass zwischen den parallel angeordneten Sonnenrädern und/oder zwischen den Sonnenrädern und dem umgebenden Gehäuse jeweils Reibflächen angeordnet sind.
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Die bekannten Planetengetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr viel Axialbauraum benötigen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und eine bauraumsparende, insbesondere axialbauraumsparende Verbesserung zu schaffen, die gleichzeitig langlebig ist und zumindest kostenneutral ausführbar ist oder im Optimalfall sogar kostensenkend wirkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Planetenträger und/oder der Lagerring einen axial in Richtung des Sonnenrades ausgerichteten Bund aufweist. Dieser Bund kann dann zentrierend auf das Sonnenrad einwirken und verbessert die Anlaufeigenschaften sowie das Dauerlaufverhalten. Von Vorteil ist es, wenn der Bund gehärtet, insbesondere durchgehärtet ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der Lagerring zweiteilig ausgebildet ist, und in einen Laufflächenteil und einen davon separaten Verbindungsteil aufgeteilt ist oder der Lagerring als einstückige integrale Kombination aus Laufflächenteil und Verbindungsteil ausgebildet ist. Während also ein separates Verbindungsteil zusätzlich zu den Lagerringen und dem Planetenträger Verwendung finden kann, kann dann ein Lagerring so ausgebildet sein, dass er einerseits die Lauffläche ausbildet und andererseits in stoff-, form- und/oder kraftschlüssigem Verbund mit dem Planetenträger angeordnet ist. Die Konstruktionsmöglichkeiten werden dadurch erweitert.
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Es ist auch von Vorteil, wenn der Bund durch einen Bundabschnitt des Planetenträgers gebildet ist, der sich in Axialrichtung erstreckt und rechtwinklig von einer vorzugsweise radial verlaufenden Anlagefläche absteht und/oder durch einen Bundabschnitt des Verbindungsteils ausgebildet ist, das vorzugsweise zumindest abschnittsweise radial innerhalb des Planetenträgers befindlich ist. Neben einer rechtwinkligen Abwinkelung bieten sich auch Abwinkelungen mit 80°, 75° und 60° an. Auch hat sich eine 45°-Abwinkelung bewährt.
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Wenn das Verbindungsteil mit dem Lagerinnenring oder dem Lageraußenring verbunden ist, so kann auf vorgefertigte Bauteile eines Baukastensystems zurückgegriffen werden. Vorteilhaft ist es jedoch auch, wenn das Verbindungsteil als integraler Bestandteil des Lagerinnenrings oder des Lageraußenrings ausgebildet ist. Und es lassen sich die einzelnen Komponenten reduzieren, was die Kosten vermindert und die Montage erleichtert.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb des Lagerinnenrings ein Deckel angeordnet ist, welcher dann abstützend und abdichtend agiert.
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Die Dauerlaufeigenschaften lassen sich verbessern, wenn der Lageraußenring gezogen ausgebildet ist, wobei gleichzeitig auch die Kosten gesenkt werden.
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Um die Montage weiter zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn der radiale Abstand einer Innenfläche des Lagerinnenrings von einer Rotationsachse des Planetenträgers oder des Sonnenrades größer ist, als von einer im Bereich des Bundes befindlichen Umfangsfläche des Sonnenrades.
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Wenn das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzial ausgebildet ist, das zwei Sonnenräder aufweist, die je mit einem Planetenrad zumindest eines Planetenradsatzes in kämmendem Eingriff befindlich sind, so lässt sich eine besonders kompakt bauende Planetengetriebeausgestaltung realisieren, die gleichzeitig hoch belastbar und kostengünstig ist.
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Um positive Selbsthemmeffekte realisieren zu können, ist es von Vorteil, wenn zwischen den Sonnenrädern eine Reibscheibe befindlich ist.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn sich der am Verbindungsteil ausgebildete Bundabschnitt weiter auf das Sonnenrad axial zu erstreckt, als der Bundabschnitt am Planetenträger, oder am Planetenträger ein radialer Vorsprung vorhanden ist, der das Verbindungsteil axial begrenzt. Im ersten Fall lässt sich eine singuläre Anschlagfläche für das Sonnenrad vorhalten, während im zweiten Fall ein Anschlag während der Montage für das Verbindungsteil vorgehalten wird. Zweckmäßig ist es im zweiten Fall, wenn zusätzliche Reibscheiben zwischen dem Verbindungsteil und den Sonnenrädern vorhanden sind.
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Die Erfindung wird mit einer Zeichnung, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.
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Es zeigen: 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer Längsschnittdarstellung,
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2 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in einer zur 1 vergleichbaren Darstellung,
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeausgestaltung in einer solchen Darstellungsform, wie in 1 und 2 wiedergegeben,
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4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeausgestaltung in einer Darstellung ähnlich der 1 bis 3,
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5 ein fünftes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung, 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung,
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7 ein siebtes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung,
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8 ein achtes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung, bei der ein Deckel als Erweiterung eines Lagerinnenringes interpretiert wird,
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9 ein neuntes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung,
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10 ein zehntes Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittdarstellung, die jedoch nur zum Teil dargestellt ist, und
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11 ein elftes Ausführungsbeispiel in einer Darstellungsart wie aus 10 bekannt.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Differenzialgetriebe, insbesondere als Stirnraddifferenzialgetriebe 2 ausgebildet. Es weist einen Planetenträger 3 auf, der als Korb, insbesondere als Differenzialkorb bezeichnet werden kann. Der Planetenträger 3 kann ferner auch als Planetenradträger bezeichnet werden.
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An dem Planetenträger 3 sind Planetenradsätze 4 mit je einem ersten Planetenrad 5 und einem zweiten Planetenrad 6 über je einen Bolzen 7, der in einer Lagerungshülse 8 befindlich ist, gelagert. Die Planetenräder 5 und 6 sind mit einem Sonnenrad 9 in Wirkkontakt. Dabei ist das erste Planetenrad 5 mit einem ersten Sonnenrad 10 in kämmenden Wirkeingriff und das zweite Planetenrad 6 mit einem zweiten Sonnenrad 11 in kämmenden Wirkkontakt. Der Bolzen 7 ist als Hohlbolzen ausgebildet. Die Planetenräder 5 und 6 eines Planentenradsatzes 4 sind miteinander in kämmendem Eingriff verbringbar.
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Es werden vorteilhafterweise drei, vier, fünf, sechs oder sieben Planetenradsätze 4 mit je einem ersten Planetenrad 5 und einem zweiten Planetenrad 6 verwendet.
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Der Planetenträger 3 weist eine erste Hälfte 12 und eine zweite Hälfte 13 auf, die über ein Verbindungselement 14, wie einen Niet an einem Antriebsrad 15, das als Stirnrad 16 ausgebildet ist, verbunden sind. Das Stirnrad 16 weist eine Außenschrägverzahnung 17 auf.
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Der Planetenträger 3 ist über ein separates Verbindungsteil 18 mit einem Lager 19, das als Wälzlager 20 ausgebildet ist, verbunden. Das Wälzlager 20 ist als Schrägkugellager ausgebildet. An sowohl der ersten Hälfte 12 des Planetenträgers 3, als auch der zweiten Hälfte 13 des Planetenträgers 3 ist jeweils ein Schrägkugellager befindlich. Auch Kegelrollenlager sind möglich.
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Das Verbindungsteil 18 weist dabei einen ersten Flanschabschnitt 21 auf, der über einen Verbindungsabschnitt 22 mit einem zweiten Flanschabschnitt 23 verbunden ist. Der erste Flanschabschnitt 21 bildet dabei eine erste Grenzfläche 24 aus, die in Anlage mit einer Innenfläche 25 des Planetenträgers 3 befindlich ist. Der zweite Flanschabschnitt 23 bildet ferner eine zweite Grenzfläche 26 aus, die mit einer Außenfläche 27 des Lagers 19 in Anlage befindlich ist. Dabei liegt die zweite Grenzfläche 26 an einem Außenring 28 des Wälzlagers 20 an.
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Es ist jedoch möglich, dass wie in 2 dargestellt, ein Innenring 29 des Wälzlagers 20 mit einer nach innen weisenden Innenringfläche 30 an der zweiten Grenzfläche 26 anliegt.
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Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur ein bestimmter Bereich des Verbindungsabschnittes 25 radial am Planetenträger 3 anliegt, liegt in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 der gesamte oder nahezu der gesamte Verbindungsabschnitt 22 axial, sich in Radialrichtung erstreckend, am Planetenträger 3 an. Das Verbindungsteil 18 ist dabei als Blechteil, insbesondere als Blechhülse ausgebildet.
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Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sowohl der Planetenträger 3, als auch das Verbindungsteil 18 einen Bund 31 ausbilden und in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sowohl der Planetenträger 3 mit einem Bundabschnitt 32 an dem ersten Sonnenrad 10 anliegt und das Verbindungsteil 18 mit einem Bundabschnitt 33 an dem ersten Sonnenrad 10 anliegt, liegt in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 nur der Bundabschnitt 33 des Verbindungsteils 18 an dem Sonnenrad 9 an.
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Wie in 2 auch dargestellt, ist an zumindest einem der Sonnenräder 9 eine Außenverzahnung, etwa über einen Zahnkranz 34 vorhanden.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist das Verbindungsteil 18 als topfartiger Deckel 35 ausgebildet, der verglichen mit dem Planetenträger dünnwandig konfiguriert ist, insbesondere nur die Hälfte der Wanddicke oder vorteilhafterweise nur ein Drittel bis ein Viertel der Wanddicke des Planetenträgers 3 aufweist. Es liegt in einer dort vorhandenen Ausnehmung 36 eine Reibscheibe 37 an, die in Anlage mit dem Sonnenrad 9, insbesondere dem ersten Sonnenrad 10 oder dem zweiten Sonnenrad 11 befindlich ist.
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Der Deckel 35 weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Außenfläche 38 auf, die auf derselben in Radialrichtung gemessenen Höhe in Anlage mit sowohl dem Planetenträger 3, als auch dem Innenring 29, insbesondere der Innenfläche 30 des Innenrings 29, befindlich ist.
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Wie in 10 zu erkennen ist, ist in einem axial von den Sonnenrädern 9 beabstandeten Bereich des Lagers eine Verstemmung 39 angebracht. Auf der linken Seite des Stirnraddifferenzialgetriebes 2 ist auch zu erkennen, dass am Außenring 28 des als Kegelrollenlager ausgebildeten Wälzlagers 20 der zweite Flanschabschnitt 23 schräg bzw. quer zur Radialrichtung als auch schräg bzw. quer zur Axialrichtung ausgerichtet ist.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist der Innenring als fließgepresster Innenring 29 ausgebildet, wohingegen der Außenring 28 als gezogener Lageraußenring 28 ausgebildet ist. Der Lageraußenring 28 ist dai zwischen dem Planetenträger 3 und dem Lagerinnenring 29 hindurch gezogen. Dadurch werden die Laufbahneigenschaften verbessert und die Zentrierung des Stirnraddifferenzials 2 gewährleistet.
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Zurückkommend zu 1 sei noch einmal betont, dass der Bund 31 in Axialrichtung ausgerichtet ist und die beiden Bundabschnitte 32 und 33 orthogonal abgewinkelt zu dem Planetenträger 3 bzw. dem Verbindungsteil 18 mit seinem Verbindungsabschnitt 22 gestaltet sind. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weisen die Bundabschnitte 32 und 33 dieselbe axiale Erstreckung bzw. axiale Länge auf und sind beide in Anschlag mit dem jeweiligen Sonnenrad 10 oder 11. Die Bundabschnitte 32 und 33 sind gehärtet, insbesondere durchgehärtet ausgeführt. Es ist jedoch möglich, dass anstelle des separaten Verbindungsteils 18 einer der beiden Lagerringe, also der Lageraußenring 28 oder der Lagerinnenring 29, so umgeformt ist, dass er sowohl den ersten Flanschabschnitt 21 als auch die jeweilige Lauffläche für einen Wälzkörper 40 ausformt.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist, anders als in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, der Lagerinnenring 29 über das davon separate Verbindungsteil 18 mit der ersten Hälfte 12 des Planetenträgers 3 verbunden. Das Verbindungsteil 18 liegt dann an zwei Flächen an der Planetenträgerhälfte 12 an. Der Bundabschnitt 33 des Verbindungsteils 18 steht axial jedoch über dem Bundabschnitt 32 des Planetenträgers 3 über und ist, anders als der Bundabschnitt 32 in Anlage mit dem ersten Sonnenrad 10 befindlich.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 bis 5 wird auf ein separates Verbindungsteil 18 verzichtet und der Lagerinnenring 29 selbst weist den Bundabschnitt 33 auf. Während der Planetenträger 3 in der 3 selber auch einen Bundabschnitt 32 aufweist, fehlt dieser in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5. Allerdings ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 eine Reibscheibe 37 zwischen dem Lagerinnenring 29 und dem Sonnenrad 10 vorhanden. Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 an der dem Sonnenrad 10 zugewandten Seite des Planetenträgers 3 ein Vorsprung 41 ausgebildet, der auf der dem Lager 19 zugewandten Seite eine Ausnehmung 42 definiert, in der der Bundabschnitt 33 des Lagerinnenrings 29 diese Ausnehmung 42 zumindest teilweise ausfüllend vorhanden ist. Der Vorsprung 41 bildet dann einen axialen Anschlag für den Lagerinnenring 29. Grundsätzlich kann der Lagerinnenring 29 über eine stoff-, kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, insbesondere unter Nutzung eines Pressverbandes, mit dem Planetenträger 3 verbunden sein. Eine Rotationsachse 43 des Planetenträgers 3 ist gleichzeitig auch die Rotationsachse der Sonnenräder 9 und 10, und ist die Symmetrieachse dieser Bauteile.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist der Deckel 35 dünnwandig ausgebildet und als Ring mit U-förmigem Querschnitt ausgeformt. Anders als in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist keine Ausnehmung extra für die Reibscheibe 37 vorgesehen. An dieser Stelle sei bemerkt, dass die in dem Lager 19 verwendeten Wälzkörper, mit dem Bezugszeichen 40 versehen sind und grundsätzlich als Kugeln, Kegelrollen, Nadeln oder ähnliche Bauteile ausgebildet sein können. Insbesondere haben sich Schrägkugellager und Kegelrollenlager als langlebig und kostengünstig genug herausgestellt.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 8 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 grundsätzlich vor allem darin, dass der Lagerinnenring 29 nicht bis in Anlage mit dem Planetenträger 3 gebracht ist, sondern der Deckel 35 als kraftübertragendes Element dazwischengeschaltet ist. Auf der Außenfläche 38 des Deckels 35 sitzt somit sowohl der Planetenträger 3 mit einer oder beiden Hälften 10 und 11 stoff-, kraft- und/oder formschlüssig auf, als auch der Lagerinnenring 29. Eine Abwandlung ist denkbar, in der statt dem Lagerinnenring 29 der Lageraußenring 28 auf der Außenfläche des Deckels 35 aufsitzt.
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In 9 ist wiederum auf ein separates Verbindungsteil 18 verzichtet worden und, in Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels, der Lageraußenring 28, welcher als gezogener Lageraußenring ausgebildet ist, mit einer welligen Außenform versehen.
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Während, wie bereits bzgl. der Ausführungsbeispiele gemäß 10 ausgeführt, das Verbindungsteil 18 gerade, d.h. axial ausgerichtete erste und zweite Flanschabschnitte 21 und 23 aufweist, kann, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 dargestellt, der zweite Flanschabschnitt auch schräg zur Rotationsachse 43 und zu einem dort orthogonal abstehend zur Radialrichtung ausgerichtet sein. Der Lagerinnenring 29 kann fließgepresst sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Stirnraddifferenzialgetriebe
- 3
- Planetenträger
- 4
- Planetenradsatz
- 5
- erstes Planetenrad
- 6
- zweites Planetenrad
- 7
- Bolzen
- 8
- Lagerungsringe
- 9
- Sonnenrad
- 10
- erstes Sonnenrad
- 11
- zweites Sonnenrad
- 12
- erste Hälfte
- 13
- zweite Hälfte
- 14
- Verbindungselement
- 15
- Antriebsrad
- 16
- Stirnrad
- 17
- Außenschrägverzahnung
- 18
- Verbindungsteil
- 19
- Lager
- 20
- Wälzlager
- 21
- erster Flanschabschnitt
- 22
- Verbindungsabschnitt
- 23
- zweiter Flanschabschnitt
- 24
- erste Grenzfläche
- 25
- Innenfläche
- 26
- zweite Grenzfläche
- 27
- Außenfläche
- 28
- Lageraußenring
- 29
- Lagerinnenring
- 30
- radial nach innen weisende Innenringfläche
- 31
- Bund
- 32
- Bundabschnitt des Planetenträgers
- 33
- Bundabschnitt des Verbindungsteils
- 34
- Zahnkranz
- 35
- Deckel
- 36
- Ausnehmung
- 37
- Reibscheibe
- 38
- Außenfläche
- 39
- Verstemmung
- 40
- Wälzkörper
- 41
- Vorsprung
- 42
- Ausnehmung
- 43
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0156067 [0003]
- DE 10156890 C1 [0004]
- US 7775928 B2 [0005]
- DE 102009017397 A1 [0006]
- WO 2010/112366 A1 [0007]
