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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem zweiteiligen Planetenträger, an dessen erster Planetenträgerhälfte mit zumindest einem Sonnenrad kämmende Planetenräder drehbar angebracht sind, wobei die erste Planetenträgerhälfte zwischen zumindest zwei Planetenrädern einen Flanschbereich ausbildet, an dem ein Antriebsrad befestigt ist, wobei die erste Planetenträgerhälfte in einem ersten Funktionsbereich radial auf einer Innenseite des Antriebsrades anliegt.
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Aus dem Stand der Technik, etwa der
DE 10 2007 004 710 A1 ist ein Stirnraddifferenzial mit einem als Summenwelle ausgebildeten und um eine längsausgerichtete Drehachse drehbaren Gehäuse und mit wenigstens drei um die Drehachse umfangsseitig zueinander beabstandeten Planetenrädern sowie mit einem Antriebsrad an dem besagten Gehäuse offenbart. Dabei ist offenbart, dass das Gehäuse zumindest aus zwei aneinander befestigten Gehäuseabschnitten gebildet ist, jedes der Planetenräder längs beidseitig in den Gehäuseabschnitten gelagert ist, wenigstens einer der Gehäuseabschnitte topfförmig ausgebildet ist, wobei ferner der Gehäuseabschnitt aus einem Topf mit einem gehäusestirnseitigen Boden, aus einer vom Boden abgehenden und um die Drehachse verlaufenden Band gebildet ist.
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Auch ist etwa aus der
DE 10 2010 050 604 A1 bekannt, ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug vorzuschlagen, mit einer Mehrzahl von Planetenrädern sowie Planetenradbolzen, wobei die Planetenräder auf den Planetenradbolzen drehbar um Planetenraddrehachsen gelagert sind, und mit einem Planetenradträger, der mindestens zwei Trägerbleche umfasst, wobei die Planetenräder zwischen den Trägerblechen angeordnet sind und die Planetenradbolzen von den Trägerblechen getragen werden, wobei mindestens eines der Trägerbleche als ein konturierter Trägertopf ausgebildet ist, welcher in Umfangsrichtung um eine Hauptdrehachse des Planetengetriebes Planetenradaufnahmen zur Aufnahme der Planetenräder und dazu in axialer Richtung versetzte Befestigungsabschnitte zur Befestigung des Trägertopfes an dem Planetengetriebe aufweist, und wobei die Planetenradaufnahmen radial außenseitig jeweils einen Stützblechabschnitt aufweisen, der flächig sowohl in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse als auch in axialer Richtung verläuft.
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Diese spezielle Ausgestaltung von Stirnraddifferenzialen soll als hier integriert gelten. Sie beschreiben sog. Leichtbaudifferenziale, die auch als LWD (Light Weight Differentials) bezeichnet werden. Der Planetenträger ist dabei zweiteilig ausgebildet. Es sind zwei Planetenträgerhälften zusammengefügt, um den Planetenträger zu bilden. Dabei wird unter einer Planetenträgerhälfte nicht eine solch geometrisch spezielle Unterteilung zu einer Mitte mit symmetrisch gleichartiger Ausgestaltung der beiden Planetenträgerhälften verstanden, sondern vielmehr eine entlang einer zu einer Rotationsachse senkrechten Ebene in zwei separate Teile aufgeteilte Planetenträgerbauteilausgestaltung verstanden.
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Eine der beiden Planetenträgerhälften ist topfförmig ausgebildet und weist mindestens drei in der Wand des Topfes radial angezogene Wandabschnitte, nach Art eines sog. Stövchendesigns auf, welche in einem axialen Flansch enden. An dem Flansch liegt plan ein anderes Gehäuseteil, nämlich die zweite Planetenträgerhälfte an. Ein oder zwei Durchgangslöcher des Flansches sind für Befestigungsmittel, wie Schrauben oder Nieten vorgesehen, mit denen die Gehäuseteile, also die beiden Planetenträgerhälften, miteinander befestigt sind. Mit den bspw. verwendeten Nieten werden auch das Antriebsrad, bzw. das Parksperrenrad befestigt, die mit radialen Laschen von außen nach innen in die radial eingezogenen Bereiche mit eingreifen. Jeder Flansch ist in Umfangsrichtung in einer Umfangslücke zwischen den Topfbereichen mit den Planetenrädern des LWD ausgebildet.
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Die Bereiche, in denen die Planetenräder ausgebildet sind, sind gemäß der Topfform breit außenzylindrisch gestaltet, wie bspw. der
5c der
DE 10 2010 050 604 A1 zu entnehmen ist. Sie bilden einen Sitz für das Antriebsrad oder das Parksperrenrad. Die Bereiche mit den Flanschen sind schmal außenzylindrisch ausgestaltet, da diese nur durch die Blechstärke der aneinanderliegenden Gehäuseteile bestimmt sind. Sie weisen jedoch den gleichen Außendurchmesser wie die breiten Bereiche auf, so dass das Antriebsrad bzw. das Parksperrenrad vollumfänglich auf dem Gehäuse abgestützt ist, und zwar abwechselnd auf einem schmalen und dann wieder auf einem breiten außenzylindrischen Bereich.
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Das Antriebsrad liegt somit vollumfänglich an einer Planetenträgerhälfte entweder in einem schmalen oder in einem breiten Bereich, jedoch überall an der ersten Planetenträgerhälfte an. Der vollumfängliche Sitz erweist sich jedoch bei bestimmten Anwendungsfällen aufgrund der geringen Biegesteifigkeit des Gehäuses des Differenzials als nachteilig, da es zu Spannungsspitzen an den Übergängen von den breiten Topfbereichen zu den schmalen Flanschbereichen kommen kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine besonders kerbspannungsfreie Planetenträgerausgestaltung zur Verfügung zu stellen, die auch in einem Planetengetriebe so einsetzbar ist, dass besonders hohe Drehmomente ohne störende Verbindung übertragen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Planetenträgerhälfte in einem zweiten Funktionsbereich radial von der Innenseite des Antriebsrades beabstandet ist.
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Während somit die erste Planetenträgerhälfte in einem ersten Funktionsbereich radial auf einer Innenseite des Antriebsrades anliegt, liegt ein zweiter Funktionsbereich derselben Planetenträgerhälfte eben gerade nicht an der Innenseite des Antriebsrades an.
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Eine besonders kerbfreundliche Gestaltung ist dann erreichbar.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der erste Funktionsbereich mittels eines Übergangsbereiches in den zweiten Funktionsbereich übergeht. Diese Übergangsbereiche können wie Bogen ausgebildet sein, insbesondere durch Tiefziehprozesse hergestellt sein. Ähnliche spanlos arbeitende Umformverfahren sind ebenfalls geeignet, wodurch die Herstellkosten reduziert werden.
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Es ist auch von Vorteil, wenn der Flanschbereich zu einer ersten Ebene, in der ein die Planetenräder tragender Bereich des Planetenträgers befindlich ist, in einer axialen Richtung der Planetenräder versetzten zweiten Ebene vorhanden ist. Auf diese Weise kann genügend Platz für die Planetenräder zur Verfügung gestellt werden, aber unter Wahrung des Bauraumes eine besonders steife Variante ausgebildet werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der zweite Funktionsbereich im Flanschbereich befindlich ist. Natürlich ist es auch möglich, dass alternativ die erste Planetenträgerhälfte im zweiten Funktionsbereich auf der Innenseite des Antriebsrades zumindest abschnittsweise anliegt. Auf diese Weise können beide Hälften vollumfänglich tragen, wobei die Übergangsbereiche von den breiten zu den schmalen Bereichen vom Kontakt zur Innenseite des Achsantriebes ausgespart sind.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn sich der zweite Funktionsbereich bis in den Übergangsbereich erstreckt. Gerade durch ein Vermeiden des Anstoßens der Übergangsbereich an der Innenseite des Antriebsrades, wird das Auftreten von Kerbspannungen vermieden.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsrad außen verzahnt ausgestaltet ist und vorzugsweise als Achsantriebsrad oder als Parksperrenrad ausgebildet ist.
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Damit die Montage präzise vonstattengehen kann, ist es von Vorteil, wenn der erste Funktionsbereich zwischen zwei Übergangsbereichen in der Umgebung von Planetenrotationsachsen angeordnet ist, vorzugsweise in einem in Radialrichtung verlagerten Mittelbereich, zu den je zwei funktionsbenachbarten, zu den Planetenbolzen konzentrischen Planetenrotationsachsen vorhanden ist.
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Es ist auch von Vorteil, wenn eine an der ersten Planetenträgerhälfte befestigte, die Planetenräder lagernde zweite Planetenträgerhälfte eine Umfangsfläche aufweist, die vollumfänglich von der Innenseite des Antriebsrades beabstandet ist. Eine Überbestimmung des Systems wird dadurch verhindert.
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Um gleiches Ausgangsmaterial verwenden zu können, ist es von Vorteil, wenn die erste Planetenträgerhälfte und/oder die zweite Planetenträgerhälfte als Blechbauteil mit gleichbleibender Dicke ausgebildet ist. So kann die erste Planetenträgerhälfte ihrerseits eine gleichbleibende Dicke aufweisen, die zweite Planetenträgerhälfte ihrerseits eine gleichbleibende Dicke aufweisen, wobei ferner die Dicken identisch sein können, so dass ein und dasselbe Ausgangsmaterial verwendbar ist.
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Besonders bauraumeffizient ist es, wenn das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet ist.
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Es ist von Vorteil, wenn nur eine Umfangsfläche der einen der beiden Planetenträgerhälften zumindest kraftschlüssig mit dem Achsantriebsrad in Wirkeingriff befindlich ist.
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Auch ist es von Vorteil, wenn die Umfangsfläche des zumindest fest mit dem Achsantriebsrad in Wirkeingriff befindlichen ersten Träger spanend nachbearbeitet ist oder beide Umfangsflächen beider Träger der Planetenträgerhälften spanend nachbearbeitet sind.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen der anderen, zweiten Planetenträgerhälfte und dem Antriebsrad ein Spalt vorhanden ist.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn zwischen der ersten Planetenträgerhälfte und dem Antriebsrad und/oder zwischen der zweiten Planetenträgerhälfte und dem Antriebsrad eine Presspassung vorhanden ist.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse am Innenumfang des Antriebsrades direkt anliegt.
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Wenn die erste Planetenträgerhälfte mit der zweiten Planetenträgerhälfte verschweißt ist und/oder die zweite Planetenträgerhälfte einen Zapfen ausbildet, der sich quer zur Radialrichtung des Gehäuses erstreckt und in einer Ausnehmung des ersten Planetenträgers eingepasst ist, so kann die Präzision des Planetengetriebes erhöht werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Innenseite des Antriebsrades eine Stufe aufweist, die mit dem Planetenträger pressverbunden ist.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das Antriebsrad auf die erste Planetenträgerhälfte nach einer Erwärmung aufgeschrumpft wird.
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Die Erfindung ist nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Ansicht in Axialrichtung auf den Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes bei nur singulärer Darstellung eines Antriebsrades und einer ersten Planetenträgerhälfte, sowie einem angedeuteten Sonnenrad, das durch eine zentrische Ausnehmung zu erkennen ist,
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2 eine weitere Darstellungsform der Ausführung des Planetengetriebes aus 1, und
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3 eine singuläre, perspektivische Darstellung einer im erfindungsgemäßen Planetengetriebe der 1 und 2 verwendeten ersten Planetenträgerhälfte.
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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 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Differenzialgetriebe, nämlich als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet. Es weist einen zweiteiligen Planetenträger 2 auf, der eine erste Planetenträgerhälfte 1 und eine zweite Planetenträgerhälfte (nicht dargestellt) beinhaltet. Die zweite Planetenträgerhälfte 4 ist in 1 nicht zu erkennen, aber die diesbezügliche Position mit dem Bezugszeichen 4 angedeutet.
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An dem Planetenträger sind Bolzen 5 unter Zwischenschaltung von Hülsen 6 vorhanden. An den Bolzen 5 sind nicht dargestellte Planetenräder drehbar gelagert. Ein Planetenrad greift dabei in ein erstes Sonnenrad und in ein weiteres Planetenrad kämmend ein, wobei das weitere Planetenrad seinerseits in ein zweites Sonnenrad kämmend eingreift. Zwischen zwei Planetenrädern bildet die erste Planetenträgerhälfte 3 einen Flanschbereich 7 aus. Der Flanschbereich 7 ist zu einer ersten Ebene, in der ein die Planetenräder tragender Bereich 8 befindlich ist, in einer axial in Richtung der Planetenträger versetzten zweiten Ebene vorhanden.
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Die erste Planetenträgerhälfte weist einen ersten Funktionsbereich 9 auf. Der erste Funktionsbereich 9 liegt radial auf einer Innenseite 10 eines Antriebsrades 11 an. Das Antriebsrad 11 kann als Achsantriebsrad oder als Parksperrenrad ausgebildet sein, hat aber auf seiner Außenseite 12 eine Außenverzahnung 13.
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Die erste Planetenträgerhälfte 3 weist auch einen zweiten Funktionsbereich 14 auf. Dieser zweite Funktionsbereich 14 ist radial von der Innenseite 10 des Antriebsrades 11 beabstandet. Der Flanschbereich 7 geht über einen Übergangsbereich 15 in den planetenrädertragenden Bereich 8 über. Der erste Funktionsbereich 9 geht daher unter Zwischenschaltung des Übergangsbereiches 15 in den zweiten Funktionsbereich 14 über. Wie auch 2 zu entnehmen ist, ist der zweite Funktionsbereich 14 im Flanschbereich 7 angeordnet.
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Wie auch 3 zu entnehmen ist, ist der erste Funktionsbereich 9 zwischen zwei Übergangsbereichen 15 befindlich, wobei auch die Übergangsbereiche 15 radial nach innen versetzt relativ zu dem ersten Funktionsbereich 9 sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Planetenträger
- 3
- erste Planetenträgerhälfte
- 4
- zweite Planetenträgerhälfte
- 5
- Bolzen
- 6
- Hülse
- 7
- Flanschbereich
- 8
- planetenrädertragender Bereich
- 9
- erster Funktionsbereich
- 10
- Innenseite
- 11
- Antriebsrad
- 12
- Außenseite
- 13
- Außenverzahnung
- 14
- zweiter Funktionsbereich
- 15
- Übergangsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007004710 A1 [0002]
- DE 102010050604 A1 [0003, 0006]
