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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie ein Differenzialgetriebe, mit einem Planetenträger, an dem zumindest ein Planetenrad drehbar angebunden ist, mit wenigstens einem Sonnenrad, das in kämmendem Wirkeingriff mit dem wenigstens einen Planetenrad steht, wobei der Planetenträger mit zumindest einem Lager axial und/oder radial an einem Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse, gelagert ist, wobei eine erste Laufbahn des Lagers an einem gehäusefesten Bauteil ausgeformt ist und eine zweite Laufbahn des Lagers an einem planetenträgerfesten Bauteil ausgeformt ist, wobei ein Stütztopf das Lager radial zumindest abschnittsweise außenseitig umgreift.
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Der Stütztopf kann auch als Lagerflansch bezeichnet werden. Theoretisch kann der Stütztopf auch als zylindrische Hülse mit Stufen und Umbördelungen ausgebildet sein.
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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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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und insbesondere eine kippsichere und belastbare Lagerung des Planetenträgers am Gehäuse zu realisieren. Es sollen die Kosten niedrig gehalten werden und gleichzeitig eine besonders kompakte Bauform, insbesondere in Axialrichtung, aber auch in Radialrichtung erreicht werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich der Stütztopf auf einer radialen Außenseite des Planetenträgers abstützt.
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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 Stütztopf einen axial abstehenden Bund aufweist, der sich an einer Umfangsfläche des Planetenträgers abstützt. Die Montage kann dann vereinfacht werden, insbesondere wenn das als Wälzlager ausgebildete Lager im Stütztopf als Vormontageeinheit vormontiert ist.
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Es ist von Vorteil, wenn der Bund an der Umfangsfläche im Bereich eines sich in Axialrichtung erstreckenden Flansches des Planetenträgers abstützt. Eine ausreichend große Auflagefläche kann dann zur Verfügung gestellt werden und eine gute Kippsicherheit erreicht werden.
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Es ist zweckmäßig, wenn über den Bund eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Stütztopf und dem Planetenträger geschaffen ist, vorzugsweise unter Nutzung eines Presssitzes. Gerade bei Nutzung einer kraftschlüssigen Verbindung, kann eine effiziente Transportsicherung erreicht werden und ein Auseinanderfallen der Einzelkomponenten vermieden werden. Presssitze bieten sich ferner zur exakten Dimensionierung und Auslegung an.
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Die Länge des Presssitzes wird über die Aufpresskraft abgestimmt, was sich dann vorteilhaft auswirkt, wenn die axiale Länge des Presssitzes in Abhängigkeit von der zu übertragenden Aufpresskraft gewählt ist.
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Wenn die zweite Laufbahn am Stütztopf ausgebildet ist, so kann auf ein Zusatzelement, wie eine äußere Lagerschale verzichtet werden. Allerdings ist es auch von Vorteil, wenn an einer zum Stütztopf separaten äußeren Lagerschale oder Lagerring die Laufbahn ausgebildet ist, da dann die Vormontage vereinfacht werden kann. Auch kann auf eine Vielzahl von Gleichteile zurückgegriffen werden, was die Kosten minimiert.
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Ebenfalls als für die Kostenreduktion zuträglich hat es sich herausgestellt, wenn die erste Laufbahn an dem Gehäuse ausgebildet ist, da dann die Einzelteilanzahl reduziert werden kann, oder wenn an einer zum Gehäuse separaten inneren Lagerschale oder Lagerring die erste Laufbahn ausgebildet ist, da dann eine modulartige Zusammenstellung des Planetengetriebes erleichtert wird.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als kombiniertes Axial-Radialwälzlager oder als Schrägkugellager, als Kegelrollenlager, oder als Pendelrollenlager ausgebildet ist. Als kombiniertes Axial-Radialwälzlager, kann einerseits eine Axiallagerkombination mit einer in Radialrichtung lagernden Rollenhülsenlagerung verstanden sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die Radiallagerung auch ohne eine Rollenhülse erfolgen kann, insbesondere dann, wenn der im Bereich des Lagers ausgebildete Flansch des Gehäuses gehärtet ist und die Axialsicherung des Rollenkranzes gewährleistet bleibt.
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Wenn sich der Bund am kleinsten oder größten Außendurchmesser des Planetenträgers abstützt, so wird eine Kraftumlenkung erreicht, die für die kompakte Ausgestaltung des Planetengetriebes zuträglich ist.
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Letztlich betrifft die Erfindung auch ein Planetengetriebe, das als Stirnraddifferenzial mit zwei Sonnenrädern und zwei Planetenradsätzen ausgebildet ist, wobei die Planetenräder der beiden Planetenradsätze miteinander kämmen und die Planetenräder des einen Planetenradsatzes mit dem einen Sonnenrad kämmen und die Planetenräder des anderen Planetenradsatzes mit dem anderen Sonnenrad kämmen. Auf diese Weise kann auf schwere und großbauende Kegeldifferenziale verzichtet werden.
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Ein Aspekt der Erfindung ist auch darauf gerichtet, dass der Außenring außen auf einem Bund des Differenzialkorbes und nicht innen zentriert ist. Anders als sonst üblich, ist die Anordnung im Bereich des Lagers nämlich umgekehrt, d.h. der Lageraußenring nimmt den Differenzialkorb / Planetenträger auf und der Lagerinnenring sitzt auf einem Zapfen des Gehäuses.
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Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes im Längsschnitt,
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2 eine Vergrößerung des Bereiches II aus 1,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer zur 1 vergleichbaren Darstellungsart,
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4 eine Vergrößerung des Bereiches IV aus 3,
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5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes, bei der auf der einen Seite ein kombiniertes Axial-Radialwälzlager und auf der anderen Seite ein Schrägkugellager eingesetzt ist, und
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6 eine zusätzliche Ausführungsform, bei der die Position des kombinierten Axial-Radialwälzlagers und des Schrägkugellagers relativ zum in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vertauscht ist.
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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 erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 ist als Differenzialgetriebe 2, insbesondere als Stirnraddifferenzial 3 ausgebildet.
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Es sind zwei Planetenradsätze an einem Planetenträger 4 drehbar angebunden. Der Planetenträger 4 weist eine erste Planetenträgerhälfte 5 und eine zweite Planetenträgerhälfte 6 auf. Jeder Planetenradsatz weist mehrere Planetenräder auf, wobei vorzugsweise 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 (oder mehr) Planetenräder pro Planetenradsatz eingesetzt sind. Ein Planetenrad eines Planetenradsatzes ist exemplarisch mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Es kämmt mit einem ersten Sonnenrad 8. Das Planetenrad 7 kämmt mit einem weiteren Planetenrad, das Teil des anderen Planetenradsatzes ist. Dieses andere Planetenrad kämmt mit einem zweiten Sonnenrad 9. Die beiden Sonnenräder 8 und 9 haben eine Kerb- oder Keilverzahnung innenseitig, um einen drehmomentübertragenden Eingriff jeweils einer Welle zu erlauben.
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Der Planetenträger 4 ist über ein Lager 11 auf jeder Seite der beiden Sonnenräder 8 und 9 an einem Gehäuse 12, das als Getriebegehäuse 13 ausgebildet ist, gelagert.
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Das Lager 11 ist als Wälzlager ausgebildet. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lager 11 als Schrägkugellager ausgebildet. Eine Lagerinnenschale 14 weist eine erste Laufbahn 15 auf. Auf dieser ersten Laufbahn 15 rollen die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 16 ab. Eine zweite Laufbahn 17 ist auf der dem Wälzkörper 16 von der ersten Laufbahn 15 aus gesehen gegenüberliegenden Seite ausgebildet, nämlich an einem Stütztopf 18. Der Stütztopf 18 kann auch als Lageraußenschale 19 bezeichnet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nämlich keine separate Lageraußenschale 19 vorhanden, sondern die Funktionalität in den Stütztopf 18 integriert.
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Der Stütztopf 18 ist ein aus Stahlblech mittels Tiefziehen gefertigtes Bauteil. Es ist möglich, zwischen dem Wälzkörper 16 und dem Stütztopf 18 eine separate Lageraußenschale 19 einzubringen. Genauso oder alternativ ist es auch möglich, die Lagerinnenschale 14 zu eliminieren und die erste Laufbahn 15 an einem als Flansch 20 ausgebildeten Bereich des Getriebegehäuses 13 auszubilden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird es möglich, Axialbauraum zu sparen und gleichzeitig die Lager 11 radial nach außen zu bringen. Dabei kann im Stütztopf 18 eine Stufe 21, aber auch mehrere Stufen 21 eingebracht sein, um einen ausreichenden axialen und radialen Abstand zu die Planetenräder lagernden Hülsen 22 zu erhalten.
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Der Stütztopf 18 weist auch an seinem radial inneren Ende einen Bund 23 auf, der auch als Umbördelung bezeichnet werden könnte. Der Bund 23 ist axial ausgerichtet und liegt an einer radialen Außenseite 24 eines sich in Axialrichtung erstreckenden Flansches 25 des Planetenträgers bzw. der entsprechenden Planetenträgerhälfte flächig an. Insbesondere liegt dort ein Presssitz vor.
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Die Länge des Presssitzes wird durch die Aufpresskraft bestimmt. Der auch als Lagerflansch zu bezeichnende Stütztopf 18 ist auf den Planetenträger 4 aufgepresst.
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In 2 ist eine Vergrößerung des Lagerbereichs dargestellt, wobei die als Kugellaufbahn ausgebildete zweite Laufbahn 17 in den tiefgezogenen Stütztopf 18 integriert ist. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Außenring des Schrägkugellagers entfallen. Der axiale Bauraum wird effizient genutzt. Es kann axialer Bauraum eingespart werden. Der Innendurchmesser des Innenrings, d.h. die Lagerinnenschale 14 kann größer werden. Dadurch können größere Kräfte übertragen werden.
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Anders als in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 dargestellt, kann auch statt einem Schrägkugellager ein kombiniertes Axial-Radiallager 26 verwendet werden. Dabei wird eine Rollenhülse 27 und ein Axialwälzlager 28 miteinander in einer Vormontageeinheit kombiniert. Dabei sind Lagerschalen bzw. Lagerscheiben oder -ringe zwischen den Wälzkörpern 16 und einem Stütztopf 18 bzw. den Wälzkörpern 16 und dem Gehäuse 12 angeordnet. Die Wälzkörper 16 sind dabei als Rollen oder Nadeln ausgestaltet.
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In 4 ist erneut eine Vergrößerung des Lagerbereichs wiedergegeben, wobei die zwischengeschalteten Scheiben, Ringe oder Schalen für die zur Verfügungstellung der Laufbahnen 15 und 17 zuständig sind. Die Radiallagerung kann auch ohne Rollenhülse erfolgen, wenn der Flansch 20 gehärtet ist und die Axialsicherung des Rollenkranzes gewährleistet ist.
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In den 5 und 6 ist eine Kombination eines kombinierten Axial-Radiallagers 26 einerseits und eines Schrägkugellagers 29 andererseits dargestellt. Während ein kombiniertes Axial-Radiallager 26 einmal auf der einen Seite und ein Schrägkugellager 29 auf der anderen Seite des Planetenträgers 4 angeordnet ist, ist dies in dem anderen Ausführungsbeispiel genau anders herum.
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Die Lagerinnenschale 14 kann auch als innere Lagerschale bezeichnet werden. Die Lageraußenschale 19 kann auch als äußere Lagerschale bezeichnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Differenzialgetriebe
- 3
- Stirnraddifferenzial
- 4
- Planetenträger
- 5
- erste Planetenträgerhälfte
- 6
- zweite Planetenträgerhälfte
- 7
- Planetenrad
- 8
- erstes Sonnenrad
- 9
- zweites Sonnenrad
- 10
- Kerb- oder Keilverzahnung
- 11
- Lager
- 12
- Gehäuse
- 13
- Getriebegehäuse
- 14
- Lagerinnenschale
- 15
- erste Laufbahn
- 16
- Wälzkörper
- 17
- zweite Laufbahn
- 18
- Stütztopf
- 19
- Lageraußenschale
- 20
- Flansch
- 21
- Stufe
- 22
- Hülse
- 23
- Bund
- 24
- Außenseite
- 25
- Flansch
- 26
- kombiniertes Axial-Radiallager
- 27
- Rollenhülse
- 28
- Axialwälzlager
- 29
- Schrägkugellager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0156067 [0004]
- DE 10156890 C1 [0005]
- US 7775928 B2 [0006]
- DE 102009017397 A1 [0007]
- WO 2010/112366 A1 [0008]
