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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 mittels zumindest eines Lagers an einem Gehäuse, wie einem Getriebegehäuse gelagert ist.
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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 101 568 90 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 7 775 928 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 Nachteile in Bezug auf die Bauraumausnutzung auf. Insbesondere soll der Axialbauraum, aber möglichst auch der Radialbauraum, effizient genutzt werden. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier eine Lösung zur Verfügung zu stellen, 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 sich das Lager an einem am Planetenträger stoffschlüssig angebrachten Stütztopf abstützt.
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Die stoffschlüssige Verbindung ist unlösbar ausgestaltet und kann als Schweiß-, Löt-, Kleb- oder Vulkanisierverbindung ausgestaltet sein. Zusätzlich können natürlich auch kraft- und/oder formschlüssige Verbindungsarten unterstützend hinzugenommen werden. Der Einsatz von Laser-, Reib- und/oder Schutzgasschweißverfahren ist vorteilhaft.
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Der Stütztopf muss nicht zwingend eine Stufe aufweisen, sondern kann als einfacher Ring ohne Stufe ausgestaltet sein. Die Bezeichnung als Hülse oder Hohlzylinder, kann gleichwertig verwendet werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn sich das Lager am Stütztopf axial und/oder radial abstützt. Ein Verkippen oder Verschieben des Planetengetriebes innerhalb des Getriebes kann dann wirkungsvoll ausgeschlossen werden.
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Für die Langlebigkeit ist zuträglich es, wenn das Lager als Wälzlager ausgestaltet ist. Auch kann dann auf ein Sammelsurium von Standardelementen zurückgegriffen werden, die einerseits erprobt und andererseits kostengünstig sind.
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Auf die am Planetengetriebe anliegenden Kräfte und vorliegenden Rahmenbedingungen lässt es sich besonders zielgerichtet reagieren, wenn das Wälzlager als kombiniertes Axial-Radialwälzlager, als Schrägkugellager, als Kegelrollenlager oder als Pendelrollenlager ausgestaltet ist. Kombinierte Axial-Radialwälzlager sind grundsätzlich bspw. aus der
US 3 809 444 A bekannt.
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Der Einbau kann vereinfacht werden, wenn das Lager eine eigene, separate Lageraußenschale und/oder eine Lagerinnenschale aufweist. Ein Lager mit zwei Schalen kann einfach vormontiert werden und bedarf keiner Transportsicherung. Ferner ist es aber von Vorteil, wenn die Lageraußenschale oder die Lagerinnenschale am Stütztopf anliegt oder alternativ ein integraler Bestandteil davon ist. Im letztgenannten Fall kann die Anzahl an Einzelteilen reduziert werden und das Gewicht des Gesamtplanetengetriebes minimiert werden.
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Wie bereits erläutert, ist es von Vorteil, wenn der Stütztopf am Planetenträger angeschweißt ist. Insbesondere erprobte Schweißverfahren, wie Reibschweiß-, Plasmaschweiß- oder Laserschweißverfahren können dann kostengünstig mit gutem Erfolg eingesetzt werden.
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Wenn der Stütztopf mit einem Ende auf einer im Wesentlichen radial ausgerichteten Aufstandsfläche aufsteht und dort, vorzugsweise umlaufend und/oder durchgehend, verschweißt ist, so kann die Passgenauigkeit einerseits erhöht werden und andererseits eine besonders gute Schweißung erreicht werden, wodurch die Belastbarkeit verbessert wird.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstandsfläche stirnseitig des Planetenträgers vorhanden ist, wobei sich an deren radialem Ende eine sich in Axialrichtung ausgerichtete Flanschverlängerung erstreckt. Auf diese Weise kann das Lager in Radialrichtung nach außen verbracht werden, bei der die Gesamtkonstruktion und das Planetengetriebe schmal gehalten werden kann bzw. die Abstützflächen axial näher be schmal gehalten werden kann bzw. die Abstützflächen axial näher aneinander gebracht werden können.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn das Planetengetriebe als Stirnraddifferenzial mit zwei Sonnenrädern und zwei Planetenradsätzen ausgebildet ist, vorzugweise derart, dass die Planetenräder der beiden Planetenradsätze miteinander kämmen, wobei weiter vorzugsweise die Planetenräder des einen Planetenradsatzes mit dem einen Sonnenrad kämmen und die Planetenräder des anderen Planetenradsatzes mit dem anderen Sonnenrad kämmen.
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Wenn zwei Lager zwischen dem Planetenträger und dem Gehäuse, vorzugsweise axial beidseitig der Sonnenräder, vorhanden sind, und weiter vorzugsweise die beiden Lager gleichartig oder unterschiedlich ausgestaltet sind, so kann eine effiziente Lagerung gewährleistet werden. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Lager als jeweils kombinierte Axial-Radialwälzlager ausgebildet sind, oder jeweils als Schrägkugellager ausgebildet sind (X- oder O-Anordnung), oder eine Kombination dieser zwei Wälzlagerarten sind, also das eine Wälzlager als kombiniertes Axial-Radialwälzlager ausgestaltet ist und das andere als Schrägkugellager ausgestaltet ist. Die Position der jeweiligen Schrägkugellager kann also durchgetauscht werden.
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Eine Besonderheit an der Anordnung mit unterschiedlichen Wälzlagern, also etwa einer Rollenhülsenlagerung auf der einen Seite des Planetenträgers und einem Axiallager auf derselben Seite, um ein kombiniertes Axial-Radialwälzlager zu generieren, ist, dass das Axiallager mit einem Schweißansatz oder dem aufstandsflächennahen Bereich des Stütztopfes geführt ist.
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Mit anderen Worten ist die Lageranordnung der Erfindung umgekehrt, als normalerweise, nämlich der Lageraußenring nimmt den auch als Differenzialkorb bezeichenbaren Planetenträger auf und der Lagerinnenring sitzt auf einem Zapfen des Gehäuses. Der Lagerring bzw. ein Träger für den Lagerring ist direkt mit dem Planetenträger verschweißt.
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Die Erfindung wird auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe, wobei zwei kombinierte Axial-Radialwälzlager, unter Einsatz einer Rollenhülsenlagerung und eines Axiallagers eingesetzt sind,
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2 eine Vergrößerung des Wälzlagerbereiches des in 1 gezeigten Planetengetriebes,
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3 eine Variante eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes mit zwei Schrägkugellagern,
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4 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes mit einem kombinierten Axial-Radialwälzlager auf der einen Seite des Planetenträgers und einem Schrägkugellager auf der anderen Seite,
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5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer zu den 1, 3 und 4 vergleichbaren Darstellungsart, wobei ein Schrägkugellager auf der einen Seite des Planetenträgers und ein kombiniertes Axial-Radialwälzlager auf der anderen Seite vorhanden sind,
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6 eine singuläre, perspektivische Darstellung des in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 verwendeten Stütztopfes, und
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7 einen Längsschnitt durch den Stütztopf aus 6.
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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 2 ausgebildet. Es wird in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, insbesondere in einem Antriebsstrang. Der Antriebsstrang kann eine Verbindung zu einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einem Elektromotor und einem oder mehreren Abtriebselementen sicher stellen. Das Differenzialgetriebe kann in einem Pkw, einem Lkw oder einem anderen landgebundenen Fahrzeug eingesetzt werden.
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Es ist ein Planetenträger 3 vorhanden, der zwei im Wesentlichen gleichartige Hälften aufweist. An dem Planetenträger 3 ist über Lagerhülsen 4, die auch als Bolzen ausgebildet sein können, zumindest ein Planetenrad 5 gelagert. Das Planetenrad 5 ist Teil eines ersten Planetenradsatzes. Ein weiteres nur angedeutetes Planetenrad ist Teil eines zweiten Planetenradsatzes. Das Planetenrad 5 kämmt mit einem Sonnenrad 6. Das andere Planetenrad kämmt mit einem weiteren Sonnenrad 7. Es wird ein Stirnraddifferenzial geschaffen.
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Der Planetenträger 3 stützt sich über ein Lager 8, das als Wälzlager 9 ausgeführt ist, an einem Gehäuse 10, das als Getriebegehäuse 11 ausgebildet ist, ab.
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Um genau zu sein, stützt sich das Lager 8 mit einer Lagerinnenschale 12 axial und radial an einem Zapfen 13 des Getriebegehäuses 11 ab. Das Lager 8 ist nämlich in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein kombiniertes Axial-Radialwälzlager 14. Unter Vorgriff auf 3 sei bereits jetzt erwähnt, dass das Lager 8 auch als Schrägkugellager 15 ausbildbar ist.
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Zurückkommend auf das Ausführungsbeispiel nach 1, sei erwähnt, dass das Lager 8 auch zumindest eine Lageraußenschale 16 aufweist, das sich an einem Stütztopf 17 abstützt. Der Stütztopf 17 kann auch ohne eine Stufe 18 ausgebildet sein. Er ist dann als Ring oder Hohlzylinder konfiguriert.
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Eine Scheibe 19 ist dann auch zwischen den Wälzkörpern des Axiallagerteils und dem Planetenträger 3 vorhanden, um die Lauffläche zur Verfügung zu stellen. Natürlich ist es auch möglich, dass auf die Scheibe 19 und/oder die Lageraußenschale 16 und/oder die Lagerinnenschale 12 verzichtet wird und die jeweilige Lauffläche im Planetenträger 3, dem Getriebegehäuse 11 und/oder dem Stütztopf 17 ausgebildet ist.
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Es sei darauf hingewiesen, dass ein auf einer Aufstandsfläche 20 aufstehender Anlageflansch 21 des Stütztopfes 17 über eine Schweißverbindung mit dem Planetenträger 3 verbunden ist, aber radial das Axiallager abstützt und somit die Position festlegt oder zumindest radial führt. Statt dem Anlageflansch 21 kann dafür auch ein Schweißansatz benutzt werden.
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In 2 ist eine vergrößerte Darstellung des kombinierten Axial-Radialwälzlagers 14 wiedergegeben. Die Radiallagerung kann auch ohne Rollenhülse erfolgen, wenn der Flansch gehärtet ist und die Axialsicherung des Rollenkranzes gewährleistet ist. Der auch als Lagerflansch zu bezeichnende Stütztopf 17 wird auf den Planetenträger 3 geschweißt. Die Scheibe 19 kann auch eine Umbördelung aufweisen bzw. eine Abkantung aufweisen. Dasselbe gilt für einen Kantring 22, der auch die Funktion einer Lagerinnenschale 12 übernimmt.
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In den 4 und 5 sind zwei unterschiedliche Varianten an erfindungsgemäßen Planetengetrieben 1 dargestellt, wobei immer ein kombiniertes Axial-Radialwälzlager und ein Schrägkugellager 15 zur Lagerung ein und desselben Planetenträgers 3 kombiniert sind.
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Der aus Blech, nämlich tiefgezogenem Stahlblech gefertigte, als Lagerflansch zu bezeichnende Stütztopf 17 ist in den 6 und 7 näher dargestellt. Dabei weist der Stütztopf 17 den Anlageflansch 21 an einem ersten Ende 23 auf. Der Stütztopf 17 kann auch ohne die beiden Stufen 18 ausgebildet sein und eine gleichmäßige Wandstärke mit einer oder mehreren Fasen und/oder Abrundungen aufweisen.
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An den Stufen 18 ist das Material des Stütztopfes 17 jeweils um 90° abgewinkelt. Es kann Material verwendet werden, das für Kalt- oder Warmumformen besonders geeignet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Differenzialgetriebe
- 3
- Planetenträger
- 4
- Lagerhülse
- 5
- Planetenrad
- 6
- erstes Sonnenrad
- 7
- zweites Sonnenrad
- 8
- Lager
- 9
- Wälzlager
- 10
- Gehäuse
- 11
- Getriebegehäuse
- 12
- Lagerinnenschale
- 13
- Zapfen
- 14
- kombiniertes Axial-Radialwälzlager
- 15
- Schrägkugellager
- 16
- Lageraußenschale
- 17
- Stütztopf
- 18
- Stufe
- 19
- Scheibe
- 20
- Aufstandsfläche
- 21
- Anlageflansch
- 22
- Kantring
- 23
- erstes Ende des Stütztopfes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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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]
- US 3809444 A [0015]
