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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Planetenradanordnungen zur Verwendung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben und insbesondere auf einen zweiteiligen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem integrierten Kupplungsgehäuse.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung dar und können, müssen jedoch nicht Stand der Technik bilden.
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Planetenradanordnungen, die in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben verwendet werden, unterliegen zahlreichen Herstellungs-, Montage- und Betriebsbeschränkungen. Da er das größte und schwerste Element der Planetenradanordnung ist und da er die Planetenräder aufnimmt und stützt, trifft dies insbesondere für den Planetenträger zu.
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Wegen seiner Größe ist es als Betrachtung zur Einsparung von Energie immer erwünscht, sein Gewicht zu minimieren und somit seine Trägheit zu verringern. Solche Gewichtsverringerungen sind natürlich auf Verringerungen beschränkt, die nicht die Festigkeit und die Haltbarkeit des Trägers gefährden. Da die Planetenräder innerhalb des Trägers liegen, muss nicht nur beachtet werden, wie diese Zahnräder sowie Wellen, Lager und Unterlegscheiben in dem Träger aufgenommen sind, sondern auch, wie sie in ihm eingebaut sind. Schließlich gibt es das Problem der Schmierung: Durch Aufnahme geeigneter Fluiddurchlässe muss beachtet werden, dass die richtige Schmiermittelströmung zu den Wellen und Planetenrädern sichergestellt wird. Solche Durchlässe müssen nicht nur Schmierfluid bereitstellen können, wenn sich der Träger dreht, sondern auch, wenn er feststehend ist und wenn sich die Planetenräder drehen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft einen zweiteiligen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem integrierten Kupplungsgehäuse. Der Planetenträger umfasst einen ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse und einen zweiten Trägerflansch, die durch eine Mehrzahl von Gewindebefestigungselementen, die durch Hohldübel verlaufen, miteinander verschraubt sind. Eine Mehrzahl von Planetenrädern nehmen Nadellageranordnungen auf, die wiederum an Zapfen oder Wellenstümpfen gestützt sind. Die Wellenstümpfe sind durch quer verlaufende Fixierstifte, die in dem zweiten Trägerflansch aufgenommen sind und in die Wellen verlaufen, in dem Zahnradträger gehalten. Zwischen den beiden Flächen der Planetenträger und der Flansche sind integrierte Unterlegscheiben angeordnet. Das Montageverfahren ist ebenfalls ein Merkmal der vorliegenden Erfindung.
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Somit ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass sie eine Planetenradanordnung mit niedriger Masse schafft.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine zweiteilige Planetenradanordnung mit niedriger Masse schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen Planetenträger mit niedriger Masse schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen zweiteiligen Planetenträger mit niedriger Masse schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem integrierten Kupplungsgehäuse schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen zweiteiligen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem integrierten Kupplungsgehäuse schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse und einen zweiten Trägerflansch, die aneinander befestigt sind, schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse und einen zweiten Trägerflansch, die durch eine Mehrzahl von Gewindebefestigungselementen aneinander befestigt sind, schafft.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass sie einen Planetenträger mit niedriger Masse mit einem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse und einen zweiten Trägerflansch, die durch eine Mehrzahl von Gewindebefestigungselementen, die durch Hohldübel verlaufen, aneinander befestigt sind, schafft.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Bereiche der Anwendbarkeit gehen aus der hier gegebenen Beschreibung hervor. Selbstverständlich sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung bestimmt und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnitts eines Getriebes, das die vorliegende Erfindung enthält, durch ein Ritzelzahnrad, durch ein Lager und durch einen Wellenstumpf;
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2 ist eine Halbschnittansicht eines Planetenträgers mit einem integrierten Kupplungsgehäuse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch ein Gewindebefestigungselement und durch einen Hohldübel;
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3 ist eine Explosionsdarstellung eines Planetenträgers mit einem integrierten Kupplungsgehäuse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aus einer ersten Perspektive; und
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4 ist eine Explosionsdarstellung eines Planetenträgers mit einem integrierten Kupplungsgehäuse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aus einer zweiten Perspektive.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, die vorliegende Anwendung oder die vorliegenden Verwendungen nicht einschränken.
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In 1 ist ein Abschnitt eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes, das die vorliegende Erfindung enthält, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Automatikgetriebe 10 enthält eine erste oder Hauptmittelachswelle oder -hohlwelle 12, um die viele Komponenten des Getriebes 10 koaxial oder konzentrisch angeordnet sind. Zum Beispiel ist ein zweites koaxiales Antriebselement 14 durch ineinandergreifende Dorne 16 mit der ersten oder Hauptwelle oder -hohlwelle 12 gekoppelt, ist eine dritte Hohlwelle oder ein drittes rohrförmiges Antriebselement 20 um die erste oder Hauptwelle oder -hohlwelle 12 koaxial angeordnet, ist ein viertes koaxiales Hohlwellenantriebselement oder rohrförmiges Antriebselement 22 aus einer Mehrzahl von Komponenten um das dritte Hohlwellenantriebselement oder rohrförmige Antriebselement 20 angeordnet und sind die erste Hauptwelle oder Hohlwelle 12 und ein fünftes koaxiales Hohlwellen- oder Antriebselement 24 durch ineinandergreifende Dome 26 mit den Komponenten des vierten Hohlwellenantriebselements oder rohrförmigen Antriebselements 22 gekoppelt. Außerdem enthält das Getriebe 10 eine Mehrzahl von Axiallagern 28, die die eben erwähnten Komponenten und radial verlaufende Elemente, die damit gekoppelt sind, in Übereinstimmung mit der herkömmlichen Praxis axial positionieren und drehend trennen.
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In dem Automatikgetriebe 10 liegt eine Planetenradanordnung 30 mit einem integrierten Kupplungsgehäuse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Die Planetenradanordnung 30 enthält ein Sonnenrad 32, das durch einen ineinandergreifenden Keilprofilsatz 36 mit einer radial verlaufenden Antriebsscheibe oder -platte 34 gekoppelt ist. Das Sonnenrad 32 ist an einer Nadellageranordnung 38 an der fünften Hohlwelle oder an dem fünften Antriebselement 24 frei drehbar gestützt. Die Planetenradanordnung 30 enthält einen ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 und einen zweiten Trägerflansch 60. Der erste Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 enthält eine Mehrzahl von Aperturen oder Öffnungen 42 (von denen in 1 eine dargestellt ist) zur Aufnahme einer gleichen Mehrzahl von Zapfen oder Wellenstümpfen 44 (von denen in 1 einer dargestellt ist) und einen axial verlaufenden Außenflansch 46, der eine Mehrzahl von Innenkeilprofilen 48 trägt oder definiert.
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In 1 und 2 enthält der erste Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 außerdem eine Mehrzahl doppelt angesenkter Öffnungen 52, die eine gleiche Mehrzahl von Gewindebefestigungselementen 54 und einen Abschnitt jeweils eines Paars von Hohldübeln 56 aufnehmen. Gleichfalls enthält der zweite Trägerflansch 60 eine Mehrzahl von Aperturen oder Öffnungen 62, die wie die Aperturen oder Öffnungen 42 in dem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 bemessen und angeordnet sind und die Zapfen oder Wellenstümpfe 44 aufnehmen. Außerdem enthält der zweite Trägerflansch 60 eine Mehrzahl radialer Aperturen 64, die jede der Aperturen oder Öffnungen 62 schneiden. Ferner enthält der zweite Trägerflansch 60 eine Mehrzahl angesenkter und mit Gewinde versehener Öffnungen 66, die einen Abschnitt der Hohldübel 56 und der Gewindebefestigungselemente 54 aufnehmen. Außerdem enthält der zweite Trägerflansch 60 eine Mehrzahl von Innenkeilprofilen 68, die um einen mittleren oder Innenflansch 70 angeordnet sind. Die Innenkeilprofile 68 sind mit Außenkeilprofilen 72 an dem fünften Hohlwellen- oder Antriebselement 24 in Eingriff.
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Wieder in 1 ist an jedem der Zapfen oder Wellenstümpfe 44 eine Nadellageranordnung 74 (von denen in 1 eine dargestellt ist) angeordnet, die ein jeweiliges Planetenrad 76 (von denen in 1 eines dargestellt ist) frei drehbar stützt. Jedes der Planetenräder 76 steht in ständigem Kämmen mit dem Sonnenrad 32 und mit einem Hohlrad 80. Das Hohlrad 80 kann z. B. durch andere Komponenten wie etwa durch ein Hohlrad 82 einer benachbarten Planetenradanordnung 84 gestützt und mit ihnen gekoppelt sein und kann Außenkeilprofile 86 enthalten, die mit einer ersten Mehrzahl von Reibplatten oder -scheiben 88 einer Reibungskupplungsanordnung 90 in Eingriff sind. Außerdem enthält die Reibungskupplungsanordnung 90 eine zweite Mehrzahl von Reibplatten oder -scheiben 92, die mit der ersten Mehrzahl von Reibplatten oder -scheiben 88 ineinandergreifen, die mit den Innenkeilprofilen 48 an dem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 in Eingriff sind.
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Außerdem enthält die Planetenradanordnung 30 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Merkmale und Aspekte, die unter allen Betriebsbedingungen eine gute und ausreichende Schmierung sicherstellen. Wie in 1 dargestellt ist, ist die erste oder Hauptwelle oder -hohlwelle 12 vorzugsweise hohl und mit Hydraulikfluid (Getriebefluid) von einer Pumpe (nicht dargestellt) mit Druck beaufschlagt. Radiale Durchlässe 94A in den verschiedenen Wellen oder Hohlwellen 12, 14, 20 und 22 und schräge Durchlässe 94B in der Hohlwelle 24 und in dem zweiten Trägerflansch 60 liefern Schmierfluid direkt an das Sonnenrad 32 und an jeden der Zapfen oder Wellenstümpfe 44, die die Nadellageranordnungen 74 und die Planetenräder 76 stützen.
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Um die Übertragung des Schmierfluids von der fünften Hohlwelle oder von dem fünften Antriebselement 24 auf den mittleren oder Innenflansch 70 des zweiten Trägerflansches 60 (und auf die Planetenräder 76) und insbesondere über die Außenkeilprofile 72 und die Innenkeilprofile 68 sicherzustellen, ist wenigstens ein Innenkeilprofil 68 in dem Gebiet 68A der Schmierdurchlässe 94B, wie in 3 und 4 dargestellt ist, weggelassen und das Gebiet mit einem breiten, vollen Außenkeilprofil 72 gefüllt, das komplementär zu dem Gebiet 68A ist, sodass es zwischen den Außendurchmessern der Keilprofile 68 und 72 einen kleinen Zwischenraum gibt. Diese Hauptdurchmesseranpassung der Keilprofile 68 und 72 stellt eine ausreichende Abdichtung bereit, um das Schmierfluid richtig über die Keilprofile 68 und 72 zu lenken, auch wenn der erste und der zweite Trägerflansch 40 und 60 feststehend sind.
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Anhand von 1, 3 und 4 werden nun zusätzliche Komponenten der Planetenradanordnung 30 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und die an ihrer Montage beteiligten Schritte dargelegt. Nach der Herstellung des ersten Trägerflanschs mit Kupplungsgehäuses 40 und des zweiten Trägerflanschs 60, die vorzugsweise aus Aluminiumdruckguss bestehen, um die Masse und die Trägheit zu verringern, wobei netto die Innenkeilprofile 48 geformt werden, werden die Hohldübel 56 in die angesenkten und mit einem Gewinde versehenen Öffnungen 66 gedrückt. Nachfolgend werden die Zapfen oder Wellenstümpfe 44 in die Aperturen oder Öffnungen 62 des zweiten Trägerflanschs 60 eingebaut und wird in jede der radialen Aperturen 64 und durch eine komplementäre Apertur 98 in jedem der Zapfen oder Wellenstümpfe 44 ein Fixierstift 96 eingebaut. Um die Fixierstifte 96 in den Wellenstümpfen 44 zu halten und um dadurch die Wellenstümpfe 44 in dem zweiten Trägerflansch 60 zu halten, sind die Enden der Wellenstümpfe 44 in der Nähe der Fixierstifte 96, wie durch das Bezugszeichen 100 angegeben ist, angestaucht oder gestaucht.
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Nachfolgend werden integrierte Unterlegscheiben 102, d. h. Unterlegscheibenanordnungen, die zwei oder vier Unterlegscheiben 104 enthalten, die durch Bänder oder Streifen aus dem Material 106, aus dem die Unterlegscheiben 104 hergestellt sind, gekoppelt oder verbunden sind, die dadurch alle Unterlegscheiben 104 in einer Operation gleichzeitig anordnen und einbauen, zunächst auf dem zweiten Trägerflansch über den Zapfen oder Wellenstümpfen 44 angeordnet. Daraufhin werden die Nadellageranordnungen 74, die Planetenräder 76 und eine weitere integrierte Unterlegscheibe 102 eingebaut. Nachfolgend wird der erste Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 mit den Wellenstümpfen 44 und mit den Hohldübeln 56 in Eingriff gebracht. Die Hohldübel 56 sind in einer engen Spielpassung mit den angesenkten Öffnungen 52 und 66 und stellen somit die genaue Ausrichtung und Anpassung zwischen dem ersten Trägerflansch mit Kupplungsgehäuse 40 und dem zweiten Trägerflansch 60 sicher, während sie zusammengesetzt werden. Zuletzt werden die Gewindebefestigungselemente 54 in die angesenkten Öffnungen 52 eingebaut und angeschraubt.
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Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Änderungen, die nicht vom Hauptpunkt der Erfindung abweichen, sollen im Schutzumfang der Erfindung liegen. Solche Änderungen werden nicht als Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung angesehen.
