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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Stirnraddifferenzials oder Automatikgetriebe, wie eines Leichtbaudifferenzials, mit wenigstens einer ersten Planetenträgerhälfte, die mit einer zweiten Planetenträgerhälfte drehfest und/oder axial fest verbindbar ist, wobei die erste Planetenträgerhälfte eine Zentralöffnung zum Durchführen einer Welle aufweist, sowie mehrere Laschen besitzt, in denen je eine von der Zentralöffnung radial beabstandete Planetenlageröffnung zum Aufnehmen eines Lagerbauteils, wie eines Planetenbolzen oder einer Lagerhülse, über welches ein Planetenrad lagerbar ist, vorhanden ist, wobei die Außenkontur der ersten Planetenträgerhälfte durch Flanken/Wangen/Stege/Rippen definiert/bestimmt ist. Die Planetenlageröffnung könnte auch als Planetenradlageröffnung oder gar als Planetenbolzenbohrung bezeichnet werden.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Planetengetriebeanordnungen bekannt, so etwa aus der
DE 10 2012 223 234 A1 . Dort ist eine Planetengetriebeanordnung mit einem zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehener Planetenträger, Planetenrädern, die in dem Planetenträger in einem darin gebildeten Trägerinnenraum aufgenommen sind, offenbart, insbesondere mit einer Sonnenradwelle mit einem Sonnenradabschnitt, und einer Koppelungseinrichtung zur selektiven Koppelung des Planetenträgers mit einem ansonsten relativ zu dem Planetenträger um die Getriebeachse drehbaren Getriebeglied, wobei die Koppelungseinrichtung einen Koppelgliedträger aufweist, der an dem Planetenträger angebunden ist, und in dem Koppelgliedträger eine erste Lagereinrichtung aufgenommen ist, die als solche die Sonnenradwelle radial gegen den Koppelgliedträger stützt, und wobei in der Sonnenradwelle ein Schmierstoffkanal ausgebildet ist, zur Zuleitung von Schmierstoff zu der ersten Lagereinrichtung.
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Grundsätzlich sind auch Planetenträger bekannt, die sich aus zwei Planetenträgerhälften zusammensetzen, insbesondere solche mit Planetenlageröffnungen. So offenbart bspw. die
JP 2005 299891A ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Planetenträgerhälfte und eine Planetenträgerhälfte.
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Die bekannten Planetenträger haben jedoch relativ große Massen- und Trägheitsmomente, die es zu reduzieren gilt. Auch gilt es, die Steifigkeit und die Akustik von Planetenradstufen zu verbessern. Letztlich sollen auch die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile bzgl. Akustik, Steifigkeit, Eigenfrequenzen und Ähnlichem abgestellt werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Planetenträger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Flanken so konfiguriert/ausgeformt/ausgestaltet sind, dass eine theoretische Verlängerung einer geraden Flanke, also eine Flanke, die zumindest abschnittsweise gerade oder linear ausgestaltet ist, durch eine Planetenlageröffnung verläuft oder eine Ebene in der die gerade Flanke liegt, durch eine Planetenlageröffnung verläuft und diese schneidet.
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Auf diese Weise wird die Akustik verbessert, insbesondere auch jene, zurückgehend auf eine Verzahnung. Ferner wird die Steifigkeit erhöht, und eine gezielte Veränderung/Verbesserung der Eigenfrequenzen erreicht. Auch eine Reduktion der Masse und des Trägheitsmoments ist festzustellen, was auch als größter Benefit zu kennzeichnen ist.
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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 die theoretische Verlängerung der geraden Flanke oder die Ebene, in der die gerade Flanke liegt und/oder die durch die gerade Flanke vorgegeben ist, (nahezu) exakt im Bereich des Zentrums der Planetenlageröffnung oder innerhalb eines Abstands von max. dem halben Durchmesser oder sogar einem 1/3-, ¼- oder 1/5-Durchmesser der Planetenlageröffnung durch die Planetenlageröffnung verläuft. Auf diese Weise wird der Analyse der unterschiedlichen, resultierenden Kräfte, die ein Lagerelement, wie einen Bolzen auf die Planetenträgerhälften überträgt, Rechnung getragen. Jede Planetenträgerhälfte ist aber so konstruiert, dass die resultierenden Kräfte im Zugbetrieb gemäß ihrer Wirkrichtung optimal aufgenommen und weitergeleitet werden. Insbesondere, wenn die Planetenträgerhälften verbunden werden und so ausgerichtet sind, dass sie Kräfte optimal aufnehmen und auf einem kurzen Weg zur Nabe leiten, wird eine spürbare Verbesserung zum Stand der Technik erreicht. Durch den kurzen Kraftschluss erhöht sich nämlich die Steifigkeit des Trägers, und verglichen mit der herkömmlichen Form, kann Material bzw. Gewicht/Massenträgheitsmoment eingespart werden. Zumindest ist der Planetenträger „asymmetrisch“ aufgebaut bzw. belastungsoptimiert. Unter einer Asymmetrie ist nicht zu verstehen, dass keinerlei Symmetrie mehr vorzufinden ist. Vielmehr liegt nur keine Punktsymmetrie oder vollständige Spiegelsymmetrie vor.
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Es ist auch zweckmäßig, wenn die Flanken so ausgerichtet sind, dass sich die theoretischen Verlängerungen zweier gerader Flanken oder die Flanken so ausgerichtet sind, dass sich je zwei Ebenen durch die ihnen zugeordneten Flanken außerhalb der Planetenträgerhälfte, insbesondere außerhalb der Laschen, schneiden. Die gleichzeitigen Planetenträgerhälften sind dann, bezogen auf die Planetenlageröffnungen/Planetenbolzenbohrungen asymmetrisch aufgebaut. Das Blech, welches beide Planetenträgerhälften miteinander verbindet, kann dabei gerade oder gekrümmt ausgeführt werden. Diese Geometrie ist so aufgebaut, um die Kräfte aus dem Kontakt mit dem Bolzen schnellstmöglich zur Nabe zu leiten und dabei Material einzusparen. Die Planetenträgerhälften haben durch den Kraftschluss eine asymmetrische Außenkontur, wobei an dem geraden Bereich die Planetenträgerhälften mit einem Blech, wie einem Verbindungsblech, form- und/oder stoffschlüssig verbunden werden. Diese Planetenträgerform ist steifer und leichter als vergleichbare Blech-Planetenträger, desweiteren können durch die einfachen Blechteile die Fertigungskosten verringert werden.
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Ein besonders vielseitiges Planetenträgerdesign lässt sich realisieren, wenn wenigstens drei Laschen und drei dazwischen angeordnete, kurvige Flanken im Bereich der Laschen, die geraden Flanken verbindend, vorhanden sind oder wenigstens drei Laschen durch die kurvigen Flanken außenkonturbestimmt sind und drei dazwischen angeordnete gerade Flanken so angeordnet sind, dass sie die kurvigen Flanken, bzw. je zwei davon, (miteinander) verbinden.
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Ein besonders kostengünstiges Planetenträgerdesign lässt sich realisieren, wenn zwei Planetenträgerhälften vorhanden sind, die identische oder hochgradig ähnliche Umfangskonturen aufweisen.
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Ferner ist es für eine kompakte und belastbare Bauform von Vorteil, wenn ein Nabenstück/eine Nabe, welches/welche an einem der beiden Planetenträgerhälften befestigt/angebracht ist oder dessen/deren integraler Bestandteil es/sie ist, durch die Zentralöffnung der anderen der beiden Planetenträgerhälften ragt/hindurchgeführt ist.
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Wenn die theoretischen Verlängerungen der geraden Flanken oder die drei den geraden Flanken zugeordneten Ebenen ein Dreieck definieren, (nur) außerhalb dessen die kurvigen Flanken vorhanden sind, so wird eine besonders angepasste Bauform erreicht.
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Es ist von Vorteil, wenn die gerade Flanke so in Richtung der Zentralöffnung geneigt/abgewinkelt ist, dass die aus dem Kontakt mit dem Lagerbauteil hervorkommenden/herrührenden Kräfte auf direktem Weg oder schnellstmöglich zur Zentralöffnung oder zum Nabenstück geleitet sind/werden. Der Kraftschluss ist dann optimiert. Die Kosten können besonders gesenkt werden, wenn die Planetenträgerhälfte als, vorzugsweise spanlos gefertigtes, etwa gestanztes und/oder tiefgezogenes Blech ausgestaltet ist.
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Es ist auch von Vorteil, wenn die gerade Flanke eine Einbuchtung oder Auslenkung definiert.
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Es ist zweckmäßig, wenn die beiden Planetenträgerhälften form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, etwa unter Zwischenschaltung wenigstens eines vorzugsweise orthogonal zu beiden Planetenträgerhälften ausgerichteten Verbindungsbleches. Dieses Verbindungsblech kann dann an einem der beiden Planetenträgerhälften integral angebracht sein.
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Wenn pro gerader Flanke ein dort angebundenes Verbindungsblech vorhanden ist, so können die Kräfte über den Umfang gesehen gleichmäßig aufgefangen werden.
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Damit ein besonders effizientes Planetenträgerdesign möglich wird, ist es von Vorteil, wenn die gerade Flanke von der kurvigen Flanke/Kante in oder gegen die Umdrehungsrichtung/Umlaufrichtung des Planetenträgers in Richtung des Zentrums des Planetenträgers abgeschrägt ist/ausgelenkt ist/versetzt ist.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Planetenträger mit einer linken und einer rechten Seitenwand, welche Laschen aufweisen. Die Seitenwände und Laschen sind vorzugsweise aus Bandmaterial/Blechmaterial, insbesondere Stahl gefertigt. Die Seitenwände werden über Laschen miteinander befestigt. Vorstehend sind diese Laschen auch als Verbindungsbleche bezeichnet. Der Planetenträger, insbesondere die beiden Planetenträgerhälften sind dazu vorgesehen, Planetenräder drehbar zu lagern. Die Planetenräder werden üblicherweise über Planetenbolzen gehalten. Dieses Halten ist so vorzusehen, dass die Planetenräder drehbar bleiben. Die Planetenbolzen werden dabei mit beiden Planetenträgerhälften verbunden. Dafür sind Planetenlageröffnungen, im Sinne von Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen vorgehalten.
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Die Erfindung geht nun ein gutes Stück weiter als der Stand der Technik, und nutzt eine Zentralnabe sowie radial abstehende Laschen, die einstückig mit wenigstens einer Planetenträgerhälfte verbunden sind. Die Laschen werden weggleich über den Umfang radial abstehend angeordnet und haben zum Zentrum des Planetenträgers immer den gleichen Abstand. Im Zentrum ist eine Zentralöffnung nach Art eines Durchgangsloches ausgebildet. Die Laschen werden bzgl. ihrer Außenkontur durch kurvige Flanken festgelegt, welche am Ende in gerade Flanken übergehen. Diese geraden Flanken können auch als theoretische Linien bezeichnet werden, die insbesondere in einer Ebene verlaufen, nämlich in einer Ebene, in der die gerade Flanke vollständig enthalten ist.
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Diese die geraden Flanken verlängernden theoretischen Linien schneiden sich außerhalb des Planetenträgers und dabei auch außerhalb einer der Laschen, auf die sie zulaufen. Jede Linie durchkreuzt dabei eine Planetenlageröffnung. Die Linie steht auch senkrecht auf einer Lagerachse für das Planetenrad und/oder einer Rotationsachse des Planetenträgers, welche die Axialrichtung vorgibt. Bei einem dreilaschigen Planetenträger, also einem Planetenträger, der auch 3 Planetenlageröffnungen aufweist, sind die Zentren der Planetenlageröffnungen innerhalb der aus den drei theoretischen Linien durch die drei geraden Flanken verlaufende dreieckige Struktur angeordnet.
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Die kurvige Flanke jeder Lasche liegt gegenüberliegend der geraden Flanke, vom Zentrum des Planetenträgers bzw. von der Zentralöffnung aus gesehen. Ein Teil der kurvigen Flanke einer Lasche ist dabei außerhalb dieses Dreiecks angeordnet.
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Es wird ein deutlich verbessertes Knotenblech zur Verfügung gestellt.
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Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der ein erstes Ausführungsbeispiele näher dargestellt ist. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Planetenträger aus zwei Planetenträgerhälften, die ein Nabenstück zentrumsnah aufweisen und über Verbindungsbleche miteinander verbunden sind,
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2 eine Frontansicht des in 1 perspektivisch dargestellten Planetenträgers, und
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3 eine Längsschnittansicht, entlang der Rotationsachse des Planetenträgers, entlang der Linie III aus 2.
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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 Planetenträgers 1 dargestellt. Der Planetenträger 1 weist eine erste Planetenträgerhälfte 2 und eine zweite Planetenträgerhälfte 3 auf. Die beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 sind aus Blech gefertigt. Die zweite Planetenträgerhälfte 3 weist ein Nabenstück 4 auf. Das Nabenstück 4 kann ein integraler Bestandteil der zweiten Planetenträgerhälfte 3 sein, oder aber ein separates Bauteil, etwa ein Guss-, Schmiede- oder Fließpressteil. Es kann dann, bspw. unter Einsatz einer Verzahnung, an der zweiten Planetenträgerhälfte 3 angebracht sein. Vorliegend ist diese zweitgenannte Bauart im Ausführungsbeispiel realisiert, wobei die beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 aus Blech gefertigt sind. Es ist aber, wie schon erwähnt, auch möglich, alle drei Bauteile, also die beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 und das Nabenstück 4 aus Blech über Kaltumformvorgänge, wie Stanz- und/oder Tiefziehvorgänge herzustellen. Das Nabenstück 4, das auch als Nabe bezeichnet werden kann, weist auf seiner Innenseite eine Verzahnung 5 auf. Die beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 weisen radial abstehende Laschen 6 auf. Jede Lasche 6 weist eine Planetenlageröffnung 7 auf. Die Planetenlageröffnung 7 ist vorgesehen, um einen nicht dargestellten Planetenbolzen zur Lagerung eines Planetenrades aufzunehmen.
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Die beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 sind über Verbindungsbleche 8 miteinander form- und stoffschlüssig verbunden. Es sind drei Verbindungsbleche 8 vorhanden, die im Bereich von geraden Flanken 9 der beiden Planetenträgerhälften 2 und 3 angeordnet sind. Die geraden Flanken 9 gehen an jeden ihrer beiden Enden in kurvige Flanken 10 über. Die geraden Flanken 9 gehen in gestrichelt angedeutete Linien 11 über. Die Linie 11 verläuft radial außerhalb eines Mittelpunktes 12 der Planetenlageröffnung 7 durch diese Planetenlageröffnung 7 und schneidet im Schnittpunkt 13 eine andere Linie 11 einer anderen geraden Flanke 9.
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Da drei Laschen 6 vorhanden sind, drei Planetenlageröffnungen 7, drei kurvige Flanken/Außenumfangsabschnitte und drei gerade Flanken 9, sind auch drei Schnittpunkte 13 vorhanden, so dass die Linien 11 zusammen ein Dreieck bilden. Zentral im Planetenträger 1 weist jede Planetenträgerhälfte 2 und 3 eine Zentralöffnung 14 auf. Dort ist auch über einen Pfeil 15 die Umdrehungsrichtung des Planetenträgers angedeutet, die im vorliegenden Fall grundsätzlich im Gegenuhrzeigersinn ist, aber als abhängig vom Schrägungswinkel bezeichnet werden muss.
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Die gerade Flanke 9 gibt immer den Bereich einer Einbuchtung/Ausklinkung vor, und bestimmt mit ihrer Ausprägung nach Art einer Wange oder eines Stegs die Lage einer durch sie verlaufenden Ebene. Die gerade Flanke 9 ist also nach Art einer tangentialen Rippe ausgerichtet.
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In 3 ist das Durchragen des Nabenstücks 4 durch die erste Planetenträgerhälfte 2 gut erkennbar. Eine Zentralachse 16 legt die Axialrichtung fest und ist koaxial mit einer Rotationsachse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- erste Planetenträgerhälfte
- 3
- zweite Planetenträgerhälfte
- 4
- Nabenstück
- 5
- Verzahnung
- 6
- Lasche
- 7
- Planetenlageröffnung
- 8
- Verbindungsblech
- 9
- gerade Flanke
- 10
- kurvige Flanke
- 11
- Linie
- 12
- Mittelpunkt
- 13
- Schnittpunkt
- 14
- Zentralöffnung
- 15
- Pfeil
- 16
- Zentralachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012223234 A1 [0002]
- JP 2005299891 A [0003]
