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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger und ein Getriebe, wie insbesondere ein Räderumlaufgetriebe oder Planetengetriebe, mit einem solchen Planetenträger.
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Bei Getrieben insbesondere im Einsatz in Kraftfahrzeugen treten immer wieder Drehmoment- oder Drehzahlschwankungen auf, die unter anderem zu Geräuschen oder anderen unangenehmen Störungen führen.
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Im Stand der Technik sind beispielsweise Zahnräder bekannt geworden, die zweiteilig ausgebildet sind und bei welchen zwischen der Nabe und der radial außen liegenden Verzahnung ein Schwingungsdämpfungselement vorgesehen ist. Die
DE 10 2005 032 595 B3 offenbart ein solches Zahnrad, welches zweiteilig ausgebildet ist und bei welchem zwischen der Nabe und der Verzahnung eine mit einem elastomeren Material gefüllte Aussparung vorliegt, welche die Relativverdrehung der beiden Teile dämpft.
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Die
WO 2007/095881 A1 offenbart ein zweiteiliges Zahnrad, bei welchem zwischen der Nabe und der Außenverzahnung eine Federanordnung vorgesehen ist, so dass eine Verdrehung von Nabe und Außenverzahnung entgegen der Rückstellkraft der Federanordnung erfolgt.
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Die Anordnung des Dämpfers innerhalb des Zahnrads bewirkt, dass der Bauraumbedarf steigt, und dies insbesondere in axialer Richtung, was als nachteilig angesehen wird.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Planetenträger und ein Getriebe mit einem Planetenträger zu schaffen, welcher bzw. welches Drehmoment- oder Drehzahlschwankungen dämpft und dennoch keinen erheblichen zusätzlichen axialen Bauraumbedarf aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung bezüglich des Planetenträgers wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe mit einem ersten Element und mit einen zweiten Element, wobei das erste Element mit einer Nabe verbunden ist und das zweite Element mit zumindest einem Zapfen verbunden ist, mittels welchem jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein Dämpfungselement angeordnet ist. Dadurch wird die Dämpfung nicht unmittelbar zwischen der Nabe und einer Verzahnung eines Zahnrads durchgeführt, sondern bauraumoptimiert innerhalb des Planetenträgers, welcher das Dämpfungselement integriert.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das erste Element oder das zweite Element zumindest ein Fenster aufweist, und das zweite Element oder das erste Element zumindest eine Zunge aufweist, welche in ein Fenster eingreift, wobei die Verlagerung der Zunge in dem Fenster entgegen der Rückstellkraft eines Dämpfungselements erfolgt. Durch die Gestaltung von Fenster und Zunge, die in das Fenster eingreift, kann eine bauraumsparende Ausgestaltung erreicht werden, bei welcher die Elemente insbesondere radial innerhalb von einander angeordnet sind.
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Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn ein Fenster eine Umrahmung aufweist, wobei das Dämpfungselement zwischen der Umrandung des Fensters und der in das Fenster ragenden Zunge angeordnet ist. Dadurch kann ein Dämpfungselement vorgesehen werden, welches nur wenig Bauraum benötigt und sich in den vorhandenen Bauraum gut einfügt. Beispielsweise kann das Dämpfungselement ein elastisches Kunststoffmaterial sein, beispielsweise ein Gummimaterial. Dieses Kunststoffmaterial kann beispielsweise in den dafür vorgesehenen Bauraum eingespritzt oder einvulkanisiert sein.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das erste Element und das zweite Element jeweils als ein Scheibenelement ausgebildet sind, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei in jedem der beiden Scheibenelemente zumindest ein Fenster angeordnet ist, wobei die Fenster der beiden Scheibenelemente miteinander fluchten, wobei in den Fenstern das Dämpfungselement angeordnet ist, so dass eine Verdrehung der beiden Scheibenelemente relativ zueinander entgegen der Rückstellkraft des Dämpfungselements erfolgt. Dadurch kann eine in axialer Richtung schmale Bauweise realisiert werden.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement ein elastisches Kunststoffelement ist. Als elastisches Kunststoffmaterial kann ein Elastomer oder ein Gummimaterial eingesetzt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement eine Druckfeder ist. So kann beispielsweise eine Schraubendruckfeder eingesetzt werden. Auch ein Kunststoffblock aus elastischem Kunststoffmaterial kann verwendet werden. Alternativ kann auch eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket eingesetzt werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Zapfen vorgesehen sind, die über den Umfang des zweiten Elements verteilt angeordnet sind und die jeweils ein Planetenrad drehbar lagern.
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Die Aufgabe zum Getriebe wird mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ein Getriebe vor, welches als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und zumindest einem Planetenrad ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Planetenrad mittels eines Planetenträgers gelagert ist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Planetenstufen mit zumindest einem Planetenrad und einem Planetenträger vorgesehen sind, wobei zumindest einer der Planetenträger ein Dämpfungselement aufweist.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn jeder Planetenträger ein Dämpfungselement aufweist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Planetenträgers,
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2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Planetenträgers,
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3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Planetenträgers,
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4 eine Schnittansicht gemäß Linie A-A der 3,
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5 eine Ansicht einer Mehrzahl vom Planetenradstufen, und
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6 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetenträgers 1, bei welchem ein erstes Element 2 und ein zweites Element 3 vorgesehen sind, welche relativ zueinander entgegen der Rückstellkraft eines Dämpfungselements 4 verdrehbar sind.
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Das erste Element 2 und das zweite Element 3 sind dabei beispielsweise als Scheibenelemente ausgebildet, die radial ineinander angeordnet sind. Dabei bildet das erste Element das radial innere Element 2, welches an seinem Außenumfang nah radial außen abstehende Zungen 5 aufweist. Das erste Element 2 ist dabei mit einer Nabe oder Welle verbunden.
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Das zweite Element 3 ist ebenso als Scheibenelement ausgebildet und ist als radial außen angeordnetes Scheibenelement vorgesehen, welches das erste Scheibenelement radial außen umgreift. Das zweite Element 3 weist an seinem radial inneren Umfang Fenster 6 auf, in welche die Zungen 5 des ersten Elements 2 eingreifen. In dem Freiraum zwischen den Zungen 5 und der Umrandung 7 der Fenster 6 ist als Dämpfungselement 4 ein elastisches Kunststoffmaterial vorgesehen. Dieses Kunststoffmaterial ist bevorzugt in den Freiraum eingespritzt oder einvulkanisiert.
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Dabei ist das Dämpfungselement 4 zwischen dem Sonnenrad 8 und den nicht dargestellten Planetenrädern angeordnet. Die Planetenräder sind dabei von den Zapfen 9 getragen und gelagert.
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Gemäß der Erfindung ist das erste Element 2 oder das zweite Element 3 das Antriebselement und das zweite Element 3 oder das erste Element 2 das Abtriebselement. Der Kraftfluss verläuft vom Antriebs- auf das Abtriebselement und wird je nach Einsatz des Planetengetriebes entsprechend angeordnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Fenster 6, die Stege 10 zwischen den Fenstern 6 und die Zungen 5 trapezförmig ausgestaltet, während die 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, bei welchem die Stege 11 zwischen den Fenstern 12 und die Zungen 13 rechteckig ausgebildet sind. Die Stege 10 weisen Begrenzungen auf, die etwa in radialer Richtung verlaufen, während in 2 die Stege 11 parallel Begrenzungen aufweisen. Auch sind andere Varianten der Begrenzung erfindungsgemäß denkbar. So kann auch eine Kombination von parallelen oder geraden und radialen Begrenzungen an dem inneren oder an dem äußeren Steg möglich.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetenträgers 20, bei welchem ein erstes Element 21 und ein zweites Element 22 vorgesehen sind, welche relativ zueinander entgegen der Rückstellkraft eines Dämpfungselements 23 verdrehbar sind.
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Das erste Element 21 und das zweite Element 22 sind dabei als Scheibenelemente benachbart und in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Das erste Element 21 ist dabei mit einer Nabe oder Welle verbunden.
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Das erste Element 21 und das zweite Element 22 weisen an ihrem Umfang Fenster 24 auf, in welchen die Dämpfungselemente 23 angeordnet sind. Wie in 4 zu erkennen ist, erstreckt sich an gegenüberliegenden Endbereichen der Fenster 24 der beiden Elemente ein Vorsprung 25, 26 in das Fenster hinein und greift in die Schraubendruckfeder 27, die jeweils in den Fenstern als Dämpfungselement angeordnet 23 ist. Der jeweilige Vorsprung 25, 26 ist aus der Ebene des scheibenförmigen Elements 21, 22 in Richtung auf die Mittelebene zwischen den Elementen 21, 22 gebogen, um eine ebene Aufnahme für die Schraubendruckfeder 27 zu schaffen, so dass die Schraubendruckfeder 27 in einer Ebene liegt, welche parallel zur Ebene des ersten und des zweiten Elements 21, 22 ist.
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Das Dämpfungselement 23 liegt wiederum radial zwischen dem Sonnenrad 28 und den nicht dargestellten Planetenrädern. Die Planetenräder sind dabei von den Zapfen 29 getragen und gelagert.
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Die 5 zeigt die Reihenanordnung 50 von drei Planetenradstufen 51, 52 und 53. Dabei steht jede Planetenradstufe über die Planetenräder 54, 55 bzw. 56 mit dem nächsten Planetenträger 57, 58, 59 beispielsweise über ein Sonnenrad in Antriebsverbindung. So wird erreicht, dass je Stufe jeweils ein Dämpfungselement vorgesehen wird, so dass eine abgestufte progressive Dämpfung bevorzugt um die Nulllage bewirkt wird. So wird eine Drehweichheit um die Nulllage bei progressiver Dämpfung erreicht. Durch die Wahl der Größe bzw. des Durchmessers von Sonnenrad, Hohlrad und Planetenrädern kann das Übersetzungsverhältnis vorgegeben werden, so dass in jeder Stufe der Reihenanordnung ein anderes Drehmoment anliegt. Die Dämpfungselemente der jeweiligen Planetenradstufe kommen dadurch erst nacheinander zum Einsatz, woraus eine progressive Dämpfung resultiert. So können die Dämpfungselemente derart gestaltet sein, dass sie erst auf Block gehen, bevor das nächste Dämpfungselement der nächsten Stufe nennenswert verdreht oder belastet wird.
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Das Ausführungsbeispiel der 5 zeigt drei Planetenradstufen, wobei erfindungsgemäß auch mehr oder weniger Stufen vorgesehen sein können.
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Die 6 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung bezüglich der Reihenschaltung der Getriebestufen. Dabei ist das Drehmoment als Funktion des Verdrehwinkels aufgetragen. Man erkennt, dass das Drehmoment in der ersten Stufe 60 linear ansteigt. In der zweiten Stufe 61 nimmt das Drehmoment wiederum linear zu, wobei die Steigung größer ist als in der ersten Stufe 60. In der dritten Stufe 62 nimmt das Drehmoment wiederum linear zu, wobei die Steigung größer ist als in der zweiten Stufe 61.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- erstes Element
- 3
- zweites Element
- 4
- Dämpfungselement
- 5
- Zunge
- 6
- Fenster
- 7
- Umrandung
- 8
- Sonnenrad
- 9
- Zapfen
- 10
- Steg
- 11
- Steg
- 12
- Fenster
- 13
- Zunge
- 20
- Planetenträger
- 21
- erstes Element
- 22
- zweites Element
- 23
- Dämpfungselement
- 24
- Fenster
- 25
- Vorsprung
- 26
- Vorsprung
- 27
- Schraubendruckfeder
- 28
- Sonnenrad
- 29
- Zapfen
- 50
- Reihenanordnung
- 51
- Planetenradstufe
- 52
- Planetenradstufe
- 53
- Planetenradstufe
- 54
- Planetenrad
- 55
- Planetenrad
- 56
- Planetenrad
- 57
- Planetenträger
- 58
- Planetenträger
- 59
- Planetenträger
- 60
- Stufe
- 61
- Stufe
- 62
- Stufe
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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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- DE 102005032595 B3 [0003]
- WO 2007/095881 A1 [0004]
