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Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb für ein Nutzfahrzeuggetriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8 sowie ein Nutzfahrzeuggetriebe und ein Nutzfahrzeug.
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Im Stand der Technik sind sog. Anti-Blockier-Systeme (ABS) auch aus dem Nutzfahrzeugbereich, speziell aus dem Bereich landwirtschaftlicher Nutzfahrzeuge wie Traktoren, bekannt. Derartige Anti-Blockier-Systeme erfüllen dabei wie im PKW-Bereich eine fahrstabilisierende und sicherheitserhöhende Funktion, indem sie den Bremsdruck in einer Radbremse eines als schlupfend oder blockierend erkannten Fahrzeugrades soweit reduzieren, dass das schlupfende bzw. blockierende Fahrzeugrad wieder Haftung zum Untergrund gewinnt. Da ein haftendes Fahrzeugrad merklich höhere Kräfte auf den Untergrund übertragen kann, verbessert sich hierdurch nicht nur das Bremsverhalten als solches, sondern darüber hinaus bleibt das Fahrzeug auch für den Fahrer beherrschbar und in hohem Maße steuerbar. Das Befolgen von Lenkeingaben des Fahrers durch das Fahrzeug ist nämlich ausschließlich mit auf dem Untergrund haftenden Fahrzeugrädern möglich. Ein schlupfendes bzw. blockierendes Fahrzeugrad hingegen ermöglicht nur eine minimale Übertragung von Lenkkräften auf den Untergrund. Dieses Verhalten gilt für alle Arten von Radfahrzeugen gleichermaßen.
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In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2011 117 882 A1 einen Traktor mit einem ABS-System bekannt, dessen ABS-System über ein Anhänger-Bremsventil mit dem Bremssystem eines Anhängers koppelbar ist. Dadurch kann das ABS-System des Traktors eine ABS-Funktionalität auch für den Anhänger bereitstellen.
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Aus der
DE 10 2014 210 597 A1 ist ein lenkbarer Radkopf für einen Traktor, wobei der Radkopf einen Planetentrieb und eine Sattelbremse umfasst. Ein Sonnenrad des Planetentriebs ist antreibbar, ein Planetenträger bildet den Abtrieb des Planetentriebs und ein Hohlrad ist drehfest mit einem Gehäuse verschraubt. Mittels Radbolzen ist eine Radnabe sowohl mit dem Planetenträger als auch mit einer Bremsscheibe und einer Felge verbunden. Zur Darstellung einer ABS-Funktionalität kann entweder die Radnabe, der Planetenträger, die Felge oder aber die Bremsscheibe mit einem Geberrad für einen ABS-Sensor verbunden werden.
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Die bekannten ABS-Systeme für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Traktoren, sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass die entsprechenden Geberräder derartiger ABS-Systeme nur vergleichsweise aufwändig und damit kostenintensiv herstellbar sind. Im Gegensatz zu ABS-Geberrädern im PKW-Bereich weisen die ABS-Geberräder bei Traktoren nämlich vergleichsweise große Durchmesser und hohe Zähnezahlen auf. Da im Wesentlichen dennoch dieselben Toleranzen wie bei ABS-Geberrädern aus dem PKW-Bereich eingehalten werden müssen, ist eine spanende Nachbearbeitung der üblicherweise als Blechbiegeteile hergestellten ABS-Geberräder im Stand der Technik unumgänglich.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Planetentrieb für ein Nutzfahrzeuggetriebe vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Planetentrieb für ein Nutzfahrzeuggetriebe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Die Erfindung betrifft einen Planetentrieb für ein Nutzfahrzeuggetriebe, umfassend als Planetentriebelemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern und ein Gehäuse, wobei der Planetentrieb weiterhin ein Geberrad zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Signals umfasst und wobei das Geberrad auf eines der Planetentriebelemente gefügt ist. Der erfindungsgemäße Planetentrieb zeichnet sich dadurch aus, dass das eine der Planetentriebelemente auf einer dem Geberrad zugewandten Seite eine Fase aufweist, über welche das Geberrad mittels Geberradzähnen auf das eine der Planetentriebelemente unter Spannung kraftschlüssig gefügt ist.
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Der Begriff „unter Spannung“ ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass ein Biegewinkel der Geberradzähne gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetentriebelements überbogen ist, also zu groß ist, um die Geberradzähne – ohne diese zurückzubiegen – auf dem Radialumfang des Planetentriebelements aufliegen zu lassen. Um dennoch ein Fügen des Geberrads auf das Planetentriebelement zu ermöglichen, ist das Planetentriebelement mit einer Fase versehen. Der Biegewinkel der Geberradzähne ist zwar gegenüber dem Radialumfang des Planetentriebelements überbogen, nicht aber gegenüber der Fase, so dass die Geberradzähne über die Fase geführt werden können, ohne dass die Geberradzähne zuvor zurückgebogen werden müssen. Das bedeutet also, dass die Geberradzähne beim Fügen des Geberrads auf das Planetentriebelement durch die Fase des Planetentriebelements entgegen ihrer Biegerichtung ein Stück weit zurückgebogen werden und folglich unter einer elastischen mechanischen Spannung stehen.
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Die Erfindung ermöglicht somit speziell für Geberräder mit vergleichsweise großem Durchmesser und großer Zähnezahl ein Erzielen von hohen Rundlauftoleranzen bei nur geringem Herstellungsaufwand. Im Gegensatz zu bekannten Herstellungsverfahren ist eine spanende Nachbearbeitung der Geberräder nach dem Biegevorgang der Geberradzähne nämlich nicht erforderlich. Vielmehr nehmen die Geberradzähne beim Führen über die Fase aufgrund ihres gegenüber dem Radialumfang des Planetentriebelements überbogenen Zustands und der daraus resultierenden Spannung die Rundlauftoleranzen des Planetentriebelements an. Da die Planetentriebelemente in der Regel vergleichsweise sehr exakt gearbeitet sind, sind weitere Bearbeitungsschritte am Geberrad nicht erforderlich.
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Der erfindungsgemäße Planetentrieb ist somit vergleichsweise kostengünstig herstellbar, ohne dabei hinsichtlich seiner Fertigungstoleranzen gegenüber bekannten Planetentrieben mit entsprechenden Geberrädern qualitative Nachteile aufzuweisen.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Spannung, unter welcher das Geberrad mittels seiner Geberradzähne auf das eine der Planetentriebelemente gefügt ist, derart groß ist, dass das Geberrad auch drehfest auf das Planetentriebelement gefügt ist.
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Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, dass das Geberrad mittels einer geeigneten Verbindung, z.B. einer durch Schrauben hergestellten Schraubverbindung, auf dem Planetentriebelement drehfest gehalten wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Geberradzähne flächig auf einer Oberfläche eines Radialumfangs des einen der Planetentriebelemente aufliegen. Indem die Geberradzähne flächig auf die Oberfläche des Radialumfangs des Planetentriebelements aufliegen, besteht der größtmögliche Kontakt zwischen den Geberradzähnen und dem Planetentriebelement. Somit wirkt auch eine maximale reibungsverursachte Haftkraft zwischen den Geberradzähnen und dem Planetentriebelement, was wiederum eine möglichst feste, insbesondere auch drehfeste, Anordnung des Geberrads auf dem Planetentriebelement bewirkt. Zusätzlich nehmen die Geberradzähne hierdurch auch optimal die Rundlauftoleranzen des Planetentriebelements an. Da im Falle von flächig aufliegenden Geberradzähnen die Geberradzähne zwangsläufig parallel zur Oberfläche des Radialumfangs des Planetentriebelements sind, ergibt sich der weitere Vorteil, dass das Erfassen der Geberradzähne durch einen üblicherweise senkrecht zur Axialachse ausgerichteten Sensor begünstigt wird.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Sensor ein Magnetsensor, z.B. ein Hall-Sensor, ist. Besonders bevorzugt umfasst der Sensor zusätzlich eine Erregerspule, um ein Magnetfeld zu erzeugen, welches durch die Anwesenheit bzw. Abwesenheit der Geberradzähne beeinflussbar ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Geberrad am Planetenträger angeordnet ist. Der Planetenträger ist üblicherweise von radial außen für einen Sensor vergleichsweise gut zugänglich, im Gegensatz etwa zum Sonnenrad oder zu einem Planetenrad.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Geberrad mindestens 180 Geberradzähne aufweist. Dies ermöglicht eine sehr genaue Erfassbarkeit von Radbewegungen bzw. von Bewegungen des Geberrads und damit eine ebenfalls sehr genaue Regelbarkeit des Anti-Blockier-Systems.
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Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Geberrad etwa 200 Geberradzähne aufweist. Dies hat sich insbesondere bei einer Anordnung des Geberrads auf einem Planetentriebelement mit einem Durchmesser von 380 mm als vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Geberrad als nicht-nachbearbeitetes Blechbiegeteil ausgebildet ist. Als Blechbiegeteil ausgebildete Geberräder sind einerseits zunächst zwar kostengünstig herstellbar, leiden in der Regel aber unter Werkstoffspannungen, die ihre Ursache in der Wälzrichtung des Blechs haben und die beim Biegen der Geberradzähne zu Ungleichförmigkeiten der Biegewinkel führen. Dies macht im Stand der Technik eine kostenintensive Nachbearbeitung erforderlich. Durch die Anordnung des Geberrads mittels der Geberradzähne unter Spannung auf dem Planetentriebelement ist erfindungsgemäß dennoch eine Rundlauftoleranz erreichbar, welche der von spanend nachbearbeiteten Geberrädern entspricht. Somit ist das Geberrad vergleichsweise sehr kostengünstig herstellbar, da insbesondere eine spanende Nachbearbeitung entfällt.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Geberrad aus einem Stahlblech hergestellt ist. Stahlbleche sind vergleichsweise robust und weisen ferromagnetische Eigenschaften auf, wodurch sie z.B. mittels eines Magnetsensors vergleichsweise einfach und zuverlässig erkannt werden können. Weiterhin weisen Stahlbleche auch gute elastische Eigenschaften auf, wodurch sie bei einem elastischen Biegevorgang eine hohe mechanische Spannung erzeugen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Geberrad ein Geberrad für eine Anti-Blockier-Sensorik ist. Die Anti-Blockier-Sensorik erfasst Informationen über die Raddrehzahlen der überwachten Fahrzeugräder und stellt diese Informationen in Form von elektrischen Signalen zur weiteren Verarbeitung durch das Anti-Blockier-System bereit. Da es sich hierbei um ein sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem handelt, ist es besonders wichtig, dass die von der Anti-Blockier-Sensorik bereitgestellten Signale die Raddrehzahlen möglichst exakt beschreiben. Hierfür wiederum ist sind möglichst geringe Rundlauftoleranzen, wie sie das Geberrad im erfindungsgemäßen Planetentrieb aufweist, eine wichtige Voraussetzung. Die Erfindung ermöglicht somit also das kostengünstige Bereitstellen einer an sich bekannten Anti-Blockier-Sensorik in einem erfindungsgemäßen Planetentrieb.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Planetentrieb einem Hinterrad eines Nutzfahrzeugs trieblich zugeordnet ist. Gerade die Hinterräder von Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise von Traktoren, weisen im Vergleich zu PKW-Rädern sehr große Durchmesser auf. Da sich Nutzfahrzeuge zudem üblicherweise mit eher geringen Geschwindigkeiten fortbewegen, muss eine in einem Nutzfahrzeug angeordnete Anti-Blockier-Sensorik, insbesondere an den Hinterrädern, sehr sensibel auch schon auf geringste Winkelveränderungen in der Radstellung reagieren. Durch den erfindungsgemäßen Planetentrieb mit dem beschriebenen Geberrad ist dies sehr zuverlässig und dabei besonders kostengünstig möglich.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Planetentriebs, umfassend den Schritt
- – Stanzen eines Geberrads aus Blech.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich aus durch die Schritte - – Biegen von Geberradzähnen (3‘) des Geberrads (3) in einen Biegewinkel, wobei der Biegewinkel gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs (5‘‘) eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetentriebelements (5, 7, 8, 9) überbogen ist (51),
- – Anbringen einer radial umlaufenden Fase (5) am Planetentriebelement (5, 7, 8, 9, 53) und
- – Kraftschlüssiges Fügen des Geberrads (3) mittels der Geberradzähne (3‘) über die Fase auf das Planetentriebelement (5, 7, 8, 9) unter Spannung (54).
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Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit zur Herstellung des bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Planetentriebs, wobei eine spanende Nachbearbeitung der Geberradzähne zur Einhaltung bestimmter, notwendiger Rundlauftoleranzen vorteilhaft nicht notwendig ist und entsprechend erfindungsgemäß auch nicht vorgesehen ist.
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Das Stanzen des Geberrads aus Blech ist dabei ein im Stand der Technik üblicher Vorgang, bei dem das Geberrad mitsamt den Geberradzähnen aus einem planen Blechstreifen gestanzt wird. Der Durchmesser des Geberrads, der Abstand, die Anzahl und die Form der Geberradzähne werden hierbei bereits vorgegeben.
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Auch das Biegen der Geberradzähne an sich ist aus dem Stand der Technik bekannt, nicht jedoch das Biegen in einen Biegewinkel, der gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetentriebelements überbogen ist. Erst hierdurch wird nämlich das spätere Fügen des Geberrads auf das Planetentriebelement unter Spannung ermöglicht.
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Unter der Formulierung „der Biegewinkel ist gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetentriebelements überbogen“ wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Geberradzähne so weit umgebogen werden, also einen so großen Biegewinkel aufweisen, dass die Geberradzähne nicht mehr über die Oberfläche des Radialumfangs des Planetentriebelements geführt werden können.
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Das Anbringen einer radial umlaufenden Fase am Planetentriebelement dient dazu, das Fügen des Geberrads, dessen Geberradzähne gegenüber der Oberfläche des Radialumfangs des Planetentriebelements überbogen sind, auf das Planetentriebelement zu fügen. Beim Fügen des Geberrads mittels der Geberradzähne über die Fase auf das Planetentriebelement werden die Geberradzähne zunehmend aufgebogen, also entgegen ihrer Biegerichtung wieder zurückgebogen, so dass sich aufgrund der elastischen Eigenschaften des insbesondere metallischen Geberrads eine zunehmende mechanische Spannung aufbaut. Somit wird also das Geberrad mittels der Geberradzähne über die Fase kraftschlüssig auf das Planetentriebelement unter Spannung auf das Planetentriebelement gefügt. Erst die Fase ermöglicht es dabei, das Geberrad trotz der überbogenen Geberradzähne ohne zusätzliches Werkzeug auf einfache Weise auf das Planetentriebelement zu fügen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Spannung ausreichend groß gewählt ist, um die Geberradzähne eine Rundlauftoleranz des Planetentriebelements annehmen zu lassen. Die mechanische Spannung, welche durch das Aufbiegen des Biegewinkels beim Fügen über die Fase aufgebaut wird, ist also derart groß bemessen, dass die Geberradzähne so fest an die Oberfläche des Planetentriebelement gepresst werden bzw. so fest auf der Oberfläche des Planetentriebelement aufliegen, dass sie dessen Rundlauftoleranzen übernehmen. Somit entfällt eine Nachbearbeitung, insbesondere eine spanende Nachbearbeitung, zum Erreichen der notwendigen Rundlauftoleranzen der Geberradzähne.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Nutzfahrzeuggetriebe, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Planetentrieb. Somit ergeben sie die bereits beschriebenen Vorteile auch für das Nutzfahrzeuggetriebe.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Nutzfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Nutzfahrzeuggetriebe. Dies führt zum Erlangen der beschriebenen Vorteile auch durch das erfindungsgemäße Nutzfahrzeug.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Nutzfahrzeug ein Traktor ist. Traktoren haben üblicherweise vergleichsweise große Raddurchmesser, insbesondere an der hinteren Achse, und bewegen sich zusätzlich in der Regel nur vergleichsweise langsam fort, so dass ein Anti-Blockier-System zur Gewährleistung einer sicheren Funktionalität sehr zuverlässige und präzise Signale über auch nur geringe Winkelveränderungen in der Radstellung benötigt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch und beispielhaft ein Geberrad nach einem Stanzvorgang,
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2 schematisch und beispielhaft ein Geberrad nach dem Umbiegen der Geberradzähne,
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3 schematisch und beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Planetentriebs,
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4 schematisch und beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs,
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5 schematisch und beispielhaft einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Planetentriebs,
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6 schematisch und beispielhaft einen Ausschnitt eines Planetenträgers und einen Ausschnitt eines Geberrads und
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7 eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
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Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
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1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Geberrad 3 mit Geberradzähnen 3‘ unmittelbar nach einem Stanzvorgang, bei dem das Geberrad 3 aus einem Stahlblech gestanzt wurde. Stahlbleche sind vergleichsweise widerstandsfähig und kostengünstig. Darüber hinaus sind Stahlbleche ferromagnetisch und können somit auf einfache Weise und zuverlässig von einem Magnetsensor detektiert werden. Magnetsensoren werden üblicherweise in Anti-Blockier-Systemen zur Erkennung einer Raddrehung verwendet. Schließlich weisen Stahlbleche auch gute elastische Eigenschaften auf. Wie zu sehen ist, ist das Geberrad 3 ringförmig ausgebildet. Dadurch kann gegenüber einer vollflächigen Ausbildung des Geberrads 3 deutlich Gewicht gespart werden. Ein Planetentrieb 2 (nicht dargestellt in 1), der das beispielhaft gezeigte Geberrad 3 umfasst, ist somit ebenfalls vergleichsweise leichtgewichtig. 1a zeigt eine Draufsicht auf das Geberrad 3, während 1b eine Seitenansicht des Geberrads 3 zeigt. Die Geberradzähne 3‘ sind noch nicht umgebogen, d.h., sie liegen noch in einer Ebene mit dem Geberrad 3 und weisen gegenüber dieser dementsprechend einen Winkel von 0° auf.
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2 zeigt schematisch und beispielhaft das Geberrad 3 der 1 nach dem Biegen der Geberradzähne 3‘ des Geberrads 3 in einen Biegewinkel, der gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetentriebelements 5, 7, 8, 9 überbogen ist. Aufgrund von Materialspannungen im Stahlblech, die ihren Ursprung in der Wälzrichtung des Stahlblechs haben, nehmen die Geberradzähne 3‘ das Biegen nicht völlig gleichmäßig an, sondern weisen hinsichtlich ihres Biegewinkels eine gewisse Ungleichförmigkeit auf, die in der Darstellung der 2 zwar nicht erkennbar ist, jedoch trotzdem ausreichend stark ausgebildet ist, um die sichere Funktionalität eines Anti-Blockier-Systems, als dessen Geberrad 3 das gezeigte Geberrad 3 vorgesehen ist, zu beeinträchtigen. Die Geberradzähne 3‘ sind nun in einem Biegewinkel ausgerichtet, der gegenüber der Ebene des Geberrads 3 zu groß ist, um die Geberradzähne über das zum Fügen vorgesehene Planetentriebelement 5, 7, 8, 9 zu führen.
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3 zeigt ein beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Planetentriebs 2. Der Planetentrieb 2 ist für ein Nutzfahrzeuggetriebe 1 ausgebildet und umfasst als Planetentriebelemente 5, 7, 8, 9 ein Sonnenrad 7, ein Hohlrad 8, einen Planetenträger 5 mit Planetenrädern 9 und ein Gehäuse 10. Weiterhin umfasst der Planetentrieb 2 ein Geberrad 3 zur Bereitstellung eines drehzahlabhängigen Signals. Das Geberrad 3 ist dabei ringförmig ausgebildet und drehfest und kraftschlüssig auf den Planetenträger 5 gefügt, so dass es einer Drehbewegung des Planetenträgers 5 folgt. Schließlich umfasst der Planetentrieb 2 auch einen Hall-Sensor 4, der die Abwesenheit bzw. Anwesenheit von Geberradzähnen 3‘ im Detektionsbereich erfassen kann und ein entsprechendes elektrisches Signal ausgibt, welches an eine Regeleinheit eines Anti-Blockier-Systems 14 weitergeführt wird.
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4 zeigt ein beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs 11, umfassend vier erfindungsgemäße Planetentriebe 2, welche als Bestandteil des Nutzfahrzeuggetriebes 1 dem Nutzfahrzeuggetriebe 1 in Abtriebsrichtung unmittelbar vor Fahrzeugrädern 12 angegliedert sind. Jeder der Planetentriebe 2 ist dabei einem der Fahrzeugräder 12 zugeordnet und mit diesem trieblich verbunden. Beispielsgemäß handelt es sich bei dem Nutzfahrzeug 11 um einen Traktor 11. Der Traktor 11 umfasst weiterhin eine Verbrennungskraftmaschine 13, welche das Nutzfahrzeuggetriebe 1 antreibt, und ein Anti-Blockier-System 14. Das Anti-Blockier-System 14 erhält Informationen über die individuellen Raddrehzahlen aller vier Fahrzeugräder 12, indem geeignete Sensoren 4, beispielsgemäß Hall-Sensoren 4, in den Planetentrieben 2 jeweils die Winkelveränderungen der Geberräder 3 erfassen.
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5 zeigt ein beispielhaft und schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Planetentriebs 2, bei welchem das Geberrad 3 mittels seiner Geberradzähne 3‘ unter Spannung kraftschlüssig auf den Planetenträger 5 gefügt wurde. Wie zu sehen ist, weist der Planetenträger 5 eine Fase 5‘ auf, über welche die Geberradzähne 3‘ beim Fügen geführt wurden. Da die Geberradzähne 3‘ vor dem Fügen in einen Biegewinkel gebogen wurden, der gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetenträgers 5 überbogen ist, wurden die Geberradzähne 3‘ beim Fügen durch die Fase 5‘ wieder ein Stück weit aufgebogen, wodurch eine mechanische Spannung entstand. Diese mechanische Spannung sorgt nun dafür, dass die Geberradzähne 3‘ auf der Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ des Planetentriebs 5 flächig aufliegen und dabei durch die von der Spannung erzeugte Anpresskraft die Rundlauftoleranzen des Planetentriebs 5 annehmen. Entsprechend wurde im beispielhaft gezeigten Anwendungsfall der 5 eine spanende Nachbearbeitung des Geberrads 3 nicht notwendig. Nach dem Fügen wurde die Verbindung des Geberrads 3 mit dem Planetenträger 5 durch mehrere Schrauben 6 (von denen im Ausschnitt der 5 nur eine gezeigt ist) verstärkt. Die Schrauben 6 garantieren insbesondere eine Drehfestigkeit der Verbindung.
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6 zeigt ebenso schematisch wie beispielhaft einen Ausschnitt eines Planetenträgers 5 und einen Ausschnitt eines Geberrads 3. Zum besseren Verständnis ist in der 6 nur ein einzelner Geberradzahn 3‘ gezeigt, obwohl das Geberrad 3 eigentlich eine Vielzahl von Geberradzähnen 3‘ aufweist. Der Geberradzahn 3‘ des Geberrads 3 wurde bis zum Erreichen eines Biegewinkels α aus der Ebene des Geberrads 3 heraus gebogen, wobei der Biegewinkel α gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ eines zum Fügen mit dem Geberrad vorgesehenen Planetenträgers 5 überbogen ist. Ein Biegewinkel α, der genau so groß wie notwendig ist, um den Geberradzahn 3‘ flächig auf der Oberfläche des Radialumfangs 5‘‘ aufliegen zu lassen, wäre im vorliegenden Beispiel der 6 90° zur Ebene des Geberrads 3. Da aufgrund von Materialspannungen jedoch Ungleichförmigkeiten beim Biegen auftreten, würden nicht alle Geberradzähne 3‘ tatsächlich auf der Oberfläche des Radialumfangs 5‘‘ aufliegen. Zudem würde in diesem Fall keine kraftschlüssige Verbindung entstehen, da die Geberradzähne 3‘ nicht unter Spannung gefügt würden, sondern wie im Stand der Technik üblich, einfach über die Oberfläche des Radialumfangs 5‘‘ des Planetenträgers 5 geführt werden könnten. Beispielsgemäß wurde der Geberradzahn 3‘ daher soweit umgebogen, dass er ohne weiteres zunächst nicht auf den Planetenträger 5 gefügt werden kann, weil der Biegewinkel α so groß ist, dass der Geberradzahn 3‘ bei einem Zusammenführen des Planetenträgers 5 und des Geberrads 3 zum Geberrad 3 hin weiterverbogen würde und nicht über auf die Oberfläche des Radialumfangs 5‘‘ geführt werden könnte. Um ein Fügen dennoch zu ermöglichen, weist der Planetenträger 5 eine Fase 5‘ auf, welche bei einem Zusammenführen den Geberradzahn 3‘ untergreift und mit zunehmendem Zusammenführen stetig weiter aufbiegt. Dadurch entsteht eine mechanische Spannung, welche im fertig gefügten Zustand den Geberradzahn 3‘ flächig auf der Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ des Planetenträgers 5 aufliegen lässt und eine kraftschlüssige Verbindung herstellt.
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7 zeigt eine mögliche Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. In Verfahrensschritt 50 wird zunächst ein ringförmiges Geberrad 3 mit 200 Geberradzähnen 3‘ aus einem Stahlblech gestanzt. Das Geberrad 3 hat beispielsgemäß einen Durchmesser von 380 mm. In Schritt 51 werden nun die Geberradzähne 3‘ mittels eines Biegewerkzeugs in einen Biegewinkel α gebogen, der gegenüber einer Oberfläche eines Radialumfangs 5‘‘ eines zum Fügen mit dem Geberrad 3 vorgesehenen Planetentriebelements 5, 7, 8, 9 überbogen ist. Der Biegewinkel α wird dabei ausgehend von der Ebene des Geberrads 3 bestimmt und beträgt beispielsgemäß 95°. Bei dem Planetentriebelement 5, 7, 8, 9 handelt es sich um einen Planetenträger 5. Nun wird in Schritt 52 eine Fase 5 am Planetenträger 5 angebracht, wobei die Fase in die Aufnahmerichtung des Geberrads 3 weist. Die Fase wird beispielsgemäß spanend angebracht. Im folgenden Verfahrensschritt 53 wird das Geberrad 3 mittels der Geberradzähne 3‘ über die Fase 5 auf den Planetenträger 5 unter Spannung gefügt. Die Spannung ist dabei eine mechanische Spannung, die dadurch entsteht, dass die Geberradzähne 3‘ durch das Einführen des Geberrads 3 auf die Fase 5 zu einem elastischen Zurückbiegen der Geberradzähne 3‘ führt, die entsprechend mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt werden. In Schritt 54 wird das Geberrad 3 vollständig auf den Planetenträger 5 gefügt und die Geberradzähne 3‘ legen sich aufgrund der ausreichend großen Spannung flächig auf die radiale Oberfläche 5‘ des Planetenträgers 5 auf, nehmen also dessen Rundlauftoleranzen an. In Schritt 55 schließlich wird das Geberrad 3 mittels mehrerer Schrauben 6 mit dem Planetentrieb 5 verbunden, um eine sichere und vor allem drehfeste Verbindung des Geberrads 3 zum Planetentrieb 5 zu garantieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nutzfahrzeuggetriebe
- 2
- Planetentrieb
- 3
- Geberrad
- 3‘
- Geberradzahn
- 4
- Hall-Sensor
- 5
- Planetenträger
- 5‘
- Fase
- 5‘‘
- Oberfläche eines Radialumfangs des Planetentriebelements
- 6
- Schraube
- 7
- Sonnenrad
- 8
- Hohlrad
- 9
- Planetenrad
- 10
- Gehäuse
- 11
- Nutzfahrzeug, Traktor
- 12
- Fahrzeugrad
- 13
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Anti-Blockier-System
- 50
- Stanzen des Geberrads aus Blech
- 51
- Biegend der Geberradzähne
- 52
- Anbringen einer Fase
- 53
- Fügen des Geberrads
- 54
- Anlegen der Geberradzähne
- 55
- Verschrauben des Geberrads mit dem Planetenträger
- α
- Biegewinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011117882 A1 [0003]
- DE 102014210597 A1 [0004]
