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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe, das bevorzugt für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, weiter bevorzugt in Form eines Differenzials, ausgebildet ist, mit einem ersten scheibenförmigen Tragabschnitt, einem, beabstandet zu dem ersten Tragabschnitt angeordneten, zweiten scheibenförmigen Tragabschnitt sowie mehreren entlang eines Umfangs verteilten und die beiden Tragabschnitte miteinander verbindenden Verbindungselementen, wobei die Verbindungselemente jeweils separat von den Tragabschnitten spanlos ausgeformt sind. Zudem betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit diesem Planetenträger.
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Gattungsgemäße Planetengetriebe sowie Planetenträger sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2011 003 706 A1 ein Planetengetriebe mit zusätzlichem Überlagerungsgetriebe und prismenartigen Verbindungselementen.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Planetenträger haben jedoch häufig den Nachteil, dass deren Verbindungselemente relativ aufwändig in der Herstellung sind und somit als Einzelteile relativ teuer sind. Bei manchen Ausführungen besteht zudem der Nachteil, dass die Verbindungselemente in sich nicht ausreichend stabil sind bzw. eine nicht ausreichende Stabilität des Planetenträgers im montierten Zustand gewährleisten.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen möglichst steifen Planetenträger zur Verfügung zu stellen, dessen Bestandteile mit einem möglichst geringen Aufwand herstellbar sind.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eines der Verbindungselemente mit einer sich quer zu einer Längsrichtung des Verbindungselementes erstreckenden Querwand verstärkt ist.
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Durch eine derartige Querwand wird die Verwindungssteifigkeit des Verbindungselementes und somit im montierten Zustand des gesamten Planetenträgers deutlich erhöht. Des Weiteren ist durch die weitestgehend spanlose Herstellung des Verbindungselementes eine kostengünstige Herstellung realisiert. Das Verbindungselement ist folglich mit möglichst wenigen Bearbeitungsschritten fertig ausbildbar.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es des Weiteren von Vorteil, wenn das zumindest eine Verbindungselement ein in Längsrichtung verlaufendes Hohlzylinderprofil, das weiter bevorzugt als ein (abgeflachtes) Vierkantprofil realisiert ist, aufweist, wobei die Querwand eine Unterbrechung (in Längsrichtung) dieses Hohlzylinderprofils ausbildet.
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Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Querwand eine (radiale) Innenseite einer ersten Seitenkante / Seitenwand des Hohlzylinderprofils mit einer (radialen) Innenseite einer zweiten Seitenkante / Seitenwand des Hohlzylinderprofils verbindet.
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Von Vorteil ist es zudem, wenn die Querwand das Hohlzylinderprofil vollständig (d.h. über einen gesamten Innenumfang des Hohlzylinderprofils hinweg) unterbricht. Dadurch wird die Stabilität des Verbindungselementes weiter gesteigert.
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Verläuft die Querwand (vorzugsweise vollständig) in einer senkrecht zu der Längsrichtung des Verbindungselementes ausgerichteten Erstreckungsebene, ist das Verbindungselement einfacher herstellbar.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Verbindungselement, insbesondere die Querwand, kaltumformtechnisch, bevorzugt mittels eines Tiefziehvorganges und/oder eines Pressvorganges, wie einem Fließpressen, ausgeformt ist. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Verbindungselement vollständig mittels eines Fließpressvorganges ausgeformt. Dadurch wird die Herstellung der Verbindungselemente weiter vereinfacht.
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Wenn das zumindest eine Verbindungselement im Querschnitt betrachtet gebogen verläuft, d.h. wenn das Hohlzylinderprofil im Querschnitt betrachtet gebogen ausgeführt ist, wird die Steifigkeit des Planetenträgers im zusammengebauten Zustand weiter erhöht.
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Hinsichtlich der Steifigkeit ist es weiter zuträglich, wenn das zumindest eine Verbindungselement stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit den Tragabschnitten verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung ist vorzugweise eine Schweißverbindung.
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Ist die Querwand des zumindest einen Verbindungselementes in der Längsrichtung des Verbindungselementes gesehen mittig / zentral, d.h. auf der Hälfte der Länge des Verbindungselementes, angeordnet, ist das Verbindungselement richtungsunabhängig in die Tragabschnitte einsetzbar.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn insgesamt drei der zuvor beschriebenen Verbindungselemente entlang eines Umfangs verteilt angeordnet sind. Dadurch wird die Steifigkeit weiter gesteigert.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe, vorzugsweise in Form eines Differenzials / Stirnraddifferenzials, für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie mehreren Planetenrädern, die über Lagerbolzen drehbar an dem Planetenträger gelagert sind.
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Diesbezüglich ist es insbesondere zweckmäßig, wenn jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungselementen ein Lagerbolzen angeordnet ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein spanlos, bspw. durch Ziehen oder Pressen bzw. Fließpressen hergestelltes Verbindungselement mit einer inneren Querwand versehen. Somit ist eine besonders steife Verbindung von Trägerelementen (Tragabschnitte) des Planetenträgers realisiert.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetenträgers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei in dem Planetenträger bereits mehrere, jeweils ein Planetenrad lagernde Lagerbolzen eingebracht sind sowie ein Verbindungselement gut zu erkennen ist,
- 2 eine Vorderansicht des Planetenträgers nach 1, wobei eine den Schnittverlauf nach 1 kennzeichnende Schnittlinie mit „I-I“ gekennzeichnet ist,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Planetenträgers nach 2, wobei die Verteilung der mehreren eingesetzten Verbindungselemente nachvollziehbar ist,
- 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Planetenträgers der 1 bis 3,
- 5 eine perspektivische Darstellung eines der in den 1 bis 4 eingesetzten Verbindungselemente,
- 6 eine Vorderansicht des Verbindungselementes nach 5, und
- 7 eine Längsschnittdarstellung des Verbindungselementes entlang einer in 6 mit „VII-VII“ gekennzeichneten Schnittlinie.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 2 ist der erfindungsgemäße Planetenträger 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in seinem prinzipiellen Aufbau veranschaulicht. Der Planetenträger 1 ist bereits mit mehreren Lagerbolzen 17 ausgestattet, wobei auch auf jedem Lagerbolzen 17 bereits ein Planetenrad 16 gelagert ist. Der Planetenträger 1 ist in seinem Betrieb auf typische Weise Bestandteil eines Planetengetriebes. Das Planetengetriebe weist neben dem Planetenträger 1 wie üblich ein Sonnenrad sowie ein Hohlrad auf, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt sind und jeweils mit den Planetenrädern 16 in Zahneingriff stehen. Das Planetengetriebe ist in seiner bevorzugten Ausführung als ein Differenzial eines Kraftfahrzeugantriebsstranges realisiert. Das Planetengetriebe kann jedoch auch auf andere Weise eingesetzt werden, bspw. in einem Getriebe des entsprechenden Kraftfahrzeugantriebsstranges.
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Wie des Weiteren in Verbindung mit den 1, 3 und 4 ersichtlich, weist der Planetenträger 1 zwei scheibenförmige Tragabschnitte 2, 3 auf. Die Tragabschnitte 2, 3 sind als separate / getrennt voneinander ausgeformte Tragelemente ausgeführt. Ein erster Tragabschnitt 2 ist aus einem Metallblech, nämlich einer Metallblechscheibe, ausgeformt. Ein zweiter Tragabschnitt 3 ist ebenfalls aus einem Metallblech, nämlich einer Metallblechscheibe, ausgeformt. Die beiden Tragabschnitte 2 und 3 sind entlang einer Längsachse 18 / Drehachse des Planetenträgers 1 relativ zueinander beabstandet. Die beiden Tragabschnitte 2 und 3 sind in einem festen axialen Abstand zueinander über Verbindungselemente 4 gehalten sowie drehfest miteinander verbunden. Insgesamt sind drei über den Umfang / in Umfangsrichtung des Planetenträgers 1 verteilte Verbindungselemente 4 vorgesehen.
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In jedem Tragabschnitt 2, 3 ist je Verbindungselement 4 ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Langloch 19 in Form eines Durchgangslochs ausgebildet. Ein Verbindungselement 4 ist mit jeweils einem Endbereich in zueinander axial fluchtende Langlöcher 19 des ersten Tragabschnittes 2 und des zweiten Tragabschnittes 3 eingeschoben. Das Verbindungselement 4 ist über einen Kraftschluss in dem jeweiligen Langloch 19 des ersten Tragabschnittes 2 und des zweiten Tragabschnittes 3 gehalten / vorfixiert. Zur vollständigen Befestigung des Verbindungselementes 4 mit den Tragabschnitten 2, 3 ist jedes Verbindungselement 4 an seinen Endbereichen über eine Schweißverbindung 20 an dem jeweiligen Tragabschnitt 2, 3 angebracht (1).
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In Umfangsrichtung zwischen je zwei Verbindungselementen 4 ist ein Lagerbolzen 17 des jeweiligen Planetenrades 16 angeordnet. Zur Aufnahme eines Lagerbolzens 17 weist jeder Tragabschnitt 2, 3 ein Durchgangsloch 21 mit kreisrundem Querschnitt auf. In zwei miteinander axial fluchtenden Durchgangslöchern 21 des ersten Tragabschnittes 2 und des zweiten Tragabschnittes 3 ist ein Lagerbolzen 17 eingeschoben / aufgenommen. Jeder Lagerbolzen 17 ist zu seinen Endbereichen mittels einer Verstemmung mit dem jeweiligen Tragabschnitt 2, 3 fest verbunden.
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Wie in 1 zu erkennen, ist jedes Planetenrad 16 über ein Wälzlager in Form eines Nadellagers 22 auf einer Außenseite / Außenumfangsseite eines Lagerbolzens 17 drehbar gelagert. Axial zwischen dem jeweiligen Tragabschnitt 2, 3 und dem Planetenrad 16 ist eine Unterlegscheibe 23 angeordnet.
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In Verbindung mit den 5 bis 7 ist gezeigt, dass jedes Verbindungselement 4 (exemplarisch ein Verbindungselement 4 dargestellt, dessen Aufbau auch auf die übrigen Verbindungselemente 4 des Planetenträgers 1 zutrifft) eine Querverstärkung in Form einer Querwand 5 aufweist. Jedes Verbindungselement 4 ist vollständig spanlos hergestellt / ausgeformt. Das Verbindungselement 4 ist hierzu vollständig kaltumformtechnisch, nämlich mittels eines Fließpressverfahrens, alternativ auch mittels eines Tiefziehverfahrens ausgeformt.
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In 7 ist gut zu erkennen, dass das Verbindungselement 4 ein im Wesentlichen als Vierkantprofil ausgebildetes Hohlzylinderprofil 6 aufweist. Das Hohlzylinderprofil 6 verläuft, im Querschnitt betrachtet, durchgängig. Das Hohlzylinderprofil 6 ist zudem flach ausgebildet und weist in Umfangsrichtung des Planetenträgers 1 eine größere Erstreckung auf als in radialer Richtung des Planetenträgers 1. Die jeweiligen Seitenkanten 7, 8, 9, 10 (auch als Seitenwände / -wandungen bezeichnet) des Verbindungselementes 4 sind tiefziehtechnisch / fließpresstechnisch ausgeformt. Die Querwand 5 ist in Längsrichtung des Verbindungselementes 4 gesehen mittig / zentral angeordnet. Die Querwand 5 unterbricht, in anderen Worten ausgedrückt, das sich axial erstreckende Hohlzylinderprofil 6.
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Die Querwand 5 ist wiederum durchgängig ausgeführt und verläuft zwischen den Seitenkanten 7, 8, 9, 10 durchgängig. Insbesondere erstreckt sich die Querwand 5 von einer radial außen liegenden ersten Seitenkante 7, nämlich von einer Innenseite 11 dieser ersten Seitenkante 7, durchgängig zu einer gegenüberliegenden, d.h. radial innen liegenden, zweiten Seitenkante 8, nämlich zu einer Innenseite 12 dieser zweiten Seitenkante 8 hin. Auch erstreckt sich die Querwand 5 von einer in einer ersten Umfangsrichtung angeordneten dritten Seitenkante 9, nämlich einer Innenseite 13 dieser dritten Seitenkante 9 durchgängig zu einer gegenüberliegenden, d.h. zu einer der ersten Umfangsrichtung abgewandten zweiten Umfangsseite hin angeordneten, vierten Seitenkante 10, nämlich einer Innenseite 14 dieser vierten Seitenkante 10. Die Querwand 5 erstreckt sich vollständig entlang einer gedachten Erstreckungsebene 15 ( 7). Die Erstreckungsebene 15 verläuft senkrecht zu der Längsrichtung des Verbindungselementes 4 / zu der Längsachse 18.
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Wie in 6 zu erkennen, bildet das Hohlzylinderprofil 6 im Wesentlichen ein im Querschnitt gebogen / gekrümmt verlaufendes Vierkantprofil aus. Ein von der Längsachse 18 aus gemessener Radius der ersten Seitenkante 7 ist größer als ein Radius der zweiten Seitenkante 8. Zudem sind die Übergangsbereiche zwischen den einzelnen Seitenkanten 7, 8, 9, 10 verrundet. Wie zudem in 7 zu erkennen, sind auch die Übergangsbereiche in Längsrichtung zwischen der Querwand 5 und den Seitenkanten 7, 8 verrundet.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein besonders einfach herstellbarer Planetenträger 1 aus Metallblechabschnitten zur Verfügung gestellt. Der Planetenträger 1 besteht aus Metallblechplatten in Form der Tragabschnitte 2, 3 sowie kalt verformten Verbindungselementen 4, die vorzugsweise über Schweißverbindungen 20 mit den Tragabschnitten 2, 3 verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- erster Tragabschnitt
- 3
- zweiter Tragabschnitt
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Querwand
- 6
- Hohlzylinderprofil
- 7
- erste Seitenkante
- 8
- zweite Seitenkante
- 9
- dritte Seitenkante
- 10
- vierte Seitenkante
- 11
- Innenseite der ersten Seitenkante
- 12
- Innenseite der zweiten Seitenkante
- 13
- Innenseite der dritten Seitenkante
- 14
- Innenseite der vierten Seitenkante
- 15
- Erstreckungsebene
- 16
- Planetenrad
- 17
- Lagerbolzen
- 18
- Längsachse
- 19
- Langloch
- 20
- Schweißverbindung
- 21
- Durchgangsloch
- 22
- Nadellager
- 23
- Unterlegscheibe
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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 102011003706 A1 [0002]
- DE 3637299 A1 [0003]
- DE 10334459 A1 [0003]
- US 7556583 B2 [0003]
