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Die Erfindung betrifft ein Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben sowie eine Getriebebaugruppe, die aus einem solchen Set gebildet ist.
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Umlaufrädergetriebe, wie sie beispielsweise aus
DE 10 2013 105 527 A1 bekannt sind, weisen üblicherweise einen Planetenträger auf, der mehrere Planetenräder aufnehmen kann. Der Planetenträger weist dazu Bohrungen auf, die auf einer Kreislinie angeordnet sind. Die Bohrungen dienen zur Aufnahme von Lagerzapfen, die als Achse von Planetenrädern dienen.
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Die Getriebeuntersetzung eines solchen Umlaufrädergetriebes ist unter anderem durch den Durchmesser bzw. die Zähnezahl der Planetenräder vorgegeben. Um für Umlaufrädergetriebe mit unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen möglichst identische Bauteile nutzen zu können, ist es daher bekannt, den Planetenträger mit unterschiedlichen Bohrungen auszustatten, die auf unterschiedlichen Kreislinien des Planetenträgers angeordnet sind. So können eine Gruppe von Bohrungen erste Planetenräder für eine erste Getriebeuntersetzung und eine weitere Gruppe von Bohrungen zweite Planetenräder für eine zweite Getriebeuntersetzung aufnehmen.
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Der Planetenträger gemäß
DE 10 2013 105 527 A1 ist auf diese Weise gestaltet und dient daher als Standardbauteil für Umlaufrädergetriebe mit unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen.
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Bisher bekannte Lösungen, bei welchen Planetenträger mit unterschiedlichen Bohrungen auf unterschiedlichen Kreislinien versehen sind, führen jedoch zu dem Risiko einer Fehlmontage. Insbesondere besteht die Gefahr, dass Planetenräder für eine zweite Getriebeuntersetzung in Bohrungen des Planetenträgers gelagert werden, die für die Planetenräder einer ersten Getriebeuntersetzung vorgesehen sind. Insbesondere bei Verwendung von Bolzen, die in den Bohrungen angeordnet werden und anschließend Planetenräder aufnehmen, ist diese Gefahr wegen der hohen Bauteilvielfalt erhöht. Die fehlerhaft montierten Getriebe können dann nicht die gewünschte Wirkung entfalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es vor diesem Hintergrund, ein Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben mit unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen anzugeben, wobei einzelne Bauteile des Sets so gestaltet sind, dass eine Fehlmontage weitgehend vermieden wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Getriebebaugruppe aufzuzeigen, die aus einem solchen Set gebildet ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf das Set durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf die Getriebebaugruppe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 18 gelöst.
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So beruht die Erfindung auf dem Gedanken, ein Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben mit unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen anzugeben, wobei das Set vorzugsweise folgende Komponenten umfasst:
- a. wenigstens einen Planetenträger, der
- - wenigstens zwei auf einer ersten Kreislinie angeordnete erste Bohrungen und
- - wenigstens zwei auf einer zweiten Kreislinie angeordnete zweite Bohrungen aufweist,
wobei die erste Kreislinie und die zweite Kreislinie unterschiedliche Radien aufweisen, - b. wenigstens einen ersten Deckring für eine erste Getriebeuntersetzung und wenigstens einen zweiten Deckring für eine zweite Getriebeuntersetzung, die jeweils wenigstens zwei Lagerbohrungen zur Aufnahme von Lagerzapfen von Planetenrädern aufweisen, wobei
- - der erste Deckring wenigstens zwei Verbindungszapfen zur Verbindung mit den ersten Bohrungen des Planetenträgers und
- - der zweite Deckring wenigstens zwei Verbindungszapfen zur Verbindung mit den zweiten Bohrungen des Planetenträgers aufweist, und
- c. wenigstens zwei erste Planetenräder für eine erste Getriebeuntersetzung und wenigstens zwei zweite Planetenräder für eine zweite Getriebeuntersetzung, wobei die ersten Planetenräder und die zweiten Planetenräder jeweils zwei Lagerzapfen aufweisen, die in den ersten oder zweiten Bohrungen des Planetenträgers einerseits und den Lagerbohrungen des Deckrings andererseits lagerbar sind.
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Das aus dem Stand der Technik bekannte Problem der Fehlmontage wird bei der Erfindung dadurch vermieden, dass den Planetenrädern für eine spezifische Getriebeuntersetzung jeweils ein Deckring für dieselbe Getriebeuntersetzung zugeordnet ist. Der Deckring weist Verbindungszapfen auf, die jeweils in die von den Lagerzapfen der Planetenräder nicht genutzten Bohrungen im Planetenträger belegen.
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Konkret kann das Set zur Herstellung eines Umlaufrädergetriebes mit einer ersten Getriebeuntersetzung einen ersten Deckring und wenigstens zwei erste Planetenräder umfassen, wobei die Verbindungszapfen des ersten Deckrings in erste Bohrungen des Planetenträgers eingreifen, wogegen die Lagerzapfen der Planetenräder in die zweiten Bohrungen des Planetenträgers einsetzbar sind.
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Zur Herstellung eines Umlaufrädergetriebes mit einer zweiten Getriebeuntersetzung werden wenigstens zwei zweite Planetenräder mit einem zweiten Deckring kombiniert, wobei der zweite Deckring Verbindungszapfen aufweist, die in die zweiten Bohrungen des Planetenträgers eingesetzt sind. Die zweiten Planetenräder sind hingegen in den ersten Bohrungen des Planetenträgers gelagert.
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Da die ersten und zweiten Bohrungen des Planetenträgers auf unterschiedlichen Kreislinien angeordnet sind, unterscheiden sich der erste und der zweite Deckring deutlich voneinander. Denn die Verbindungszapfen des ersten Deckrings sind auf einer anderen Kreislinie angeordnet als die Verbindungszapfen des zweiten Deckrings. So ist sichergestellt, dass der erste Deckring nur mit den ersten Bohrungen des Planetenträgers verbindbar ist, während der zweite Deckring nur mit den zweiten Bohrungen des Planetenträgers verbunden werden kann.
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Selbst wenn nun die Planetenräder fehlerhaft in die Bohrungen des Planetenträgers eingesetzt werden, so wird dies spätestens beim Aufsetzen des Deckrings erkennbar. Eine Fehlmontage der gesamten Getriebebaugruppe wird so insgesamt vermieden.
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Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass im Montageprozess zunächst die Planetenräder mit dem zugehörigen Deckring verbunden werden. Da der Deckring Verbindungszapfen aufweist, können die Planetenräder nur in die zwischen den Verbindungszapfen angeordneten Lagerbohrungen eingesetzt werden. Eine fehlerhafte Anordnung der Planetenräder in dem Planetenträger wird so bereits initial vermieden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei dem erfindungsgemäßen Set vorgesehen, dass die ersten Bohrungen des Planetenträgers einen anderen Durchmesser als die zweiten Bohrungen des Planetenträgers aufweisen. Durch die unterschiedlichen Durchmesser der ersten und der zweiten Bohrungen wird zusätzlich sichergestellt, dass die Lagerzapfen der Planetenräder nicht versehentlich fehlerhaft mit dem Planetenträger verbunden werden.
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Insofern ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lagerzapfen der ersten Planetenräder einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser der zweiten Bohrungen des Planetenträgers entspricht. Alternativ oder zusätzlich können die Lagerzapfen der zweiten Planetenträger einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser der ersten Bohrungen des Planetenträgers entspricht. Die Lagerzapfen sind vorzugsweise einstückig mit den Planetenrädern ausgebildet bzw. einstückig an den Planetenrädern angeformt.
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Dabei sind die Durchmesser der Lagerzapfen und die Durchmesser der Bohrungen jeweils so bemessen, dass eine Lagerung der Planetenräder in den Bohrungen des Planetenträgers mit einer Spielpassung möglich ist. Insbesondere sind die Durchmesser der Lagerzapfen und der Bohrungen so aufeinander angepasst, dass sich die Lagerzapfen in den Bohrungen drehen können.
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Konkret ist vorteilhaft vorgesehen, dass die ersten Planetenräder nur mit den zweiten Bohrungen des Planetenträgers kombinierbar sind, wogegen die zweiten Planetenräder nur mit den zweiten Bohrungen des Planetenträgers sinnvoll kombinierbar sind. Auf diese Weise kann auch bei einer anderen Montagereihenfolge, bei welcher die Planetenräder zuerst mit dem Planetenträger verbunden werden, eine fehlerhafte Montage vermieden werden.
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Um unterschiedliche Getriebeuntersetzungen realisieren zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die ersten Planetenräder einen größeren Außendurchmesser, insbesondere eine größere Zähnezahl, als die zweiten Planetenräder aufweisen.
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Um eine Fehlmontage der zweiten Planetenräder, die insbesondere einen kleineren Außendurchmesser als die ersten Planetenräder aufweisen können, zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Lagerzapfen ersten Planetenräder einen kleineren Außendurchmesser als die Lagerzapfen zweiten Planetenräder aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungszapfen des zweiten Deckrings jeweils zueinander einen Abstand aufweisen, der kleiner als ein Durchmesser der ersten Planetenräder ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der zweite Deckring, der zur Herstellung eines Umlaufrädergetriebes mit den zweiten Planetenrädern zu kombinieren ist, nicht mit den ersten Planetenrädern kombiniert werden kann. Eine fehlerhafte Montage des Umlaufrädergetriebes wird damit zusätzlich vermieden.
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Um die Planetenräder jeweils in den Bohrungen des Planetenträgers und den Lagerbohrungen des Deckrings lagern zu können, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Verbindungszapfen und Lagerbohrungen des ersten Deckrings und des zweiten Deckrings jeweils auf unterschiedlichen Kreislinien angeordnet sind. Dabei entsprechen die Kreislinien vorzugsweise in ihrem Durchmesser den Kreislinien der jeweils zugeordneten Planetenträger. So ist sichergestellt, dass freie Lagerbohrungen des ersten oder zweiten Deckrings jeweils mit freien Bohrungen des Planetenträgers fluchten, so dass ein erstes oder zweites Planetenrad drehbar lagernd darin aufgenommen werden kann.
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Insbesondere können die Verbindungszapfen des ersten Deckrings auf einer Kreislinie angeordnet sein, deren Durchmesser dem Durchmesser der ersten Kreislinie des Planetenträgers entspricht. Die Verbindungszapfen des zweiten Deckrings können auf einer Kreislinie angeordnet sein, deren Durchmesser dem Durchmesser der zweiten Kreislinie des Planetenträgers entspricht. Damit wird zusätzlich eine Sicherheit bei der Montage bewirkt, denn die Verbindungszapfen des ersten Deckrings sind folglich nur mit den ersten Bohrungen des Planetenträgers verbindbar, wogegen die Verbindungszapfen des zweiten Deckrings nur mit den zweiten Bohrungen des Planetenträgers verbunden werden können.
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Die Verbindungszapfen der Deckringe weisen vorzugsweise jeweils einen Körperabschnitt und einen Kopfabschnitt auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Kopfabschnitt kleinere Umfangsdimensionen als der Körperabschnitt aufweist. Beispielsweise kann der Kopfabschnitt einen kleineren Außendurchmesser als der Körperabschnitt umfassen.
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Der Kopfabschnitt dient vorzugsweise zur Verbindung mit einer Bohrung des Planetenträgers. Insbesondere kann der Kopfabschnitt mit einer Bohrung eines Planetenträgers pressverbindbar sein.
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Insoweit ist es bevorzugt, wenn der Körperabschnitt eine Anlagefläche für den Planetenträger aufweist, wobei die Anlagefläche in bevorzugten Ausführungsformen wenigstens abschnittsweise senkrecht zu einer Längsachse des Verbindungszapfens angeordnet ist. Die Anlagefläche bildet insofern einen Anschlag für den Planetenträger. Der Körperabschnitt des Verbindungszapfens kann so als Abstandshalter zwischen dem Planetenträger und dem Deckring dienen.
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Der Körperabschnitt weist vorzugsweise wenigstens eine Außendimension auf, die größer als der Durchmesser der ersten oder zweiten Bohrungen des Planetenträgers ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der Körperabschnitt so gestaltet ist, dass er in die Bohrungen des Planetenträgers nicht eingreifen kann.
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Der Kopfabschnitt ist vorzugsweise mit den ersten oder zweiten Bohrungen des Planetenträgers pressverbindbar. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Kopfabschnitt eine vieleckige, insbesondere regelmäßig vieleckige, Querschnittsform aufweist. Eine solche Querschnittsform eignet sich besonders gut für eine Pressverbindung, die eine hohe Stabilität aufweist.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Planetenträger auf seinem Umfang wenigstens eine abgeflachte Seite aufweist. Damit lässt sich der Planetenträger in ein Montagewerkzeug einfach einspannen.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der erste Deckring und der zweite Deckring jeweils abgeflachte Seiten aufweisen. Vorzugsweise fluchten die abgeflachten Seiten der Deckringe im montierten Zustand mit den abgeflachten Seiten des Planetenträgers. Die abgeflachten Seiten der Deckringe ermöglichen es im Zusammenhang mit den abgeflachten Seiten der Planetenträger, den Planetenträger mit dem jeweiligen Deckring korrekt auszurichten. Dies kann beispielsweise durch eine Maschine erfolgen, die die abgeflachten Seiten der Deckringe erkennt und richtig zueinander positioniert.
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Vorzugsweise ist der Planetenträger aus einem Metall und/oder einem Kunststoff gebildet. Der Deckring kann aus Kunststoff sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe, die aus einem zuvor beschriebenen Set gebildet ist. Die Getriebebaugruppe weist vorzugsweise einen Planetenträger, einen ersten Deckring oder einen zweiten Deckring und wenigstens zwei erste Planetenräder oder wenigstens zwei zweite Planetenräder auf.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die biegefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1: eine Explosionsdarstellung eines Umlaufrädergetriebes mit einer ersten Getriebeuntersetzung, das aus einem Set nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt ist;
- 2: eine perspektivische Darstellung des montierten Umlaufrädergetriebes gemäß 1;
- 3: eine Schnittansicht des Umlaufrädergetriebes gemäß 1;
- 4: eine Explosionsdarstellung eines Umlaufrädergetriebes mit einer zweiten Getriebeuntersetzung, das aus einem Set nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt ist;
- 5: eine perspektivische Darstellung des montierten Umlaufrädergetriebes gemäß 4;
- 6: eine Schnittansicht des Umlaufrädergetriebes gemäß 4;
- 7: eine Frontansicht auf ein Umlaufrädergetriebe mit einer zweiten Getriebeuntersetzung, das aus einem Set nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt ist;
- 8: eine Längsschnittansicht durch das Umlaufrädergetriebe gemäß 7;
- 9: eine Frontansicht eines Umlaufrädergetriebes mit einer ersten Getriebeuntersetzung, das aus einem Set nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt ist;
- 10: eine Längsschnittansicht durch das Umlaufrädergetriebe gemäß 9; und
- 11: eine Längsschnittansicht durch eine Motorgetriebekombination mit einer Getriebebaugruppe, die aus einem Set gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt ist.
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In den 1 bis 6 sind zwei unterschiedliche Umlaufrädergetriebe 100, 200 gezeigt, die jeweils aus einem Set gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hergestellt sind. Im Allgemeinen ist bevorzugt vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Set zur Herstellung der Umlaufrädergetriebe 100, 200 einen oder mehrere Planetenträger 10 aufweist. Die mehreren Planetenträger 10 können identisch oder unterschiedlich sein.
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Die beiden Umlaufrädergetriebe 100, 200 gemäß 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 unterscheiden sich voneinander durch die Planetenräder 31, 32 und dem jeweils eingesetzten Deckring 21, 22.
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Der Planetenträger 10 weist mehrere erste Bohrungen 11 und mehrere zweite Bohrungen 12 auf. Insgesamt sind drei erste Bohrungen 11 und drei zweite Bohrungen 12 vorgesehen. Eine andere Anzahl von Bohrungen 11, 12 ist möglich.
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Die ersten Bohrungen 11 sind auf einer ersten Kreislinie um die Längsmittelachse des Planetenträgers 10 angeordnet. Die zweiten Bohrungen sind auf einer zweiten Kreislinie um die Längsmittelachse des Planetenträgers 10 angeordnet. Die erste Kreislinie und die zweite Kreislinie weisen unterschiedliche Radien auf. Mit anderen Worten weisen die ersten Bohrungen 11 zur Längsmittelachse des Planetenträgers 10 einen anderen Abstand auf als die zweiten Bohrungen 12.
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Der Planetenträger 10 ist im Wesentlichen plattenartig gestaltet. Einstückig mit dem Planetenträger 10 ist ein Antriebsritzel 14 ausgebildet, das koaxial mit der Längsmittelachse des Planetenträgers 10 ausgerichtet ist. Das Antriebsritzel 14 erstreckt sich über einen Sockel 15 hinaus, der über die Platenebene des Planetenträgers 10 vorsteht. Der Sockel 15 ist ebenfalls einstückig mit dem Planetenträger 10 und dem Antriebsritzel 14 ausgebildet. Vorzugsweise ist der gesamte Planetenträger 10 als Kunststoffspritzgussteil gebildet.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Set einen Planetenträger 10 aufweisen, der anstelle eines Abtriebsritzels 14 lediglich eine Wellenaufnahme 17 zur Aufnahme einer Abtriebswelle 16 aufweist.
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Das Set umfasst außerdem mehrere erste Planetenräder 31 und mehrere zweite Planetenräder 32. Konkret sind bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 jeweils drei erste Planetenräder 31 und drei zweite Planetenräder 32 vorgesehen. Die ersten Planetenräder 31 weisen einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser der zweiten Planetenräder 32. Insgesamt weisen die ersten Planetenräder 31 so eine höhere Zähnezahl als die zweiten Planetenräder 32 auf.
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Die Planetenräder 31, 32 umfassen jeweils zwei Lagerzapfen 33, die koaxial über die beiden Flanken der Planetenräder 31, 32 vorstehen. Die Lagerzapfen 33 sind vorzugsweise einstückig mit den Planetenrädern 31, 32 ausgebildet. Insbesondere können die Planetenräder 31, 32 mit ihren Lagerzapfen 33 als Kunststoffspritzgussteil ausgeformt sein.
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Die Lagerzapfen 33 der ersten Planetenräder 31 weisen einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser der zweiten Bohrungen 12 im Planetenträger 10 entspricht, so dass die Lagerzapfen 33 mit einer Spielpassung in die zweiten Bohrungen 12 eingesetzt werden können. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die zweiten Bohrungen 12 im Planetenträger 10 einen kleineren Durchmesser aufweisen als die ersten Bohrungen 11. So ist sichergestellt, dass die Lagerzapfen 33 der ersten Planetenräder 31 nicht in die ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 eingesetzt werden können.
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Die Lagerzapfen 33 der zweiten Planetenräder 31 weisen folglich einen Querschnittsdurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Lagerzapfen 33 der ersten Planetenräder 31. Insbesondere weisen die Lagerzapfen 33 der zweiten Planetenräder 31 vorzugsweise einen Querschnittsdurchmesser auf, der dem Durchmesser der ersten Bohrungen 11 entspricht. Die ersten Bohrungen 11 sind also größer als die zweiten Bohrungen 12.
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Das Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben mit unterschiedlicher Getriebeuntersetzung umfasst außerdem Deckringe 21, 22, wobei unterschiedlich gestaltete Deckringe 21, 22 jeweils den ersten Planetenrädern 31 oder den zweiten Planetenrädern 32 zugeordnet sind.
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Grundsätzlich weisen die Deckringe 21, 22 jeweils mehrere Verbindungszapfen 23 auf. Die Verbindungszapfen 23 erstrecken sich über eine Plattenebene der Deckringe 21, 22 hinaus und verlaufen im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittelachse der Deckringe 21, 22.
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Ferner umfassen die Deckringe 21, 22 jeweils Lagerbohrungen 27, die zwischen den Verbindungszapfen 23 angeordnet sind. Die Lagerbohrungen 27 und die Verbindungszapfen 23 sind dabei jeweils auf unterschiedlichen Kreislinien der Deckringe 21, 22 angeordnet. Dabei ist der Abstand zwischen den Verbindungszapfen 23 und einer Längsmittelachse des Planetenträgers 10 jeweils so angepasst, dass die Verbindungszapfen 23 entweder mit den ersten Bohrungen 11 oder den zweiten Bohrungen 12 des Planetenträges 10 verbindbar sind.
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Die Verbindungszapfen 23 haben eine Doppelfunktion. Einerseits dienen die Verbindungszapfen 23 zur Verbindung des Deckrings 21, 22 mit dem Planetenträger 10. Andererseits bilden die Verbindungszapfen 23 Abstandshalter, die eine vorgegebene Distanz zwischen dem Deckring 21, 22 und dem Planetenträger 10 festlegen.
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Die Verbindungszapfen 23 weisen im Allgemeinen einen Körperabschnitt 24 auf, der im Wesentlichen die Funktion eines Abstandshalters übernimmt. Vom Körperabschnitt 24 ausgehend erhebt sich parallel zur Längsmittelachse des Deckrings 21, 22 ein Kopfabschnitt 25. Der Kopfabschnitt 25 weist eine Umfangsdimension auf, die kleiner als ein Körperabschnitt 24 ist. Das bewirkt, dass zwischen dem Körperabschnitt 24 und dem Kopfabschnitt 25 eine Stufe gebildet ist. Die Stufe weist vorzugsweise eine senkrecht zur Längsmittelachse des Deckrings 21, 22 verlaufende Fläche auf, die eine Anlagefläche 26 bildet.
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Der Kopfabschnitt 25 dient zur Verbindung des Deckrings 21, 22 mit dem Planetenträger. Um eine feste Verbindung zu erreichen, ist es bevorzugt, zwischen dem Kopfabschnitt 25 und einer Bohrung 11, 12 des Planetenträgers 10 eine Presspassung vorzusehen. Vorteilhaft ist vorgesehen, den Körperabschnitt 24 mit einer mehreckigen Außenumfangsfläche zu versehen. Insbesondere kann der Körperabschnitt 24 eine sechseckige oder achteckige Querschnittskontur aufweisen. Beim Einpressen des Kopfabschnitts 25 in eine der Bohrungen 11, 12 des Planetenträgers 10 kann so das Material des Kopfabschnitts 25 fließen und so eine besonders feste Pressverbindung mit dem Planetenträger 10 eingehen.
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Die Anlagefläche 26 bildet einen Anschlag, an welchem die Planetenträger 10 im verbundenen Zustand mit dem Deckring 21, 22 anliegt. Die Länge des Körperabschnitts 24 definiert so den Abstand zwischen dem Deckring 21, 22 und dem Planetenträger 10. Dieser Abstand gewährleistet eine freie Drehung der Planetenräder 31, 32, die zwischen dem Planetenträger 10 und dem Deckring 21, 22 angeordnet bzw. in diesem rotierbar gelagert sind.
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Die Lagerung der Planetenräder 31, 32 erfolgt im Deckring 21, 22 mittels der Lagerbohrungen 27. Die Lagerbohrungen 27 weisen dazu jeweils einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Lagerzapfens 33 des jeweils zugeordneten Planetenrads 31, 32 aufweist, wobei eine Spielpassung beibehalten wird.
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Wie in den 1, 2, 4 und 5 außerdem gut erkennbar ist, weisen der Planetenträger 10 und der Deckring 21, 22 jeweils abgeflachte Seiten 13 auf. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Planetenträger 10 und der Deckring 21, 22 jeweils dieselbe Anzahl von abgeflachten Seiten aufweisen, so dass im montierten Zustand des Umlaufrädergetriebes die abgeflachten Seiten 13 des Planetenträgers 10 und des Deckrings 21, 22 im Wesentlichen in denselben Flächenebenen angeordnet bzw. ausgerichtet sind. Durch eine geeignete Montagevorrichtung kann so sichergestellt werden, dass ein Planetenträger 10 mit dem richtigen, für die spezifische Getriebeuntersetzung vorgesehenen Deckring 21, 22 kombiniert wird. Vorzugsweise sind jeweils am Planetenträger 10 und am Deckring 21, 22 drei abgeflachte Seiten 13 vorgesehen, um eine eindeutige Rotationsausrichtung von Planetenträger 10 und Deckring 21, 22 sicherzustellen. Die abgeflachten Seiten 13 ermöglichen es so, eine Fehlpositionierung zwischen Deckring 21, 22 und Planetenträger 10 zu vermeiden.
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Das Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben mit unterschiedlicher Getriebeuntersetzung umfasst insbesondere einen ersten Deckring 21 und einen zweiten Deckring 22. Der erste Deckring 21 dient zur Herstellung eines ersten Umlaufrädergetriebes 100, das eine erste Getriebeuntersetzung aufweist. Ein solches Umlaufrädergetriebe ist in den 1 bis 3 dargestellt.
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Der zweite Deckring 22 dient zur Herstellung eines zweiten Umlaufrädergetriebes 200, das eine zweite Getriebeuntersetzung aufweist. Ein solches Umlaufrädergetriebe 200 ist in den 4 bis 6 gezeigt.
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Das Umlaufrädergetriebe gemäß 1 bis 3 umfasst also den Planetenträger 10 mit ersten Bohrungen 11 und zweiten Bohrungen 12. Der Planetenträger 10 ist vorzugsweise für alle Getriebeuntersetzungen identisch. Die ersten Bohrungen 11 dienen dabei zur Aufnahme von zweiten Planetenrädern 32, die eine zweite Getriebeuntersetzung realisieren. Die zweiten Bohrungen 12 dienen hingegen zur Aufnahme von ersten Planetenrädern 31, die eine erste Getriebeuntersetzung realisieren.
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Das erste Umlaufrädergetriebe 100 gemäß 1 bis 3 weist mehrere zweite Planetenräder 32 auf, deren Lagerzapfen 33 drehbar in den ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 gelagert sind. Außerdem sind die ersten Planetenräder 31 mit deren gegenüberliegenden Lagerzapfen 33 drehbar in den Lagerbohrungen 27 eines ersten Deckrings 21 gelagert. Der erste Deckring 21 weist Verbindungszapfen 23 auf, die zu einer Längsmittelachse des ersten Deckrings 21 einen Abstand aufweisen, der dem Abstand zwischen den ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 und der Längsmittelachse des Planetenträgers 10 entspricht. Damit ist sichergestellt, dass die Verbindungszapfen 23 des ersten Deckrings 21 in die ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 eingesetzt werden können.
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Wie in 1 erkennbar ist, weisen die Verbindungszapfen 23 des ersten Deckrings 21 einen Körperabschnitt 24 auf, der eine im Wesentlichen dreieckförmige Querschnittskontur mit gerundeten Kanten aufweist. Dabei sind die Seitenflächen der dreieckförmigen Querschnittskontur so ausgerichtet, dass die ersten Planetenräder 31 frei drehbar zwischen zwei benachbarten Verbindungszapfen 23 eingesetzt werden können.
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Das zweite Umlaufrädergetriebe 200 gemäß 4 bis 6 weist ebenfalls einen Planetenträger 10 auf. Der Planetenträger 10 umfasst einen Sockel 15 und ein Antriebsritzel 14, die mit dem Planetenträger 10 einstückig ausgebildet sind, vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil. Das Antriebsritzel 14 des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 unterscheidet sich in seinem Durchmesser von dem Antriebsritzel 14 des Planetenträgers 10 ersten Umlaufrädergetriebes 100. Grundsätzlich können die Planetenträger 10 zur Bildung von Umlaufrädergetrieben 100, 200 mit unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen verschiedene Größen von Antriebsritzeln 14 aufweisen.
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Ferner umfasst der Planetenträger 10 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 bis 6 ebenfalls mehrere erste Bohrungen 11 und mehrere zweite Bohrungen 12. Konkret sind drei erste Bohrungen 11 und drei zweite Bohrungen 12 vorgesehen. Die ersten Bohrungen 11 sind auf einer ersten Kreislinie angeordnet und die zweiten Bohrungen 12 sind auf einer zweiten Kreislinie angeordnet. Die Durchmesser bzw. Radien der Kreislinien unterscheiden sich. Insofern gilt dies zum Planetenträger 10 für das erste Umlaufrädergetriebe 100 erläuterte analog.
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Das zweite Umlaufrädergetriebe 200 wird durch eine andere Zusammenstellung einzelner Komponenten des erfindungsgemäßen Sets gebildet. Insbesondere umfasst das zweite Umlaufrädergetriebe 200 mehrere zweite Planetenräder 32, die jeweils in den ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 drehbar gelagert sind. Dazu weisen die zweiten Planetenräder 32 jeweils Lagerzapfen 33 auf, deren Außendurchmesser an den Innendurchmesser der ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 angepasst ist. Dabei ist eine Spielpassung vorgesehen, so dass die zweiten Planetenräder 32 in den ersten Bohrungen 11 drehbar lagerbar sind.
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Ferner ist zur Herstellung des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 ein zweiter Deckring 22 vorgesehen, der mehrere, insbesondere drei, Verbindungszapfen 23 aufweist. Die Verbindungszapfen 23 weisen einen Körperabschnitt 24 und einen Kopfabschnitt 25 auf. Der Kopfabschnitt 25 weist eine im Wesentlichen sechseckige Querschnittsgeometrie auf.
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Der Kopfabschnitt 25 ist derart bemessen, dass er mit den zweiten Bohrungen 12 des Planetenträgers 10 pressverbindbar ist. Der Körperabschnitt 24 weist eine Umfangsdimension auf, die größer ist die Umfangsdimension des Kopfabschnitts 25, so dass an einem Ende des Körperabschnitts 24, von welchem sich der Kopfabschnitt 25 fortsetzt, eine Anlagefläche 26 ausgebildet ist. Die Anlagefläche 26 erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zu einer Längsmittelachse des zweiten Deckrings 22.
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Bei dem zweiten Umlaufrädergetriebe 200 ist vorgesehen, dass der Körperabschnitt 24 eine im Wesentlichen ovale Querschnittsform aufweist. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungszapfen 23 ist so bemessen, dass die ersten Planetenräder 31 zur Bildung des ersten Umlaufrädergetriebes 100 nicht zwischen die beiden Verbindungszapfen 23 des zweiten Deckrings 22 eingesetzt werden können. So wird weiter verhindert, dass versehentlich erste Planetenräder 31 mit dem zweiten Deckring 22 kombiniert werden.
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Der zweite Deckring 22 weist jeweils zwischen zwei Verbindungszapfen 23 angeordnete Lagerbohrungen 27 auf. Die Lagerbohrungen 27 weisen einen Innendurchmesser auf, der so bemessen ist, dass die Lagerzapfen 33 der zweiten Planetenräder 32 mit Spiel und drehbar gelagert in die Lagerbohrungen 27 eingesetzt werden können.
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Bei dem zweiten Umlaufrädergetriebe 200 ist ebenfalls vorgesehen, dass der Planetenträger 10 und der zweite Deckring 22 abgeflachte Seiten 13 aufweisen. Insbesondere sind drei abgeflachte Seiten 13 vorgesehen. Die abgeflachten Seiten 13 dienen ebenso wie bei dem ersten Umlaufrädergetriebe 100 zu einer konkreten und eine Fehlmontage vermeidenden Ausrichtung von Planetenträger 10 und zweitem Deckring 22 zueinander.
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In den 7 bis 10 ist eine weitere Variante eines Sets zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben 100, 200 gezeigt. Im Wesentlichen umfasst das Set ebenfalls Planetenträger 10, Planetenräder 31, 32 und Deckringe 21, 22, die jeweils zur Bildung unterschiedlicher Getriebeuntersetzungen miteinander kombinierbar sind. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 6 weist der Planetenträger 10 bei den Ausführungsbeispielen gemäß 7 bis 10 kein einstückig mit dem Planetenträger 10 ausgebildetes Antriebsritzel 14 auf. Vielmehr ist eine Abtriebswelle 16 vorgesehen, die in den Planetenträger 10, insbesondere eine im Sockel 15 ausgebildete Wellenaufnahme 17, eingepresst ist. Die Abtriebswelle 16 weist eine Passfedernut 18 auf.
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In den 7 und 9 ist außerdem zu erkennen, dass die ersten Bohrungen 11 und die zweiten Bohrungen 12 auf Kreislinien angeordnet sind, die einen unterschiedlichen Radius aufweisen. Insbesondere weisen die zweiten Bohrungen 12 zur Längsmittelachse des Planetenträgers einen kleineren Abstand auf als die ersten Bohrungen 11.
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11 zeigt eine Längsschnittansicht durch eine Motorgetriebekombination, wobei der Motor lediglich schematisch als Motorgehäuse 34 angedeutet ist. Eine Motorwelle 35 ist als Teil des Motorgehäuses 34 angedeutet.
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Die Motorgetriebekombination umfasst ferner ein Getriebe 500, das ein Getriebegehäuse 510 umfasst. Das Getriebegehäuse 510 bildet einstückig ein innenverzahntes Hohlrad 511. Abtriebsseitig umfasst das Getriebegehäuse eine Wälzlageraufnahme 512, in der ein oder mehrere, vorzugsweise zwei, Wälzlager 510 angeordnet sind. Eine Abtriebswelle 16 eines Planetenträgers 10 ist in den Wälzlagern 513 drehbar gelagert.
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Das Getriebe 500 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 weist insgesamt vier Umlaufrädergetriebe auf. Die einzelnen Umlaufrädergetriebe des Getriebes 500 gemäß 11 werden nachfolgend in Kraftflussrichtung von der Motorwelle 35 ausgehend zur Abtriebswelle 16 hin als erstes Umlaufrädergetriebe 100, zweites Umlaufrädergetriebe 200, drittes Umlaufrädergetriebe 300 und viertes Umlaufrädergetriebe 400 bezeichnet.
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Konkret ist die Motorwelle 35 zunächst mit einem Sonnenrad 36 drehfest verbunden. Das Sonnenrad 36 kämmt mit ersten Planetenrädern 31 des ersten Umlaufrädergetriebes 100. Die ersten Planetenräder 31 kämmen ferner mit dem Hohlrad 511 des Getriebegehäuses 510.
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Die ersten Planetenräder 31 sind mit ihren Lagerzapfen 33 einerseits in Lagerbohrungen 27 eines ersten Deckrings 21 gelagert. Andererseits sind die ersten Planetenräder 31 mit ihren weiteren Lagerzapfen 33 in den zweiten Bohrungen 11 eines Planetenträgers 10 gelagert. Der Planetenträger 10 des ersten Umlaufrädergetriebes 100 ist dabei im Wesentlichen gemäß dem Planetenträger 10 in 4 ausgebildet. Konkret weist der Planetenträger 10 ein Abtriebsritzel 14 auf, das als Sonnenrad für ein nachfolgendes zweites Umlaufrädergetriebe 200 wirkt.
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Das zweite Umlaufrädergetriebe 200 ist bei dem Getriebe 500 gemäß 11 mit zweiten Planetenräder 32 ausgestattet, die mit dem Abtriebsritzel 14 des ersten Umlaufrädergetriebes 100 kämmen. Ferner greifen die zweiten Planetenräder 32 in die Innenverzahnung des Hohlrads 511 ein.
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Die zweiten Planetenräder 32 des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 sind mit ihren Lagerzapfen 33 einerseits in Lagerbohrungen 27 eines zweiten Deckrings 22 und andererseits in ersten Bohrungen 11 eines Planetenträgers 10 gelagert. Der Planetenträger 10 des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 ist im Wesentlichen identisch zu dem Planetenträger 10 des ersten Umlaufrädergetriebes 100 ausgebildet. Konkret weist der Planetenträger 10, insbesondere analog zu dem Planetenträger 10 gemäß 4, ein Abtriebsritzel 14 auf.
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Das Abtriebsritzel 14 des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 dient als Sonnenrad für ein drittes Umlaufrädergetriebe 300. Das dritte Umlaufrädergetriebe 300 umfasst wiederum mehrere zweite Planetenräder 32, die mit dem Abtriebsritzel 14 des zweiten Umlaufrädergetriebes 200 kämmen. Die zweiten Planetenräder 32 des dritten Umlaufrädergetriebes kämmen außerdem mit dem innenverzahnten Hohlrad 511.
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Das dritte Umlaufrädergetriebe 300 umfasst wiederum einen zweiten Deckring 22, der Lagerbohrungen 27 aufweist. In den Lagerbohrungen 27 sind die zweiten Planetenräder 32 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 mit ihren Lagerzapfen 33 drehbar gelagert. Gegenüberliegende Lagerzapfen 33 der Planetenräder 32 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 sind drehbar in ersten Bohrungen 11 eines weiteren Planetenträgers 10 gelagert.
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Der Planetenträger 10 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 ist im Wesentlichen entsprechend dem Planetenträger 10 gemäß 1 ausgebildet. Der Planetenträger 10 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 umfasst also ebenfalls ein Abtriebsritzel 14. Das Abtriebsritzel 14 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 weist jedoch einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Abtriebsritzel 14 des ersten und zweiten Umlaufrädergetriebes 100, 200.
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Das Abtriebsritzel 14 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 dient als Sonnenrad für ein viertes Umlaufrädergetriebe 400. Das vierte Umlaufrädergetriebe 400 weist analog zum ersten Umlaufrädergetriebe 100 erste Planetenräder 31 auf. Die ersten Planetenräder 31 kämmen jeweils mit dem Abtriebsritzel 14 des dritten Umlaufrädergetriebes 300 und dem innenverzahnten Hohlrad 511 des Getriebegehäuses 510. Die ersten Planetenräder 31 des vierten Umlaufrädergetriebes 400 umfassen jeweils gegenüberliegende Lagerzapfen 33, mit welchen die ersten Planetenräder 31 in Lagerbohrungen 27 des ersten Deckrings 21 sowie in zweiten Bohrungen 12 des Planetenträgers 10 des vierten Umlaufrädergetriebes 400 gelagert sind.
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Der Planetenträger 10 des vierten Umlaufrädergetriebes 400 ist im Wesentlichen so ausgebildet, wie es in dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 dargestellt ist. Der Planetenträger 10 des vierten Umlaufrädergetriebes 400 weist also eine Wellenaufnahme 17 auf, in die die Abtriebswelle 16 eingepresst ist. Die Abtriebswelle 16 erstreckt sich durch die Wälzlageraufnahme 512 und ist in den Wälzlagern 513 gelagert.
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Wie in 11 gut erkennbar ist, eignet sich das erfindungsgemäße Set zur Herstellung von Umlaufrädergetrieben gut zur Herstellung mehrstufiger Getriebe, wobei durch die standardisierten Bauteile und die montagesichere Konstruktion schnell und einfach unterschiedliche Getriebeuntersetzungen realisiert werden können. Nach Art eines Baukastensystems können so unterschiedliche Planetenträger 10, Deckringe 21, 22 und Planetenräder 31, 32 miteinander kombiniert werden, wodurch eine Vielzahl von unterschiedlichen Getriebeuntersetzungen bereitgestellt werden können. Ebenso können mit einer vergleichsweise geringen Anzahl standardisierter Bauteile Getriebe mit unterschiedlichen Getriebestufen hergestellt werden.
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Durch die Verwendung von Deckringen 21, 22 zur Bildung von Umlaufrädergetrieben werden die Planetenräder 31, 32 beidseitig gelagert, wodurch Biegebelastungen auf die Lagerzapfen 33 reduziert werden. Dies bewirkt einen gleichmäßigen Getriebelauf und eine hohe Dauerfestigkeit.
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Generell gilt, dass der Kopfabschnitt 25 des Verbindungszapfens 23 vorzugsweise als Vielkant, beispielweise als Sechskant oder Achtkant, ausgeführt ist. Dadurch wird ein Toleranzausgleich für das Einpressen des Verbindungszapfens 23 in die erste oder zweite Bohrung 11, 12 des Planetenträgers 10 erreicht. Anstelle des Einpressens der Verbindungszapfen 23 in die Bohrungen 11, 12 des Planetenträgers 10 ist es auch möglich, eine Verbindung mittels Heißverstemmen oder Schweißens zu realisieren.
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Um eine höhere Drehmomentbelastbarkeit sicherzustellen, kann vorgesehen sein, den Planetenträger 10 bzw. einzelne Varianten des Planetenträgers 10 innerhalb des Sets aus Metall herzustellen.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lagerzapfen 33 der zweiten Planetenräder 32 einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der Lagerzapfen 33 der ersten Planetenräder 31 ist. Gleichzeitig weisen die ersten Planetenräder 31 einen Außendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser der zweiten Planetenräder 32 ist. Die ersten Planetenräder 31 bilden also größere Planetenräder mit einem kleineren Lagerzapfendurchmesser und die zweiten Planetenräder 32 bilden kleinere Planetenräder mit einem größeren Lagerzapfendurchmesser.
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Den größeren Planetenrädern bzw. den ersten Planetenrädern 31 ist ein erster Deckring 21 zugeordnet. Den kleineren bzw. zweiten Planetenrädern 32 ist ein zweiter Deckring 22 zugeordnet. Der zweite Deckring 22 weist dabei Verbindungszapfen 23 auf, deren Abstand zueinander so bemessen ist, dass zwar die zweiten bzw. kleineren Planetenräder 32 dazwischen angeordnet werden können. Der Abstand zwischen den Verbindungszapfen 23 des zweiten Deckrings 22 ist jedoch so gering, dass die ersten bzw. größeren Planetenräder 31 nicht zwischen diese Verbindungszapfen 23 passen. So wird verhindert, dass der zweite Deckring 22, der für die zweiten Planetenräder 32 vorgesehen ist, mit den ersten Planetenrädern 31 kombiniert wird. Mit anderen Worten wird eine Fehlmontage der großen Planetenräder verhindert.
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Die Verbindungszapfen 23 des zweiten Deckrings 22 sind außerdem so angepasst, dass sie nur mit zweiten Bohrungen 12 des Planetenträgers 10 verbindbar sind. Die Verbindungszapfen 23 des ersten Deckrings 21 sind hingegen nur mit ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 verbindbar. Bei einer Kombination eines Planetenträgers 10 mit einem Deckring 21, 22 belegen also die Verbindungszapfen 23 des Deckrings 21, 22 gerade die Bohrungen 11, 12, die nicht zur Aufnahme passender Planetenräder 31, 32 genutzt werden sollen.
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Der zweite Deckring 22, der aufgrund der Abstände der Verbindungszapfen 23 zueinander eine Montage der ersten Planetenräder 31 verhindert, weist Verbindungszapfen 23 auf, die nur in die zweiten Bohrungen 12 des Planetenträgers 10 passen. Die zweiten bzw. kleineren Planetenräder 32 weisen Lagerzapfen 23 auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zweiten Bohrungen 12 im Planetenträger 10. So können die zweiten Planetenräder 32 nur in den ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 gelagert werden. Durch den Querschnittsdurchmesser des Lagerzapfens 33 des jeweiligen zweiten Planetenrads 32, der nur mit den größeren, ersten Bohrungen 11 des Planetenträgers 10 kompatibel ist, wird folglich eine Fehlmontage der zweiten Planetenräder 32 vermieden.
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Die einteilige Ausbildung von Lagerzapfen 33 und Planetenrädern 31, 32 hat den besonderen Vorteil, dass die Planetenräder 31, 32 auf diese Weise über einen zentralen Anspritzpunkt spritzgegossen werden können. Dies bewirkt eine höhere Qualität der Verzahnung der Planetenräder 31, 32, da die Spritzgussform symmetrisch ausgespritzt wird. Damit reduziert sich die Gefahr einer Bindenahtbildung. Überdies wird auf diese Weise die Formtoleranz im Vergleich zu spritzgegossenen Planetenrädern 31, 32 verbessert, die Durchgangsbohrungen aufweisen. Durch die symmetrische Ausspritzung der Spritzgussform ist außerdem eine verbesserte Zahnfussfestigkeit der Planetenräder 31, 32 zu erwarten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Planetenträger
- 11
- erste Bohrung
- 12
- zweite Bohrung
- 13
- abgeflachte Seite
- 14
- Abtriebsritzel
- 15
- Sockel
- 16
- Abtriebswelle
- 17
- Wellenaufnahme
- 18
- Passfedernut
- 21
- erster Deckring
- 22
- zweiter Deckring
- 23
- Verbindungszapfen
- 24
- Körperabschnitt
- 25
- Kopfabschnitt
- 26
- Anlagefläche
- 27
- Lagerbohrung
- 31
- erstes Planetenrad
- 32
- zweites Planetenrad
- 33
- Lagerzapfen
- 34
- Motorgehäuse
- 35
- Motorwelle
- 36
- Sonnenrad
- 100
- erstes Umlaufrädergetriebe
- 200
- zweites Umlaufrädergetriebe
- 300
- drittes Umlaufrädergetriebe
- 400
- viertes Umlaufrädergetriebe
- 500
- Getriebe
- 510
- Getriebegehäuse
- 511
- Hohlrad
- 512
- Wälzlageraufnahme
- 513
- Wälzlager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013105527 A1 [0002, 0004]
