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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenträger mit zwei Planetenträgerwangen, die über Verbindungselemente in Axialrichtung zueinander beabstandet miteinander verbunden sind, wobei an den Planetenträgerwangen Planetenräder gelagert sind.
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Planetenträger und diverse Verbindungsarten sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. So offenbart bspw. die
DE 10 2015 220 827 A1 einen Planetenradträger zur Abstützung mehrerer um eine Zentralachse umlaufend angeordneter Planetenräder eines Planetengetriebes mit zwei axial gegenüberliegenden Seitenwandträgern, wobei zur Verbindung der Seitenwandträger zwischen diesen mehrere axiale Verbindungsstege in Umlaufrichtung verteilt angeordnet sind, die zumindest abschnittweise in Richtung der Zentralachse verlaufend ausgerichtet und in Umlaufrichtung jeweils an den Endbereichen durch bogenförmige Führungsstege mit radialen Durchgangsöffnungen zur Aufnahme und Führung der Planetenräder zu einem ringartigen Blechkörper einteilig verbunden sind.
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Die
DE 10 2015 213 725 A1 offenbart einen aus Segmenten zusammengesetzten Planetenträger eines Planetengetriebes, der aus zumindest zwei axial beabstandeten und miteinander verbundenen, spanlos hergestellten Trägerwangen besteht, die gemeinsam einen Zwischenraum begrenzen. Umfangsseitig in versetzt zueinander angeordneten korrespondierenden Aufnahmen der Trägerwangen sind Planetenradbolzen drehfixiert eingesetzt, auf denen wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert ist. Jede Trägerwange wird aus Trägerwangenteilstücken gebildet, die jeweils mit einem Trägerwangenteilstück der gegenüberliegenden Trägerwange über Verbindungselemente zur Bildung eines Segments verbunden sind. Eine sich zwischen den Segmenten des Planetenträgers einstellende Fügezone verläuft in einer radialen oder tangentialen Ebene.
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Aus der
DE 10 2015 213 723 A1 sind gefaltete Verbindungsstege für Planetenträger bekannt. Diese Druckschrift offenbart einen Planetenträger eines Planetengetriebes, bestehend aus zwei axial beabstandeten, aus Blech hergestellten Trägerwangen, die über Verbindungsstege verbunden sind. Dabei greifen die Verbindungsstege zumindest bereichsweise formschlüssig in fluchtende Öffnungen der Trägerwangen ein, die in einer Endlage stoffschlüssig lagefixiert sind. Die als ein Blechumformteil ausgebildeten Verbindungsstege sind um eine Symmetrieachse oder Profilachse zu einem offenen Profil geformt. Auf versetzt zueinander angeordneten, in korrespondierende, achsgleiche Aufnahmen der Trägerwangen drehfixiert eingesetzten Planetenradbolzen sind die Planetenräder drehbar gelagert.
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Jedoch sind die Verbindungen der beiden Planetenträgerwangen, insbesondere über separate Verbindungselemente im Stand der Technik sehr aufwändig und komplex. So muss bspw. an schwer zugänglichen Stellen geschweißt werden, Darüber hinaus ist es häufig zusätzlich notwendig, die Teile vorab zueinander zu positionieren und in dieser Position zu fixieren, um sie anschließend miteinander zu verbinden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere eine Verbindung der Planetenträgerwangen vorzusehen, welche den Zusammenbau des Planetenträgers vereinfacht, ohne die Steifigkeit zu reduzieren. Vorzugsweise ist diese Verbindung zusätzlich noch kostengünstiger.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Planetenträger erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Verbindungselement als bogenartig gewölbte Schale ausgebildet ist.
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Ein solches Verbindungelement ermöglicht es, die Steifigkeit beizubehalten und die Anbindung an die Planetenträgerwangen zu vereinfachen, so dass der Zusammenbau des Planetenträgers vereinfacht wird.
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Die Erfindung ist vorzugsweise für ein Planetengetriebe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie ein Pkw, ein Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit zwei Planetenträgerwangen oder aber auch für andere Planetentriebe vorgesehen, die über Verbindungselemente, in Axialrichtung zueinander beabstandet miteinander verbunden sind. Die Planetenträgerwangen weisen über den Umfang vorzugsweise gleichverteilte und zueinander fluchtend ausgerichtete aber auch beliebig anders orientierte Durchgangslöcher oder Sacklöcher auf, welche vorzugsweise zur Aufnahme von Planetenbolzen dienen und/oder welche jeweils zum Lagern eines Planetenrads ausgelegt sind.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn das zumindest eine Verbindungselement einen Hauptkörper aufweist, welcher einen gewölbten Boden und zwei sich gegenüberliegende Seitenwände aufweist, die entlang den bogenartigen Seitenkanten des Bodens angeordnet sind. Weiter ist es von Vorteil, wenn die Seitenwände im zusammengebauten Zustand parallel zu den Planetenträgerwangen ausgerichtet sind.
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Ein solches Verbindungselement ermöglicht es, die Steifigkeit verglichen mit dem Stand der Technik beizubehalten. Insbesondere die Seitenwände, die im zusammengebauten Zustand parallel zu den Planetenträgerwangen angeordnet sind, sorgen für die erforderliche Steifigkeit des Planetenträgers.
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Für die Verbindung mit den Planetenträgerwangen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn an den Seitenwänden Befestigungslappen angeordnet sind, welche sich in entgegengesetzte Richtungen entlang der Rotationsachse des Planetenträgers nach außen erstrecken.
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Mit den Befestigungslappen ist es möglich, das zumindest eine Verbindungselement formschlüssig mit den Planetenträgerwangen zu verbinden. Somit können das zumindest eine Verbindungselement und die Planetenträgerwangen z.B. vor dem stoffschlüssigen Verbinden zueinander positioniert bzw. ausgerichtet werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das zumindest eine Verbindungselement einstückig bzw. einmaterialig ausgebildet sind. Das bedeutet, dass der Boden und die Seitenwände und ggf. die Befestigungslappen aus einem Stück hergestellt sind.
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Dadurch ist es möglich, das Verbindungselement sowohl dünnwandig als auch dickwandig auszubilden. Außerdem weist ein solches Verbindungselement gegenüber einem zusammengesetzten Verbindungselement eine verbesserte Steifigkeit auf, da Verbindungsstellen immer mögliche Schwachstellen darstellen.
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Für die formschlüssige Verbindung der Planetenträgerwangen mit dem zumindest einen Verbindungselement ist es von Vorteil, wenn die Planetenträgerwangen jeweils zumindest eine Ausnahmeöffnung aufweisen, die zur Aufnahme des Verbindungselements, vorzugsweise der Befestigungslappen, dient.
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Ferner ist es für die Steifigkeit des Planetenträgers von Vorteil, wenn das zumindest eine Verbindungselement form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit den Planetenträgerwangen verbunden ist. Hierbei haben sich insbesondere ein Vernieten, ein Verstemmen, ein Klammern und/oder ein Verschweißen der Planetenträgerwangen mit dem zumindest einen Verbindungselement als vorteilhaft gezeigt.
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Insbesondere die Kombination aus einer formschlüssigen und einer stoffschlüssigen Verbindung, bspw. durch das Einsetzen der Befestigungslappen in die Aufnahmeöffnungen und anschließendes Verschweißen der Befestigungslappen mit den Planetenträgerwangen in dem Bereich der Aufnahmeöffnungen ist als vorteilhaft anzusehen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass mehrere Verbindungselement über den Umfang der Planetenträgerwangen gleichverteilt angeordnet sind. Weiter vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Planetenräder und die Verbindungselement über den Umfang der Planetenträgerwangen alternierend, d.h., abwechselnd, angeordnet sind.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das bzw. die Verbindungselement/e einen Ω-artigen Querschnitt aufweist/aufweisen. Dieser ermöglicht eine vereinfachte Verbindung der Planetenträgerwangen mit dem bzw. den Verbindungelement/en und sorgt durch die teilweise parallele Anordnung des Verbindungselements (im Bereich der Seitenwände) zu den Planetenträgerwangen für die erforderliche Steifigkeit des Planetenträgers.
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Mögliche vorteilhafte Herstellungsverfahren für ein Verbindungselement sind Tiefziehen, Fließpressen oder Schmieden. Jedoch sind auch (Kalt-)Walzen und Biegeverfahren denkbar.
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Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, neue Verbindungselemente bereitzustellen, um die Planetenträgerwangen, die vorzugsweise aus einfachen, flachen Blechplatten hergestellt sind, miteinander zu verbinden, ohne im Vergleich zum Stand der Technik, die Steifigkeit des Planetenträgers zu reduzieren. Ferner ermöglichen solche Verbindungelemente, die Herstellkosten zu reduzieren und die Produktion zu vereinfachen.
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Man kann also auch sagen, dass die Erfindung darin besteht, dass bogenschalenförmig ausgebildete Verbindungselemente vorgesehen sind, die mit einfachen, flachen Planetenträgerwangen, bspw. mittels Vernieten, Verstemmen und/oder Verschweißen verbindbar sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Planetenträgers;
- 2 eine Schnittansicht II-II aus 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Planetenträgers;
- 4 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Planetenträgers;
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Verbindungselements von oben;
- 6 eine perspektivische Darstellung des Verbindungselements von unten;
- 7 eine Seitenansicht des Verbindungselements; und
- 8 eine Schnittansicht VIII-VIII aus 7.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
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1 zeigt eine Vorderansicht eines Planetenträgers 1 im zusammengebauten Zustand. In Zusammenschau mit 2 ist ersichtlich, dass der Planetenträger 1 zwei Planetenträgerwangen 2, 3 aufweist, welche über zumindest ein Verbindungselement 4, in der hier gezeigten Ausführungsform drei Verbindungselemente 4, verdrehsicher und axial zueinander beabstandet verbunden sind.
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Die Planetenträgerwangen 2, 3 weisen drei als Durchgangslöcher ausgebildete Löcher 5 auf, in welche Planetenbolzen 6 verdrehsicher, z.B. mittels Presspassung, eingesetzt sind. Auf den Planetenbolzen 6 sind Planetenräder 7 derart gelagert, dass sich um den Planetenbolzen 6 rotieren können. Hierzu werden bspw., wie hier gezeigt, Nadellager 8 verwendet. Die Anzahl der Löcher 5 sowie die Anzahl der Planetenbolzen 6 korrespondiert in diesem Fall mit der Anzahl der Planetenräder 7. Die Planetenräder 7 sind über den Umfang der Planetenträgerwangen 2, 3 gleichverteilt angeordnet.
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Ebenfalls über den Umfang gleichverteilt angeordnet sind die Verbindungselemente 4. Zur Befestigung der Verbindungselemente 4 an den Trägerwangen 2, 3 weisen die Trägerwangen 2, 3 Aufnahmeöffnungen 9 auf, in die Befestigungslappen 10 (siehe 5 oder 6) der Verbindungselemente 4 eingreifen. 2 zeigt eine Schnittansicht II-II, aus der ersichtlich wird, dass das Verbindungselement 4 einen Ω-artigen Querschnitt aufweist. In der hier gezeigten Ausführungsform werden die Befestigungslaschen 10 mit den Planetenträgerwangen 2, 3 verstemmt. Hierfür weisen die Planetenträgerwangen 2, 3 im Bereich der Aufnahmeöffnungen 9 einer Vertiefung 11 auf, sodass sich nach dem Verstemmen eine äußere Oberfläche 12, 13 der Planetenträgerwangen 2, 3 plan ist. Alternativ können die Verbindungselemente 4 mit den Planetenträgerwangen 2, 3 auch vernietet oder verschweißt werden. Generell ist jeder form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung möglich, sofern die notwendige Steifigkeit erreicht wird.
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Die perspektivische Ansicht des Planetenträgers 1 in 3 zeigt die alternierende Anordnung der Verbindungselemente 4 und der Planetenräder 7 über den Umfang des Planetenträgers 1. Die Explosionsdarstellung des Planetenträgers 1 vereinfacht die Darstellung der einzelnen Komponenten, die zusammengebaut bzw. montiert werden müssen, um den in der hier gezeigten Ausführungsform ausgeführten Planetenträger 1 auszubilden. Damit die Planetenräder 7 möglichst frei rotieren können, sind in Axialrichtung betrachtet beidseitig zwischen der jeweiligen Planetenträgerwange 2, 3 und dem Planetenrad 7 Distanz- oder Unterlagscheiben 18 vorgesehen. Aus 4 ist ersichtlich, dass die Planetenbolzen 6, wie hier gezeigt, vorzugsweise als Hohlbolzen ausgeführt sind.
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Die 5 bis 8 zeigen verschiedene Ansichten des Verbindungselements 4. Hieraus wird ersichtlich, dass ein Verbindungselement 4 als eine bogenartig gewölbte Schale ausgebildet ist. Das Verbindungselement 4 weist hierbei einen gewölbten Boden 14 sowie zwei Seitenwände 15 auf, die sich an den bogenartig geformten Seitenkanten des Bodens 14 in Radialrichtung erstrecken. Im zusammengebauten Zustand (siehe 2) sind die Seitenwände 14 parallel zu den Planetenträgerwangen 2, 3 ausgerichtet.
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Insbesondere aus 6 und 8 ist ersichtlich, dass sich von den Seitenwänden 15 in Axialrichtung (entlang der Rotationsachse A des Planetenträgers 1, siehe 2 oder 3) die Befestigungslappen 10 in entgegengesetzte Richtungen, nach außen hin, d.h., von dem schalenförmigen Hauptkörper 16 (aufweisend den Boden 14 und die Seitenwände 15 weg) erstrecken. Das Verbindungselement, d.h., der Boden 14, die Seitenwände 15 und die Befestigungslaschen 10, sind einstückig ausgebildet. Um die erforderliche Steifigkeit zu gewährleisten, weist das Verbindungelement eine Dicke a auf, die vorzugsweise nicht als dünnwandig bezeichnet werden kann. Die Dicke a ist vorzugsweise über das gesamte Verbindungselement 4 konstant.
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In 1 ist ein gedachter Kreis D gezeigt, der durch die Befestigungsbereiche der Verbindungselemente 4 mit den Planetenträgerwangen 2, 3 verläuft. Vorzugsweise beträgt eine Bogenlänge b (siehe 8) einer äußeren Oberfläche 17 des Bodens 14 zumindest ein Sechstel des Kreisumfangs D.
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Die Kontur bzw. Form der Aufnahmeöffnungen 9 in den Planetenträgerwangen 2, 3 korrespondiert zu der Außenkontur bzw. Form der Befestigungslappen 10 der Verbindungselemente 4. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Befestigungslappen quaderförmig mit rechteckigen Seitenflächen (siehe z.B. 6) ausgebildet. Daher sind die Aufnahmeöffnungen 9 in der hier gezeigten Ausführungsform ebenfalls rechteckig ausgebildet.
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Die Seitenwände 15 weisen eine Höhe h auf (siehe 7), die ausreichend hoch ist, dass die Seitenwände 15 in zusammengebauten Zustand über eine vorab bestimmte Länge parallel zu den Planetenträgerwangen 2, 3 ausgerichtet sind. Die Seitenwände 15 und die Planetenträgerwangen 2, 3 berühren sich im zusammengebauten Zustand (siehe 2). Ferner weisen die Planetenträgerwangen 2, 3 eine Zentralöffnung 19 auf, die bspw. zur Durchführung einer Sonnenwelle (nicht gezeigt) dient, welche dann mit den Planetenrädern 7 kämmt, d.h., in Zahneingriff steht, um Drehmoment zu übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenträger
- 2
- Planetenträgerwange
- 3
- Planetenträgerwange
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Durchgangsloch
- 6
- Planetenbolzen
- 7
- Planetenrad
- 8
- Nadellager
- 9
- Aufnahmeöffnung
- 10
- Befestigungslappen
- 11
- Vertiefung
- 12
- äußere Oberfläche
- 13
- äußere Oberfläche
- 14
- Boden
- 15
- Seitenwand
- 16
- Hauptkörper
- 17
- äußere Oberfläche
- 18
- Distanz-/Unterlagscheibe
- 19
- Zentralöffnung
- A
- Rotationsachse
- D
- Kreis
- a
- Dicke
- b
- Bogenlänge
- h
- Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015220827 A1 [0002]
- DE 102015213725 A1 [0003]
- DE 102015213723 A1 [0004]
