DE102018109610A1 - Planetenträger für ein Räderumlaufgetriebe wie einem Planetengetriebe und entsprechendes Stützverfahren - Google Patents

Abstract

Ein Planetenträger 1für ein mehrstufiges Planetengetriebe 100, vorzugsweise mit Stufenplanetenrädern 102, weist eine erste Trägerscheibe 3und eine zweite Trägerscheibe 5auf, von denen jede für sich einen Teil eines Planetenlagerelements 21 trägt. Auf wenigstens einer der beiden Trägerscheiben 3, 5ist ein, insbesondere drehbeweglich, entkoppeltes Adapterelement vorhanden. Über das Adapterelement kann insbesondere abtriebsseitig ein Torsionsmoment ausgeleitet werden. Mit einer Methode zur Ausleitung und/oder Verhinderung von Torsionen 150, 152, 154 in einem Planetengetriebe 100 mittels dessen Planetenträger 1wird eine mögliche Schrägstellung an übersetzenden Elementen wie Planeten 102 zumindest reduziert. Über eine Stützstruktur lässt sich eine Torsion 150, 152, 154 in dem Planetengetriebe 100 auf ein parallel zum Planetenträger 1 angeordnetes Ausleitelement, wie ein Adapterblech, ausleiten.

Description

• Die vorliegende Erfindung behandelt einen Planetenträger, der Teil eines Räderumlaufgetriebes sein kann.
• Des Weiteren behandelt die vorliegende Erfindung eine Technik, wie Torsionen in einem Planetengetriebe verringert werden können.
• Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung behandelt einen Planetenträger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Ausleitung und/oder Verhinderung von Torsionen nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
• Technisches Gebiet
• Umlaufrädergetriebe in Gestalt von Planetengetrieben gibt es in vielerlei Ausgestaltungen. Einheitlich bei den unterschiedlichsten Formen von Planetengetrieben ist eine gewisse Anzahl Zahnräder, die als Planeten, auch als Satelliten bezeichnet, über eine oder mehrere Stufen eine Kraft- und/oder Drehmomentübertragung zwischen einem üblicherweise außenliegenden, mit einem Zahninnenkranz ausgestatteten Hohlrad und einem zentral angeordneten Sonnenrad herstellen können sollen. Die Planeten können jeweils wenigstens zweistufig ausgestaltet sein. Solche Planetenzahnräder werden auch als Stufenplanetenräder bezeichnet, vor allem in den Fällen, in denen der Durchmesser des einen Teils des Planetenzahnrades einen anderen, z. B. kleineren, Durchmesser aufweist als ein anderer Teil des Planetenzahnrades. Natürlich ist es möglich, insbesondere bei Planetengetrieben mit Stufenplanetenzahnrädern, mehrere Sonnenräder, insbesondere nebeneinander liegend auf einer zentralen Achse des Getriebes, anzuordnen; genauso ist es möglich, mehrere äußere Hohlräder außerhalb (von einer zentralen Achse aus betrachtet), insbesondere nebeneinanderliegend, anzuordnen.
• Die Planeten werden häufig auf Bolzen gelagert, genauer, jedes Planetenzahnrad liegt auf einem eigenen Bolzen. Diese Bolzen werden in einer üblichen Montageweise mit ihren Extremitäten, d. h. mit ihrem linken Ende und mit ihrem rechten Ende, in einem Planetenträger positioniert. In einem Bereich um eine Mitte des jeweiligen Bolzens herum befindet sich das Planetenzahnrad, insbesondere das Stufenplanetenzahnrad. Der Bolzen trägt somit ein Planetenzahnrad, insbesondere ein Stufenplanetenzahnrad. Zugleich bietet der Bolzen eine Drehachse, um die das Zahnrad rotieren kann.
• Die Stützstruktur, die insbesondere drehfähig um die zentrale Achse herum sich bewegen kann und die Bolzen bzw. die Planeten trägt, wird üblicherweise mit verschiedenen Namen bedacht, z. B. sind Namen wie Steg, Käfig oder Planetenträger geläufig.
• In der FR 2 568 652 A1 (Anmelderin: Equipements Automobiles Marchal; Veröffentlichungstag: 07.02.1986) wird ein Satellitenträger bzw. Planetenträger vorgestellt, der mit zwei transversalen Flanschen, die der Art nach eines Gehäuses zusammengefügt sind, aufgebaut ist, wobei wenigstens einer der Flansche longitudinal ausgerichtete Arme besitzt, die sich parallel zu einer Zentralachse erstrecken. Wie bildlich in einer der Figuren der FR 2 568 652 A1 dargestellt ist, erstreckt sich die flache, plattenartige, eine Seite des Planetenträgers bildende Scheibe parallel zur Stirnseite der drei um 120° zueinander versetzt angeordneten, auf Bolzen aufgereihten Planeten, wobei durch quer zu den Scheiben verlaufende Arme, die aus den Scheiben herausgebogen sind, Befestigungen in Richtung auf eine zweite, gleichartige Platte geschaffen sind, sodass beide Platten jeweils als Flansch für die Planeten des Planetengetriebes diese unterstützend tragen können.
• Die DE 10 2011 101 073 A1 (Anmelderin: Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG; Offenlegungstag: 08.11.2012) setzt sich unter anderem mit einer möglichen Weiterentwicklung eines Planetenträgers, wie z. B. dem aus der FR 2 568 652 A1 bekannten, auseinander, der laut Figurenbeschreibung der DE 10 2011 101 073 A1 käfigartig ausgebildet sein soll und Durchtritte für die Planetenräder aufweisen soll. Die Durchtritte sind durch axial verlaufende Arme voneinander getrennt. An einem freien Ende soll der Planetenträger mit einer Ringscheibe versehen sein. Planetenbolzen sind mit ihrem einen Ende in Öffnungen der Ringscheibe gelagert. Mit einem anderen Ende greifen die Planetenbolzen in Öffnungen des Planetenträgers ein. Als Vorteil deklariert die DE 10 2011 101 073 A1 , dass der Planetenträger als einstöckige Ausbildung von Gehäuse und Planetenträger ausgestaltet werden kann, wodurch eine erhebliche Einsparung von Bauteilen möglich sein soll. Wie eine Konstruktion eines solchen Planetenträgers aussieht, kann sehr gut den 2 und 3 der DE 10 2011 101 073 A1 entnommen werden. Die graphisch dargestellten Komponenten wirken, als ob sie massiv, d. h. „aus dem Vollen“ herausgefräst worden sind.
• Bezüglich möglicher Aufbauten der einzelnen Bauteile und der Anordnung zwischen den einzelnen Komponenten des Planetengetriebes wird auf die zuvor zitierten Druckschriften verwiesen. Statt den Aufbau von Planetengetrieben im Detail zu erklären, sollen mit Benennung der zuvor angeführten Druckschriften deren Beschreibungen zur Darlegung des technischen Gebietes der vorliegenden Erfindung herangezogen werden. Die Offenbarungen der zuvor genannten Druckschriften gelten mit ihren Referenzierungen als vollumfänglich in vorliegende Druckschrift inkorporiert.
• Stand der Technik
• Je nach Einsatzgebiet für ein entsprechendes Planetengetriebes, z. B. im Bereich von Antriebsmaschinen für Fahrzeuge, können die Belastungen auf einzelnen Komponenten des jeweiligen Planetengetriebes uneinheitlich sein. Aus diesem Grund überlegt die US 8 647 229 B2 (Anmelderin: The Timken Company; Veröffentlichungstag: 11.02.2014), wie eine gleichmäßigere Lastaufteilung in einem Planetengetriebe möglich sein soll. Als Maßnahme zur Vergleichmäßigung der Lastaufteilung wird in der US 8 647 229 B2 vorgeschlagen, eine nachgiebige Stützstruktur bei den Planetengetrieben zu verwenden, damit eine Last über zwei Reaktionsgetrieberäder verteilt werden kann. Dadurch soll es möglich sein, eine parallele Getriebeanordnung bei einer maximalen Lastbeaufschlagung beizubehalten. Neben Antriebsplanetenzahnrädern werden ein oder mehrere Leerlaufplanetenzahnräder in einem entsprechenden Getriebe verbaut. Hierdurch soll die ungleichmäßige Lastverteilung vermieden werden.
• Die Idee, ungleichmäßige Lastverteilungen über Planetengetriebe möglichst gering zu halten, ist vielversprechend. Die in der US 8 647 229 B2 vorgeschlagene Lösung wirkt aber bezüglich der beweglichen, insbesondere drehenden Teile des Getriebes recht aufwendig.
• Die DE 11 2005 001 867 B4 (Patentinhaberin: Aisin AW Co., Ltd.; Veröffentlichungstag der Patenterteilung: 31.03.2011) führt ebenfalls aus, dass es bei Planetengetriebeeinheiten mit vier Sätzen von einem kurzen Ritzel und einem langen Ritzel an einem Umfang schwierig sei, eine ausreichende Festigkeit des Brückenabschnitts sicherzustellen. Aus diesem Grund stellt die DE 11 2005 001 867 B4 ein Nabenelement vor, das mit Brückenabschnitten ausgestattet sich von einem Flanschabschnitt zu einer Seite der kurzen Ritzel erstrecken solle. Durch eine Erhöhung der Masse im Inneren des Planetengetriebes soll somit die gewünschte Festigkeit und Steifigkeit zur Reduzierung einer Verdrehung des Trägers hergestellt werden.
• Die EP 2 072 863 B1 (Patentinhaberinnen: Gamesa Innovation & Technology, S.L. et al.; Veröffentlichungstag der Patenterteilung: 25.04.2012) schlägt vor, einen Planetenträger mit einer Drehplatte auszustatten, wobei die Drehplatte dazu bestimmt sein soll, eine Unterstützung für Planetenwellen darzustellen, welche sich von beiden Seiten der Drehplatte erstrecken. Im Endeffekt handelt es sich somit um zwei getrennte, parallel aufgebaute Getriebe.
• Eine ähnliche Konstruktion lässt sich aus der CN 107 061 637 A (Anmelderin: Anhui Science & Technology; Veröffentlichungstag: 18.08.2017) entnehmen. Wie aus der 4 der CN 107 061 637 A abgeleitet werden kann, werden zwei zueinander wohl identische Platten parallel zu einer anders gestalteten Flanschplatte angeordnet, zwischen denen sich einzelne Planeten in drehender Weise aufhalten können. Von der ersten Platte zur zweiten Platte bzw. von der zweiten Platte zu dem Flansch verlaufen jeweils tragende Stifte, auf denen die Planetenzahnräder aufgrund einer die Stifte umrundenden Ausnehmung ruhen können.
• Die zuvor genannten Druckschriften gelten mit ihren Benennungen als vollumfänglich in vorliegende Erfindungsbeschreibung inkorporiert. Hierdurch soll vermieden werden, nicht mehr erneut und wiederholt allgemein bekannte Zusammenhänge zwischen Planeten, ihren eingreifenden sonstigen Zahnrädern und den Lagerungen der Zahnräder und Bauteile des Getriebes zu erörtern, sondern durch Verweis auf die Druckschriften als ebenfalls definiert für vorliegende Erfindung ansehen zu dürfen.
• Aus diesen ist abzuleiten, das Planetengetriebe gerne scheibenartig ausgeführt werden.
• Aufgabenstellung
• Wünschenswert wäre es, wenn eine Anordnung, insbesondere für Stufenplaneten, bekannt wäre, bei der Torsionen und ungewünschte Quer- bzw. Scherrkräfte möglichst gering gehalten werden könnten, idealerweise sogar vermieden werden könnten.
• Erfindungsbeschreibung
• Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Planetenträger nach Anspruch 1 gelöst, ein geeignetes Verfahren zur Ausleitung und/oder Verhinderung von Torsionen lässt sich Anspruch 10 entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.
• Eine beachtenswerte Komponente eines Planetengetriebes ist der Planetenträger selbst. Der Planetenträger wird gelegentlich auch als Steg, Satellitenträger oder Käfig bezeichnet, wobei durch jeden Ausdruck spezielle Aspekte in den Vordergrund gerückt werden. Nachfolgend soll von Planetenträger gesprochen werden, weil die Vorrichtung dafür bestimmt ist, Planeten eines Planetengetriebes zu tragen.
• Ein Planetenträger ist dafür vorgesehen, Planeten des Planetengetriebes zueinander und in Bezug auf weitere Komponenten des Planetengetriebes örtlich anzuordnen. Der Planetenträger ist somit die Tragstruktur für die Planeten.
• Die Planeten selbst des Getriebes können so gestaltet sein, dass das Planetengetriebe ein mehrstufiges Planetengetriebe ist. In einer Ausgestaltung z. B. können mehrere Planeten angeordnet werden, die ineinander eingreifen und dadurch, sozusagen von Planet zu Planet, eine Mehrstufigkeit in dem Getriebe erzeugen. Eine weitere Variante, die auch als Mehrstufigkeit bezeichnet wird, besteht u. a. darin, einen Planeten mit einer Kombination von Zahnrädern zu realisieren, die zueinander unterschiedliche Durchmesser haben. Eine solche Anordnung wird hinlänglich Stufenplanet bzw. Stufenplanetenrad genannt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger so gestaltet ist, dass er Planeten eines mehrstufigen Planetengetriebes tragen kann. Der Planetenträger ist - in dem Fall - als eine Komponente eines mehrstufigen Planetengetriebes vorgesehen.
• In einer besonders günstigen Ausgestaltung hat der Planetenträger eine erste Trägerscheibe und eine zweite Trägerscheibe. Die beiden Trägerscheiben sind parallel zueinander ausgerichtet angeordnet. Idealerweise sind die Trägerscheiben runde Trägerscheiben, die z. B. ringförmig ausgestaltet sind. Die Trägerscheiben können äußere Abmessungen aufweisen, die im Wesentlichen gleich sind. So ist es z. B. möglich, die erste Trägerscheibe und die zweite Trägerscheibe mit jeweils einem gleich großen größten Radius zu realisieren. Die Trägerscheiben sind flache, kreisrunde Elemente. Mit anderen Worten, in einer besonders günstigen Ausgestaltung sind die beiden Trägerscheiben kreisringartige Elemente, die einen gleichgroßen maximalen Radius aufweisen. Dies kann noch weiter geführt werden, indem die Trägerscheiben - im Wesentlichen - die gleichen Massen und die gleichen Massenverteilungen aufweisen. So ist es möglich, die beiden Trägerscheiben im Endeffekt als Gleichteile auszuführen.
• Jede Trägerscheibe dient als Befestigungselement für die Aufnahme eines Planetenlagerelements. Ist das Planetengetriebe z. B. mit drei Planeten zu realisieren, so sind idealerweise drei Planetenlagerelemente vorhanden. Solche Planetenlagerelemente können z. B. durch Bolzen realisiert sein. In einer besonders günstigen Ausgestaltung sind die Enden der Bolzen jeweils an einer Trägerscheibe befestigt. D. h., ein Ende eines Bolzens mündet in der einen Trägerscheibe, während das andere Ende des Bolzens in der anderen Trägerscheibe endet. Das erste Ende des Bolzens mündet in der ersten Trägerscheibe. Das zweite Ende des Bolzens endet in der zweiten Trägerscheibe.
• Wird ein Planetengetriebe mit z. B. fünf Planetenrädern oder fünf Stufenplanetenrädern realisiert, so sind hierfür vorzugsweise wenigstens fünf Planetenlagerelemente vorzuhalten. Mit anderen Worten, jedes Planetenrad, insbesondere jedes Stufenplanetenrad, hat sein eigenes Planetenlagerelement. In einer Ausgestaltung entspricht die Anzahl der Planetenräder der Anzahl der Planetenlagerelemente. Die Planetenlagerelemente wiederum lagern in den Trägerscheiben. Es kann auch gesagt werden, die Planetenträgerelemente sind bzw. werden an diesen Trägerscheiben befestigt. Die Planetenlagerelemente werden mit den Trägerscheiben beim Zusammenbauen des Planetengetriebes gefügt.
• Zusätzlich zu den beiden Trägerscheiben gibt es ein Adapterelement. Das Adapterelement kann sich entkoppelt von den Trägerscheiben drehbeweglich in eine andere Richtung als die Trägerscheiben bewegen. Die Trägerscheiben und das Adapterelement können zueinander rotieren. Das Adapterelement ist von den Trägerscheiben entkoppelt. Eine Dreh- oder Rotationsbewegung des Paketes aus Trägerscheiben kann sich anders darstellen als eine Bewegung des Adapterelements.
• Vorzugsweise befindet sich das Adapterelement auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes. Mit Hilfe des Adapterelements können so z. B. Torsionsmomente abtriebsseitig ausgeleitet bzw. reduziert oder nihiliert werden.
• Mit einer Konstruktion, so wie sie zuvor vorgestellt worden ist, aber auch mit einer entsprechenden, ähnlichen Konstruktion, ist es möglich, Torsionen des Planetengetriebes, insbesondere solche, die aus Schrägstellungen von Zahnrädern resultieren, auszuleiten. Das Planetengetriebe hat einen Planetenträger. Der Planetenträger umfasst Trägerscheiben. Der Planetenträger ist z. B. so ausgestaltet, wie er zuvor beschrieben worden ist. Schrägstellungen, die an Elementen entstehen, die für die Übersetzung von Kräften und/oder Drehmomenten zuständig sind, sollten möglichst verringert, wenn nicht sogar vermieden werden, zumindest aber die Auswirkungen der Schrägstellungen in ungewünschte Torsionen. Dies ist z. B. mit Hilfe von Stützstrukturen möglich.
• Die Torsion bzw. die Wirkung durch Schrägstellungen in dem Planetengetriebe kann über eine Stützstruktur ausgeleitet werden. Hierfür ist ein Ausleitelement vorgesehen, das z. B. in der Form eines Adapterbleches realisiert sein kann.
• Einzelne Momente, insbesondere Torsionsmomente, können über die zwischen den Trägerscheiben angeordneten Stützstrukturen, insbesondere mittig, auf ein Ausleitelement ausgeleitet werden. Ist das Ausleitelement als Adapterblech realisiert, können an dem Ausleitelement weitere Komponenten eines Getriebes oder eines Antriebs befestigt sein. Ein Blech, das die Funktion eines Adapterblechs übernimmt, zeichnet sich unter anderem durch die leichte, insbesondere raumsparende Ausgestaltung aus.
• Die Trägerscheiben zusammen mit den Planetenlagerelementen bilden die Halte- und Positionierungsstruktur für die Planetenräder. Hiervon unabhängig gibt es eine zweite Stützstruktur, die insbesondere in dem Ausleitelement ausmündet. Die zweite Stützstruktur kann gegenüber der ersten Stützstruktur eine andere Rotation realisieren.
• Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dargelegt, die für sich gesehen, sowohl einzeln als auch in Kombination, ebenfalls erfinderische Aspekte offenbaren können.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Adapterelement scheibenartig. Das Adapterelement könnte auch als Platte bezeichnet werden. Das Adapterelement erinnert in einer günstigen Ausgestaltung (grob) an einen großen Suppenteller. Das Adapterelement kann einen äußeren, insbesondere ringförmigen, Kranz haben, wobei der Kranz eine mittige, insbesondere wannenartige, Vertiefung umschließt.
• Die bevorzugte Einbaurichtung für die einzelnen Scheiben des Planetenträgers ist eine hochkantige bzw. quer zur Schwerkraft stehende Einbaurichtung.
• Das Adapterelement ist dafür vorgesehen, dass an ihm weitere Elemente des Antriebsstrangs, z. B. weitere Getriebeteile eines Kraftfahrzeugs, angebunden werden.
• Ein weiteres, vorteilhafterweise vorhandenes, Bauteil ist eine Abdeckung. Jede der wenigstens zwei vorhandenen Trägerscheiben mag ihre eigene Abdeckung haben. Je Trägerscheibe gibt es - in dieser Ausgestaltungsform - eine Abdeckung.
• Die Abdeckung kann als Dreibein, als Vierbein oder als Mehrbein ausgestaltet sein. Zwischen den einzelnen Beinen, z. B. den drei vorhandenen Beinen der Abdeckung, ist ein Freiraum vorgesehen, der auch als Zwischenraum bezeichnet werden kann, durch den einzelne Zahnräder eines Planetengetriebes durchgreifen können. Die Abdeckung ist zelt- oder pavillionartig. Die Abdeckung kann als flaches, an den Seiten heruntergezogenes Gewölbe gestaltet sein. Idealerweise sind die wenigstens zwei Abdeckungen in ihren Abmessungen identisch, sie können sich z. B. anhand ihrer Füge- oder Befestigungselemente von einander unterscheiden.
• Von einer Trägerscheibe zur nächsten Trägerscheibe können Abstandshalter vorhanden sein, die einen Raum für einzelne Ebenen des Planetengetriebes schaffen. In jeder einzelnen Ebene des Planetengetriebes können Planetenzahnradebenen angeordnet sein.
• In einer günstigen Weiterbildung hat die erste Trägerscheibe eine erste Abdeckung. Vorteilhaft ist es auch, wenn die zweite Trägerscheibe eine zweite Abdeckung hat. Somit gibt es wenigstens eine erste Abdeckung und eine zweite Abdeckung. Jede dieser Abdeckungen ist zugleich so dimensioniert, dass sie als Abstandshalter einen Abstand zwischen Trägerscheibe und einer Mittelebene schafft.
• Der Planetenträger kann Teil eines Planetengetriebes sein, insbesondere eines Planetengetriebes mit Stufenplaneten. Ein solches Stufenplanetengetriebe kann den zuvor beschriebenen Planetenträger umfassen.
• Ein weiteres Bauteil des Planetenträgers ist ein Lagersitz. Dieser Lagersitz kann lagersitzhülsenartig gestaltet sein. In einem solchen Fall kann auch von einer Lagersitzhülse gesprochen werden. Die Lagersitzhülse hat z. B. einen sternförmigen Kranz, über den eine Verbindung zu dem die Lagersitzhülse aufnehmenden Adapterelement hergestellt werden kann. Die Lagersitzhülse sitzt vorzugsweise in einem mittleren Bereich des Raums, der für die Aufnahme von Zahnrädern des Getriebes vorgesehen ist (Getrieberaum). Die Lagersitzhülse befindet sich somit zwischen den Planeten.
• Der Lagersitz sollte so dimensioniert sein, dass er als drehmomentableitendes Zwischenglied zwischen der Abdeckung (oder den Abdeckungen) und dem Adapterelement ein brückendes Element ist. In diesem Fall werden Torsionen über das Lagerelement ausgeleitet.
• Die Abdeckungen und die Trägerscheiben können durch Nasen und Freiräume, wie z. B. Aussparungen oder Fügungsstellen, aufeinander abgestimmt sein. In einem solchen Fall lassen sich Abdeckung und dazugehörige Trägerscheibe durch eine geeignete Fügetechnik verbinden. Durch die Form der Abdeckung, genauso könnte es aber auch durch die Form der Trägerscheibe geschaffen sein, wird ein Hohlraum definiert, der sich so aufspannt, dass darin Zahnräder des Planetengetriebes aufgenommen werden können (Teil des Getrieberaums).
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens einige der Teile, idealerweise alle nachfolgend aufgezählten Teile, als tiefgezogene und eventuell als gestanzte Blechteile ausgeführt sind, nämlich Trägerscheibe, Adapterelement und Abdeckung. In diesem Fall kann der Planetenträger als maschinenfallendes Teil, bei dem nur noch die einzelnen Komponenten miteinander gefügt werden müssen, hergestellt werden. Natürlich können, insbesondere in einer alternativen Ausführungsform, auch einzelne Stellen durch Schweißen gefügt sein.
• Die zuvor dargestellten Kombinationen und Ausführungsbeispiele lassen sich auch in zahlreichen weiteren Verbindungen und Kombinationen betrachten.
• Nach einem vorteilhaften Aspekt ist es - dank des vorgestellten Planetenträgers - möglich, ungleichmäßige Verteilungen von Momenten und/oder Kräften zwischen insbesondere Stufenplaneten, aber auch nur zwischen einfachen Planeten eines Planetengetriebes durch mittige Ausleitung zu kompensieren. Zum einen bietet die vorgestellte Konstruktion eine Stützstruktur für die Planeten eines Planetengetriebes. Zum anderen bietet die vorgestellte Konstruktion eine Stützstruktur für das mittige Ausleiten bzw. Kompensieren von Torsionen.
• Es kann auch gesagt werden, die Enden der Bolzen oder Stifte bzw. Planetenlagerelemente sind möglichst an ihren Enden torsionsfrei gestaltet. Dadurch, dass versucht wird, eine möglichst geringe Torsion an den Enden der Bolzen, Stifte, Wellen oder sonstigen Planetenlagerelementen zu haben, ist es möglich, die Trägerscheiben als Blechformteile auszugestalten (anstelle von z. B. Gussträgerteilen). Bei Ausrichtung der Bolzen (wobei klar ist, dass mit dem Begriff „Bolzen“ auch ähnliche Bauteile wie Stifte, Wellen oder sonstige längliche Planetenlagerelemente gemeint sind) sollte das Spiel zwischen den Bolzen möglichst gering gehalten werden. Mit anderen Worten, die Bolzen sind möglichst spielfrei angeordnet. Werden nun die Lagerstellen der Zahnräder zueinander fluchtend angeordnet, so kann die Torsionsmomenteneinbringung auf den mittleren Bereich konzentriert werden. Wird eine Torsionsmomenteneinbringung auf den mittleren Bereich eines Planetenzahnrades, insbesondere eines Stufenplanentenzahnrades konzentriert, so können die Enden der Bolzen, Wellen oder sonstigen Halteelemente für die Zahnräder, die jeweils an einer der Trägerscheibe befestigt ist, torsionsunbelastet mit der Trägerscheibe gefügt werden. Eine Momentenausleitung kann über den mittleren Bereich erfolgen. Es kann auch von einem Mittelstegabgriff gesprochen werden, wobei dieser Mittelstegabgriff z. B. durch Abdeckungen gebildet werden kann. Die Abdeckung(en) bzw. die Mittenausleitung(en) kann/können sowohl die Aufgabe von schrägungsverhindernden Bauteilen für die Zahnräder als auch die Aufgabe von Torsionen leitenden Bauteilen zwischen den Trägerscheiben übernehmen. Eine Kraft- und Drehmomenteinleitung erfolgt - insbesondere dank Mittelstegkonzept - gleichförmig bzw. parallel auf beiden Planeten eines Planetenradsatzes (sofern ein Stufenplanet im dem Getriebe verbaut ist). Somit wird die Kraft- und Drehmomenteinleitung auf alle weiteren Bauteile gleichmäßig verteilt. Dadurch kann ein Versatz zwischen den Planetenradsätzen und allen weiteren Bauteilen sowie zwischen Planetenbolzenbohrungen minimiert werden. Eine Belastung wird gleichmäßiger verteilt. Diese Anordnung kann auch als Parallelschaltung der Drehmomentenübertragung bezeichnet werden, weil die Schrägungen bzw. Torsionen erzeugenden Drehmomente jedes Zahnrades parallel geführt werden und insbesondere vorteilhafterweise sich gegenseitig aufhebend geführt werden können.
• Vorteilhafterweise sind die Trägerscheiben und das Adapterelement alle gleich dick. Alle Teile können als umgeformte Blechteile hergestellt sein.
• Figurenliste
• Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, die beispielhaft besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darlegen, ohne die vorliegende Erfindung auf diese einzuschränken, wobei
• 1 eine erste Trägerscheibe in einer 3D-Ansicht zeigt,
• 2 eine erste Abdeckung in einer 3D-Ansicht zeigt,
• 3 eine zweite Trägerscheibe in einer Draufsicht zeigt,
• 4 eine zweite Abdeckung in einer 3D-Ansicht zeigt,
• 5 einen Lagersitz in einer Schnittansicht zeigt,
• 6 eine Adapterscheibe in einer 3D-Ansicht zeigt,
• 7 eine Schnittansicht durch einen zusammengefügten Planetenträger zeigt, der aus den zuvor dargestellten Komponenten zu einem einstückigen Bauteil zusammengesetzt werden kann, und
• 8 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes ist.
• Figurenbeschreibung
• Die in 1 gezeigte erste Trägerscheibe 3 für einen Planetenträger (siehe Planetenträger 1 in 7) weist eine erste äußere Abmessung 7 auf, die auch als Kreisdurchmesser bezeichnet werden kann. Um eine erste Zentralöffnung 19 der ersten Trägerscheibe 3 herum ist ein Stützkragen 13 angeordnet, der eine Kragenweite 15 aufweist. Von dem Stützkragen 13 aus ragen eine Mehrzahl von Anschlagsnasen, wie die Anschlagsnase 17, radial gleichmäßig beabstandet in die erste Zentralöffnung 19 hinein. Die erste Trägerscheibe 3 weist weitere Öffnungen auf, wie die Verbindungsöffnungen 11, 11', 11", die zur Befestigung einer ersten Abdeckung 41 (siehe 2) durch ein fügen von Nasen vorgesehen sind, wobei die Nasen in die Verbindungsöffnungen 11, 11^I , 11^II einsetzbar sind. Außerdem weist die erste Trägerscheibe 3 erste Bolzeneinführöffnungen, wie die erste Bolzeneinführöffnung 28 auf, die der Befestigung von Bolzen (nicht dargestellt) für ein Planetenzahnrad, wie ein Stufenplanetenrad, dienen.
• 2 zeigt die erste Abdeckung 41 aus einer Sicht von unten in einer schrägen 3D-Ansicht. Die erste Abdeckung 41 ist eine flache, aus Blech gefertigte Abdeckung mit nahezu in einem 90°-Winkel hierzu herausstehenden Beinen 45, 47, 49. Die Beine 45, 47, 49 sind zueinander um 120° versetzt angeordnet. Die Beine 45, 47, 49 fassen einen ersten Mittendurchgriff 32 als parallele Umrahmung ein. Die erste Abdeckung 41 ist in Blech gefertigt so stark dimensioniert, dass sie als erste Mittenausleitung 67 fungieren kann. Die erste Mittenausleitung 67 hat eine erste Anschlussnase 78, eine zweite Anschlussnase 80 und eine dritte Anschlussnase 82. Diese umgebördelte Anschlussnasen 78, 80, 82 sind für die Befestigung der zweiten Mittenausleitung 69 der zweiten Abdeckung 43 (siehe 4) vorgesehen. Am Ende der Beine 45, 47, 49 sind mehrere erste Verbindungsnasen, wie die erste Verbindungsnase 77 und die zweite Verbindungsnase 79, vorhanden, über die die Abdeckung 41 mit der Trägerscheibe 3 bzw. 5 verbunden werden kann. Zwischen den Beinen 45, 47, 49 spannt sich der Zwischenraum 57 auf. Die Höhe des Zwischenraums 57 bestimmt sich aus der Höhe der als Abstandshalter 61 fungierenden Mittenausleitung 67. Die Höhe des Zwischenraums 57 ist auf eine Breite eines Planeten bzw. einer Zahnradhälfte eines Planeten abgestimmt.
• Eine zweite Trägerscheibe 5 ist in 3 in Draufsicht dargestellt. Die zweite Trägerscheibe 5 weist eine zweite äußere Abmessung 9 auf, die gleichgroß wie die erste äußere Abmessung 7 der ersten Trägerscheibe 3 ist (siehe 1). Im Zentrum der zweiten Trägerscheibe 5 befindet sich eine zweite Zentralöffnung 20. Die zweite Trägerscheibe 5 hat drei zweite Bolzeneinführöffnungen, wie die zweite Bolzeneinführöffnung 30, zur Aufnahme von Lagerbolzen für Planetenräder (nicht dargestellt). Zwischen den zweiten Bolzeneinführöffnungen, wie der zweiten Bolzeneinführöffnung 30, ist jeweils gleichmäßig beabstandet eine Verbindungsöffnung 12, 12^I , 12^II vorhanden, die für eine Befestigung einer zweiten Abdeckung 43 (siehe 4) vorgesehen sind.
• 4 zeigt die zweite Abdeckung 43, die spiegelbildlich zu der Abdeckung 41 (zu sehen in 2) in der Einbaulage anzuordnen ist. Aus diesem Grund hat die Abdeckung 43 Anschlussöffnungen, wie die erste Anschlussöffnung 84 und die zweite Anschlussöffnung 86, in die die erste Anschlussnase 78 oder die zweite Anschlussnase 80 der Abdeckung 41 (nach 2) eingreifen kann. Die zweite Abdeckung 43 schafft mit Hilfe ihrer Beine 51, 53, 55 einen Zwischenraum 59. Der Zwischenraum 59 wird durch die Beine 51, 53, 55 begrenzt. Die Länge der Beine 51, 53, 55 bestimmt die Höhe des Abstandshalters 63. Mittig der Abdeckung 43 ist ein Mittendurchgriff 34, der eine Ausnehmung in der Mittenausleitung 69 ist. Mithilfe der Verbindungsnasen 81, 83, 85 kann die Abdeckung 43 an das nächste Teil, z. B. an die Trägerscheibe 5, gefügt werden.
• Ein wannenförmiges Teil 39 (zu sehen in 5) und ein ringförmiges Teil 37 (zu sehen in 6) sind Komponenten eines (sich aus wenigstens zwei Teilen (siehe Bezugszeichen 31^I , 31^II ) zusammensetzenden) Adapterelements 31 (vgl. 7), weshalb die 5 und 6 gemeinsam erläutert werden. Das wannenförmige Teil 39 weist entlang der Sonnenachse 6 umfänglich einen Mitteneinsatzbereich 40 auf. Axial beabstandet von dem Mitteneinsatzbereich 40 ist ein Adapterringeinsatzbereich 40^I angeordnet, der einen Passungskranz 75 aufweist. Der Passungskranz 75 gehört in den Passungskranz 75^I , der die Wanneneinsatzöffnung 38^I des ringförmigen Teils 37 (siehe 6), genauer ein in das ringförmige Teil 37 eingelassene weiterer wannenförmige Teil 39^I , umschließt. Der ringförmige Teil 37 bzw. das Adapterelement 31 hat einen Außendurchmesser 38, der gleich groß ist wie die zweite äußere Abmessung 9 der zweiten Trägerscheibe 5 (gem. 3) und insbesondere gleich groß wie die erste äußere Abmessung 7 der ersten Trägerscheibe 3 (gem. 1). Die Durchmesser, wie der Durchmesser 8 des wannenförmigen Teils 39, sind auf einander abgestimmt, sodass ein nachträglicher Einbau des Adapterelements 31 möglich ist.
• In 7 sind die in den 1 bis 6 gezeigten Komponenten als ein zusammengebauter Planetenträger 1 in einem Schnitt dargestellt (im Sinne einer Zusammenbauzeichnung), wobei der Querschnitt durch die Sonnenachse 6 gelegt ist. Die erste Trägerscheibe 3 und die zweite Trägerscheibe 5 weisen einen durch einen Gesamtabstandshalter 65 gebildeten Abstand auf, der sich aus der ersten Abdeckung 41 und der zweiten Abdeckung 43 zusammengesetzt ergibt. Die erste Abdeckung 41 schließt gegenüber der ersten Trägerscheibe 3 den ersten Zwischenraum 57 ein. Die zweite Abdeckung 43 schließt gegenüber der zweiten Trägerscheibe 5 den zweiten Zwischenraum 59 ein. In den zweiten Zwischenraum 59 hinein ragt das Adapterelement 31 mit dem ringförmigen Teil 37 sowie das an das ringförmige Teil 37 angesetzte wannenförmige Teil 39. Das wannenförmige Teil 39 bildet eine ringförmige Verbindung zwischen dem ringförmigen Teil 37 und der zweiten Abdeckung 43. Das Adapterelement 31 ist um die Sonnenachse 6 drehbar. Auch die zweite Trägerscheibe 5 ist um die Sonnenachse 6 drehbar. Beide Teile, Adapterelement 31 und Trägerscheibe 5 können jeweils entkoppelt voneinander einer ersten Drehbewegungsrichtung 33 und einer zweiten Drehbewegungsrichtung 35 folgen. Die Drehbewegungsrichtungen 33, 35 sind in der Schnittzeichnung von 7 jeweils durch ein Symbol für eine Bewegung aus der Zeichenebene heraus kenntlich gemacht.
• Wie außerdem in 7 zu sehen ist, ist Teil des Adapterelements 31 der Lagersitz 71, der durch die Lagersitzhülse 73 geschaffen ist. An dem Lagersitz 71 sitzen in drehbeweglicher Verbindung die durch die Abdeckung 41, 43 geschaffene Stützstruktur 89 für die Trägerscheiben 3, 5.
• 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Planetenträgers 1^I , der in prinzipieller Darstellung als Teil eines Planetengetriebes 100 dargestellt ist. Die einzelnen Planetenzahnräder, wie das Planetenzahnrad 102, sind über Planetenlagerelemente, wie das Planetenlagerelement 21, an den beiden Trägerscheiben 3^I , 5^I befestigt. Genauer gesagt, die Enden 27, 29 des Planetenlagerelements 21 sind in der Trägerscheiben 3^I , 5^I eingebracht. Findet ein Schrägversatz, z. B. durch eine Schrägstellung von Zahnrädern, statt, so werden die Torsionen 150, 152, die in den Trägerscheiben 3^I , 5^I auftreten können, kompensiert. Die Resultierende 154 der Torsion 150, 152 ist deutlich reduziert. Die Resultierende 154 muss nur noch über die Mittenausleitung 67^I auf ein weiterführendes Bauteil, wie das Differential 108 ausgeleitet werden. Für diese Ausleitung der Momente, die durch eine Schrägung entstehen, ist die Verbindungsnase 87 als weiterführende Verbindung vorgesehen.
• Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich auch untereinander in beliebiger Form verbinden.
• So ist es auch möglich, mit dem gleichen Konstruktionsprinzip bzw. nach der gleichen Konstruktionstechnik ein Doppel- oder sogar ein Mehrfachplanetengetriebe zu realisieren.
• Bezugszeichenliste

1, 1^I

Planetenträger

3, 3^I

erste Trägerscheibe

5, 5^I

zweite Trägerscheibe

6

Sonnenachse

7

erste äußere Abmessung

8

Durchmesser

9

zweite äußere Abmessung

11, 11^I, 11^II

Verbindungsöffnung

12, 12^I, 12^II

Verbindungsöffnung

13

Stützkragen

15

Kragenweite

17

Anschlagsnase

19

erste Zentralöffnung

20

zweite Zentralöffnung

21

erstes Planetenlagerelement, insbesondere erster Bolzen

23

zweites Planetenlagerelement, insbesondere zweiter Bolzen

28

erste Bolzeneinführöffnung

29

zweites Ende des Planetenlagerelements, insbesondere des Bolzens

30

zweite Bolzeneinführöffnung

31, 3^I, 31^II

Adapterelement

32

erster Mittendurchgriff

33

erste Drehbewegung

34

zweiter Mittendurchgriff

35

zweite Drehbewegung

37

ringförmiges Teil, insbesondere des Adapterelements

38

Außendurchmesser des Adapterelements, insbesondere des ringförmigen Teils

38^I

Wanneneinsatzöffnung

39, 39^I

wannenförmiges Teil, insbesondere des Adapterelements

40

Mitteneinsatzbereich

40^I

Adapterringeinsatzbereich

41

erste Abdeckung

43

zweite Abdeckung

45

erstes Bein der ersten Abdeckung

47

zweites Bein der ersten Abdeckung

49

drittes Bein der ersten Abdeckung

51

erstes Bein der zweiten Abdeckung

53

zweites Bein der zweiten Abdeckung

55

drittes Bein der zweiten Abdeckung

57

erster Zwischenraum, insbesondere des Planetengetriebes

59

zweiter Zwischenraum, insbesondere des Planetengetriebes

61

erster Abstandshalter

63

zweiter Abstandshalter

65

Gesamtabstandshalter

67, 67^I

erste Mittenausleitung

69

zweite Mittenausleitung

71

Lagersitz

73

Lagersitzhülse

75, 75^I

Passungskranz, insbesondere des Lagersitzes

77

erste Verbindungsnase

78

erste Anschlussnase

79

zweite Verbindungsnase

80

zweite Anschlussnase

81

dritte Verbindungsnase

82

dritte Anschlussnase

83

vierte Verbindungsnase

84

erste Anschlussöffnung

85

fünfte Verbindungsnase

86

zweite Anschlussöffnung

87

sechste Verbindungsnase

89

Stützstruktur

100

Planetengetriebe

102

erstes Planetenzahnrad, insbesondere Stufenplanetenzahnrad

108

Differential

150

erste Torsion

152

zweite Torsion

154

Resultierende der Torsionen

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• 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.
• Zitierte Patentliteratur
• FR 2568652 A1 [0007, 0008]
• DE 102011101073 A1 [0008]
• US 8647229 B2 [0010, 0011]
• DE 112005001867 B4 [0012]
• EP 2072863 B1 [0013]
• CN 107061637 A [0014]

Claims (10)

1. Planetenträger für ein mehrstufiges, insbesondere mit Stufenplanetenrädern ausgestattetes, Planetengetriebe, der eine erste Trägerscheibe und eine zweite Trägerscheibe, insbesondere in ihren äußeren Abmessungen identische Trägerscheiben, umfasst, die jede für sich einen Teil eines Planetenlagerelements, wie einen Bolzen, z. B. jeweils ein Ende des Bolzens, trägt, wobei vorzugsweise mehrere Planetenlagerelemente vorhanden sind, von denen jedes für sich ein Stufenplanetenrad hält, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einer der beiden Trägerscheiben ein, insbesondere drehbeweglich, entkoppeltes Adapterelement vorhanden ist, über das insbesondere abtriebsseitig ein Torsionsmoment ausgeleitet werden kann.
2. Planetenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement eine scheibenartige, insbesondere ringförmige, vorzugsweise mittig wannenartig ausgestaltete, Platte ist, die vorzugsweise für eine Anbringung an einem weiteren Getriebeteil gestaltet ist.
3. Planetenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der zwei Trägerscheiben, vorzugsweise beiden Trägerscheiben, eine Abdeckung hat, die insbesondere als Dreibein ausgestaltet, einen Zwischenraum für Zahnräder des Planetengetriebes schaffen.
4. Planetenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheiben durch zwischen sie angeordnete Abstandshalter Ebenen schaffen, in denen eine Planetenzahnradebene anordenbar ist.
5. Planetenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trägerscheibe und die zweite Trägerscheibe je eine Abdeckung aufweisen, also eine erste Abdeckung und eine zweite Abdeckung vorhanden sind, und dass durch jede Abdeckung ein Abstandshalter geschaffen ist, vorzugsweise derart, dass sich beide Abstandshalter zu einem Gesamtabstand ergänzen.
6. Planetenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger Teil eines Planetengetriebes, insbesondere eines Stufenplanetengetriebes, ist, und dass ein Lagersitz, insbesondere in Gestalt einer Lagersitzhülse, schlüssig, wie form- und/oder kraftschlüssig, eine Verbindung zwischen dem Adapterelement und einem mittleren Bereich in einem Getrieberaum des Planetengetriebes, insbesondere zwischen den Planeten, bildet.
7. Planetenträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz ein drehmomentableitendes Zwischenglied zwischen der Abdeckung und dem Adapterelement, insbesondere einem Adapterblech, ist.
8. Planetenträger nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung und eine Trägerscheibe derart verbunden sind, sodass sie einen zwischen sich aufspannenden Hohlraum, insbesondere für die Aufnahme von Zahnrädern des Planentengetriebes, bilden.
9. Planetenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Teile Trägerscheiben, Adapterelement und Abdeckungen ein, insbesondere tiefgezogenes und/oder gestanztes, Blechteil ist.
10. Methode zur Ausleitung und/oder Verhinderung von Torsionen in einem Planetengetriebe mittels dessen Planetenträgers, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wodurch die Schrägstellung an übersetzenden Elementen wie Planeten reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Torsion in dem Planetengetriebe über eine, vorzugsweise zusätzlich vorhandene, Stützstruktur, insbesondere wenigstens eine Abdeckung umfassend, auf ein parallel zum Planetenträger angeordnetes Ausleitelement, wie ein Adapterblech, ausgeleitet wird.

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