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Die Erfindung betrifft einen Planetenträger für ein Planetengetriebe sowie ein Planetengetriebe mit einem solchen Planetenträger gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Bei Getrieben kommt es durch systeminterne Schwingungsanregungen und durch externe Schwingungsanregungen und die Übertragung von Körperschall zu Geräuschen. Eine Hauptgeräuschquelle sind unter Last abrollende Zahnflanken von in Eingriff stehenden Zahnrädern, da es aufgrund von den beim Abrollen auftretenden Kräften und Momenten zu Schwingungsanregungen kommt, welche als Getrieberasseln oder Getriebeheulen wahrgenommen werden. Daneben können auch an anderen Stellen des Getriebes, beispielsweise durch Abrollgeräusche der Wälzlager, Schaltsysteme, Losteilrasseln oder ähnliches Geräusche entstehen. Diese in dem Getriebe erzeugten Geräusche werden als Körperschall über Zahnräder, Getriebewellen und Lager auf das Getriebegehäuse übertragen und von dort als Luftschall an die Umgebung abgegeben oder in Form von Körperschall auf die Struktur einer das Getriebe umfassenden Maschine, insbesondere auf eine Fahrzeugstruktur eines Kraftfahrzeuges, weitergeleitet und sind unerwünscht.
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Um die Geräuschentwicklung in einem Planetengetriebe zu reduzieren, können Maßnahmen ergriffen werden, um die Schwingungsanregung zu minimieren, welche als Primärmaßnahmen bezeichnet werden. Ferner können Sekundärmaßnahmen ergriffen werden, um die Übertragung von Schallwellen auf das Getriebegehäuse oder ein Abstrahlen von Schallwellen von dem Getriebegehäuse des Planetengetriebes zu reduzieren. Zu den Primärmaßnahmen zählen beispielsweise den Steifigkeitsverlauf der Zahnflanken sowie die Abweichungen zwischen den Zahnflanken zu optimieren. Dies führt jedoch in der Regel zu einer deutlichen Erhöhung der Fertigungskosten, da diese Maßnahmen mit geringeren Fertigungstoleranzen und damit verbundenen höheren Bearbeitungszeiten der Bauteile einhergehen. Zudem können diese Maßnahmen nicht in allen Lastfällen zur Geräuschminimierung beitragen, sodass diese Primärmaßnahmen in der Regel nicht als alleinige Maßnahmen zur Geräuschreduzierung geeignet sind.
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Zu den Sekundärmaßnahmen, mit denen die Übertragung von Schallwellen auf das Getriebegehäuse und die Abstrahlung der Schallwellen minimiert werden sollen, zählen verschiedene Arten von Dämmungs- und Dämpfungsmaßnahmen sowie Maßnahmen, die auf eine Veränderung des Eigenschwingverhaltens der maßgeblich an der Körperschallentwicklung und Körperschallleitung beteiligten Komponenten abzielen.
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Aus der
DE 197 01 178 A1 ist ein Lagerring für ein Wälzlager bekannt, wobei der Lagerring als geteilter Lagerring mit einer inneren und einer äußeren Lagerschale ausgeführt ist, welche mit einem radialen Abstand zueinander angeordnet sind. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Lagerschalen ist ein, die beiden Lagerschalen drehfest verbindendes Element in Form eines Drahtgestricks vorgesehen, welches eine Schwingungsübertragung zwischen dem inneren Lagerring und dem äußeren Lagerring reduzieren soll, in dem die Schwingungen durch das Drahtgestrick gedämpft werden.
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Aus der
DE 10 2005 007 986 A1 ist ein Gewindering zur Schallisolierung von Lagerstellen bekannt, wobei an dem Gewindering eine Geräuschdämpfungseinrichtung zur Schallisolierung der Lagerstelle angeordnet ist. Die Geräuschdämpfungseinrichtung umfasst einen Metallring, auf dessen Außen- und/oder Innenseite ein Gewindeabschnitt mit einem vorbestimmten Gewindegang ausgebildet ist. Dabei ist der Metallring zwischen dem Außenring und einer Fixiereinrichtung des Lagerelements eingeklemmt.
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Aus der
DE 10 2009 000 566 A1 ist ein schwingungsdämpfendes Lager zur Befestigung eines Gehäuses in einem Kraftfahrzeug bekannt, welches eine erste Lagerschale und eine zweite Lagerschale aufweist, wobei an den Lagerschalen ein Dämpfungselement vorgesehen ist, welches einen Impedanzsprung zwischen der ersten Lagerschale und der zweiten Lagerschale ermöglicht.
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Aus der
DE 10 2014 118 553 A1 ist ein Wälzlager für ein Fahrzeuggetriebe bekannt, welches einen Innenring, einen Außenring und mehrere zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Wälzkörper aufweist. Das Wälzlager weist ferner eine aus einem schwingungsdämpfenden Material bestehende Dämpfungsschicht auf, die so in dem Außenring und/oder dem Innenring und/oder an einem das Wälzlager an seinem Außenumfang umgebenden Adapterring angeordnet ist, dass der Außenring und/oder der Innenring und/oder der Adapterring durch die Dämpfungsschicht in zwei voneinander unabhängige Teile geteilt ist.
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Aus der
DE 10 2015 201 873 A1 ist ein Zahnrad für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, wobei das Zahnrad aus einem Sintermetall hergestellt ist und neben der Porosität des Sintermaterial zumindest ein weiteres Schallminderungsmittel, beispielsweise eine schalloptimierte Geometrie des Zahnrades oder eine schwingungsdämpfende Beschichtung aufweist.
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Aus der
DE 10 2015 205 460 A1 ist ein Planetenträger für ein Planetengetriebe bekannt, wobei der Planetenträger ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, wobei das erste Element mit einer Nabe und das zweite Element mit zumindest einem Zapfen verbunden ist, mittels welchem jeweils ein Planetenrad drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein Dämpfungselement angeordnet ist.
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Nachteilig an solchen Dämpfungssystemen ist jedoch, dass sie stets zwischen zwei Körpern eingeklemmt sind und die Schwingen unmittelbar in Wärme umgesetzt werden. Dabei wird die Steifigkeit durch das eingespannte Dämpfungselement herabgesetzt, wodurch die Gefahr von Funktionsstörungen des Planetengetriebes zunimmt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Planetengetriebe die Geräuschentwicklung auf alternative Art und Weise zu reduzieren und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Planetenträger zur Aufnahme von Planetenrädern eines Planetengetriebes gelöst, wobei an dem Planetenträger ein Schwingungstilger angeordnet ist. Als ein Schwingungstilger ist in diesem Zusammenhang eine besondere Art von Schwingungsdämpfer zu verstehen. Während ein Dämpfungselement zwischen zwei Objekten befestigt ist und die Schwingungsenergie aufnimmt und diese durch Dissipation in Wärme umwandelt, ist ein Schwingungstilger nur einseitig an dem Objekt befestigt, dessen Schwingungen getilgt werden sollen und kann im Wesentlichen frei schwingen. Die Eigenfrequenz oder die Eigenfrequenzen des Schwingungstilgers werden dabei auf die zu eliminierende Resonanzfrequenz oder einen Frequenzbereich des Objektes abgestimmt, dessen Schwingungen reduziert (getilgt) werden sollen. Bei dieser Frequenz führt das Objekt, in diesem Fall der Planetenträger, nur noch geringe Bewegungen aus. Alternativ kann der Schwingungstilger auch auf einen Frequenzbereich abgestimmt werden, in welche man eine Schwingungsreduzierung an dem Planetenträger durchführen möchte. Die Masse des Schwingungstilgers kann dabei zusammen mit einer eigenen Feder des Schwingungstilgers ein separates, schwingungsfähiges System bilden, dessen Eigenfrequenz auf die zu eliminierende Schwingfrequenz eingestellt wird. Bei dieser Frequenz kann der Schwingungstilger große Auslenkungen ausführen, welche zu großen Kräften an dem Ansatzpunkt des Schwingungstilgers führen. Der Schwingungstilger entzieht bei dieser Frequenz dem Planetenträger des Planetengetriebes Schwingungsenergie für seine eigene Schwingungsbewegung.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Planetenträgers sowie eines Planentengetriebes mit einem solchen Planetenträger möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwingungstilger an einer Stirnfläche oder einer Mantelfläche des Planetenträgers angeordnet ist. Die Anordnung des Schwingungstilgers ist besonders dort sinnvoll, wo schwingungsfähige Flächen des Planetenträgers zu Schwingungen angeregt werden können und dadurch Schallwellen übertragen. Daher ist es besonders günstig, den Schwingungstilger unmittelbar an einer solchen schwingungsfähigen Fläche anzuordnen, um die Schwingungen dort zu tilgen, wo sie entstehen. Die Mantelflächen eines Planetenträgers sind in der Regel großflächig ausgebildet und können daher entsprechend energiereiche Schwingungen aufweisen, welche als Schallwellen an die Umgebung emittiert werden. Dabei wird bei der Gestaltung des Planetenträgers darauf geachtet, durch entsprechende Formgebung, insbesondere durch Versteifungsrippen, die Steifigkeit des Planetenträgers zu erhöhen und damit die Schwingungsneigung zu reduzieren. Durch einen an der Mantelfläche angeordneten Schwingungstilger können die energiereichen Schwingungen der großflächigen Mantelflächen entsprechend getilgt werden, sodass weniger Körperschall von dem Planetenträger an ein Getriebegehäuse des Planetengetriebes übertragen und von dort an die Umwelt abgestrahlt wird. Dadurch können die Getriebegeräusche des Planetengetriebes reduziert werden. Ferner ist durch die Anordnung des Schwingungstilgers an eine Mantelfläche des Planetenträgers eine besonders einfache Montage des Schwingungstilgers an dem Planetenträger möglich. Dabei kann der vorhandene Bauraum optimal genutzt werden, sodass das Planetengetriebe nicht mehr Bauraum benötigt als ein Planetengetriebe ohne Schwingungstilger. Vorteilhaft ist dabei, dass die Steifigkeit der Lagerung einer Getriebewelle des Planetengetriebes durch den Schwingungstilger nicht durch ein weiches Dämpfungselement beeinflusst wird und somit das dynamische Tragbild der Planetenräder unverändert bleibt.
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Bevorzugt ist dabei, wenn der Schwingungstilger mit der Mantelfläche oder der Stirnfläche stoffschlüssig verbunden ist. Dabei ist der Schwingungstilger vorzugsweise mit der Mantelfläche des Planetenträgers verklebt. Durch eine Klebverbindung ist eine besonders einfache, schnelle und kostengünstige Fixierung des Schwingungstilgers an dem Planetenträger möglich. Alternativ kann der Schwingungstilger auch durch eine einfache Schraubverbindung an dem Planetenträger des Planetengetriebes fixiert werden. Ferner kann der Schwingungstilger mittels eines 3D-Druckverfahrens an dem Planetenträger des Planetengetriebes ausgebildet werden. Alternativ ist auch eine andere stoffschlüssige, formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schwingungstilger und der Mantelfläche oder der Stirnfläche des Planetenträgers möglich.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Schwingungstilger an einer Mantelfläche des Planetenträgers befestigt ist, wobei der Schwingungstilger in radialer Richtung über den Planetenträger vorsteht. Da in diesen radialen Randbereichen die höchsten Schwingungen des Planetenträgers zu erwarten sind, ist es vorteilhaft, wenn die Schwingungen in diesem Bereich getilgt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Schwingungstilger mindestens ein schwingfähiges Element auf, welches durch die in dem Planetengetriebe auftretenden Kräfte in Schwingungen versetzt werden kann. Dabei erfolgt eine Anregung insbesondere durch die Kräfte und Schwingungen, die beim Abrollen einer Zahnflanke eines Planetenrads auf der Zahnflanke des Hohlrads oder Sonnenrads entstehen. Da diese Kräfte im Wesentlichen die Ursache für Getriebegeräusche wie ein Getriebepfeifen oder ein Getriebeheulen sind, kann ein Tilgen dieser Schwingungen durch ein schwingfähiges Element des Schwingungstilgers wesentlich dazu beitragen, die Getriebegeräusche des Planetengetriebes zu reduzieren. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Schwingungstilger mehrere in radialer Richtung nach außen wegstehende schwingfähige Elemente aufweist, wobei in den Lücken bzw. Hohlräumen zwischen den schwingfähigen Elementen Dämpfungselemente angeordnet sind. Wird an dem Planetenträger ein Schwingungstilger mit einer Feder und einer Dämpfung angebracht, so kann bei geeigneter Auslegung der Parameter das ursprüngliche Maximum der Auslenkung, d.h. die Resonanz, stark vermindert (getilgt) werden. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers mit ihrer Tilgerfeder wird auf die zu eliminierende Frequenz eingestellt. Dabei kann der Schwingungstilger ebenfalls große Amplituden mit erheblichen Kräften an dem Ansatzpunkt des schwingfähigen Elements aufweisen. Durch diese Schwingungen kann dem Hauptsystem, d.h. dem Planetenträger, entsprechend Energie entzogen werden, wodurch die Schwingungen des Planetenträgers reduziert werden. Durch die Dämpfungselemente zwischen den schwingfähigen Elementen können die Schwingungen der schwingfähigen Elemente gedämpft werden, sodass die Kräfte an dem Ansatzpunkt reduziert werden. Dadurch können die Schwingungen der schwingfähigen Elemente nach einer Anregung durch den Planetenträger relativ schnell reduziert werden, wodurch Sekundärgeräusche und hohe Bauteilbelastungen vermieden werden.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die schwingfähigen Elemente in radialer Richtung über die Dämpfungselemente vorstehen oder bündig mit diesen Dämpfungselementen abschließen. Dadurch kann der vorhandene Bauraum optimal genutzt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Dämpfungselemente durch ein Vorstehen über die Stirnseiten der schwingfähigen Elemente beschädigt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwingungstilger mehrere unterschiedliche schwingfähige Elemente aufweist, welche verschiedene Schwingungen mit unterschiedlichen Schwingungsamplituden und/oder unterschiedlichen Anregungsorten tilgen können. Dies kann in der einfachsten Umsetzung durch unterschiedlich lange oder unterschiedlich dicke Biegebalken erfolgen, welche eine unterschiedliche Biegesteifigkeit aufweisen und dabei durch unterschiedliche Frequenzen zum Schwingen angeregt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwingungstilger eine Mehrzahl von schwingfähigen Elementen aufweist, welche hintereinander auf einen Träger aufgesteckt sind. Dadurch ist eine besonders einfache Montage möglich, da eine Vielzahl von schwingfähigen Elementen auf dem Träger angeordnet werden können. Dabei können sich die schwingfähigen Elemente in der Geometrie und/oder in dem verwendeten Werkstoff unterscheiden, sodass unterschiedliche Frequenzen getilgt werden können. Insbesondere lassen sich durch solche Träger größere Abschnitte des Planetenträgers ummanteln, sodass dem Planetenträger durch den Schwingungstilger große Energiemengen an Schwingungsenergie entzogen werden können. Der Träger kann in vorteilhafter Weise von einem Elastomermaterial ummantelt sein, um eine Dämpfung für die schwingfähigen Elemente des Schwingungstilgers auszubilden.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Träger in seiner Kontur an die Mantelfläche des Planetenträgers angepasst ist. Durch eine Anordnung des Trägers an der Mantelfläche ist ein besonders einfaches Übertragen der Schwingungen von dem Planetenträger auf den Schwingungstilger möglich, sodass dieser entsprechend leicht angeregt werden kann und somit zur Tilgung der Schwingungen beitragen kann. Zudem ist dadurch eine sehr bauraumschonende Ausgestaltung des Schwingungstilgers möglich, sodass sich die Baugröße des Planetengetriebes nicht oder nur geringfügig ändert.
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Alternativ kann der Schwingungstilger auch als Schale oder als Band ausgebildet sein, welches mit einfachen Befestigungsmitteln, insbesondere mittels Schrauben, an dem Planetenträger des Planetengetriebes fixiert wird. Dadurch ist ebenfalls eine einfache und schnelle Montage des Schwingungstilgers an dem Getriebegehäuse möglich.
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In einer weiteren Verbesserung des Planetenträgers ist vorgesehen, dass der Schwingungstilger eine Mehrzahl von schwingfähigen Elementen aufweist, wobei zwischen den schwingfähigen Elementen Abstandshalter angeordnet sind. Durch Abstandshalter wird ein Kontakt der einzelnen schwingfähigen Elemente miteinander vermieden, sodass ein Zusammentreffen der schwingfähigen Elemente und eine daraus resultierende Lärmbelästigung oder Beschädigung vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwingungstilger einen Befestigungsträger umfasst, welcher mittels eines Befestigungselements, insbesondere mittels einer Schraube, reversibel lösbar an dem Planetenträger befestigbar ist. Durch einen Befestigungsträger ist eine einfache Montage des Schwingungstilgers an dem Planetenträger möglich. Insbesondere kann die Montage von einer Stirnfläche aus erfolgen, wodurch sich eine einfache Zugänglichkeit für die Befestigungselemente und eine entsprechend einfache Montage ergibt.
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Erfindungsgemäß wird ein Planetengetriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad sowie einem Planetenträger vorgeschlagen, wobei der Planetenträger mindestens ein um das Sonnenrad umlaufendes Planetenrad trägt, wobei an dem Planetenträger ein Schwingungstilger angeordnet ist. Dabei können die im Planetengetriebe auftretenden Geräusche, insbesondere die Geräusche beim Abrollen der Zahnflanken der Getriebezahnräder getilgt werden, sodass nur ein deutlich verringerter Körperschall von dem Planetenträger auf das Getriebegehäuse übertragen und an die Umgebung abgegeben wird. Somit können die Getriebegeräusche des Planetengetriebes insgesamt minimiert werden.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes, wobei an dem Planetenträger ein Schwingungstilger angeordnet ist;
- 2 einen erfindungsgemäßen Planetenträger mit einem Schwingungstilger in einer dreidimensionalen Darstellung;
- 3 einen erfindungsgemäßen Planetenträger mit einem Schwingungstilger in einer Seitenansicht sowie den Schwingungstilger in einer Detailansicht; und
- 4 das Schwingverhalten eines Planetenträgers mit und ohne Schwingungstilger, wobei das ursprüngliche Maximum der Auslenkungen (Resonanz) stark vermindert (getilgt) wird und die Eigenfrequenz entsprechend verschoben wird.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1 dargestellt. Das Planetengetriebe 1 umfasst eine erste Getriebewelle 2, welche als Eingangswelle ausgeführt ist und ein Sonnenrad 3 trägt. Das Planetengetriebe 1 umfasst ferner ein Hohlrad 5, welches drehfest mit einem Getriebegehäuse 8 verbunden ist. Das Planetengetriebe 1 umfasst ferner eine zweite Getriebewelle 29, welche drehfest mit einem Planetenträger 6 verbunden ist und als Ausgangswelle dient. Der Planetenträger 6 trägt eine Mehrzahl von Planetenrädern 4, 24, 25, welche sowohl mit dem Sonnenrad 3 als auch mit dem Hohlrad 5 in Eingriff stehen und drehbar auf dem Planetenträger 6 gelagert sind. Die erste Getriebewelle 2 ist durch ein Wälzlager 7 in dem Getriebegehäuse 8 des Planetengetriebes 1 drehbar gelagert. Das Wälzlager 7 ist vorzugsweise als Kugellager, Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager ausgebildet. Das Sonnenrad 3 steht mit den Planetenrädern 4, 24, 25 in Eingriff, welche über den Planetenträger 6 mit der zweiten Getriebewelle 29 verbunden sind. Dabei steht eine Verzahnung 26 an der Stirnseite des Sonnenrads 3 mit einer Verzahnung 27 an der Stirnseite 27 des jeweiligen Planetenrads 4, 24, 25 in Eingriff. Die zweite Getriebewelle 3 ist durch ein zweites Wälzlager 30 ebenfalls drehbar in dem Getriebegehäuse 8 des Planetengetriebes 1 gelagert. Das Hohlrad 5 weist eine Verzahnung 31 auf, welche ebenfalls mit den Verzahnungen 27 an den Stirnseiten der Planetenräder 6 in Eingriff steht. Dabei ist das Hohlrad 5 drehfest mit dem Getriebegehäuse 8 verbunden, sodass die Planetenräder 4, 24, 25 an dem Hohlrad 5 abrollen können. An dem Planetenträger 6 ist zumindest ein Schwingungstilger 9 vorgesehen, mit welchem die Schwingungen des Planetenträgers 6 getilgt und somit effektiv reduziert werden. Dabei ist der Schwingungstilger 9 vorzugsweise an einer Mantelfläche 23 oder einer Stirnfläche 22 des Planetenträgers 6 angeordnet.
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Durch das Abrollen der Verzahnung 27 der Planetenräder 4, 24, 25 an der Verzahnung 26 des Sonnenrads 3 werden Schwingungen erzeugt, welche über die Planetenräder 4, 24, 25 die Getriebewellen 2, 29 und die Wälzlager 7, 30 sowie durch das Abrollen der Planetenräder 4, 24, 25 auf dem drehfest mit dem Getriebegehäuse 8 verbundenen Hohlrad 5 auf das Getriebegehäuse 8 übertragen werden. Dabei wird das Getriebegehäuse 8 selbst angeregt. Der Körperschall wird von dem Getriebegehäuse 8 auf die mit dem Getriebegehäuse 8 verbundenen Maschinenkomponenten, insbesondere das Chassis eines Kraftfahrzeuges übertragen und als Schallwellen von dem Getriebegehäuse 8 abgestrahlt. Ferner wird der Planetenträger 6 zu Schwingungen angeregt, welche ebenfalls zur Geräuschentwicklung führen können. Diese Schwingungen des Planetenträgers 6 können durch den Schwingungstilger 9 effektiv reduziert werden. Somit können die Getriebegeräusche des Planetengetriebes 1 insgesamt reduziert werden.
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Wo der Schwingungstilger 9 an dem Planententräger 6 des Planetengetriebes 1 angeordnet ist, hängt von dem Geräuschproblem ab, welches durch den Schwingungstilger 9 gelöst werden soll. Der Weg, welchen der Körperschall im Planetengetriebe nimmt, hängt davon ab, wo die Anregung im Planetengetriebe entsteht. Im Fall der Verzahnung ist es zwischen dem aktiven Radsatz, also zwischen dem angetriebenen Sonnenrad 3 und den Planetenrädern 4, 24, 25. Durch eine messtechnische oder simulative Untersuchung kann herausgefunden werden, wo der Schwingungstilger 9 am sinnvollsten zu platzieren ist. Der Schwingungstilger 9 soll dann so ausgerichtet und ausgelegt werden, dass er die maximale Schwingungsenergie aufnehmen kann.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßer Planetenträger 6 mit einem Schwingungstilger 9 für ein solches Planetengetriebe 1 dargestellt. Der Schwingungstilger 9 umfasst eine Mehrzahl von schwingfähigen Elementen 10, 11, 12, 13, 14, welche hintereinander auf einen Träger 28 aufgesteckt werden. Die schwingfähigen Elemente 10, 11, 12, 13, 14 weisen am Umfang verteilte Laschen 16 auf, welche in axialer Richtung frei schwingen können. Dabei ist der Schwingungstilger 9 an einer Mantelfläche 23 des Planetenträgers 6 angeordnet. Der Schwingungstilger 9 ist über einen Befestigungsträger 20 und Befestigungsschrauben 21, welche in eine Stirnfläche 22 des Planetenträgers 6 eingeschraubt werden, mit dem Planetenträger 6 verbunden. Alternativ kann der Schwingungstilger 9 auch an der Stirnfläche 22 des Planetenträgers 6 angeordnet und insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch ein Verkleben, mit dem Planetenträger 6 verbunden sein.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßer Planetenträger 6 mit einem Schwingungstilger 9 für ein solches Planetengetriebe 1 in einer weiteren Darstellung gezeigt. Der Schwingungstilger 9 umfasst einen Träger 28, auf welchen hintereinander mehrere schwingfähige Elemente 10, 11, 12, 13, 14 in Form von Tilgerblechen 15 aufgesteckt sind. Die Tilgerbleche 15 weisen am Umfang verteilte Laschen 16 auf, welche in axialer Richtung frei schwingen können. Der Schwingungstilger 9 selbst ist so aufgebaut, dass zwischen den einzelnen Tilgerblechen 15 Abstandshalter 17 angeordnet sind, damit die Laschen 16 frei schwingen können und sich nicht gegenseitig berühren. Die einzelnen Tilgerbleche 15 und Abstandhalter 17 sind an einem Befestigungsträger 20 fixiert. Diese Fixierung kann beispielsweise über Niete oder andere Befestigungsmittel erfolgen. Über diese Anordnung können beliebig viele Tilgerbleche 15 angebunden werden, um die notwendige Tilgermasse zu erzielen. Der Schwingungstilger 9 kann dann mittels einer Schraubverbindung über Befestigungsschrauben 21 an dem Planetenträger 6 angebunden werden. Dabei werden die Befestigungsschrauben bevorzugt in eine Stirnfläche 22 des Planetenträgers 6 eingebracht, um das freie Schwingen der schwingfähigen Elemente 10, 11, 12, 13, 14 an der Mantelfläche 22 des Planetenträgers 6 zu ermöglichen und nicht zu stören.
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In 4 ist die Wirkungsweise eines Schwingungstilgers 9 an einem einfachen Ausführungsbeispiel dargestellt. Lenkt man die Masse eines schwingfähigen Elements 10, 11, 12, 13, 14 des Schwingungstilgers 9 aus, so ergibt sich die in 4 dargestellt Resonanzkurve. Dabei ist die Amplitude A des Planetenträgers 6 über dem Frequenzverhältnis von Schwingungsfrequenz f des Planetenträgers 6 zur Resonanzfrequenz fo des Planetenträgers 6 dargestellt. Dabei ist in der ersten, als durchgezogene Linie gezeichneten, Kurve das Schwingverhalten des Planetenträgers 6 ohne einen Schwingungstilger 9 dargestellt. In der zweiten, als gestrichelte Linie gezeichneten Kurve ist das Schwingungsverhalten des Planetenträgers 6 mit einem Schwingungstilger 9 dargestellt, welcher auf die Resonanzfrequenz des Planetenträgers 6 abgestimmt ist. Dabei kann der Schwingungstilger 9 das ursprüngliche Maximum der Schwingung des Planetenträgers 6 (Resonanzfrequenz in der mit durchgezogener Linie gezeichneten Kurve) stark vermindern. Die Eigenfrequenz der schwingfähigen Elemente10, 11, 12, 13, 14 des Schwingungstilgers 9 führt jedoch dazu, dass zwei neue Eigenfrequenzen kleinerer Amplitude oberhalb und unterhalb der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 9 entstehen. Diese Eigenfrequenzen entstehen aus einer Kombination des Planetenträgers 6 und des Schwingungstilgers 9 und zwar aus der gleichphasigen und der gegenphasigen Schwingung von dem Planetenträger 6 und dem Schwingungstilger 9. Bei diesen Frequenzen ergibt sich prinzipbedingt eine Verstärkung der Schwingungen des Planetenträgers 6. Diese kann man wiederum durch eine zusätzliche Dämpfung verkleinern, soweit dies konstruktionsbedingt gewünscht ist. Insgesamt lässt sich festhalten, dass durch einen Schwingungstilger 9 an dem Planetenträger 6 die Schwingungen des Planetenträgers 6 effektiv gedämpft werden können. Somit kann die Übertragung von Körperschall, insbesondere durch die Verzahnungen 25, 26 der Planetenräder 4, 24, 25 angeregtem Körperschall, auf den Planetenträger 6 und weiter auf ein Getriebegehäuse 8 des Planetengetriebe 1 vermindert werden. Somit kann bei Verwendung eines solchen Planetengetriebes 1 als Kraftfahrzeuggetriebe in einem Kraftfahrzeug die Lärmbelästigung für den Fahrer, die Passagiere sowie die Umwelt verringert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Getriebewelle
- 3
- Sonnenrad
- 4
- Planetenrad
- 5
- Hohlrad
- 6
- Planetenträger
- 7
- Wälzlager
- 8
- Getriebegehäuse
- 9
- Schwingungstilger
- 10
- schwingfähiges Element
- 11
- schwingfähiges Element
- 12
- schwingfähiges Element
- 13
- schwingfähiges Element
- 14
- schwingfähiges Element
- 15
- Tilgerblech
- 16
- Lasche
- 17
- Abstandshalter
- 18
- Befestigungselement
- 19
- Verbindungsniet
- 20
- Befestigungsträger
- 21
- Befestigungsschraube
- 22
- Stirnfläche
- 23
- Mantelfläche
- 24
- Planetenrad
- 25
- Planetenrad
- 26
- Verzahnung
- 27
- Verzahnung
- 28
- Träger
- 29
- Getriebewelle
- A
- Amplitude
- f
- Schwingungsfrequenz des Planetenträgers
- fo
- Resonanzfrequenz des Planetenträgers
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19701178 A1 [0005]
- DE 102005007986 A1 [0006]
- DE 102009000566 A1 [0007]
- DE 102014118553 A1 [0008]
- DE 102015201873 A1 [0009]
- DE 102015205460 A1 [0010]
