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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnraddifferentialgetriebe mit einem Umlaufgehäuse, einem ersten Sonnenrad, einem zweiten Sonnenrad und einer Koppelplanetenanordnung mit ersten und zweiten Koppelplaneten, wobei die ersten Koppelplaneten radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen, die zweiten Koppelplaneten radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen, und die ersten Koppelplaneten und die zweiten Koppelplaneten in einem axialen Zwischenbereich zwischen den beiden Sonnenrädern miteinander in Eingriff stehen und damit die beiden Sonnenräder zueinander gegensinnig drehbar koppeln. Die Achsen der Koppelplaneten sind parallel zu einer Umlaufachse des Umlaufgehäuses ausgerichtet. Die beiden Sonnenräder sind zu dieser Umlaufachse gleichachsig in dem Umlaufgehäuse drehbar angeordnet.
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Aus GB 1898 / 4 053 A ist eine frühe Bauform eines Stirnraddifferentialgetriebes der oben genannten Art bekannt. Das Umlaufgehäuse dieses Stirnraddifferentialgetriebes setzt sich aus einem Topfgehäuse mit einem integralen Kettenrad sowie einem Trägerdeckel zusammen. Der Trägerdeckel ist axial an das Topfgehäuse angesetzt. Die im Innenbereich des Umlaufgehäuses aufgenommene Koppelplanetenanordnung umfasst ein einziges Paar von Koppelplaneten, die jeweils auf einem Bolzen gelagert sind. Der jeweilige Bolzen durchquert den Innenbereich des Umlaufgehäuses und sitzt mit seinen Endabschnitten beidseitig in Bohrungen, die in dem Trägerdeckel und dem Topfgehäuse ausgebildet sind.
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Aus
US 3 706 239 A ist ebenfalls ein Stirnraddifferentialgetriebe der oben genannten Art bekannt. Das Umlaufgehäuse setzt sich bei diesem bekannten Getriebe aus zwei axial aneinander gefügten Gehäuseteilen zusammen, in welchen die Sonnenräder und die Koppelplaneten gelagert sind. Das Umlaufgehäuse bildet einen Flanschabschnitt an welchen ein ringartiges Antriebszahnrad angesetzt ist. Die Lagerung der Koppelplaneten in dem Umlaufgehäuse wird im Wege einer Kopfkreislagerung bewerkstelligt. Hierbei laufen die Kopfkreisflächen der Koppelplaneten an der jeweiligen Innenwandung von zylindrischen Bohrungen an, die in dem Umlaufgehäuse ausgebildet und hierbei parallel zur Umlaufachse des Umlaufgehäuses ausgerichtet sind.
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Aus
US 827 095 A ist ein weiteres Stirnraddifferentialgetriebe der oben genannten Art bekannt. Die Koppelplanetenanordnung umfasst dort mehrere Koppelplanetenpaare. Die Koppelplaneten sind dort auf Bolzen drehbar gelagert, die in dem Umlaufgehäuse verankert sind.
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Aus
DE 10 2014 206 528 A1 ist ein Stirnraddifferentialgetriebe bekannt, bei welchem die wechselweise miteinander in Eingriff stehenden ersten und zweiten Koppelplaneten der Koppelplanetenanordnung einen Planetenradkranz bilden, welcher die Sonnenräder umsäumt. Die Planetenräder der Koppelplanetenanordnung sitzen in zylindrischen Bohrungen, deren Längsachsen zur Umlaufachse des Planetenträgers parallel ausgerichtet sind. Diese Bohrungen bilden Taschen, die von zylindrischen Wandungsabschnitten begrenzt sind und vom Bahnraum der Verzahnung des jeweiligen Sonnenrades erfasst werden. Diese zylindrischen Wandungsabschnitte der Taschen fungieren als Lagerflächen an welchen die Kopfkreisflächen der Koppelplaneten anlaufen, sodass die Koppelplaneten radial abgestützt und drehbar gelagert sind.
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Aus
DE 10 2013 202 088 A1 ist ein weiteres Stirnraddifferentialgetriebe bekannt, bei welchem abweichend von den oben beschriebenen Bauformen der gegenseitige Zahneingriff der Koppelplaneten in der Verzahnungsebene eines der beiden Sonnenräder erfolgt. Die Sonnenräder weisen unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser auf. Die Koppelplaneten sind axial durchbohrt und über Nadellager auf Bolzen gelagert, die im Bereich ihrer axialen Endabschnitte im Umlaufgehäuse verankert sind.
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Aus der
DE 39 06 650 A1 ist ein ist Stirnraddifferentialgetriebe mit zwei Sätzen Koppelplaneten und zwei Sonnenrädern bekannt. Die Koppelplaneten des einen Satzes stehen mit einem der Sonnenräder in Zahneingriff und die Koppelplaneten des anderen Satzes mit mit dem anderen Sonnenrad. Außerdem ist jeweils jeder Koppelplanet des einen Satzes über einen Zahneingriff mit einem Koppelplaneten des anderen Satzes gekoppelt. der Radialabstand der Koppelplanetenachsen von der Zentralachse des Stirnraddifferenzialgetriebes des ersten Satzes weicht von dem Radialabstand der Koppelplaneten des anderen Satzes ab. Außerdem unterscheiden sich die Zähnezahlen der Koppelplaneten des ersten Satzes von denen des zweiten Satzes. Dabei ist aus der Veröffentlichung des Verfassers Karlheinz Roth: „Stirnrad-Evolventenverzahnung“, Berlin, Heidelberg; Springer-Verlag, 2001, - ISBN 978-3-642-18141-2. [(eBook)] der Seite 62 auch bekannt, dass der Ausgleich von Achsabständen durch Profilverschiebung des Zahnprofils der Verzahnung von Zahnrädern ausgeglichen werden kann.
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Aus der US 2014 / 0 315 677 A1 ist Stirnraddifferentialgetriebe mit Sonnenrädern und zwei Sätzen Koppelplaneten bekannt. Die Koppelplaneten des einen Satzes greifen in eines der Sonnenräder ein und die Koppelplaneten des anderen Satzes in das andere Sonnenrad, wobei jeder Koppelplanet des einen Satzes zugleich mit einem Koppelplanet des zweiten Satzes im Zahneingriff steht. Mit Bezug auf die Zentralachse des Stirnraddifferenzialgetriebes ist der Radialabstand der Koppelplanetenachsen des ersten Satzes anders als der Radialabstand der Koppelplanetenachsen der Koppelplaneten des zweiten Satzes. Es ist auch bekannt, dass die Zähnezahl der Koppelplaneten des ersten Satzes von denen der Koppelplaneten des zweiten Satzes abweichen kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stirnraddifferentialgetriebe der oben genannten Art zu schaffen, das sich durch einen robusten und kostengünstig realisierbaren Aufbau sowie ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird durch ein Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen des Stirnraddifferenzials sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung sieht vor, dass die Sonnenräder und die Koppelplaneten den gleichen Verzahnungsmodul aufweisen, dass die Sonnenräder die gleiche Zähnezahl und den gleichen Kopfkreisdurchmesser aufweisen und dass die ersten und zweiten Koppelplaneten hinsichtlich einer an den ersten oder den zweiten Koppelplaneten realisierten Profilverschiebung unterscheiden.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Stirnraddifferentialgetriebe zu schaffen, bei welchem die Sonnenräder den gleichen Wälzkreisdurchmesser aufweisen können und für den Betrieb in einer Vorzugslaufrichtung durch Abstimmung der Lage der Koppelplanetenachsen, der Zähnezahlen und einer an den Koppelplaneten vorgenommenen Profilverschiebung, die Charakteristik der Leistungsverzweigung präzise abgestimmt werden kann und hierbei insbesondere auch reibungsbedingte Asymmetrien der Leistungsverzweigung kompensiert werden können.
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Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe wird vorzugsweise in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Es kann hierbei insbesondere als Differentialgetriebe zur Verzweigung einer Achsantriebsleistung auf ein linkes und ein rechtes Rad einer angetriebenen Achse eingesetzt werden. Es kann auch als Verteilergetriebe zur Bewerkstelligung einer Leistungsverzweigung auf in Fahrzeuglängsrichtung abfolgende Fahrzeugachsen eingesetzt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stirnraddifferentialgetriebe derart ausgelegt, dass der Radialabstand der ersten Koppelplanetenachsen von der Zentralachse kleiner ist als der Radialabstand der zweiten Koppelplanetenachsen von der Zentralachse. Zudem ist hierbei in vorteilhafter Weise auch die Zähnezahl der ersten Koppelplaneten kleiner als die Zähnezahl der zweiten Koppelplaneten.
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Weiterhin ist es auch möglich, die Koppelplanetenanordnung so zu gestalten, dass sich die ersten und zweiten Koppelplaneten hinsichtlich einer an den ersten und/oder den zweiten Koppelplaneten realisierten Profilverschiebung unterscheiden.
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Die Koppelplanetenachsen der ersten Koppelplaneten liegen auf einem ersten Teilkreis und die Koppelplanetenachsen der zweiten Koppelplaneten liegen auf einem zweiten Teilkreis. Der der erste Teilkreis und der zweite Teilkreis unterscheiden sich hinsichtlich des Durchmessers. Die Koppelplanetenanordnung umfasst vorzugsweise mindestens drei Paare aus ersten und zweiten Koppelplaneten. Die Unterschiede der Durchmesser der beiden Teilkreise liegen außerhalb üblicher Fertigungstoleranzen und sind zumindest so groß, dass hierdurch Einfluss auf das Verzweigungsverhalten in Richtung einer Verhaltensverbesserung genommen wird.
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Die Koppelplaneten werden gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mittels einer Zapfenlagerung im Umlaufgehäuse gelagert. Die entsprechenden Zapfen sind dabei vorzugsweise einstückig mit den Koppelplaneten ausgebildet und ragen axial über die Stirnenden der Koppelplanetenverzahnung hervor. Die Zapfen können dabei in Bohrungen laufen, die direkt in den Trägerdeckeln des Umlaufgehäuses ausgebildet sind. Die am jeweiligen Koppelplaneten ausgebildeten Zapfen können identische Außendurchmesser aufweisen und die Zapfen können gleiche axiale Längen aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, die Durchmesser der Zapfen eines Koppelplaneten unterschiedlich zu dimensionieren. So kann der Durchmesser eines Zapfens z.B. nahezu dem Durchmesser des Fußkreises der Verzahnung entsprechen und der der Durchmesser des anderen Zapfens deutlich kleiner dimensioniert sein. Weiterhin ist es auch möglich, die ersten und zweiten Planeten hinsichtlich ihrer Zapfendurchmesser unterschiedlich zu gestalten. So können z.B. die Zapfen jener Koppelplaneten deren Achsen den größeren Abstand zur Zentralachse haben auch größere Durchmesser aufweisen. Die Durchmesserdifferenz kann dabei z.B. der Differenz der Teilkreisradien oder insbesondere wenigstens der Differenz der Teilkreisdurchmesser entsprechen. Letztere Maßnahme ermöglicht es, die Durchmesserdifferenz der Teilkreise so zu realisieren, dass z.B. alle der Zapfenlagerung dienenden Bohrungen einen gemeinsamen inneren Hüllkreis tangieren.
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Das Stirnraddifferentialgetriebe kann wie oben bereits angesprochen vorzugsweise derart ausgelegt und in ein Fahrzeugantriebssystem eingebunden sein, dass bei Einsatz desselben in einem Kraftfahrzeug und bei einer Vorwärtsfahrt das Koppelplanetenrad das die kleinere Zähnezahl oder den kleineren Achsabstand zur Zentralachse aufweist, dem weiteren Koppelplaneten des Koppelplanetenpaares in Umlaufrichtung des Umlaufgehäuses (bei der genannten Vorwärtsfahrt) vorauseilt. Hierdurch können Asymmetrien der Leistungsverzweigung reduziert oder kompensiert werden.
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Die Sonnenräder und die Koppelplaneten weisen den gleichen Verzahnungsmodul auf. Die Sonnenräder weisen zudem auch gleiche Zähnezahlen und den gleichen Kopfkreisdurchmesser auf.
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Das Umlaufgehäuse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieses ein Ringelement umfasst, das eine Außenverzahnung trägt und als Antriebsrad fungiert. Weiterhin umfasst das Umlaufgehäuse einen linken und einen rechten Trägerdeckel wobei diese Trägerdeckel mit dem Ringelement verbunden, insbesondere verschweißt sind.
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Die Trägerdeckel können als Umformbauteile aus einem Stahlblech gefertigt werden. Es ist möglich. Einen der Trägerdeckel vor dem Einbau der Innenmechanik des Stirnraddifferentials mit dem ringartigen Antriebsrad zu verschweißen, dann die Sonnenräder und die Koppelplaneten einzusetzen und erst dann den zweiten Trägerdeckel aufzusetzen. Das Fixierungskonzept für den zweiten Trägerdeckel kann vom Fixierungskonzept für den ersten Trägerdeckel abweichen. Es ist auch möglich, zwischen dem Umfangsbereich der Trägerdeckel und dem Antriebsrad Komplementär-Geometrien zu realisieren, die eine bezüglich der Umlaufachse torsionsfeste Koppelung des Antriebsrades mit den Trägerdeckeln auf formschlüssigem Wege bewirken.
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Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe kann hinsichtlich seiner axialen Baubreite so gestaltet sein, dass von einem inneren Nabenbereich abgesehen die Baubreite des Differentials der Breite der Verzahnung des Antriebsrades entspricht.
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Es ist möglich, in das Ringelement radial von innen her einbauchende Ausnehmungen einzufräsen, die so dimensioniert sind, dass diese möglichst unter lediglich geringem Laufspalt Abschnitte der Koppelplaneten aufnehmen. Diese Maßnahme ermöglicht es, den Wälzkreisdurchmesser der Sonnenräder möglichst groß zu dimensionieren.
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Die Axialposition des jeweiligen Trägerdeckels gegenüber dem als Antriebszahnrad fungierenden Ringelement kann durch Anlageflächen festgelegt werden, die am Ringelement ausgebildet sind. Hierzu kann insbesondere am Innenumfang des Ringelements eine Ringstufe ausgebildete sein die eine Ring-Stirnfläche bildet auf welcher eine Innenseite eines Trägerdeckels aufsitzt. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Stirnraddifferential so zu realisieren, dass das Ringelement innenseitig eine zylindrische Wandung aufweist und erst nach weitgehender Vormontage der Innenmechanik über die Trägerdeckel geschoben und werkzeugtechnisch vorpositioniert wird, bis eine weitere Verbindung mit des Ringelements mit den Trägerdeckeln realisiert ist.
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Es ist möglich, die Koppelplanetenanordnung so auszulegen, dass diese eine gerade Anzahl von Koppelplanetenpaaren umfasst. Dann ist es möglich, jeweils die Hälfte der Koppelplanetenpaare so auszulegen, dass bezüglich einer ersten Umlaufrichtung des Umlaufgehäuses die kleineren Koppelplaneten oder die Koppelplaneten auf dem kleineren Teilkreis vorauseilen, wogegen bei der verbleibenden Hälfte die kleineren Koppelplaneten in dieser ersten Umlaufrichtung den größeren Koppelplaneten nacheilen.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht zur Veranschaulichung des Aufbaues eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes;
- 2 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes in der Ebene der Achsen eines zweiten Koppelplaneten;
- 3 eine Axialschnitt-Detaildarstellung zur weiteren Veranschaulichung des Aufbaues eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes in der Ebene der Achse eines Koppelplaneten;
- 4 eine weitere Axialschnitt-Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Verbindung der Trägerdeckel mit einem Stirnradring, der als Antriebszahnrad und zugleich als Teil des Umlaufgehäuses fungiert.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes mit einem Umlaufgehäuse GH, das um eine Zentralachse XZ drehbar gelagert ist, einem ersten Sonnenrad S1, das zur Zentralachse XZ gleichachsig angeordnet ist, einem zweiten Sonnenrad S2, das ebenfalls zur Zentralachse XZ gleichachsig angeordnet ist und einer Koppelplanetenanordnung K mit ersten und zweiten Koppelplaneten K1, K2, zur gegensinnig drehbaren Koppelung der Sonnenräder S1, S2. Das Stirnraddifferentialgetriebe ist derart ausgebildet, dass die ersten Koppelplaneten K1 radial von außen her in das erste Sonnenrad S1 eingreifen, die zweiten Koppelplaneten K2 radial von außen her in das zweite Sonnenrad S2 eingreifen, die ersten und zweiten Koppelplaneten K1, K2 in einem axial zwischen den beiden Sonnenrädern S1, S2 liegenden Bereich (vgl. 2 Bereich EK) miteinander in Eingriff stehen, die ersten Koppelplaneten K1 um erste Koppelplanetenachsen XK1 drehbar sind und die zweiten Koppelplaneten K2 um zweite Koppelplanetenachsen XK2 drehbar sind.
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Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass der Radialabstand der ersten Koppelplanetenachsen XK1 zu der Zentralachse XZ und/oder die Zähnezahl der ersten Koppelplaneten K1 sich von dem Radialabstand der zweiten Koppelplanetenachsen XK2 zu der Zentralachse XZ beziehungsweise der Zähnezahl der zweiten Koppelplaneten K2 unterscheidet.
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Die Koppelplanetenachsen XK1 der ersten Koppelplaneten K1 liegen auf einem ersten Teilkreis TK1 und die Koppelplanetenachsen XK2 der zweiten Koppelplaneten K2 liegen auf einem zweiten Teilkreis TK2, wobei der erste Teilkreis TK1 und der zweite Teilkreis TK2 sich hinsichtlich des Durchmessers unterscheiden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser des ersten Teilkreises TK1 kleiner als der Durchmesser des zweiten Teilkreises TK2.
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Das Stirnraddifferentialgetriebe ist derart ausgelegt, dass bei Einsatz desselben in einem Kraftfahrzeug bei einer Vorwärtsfahrt das Koppelplanetenrad K1 eines Koppelplanetenpaares KP das die kleinere Zähnezahl oder den kleineren Achsabstand zur Zentralachse XZ aufweist dem weiteren Koppelplaneten K2 dieses Paares KP in Umlaufrichtung R des Umlaufgehäuses GH vorauseilt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist Radialabstand der ersten Koppelplanetenachsen XK1 von der Zentralachse XZ kleiner als der Radialabstand der zweiten Koppelplanetenachsen XK2 von der Zentralachse XZ. Zudem ist auch die Zähnezahl der ersten Koppelplaneten K1 kleiner als die Zähnezahl der zweiten Koppelplaneten K2.
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Obgleich hier nicht erkennbar, ist es möglich, auch durch Realisierung von Profilverschiebungen - positiv oder negativ - an den Koppelplaneten K1 und/oder K2 Einfluss auf die Wälzkreisdurchmesser der Koppelplaneten K1, K2 und den jeweiligen Abstand der Koppelplanetenachsen XK1, XK2 zur Zentralachse XZ zu nehmen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Koppelplanetenanordnung K drei Paare aus jeweils ersten und zweiten Koppelplaneten K1, K2. Das erfindungsgemäße Konzept kann auch insbesondere mit lediglich zwei Koppelplanetenpaaren oder auch mit vier - und bei entsprechender Gesamtgröße und entsprechender Lastanforderung auch mit nochmals mehreren - Koppelplanetenpaaren realisiert werden.
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Der Aufbau des Umlaufgehäuses GH wird in Verbindung mit 2 noch näher beschrieben werden. Es setzt sich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem außenverzahnten und als Zahnradring ausgeführten Ringelement ZR und zwei Trägerdeckeln T1, T2 zusammen.
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Wie aus der Darstellung nach 2 ersichtlich, sind die Koppelplaneten K1, K2 mittels einer Zapfenlagerung im Umlaufgehäuse GH gelagert. Die Sonnenräder S1, S2 und die Koppelplaneten K1, K2 weisen den gleichen Verzahnungsmodul auf. Die beiden Sonnenräder S1, S2 weisen weiterhin die gleiche Zähnezahl und den gleichen Kopfkreisdurchmesser auf.
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Das Umlaufgehäuse GH umfasst ein Ringelement ZR, das eine Außenverzahnung trägt und als Antriebsrad fungiert. Weiterhin umfasst das Umlaufgehäuse GH einen linken und einen rechten Trägerdeckel T1, T2. Diese Trägerdeckel T1, T2 sind mit dem Ringelement ZR verbunden. Diese Verbindung kann als stoffschlüssige Verbindung, insbesondere als Schweißverbindung W1, W2 realisiert sein.
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Wie aus der Darstellung nach 2 weiter ersichtlich, sind die ersten und zweiten Koppelplaneten K1, K2 derart angeordnet, dass der gegenseitige Eingriff dieser Planeten K1, K2 in einem Scheibenraum erfolgt, der sich axial zwischen der jeweiligen Außenverzahnung der Sonnenräder S1, S2 befindet. Soweit die Verzahnung als gerade Stirnradverzahnung realisiert ist, können die beiden Sonnenräder S1, S2 baugleich ausgeführt sein. Die ersten Koppelplaneten K1 sind untereinander baugleich und die zweiten Koppelplaneten K2 sind untereinander baugleich.
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Die Sonnenräder S1, S2 sind so gestaltet, dass sich diese axial aneinander abstützen und dabei der Minimal-Abstand ihrer Verzahnungen zuverlässig so festgelegt ist, dass dieser größer ist als die Breite der Eingriffszone der Koppelplaneten K1, K2. Es kann damit das erste Sonnenrad S1 nicht in den zweiten Koppelplaneten K2 eingreifen und auch das zweite Sonnenrad S2 kann nicht in den ersten Koppelplaneten K1 eingreifen.
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Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe bildet drei sog. Verzahnungsebenen ES1, EK und ES2. In der ersten Verzahnungsebene ES1 greifen die ersten Koppelplaneten K1 radial von außen her in das erste Sonnenrad S1 ein. In der zweiten Verzahnungsebene EK greifen die ersten und die zweiten Koppelplaneten K1, K2 „seitlich“ d. h. in etwa in der Höhe ihrer Achsteilkreise TK1, TK2 ineinander. In der dritten Verzahnungsebene ES2 greifen die zweiten Koppelplaneten K2 radial von außen her in das zweite Sonnenrad S2 ein. Diese Verzahnungsebenen ES1, EK und ES2 sind Scheibenräume die von zueinander parallelen und zur Zentralachse XZ radialen Ebenen begrenzt werden. Die Verzahnungsebenen ES1 und ES2 werden hierbei von den Stirnseiten der Verzahnungen der Sonnenräder begrenzt. Die mittlere Verzahnungsebene EK beschränkt sich auf den Scheibenraum in welchem der gegenseitige Eingriff der Koppelplaneten K1, K2 erfolgt.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes besteht darin, dass die vom zweiten Sonnenrad S2 wegweisenden Zapfenabschnitte der ersten Koppelplaneten K1 in Lagerbohrungen laufen, die im ersten Trägerdeckel T1 ausgebildet sind. Diese Lagerbohrungen befinden sich axial außerhalb der Verzahnungsebenen. Die Lagerbohrungen in welchen die dem zweiten Sonnenrad zugewandten Zapfenabschnitte der ersten Koppelplaneten K1 laufen befinden sich axial innerhalb der Verzahnungsebene ES2 des zweiten Sonnenrades S2. Dieses Konzept erlaubt eine höchst kippfeste Lagerung der ersten Koppelplaneten K1 in dem Umlaufgehäuse GH und erlaubt zudem eine kurzbauende Auslegung der ersten Koppelplaneten K1. Gleiches gilt spiegelbildlich für die zweiten Koppelplaneten K2. Die hierbei dem ersten Sonnenrad S1 abgewandten Zapfenabschnitte laufen im zweiten Trägerdeckel T2 jenseits der Verzahnungsebenen und die dem ersten Sonnenrad S1 zugewandten Zapfenabschnitte laufen in Bohrungen die sich in der ersten Verzahnungsebene ES1 erstrecken.
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Die Trägerdeckel T1, T2 sind als dickwandige Blechumformteile gefertigt. Die Zonen dieser Trägerdeckel T1, T2 in welchen die Lagerbohrungen für die Zapfenabschnitte der Koppelplaneten K1, K2 verlaufen, können lokal verdickt gefertigt werden. Die entsprechende Materialanhäufung kann im Wege einer Pressumformung und hierbei insbesondere Verdrängung von Material aus dem Bereich der zukünftigen Zapfenlager herbeigeführt werden.
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Bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes wird vorzugsweise zunächst nur eines der Trägerdeckel T1, T2, z.B. der zweite Trägerdeckel T2 mit dem außenverzahnten Ringelement ZR gekoppelt, insbesondere unter Bildung der Schweißverbindung W2 verschweißt. Anschließend wird das zweite Sonnenrad S2 in den Innenbereich des Ringelementes ZR eingesetzt, so dass der Nabenabschnitt S2a des zweiten Sonnenrades S2 in dem Nabenabschnitt T2a des zweiten Trägerdeckels T2 drehbar sitzt. Nunmehr werden die ersten und die zweiten Koppelplaneten K1, K2 mit ihren Zapfenabschnitten in die entsprechenden Lagerbohrungen des zweiten Trägerdeckels T2 eingesteckt. Hierbei geraten die zweiten Koppelplaneten K2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 in Eingriff. Zudem geraten auch die ersten Koppelplaneten K1 mit den zweiten Koppelplaneten K2 in Eingriff. In einem folgenden Montageschritt wird nun das erste Sonnenrad S1 montiert, indem dieses in den von den ersten Koppelplaneten K1 umsäumten Bereich eingesetzt wird bis es axial an dem zweiten Sonnenrad S2 ansteht. Wiederum folgend kann nun der erste Trägerdeckel T1 an das Ringelement ZR angesetzt werden wobei hierbei der Nabenabschnitt T1a des ersten Trägerdeckels sich auf den Nabenabschnitt S1a des ersten Sonnenrades S1 schiebt. Dann wird der erste Trägerdeckel T1 ebenfalls mit dem Ringelement ZR unter Bildung der Schweißverbindung W1 verschweißt.
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Die axiale Positionierung der beiden Sonnenräder S1, S2 in dem Umlaufgehäuse GH erfolgt einerseits indem diese beiden Sonnenräder S1, S2 sich axial aneinander abstützen und zudem axial durch die Trägerdeckel T1, T2 axial gestützt sind. Die radiale Lagerung der Sonnenräder in den Trägerdeckeln T1, T2 erfolgt durch Gleitlager G1, G2 die hier Gleitlagerringe umfassten, die axial an den Nabenabschnitten S1a, S2a der Sonnenräder S1, S2 gesichert sind. Die radiale Lagerung der Koppelplaneten K1, K2 erfolgt durch deren stirnseitig axial über die Verzahnung hervorragende Zapfenabschnitte in entsprechenden Bohrungen der Trägerdeckel T1, T2.
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Die Darstellung nach 3 veranschaulicht in Form einer Detaildarstellung die Verbindung der Trägerdeckel T1, T2 mit dem Ringelement ZR. Diese Verbindung ist hier als stoffliche Verbindung realisiert, die im Wege eines Schweißvorganges herbeigeführt wird. Diese Schweißverbindung W1, W2 können unter möglichst geringem Wärmeeintrag in den Ringelement ZR und die Trägerdeckel T1, T2 realisiert werden indem der Schweißvorgang ggf. ohne zusätzliche Materialzugabe mit einem hochenergetischen Strahl, insbesondere einem Elektronenstrahl oder einem Laserstrahl bewerkstelligt wird. Es sind jedoch auch andere Verbindungskonzepte anwendbar, z.B. ein Verstemmen des randseitigen Bereichs der Trägerdeckel T1, T2 in Innenumfangsnuten des Ringelementes ZR.
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Die Darstellung nach 4 zeigt hierbei die Verbindung des Ringelementes ZR mit den Trägerdeckeln T1, T2 über Schweißverbindung W1, W2 die durch Applikation eines hochenergetischen Strahles gebildet sind. Der hierbei aufgeschmolzene und eine stoffliche Verbindung herbeiführenden Bereich erstreckt sich über die gesamte Tiefe der Trägerdeckel T1, T2 wobei in radialer Richtung nur eine schmale Zone der Trägerdeckel und des Ringelementes temporär aufgeschmolzen wird.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die dem ersten Sonnenrad S1 zugeordneten Koppelplaneten K1 untereinander baugleich und auch die dem zweiten Sonnenrad S2 zugeordneten zweiten Koppelplaneten K2 sind untereinander baugleich. Das erfindungsgemäße Konzept umfasst ausdrücklich auch eine Realisationsvariante, bei welcher in das erste Sonnenrad und in das zweite Sonnenrad Koppelplaneten mit unterschiedlichen Wälzkreisdurchmessern eingreifen. So ist es möglich bei einer Realisierung der Koppelplanetenanordnung mit vier Koppelplanetenpaaren. Diese so zu realisieren, dass bei zwei Koppelplanetenpaaren das in das erste Sonnenrad eingreifenden Koppelplanetenrad den kleineren Wälzkreisdurchmesser oder die kleinere Zähnezahl oder den kleineren Achsabstand zur Zentralachse hat. Dieses Konzept ermöglicht es, die beiden Trägerdeckel baugleich auszuführen und dennoch über die unterschiedliche Gestaltung der Koppelplaneten weiter Einfluss auf das mechanische Betriebsverhalten des Stirnraddifferentialgetriebes zu nehmen.
