DE102019123326A1

DE102019123326A1 - Planetengetriebe mit unterschiedlich beabstandeten Planetenrädern

Info

Publication number: DE102019123326A1
Application number: DE102019123326.7A
Authority: DE
Inventors: David Welz; Winfried Schmidt; Helmut Rohlederer
Original assignee: Oechsler AG
Current assignee: Oechsler AG
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1), insbesondere für einen Fahrradantrieb, mit einem zentralen Sonnenrad (2), einem Hohlrad (3), welches das Sonnenrad (2) umgibt, und mehreren radial zwischen dem Sonnenrad (2) und dem Hohlrad (3) angeordneten Planetenrädern (4, 5, 6, 7), die in einem Planetenträger (8) drehbar gelagert und jeweils zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes (1) beabstandet sind. Erfindungsgemäß sind in Bezug auf zumindest ein erstes Planetenrad (4) die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder (5, 7) unterschiedlich zu diesem beabstandet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Fahrradantrieb mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, und einem derartigen Planetengetriebe.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, insbesondere für einen Fahrradantrieb, mit einem zentralen Sonnenrad, einem Hohlrad, welches das Sonnenrad umgibt, und mehreren radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordneten Planetenrädern, die in einem Planetenträger drehbar gelagert und jeweils zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes beabstandet sind. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrradantrieb mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, und einem derartigen Planetengetriebe.
Aus der DE 10 2012 103 355 A1 ist eine Antriebseinrichtung für ein Elektrorad mit einem Planetengetriebe bekannt, das ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern und ein Hohlrad in einem Gehäuse umfasst.
Bei Planetengetrieben besteht das Problem, dass aufgrund ungleichmäßiger Krafteinleitung und vorhandenem Lagerspiel das Sonnenrad, die Planetenräder und/oder das Hohlrad zueinander verkippen können. Hierdurch entstehen Positionsabweichungen zwischen den Rädern. Außerdem ist die Lastverteilung über die Zahnradbreite stark einseitig ausgebildet. Dies führt dazu, dass Planetenräder in bestimmten Bereichen früher und in anderen Bereichen später in Eingriff kommen. Die Planetenräder die früher in Eingriff kommen eilen den anderen Eingriffspartnern voraus und übertragen den Großteil des Antriebsdrehmoments. Hierdurch werden einzelne Komponenten des Planetengetriebes viel stärker belastet, wodurch die Lebensdauer des Planetengetriebes reduziert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Planetengetriebe und/oder einen Fahrradantrieb zu schaffen, die sich durch eine erhöhte Lebensdauer auszeichnen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Planetengetriebe sowie einen Fahrradantrieb mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird ein Planetengetriebe, insbesondere für einen Fahrradantrieb, mit einem zentralen Sonnenrad, einem Hohlrad, welches das Sonnenrad umgibt, und mehreren radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordneten Planetenrädern. Des Weiteren umfasst das Planetengetriebe einen Planetenträger. Die Planetenräder sind in dem Planetenträger drehbar gelagert und jeweils zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes beabstandet. In Bezug auf zumindest ein erstes Planetenrad sind die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder unterschiedlich zu diesem ersten Planetenrad beabstandet. Hierdurch kann die Belastung gleichmäßiger auf alle Planetenräder verteilt werden, wodurch einer ungleichmäßigen Belastung der Planetenräder entgegengewirkt wird. Vorteilhafterweise werden einzelne Komponenten des Planetengetriebes, insbesondere die Planetenräder, somit nicht um ein Vielfaches stärker belastet als andere Komponenten, so dass die Lebensdauer des Planetengetriebes erhöht werden kann.
Vorzugsweise sind die Planetenräder derart zueinander positioniert, dass die Verzahnungskräfte zwischen den Planetenrädern und dem Hohlrad den außen am Hohlrad angreifenden Verzahnungskräften entgegenwirken.
Vorteilhaft ist es, wenn das eine der beiden zum ersten Planetenrad benachbarten Planetenräder relativ zum ersten Planetenrad in Umfangsrichtung, insbesondere in einer ersten Richtung, einen ersten Abstand und das andere, insbesondere in einer zur ersten entgegengesetzten zweiten Richtung, einen zum ersten Abstand größeren zweiten Abstand aufweist. Hierdurch kann die Belastung gleichmäßiger auf alle Planetenräder verteilt werden, wodurch einer ungleichmäßigen Belastung der Planetenräder entgegengewirkt wird.
Aus demselben Grund ist es vorteilhaft, wenn das eine der beiden zum ersten Planetenrad benachbarten Planetenräder relativ zum ersten Planetenrad, insbesondere in einer ersten Richtung, um einen ersten Winkel und das andere, insbesondere in einer zur ersten entgegengesetzten zweiten Richtung, um einen zum ersten Winkel größeren zweiten Winkel versetzt ist.
Um in einem überbelasteten Bereich des Planetengetriebes die Kraft auf mehrere Planetenräder gleichmäßig verteilen zu können, ist es vorteilhaft, wenn in Bezug auf zumindest ein zweites Planetenrad die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder äquidistant zu diesem zweiten Planetenrad beabstandet sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das erste und zweite Planetenrad zueinander benachbart.
Vorteilhaft ist es, wenn das Planetengetriebe eine Planetenradgruppe mit zumindest drei Planetenrädern umfasst. Vorzugsweise sind die Planetenräder der Planetenradgruppe in Umfangsrichtung des Planetengetriebes zueinander äquidistant beabstandet. In einem überbelasteten Bereich des Planetengetriebes kann somit über die Planetenradgruppe die auftretende Kraft auf mehrere Planetenräder gleichmäßig verteilt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das zweite Planetenrad das mittige Planetenrad dieser Planetenradgruppe bildet.
Um eine gleichmäßige Kraftverteilung in einem weniger stark belasteten Bereich des Planetengetriebes sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Planetengetriebe ein der Planetenradgruppe in Umfangsrichtung gegenüberliegendes Einzelplanetenrad aufweist. In diesem Bereich wird die Kraft somit nur auf ein einziges Planetenrad übertragen. Vorzugsweise ist das Einzelplanetenrad zur Planetenradgruppe äquidistant beabstandet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Einzelplanetenrad und das zweite Planetenrad zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes um 180° versetzt sind.
Vorteilhaft ist es, wenn der jeweilige Abstand zwischen dem Einzelplanetenrad und der Planetenradgruppe größer ist als der jeweilige Abstand zwischen den Planetenrädern der Planetenradgruppe. Hierdurch kann im Bereich der Planetenradgruppe eine größere Kraft gleichmäßig auf mehrere Planetenräder aufgeteilt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn alle Planetenräder den gleichen Durchmesser aufweisen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Sonnenrad ortsfest und drehbar um eine zentrale Drehachse angeordnet ist.
Der Lagerungsaufwand des Planetengetriebes kann reduziert werden, wenn das Sonnenrad und/oder das Hohlrad einseitig drehbar gelagert sind. Vorteilhaft ist es somit, wenn das Sonnenrad und/oder das Hohlrad, insbesondere ausschließlich, in einer, insbesondere gemeinsamen, Lagerebene des Planetengetriebes drehbar gelagert sind, die zu einer Zahnradebene des Planetengetriebes in Axialrichtung des Planetengetriebes beabstandet ist. Unter dem Begriff „Zahnradebene“ ist in Axialrichtung des Planetengetriebes derjenige Bereich des Planetengetriebes zu verstehen, in dem die Planeten in das Sonnenrad und das Hohlrad einkämmen. Hierdurch kann ein kompaktes und konstruktiv einfaches Planetengetriebe bereitgestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Sonnenrad und/oder das Hohlrad einen sich von der Zahnradebene in die Lagerebene erstreckenden Lagerfortsatz aufweist. Der Lagerfortsatz kann hierbei ringförmig ausgebildet sein. Der Lagerfortsatz bildet somit den Hebelarm zwischen der Zahnradebene und der Lagerebene, um den ein Kippmoment bei Kraftübertragung des Planetengetriebes eingeleitet wird.
Eine kompakte Bauweise des Planetengetriebes kann sichergestellt werden, wenn das Hohlrad und das Sonnenrad über ein gemeinsames Lager drehbar zueinander gelagert sind. Vorzugsweise ist das Lager zwischen einem radial inneren Lagerfortsatz des Sonnenrads und einem radial äußeren Lagerfortsatz des Hohlrads angeordnet.
Vorteilhaft ist es, wenn das Hohlrad eine Innenverzahnung und/oder eine Außenverzahnung aufweist. Auch ist es vorteilhaft, wenn das Hohlrad als Getriebeeingangswelle ausgebildet ist, wobei insbesondere über die Außenverzahnung des Hohlrads ein Antriebsdrehmoment eingeleitet wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Sonnenrad als Getriebeausgangswelle ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Planetenräder in Axialrichtung des Planetengetriebes jeweils an ihren beiden Stirnseiten im Planetenträger gelagert sind. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Planetenträger zwei voneinander in Axialrichtung des Planetengetriebes beabstandete Tragwände aufweist, zwischen denen die Planetenräder angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Planetenräder zwischen den beiden Tragwänden angeordnet und/oder mit diesen über eine Achse oder Welle verbunden. Durch diese beidseitige Abstützung der Planetenräder im Planetenträger sind diese im Planetenträger in Axialrichtung gerade geführt.
Um eine Verformung des Planetenträgers zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Planetenträger an seinem Außenumfang zwei voneinander in Umfangsrichtung über Stege getrennte Aussparungen aufweist. Vorzugsweise ist in einer ersten Aussparung die Planetenradgruppe und in einer zweiten Aussparung das Einzelplanetenrad aufgenommen.
Vorteilhaft ist es, wenn der Planetenträger drehfest ausgebildet ist. Hierfür weist der Planetenträger vorzugsweise eine Drehmomentstütze auf. Über die Drehmomentstütze ist der Planetenträger insbesondere mit einem Gehäuse des Planetengetriebes derart gekoppelt, dass eine Verdrehung des Planetenträgers um eine Drehachse des Planetengetriebes vermieden wird.
Das Planetengetriebe kann sehr kompakt ausgebildet werden, wenn die Drehmomentstütze in einer Stützebene des Planetengetriebes angeordnet ist, die sich auf einer der Lagerebene abgewandten Seite der Zahnradebene befindet. Infolgedessen befindet sich die Zahnradebene in Axialrichtung des Planetengetriebes vorzugsweise zwischen der Lagerebene und der Stützebene.
Vorteilhaft ist es, wenn die Planetenräder in Umfangsrichtung des Planetengetriebes ungleichmäßig und/oder asymmetrisch verteilt sind. Infolgedessen sind in Umfangsrichtung des Planetengetriebes in einem ersten Abschnitt mehr Planetenräder angeordnet als in einem dazu in Umfangsrichtung versetzten gleich großen zweiten Abschnitt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Antriebsdrehmoment in der Zahnradebene über die Außenverzahnung am Hohlrad eingeleitet wird. Der Abtrieb erfolgt über das Sonnenrad. Der Planetenträger selbst ist in einem Gehäuse abgestützt und dreht sich nicht, so dass die einzelnen Planetenräder ortsfest sind und wie ein Zwischenrad fungieren. Das Hohlrad ist nur einseitig in der in Axialrichtung zur Zahnradebene beabstandeten Lagerebene gelagert. Das Hohlrad weist somit in Axialrichtung einen sich von der Lagerebene in die Zahnradebene erstreckenden Hebelarm auf. Die resultierenden Kräfte aus der Verzahnung des Hohlrads wirken aufgrund des Hebelarms zwischen der Zahnrad- und Lagerebene als Kippmomente. Durch vorhandenes Spiel in der Lagerung verkippt das Hohlrad relativ zum restlichen Planetengetriebe. Dadurch ist das koaxiale System gestört und es entstehen Positionsabweichungen zwischen Hohlrad und Planetenrädern. Außerdem ist die Lastverteilung über die Zahnradbreite stark einseitig ausgebildet. An der Lagerung der Planetenräder führt dies ebenso zu Verkippung und Kantenlauf. Das Verschieben des Hohlrads und damit auch die Verzahnung des Hohlrads führt dazu, dass Planetenräder in bestimmten Bereichen früher und in anderen Bereichen später in Eingriff kommen. Die Planetenräder die früher in Eingriff kommen eilen den anderen Eingriffspartnern voraus und übertragen den Großteil des Antriebsdrehmoments. Da die Planetenräder ortsfest sind und die Kipprichtung konstant ist, bleiben auch die Bereiche ortsfest. Hierdurch werden einzelne Komponenten des Planetengetriebes viel stärker belastet, wodurch die Lebensdauer des Planetengetriebes reduziert wird. Dieses Problem kann durch das vorstehend beschriebene Planetengetriebe gelöst werden, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
Vorgeschlagen wird ferner ein Fahrradantrieb mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, und einem Planetengetriebe. Das Planetengetriebe ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Hierdurch kann die Belastung gleichmäßiger auf alle Planetenräder verteilt werden, wodurch einer ungleichmäßigen Belastung der Planetenräder entgegengewirkt wird. Vorteilhafterweise werden einzelne Komponenten des Planetengetriebes, insbesondere die Planetenräder, somit nicht um ein Vielfaches stärker belastet als andere Komponenten, so dass die Lebensdauer des Fahrradantriebs, insbesondere des Planetengetriebes, erhöht werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 ein Planetengetriebe im Längsschnitt,
2 das Planetengetriebe gemäß 1 im Längsschnitt ohne Planetenträger,
3 eine Vorderansicht des in 2 dargestellten Planetengetriebes ohne Planetenträger und
4 eine perspektivische Explosionsansicht des Planetenträgers des in 1 dargestellten Planetengetriebes mit Planetenrädern.

In den 1 und 2 ist ein Planetengetriebe 1 in einer Längsschnittansicht dargestellt. 1 zeigt das Planetengetriebe mit und 2 ohne einem Planetenträger 8. Das Planetengetriebe 1 ist insbesondere für einen Fahrradantrieb vorgesehen. In einem vorliegend nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Fahrradantrieb einen Motor und das nachfolgend im Detail beschriebene Planetengetriebe 1.
Das Planetengetriebe 1 umfasst ein zentrales Sonnenrad 2. Das Sonnenrad 2 ist um eine zentrale Drehachse 9 drehbar gelagert. Des Weiteren weist das Planetengetriebe 1 ein Hohlrad 3 auf, welches das Sonnenrad 2 umgibt. Auch das Hohlrad 3 ist um die zentrale Drehachse 9 drehbar gelagert. Zwischen dem Sonnenrad 2 und dem Hohlrad 3 sind in Radialrichtung des Planetengetriebes 1 mehrere Planetenräder 4, 5, 6, 7 angeordnet. Die Planetenräder 4, 5, 6, 7 sind in einem Planetenträger 8 des Planetengetriebes 1 drehbar gelagert. Die Planetenräder 4, 5, 6, 7 sind in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 jeweils an ihren beiden Stirnseiten im Planetenträger 8 gelagert. Hierfür weist der Planetenträger 8 zwei voneinander in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 beabstandete Tragwände auf, zwischen denen die Planetenräder 4, 5, 6, 7 angeordnet und/oder mit denen diese über eine Achse oder Welle verbunden sind. Durch diese beidseitige Abstützung der Planetenräder 4, 5, 6, 7 im Planetenträger 8 werden diese im Planetenträger 8 in Axialrichtung gerade geführt. Die Planetenräder 4, 5, 6, 7 kämmen in einer Zahnradebene 15 des Planetengetriebes 1 in das Sonnenrad 2 und in das Hohlrad 3 ein.
Der Planetenträger 8 ist drehfest ausgebildet, so dass dieser im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Planetengetriebes 1 gegenüber der Drehachse 9 still steht. Hierfür weist der Planetenträger eine Drehmomentstütze 14 auf. Über diese Drehmomentstütze 14 kann der Planetenträger drehfest mit einem vorliegend nicht dargestellten Gehäuse des Planetengetriebes 1 verbunden werden. Die Drehmomentstütze 14 ist in einer Stützebene 16 des Planetengetriebes 1 angeordnet. Die Stützebene 16 ist in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 von der Zahnradebene 15 beabstandet.
Das Hohlrad 3 weist eine Innenverzahnung 12 auf, in die die Planetenräder 4, 5, 6, 7 einkämmen. Des Weiteren umfasst das Hohlrad 3 eine Außenverzahnung 13. Über diese Außenverzahnung 13 steht das Hohlrad 3 mit einem weiteren vorliegend nicht dargestellten Zahnrad, insbesondere des Fahrradantriebs, in Eingriff. Über die Außenverzahnung 13 wir im bestimmungsgemäßen Gebrauch ein Antriebsdrehmoment in das Planetengetriebe 1 eingeleitet.
Wie insbesondere aus 1 hervorgeht weist das Planetengetriebe 1 eine Lagerebene 17 auf, in der das Sonnenrad 2 und das Hohlrad 3 um die Drehachse 9 drehbar gelagert sind. Das Sonnenrad 2 und das Hohlrad 3 sind somit einseitig, nämlich in der Lagerebene 17, drehbar gelagert. Vorteilhafterweise kann hierdurch der konstruktive Aufwand zur Lagerung des Sonnenrads 2 und des Hohlrads 3 reduziert werden, wodurch wiederum die Herstellungskosten des Planetengetriebes 1 reduziert werden können. Des Weiteren kann das Planetengetriebe 1 hierdurch sehr kompakt ausgebildet werden.
Die Lagerebene 17 ist in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 von der Zahnradebene 15 beabstandet. Zur Lagerung des Sonnenrads 2 weist dieses einen ersten Lagerfortsatz 18 auf. Dieser erstreckt sich in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 von einer im Bereich der Zahnradebene 15 angeordneten Außenverzahnung 20 des Sonnenrads 2 bis in die Lagerebene 17. Des Weiteren weist das Hohlrad 3 einen zweiten Lagerfortsatz 19 auf. Der zweite Lagerfortsatz 19 ist im Vergleich zum ersten Lagerfortsatz 18 radial außen angeordnet. Der zweite Lagerfortsatz 19 erstreckt sich ebenfalls in Axialrichtung von der Zahnradebene 15 bis zur Lagerebene 17. Beide Fortsätze 18, 19 erstrecken sich ausgehend von der Zahnradebene 15 in die gleiche Richtung. Im Bereich der Lagerebene 17 ist in Radialrichtung zwischen dem ersten Lagerfortsatz 18 des Sonnenrads 2 und dem zweiten Lagerfortsatz 19 des Hohlrads 3 ein Lager 21 angeordnet. Das Lager 21 befindet sich somit in der Lagerebene 17 und bewirkt, dass das das Sonnenrad 2 und das Hohlrad 3 relativ zueinander und um die Drehachse 9 drehbar sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Planetengetriebes 1 über das Hohlrad 3 ein Antriebsdrehmoment in das Planetengetriebe 1 eingeleitet. Infolgedessen ist das Hohlrad 3 als Getriebeeingangswelle 10 des Planetengetriebes 1 ausgebildet. Die Planetenräder 4, 5, 6, 7 werden um ihre jeweils eigene Drehachse durch das Hohlrad 3 rotiert. Da der Planetenträger 8 drehfest ausgebildet ist, verbleiben die Planetenräder 4, 5, 6, 7 relativ zur Drehachse 9 des Planetengetriebes 1 an Ort und Stelle. Das gewandelte Antriebsdrehmoment wird von den Planetenrädern 4, 5, 6, 7 auf das Sonnenrad 2 übertragen und von diesem aus dem Planetengetriebe 1 abgeführt. Das Sonnenrad 2 ist demnach als Getriebeausgangswelle 11 des Planetengetriebes 1 ausgebildet.
Dadurch, dass die Zahnradebene 15 in Axialrichtung des Planetengetriebes 1 von der Lagerebene 17 beabstandet ist, wirkt um die Lagerebene 17 ein Kippmoment, wenn in der Zahnradebene 15 ein Antriebsdrehmoment, insbesondere über die Außenverzahnung 20, eingeleitet wird. Die beiden Lagerfortsätze 18, 19 bilden demnach einen jeweiligen Hebelarm aus, um den die Innenverzahnung 12 des Hohlrads 3 sowie die Außenverzahnung 20 des Sonnenrads 2 verkippt sind. Dies führt dazu, dass die Planetenräder 4, 5, 6, 7 unterschiedlich stark belastet werden. Infolgedessen besteht die Gefahr, dass eines dieser Planetenräder 4, 5, 6, 7, insbesondere eine Planetenverzahnung, eine Planetenlagerung und/oder eine Planetenachse, um ein Vielfaches früher versagt, wodurch die Lebensdauer des gesamten Planetengetriebes 1 reduziert wird.
Um dies zu vermeiden, sind gemäß 3 - die eine Draufsicht des Planetengetriebes 1 zeigt - in Bezug auf zumindest ein erstes Planetenrad 4 die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder 7, 5 unterschiedlich zu diesem beabstandet. Abbildungsgemäß wurden die Planetenräder ausgehend vom ersten Planetenrad 4 im Uhrzeigersinn fortführend nummeriert. Infolgedessen handelt es sich bei dem im Uhrzeigersinn benachbarten Planetenrad um das zweite Planetenrad 5 und bei dem entgegen dem Uhrzeigersinn benachbarten Planetenrad um das vierte Planetenrad 7.
Das eine der beiden zum ersten Planetenrad 4 benachbarten Planetenräder 5, 7 (bei dem es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abbildungsgemäß um das zweite Planetenrad 5 handelt) weist relativ zum ersten Planetenrad 4 in Umfangsrichtung, insbesondere im Uhrzeigersinn, einen ersten Abstand a auf. Das andere der beiden benachbarten Planetenräder 5, 7 (bei dem es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abbildungsgemäß um das vierte Planetenrad 7 handelt) weist relativ zum ersten Planetenrad 4 in Umfangsrichtung, insbesondere entgegen dem Uhrzeigersinn, einen zweiten Abstand b auf. Der erste Abstand a und der zweite Abstand b sind zueinander unterschiedlich groß. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Abstand a kleiner als der zweite Abstand b.
Infolgedessen sind die beiden zum ersten Planetenrad 4 benachbarten Planetenräder 5, 7 auch um unterschiedlich große Winkel α, β gegenüber diesem versetzt. So ist das eine der beiden zum ersten Planetenrad 4 benachbarten Planetenräder 5, 7 (bei dem es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abbildungsgemäß um das zweite Planetenrad 5 handelt) relativ zum ersten Planetenrad 4 in Umfangsrichtung, insbesondere im Uhrzeigersinn, um einen ersten Winkel α versetzt. Das andere der beiden benachbarten Planetenräder 5, 7 (bei dem es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abbildungsgemäß um das vierte Planetenrad 7 handelt) ist relativ zum ersten Planetenrad 4 in Umfangsrichtung, insbesondere entgegen dem Uhrzeigersinn, um einen zweiten Winkel β versetzt. Die beiden Winkel α, β sind zueinander unterschiedlich groß. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Winkel α kleiner als der zweite Winkel β.
Infolgedessen sind die Planetenräder 4, 5, 6, 7 in Umfangsrichtung des Planetengetriebes 1 ungleichmäßig und/oder asymmetrisch verteilt. Infolgedessen sind in Umfangsrichtung des Planetengetriebes 1 in einem ersten Abschnitt, insbesondere einer ersten Hälfte, mehr Planetenräder 4, 5, 6 angeordnet als in einem dazu in Umfangsrichtung versetzten gleich großen zweiten Abschnitt, insbesondere einer zweiten Hälfte, in der vorliegend beispielsweise nur das vierte Planetenrad 7 angeordnet ist.
Vorteilhafterweise kann somit in demjenigen Sektor des Planetengetriebes, in dem die Planetenräder 4, 5 einen kleineren Abstand a aufweisen bzw. um einen geringeren Winkel α zueinander versetzt sind, eine größere Kraft aufgenommen werden. Hierdurch wird eine Überbelastung eines der Planetenräder 4, 5, 6, 7 vermieden, da die ungleichmäßig am Umfang anliegende Kraft gleichmäßig auf die unterschiedlich zueinander verteilten Planetenräder 4, 5, 6, 7 aufgeteilt wird.
Wie aus 3 hervorgeht, sind in Bezug auf das zweite Planetenrad 5 die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder 4, 6 äquidistant zu diesem beabstandet. Infolgedessen ist das dritte Planetenrad 6 wie auch das erste Planetenrad 4 um den ersten Winkel α gegenüber dem zweiten Planetenrad 5 versetzt. Das erste, zweite und dritte Planetenrad 4, 5, 6 weisen somit zueinander den relativen ersten Abstand a auf. Diese Planetenräder 4, 5, 6 bilden eine Planetenradgruppe 22 des Planetengetriebes 1.
Die Planetenräder 4, 5, 6 dieser Planetenradgruppe 22 sind zueinander äquidistant beabstandet. Zusätzlich zu dieser Planetenradgruppe 22 umfasst das Planetengetriebe 1 ein Einzelplanetenrad 23. Dieses Einzelplanetenrad 23 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das vierte Planetenrad 7 ausgebildet. Das Einzelplanetenrad 23 ist der Planetenradgruppe 22 gegenüberliegend angeordnet. Des Weiteren weist das Einzelplanetenrad 23 zur Planetenradgruppe zu beiden Seiten einen äquidistanten Abstand b auf. Infolgedessen ist das Einzelplanetenrad 23 sowohl gegenüber dem ersten Planetenrad 4 der Planetenradgruppe 22 als auch gegenüber dem dritten Planetenrad 6 der Planetenradgruppe 22 um den Winkel β versetzt.
Das mittige Planetenrad der Planetenradgruppe 22, dass vorliegend durch das zweite Planetenrad 5 ausgebildet ist, und das Einzelplanetenrad 23, das vorliegend durch das vierte Planetenrad 7 ausgebildet ist, sind zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes 1 um 180° versetzt. Dies entspricht der Summe aus dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel β.
Der jeweilige Abstand b zwischen dem Einzelplanetenrad 23 und der benachbarten Planetenradgruppe 22 ist größer als der jeweilige Abstand a zwischen den Planetenrädern 4, 5, 6 der Planetenradgruppe 22.
4 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Planetenträgers 8 mit seinen Planetenrädern 4, 5, 6, 7. Der Planetenträger 8 weist an seinem Außenumfang 24 zumindest eine erste Aussparung 25 und eine zweite Aussparung 26 auf, die zueinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Die beiden Aussparungen 25, 26 sind voneinander durch Stege 27 getrennt. Die erste Aussparung 25 ist in Umfangsrichtung größer ausgebildet als die zweite Aussparung 26. In der ersten Aussparung 25 sind die Planetenräder 4, 5, 6 der Planetenradgruppe 22 aufgenommen. In der zweiten Aussparung 26 ist das Einzelplanetenrad 23, das vorliegend durch das vierte Planetenrad 7 gebildet ist, angeordnet.
In einem vorliegend nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte das Planetengriebe auch ausschließlich zwei Planetenräder aufweisen, die zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes um mehr oder weniger als 180° versetzt sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Sonnenrad
3: Hohlrad
4: erstes Planetenrad
5: zweites Planetenrad
6: drittes Planetenrad
7: viertes Planetenrad
8: Planetenträger
9: Drehachse
10: Getriebeeingangswelle
11: Getriebeausgangswelle
12: Innenverzahnung des Hohlrads
13: Außenverzahnung des Hohlrads
14: Drehmomentstütze
15: Zahnradebene
16: Stützebene
17: Lagerebene
18: erster Lagerfortsatz des Sonnenrads
19: zweiter Lagerfortsatz des Hohlrads
20: Außenverzahnung des Sonnenrads
21: Lager
22: Planetenradgruppe
23: Einzelplanetenrad
24: Außenumfang
25: ersten Aussparung
26: zweiten Aussparung
27: Stege
a: erster Abstand
b: zweiter Abstand
α: erster Winkel
β: zweiter Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012103355 A1 [0002]

Claims

Planetengetriebe (1), insbesondere für einen Fahrradantrieb, mit einem zentralen Sonnenrad (2), einem Hohlrad (3), welches das Sonnenrad (2) umgibt, und mehreren radial zwischen dem Sonnenrad (2) und dem Hohlrad (3) angeordneten Planetenrädern (4, 5, 6, 7), die in einem Planetenträger (8) drehbar gelagert und jeweils zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes (1) beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf zumindest ein erstes Planetenrad (4) die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder (5, 7) unterschiedlich zu diesem beabstandet sind.
Planetengetriebe nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden benachbarten Planetenräder (5) relativ zum ersten Planetenrad (4) in Umfangsrichtung einen ersten Abstand (a) und das andere benachbarte Planetenrad (7) einen zum ersten Abstand (a) größeren zweiten Abstand (b) aufweist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden benachbarten Planetenräder (5) relativ zum ersten Planetenrad (4) um einen ersten Winkel (a) und das andere benachbarte Planetenrad (7) um einen zum ersten Winkel (α) größeren zweiten Winkel (β) versetzt ist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf zumindest ein zweites Planetenrad (5) die beiden zu diesem in Umfangsrichtung benachbarten Planetenräder (4, 6) äquidistant zu diesem beabstandet sind.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Planetenrad (4, 5) zueinander benachbart sind.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) eine Planetenradgruppe (22) mit zumindest drei Planetenrädern (4, 5, 6) umfasst, die zueinander äquidistant beabstandet sind.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Planetenrad (5) das mittige Planetenrad dieser Planetenradgruppe (22) ist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) ein der Planetenradgruppe (22) in Umfangsrichtung gegenüberliegendes Einzelplanetenrad (7; 23) aufweist und/oder dass das Einzelplanetenrad (7; 23) zur Planetenradgruppe (22) äquidistant beabstandet ist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelplanetenrad (7; 23) und das zweite Planetenrad (5) zueinander in Umfangsrichtung des Planetengetriebes (1) um 180° versetzt sind.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abstand (b) zwischen dem Einzelplanetenrad (7; 23) und der Planetenradgruppe (22) größer ist als der jeweilige Abstand (a) zwischen den Planetenrädern (4, 5, 6) der Planetenradgruppe (22).
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (2) und/oder das Hohlrad (3) einseitig drehbar gelagert sind.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (2) und/oder das Hohlrad (3) in einer Lagerebene (17) des Planetengetriebes (1) drehbar gelagert sind, die zu einer Zahnradebene (15) des Planetengetriebes (1) in Axialrichtung des Planetengetriebes (1) beabstandet ist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (2) und/oder das Hohlrad (3) einen sich von der Zahnradebene (15) in die Lagerebene (17) erstreckenden Lagerfortsatz (18, 19) aufweist.
Planetengetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (8) drehfest ausgebildet ist, wobei dieser insbesondere eine Drehmomentstütze (14) aufweist.
Fahrradantrieb mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, und einem Planetengetriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.