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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung zumindest aufweisend ein Zahnrad und einen Planetenträger, wobei das Zahnrad und der Planetenträger zu einer Einheit miteinander verbunden sind, und wobei der Planetenträger aus wenigstens zwei sich axial einander gegenüberliegenden und axial miteinander verbundenen Trägerabschnitten gebildet ist, wobei axial mit einer Zentralachse der Getriebevorrichtung gleichgerichtet ist und das Zahnrad mit einem ersten Trägerabschnitt der Trägerabschnitte verbunden ist. Die Getriebevorrichtung weist eine Planetentrieb und eine Schmiervorrichtung für den Planetentrieb auf.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine der Gattung entsprechende Getriebevorrichtung ist in der
DE 10 2019 132 603 A1 beschrieben. Über das Zahnrad werden Drehmomente in die Getriebevorrichtung eingeleitet bzw. an eine weitere Getriebevorrichtung, beispielsweise den Final-Drive eines Antriebsstrangs, weitergegeben. Die Getriebevorrichtung besteht aus dem Zahnrad und einem Planetentrieb. Das Zahnrad ist als Ringrad mit einer Außenverzahnung ausgeführt und sitzt auf einem Körper, welcher eine Nabe und einen Planetenträger des Planetentriebs bildet. Der Körper ist ein massives Bauteil aus einem metallischen Material. Gewöhnlich werden derartige Strukturen aus Gußmaterial oder als Schmiedeteil ausgeführt. Der Planetentrieb ist durch den Planetenträger und Planetenräder gebildet. Die Getriebevorrichtung weist eine Schmiervorrichtung auf, mit welcher Schmieröl zu den Lagerstellen der Planetenräder geführt wird. Diese Schmiervorrichtung ist mit einer Kavität versehen, von welcher aus pro Lagestelle und Planetenrad ein Kanal zu der Lagerstelle führt.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung zu schaffen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
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Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist vorgesehen, dass wenigstens ein Trägerabschnitt des Planetenträgers ein Bauteil aus Blech ist, welches an einer Nabe des Zahnrades befestigt ist.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Getriebevorrichtung abweichend zum bekannten Stand der Technik keinen gemeinsamen aus einer Nabe und einem Planetenträger gebildeten einteiligen Körper aufweist. Stattdessen sind Nabe und Planetenträger als separate Bauteile ausgebildet und miteinander verbunden. Diese Lösung macht es möglich, sowohl die Nabe als auch den Planetenträger einfacher zu gestalten. Die Nabe kann beispielsweise als Einzelteil oder zusammen mit dem Zahnrad durch spanabhebende Herstellung, Schmieden oder Pressen oder mit gegenüber dem bekannten Stand der Technik vereinfachten Gießformen hergestellt werden. Die Bauteile des Planetenträgers sind vorzugsweise Zieh-, Präge- und/oder Stanzteile aus Stahlblech. Es ist auch denkbar, die einzelnen Bauteile der Getriebevorrichtung durch Kombinationen vorgenannter Verfahren herzustellen. Das Gewicht der gesamten Struktur ist gering, da dieses optimal in Leichtbauweise ausgefüllt ist.
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Der erste Trägerabschnitt sitzt auf der Nabe, ist zum Beispiel auf diese aufgepresst oder aufgeschoben und ist mit dieser vorzugsweise durch wenigstens eine Schweißverbindung verbunden.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass beide Trägerabschnitte aus Blech gestaltet sind, wobei es auch denkbar ist, dass der Planetenträger aus mehr als nur zwei Trägerabschnitten gebildet ist, von denen wenigstens einer aus Blech, aber vorzugsweise alle Trägerabschnitte aus Blech gebildet sind. Das Blech ist vorzugsweise Stahlblech, welches wahlweise partiell oder ganz gehärtet ist.
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Unter Trägerabschnitte sind Strukturen des Planetenträgers zu verstehen, welche auch als Trägerwangen oder Trägerplatten bekannt sind und welche in einem Planetentrieb tragende und stützende Funktionen übernehmen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Trägerabschnitt des Planetenträgers mit Verbindungsstücken versehen ist. Die Verbindungsstücke überbrücken eine axiale Distanz, welche zwischen den beiden Trägerabschnitten ausgebildet ist, und verbinden die Trägerabschnitte. Die axiale Distanz ist u.a. durch axiale Abstände definiert, welche zumindest an den Platzbedarf für Planetenräder und Planetenlagerungen angepasst sind. Wahlweise weist einer oder sind beide Trägerabschnitte mit Verbindungsstücken versehen. Die Verbindungsstücke sind bevorzugt axial in Richtung des anderen Trägerabschnitts ausgerichtet und liegen an diesem stirnseitig an, sind in einen oder beide Trägerabschnitte eingefügt, oder liegen radial an diesen an. Radial ist senkrecht zur Zentralachse, welche unabhängig von ihrer Lage im Raum axial ausgerichtet verläuft. Die vorzugsweise stegartig ausgeführten Verbindungsstücke sind vorzugsweise einteilig-monolithisch mit einem der Trägerabschnitte ausgebildet oder sind Einzelteile.
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Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zahnrad und der Planetenträger und/oder die Trägerabschnitte mittels Schweißverbindungen miteinander verbunden sind. Die Bauteile der Getriebevorrichtung, d.h. das Zahnrad, die Trägerabschnitte und die Verbindungsstücke sind vorzugsweise mittels Schweißverbindungen miteinander verbunden. Alternativ sind form-kraftschlüssige Verbindungen vorgesehen. Wahlweise sind auch beide Verbindungstechniken vorgesehen. Schweißverbindungen sind alle mit oder ohne Zusatzwerkstoffen ausgeführten stoffschlüssigen Verbindungen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Nabe einteilig mit dem Zahnrad ausgebildet ist. Ein derartiges Bauteil lässt sich vorteilhaft als ein Schmiedeteil und/oder durch spanabhebende Bearbeitung optimieren.
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Alternativ ist die Nabe als ein zu dem Zahnrad separates und mit dem Zahnrad formschlüssig alternativ kraft- oder formschlüssig verbundenes Bauteil. Denkbar ist auch Kombination der Verbindungstechniken. Die separat zu dem Zahnrad ausgeführte Nabe ist vorzugsweise ein durch Ziehen, Prägen und Stanzen hergestelltes Bauteil. Sie kann alternativ auch durch Um- oder Urformen und durch spanabhebende Bearbeitung oder durch kombinierte der vorgenannten Verfahren hergestellt werden.
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Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von wenigstens einem Trägerabschnitt der Trägerabschnitte und einem Teil des Zahnrads ein erster Hohlraum eingeschlossen ist.
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Der Teil des Zahnrades, welcher gemeinsam mit einer der Trägerabschnitte den Hohlraum einschließt, ist zumindest ein Flächenabschnitt an einer Oberfläche des Zahnrades oder an einer einteilig mit dem Zahnrad verbundenen Nabe.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Zahnrad innen zumindest partiell so hohl ausgebildet ist, dass randseitig einer innenzylindrischen Fläche eine zur Zentralachse hin offene Kavität ausgebildet ist. Als Kavität wird eine randseitige Aushöhlung an dem Bauteil verstanden.
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Hohlräume und Kavitäten tragen vorteilhaft zur Reduktion des Gesamtgewichts und des Materialverbrauchs bei der Herstellung des Zahnrades bzw. der Nabe bei. Darüber hinaus dienen diese als Sammel- und Leitstellen von Schmierölen. Zuletzt genanntes ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, die Hohlräume und Kavitäten mittels Kanälen oder Durchgängen durch das Material des Bauteils strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Strömungstechnisch miteinander verbunden heißt, dass zwischen dem Hohlraum und der Kavität ein Austausch von Medien möglich ist. Wobei die Medien vorzugsweise Schmiermittel wie Schmieröl oder Schmiermittel-Gasgemische sind.
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Der Durchlass ist wahlweise als wenigstens eine Durchgangsöffnung gestaltet, und weist wenigstens ein Durchgangsloch, und/oder zumindest mindestens einen Kanal oder eine Mehrzahl aus Durchgangsöffnungen und Kanälen auf. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Hohlräume, Kavitäten und Löcher sich bei der Herstellung der Einzelteile der Getriebevorrichtung einbringen lassen oder durch das Zusammenwirken von deren Konturen bereits gegeben sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Schmiervorrichtung für die Getriebevorrichtung vor. Die Getriebevorrichtung ist mit einem Planetentrieb und mit einer Schmiervorrichtung versehen. Der Planetentrieb weist wenigstens einen am Planetenträger und zumindest einen Planetensatz auf. Der Planetensatz ist zumindest mit einem, vorzugsweise mit mehr als zwei Planetenrädern versehen. Jedes Planetenrad ist mit zumindest einer Planetenlagerung an mindestens einer Lagerstelle des Planetenträgers gelagert. Die Planetenlagerungen sind wahlweise oder in Kombination Gleit- und/oder Wälzlager. Die Planetenräder sind auf Bolzen an der Lagerstelle gelagert oder mit Zapfen. Die Lagerstelle weist ein Loch auf, in dem der Zapfen des Planetenrades oder der Planetenbolzen sitzt.
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Die Schmiervorrichtung ist zumindest aus einem Hohlraum und einer Kavität gebildet, die mittels eines oder mittels mehrerer Kanäle untereinander verbunden sind oder mit Durchgängen durch das Material des Bauteils strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Außerdem ist vorgesehen, dass zwischen einem der Hohlräume und der jeweiligen Lagerstelle ein wenigstens ein Durchlass in Form eines Durchgangslochs oder mehrerer Durchgangslöcher oder eines weiteren Kanals oder weiterer Kanäle ausgebildet ist.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Struktur der Schmiervorrichtung sich einfach und kostengünstig ohne zusätzlichen Aufwand in die Gesamtstruktur der einzelnen Bauteile und Bauelemente integrieren lässt, weil deren Teilstrukturen bei der Formgebung der einzelnen Bauteile bereits berücksichtigt werden können. So ist schließlich mit einer Ausgestaltung der Erfindung eine Schmiervorrichtung vorgesehen, in der ein Hohlraum von wenigstens einer Teilfläche eines Trägerabschnitts des Planetenträgers und einer Teilfläche des Zahnrads eingeschlossen ist. Die Schmiervorrichtung weist weiter einen zweiten Hohlraum auf, der durch mindestens eine Innenfläche einer am Rande des Zentrums des Zahnrades oder der Nabe ausgebildeten Kavität teilweise begrenzt ist, einen Kanal und einen Durchlass auf. Auch die Strukturen der Kanäle und Durchlässe können anteilig durch Strukturen aneinander angrenzender Bauteile gebildet sein.
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Die Getriebevorrichtung sitzt vorzugsweise auf einer Getriebewelle, auf einem Zapfen o.ä... Daraus ergibt sich, dass die innen im dem Wellensitz ausgebildete Kavität nach der Montage der Getriebevorrichtung auf die Getriebewelle zusammen mit einem Wellenabschnitt der Getriebewelle einen Hohlraum begrenzt, in welchem beispielsweise aus der Getriebewelle zugeleitetes Schmieröl aufgefangen werden kann.
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Die Hohlräume sind bevorzugt Ringräume, welche um die Zentralachse der Getriebevorrichtung verlaufen. Die Zentralachse der Getriebevorrichtung liegt auf der Rotationsachse der Getriebewelle.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen liegt darin, dass die Bauteile der Getriebevorrichtung hinsichtlich ihres Materialeinsatzes und Gewichts optimiert und vergleichsweise leicht ausgeführt sind und mit vereinfachten Fertigungsverfahren herstellbar sind. Die erfindungsgemäße Ausführung der Schmiervorrichtung ermöglicht die effektive Schmierung der Lagerstellen der Planetenräder, so dass deren Funktion verbessert ist und Schmierstoff gespart werden kann bzw. die durch die sich bewegenden Bauteile entstehenden Panschverluste in modernen Fahrzeuggetrieben durch den Einsatz geringerer Schmierölmengen reduziert werden. Insgesamt wird also mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ein Beitrag zur Reduzierung des CO2 - Ausstoßes sowohl bei der Herstellung als auch im Fahrbetrieb geleistet.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen einer Getriebevorrichtung 1 oder 30 in nicht maßstäblich gezeichneten Abbildungen näher erläutert.
- Die 1 und 2 zeigen die Getriebevorrichtung 1 in zwei verschiedenen Hauptansichten.
- 3 zeigt die Getriebevorrichtung 1 in einem Längsschnitt entlang ihrer Zentralachse 6.
- 4 zeigt die zu einer Baugruppe 28 ergänzte Getriebevorrichtung 1 in einem Längsschnitt entlang ihrer Zentralachse 6 und 4a ein Detail Z der Getriebevorrichtung 1.
- 5 zeigt eine zur Getriebevorrichtung 1 alternativ gestaltete Getriebebaugruppe 30 in einem Längsschnitt entlang ihrer Zentralachse 6.
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1 -3 - Die Getriebevorrichtung 1 weist ein Zahnrad 2 und einen Planetenträger 3 auf, welche zu einer Einheit miteinander verbunden sind. Der Planetenträger 3 ist aus zwei sich axial einander gegenüberliegenden Trägerabschnitten 4 und 5 gebildet. Das Zahnrad 2 ist mit einem ersten Trägerabschnitt 4 des Planetenträgers 3 verbunden. Die Trägerabschnitte 4 und 5 sind durch Stanzen und Kaltumformen aus Stahlblech hergestellte Bauelemente. An dem Trägerabschnitt 4 sind einteilig Verbindungsstücke 12 in Form von Axialstegen ausgebildet.
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1 und 3 - An einer Nabe des Trägerabschnitts 5 ist ein außenzylindrischer Lagersitz 44 ausgebildet.
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2 und 3 - An dem Zahnrad 2 ist ein weiterer Lagersitz 45 ausgebildet. An diesen Lagersitzen 44 und 45 kann wahlweise mindestens als eine Laufbahn für Wälzkörper oder ein Gleitlager ausgebildet sein oder diese aufweisen. Alternativ stellt der Lagersitz wenigstens eine innenzylindrische und oder außenzylindrische Sitzfläche für einen oder mehrere Lagerringe zur Verfügung.
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3 - Der Trägerabschnitt 4 ist an einer Nabe 7 des Bauteils befestigt. Über die Verbindungsstücke 12 sind Trägerabschnitte 4 und 5 auf eine axiale Distanz D zueinander gehalten und miteinander zu dem Planetenträger 3 verbunden. Die Nabe 7 des Zahnrads 2 ist einteilig mit dem Zahnrad 2 ausgebildet. An einer innenzylindrischen Oberfläche 9 ist eine zur Zentralwelle 6 hin radial offenen Kavität 10 eingeformt. Das Zahnrad 2 und die Trägerwange 4 sind wahlweise oder zugleich mittels der Schweißverbindungen 13 und 14 miteinander verbunden. Die Trägerwangen 4 und 5 sind mittels Schweißverbindungen 15 miteinander verbunden.
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4 - In dieser Darstellung ist Getriebevorrichtung 1 um einen Planetentrieb 17 ergänzt sowie mit einer Schmiervorrichtung 18 im Zusammenwirken mit einer Getriebewelle 24 abgebildet. Der Planetentrieb 17 ist mit mehreren Planetenrädern 20 versehen, welche jeweils mit radialem Abstand zur Zentralachse 6 angeordnet sind und von welchen aufgrund der Darstellungsweise in 5 nur eins abgebildet ist. Die Zentralachse 6 ist zugleich die Achse, um welchen der Planetenträger 3 rotiert und um welche die Planetenräder 20 umlaufen. Die Planetenräder 20 stehen im Zahneingriff mit einem Sonnenrad 39, welches mit der Getriebewelle 24 verbunden ist. Jedes der Planetenräder 20 ist an einer Lagerstelle 35 gelagert. Die Lagerstelle 35 ist aus einem Planetenbolzen 32, einem Radiallager 33 und Anlaufscheiben 34 gebildet. Der jeweilige Planetenbolzen 32 ist innen mit einer Bohrung 36 versehen, welche einen Kanal 37 bildet. Von dem Kanal 37 aus führt ein Querkanal 38 zu dem Radiallager 33.
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Die Einheit aus dem Zahnrad 2 und dem Planetenträger 3 sowie der Lagerstelle ergibt eine Struktur, in welcher durch das Zusammenwirken einfacher gestalterischer Details ihrer Einzelteile und deren Anordnung aneinander zugleich die Schmiervorrichtung 18 integriert ist. Durch eine derartige Schmiervorrichtung kann vorteilhaft auf die üblichen zusätzlichen Vorrichtungen und aufwändige Bearbeitung für die Ölversorgung verzichtet werden.
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Die Schmiervorrichtung 18 ist aus dem Hohlraum 21, dem Kanal 11, dem weiteren Hohlraum 8 sowie aus dem Durchlass 22 gebildet. Außerdem können der Schmiervorrichtung 18 der Kanal 37 und der Querkanal 38 in dem Planetenbolzen 32 zugeordnet werden.
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Der Hohlraum 21 ist durch die Innenkontur an einer innenzylindrischen Oberfläche 9 der zur Getriebewelle 24 hin radial offenen Kavität 10 in einem Durchgangsloch des Zahnrades 2 bzw. der Nabe 7 und durch einen Oberflächenabschnitt 23 der Getriebewelle 24 begrenzt und über den Kanal 11 mit dem Hohlraum 8 verbunden. Der Hohlraum 8 ist durch eine Innenkontur einer weiteren stirnseitig des Zahnrades 2 ausgebildeten und zu dem Trägerabschnitt 4 offenen Kavität 43 und durch den einen Oberflächenabschnitt des Trägerabschnitts 4 begrenzt.
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4a - Die Innenkontur der Kavität 43 ist durch einen Abschnitt der Nabe 7, einen Stirnseitenabschnitt des Zahnrades 2 und die Innenseite eines Bundes 19 begrenzt. Der Bund 19 ist ringförmig und erstreckt sich axial von dem Zahnrad weg. Der Bund 19 dient außerdem als Abstandshalter zur axialen Positionierung des Trägerabschnitts 4 und Ansatz für die Schweißverbindung 13.
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4 und 4a - Der Durchlass 22 verbindet den Hohlraum 8 mit dem Kanal 37.
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4 - Die Schmiervorrichtung 18 wird über eine Zuführung 40 im Inneren der Getriebewelle 24 und eine Querbohrung 41 mit Schmieröl 42 versorgt. Letzteres ist mit dem Pfeil 42 symbolisiert. Die Ölversorgung arbeitet wahlweise mit durch Druck gefördertes Schmieröl 42 und/oder durch den Einfluss von Fliehkraft. Das Schmieröl 42 strömt dabei in Richtung der Pfeile 42 durch den Hohlraum 21 und dann durch den Kanal 11 in den Hohlraum 8. Von da aus wird das Schmieröl 42 in Abhängigkeit des Füllstandes und des Betriebszustandes durch eine mindestens der Anzahl der Planetenräder 20 entsprechenden Zahl Durchlässe 22 über die Kanäle 37 und 38 auf die Radiallager 33 verteilt.
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5 - Die Getriebevorrichtung 30 weist ein Zahnrad 26 und den bereits aus der Getriebevorrichtung 1 bekannten Planetenträger 3 auf. Das Zahnrad 26 und die der Planetenträger 3 sind zu einer Einheit miteinander verbunden. Das Zahnrad26 ist aus einem Ringrad 31, einer Nabe 27 und aus einer Nabe 29 zusammengesetzt. Die Nabe 27 des Zahnrads 26 ist ein zu dem Zahnrad 26 separates Bauteil und mit dem Zahnrad 26 über die Schweißverbindung 13 sowie über eine weitere Schweißverbindung 16 verbunden. Der Planetenträger 3 ist aus den zwei sich axial einander gegenüberliegenden Trägerabschnitten 4 und 5 gebildet. Die Nabe 27 ist mit dem ersten Trägerabschnitt 4 des Planetenträgers 3 mittels der Schweißverbindung 14 verbunden. Die Trägerabschnitte 4 und 5 sind durch Stanzen und Kaltumformen aus Stahlblech hergestellte Bauelemente. An dem Trägerabschnitt 4 sind einteilig Verbindungsstücke 12 in Form von Axialstegen ausgebildet. Die Trägerwangen 4 und 5 sind mittels Schweißverbindungen 15 miteinander verbunden.
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Die vorgenannten Schweißverbindungen 13, 14, und 16 sind vorzugsweise um die Zentralachse 6 verlaufende Ringnähte in V- oder Stumpfnahtausführung. Alternativ können diese auch nur partielle in der Länge im Vergleich zur Fügestelle kürzere Schweißnähte oder als Schweißpunkte sein. Die Schweißverbindungen 15 sind partiell an die Abmessungen der Verbindungsstücke 12 angepasst oder punktförmig ausgeführt.
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Bezugszeichen
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
- Zahnrad
- 3
- Planetenträger
- 4
- erster Trägerabschnitte
- 5
- zweiter Trägerabschnitt
- 6
- Zentralachse
- 7
- Nabe
- 8
- erster Hohlraum
- 9
- innenzylindrische Fläche
- 10
- Kavität
- 11
- Kanal
- 12
- Verbindungsstück
- 13
- Schweißverbindung
- 14
- Schweißverbindung
- 15
- Schweißverbindung
- 16
- Schweißverbindung
- 17
- Planetentrieb
- 18
- Schmiervorrichtung
- 19
- Bund
- 20
- Planetenrad
- 21
- zweiter Hohlraum
- 22
- Durchlass
- 23
- Oberflächenabschnitt
- 24
- Getriebewelle
- 25
- Innenfläche
- 26
- Zahnrad
- 27
- Nabe
- 28
- Baugruppe
- 29
- Nabe
- 30
- Getriebevorrichtung
- 31
- Ringrad
- 32
- Planetenbolzen
- 33
- Radiallager
- 34
- Anlaufscheiben
- 35
- Lagerstelle
- 36
- Bohrung
- 37
- Kanal
- 38
- Querkanal
- 39
- Sonnenrad
- 40
- Zuführung
- 41
- Querbohrung
- 42
- Pfeil/Schmieröl
- 43
- Kavität
- 44
- Lagersitz
- 45
- Lagersitz
- D
- Distanz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019132603 A1 [0002]
