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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe umfassend ein Getriebegehäuse, eine Sonnenwelle, die drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist, ein Sonnenrad, das drehfest auf der Sonnenwelle angeordnet ist, ein Hohlrad, das koaxial zu der Sonnenwelle drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist, einen Planetenträger, der drehfest in dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und mehrere Planetenräder, die drehbar auf dem Planetenträger gelagert sind und die jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmen.
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Stand der Technik
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Planetenstufen in Planetengetrieben werden in der Regel mit zwei oder mehr Planetenrädern ausgeführt, um so die einwirkende Last auf mehrere einzelne Bauteile zu verteilen und so eine gleichmäßige Lastverteilung in dem Planetengetriebe zu erzielen. Aufgrund von nicht zu vermeidenden Fertigungstoleranzen kann es jedoch zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung auf die einzelnen Planetenräder kommen.
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Um eine gleichmäßige Lastverteilung zu erzielen werden im Stand der Technik unterschiedlichste Ansätze verfolgt, wie beispielsweise der Einsatz eines ungelagerten Sonnenrads, eines ungelagerten Hohlrads, nachgiebig gelagerter Planetenräder, eines nachgiebig gelagerten Sonnen- und Hohlrads sowie radial bewegliche Planetenträger.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein alternatives Planetengetriebe anzugeben, das auf einfache Art und Weise unter Berücksichtigung eines reduzierten Bauteilsowie Kostenaufwands eine optimierte Lastaufteilung auf alle Planetenräder ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Planetengetriebe umfassend ein Getriebegehäuse, eine Sonnenwelle, die drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist, ein Sonnenrad, das drehfest auf der Sonnenwelle angeordnet ist, ein Hohlrad, das koaxial zu der Sonnenwelle drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist, einen Planetenträger, der drehfest in dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und mehrere Planetenräder, die drehbar auf dem Planetenträger gelagert sind und die jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmen, wobei die Sonnenwelle über ihr Durchmesser zu Längenverhältnis flexibel ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß weist das Planetengetriebe ein Getriebegehäuse, eine Sonnenwelle mit einem Sonnenrad, ein Hohlrad sowie einen Planetenträger mit mehreren Planetenrädern auf.
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Das Sonnenrad ist erfindungsgemäß drehfest auf der Sonnenwelle angeordnet. Die Sonnenwelle ist entsprechend der vorliegenden Erfindung über ihr Durchmesser zu Längenverhältnis flexibel ausgebildet.
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Das Hohlrad ist erfindungsgemäß koaxial zu dem Sonnenrad drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert.
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Der Planetenträger ist erfindungsgemäß drehfest in dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Planetenräder sind gemäß der vorliegenden Erfindung drehbar auf dem Planetenträger angeordnet und kämmen jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Planetengetriebes ist es möglich bei minimalen Bauteil- und Kostenaufwand einen optimierten Lastausgleich darzustellen. Somit erfolgt auf einfache Art und Weise die Realisierung des notwendigen Freiheitsgrades für ein Planetengetriebe.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Das Durchmesser zu Längenverhältnis der Sonnenwelle ist vorzugsweise kleiner oder gleich 0,5.
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Die Sonnenwelle ist bevorzugt eine Abtriebswelle einer elektrischen Maschine oder mit einer Abtriebswelle einer elektrischen Maschine antriebswirksam verbunden.
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Die Sonnenwelle weist vorzugsweise an einem ersten Ende einen größeren Durchmesser auf als an einem zweiten Ende, nämlich dem Ende an dem das Sonnenrad angeordnet ist.
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Durch diese Ausbildung der Sonnenwelle ist es möglich die erforderliche Steifigkeit zur erforderlichen Biegeweichheit der Sonnenwelle auf die jeweilige Anwendung abzustimmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Planetengetriebes weist dieses zumindest zwei erste Planetenräder, die drehbar auf dem Planetenträger gelagert sind und die jeweils mit dem Sonnenrad kämmen, zumindest zwei zweite Planetenräder, die drehbar auf dem Planetenträger gelagert sind und jeweils mit dem Hohlrad kämmen auf. Dabei ist jeweils ein erstes Planetenrad mit jeweils einem zweiten Planetenrad drehfest verbunden. Weiterhin bevorzugt weist das erfindungsgemäße Planetengetriebe eine Zwischenwelle, die drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist und mit dem Hohlrad antriebswirksam verbunden ist, sowie ein Zwischenrad, das drehfest auf der Zwischenwelle angeordnet ist und mit einem Abtriebselement kämmt, auf.
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Die Zwischenwelle kann in der bevorzugten Ausführungsform als Hohlwelle ausgebildet sein, wobei in diesen Fall die Sonnenwelle durch die Zwischenwelle geführt ist.
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Derart kann eine besonders kompakte Bauform des Planetengetriebes erzielt werden, die es ermöglicht das Planetengetriebe auch an Orten geringen Bauraums einzusetzen.
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Das Planetengetriebe kann in der bevorzugten Ausführungsform über das Abtriebselement mit einem Ausgleichsgetriebe antriebswirksam verbunden sein.
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Weiterhin weist die bevorzugte Ausführungsform des Planetengetriebes eine Schmiermittelvorrichtung auf, wobei die Schmiermittelvorrichtung derart ausgeführt ist, dass das Abtriebselement und das Zwischenrad bei Drehung Schmiermittel aus einem Schmiermittelsumpf fördern, das über Schmiermittelleitelemente zu den zu schmierenden Stellen geleitet wird, wobei die Schmiermittelleitelemente im Wesentlichen in oder an dem Getriebegehäuse ausgebildet sind. Die Schmiermittelvorrichtung dient der Schmierung und/oder Kühlung von zu schmierenden und/oder zu kühlenden Bauteilen des Planetengetriebes.
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Vermittels der Schmiermittelvorrichtung ist es möglich ohne die Verwendung einer Pumpe Schmiermittel aus einem Schmiermittelsumpf zu fördern. Dadurch, dass die Schmiermittelleitelemente der Schmiermittelvorrichtung größtenteils in oder an dem Getriebegehäuse ausgebildet sind wird der Bauraum des Planetengetriebes durch den Einsatz der Schmiermittelvorrichtung nahezu nicht beeinflusst und der kompakte Aufbau des Planetengetriebes ist weiterhin gegeben.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes.
- 2 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß 1.
- 3 zeigt eine erste Detailansicht eines Planetengetriebes gemäß 2.
- 4 zeigt eine zweite Detailansicht eines Planetengetriebes gemäß 2.
- 5 zeigt eine dritte Detailansicht eines Planetengetriebes gemäß 2.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 und 2 zeigen ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 in unterschiedlichen Detailierungsgraden. Nach 2 ist eine Sonnenwelle 3 in einem Getriebegehäuse 2 des Planetengetriebes 1 mittels eines ersten Lagers 19 drehbar gelagert. Das erste Lager 19 ist in diesem beispielhaften Planetengetriebe 1 als Kugellager ausgebildet. Die Lagerung der Sonnenwelle 3 kann jedoch auch mit jeder anderen Art eines bekannten Lagers erfolgen. Bei dem gezeigten Planetengetriebe 1 handelt es sich um ein direkt an einer elektrischen Maschine 9 angebautes Untersetzungsgetriebe, wobei die Sonnenwelle 3 die Abtriebswelle der elektrischen Maschine 9, also die Motorwelle, oder eine mit der Abtriebswelle der elektrischen Maschine 9 gekuppelte Welle ist.
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Auf der Sonnenwelle 3 ist drehfest und axial nicht verschiebbar ein Sonnenrad 4 mit einer Außenverzahnung befestigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad 4 einteilig mit der Sonnenwelle 3 ausgebildet. Die Sonnenwelle 3 hat an einem ersten Ende 10, nämlich einem der elektrischen Maschine 9 zugewandten Ende der Sonnenwelle 3, einen größeren Durchmesser als an einem zweiten Ende 11, nämlich einem Ende an dem das Sonnenrad 4 ausgebildet ist. Die Sonnenwelle ist über ihr Durchmesser zu Längenverhältnis flexibel ausgebildet, d.h. sie ist in eine radiale Richtung bewegbar ausgebildet.
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Die Begrifflichkeit „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Drehachse 17 der Sonnenwelle 3.
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Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die Drehachse 17 der Sonnenwelle 3.
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Koaxial zu der Sonnenwelle 3 mit dem Sonnenrad 4 ist in dem Getriebegehäuse 2 ein Hohlrad 5 mit einer Innenverzahnung drehbar angeordnet. Zwischen dem Hohlrad 5 und dem Sonnenrad 4 sind umfänglich gleichmäßig verteilt mindestens zwei erste Planetenräder 7', 7" mit ihren Verzahnungen und mindestens zwei zweite Planetenräder 8', 8" mit ihren Verzahnungen angeordnet. Die Planetenräder 7', 7", 8', 8" sind paarweise, d.h. jeweils ein erstes Planetenrad 7', 7" und jeweils ein zweites Planetenrad 8', 8", auf jeweils einer Planetenwelle 18', 18" drehfest angeordnet. Die Planetenwellen 18', 18" selbst sind jeweils drehbar mittels eines zweiten Lagers 20 an einem Planetenradträger 6 und mittels eines dritten Lagers 21 an dem Getriebegehäuse 2 gelagert. Das zweite Lager 20 ist als Nadellager ausgebildet; das dritte Lager 21 ist als Kugellager ausgebildet. Sowohl das zweite Lager 20 wie auch das dritte Lager 21 können aber auch als jede andere bekannte Lagerart ausgebildet sein. Der Planetenradträger 6 ist drehfest in dem Getriebegehäuse 2 befestigt.
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Die ersten Planetenräder 7', 7" kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 4; die zweiten Planetenräder 8', 8" kämmen jeweils mit dem Hohlrad 5. Das Hohlrad 5 ist fest mit einer Zwischenwelle 12 verbunden. Die Zwischenwelle 12 ist mittels einem vierten Lager 22 und einem fünften Lager 23 drehbar in dem Getriebegehäuse 2 gelagert. Sowohl das vierte Lager 22 wie auch das fünfte Lager 23 sind als Kugellager ausgebildet. Die Lagerung der Zwischenwelle 12 kann jedoch auch mit jeder anderen Art eines bekannten Lagers erfolgen. Einteilig mit der Zwischenwelle 12 ist ein Zwischenrad 13 mit einer Außenverzahnung ausgebildet. Das Zwischenrad 13 kämmt mit einem Abtriebselement 14, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Abtriebsrad, das fest mit einem Gehäuse 26 eines Ausgleichsgetriebes 15 verbunden ist. Das Gehäuse 26 des Ausgleichsgetriebes 15 ist mittels eines sechsten Lagers 24 und eines siebten Lagers 25 in dem Getriebegehäuse 2 des Planetengetriebes 1 gelagert. Das sechste Lager 24 und das siebte Lager 25 sind als Kugellager ausgebildet. Die Lagerung des Gehäuses 26 des Ausgleichsgetriebes 15 kann jedoch auch mit jeder anderen Art eines bekannten Lagers erfolgen.
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Das Planetengetriebe 1 weist zudem eine Schmiermittelvorrichtung auf. Dabei wird über die Drehung des Abtriebselements 14 und des Zwischenrads 13 Schmiermittel aus einem Schmiermittelsumpf 16 in den Bereich des Planetengetriebes 1 gefördert und dort über diverse Schmiermittelleitelemente zu den zu schmierenden Stellen, wie beispielsweise den Lagern, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 oder den Verzahnungen geleitet.
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Unter der Begrifflichkeit „Schmiermittelleitelemente“ sollen in diesem Zusammenhang insbesondere Abstreifnasen, Schmiermittelkanäle aber auch Schmiermittelreservoirs verstanden werden. Die Schmiermittelleitelemente sind im Wesentlichen in oder an dem Getriebegehäuse 2 ausgebildet.
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Ein Teil des über das Abtriebselement 14 und das Zwischenrad 13 aus dem Schmiermittelsumpf 16 innerhalb des Getriebegehäuses 2 hochgeschleuderten Schmiermittels wird durch eine erste Abstreifnase 27, die an dem Getriebegehäuse 2 ausgebildet ist, abgezweigt und versorgt das sechste Lager 24 mit Schmiermittel (2, 5).
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Die restliche Menge an Schmiermittel wird an die obersten Flächen des Getriebegehäuses 2 geschleudert und ein Teil davon versorgt wiederum durch eine zweite Abstreifnase 28, die an dem Getriebegehäuse 2 ausgebildet ist, das erste Lager 19 sowie das vierte Lager 22 und in weiterer Folge das zweite Lager 20 und das fünfte Lager 23 mit Schmiermittel (2, 5). Das Schmiermittel gelangt von der zweiten Abstreifnase 28 über einen ersten Schmiermittelkanal 29, der in dem Getriebegehäuse 2 ausgebildet ist, zu dem ersten Lager 19 (2, 5). In der Zwischenwelle 12 sind zudem zumindest drei Bohrungen vorgesehen, sodass das Schmiermittel über die Rotationskraft der Zwischenwelle 12 zu dem zweiten Lager 20 und dem fünften Lager 23 ausgeschleudert wird.
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Ein weiterer Teil des an das Getriebegehäuse 2 geschleuderten Schmiermittels fängt sich über eine dritte Abstreifnase 32 abgeleitet in einem ersten Schmiermittelreservoir 30, das in dem Getriebegehäuse 2 ausgebildet ist (4). Von diesem ersten Schmiermittelreservoir 30 aus wird Schmiermittel über die Drehung der Planetenräder 7', 7", 8', 8" gefördert und über Bohrungen in den Planetenwellen 18', 18", die jeweils zweite Schmiermittelkanäle 31 ausbilden, zu dem dritten Lager 21 transportiert (3, 4).
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An dem Getriebegehäuse 2 sind weiterhin zwei vierte Abstreifnasen 33 ausgebildet über die Schmiermittel entlang der Gehäusewand des Getriebegehäuses 2 ebenso in das erstes Schmiermittelreservoir 30 leitbar ist. Im Bereich des ersten Schmiermittelreservoirs 30 ist ein dritter Schmiermittelkanal 34 ausgebildet über den ein Teil des in dem ersten Schmiermittelreservoir 30 gesammelten Schmiermittels zu dem siebten Lager 25 leitbar ist (4).
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Sämtliches Schmiermittel das an den Gehäusewänden des Getriebegehäuses 2 herunterläuft und nicht in einem Schmiermittelreservoir oder von Abstreifnasen gefangen bzw. umgeleitet wird sowie das Schmiermittel aus den Überläufen der zu schmierenden Stellen kann durch einen vierten Schmiermittelkanal 35 in den Schmiermittelsumpf 16 fließen. In dem Schmiermittelsumpf 16 wird das Schmiermittel beruhigt und abgekühlt bevor es über das Abtriebselement 14 wieder in dem Planentengetriebe 1 Umlauf gebracht wird (4).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Getriebegehäuse
- 3
- Sonnenwelle
- 4
- Sonnenrad
- 5
- Hohlrad
- 6
- Planetenträger
- 7', 7"
- Erstes Planetenrad
- 8', 8"
- Zweites Planetenrad
- 9
- Elektrische Maschine
- 10
- Erstes Ende (der Sonnenwelle)
- 11
- Zweites Ende (der Sonnenwelle)
- 12
- Zwischenwelle
- 13
- Zwischenrad
- 14
- Abtriebselement
- 15
- Ausgleichsgetriebe
- 16
- Schmiermittelsumpf
- 17
- Drehachse (der Sonnenwelle)
- 18', 18"
- Planetenwelle
- 19
- Erstes Lager
- 20
- Zweites Lager
- 21
- Drittes Lager
- 22
- Viertes Lager
- 23
- Fünftes Lager
- 24
- Sechstes Lager
- 25
- Siebtes Lager
- 26
- Gehäuse (des Ausgleichsgetriebes)
- 27
- Erste Abstreifnase
- 28
- Zweite Abstreifnase
- 29
- Erster Schmiermittelkanal
- 30
- Erstes Schmiermittelreservoir
- 31
- Zweiter Schmiermittelkanal
- 32
- Dritte Abstreifnase
- 33
- Vierte Abstreifnase
- 34
- Dritter Schmiermittelkanal
- 35
- Vierter Schmiermittelkanal
