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Die Erfindung betrifft einen Radsatz, also ein Planetengetriebe, als Antrieb für eine Ölpumpe, mit einem Planetenträger, der eine Vielzahl von Planetenrädern über je einen Bolzen einseitig fliegend lagert.
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Unter fliegender Lagerung wird eine solche Lagerung verstanden, bei der ein Kraftangriff außerhalb des Lagers vorliegt. In Anwendung auf einen Planetenträger wird darunter verstanden, dass ein Abstützpunkt, der über das Planetenrad eingeleiteten Kräfte außerhalb des Planetenrades auf dem Planetenträger liegt. Es findet also nur eine einseitige Abstützung statt. Der Kraftangriff befindet sich also axial außerhalb der durch den Planetenträger definierten Fläche, nämlich im Bereich eines hülsenförmigen oder bundförmigen Fortsatzes des Planetenträgers.
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Grundsätzlich sind bereits aus dem Stand der Technik Radsätze bekannt, die Planetenträger einsetzen, welche üblicherweise aus zwei Planetenradhälften oder Planetenradwangen aufgebaut sind. Leider zeigt sich im Stand der Technik, dass diese häufig zu schwer und kostenintensiv hergestellt sind, was darauf basiert, dass häufig spanende Fertigungsverfahren eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind auch andere Lösungen bekannt, so aus der
DE 25 17 225 A1 . Dort wird eine Zahnradunterstützung in Form einer zusammengesetzten Konstruktion vorgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Unterstützen eines Zahnrades eine Buchse vorhanden ist, die im Inneren einen Widerlager bildenden Säulenabschnitt aufweist, der in stumpfer Anlage an einem gegenüber einer Fläche eines Trägers vorspringenden Säulenabschnitt befestigt ist, dass diese Säulenabschnitte zusammen eine flexible Achse bilden, welche die Zahnradlagerbuchse trägt sowie im Betrieb elastische, ausbiegbare und gleichzeitig mit der Buchse angeformt ist, und dass zwischen der Achse und der Buchse ein freier Ringraum vorhanden ist.
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Aus der
EP 1 371 879 ist auch ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, mit einer Mehrzahl von Planetenrädern, welche jeweils auf einer zugehörigen Achse drehbar an einem Planetenträger gelagert sind bekannt, wobei der Planetenträger sich axial erstreckende Vorsprünge aufweist und ggf. mit einem die Planetenräder umgebenden Hohlrad oder Gehäuse versehen ist. Als besonders ist in der
EP 1 371 879 B1 herausgestellt, dass die Vorsprünge freistehend ausgebildet sind und die Zwischenräume, die sich zwischen benachbarten Planetenrädern, dem Sonnenrad und ggf. dem Hohlrad oder Gehäuse ergeben, im Wesentlichen ausfüllen, wobei kein Kontakt zwischen den Vorsprüngen und den Rädern zustande kommt.
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Die vorbekannten Lösungen haben jedoch Nachteile, welche durch die vorliegende Erfindung gelöst werden sollen.
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Eine erfindungsgemäße Lösung bei einem gattungsgemäßen Radsatz ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein aus Kunststoff gefertigtes Zwischenstück über eine Schnappverbindung am Planetenträger befestigt ist, d. h. verclipst ist bzw. mittels einer Verclipsung angebracht ist. Auf diese Weise wird ein schlankerer Aufbau möglich und der Bauraum besser genutzt. Auch werden die Kosten reduziert, da auf spanende Fertigung verzichtet werden kann. Auch fällt ein sonst häufig verwendetes zusätzliches Umformteil, wie eine Planetenträgerhälfte oder eine Planetenträgerwange, weg. Es werden kostengünstige und einfach zu montierende Kunststoffdistanzhalter eingesetzt, die es ermöglichen, den Radsatz kostengünstiger und schneller herzustellen. Es wird eine konsequente Reduzierung des Bauteils erreicht, womit eine Anpassung an geringere Anforderungen, verglichen zu einem Planetenradsatz bei sonst üblichen Fahrzeuggetrieben, erreicht wird.
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Gerade für einen leistungsverzweigten Ölpumpenradsatz wird eine wesentlich optimierte Lösung zur Verfügung gestellt. Es wird davon ausgegangen, dass die Anforderungen in puncto Lasten und Genauigkeiten an einen Planetenradsatz für eine Ölpumpe deutlich geringer sind, als gegenüber den Anforderungen für Planetenradsätzen, die in Getrieben verbaut werden. Die Lösung besteht also darin, dass ein Radsatz als Antrieb für eine Ölpumpe dient und nicht im Getriebe liegt. Der Planetenradsatz besitzt nur eine Planetenträgerhälfte, wodurch ein Umformteil wegfällt und auch die spanende Bearbeitung reduziert wird. Die wegfallende Planetenträgerhälfte diente früher als Abstandshalte zu Schnittstellenbauteilen, für das nun die Zwischenstücke aus Kunststoff, die in den Planetenträger eingeschnappt sind, eingesetzt werden.
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Der Kerngedanke ist es also, den Planetenradsatz aus nur einer Planetenträgerhälfte zu fertigen, wodurch ein Umformteil wegfällt und auch die spanende Bearbeitung reduziert wird. Die wegfallende Planetenträgerhälfte dient nun auch als Abstandshalte zu Schnittstellenbauteilen, was nun durch drei kostengünstig und einfach zu montierende Kunststoffdistanzhalter realisiert wird. Diese Lösung wurde ermöglicht, da die Anforderungen an das Bauteil konsequent reduziert wurden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn das Zwischenstück als Distanzhalter für eines oder mehrere Schnittstellenbauteile, wie zu dem Radsatz benachbarter Komponenten, ausgelegt ist. Dabei ist auf eine geschickte Materialwahl, insbesondere in puncto E-Modul und Eigengewicht sowie Kompressibilitätsdaten zu achten. Durch ein schnelles Einclipsen selbst vieler Zwischenstücke, lässt sich ein vormontiertes Modul, umfassend den Planetenträger und die Zwischenstücke, einfach vorhalten und weiter verarbeiten.
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Für einen minimalistischen Ansatz ist es von Vorteil, wenn jedem Planetenrad ein Zwischenstück zugeordnet ist.
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Auch hat es sich bewährt, wenn das Zwischenstück einerseits einen Schnappabschnitt besitzt, der in ein, bspw. eckiges, insbesondere rechteckiges Durchgangsloch des Planetenträgers greift und den Planetenträger hintergreift, sowie andererseits einen Abstandshalteabschnitt besitzt. Solche Zwischenstücke lassen sich dann einfach, bspw. mittels spritztechnischen Maßnahmen herstellen.
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Für eine gute Bauraumnutzung hat es sich als positiv herausgestellt, wenn der Abstandshalteabschnitt in Richtung vom Planetenträger weg kegel- oder pyramidenförmig, bspw. spitz, zuläuft. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der Raum zwischen den Rädern optimal ausgenutzt.
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Eine weitergehende Verbesserung zeigt sich, wenn zumindest eine der seitlichen Fläche des Kegels oder der Pyramide, insbesondere die einem Planetenrad oder zwei Planetenrädern zugewandte(n) Fläche(n) konkav oder konvex gewölbt ist/sind und/oder die Spitze abgeflacht ist. Eine große Anlagefläche für die auf Abstand zu haltenden Bauteile kann dann gestellt werden. Dies ist für den Dauerbetrieb von Vorteil.
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Um Ausfälle auf ein Minimum zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn wenigstens einer der Planetenbolzen oder alle Planetenbolzen an einem oder beiden Enden mit einem Sicherungsring gegen ein Herausrutschen aus einer planetenbolzenlagernden Aufnahme des Planetenträgers gesichert ist/sind.
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Auch hat es sich bewährt, wenn jede Aufnahme einen Bund auf der planetenradabgewandten Seite besitzt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der aus Blech, wie Aluminiumblech oder Stahlblech möglichst spanlos gefertigte Planetenträger eine bspw. mittig angeordnete Wellenaufnahme mit einer Innenverzahnung besitzt. Gerade wenn diese Innenverzahnung als Steckverzahnung ausgebildet ist, lassen sich herkömmliche Komponenten einfach einsetzen.
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Die Erfindung betrifft auch ein leistungsverzweigtes Ölpumpengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Radsatz.
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Man könnte auch sagen, dass die Erfindung einen Planetenradträger betrifft, insbesondere einen für eine Ölpumpe, der einen Grundkörper an mindestens drei hohlzylindrisch ausgebildete Planetenräderaufnahmeelemente aufweist, die sich entlang einer jeweils zugehörigen Achse ausgehend von dem Grundkörper in eine erste Richtung erstrecken und die dazu ausgebildet sind, die jeweiligen Planetenräder rotierbar aufzunehmen. Besonders ist dabei, dass der Planetenradträger zusätzlich ein hohlzylindrisch ausgebildetes Steckverzahnungselement aufweist, welches sich ausgehend von dem Grundkörper entlang einer zugehörigen Achse in eine zweite Richtung erstreckt und welches dazu ausgebildet ist, zumindest einen Wellenabschnitt drehmomentleitend aufzunehmen, wobei die Achsen kollinear verlaufen und ferner der Grundkörper sowie die Elemente einteilig ausgebildet sind.
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Man könnte dann ferner sagen, dass der Planetenradträger von dem Grundkörper und den jeweiligen Planetenräderaufnahmeelementen ausgehend, jeweils hohlzylindrische Verbindungselemente besitzt, die in Verlängerung zu den jeweiligen Planetenräderaufnahmeelementen in die zweite Richtung erstreckt und die auch einteilig mit dem Grundkörper und den Elementen ausgebildet sind. Es ist dabei von Vorteil, wenn die einteilige Ausbildung des Grundkörpers und der Elemente durch einen Tiefziehvorgang erfolgt und die Planetenräderaufnahmeelemente an ihren jeweiligen Innen- und/oder Außenumfang spanend nachbearbeitet sind, um eine geforderte Passgenauigkeit zu erreichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei wird eine erste Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßer Radsatz im montierten Zustand, wobei die (Planeten-)Bolzen und die Planetenräder mittels Sicherungsringen gesichert sind, wobei aufgrund der geringen Belastungen (Axialkräfte) die Sicherungsringe ausreichend gut funktionieren,
- 2 den Radsatz aus 1 in einer zur 1 vergleichbaren räumlichen Darstellung, jedoch von der anderen Seite als die Darstellung aus 1,
- 3 der Planetenträger des Radsatzes aus 2, nur darstellend eine umgeformte Planetenträgerhälfte, wobei die darin geführte Nabe mit einer Steckverzahnung versehen ist, welche wie die Aufnahmen zum Lagern der Bolzen in einem Umformprozess gezogen wurden, weshalb eine spanende Nachbearbeitung der Bolzenaufnahmen gewünscht ist, um die gewünschten Genauigkeiten für die Passung der Bolzen zu generieren.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Radsatz 1 in perspektivischer Darstellung wiedergegeben. Der Radsatz 1 ist nach Art eines Planetengetriebes als Antrieb für eine Ölpumpe vorgesehen. Er besitzt einen Planetenträger 2. Der Planetenträger 2 ist zum Lagern einer Vielzahl von Planetenrädern 3 vorgesehen. Jedes Planetenrad 3 besitzt eine Außenverzahnung, etwa nach Art einer Schrägverzahnung. Jedes Planetenrad 3 ist auf einem Bolzen 4 gelagert. Die Planetenräder 3 sind über die Bolzen 4 einseitig fliegend am Planetenträger 2 gelagert. Dazu stecken die Bolzen 4 in Aufnahmen 5 des Planetenträgers 2. Diese Aufnahmen 5 besitzen jeweils einen Bund 6, wie gut in 2 zu erkennen ist.
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Am Planetenträger 2 sind drei Zwischenstücke 7 befestigt. Zur Befestigung der Zwischenstücke 7 am Planetenträger 2 sind Schnappverbindungen 8 eingesetzt. Diese sind besonders gut in 2 zu erkennen. Zurückkommend auf 8 sei ausgeführt, dass die Zwischenstücke in Durchgangslöcher 9 eingesteckt sind.
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Jedes Zwischenstück 7 weist einen Schnappabschnitt 10 und einen Abstandshalteabschnitt 11 auf, wie gut in 2 zu erkennen ist. Dabei ist der Abstandshalteabschnitt 11 nach Art einer Pyramide 12 ausgebildet. Jene den Planetenrädern 3 zugewandten Flächen 13 sind konkav gewölbt. Die Spitze der Pyramide 12 weist eine Abflachung 14 auf.
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Unter Verweis auf die 2 und 3 sei ausgeführt, dass mittig im Planetenträger 2 eine Wellenaufnahme 15 vorhanden ist. Diese Wellenaufnahme 15 besitzt ein aus dem Planetenträgermaterial herausgeformte Hülse 16, die auf ihrer Innenseite eine Verzahnung 17 nach Art einer Steckverzahnung besitzt. Da der Radsatz 1 nach Art eines Planetengetriebes zum Antrieb einer Ölpumpe ausgelegt ist, ist es sinnvoll an beiden Enden je eines Bolzens 4 einen eigenen Sicherungsring 18 zu verwenden. Die Sicherungsringe 18 sind nach Art von Sprengringen ausgebildet, siehe hierzu die 1 und 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radsatz
- 2
- Planetenträger
- 3
- Planetenrad
- 4
- Bolzen / Planetenbolzen
- 5
- Aufnahme
- 6
- Bund
- 7
- Zwischenstück
- 8
- Schnappverbindung
- 9
- Durchgangsloch
- 10
- Schnappabschnitt
- 11
- Abstandshalteabschnitt
- 12
- Pyram ide
- 13
- Fläche
- 14
- Abflachung
- 15
- Wellenaufnahme
- 16
- Hülse
- 17
- Verzahnung / Innenverzahnung
- 18
- Sicherungsring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2517225 A1 [0004]
- EP 1371879 [0005]
- EP 1371879 B1 [0005]
