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Die
Erfindung betrifft eine Radsatzanordnung eines Planetengetriebes,
beispielsweise eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes, mit mindestens zwei
einfachen Planetenradsätzen, die jeweils ein Sonnenrad,
ein Hohlrad und einen mehrere Planetenräder tragenden Steg
umfassen, und die mit einer koaxialen Schachtelanordnung eines der
Planetenradsätze radial innerhalb des Sonnenrades des anderen
Planetenradsatzes in einer gemeinsamen Radialebene oder in axial
geringfügig zueinander versetzten Radialebenen angeordnet
sind, wobei das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes und das
Sonnenrad des radial äußeren Planetenradsatzes
zumindest drehfest miteinander gekoppelt und über eine
Mitnahmeverzahnung mit einem gemeinsamen Träger verbunden
sind.
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Modernere
Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen bestehen zur Realisierung mehrerer
Gangstufen üblicherweise aus mehreren Planetenradsätzen,
die als einfache Planetenradsätze und/oder als zusammengesetzte
Planetenradsätze, wie z. B. als Simpson-Radsatz oder als
Ravigneaux-Radsatz, ausgebildet sein können. Die Bauteile
dieser Planetenradsätze, wie Sonnenräder, Hohlräder
und Stege (Planetenträger), sind zum Teil drehfest miteinander gekoppelt
oder über zugeordnete Reibschaltelemente, die bevorzugt
als Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen ausgebildet sind, selektiv,
d. h. zur Schaltung jeweils einer bestimmten Gangstufe, mit einer
Eingangswelle, einer Ausgangswelle oder miteinander koppelbar bzw.
gegenüber dem Getriebegehäuse arretierbar.
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Wegen
der Forderung nach einem möglichst permanenten Betrieb
des Antriebsmotors in einem Drehzahlbereich mit einem geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch
werden jedoch immer mehr Gangstufen erforderlich, was zwangsläufig
mit einer Erhöhung der Anzahl der in einem Automatgetriebe vorzusehenden
Planetenradsätze verbunden ist. Bei der üblichen
axial benachbarten Anordnung der Planetenradsätze führt
dies jedoch zu einer vergrößerten axialen Baulänge
der Automatgetriebe, wodurch insbesondere ein Front-Quereinbau der
aus dem Antriebsmotor und dem Automatgetriebe gebildeten Antriebseinheit
erschwert oder sogar verhindert wird.
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Es
sind daher mehrere Konzepte für mehrstufige Automatgetriebe
mit mindestens zwei einfachen Planetenradsätzen vorgeschlagen
geworden, bei denen einer dieser Planetenradsätze koaxial
bzw. radial innerhalb des Sonnenrades des anderen Planetenradsatzes
angeordnet ist. Hierdurch können beide Planetenradsätze
in einer gemeinsamen Radialebene oder in axial geringfügig
zueinander versetzten Radialebenen angeordnet werden, so dass gegenüber
einer axial benachbarten Anordnung eine Radsatzebene eingespart
und somit die axiale Baulänge des jeweiligen Automatgetriebes
verringert ist.
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Ein
erstes Automatgetriebe mit einer radial geschachtelten Anordnung
von zwei einfachen Planetenradsätzen ist aus der
US 5 429 557 A bekannt. Die
beiden Planetenradsätze sind koaxial über der Ausgangswelle
angeordnet und bilden den Hauptradsatz dieses bekannten Automatgetriebes. Das
Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes und das Sonnenrad des
radial äußeren Planetenradsatzes sind einstückig
ausgebildet, also in einem gemeinsamen Getriebebauteil zusammengefasst.
Die Planetenträger beider Planetenradsätze sind
starr miteinander verbunden und stehen mit der Ausgangswelle in
Triebverbindung.
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In
einer ersten Ausführungsform dieses Automatgetriebes sind
sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang über
drei Schaltkupplungen und zwei Schaltbremsen schaltbar, wobei eine
eingangsseitige Triebverbindung mit der achsparallel zu der Ausgangswelle
angeordneten Eingangswelle jeweils über eine erste Eingangsstufe
mit einer Underdrive-Übersetzung und/oder über
eine zweite Eingangsstufe mit einer Overdrive-Übersetzung
hergestellt wird. In einer zweiten Ausführungsform dieses Automatgetriebes
sind sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang über
zwei Schaltkupplungen und drei Schaltbremsen schaltbar, wobei die
eingangsseitige Triebverbindung mit der Eingangswelle jeweils über eine
einzige Eingangsstufe mit einer Underdrive-Übersetzung
und bedarfsweise über einen dem Hauptradsatz vorgeschalteten
einfachen Planetenradsatz hergestellt wird.
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Ein
zweites Automatgetriebe mit einer radial geschachtelten Anordnung
von zwei einfachen Planetenradsätzen ist in der
DE 10 2005 014 592
A1 in mehreren Ausführungsformen beschrieben.
Dieses bekannte Automatgetriebe weist vier miteinander gekoppelte
einfache Planetenradsätze auf. Zwei dieser Planetenradsätze
sind in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet, wobei der eine
dieser beiden Planetenradsätze radial innerhalb des Sonnenrades
des anderen dieser beiden Planetenradsätze des Vorschaltradsatzes
angeordnet ist. Das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes
und das Sonnenrad des radial äußeren Planetenradsatzes
sind durch eine einstückige Bauweise starr miteinander
gekoppelt. Bei diesem bekannten Automatgetriebe sind acht Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang über drei Schaltkupplungen
und zwei Schaltbremsen schaltbar.
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Ein
weiteres Automatgetriebe mit einer radial geschachtelten Anordnung
von zwei einfachen Planetenradsätzen ist Gegenstand der
nicht vorveröffentlichten
DE 10 2008 000 429.4 der Anmelderin. Das
dort in mehreren Ausführungsformen beschriebene Automatgetriebe
weist jeweils einen Vorschaltradsatz und einen Hauptradsatz auf.
Während der Vorschaltradsatz in allen Ausführungsformen
aus zwei gekoppelten einfachen Planetenradsätzen besteht,
wird der Hauptradsatz entweder aus zwei gekoppelten einfachen Planetenradsätzen
oder aus einem Ravigneaux-Radsatz gebildet.
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Die
beiden Planetenradsätze des Vorschaltradsatzes sind in
einigen Ausführungen in axial geringfügig zueinander
versetzten Radialebenen und in anderen Ausführungen in
einer gemeinsamen Radialebene angeordnet, wobei der erste Planetenradsatz
radial innerhalb des Sonnenrades des zweiten Planetenradsatzes angeordnet
ist. Das Hohlrad des radial inneren Planetenrad satzes und das Sonnenrad
des radial äußeren Planetenradsatzes sind starr miteinander
verbunden.
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Die
Stege beider Planetenradsätze sind ebenfalls starr miteinander
verbunden und je nach Ausführung mit dem Hohlrad des ersten
Planetenradsatzes des Hauptradsatzes, dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
des Hauptradsatzes, dem kleinen Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes
oder mit dem großen Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes
drehfest gekoppelt. Bei den Ausführungsformen dieses Automatgetriebes
sind jeweils neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang über
drei Schaltkupplungen und drei Schalt bremsen schaltbar, wobei zur Vermeidung
von Schleppmomenten geöffneter Reibschaltelemente jeweils
eine Schaltkupplung und eine Schaltbremse als Klauenkupplungen ausgebildet sind.
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Bei
den beschriebenen Automatgetrieben ist die drehfeste Koppelung des
Hohlrades des radial inneren Planetenradsatzes und des Sonnenrades
des radial äußeren Planetenradsatzes jeweils vorzugsweise
dadurch realisiert, dass beide Bauteile einstückig ausgebildet,
also in einem gemeinsamen Getriebebauteil zusammengefasst sind.
In der
DE 10 2005 014
592 A1 ist jedoch erwähnt, dass das betreffende Hohlrad
und das betreffende Sonnenrad auch als separate Bauteile ausgeführt
sein können, die in nicht näher beschriebener
Weise starr drehfest oder zur akustischen Entkoppelung über
eine z. B. aus einem Elastomer-Kunststoff bestehende elastische
Zwischenlage begrenzt verdrehelastisch miteinander verbunden sein
können.
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Eine
an sich bekannte und in der Schnittansicht von
3 der
DE 10 2005 014 592
A1 dargestellte Konstruktion zur Axial- und Radiallagerung
sowie zur Triebverbindung der einstückig miteinander verbundenen
Zahnräder, nämlich des Hohlrades des radial inneren
Planetenradsatzes und des Sonnenrades des radial äußeren
Planetenradsatzes, besteht darin, dass das gemeinsame Getriebebauteil über eine
Mitnahmeverzahnung mit einem scheibenförmigen Träger
verbunden ist. Der Träger wiederum ist über Axiallager
gegen über axial benachbarten Bauteilen sowie über
ein Radiallager auf der zentral angeordneten Eingangswelle des betreffenden
Automatgetriebes gelagert und steht mit einer außerhalb der
Darstellung der Figur angeordneten Schaltkupplung in Triebverbindung.
Die Mitnahmeverzahnung besteht aus einer durch die axial verlängerte
Hohlradverzahnung des gemeinsamen Getriebebauteils gebildeten zahnradseitigen
Innenverzahnung und aus einer entsprechenden, am radialen Außenrand des
Trägers angeordneten trägerseitigen Außenverzahnung.
Durch einen Sprengring, der in eine nahe des trägerseitigen
axialen Außenrands der Innenverzahnung angeordnete Ringnut
eingesetzt ist, wird das gemeinsame Getriebebauteil, nämlich
das kombinierte Sonnerad-Hohlrad zumindest in eine Richtung axial
geführt.
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Da
die Außenverzahnung des Sonnenrades des radial äußeren
Planetenradsatzes bedingt durch die Zahngeometrie in Bezug auf die
Flächenpressung stärker belastet wird als die
Innenverzahnung des Hohlrades des radial inneren Planetenradsatzes, muss
das Sonnenrad üblicherweise gehärtet werden, wogegen
für das Hohlrad eine Vergütung, beispielsweise
durch Nitrocarburieren, ausreichend wäre. Wird das einstückig
ausgeführte gemeinsame Getriebebauteil Sonnerad-Hohlrad
demnach gehärtet, führt dies zwangsläufig
zu einem Verzug, der eine mechanische Nachbearbeitung der Hohlradverzahnung,
z. B. durch Schleifen, erforderlich macht. Dies ist nachteilig mit
einem erhöhten Produktionsaufwand und entsprechenden Mehrkosten
verbunden.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die Außenverzahnung
des Trägers mit einem erhöhten Fertigungsaufwand
schrägverzahnt ausgeführt werden muss, da die
Verzahnungen der Planetenradsätze wie auch die als Innenverzahnung
der Mitnahmeverzahnung genutzte Hohlradverzahnung des gemeinsamen
Getriebebauteils Sonnerad-Hohlrad zur Vermeidung starker Verzahnungsgeräusche üblicherweise
schrägverzahnt sind.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes und
ein das Sonnenrad des radial äußeren Planetenradsatzes kombinierendes
Getriebebauteil von zwei in der eingangs genannten Art radial geschachtelt
angeordneten einfachen Planetenradsätzen vorzuschlagen,
das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Eine
erste erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe
besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1 darin, dass das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes und das
Sonnenrad des radial äußeren Planetenradsatzes
zunächst als separate Bauteile mit unterschiedlicher Wärmebehandlung
hergestellt und nachfolgend kraftschlüssig und/oder formschlüssig
und/oder stoffschlüssig starr, also drehfest sowie axial-
und radialspielfrei, miteinander verbunden worden sind.
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Die
Erfindung geht demnach aus von einer an sich bekannten Radsatzanordnung
eines Planetengetriebes, beispielsweise eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes,
die zwei einfache Planetenradsätze mit jeweils einem Sonnenrad,
einem Hohlrad und einem mehrere Planetenräder tragenden
Steg aufweist, die mit einer koaxialen Schachtelanordnung eines
der Planetenradsätze radial innerhalb des Sonnenrades des
anderen Planetenradsatzes in einer gemeinsamen Radialebene oder
in axial geringfügig zueinander versetzten Radialebenen
angeordnet sind. Bei der betrachteten Radsatzanordnung sind die
beiden Planetenradsätze zumindest dadurch miteinander gekoppelt,
dass das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes und das Sonnenrad
des radial äußeren Planetenradsatzes zumindest
drehfest miteinander gekoppelt und über eine Mitnahmeverzahnung
mit einem gemeinsamen Träger verbunden sind.
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Um
zur Lösung der Aufgabe eine getrennte Bearbeitung insbesondere
der Verzahnungen des Hohlrades des radial inneren Planetenradsatzes
und des Sonnenrades des radial äußeren Planetenradsatzes
zu ermöglichen, sind beide Zahnräder erfindungsgemäß als
separate Bauteile mit unterschiedlicher Wärmebehandlung
hergestellt und in geeigneter Weise starr, also drehfest sowie axial-
und radialspielfrei, miteinander verbunden.
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Hinsichtlich
der Montage innerhalb der Radsatzanordnung der beiden Planetenradsätze
besteht somit kein Unterschied zu der aus dem Stand der Technik
bekannten einstückigen Ausführung der beiden Zahnräder.
Durch die ursprünglich getrennte Herstellung können
die beiden Zahnräder jedoch vor ihrer Verbindung in optimaler
Weise mechanisch bearbeitet und wärmebehandelt werden.
So kann das Sonnenrad aufgrund seiner hoch belasteten Sonnenradverzahnung
ohne einen Verzug des Hohlrades gehärtet werden, wogegen
das Hohlrad wegen seiner geringer belasteten Hohlradverzahnung z.
B. durch Nitrocarburieren vergütet werden kann.
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Eine
kraftschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder
kann derart ausgebildet sein, dass das Hohlrad und das Sonnenrad
im Bereich eines Außenzylinderabschnitts des Hohlrades
und eines Innenzylinderabschnitts des Sonnenrades axial überlappend zueinander
angeordnet und mittels einer Presspassung zwischen den beiden Zylinderabschnitten
kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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Eine
formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung
der beiden Zahnräder ist derart möglich, dass
das Hohlrad und das Sonnenrad im Bereich eines Außenzylinderabschnitts
des Hohlrades und eines Innenzylinderabschnitts des Sonnenrades
axial überlappend zueinander angeordnet und mittels in die
Zylinderabschnitte eingearbeiteter Kerbverzahnungen form- und kraftschlüssig
miteinander verbunden sind.
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Eine
stoffschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder
ist bevorzugt derart realisiert, dass das Hohlrad und das Sonnenrad
im Bereich eines Außenzylinder- oder Außenkegelabschnitts
des Hohlrades und eines Innenzylinder- oder Innenkegelabschnitts des
Sonnenrades axial überlappend zueinander angeordnet und,
beispielsweise an einer axialen Außenkante des Hohlrades
oder des Sonnenrades, miteinander verschweißt sind.
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Unabhängig
von der Art der Verbindung der beiden Zahnräder ist bevorzugt
vorgesehen, dass die Innenverzahnung der Mitnahmeverzahnung an einem überlappungsfreien
Abschnitt des Sonnenrades angeordnet ist. Hierdurch kann die an
dem Sonnenrad angeordnete Innenverzahnung unabhängig von der
Hohlradverzahnung des Hohlrades hergestellt werden.
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Diese
Möglichkeit wird zweckmäßig dazu genutzt,
die aus der Innenverzahnung des Sonnenrades und der Außenverzahnung
des Trägers gebildete Mitnahmeverzahnung als eine produktionstechnisch einfacher
und kostengünstiger herstellbare Geradverzahnung auszuführen.
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Eine
zweite erfindungsgemäße Lösung der gestellten
Aufgabe besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 7 darin, dass das Hohlrad des radial inneren Planetenradsatzes
und das Sonnenrad des radial äußeren Planetenradsatzes
als separate Bauteile mit unterschiedlicher Wärmebehandlung
hergestellt und über die Mitnahmeverzahnung zumindest drehfest
miteinander sowie mit dem Träger verbunden sind.
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Auch
bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung
sind die beiden Zahnräder als separate Bauteile mit unterschiedlicher
Wärmebehandlung hergestellt, um eine getrennte Bearbeitung
insbesondere der Verzahnungen des Hohlrades des radial inneren Planetenradsatzes
und des Sonnenrades des radial äußeren Planetenradsatzes
zu ermöglichen. Die zumindest drehfeste Verbindung der
beiden Zahnräder miteinander und mit dem Träger
erfolgt nunmehr jedoch in Kombination über die Mitnahmeverzahnung,
d. h. formschlüssig im Rahmen der Montage mit dem Träger.
Ein separater Arbeitsschritt zur Verbindung des Hohlrades des radial
inneren Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des radial äußeren
Planetenradsatzes ist somit eingespart.
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Die
formschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder
und des Trägers ist bevorzugt derart realisiert, dass das
Hohlrad und das Sonnenrad trägerseitig im Bereich eines
Außenzylinderabschnitts des Hohlrades und eines Innenzylinderabschnitts
des Sonnenrades axial überlappend zueinander angeordnet
sind, und dass nahe des axialen Außenrands des Überlappungsbereiches
umfangsseitig verteilt an dem Hohlrad radial durchgängige
und axial einseitig offene Mitnahmeöffnungen sowie an dem
Sonnenrad radial außen geschlossene und axial einseitig
offene Mitnahmeöffnungen angeordnet sind, in die im montierten
Zustand entsprechend zugeordnete radiale Mitnahmezähne
des Trägers eingreifen.
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Zur
Axialführung des Hohlrades und des Sonnenrades durch den
Träger ist das Hohlrad axial außen benachbart
zur Montageposition der Mitnahmezähne des Trägers
radial innen mit einer Ringnut für einen Sprengring und
am axial gegenüberliegenden Ende des Überlappungsbereiches
radial außen mit einem Anschlagbund für das Sonnenrad
versehen.
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Die
Zentrierung des Sonnenrades über den Träger kann
dadurch realisiert sein, dass zumindest einige Mitnahmezähne
des Trägers an ihren Zahnköpfen mit radial erhabenen
Passflächen versehen sind, die im montierten Zustand spielfrei
an den radialen Begrenzungsböden der Mitnahmeöffnungen des
Sonnenrades anliegen. Dabei ist die Form der Passflächen
an die Kontur der Begrenzungsböden der Mitnahmeöffnungen
des Sonnenrades angepasst. Vorzugsweise sind die Begrenzungsböden
der Mitnahmeöffnungen und die Passflächen an den Zahnköpfen
der Mitnahmezähne gerade oder zylindrisch ausgebildet.
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Die
Zentrierung des Hohlrades über den Träger kann
in ähnlicher Weise dadurch realisiert sein, dass zumindest
einige Zahnlücken des Trägers an ihren Zahnlückenböden
mit radial erhabenen zylindrischen Passflächen versehen
sind, die im montierten Zustand, je nach Ausführung des
entsprechenden Innenbereiches des Hohlrades, spielfrei an einer
zylindrischen Innenwand oder an den Zahnköpfen der Hohlradverzahnung
des Hohlrades anliegen.
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Im
Fall der produktionstechnisch einfacheren axial durchgängigen
Ausführung der Hohlradverzahnung des Hohlrades ist zur
Erzielung einer rotationssymmetrischen Kraft- und Festigkeitsverteilung
in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Anzahl der Mitnahmezähne
des Trägers einen ganzzahligen Teil der Zähnezahl
der Hohlradverzahnung bildet, und dass die Mitnahmeöffnungen
des Hohlrades symmetrisch zu den Zähnen der Hohlradverzahnung
angeordnet sind.
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Zur
Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung
mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser
zeigt
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1 eine
erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Radsatzanordnung in einem teilweisen Längsmittelschnitt,
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2 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Radsatzanordnung in einem teilweisen Längsmittelschnitt,
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3 eine
teilweise Axialansicht der Darstellung von 2, und
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt der Axialansicht von 3.
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In
der Ansicht von 1 ist eine Radsatzanordnung
von zwei einfachen Planetenradsätzen 1, 11 mit
jeweils einem Sonnenrad 2, 12, einem Hohlrad 3 und
einem mehrere Planetenräder 4, 14 tragenden Steg 5 (Planetenträger)
in einem Ausschnitt eines Längsmittelschnitts durch eine
Getriebe abgebildet. Die beiden Planetenradsätze 1, 11 sind
mit einer koaxialen Schachtelanordnung eines der Planetenradsätze 1 radial
innerhalb des Sonnenrades 12 des anderen Planetenradsatzes 11 in
axial geringfügig zueinander versetzten Radialebenen 6, 16 angeordnet.
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In 1 ist
zum einen das Sonnenrad 12 und ein mit diesem in Verzahnungseingriff
stehendes Planetenrad 14 des radial äußeren
Planetenradsatzes 11 und zum anderen das Sonnenrad 2,
das Hohlrad 3 und ein mit diesen Zahnrädern 2, 3 in
Verzahnungseingriff stehendes und auf einem Planetenbolzen 7 des
zugeordneten Steges 5 drehbar gelagertes Planetenrad 4 des
radial inneren Planetenradsatzes 1 erkennbar. Der Steg 5 dieses
Planetenradsatzes 1 ist radial innen über ein
Axiallager 8 axial gegenüber dem zugeordneten
Sonnenrad 2 abgestützt und radial außen
mit einem Ölfangblech 9 zur Versorgung der Lagerung
der Planetenräder 4 mit Schmieröl versehen.
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Das
Hohlrad 3 des radial inneren Planetenradsatzes 1 und
das Sonnenrad 12 des radial äußeren Planetenradsatzes 11 sind
im Bereich eines Außenkegelabschnitts 10 des Hohlrades 3 und
eines Innenkegelabschnitts 20 des Sonnenrades 12 axial überlappend
zueinander angeordnet und an der dem Hohlrad 3 zugewandten
axialen Außenkante 21 des Sonnenrades 12 miteinander
verschweißt und somit starr, d. h. drehfest sowie axial
und radial spielfrei, miteinander verbunden.
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Über
eine an einem überlappungsfreien Abschnitt 22 des
Sonnenrades 12 angeordnete Innenverzahnung 23 einer
Mitnahmeverzahnung 24 und eine an einem scheibenförmigen
Träger 25 angeordnete Außenverzahnung 26 der
Mitnahmeverzahnung 24 sind die beiden miteinander verschweißten
Zahnräder 3, 12 zumindest drehfest mit
dem Träger 25 verbunden.
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Bei
einer radialspielfreien Ausführung der Mitnahmeverzahnung 24 und
einer geeigneten Lagerung des Trägers 25, z. B.
auf einer zentral angeordneten Getriebewelle, sind die beiden Zahnräder 3, 12 über
den Träger 25 auch radial gelagert und somit zentriert.
Zur zumindest einseitigen axialen Abstützung der beiden
Zahnräder 3, 12 über den Träger 25 ist
ein Sprengring 27 in eine nahe des axialen Außenrands 28 der
Innenverzahnung 23 des Sonnenrades 12 angeordnete
Ringnut 29 eingesetzt.
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Aufgrund
der Herstellung des Hohlrades 3 des radial inneren Planetenradsatzes 1 und
des Sonnenrades 12 des radial äußeren
Planetenradsatzes 11 als ursprünglich, d. h. vor
ihrer Verbindung durch die Verschweißung, separate Bauteile
ist eine unabhängige mechanische Bearbeitung und insbesondere
eine unterschiedliche Wärmebehandlung entsprechend der
Belastung der jeweiligen Verzahnungen ermöglicht. Durch
die Anordnung der Innenverzahnung 23 der Mitnahmeverzahnung 24 an
dem Sonnenrad 12 kann die gesamte Mitnahmeverzahnung 24,
also auch die Außenverzahnung 26 des Trägers 25,
unabhängig von der üblicherweise als Schrägverzahnung
ausgebildeten Hohlradverzahnung 30 des Hohlrades 3 insbesondere
als Geradverzahnung ausgeführt werden.
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Eine
andere Ausführungsform der Verbindung des Hohlrades 3' des
radial inneren Planetenradsatzes 1 mit dem Sonnenrad 12' des
radial äußeren Planetenradsatzes 11 und
beider Zahnräder 3', 12' mit dem Träger 25' ist
in 2 analog zu 1 in einem
teilweisen Längsmittelschnitt veranschaulicht, sowie in 3 in
einer Axialansicht in Blickrichtung C-C von 2 und in 4 in
einem vergrößerten Ausschnitt der Axialansicht
von 3. Bei dieser Ausführungsform sind die
beiden Planetenradsätze 1, 11 analog
zu der Anordnung von 1 mit einer koaxialen Schachtelanordnung
eines der Planetenradsätze radial innerhalb des Sonnenrades 12' des anderen
Planetenradsatzes 11 in axial geringfügig zueinander
versetzten Radialebenen 6, 16 angeordnet.
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Vorliegend
sind das Hohlrad 3' des radial inneren Planetenradsatzes 1 und
das Sonnenrad 12' des radial äußeren
Planetenradsatzes 11 zwar ebenfalls als separate Bauteile
mit unterschiedlicher Wärmebehandlung hergestellt, nunmehr
jedoch ausschließlich über eine Mitnahmeverzahnung 34 sowohl
drehfest miteinander als auch mit dem Träger 25' verbunden.
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Zur
Verbindung aller drei Bauteile 3', 12', 25' sind
das Hohlrad 3' und das Sonnenrad 12' trägerseitig
im Bereich eines Außenzylinderabschnitts 31 des Hohlrades 3' und
eines Innenzylinderabschnitts 32 des Sonnenrades 12' axial überlappend
zueinander angeordnet. Außerdem sind hierzu nahe des axialen Außenrands 33 des Überlappungsbereiches
umfangsseitig verteilt an dem Hohlrad 3' radial durchgängige
und axial einseitig offene Mitnahmeöffnungen 35 ausgebildet
und an dem Sonnenrad 12' radial außen geschlossene
und axial einseitig offene Mitnahmeöffnungen 36 ausgebildet,
in die (35, 36) im montierten Zustand entsprechende
radiale Mitnahmezähne 37 des Trägers 25' eingreifen.
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Zur
Axialführung des Hohlrades 3' und des Sonnenrades 12' durch
den Träger 25' ist das Hohlrad 3' axial
außen benachbart zur Montageposition der Mitnahmezähne 37 des
Trägers 25' radial innen mit einer Ringnut 38 für
die Aufnahme eines Sprengrings 39 sowie am axial gegenüberliegenden
Ende des Überlappungsbereiches radial außen mit
einem Anschlagbund 40 für das Sonnenrad 12' versehen.
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Wie
in den Axialansichten von 3 und 4,
in denen der Sprengring 39 weggelassen ist, deutlicher
erkennbar ist, sind die Mitnahmezähne 37 des Trägers 25' zur
Zentrierung des Sonnenrades 12' an ihren Zahnköpfen 41 mit
radial erhabenen zylindrischen Passflächen 42 versehen,
die im montierten Zustand spielfrei an den zylindrisch ausgeführten
radialen Begrenzungsböden 43 der Mitnahmeöffnungen 36 des
Sonnenrades 12' anliegen. Zur Zentrierung des Hohlrades 3' sind
die Zahnlücken des Trägers 25' an ihren
Zahnlückenböden 44 mit radial erhabenen
zylindrischen Passflächen 45 versehen, die im
montierten Zustand spielfrei an den Zahnköpfen 46 der
axial durchgängig ausgeführten Hohlradverzahnung 30' des
Hohlrades 3' anliegen.
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Zur
Erzielung einer rotationssymmetrischen Kraft- und Festigkeitsverteilung
im Übergang zwischen den Mitnahmezähnen 37 des
Trägers 25' und den Mitnahmeöffnungen 35 des
Hohlrades 3' bildet die Anzahl der Mitnahmezähne 37 des
Trägers 25' einen ganzzahligen Teil der Zähnezahl
der Hohlradverzahnung 30' und die Mitnahmeöffnungen 35 des Hohlrades 3' sind
symme trisch zu den Zähnen der Hohlradverzahnung 30' angeordnet.
In dem gewählten Ausführungsbeispiel weist der
Träger 25' zwölf Mitnahmezähne 37 und
die Hohlradverzahnung 30' zweiundsiebzig Zähne
auf.
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Auch
bei dieser Ausführungsform des Hohlrades 3' des
radial inneren Planetenradsatzes 1, des Sonnenrades 12' des
radial äußeren Planetenradsatzes 11 und
des Trägers 25' ist eine unabhängige
mechanische Bearbeitung sowie eine unterschiedliche Wärmebehandlung
der beiden Zahnräder 3', 12' und eine
von der Hohlradverzahnung 30' des Hohlrades 3' weitgehend
unabhängige Ausführung der Mitnahmeverzahnung 25' ermöglicht.
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- 1
- Radial
innerer Planetenradsatz
- 2
- Sonnenrad
- 3
- Hohlrad
- 3'
- Hohlrad
- 4
- Planetenrad
- 5
- Steg,
Planetenträger
- 6
- Radialebene
- 7
- Planetenbolzen
- 8
- Axiallager
- 9
- Ölfangblech
- 10
- Außenkegelabschnitt
- 11
- Radial äußerer
Planetenradsatz
- 12
- Sonnenrad
- 12'
- Sonnenrad
- 14
- Planetenrad
- 16
- Radialebene
- 20
- Innenkegelabschnitt
- 21
- Axiale
Außenkante
- 22
- Überlappungsfreier
Abschnitt
- 23
- Innenverzahnung
- 24
- Mitnahmeverzahnung
- 25
- Träger
- 25'
- Träger
- 26
- Außenverzahnung
- 27
- Sprengring
- 28
- Axialer
Außenrand
- 29
- Ringnut
- 30
- Hohlradverzahnung
- 30'
- Hohlradverzahnung
- 31
- Außenzylinderabschnitt
- 32
- Innenzylinderabschnitt
- 33
- Axialer
Außenrand
- 34
- Mitnahmeverzahnung
- 35
- Mitnahmeöffnung
- 36
- Mitnahmeöffnung
- 37
- Mitnahmezahn
- 38
- Ringnut
- 39
- Sprengring
- 40
- Anschlagbund
- 41
- Zahnkopf
- 42
- Passfläche
- 43
- Begrenzungsboden
- 44
- Zahnlückenboden
- 45
- Passfläche
- 46
- Zahnkopf
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5429557
A [0005]
- - DE 102005014592 A1 [0007, 0011, 0012]
- - DE 102008000429 [0008]