DE102022117328A1

DE102022117328A1 - Gear arrangement

Info

Publication number: DE102022117328A1
Application number: DE102022117328.3A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Christian Dassler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2024-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung umfassend ein Planetenradgetriebe, ein dem Planetenradgetriebe nachgeschaltetes Stirnraddifferential und zwei Abtriebswellen, wobei das Planetenradgetriebe ein Sonnenrad, einen Satz gestufter Planetenräder, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist, und eine erste Stufe der gestuften Planetenräder in einer ersten Verzahnungsebene mit dem Sonnenrad und eine zweiten Stufe der gestuften Planetenräder in einer zweiten Verzahnungsebene mit dem Hohlrad in Eingriff stehen, und wobei das Stirnraddifferential mehrere Ausgleichsräder, einen diese Ausgleichsräder tragendes Trägerelement und ein Abtriebszahnrad umfasst, welche axial zwischen der ersten Verzahnungsebene und der zweiten Verzahnungsebene des Planetenradgetriebes angeordnet sind und ein Abtrieb des Stirnraddifferentials über das Trägerelement auf eine der beiden Abtriebswellen und über die Ausgleichsräder auf die andere der beiden Abtriebswellen erfolgt. The invention relates to a transmission arrangement comprising a planetary gear, a spur gear differential connected downstream of the planetary gear and two output shafts, the planetary gear having a sun gear, a set of stepped planet gears, a ring gear and a planet gear carrier, and a first stage of the stepped planet gears in a first gearing plane with the sun gear and a second stage of the stepped planetary gears are in engagement with the ring gear in a second gearing plane, and wherein the spur gear differential comprises a plurality of compensating gears, a carrier element carrying these compensating gears and an output gear, which are arranged axially between the first gearing plane and the second gearing plane of the planetary gear and The spur gear differential is driven via the carrier element onto one of the two output shafts and via the compensating gears onto the other of the two output shafts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein insbesondere elektromotorisch oder hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 bzw. des Oberbegriffs des Patentanspruches 8.The invention relates to a transmission arrangement for a motor vehicle, in particular powered by an electric motor or hybrid, with the features of the preamble of patent claim 1 and the preamble of patent claim 8.

Differentialgetriebe werden bei Kraftfahrzeugen benutzt, um das Antriebsmoment eines Antriebsmotors auf die zwei angetriebenen Räder der Antriebsachse zu übertragen. Dabei ermöglicht das Differentialgetriebe einen Drehzahlausgleich zwischen den beiden angetriebenen Rädern, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, in der das kurveninnere Rad eine kürzere Wegstrecke zurücklegt als das kurvenäußere Rad.Differential gears are used in motor vehicles to transmit the drive torque of a drive motor to the two driven wheels of the drive axle. The differential gear enables speed compensation between the two driven wheels, for example when cornering in which the wheel on the inside of the curve covers a shorter distance than the wheel on the outside of the curve.

Aus der EP 2 821 672 B1 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Antriebswelle und einer zweiten Antriebswelle bekannt, deren Enden koaxial zueinander angeordnet sind. Die Antriebsvorrichtung umfasst ein Differential sowie einen Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus, welche koaxial zueinander in einem gemeinsamen Getriebegehäuse des Planetengetriebes angeordnet sind, wobei ein Hohlrad des Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus an dem Gehäuse befestigt ist.From the EP 2 821 672 B1 a drive device for a motor vehicle with a first drive shaft and a second drive shaft is known, the ends of which are arranged coaxially to one another. The drive device includes a differential and a speed reduction mechanism, which are arranged coaxially with one another in a common gear housing of the planetary gear, with a ring gear of the speed reduction mechanism being attached to the housing.

Die DE 10 2015 223 914 A1 zeigt ein Umlaufrädergetriebe für ein Kraftfahrzeugantriebssystem, mit einem ersten Sonnenrad, einem zweiten Sonnenrad, einem Planetenträger, einer Planetenanordnung mit ersten und zweiten Planeten, welche mit den beiden Sonnenrädern derart in Eingriff stehen, dass die beiden Sonnenräder miteinander gegensinnig drehbar gekoppelt sind; einem Stufenplaneten, der einen ersten Verzahnungsabschnitt und einen zweiten Verzahnungsabschnitt aufweist, einem Hohlrad, das mit dem ersten Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten in Eingriff steht, einem dritten Sonnenrad das mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten in Eingriff steht und zu einer Umlaufachse des Planetenträgers gleichachsig angeordnet ist, wobei der erste Verzahnungsabschnitt des Stufenplaneten sich auf dem Axialniveau der Verzahnung des ersten und des zweiten Sonnenrades erstreckt und über eine erste und eine zweite Lagerstelle in dem Planetenträger gelagert ist, und der zweite Verzahnungsabschnitt an dem Planetenträger fliegend gelagert ist und sich auf einer dem ersten Verzahnungsabschnitt abgewandten Außenseite des Planetenträgers erstreckt.The DE 10 2015 223 914 A1 shows a planetary gear transmission for a motor vehicle drive system, with a first sun gear, a second sun gear, a planet carrier, a planetary arrangement with first and second planets, which are in engagement with the two sun gears in such a way that the two sun gears are rotatably coupled to one another in opposite directions; a stepped planet that has a first toothed section and a second toothed section, a ring gear that engages with the first toothed section of the stepped planet, a third sun gear that engages with the second toothed section of the stepped planet and is arranged coaxially with a rotational axis of the planet carrier, wherein the first toothing section of the stepped planet extends on the axial level of the toothing of the first and second sun gears and is mounted in the planet carrier via a first and a second bearing point, and the second toothing section is overhung on the planet carrier and is located on one of the first toothing sections facing away from the outside of the planet carrier.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Getriebeanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche einen geringen Bauraumbedarf und ein geringes Gewicht aufweist.The object of the invention is to propose an alternative gear arrangement of the type mentioned, which has a small space requirement and a low weight.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 8.According to the invention, this object is achieved by a gear arrangement with the features of patent claim 1 or patent claim 8.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective dependent patent claims.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. In diesen zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung mit einem Planetengetriebe und einem dem Planetengetriebe nachgeschaltetem Stirnraddifferential und
2 die schematische Darstellung der vorliegenden Getriebeanordnung nach 1, mit geometrischen Bezugsdaten und
3 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung mit der vorliegenden Getriebeanordnung.

The present invention is explained below using preferred embodiments with reference to the attached figures. Show in these:

1 a schematic representation of a gear arrangement according to the invention with a planetary gear and a spur gear differential connected downstream of the planetary gear and
2 the schematic representation of the present gear arrangement 1 , with geometric reference data and
3 a schematic representation of the drive device with the present gear arrangement.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Getriebeanordnung 1 dargestellt. Die Getriebeanordnung 1 umfasst ein Planetenradgetriebe und ein dem Planetenradgetriebe nachgeschaltetes Stirnraddifferential 20.In 1 an exemplary embodiment of the present transmission arrangement 1 is shown. The gear arrangement 1 comprises a planetary gear and a spur gear differential 20 connected downstream of the planetary gear.

Das Planetenradgetriebe umfasst ein Sonnenrad 3, einen Satz gestufter Planetenräder 4,5,6 (mit vorzugsweise drei Planetenrädern, wobei auch eine andere Anzahl möglich wäre), ein Hohlrad 11 und einen Planetenradträger 13. Jedes der gestuften Planetenräder 4,5,6 umfasst ein erstes Planetenrad 4 und ein zweites Planetenrad 6. Eine Eingangswelle 2 der Getriebeanordnung 1 ist drehfest mit dem Sonnenrad 3 des Planetenradgetriebes verbunden. Das Sonnenrad 3 steht in einer ersten Verzahnungsebenen I mit den ersten Planetenrädern 4 in Eingriff. Diese ersten Planetenräder 4 sind jeweils auf einer Welle 5 angeordnet. Die-Welle 5 ist vorliegend als Vollwelle ausgebildet, kann alternativ allerdings auch als Hohlwelle ausgestaltet sein. Auf jeder Welle 5 ist neben dem ersten Planetenrad 4 ein zweites Planetenrad 6 angeordnet. Die ersten und zweiten Planetenräder 4,6 können mit den Wellen 5 jeweils über kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungen zusammengefügt werden. Das jeweilige auf einer Welle 5 angeordnete Paar erster und zweiter Planetenräder 4,6 bildet eines der gestuften Planetenräder. Diese gestuften Planetenräder 4,5,6 weisen dabei jeweils eine erste Stufe 7 auf, welche in der ersten Verzahnungsebene I mit dem Sonnenrad 3 in Eingriff steht und eine zweite Stufe 8, welche in einer zweiten Verzahnungsebene II mit dem ersten Hohlrad 11 in Eingriff steht.The planetary gear transmission includes a sun gear 3, a set of stepped planet gears 4, 5, 6 (with preferably three planet gears, although a different number would also be possible), a ring gear 11 and a planet gear carrier 13. Each of the stepped planet gears 4, 5, 6 includes a first planet gear 4 and a second planet gear 6. An input shaft 2 of the transmission arrangement 1 is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear 3 of the planetary gear transmission. The sun gear 3 is in engagement with the first planetary gears 4 in a first gearing plane I. These first planet gears 4 are each arranged on a shaft 5. In the present case, the shaft 5 is designed as a solid shaft, but can alternatively also be designed as a hollow shaft. On each shaft 5, a second planetary gear 6 is arranged next to the first planetary gear 4. The first and second planetary gears 4, 6 can be joined together with the shafts 5 via non-positive, positive and/or cohesive connections. The respective pair of first and second planetary gears 4,6 arranged on a shaft 5 forms one of the stepped planetary gears. These stepped planetary gears 4, 5, 6 each have a first stage 7, which is in engagement with the sun gear 3 in the first gear level I, and a second stage 8, which is in engagement with the first ring gear 11 in a second gear level II .

Die Wellen 5 der gebauten Planetenräder sind im Planetenradträger 13 jeweils über eine Lagereinrichtung 14 drehbar gelagert. Dabei ist eine Länge L_P der Wellen 5 größer als eine Gesamtläge L zwischen der ersten Verzahnungsebene I und der zweiten Verzahnungsebene II, sodass die Wellen 5 einseitig über eine der beiden Stufen 7,8 des gestuften Planetenrads 4,5,6 in axialer Richtung hinausragen und mit diesem Überstand jeweils in das im Planetenradträger 13 vorgesehene Lager 14 hineingreifen. Vorzugsweise ist das Lager 14 dabei als Festlager ausgeführt, das neben Radialkräften auch Axialkräfte aufnimmt und damit die axiale Position der gestuften Planetenräder 4,5,6 sichert.The shafts 5 of the built planet gears are each rotatably mounted in the planet gear carrier 13 via a bearing device 14. A length L _P of the shafts 5 is greater than a total length L between the first gear level I and the second gear level II, so that the shafts 5 protrude on one side over one of the two stages 7,8 of the stepped planet gear 4,5,6 in the axial direction and use this projection to reach into the bearing 14 provided in the planetary gear carrier 13. The bearing 14 is preferably designed as a fixed bearing which, in addition to radial forces, also absorbs axial forces and thus secures the axial position of the stepped planet gears 4, 5, 6.

Der Planetenradträger 13 ist über ein gemeinsames Lager 15 am Gehäuse 12 der Getriebeanordnung 1 gelagert. Entsprechend trägt der Planetenradträger 13 die gestuften Planetenräder 4,5,6 und ermöglicht die Drehung relativ zum Gehäuse und um deren eigene rotatorische Achse.The planetary gear carrier 13 is mounted on the housing 12 of the gear arrangement 1 via a common bearing 15. Accordingly, the planet gear carrier 13 carries the stepped planet gears 4, 5, 6 and enables rotation relative to the housing and about its own rotational axis.

Das Hohlrad 11 des Planetenradgetriebes ist drehfest mit einem Gehäuse 12 der Getriebeanordnung 1 verbunden, welches das Planetenradgetriebe und das Stirnraddifferential 20 aufnimmt. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass das Hohlrad 11 des Planetenradgetriebes unabhängig von dessen Satz gestufter Planetenräder 4,5,6 im Getriebegehäuse 12 eingesetzt werden kann und der Satz gestufter Planetenräder 4,5,6 erst danach eingesetzt wird. Dabei schnäbelt dann erst der Verzahnungskontakt zwischen Hohlrad 11 und den kleineren Planetenrädern 6 ein, bevor dann das Lager 15 in seinen Sitz verbaut werden muss. Eine entsprechende Montagerichtung der Getriebeanordnung 1 ist in 2 durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen 37 gezeigt. The ring gear 11 of the planetary gear is connected in a rotationally fixed manner to a housing 12 of the gear arrangement 1, which accommodates the planetary gear and the spur gear differential 20. An advantage of this arrangement is that the ring gear 11 of the planetary gear can be inserted into the gear housing 12 independently of its set of stepped planet gears 4,5,6 and the set of stepped planet gears 4,5,6 is only inserted afterwards. The toothing contact between the ring gear 11 and the smaller planetary gears 6 then occurs before the bearing 15 has to be installed in its seat. A corresponding assembly direction of the gear arrangement 1 is in 2 shown by the arrow with reference number 37.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen und in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einseitige Lagerung auf der linken Seite von 1 der gebauten Planetenräder 4,5,6 vorgesehen, also auf der Eingangsseite, d.h. der Seite, auf welcher die Eingangswelle 2 angeordnet ist. Alternativ könnten aber auch eine beidseitige Lagerung (auf der linken und rechten Seite von 1) oder eine einseitige Lagerung auf der rechten Seite von 1 der gebauten Planetenräder 4,5,6 vorgesehen werden.According to the above described and in 1 The exemplary embodiment shown is a one-sided storage on the left side of 1 the built planet gears 4,5,6 are provided, i.e. on the input side, ie the side on which the input shaft 2 is arranged. Alternatively, storage on both sides (on the left and right side of 1 ) or a one-sided storage on the right side of 1 of the built planet gears 4,5,6 are provided.

Die erste Stufe 7 und zweite Stufe 8 der gestuften Planetenräder 4,5,6 sind voneinander axial beabstandet. In dem so gebildeten Zwischenraum ist ein Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials 20 angeordnet, welches als ein Hohlzylinder mit Kreisringgrundfläche mit einer Breite B (eigentlich der Höhe des Hohlzylinders), einer Innenumfangsfläche 18 und einer Außenumfangsfläche 39 ausgestaltet ist, welche um eine Symmetrieachse der Getriebeanordnung 1 rotationssymmetrisch ausgebildet sind. An der Innenumfangsfläche 18 des als Hohlzylinder ausgebildeten Hohlrades 16 ist eine Verzahnung 17 ausgebildet. Das Hohlrad 16 kann vorzugsweise über weitere (nicht im Einzelnen gezeigte) Verbindungselemente mit dem Planetenradträger 13 verbunden sein, um eine höhere Gehäusesteifigkeit zu erzielen. In diesem Fall sind dann die Wellen 5 in einem gemeinsamen Steg 13 + 16 drehbar gelagert.The first stage 7 and second stage 8 of the stepped planet gears 4,5,6 are axially spaced from one another. In the gap thus formed, a ring gear 16 of the spur gear differential 20 is arranged, which is designed as a hollow cylinder with an annular base area with a width B (actually the height of the hollow cylinder), an inner circumferential surface 18 and an outer circumferential surface 39, which is rotationally symmetrical about an axis of symmetry of the gear arrangement 1 are trained. A toothing 17 is formed on the inner peripheral surface 18 of the ring gear 16, which is designed as a hollow cylinder. The ring gear 16 can preferably be connected to the planet gear carrier 13 via further connecting elements (not shown in detail) in order to achieve greater housing rigidity. In this case, the shafts 5 are then rotatably mounted in a common web 13 + 16.

In der Wandung des Hohlrades 16 des Stirnraddifferentials 20 sind mehrere Ausnehmungen (Bohrungen 19) ausgebildet, durch welche die Wellen 5 der gestuften Planetenräder 4,5,6 hindurchgreifen und in welchen die Wellen 5 gelagert sind. Die Lagerung der Wellen 5 in dem Hohlrad 16 erfolgt dabei vorzugsweise über eine Loslagerung 35, die in den 1 und 2 als zweireihige Nadelkränze dargestellt ist. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Welle 5 durch eine Bohrung 19 hindurchgeführt und in dieser gelagert. Das Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials 20 ist radial innerhalb der Bohrungen 19 und axial zwischen den Verzahnungsebene I und II angeordnet.In the wall of the ring gear 16 of the spur gear differential 20, several recesses (bores 19) are formed, through which the shafts 5 of the stepped planetary gears 4, 5, 6 pass and in which the shafts 5 are mounted. The shafts 5 are stored in the ring gear 16 preferably via a floating bearing 35, which is in the 1 and 2 is shown as two rows of needle wreaths. According to the exemplary embodiment shown, a shaft 5 is passed through a bore 19 and stored in this. The ring gear 16 of the spur gear differential 20 is arranged radially within the bores 19 and axially between the toothing planes I and II.

Gemäß einem nicht im Einzelnen gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lagerungseinrichtungen 35 der Wellen 5 weggelassen, wobei die Drehbarkeit der Wellen 5 zum Hohlrad 16 weiter bestehen muss. Hier wäre dann beispielsweise eine weitere Lagerstelle axial neben der Verzahnungsebene II vorzusehen.According to an exemplary embodiment not shown in detail, the storage devices 35 of the shafts 5 are omitted, the rotation of the shafts 5 relative to the ring gear 16 must still exist. Here, for example, another bearing point would have to be provided axially next to the gear level II.

Die Größenverhältnisse der Vorrichtung sind in 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Breite B des Hohlrades 16 des Stirnraddifferentials 20 kleiner ist als ein axialer Abstand zwischen den Stufen 7 und 8 des gestuften Planetenrades des Planetenradgetriebes. Weiter ist ersichtlich, dass die Ausnehmungen (Bohrungen 19) auf einem Teilkreis T angeordnet sind.The dimensions of the device are in 2 shown. It can be seen that the width B of the ring gear 16 of the spur gear differential 20 is smaller than an axial distance between the stages 7 and 8 of the stepped planet gear of the planetary gear. It can also be seen that the recesses (holes 19) are arranged on a pitch circle T.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiels kann eine Parksperrenmechanik 33 z.B. mittig über dem zweiten Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials 20 angeordnet sein, um den Bauraum optimal auszuschöpfen.According to the exemplary embodiment shown, a parking lock mechanism 33 can, for example, be arranged centrally above the second ring gear 16 of the spur gear differential 20 in order to optimally utilize the installation space.

Das Stirnraddifferential 20 umfasst ein Trägerelement bestehend aus einem ersten Trägerblech 21 und einem zweiten Trägerblech 22, wobei die Trägerbleche 21,22 einen Hohlraum umschließen, in welchem ein erster Satz Ausgleichszahnräder 23 und ein zweiter Satz Ausgleichszahnräder 24 angeordnet sind. Dazu sind Aufnahmedome 25,26 ausgebildet, auf welchen die Ausgleichszahnräder 23,24 des Stirnraddifferentials 20 jeweils drehbar angeordnet sind. Dabei sind erste Ausgleichszahnräder 23 vorgesehen, welche über erste Aufnahmedome 25 an dem ersten Trägerblech 21 und am zweiten Trägerblech 22 gelagert sind und in einer dritten Verzahnungsebene III mit dem Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials in Eingriff stehen. Weiter sind zweite Ausgleichszahnräder 24 vorgesehen, welche über zweite Aufnahmedome 26 an dem ersten Trägerblech 21 und am zweiten Trägerblech 22 aufgenommen und in der dritten Verzahnungsebene III mit jeweils einem der ersten Ausgleichszahnräder 23 im Eingriff stehen.The spur gear differential 20 comprises a carrier element consisting of a first carrier plate 21 and a second carrier plate 22, the carrier plates 21, 22 enclosing a cavity in which a first set of compensating gears 23 and a second set of compensating gears 24 are arranged. For this purpose, receiving domes 25, 26 are formed, on which the compensating gears 23, 24 of the spur gear differential 20 are each rotatably arranged. First compensating gears 23 are provided, which are mounted via first receiving domes 25 on the first carrier plate 21 and on the second carrier plate 22 and in a third gear level III with the ring gear 16 of the spur gear ferentials are engaged. Furthermore, second compensating gears 24 are provided, which are received via second receiving domes 26 on the first carrier plate 21 and on the second carrier plate 22 and are in engagement with one of the first compensating gears 23 in the third toothing plane III.

Das erste Trägerblech 21 ist radial und axial an der Eingangswelle 2 gelagert. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste Trägerblech 21 einen axialen Fortsatz auf, auf welchem ein Axiallager 30 (insb. Nadellager) vorgesehen ist zur axialen Lagerung. Weiterhin ist ein weiteres Radiallager 31 (insb. Nadellager) vorgesehen, welches radial zwischen Trägerblech 21 und Eingangswelle 2 vorgesehen ist.The first carrier plate 21 is mounted radially and axially on the input shaft 2. According to the exemplary embodiment shown, the first carrier plate 21 has an axial extension on which an axial bearing 30 (especially needle bearing) is provided for axial storage. Furthermore, a further radial bearing 31 (especially needle bearing) is provided, which is provided radially between the carrier plate 21 and the input shaft 2.

Das zweite Trägerblech 22 ist radial und axial am Gehäuse 12 gelagert. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das zweite Trägerblech 22 einen axialen Fortsatz auf, auf welchem ein Axial - und Radiallager 32 (insb. Kugellager) vorgesehen ist zur radialen und axialen Lagerung. Idealerweise nimmt das Lager 32 Axialkräfte in eine Vorzugsrichtung auf. Wird das Lager als Festlager ausgeführt, so kann auf das Axiallager 30 verzichtet werden. Mit dieser Lagerung über das Axial- und Radiallager 32 kann der Bauraum unter dem zweiten Planetenrad 6 (d.h. dem „kleinen Planeten“) des gestuften Planetenradsatzes bzw. radial innerhalb des Hohlrades 11 des Planetenradgetriebes optimal genutzt werden. Dabei kann das Lager 32 am Außenring mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes 12 verbunden sein oder über dessen Innenring, die konkrete Lageranordnung - X-, O- oder Parallel- Anordnung bzw. Fest- Loslagerung ist dabei frei wählbar. Durch diese Verschachtelung dieser Hauptlagerung 32 radial innerhalb des Planetenradgetriebes, ggf. inklusive dem Wellendichtring, kann zusätzlicher axialer Bauraum gewonnen werden oder auch ein größeres reibungsreduziertes Kugellager verbaut werden. Das weitere Hauptlager auf der anderen Seite kann üblicherweise unter dem Wickelkopf oder Stator des E- Motors verschachtelt werden.The second carrier plate 22 is mounted radially and axially on the housing 12. According to the exemplary embodiment shown, the second carrier plate 22 has an axial extension on which an axial and radial bearing 32 (especially ball bearing) is provided for radial and axial storage. Ideally, the bearing 32 absorbs axial forces in a preferred direction. If the bearing is designed as a fixed bearing, the axial bearing 30 can be dispensed with. With this storage via the axial and radial bearing 32, the installation space under the second planetary gear 6 (i.e. the “small planet”) of the stepped planetary gear set or radially within the ring gear 11 of the planetary gear can be optimally used. The bearing 32 can be connected to the housing of the differential gear 12 on the outer ring or via its inner ring; the specific bearing arrangement - X, O or parallel arrangement or fixed-loose bearing can be freely selected. By nesting this main bearing 32 radially within the planetary gear, possibly including the shaft seal, additional axial installation space can be gained or a larger, friction-reduced ball bearing can be installed. The other main bearing on the other side can usually be nested under the winding head or stator of the electric motor.

Die zweiten Ausgleichszahnräder 24 stehen in der dritten Verzahnungsebene III mit einem Abtriebszahnrad 27 der Getriebeanordnung 1 im Eingriff. Dieses Abtriebszahnrad 27 ist drehfest mit einer ersten Abtriebswelle 28 verbunden, welche die Getriebeanordnung 1 mit einem angetriebenen Rad einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges verbindet.The second compensating gears 24 are in engagement with an output gear 27 of the transmission arrangement 1 in the third gear level III. This output gear 27 is connected in a rotationally fixed manner to a first output shaft 28, which connects the transmission arrangement 1 to a driven wheel of a drive axle of a motor vehicle.

Das Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials 20 ist nicht direkt mit der Trägerstruktur 21,22 des Stirnraddifferentials 20 verbunden, sondern nur indirekt über die Eingriffe der Verzahnungen von Hohlrad, Ausgleichzahnrädern und Abtriebszahnrädern.The ring gear 16 of the spur gear differential 20 is not directly connected to the support structure 21, 22 of the spur gear differential 20, but only indirectly via the engagement of the teeth of the ring gear, differential gears and output gears.

Das erste Trägerblech 21 ist drehfest verbunden mit einer zweiten Abtriebswelle 29, welche die Getriebeanordnung 1 mit einem weiteren angetriebenen Rad der Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verbindet.The first carrier plate 21 is connected in a rotationally fixed manner to a second output shaft 29, which connects the transmission arrangement 1 to another driven wheel of the drive axle of the motor vehicle.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Sperreinrichtung vorgesehen werden, welche das Hohlrad 16 mit dem Trägerelement (21,22) verblockt, um das Stirnraddifferential zu sperren.According to a second exemplary embodiment, a locking device can be provided which blocks the ring gear 16 with the carrier element (21, 22) in order to lock the spur gear differential.

Das Antriebsmoment M_Eingang eines Antriebsmotors, insbesondere eines elektrischen Antriebsmotors für ein Kraftfahrzeug, wird auf die Eingangswelle 2 übertragen. Die Eingangswelle 2 überträgt das Antriebsmoment über das Sonnenrad 3 und die erste Stufe 7 der gestuften Planetenräder 4,5,6 auf die zweite Stufe 8 der gestuften Planetenräder 4,5,6. Die gestuften Planetenräder 4,5,6 rollen in der zweiten Verzahnungsebene II an dem drehfest mit dem Gehäuse 12 verbundenen ersten Hohlrad 11 (d.h. das Hohlrad des Planetenradgetriebes) ab, wodurch sich das zweite Hohlrad 16 (d.h. das Hohlrad des Stirnraddifferentials) dreht. Das über die gestuften Planetenräder 4,5,6 auf das zweite Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials übertragene Drehmoment ist größer als das Eingangsmoment M_Eingang, da die Drehzahl über das erste Hohlrad 11 in Richtung niedrig übersetzt wird.The drive torque M _input of a drive motor, in particular an electric drive motor for a motor vehicle, is transmitted to the input shaft 2. The input shaft 2 transmits the drive torque via the sun gear 3 and the first stage 7 of the stepped planet gears 4,5,6 to the second stage 8 of the stepped planet gears 4,5,6. The stepped planetary gears 4, 5, 6 roll in the second gearing level II on the first ring gear 11 (ie the ring gear of the planetary gear) which is non-rotatably connected to the housing 12, whereby the second ring gear 16 (ie the ring gear of the spur gear differential) rotates. The torque transmitted via the stepped planet gears 4, 5, 6 to the second ring gear 16 of the spur gear differential is greater than the input torque M _input , since the speed is translated in the low direction via the first ring gear 11.

Das Drehmoment des zweiten Hohlrads 16 des Stirnraddifferentials wird über die Ausgleichszahnräder 23,24 als M_Abtrieb1 auf das Abtriebszahnrad 27 und damit die erste Abtriebswelle 28 und über das Trägerblech 21 des Trägerelements als M_Abtrieb2 auf die zweite Abtriebswelle 29 übertragen. Dabei ist eine Zähneanzahl des ersten Abtriebszahnrads 27 halb so groß wie eine Zähneanzahl des Hohlrads 16 des Stirnraddifferentials 20. Entsprechend wird das über die gestuften Planetenräder 4,5,6 auf das zweite Hohlrad 16 des Stirnraddifferentials übertragene Drehmoment zu gleichen Teilen auf beide Abtriebswellen 28,29 übertragen, d.h. ohne ohne Berücksichtigung der Reibungsverluste im Differenzialgetriebe ist M_Abtrieb1 identisch zu M_Abtrieb2 The torque of the second ring gear 16 of the spur gear differential is transmitted via the compensating gears 23, 24 as M _output1 to the output gear 27 and thus the first output shaft 28 and via the carrier plate 21 of the carrier element as M _output2 to the second output shaft 29. The number of teeth on the first output gear 27 is half as large as the number of teeth on the ring gear 16 of the spur gear differential 20. Accordingly, the torque transmitted via the stepped planet gears 4, 5, 6 to the second ring gear 16 of the spur gear differential is distributed equally to both output shafts 28, 29, ie without taking into account the friction losses in the differential gear, M _output1 is identical to M _output2

Basisgedanke des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ist es, ein Typ 3-Stirnraddifferenzial 20 zwischen den beiden Verzahnungsebenen I und II eines gestuften Planetenradsatzes 4,5,6 eines Planetenradgetriebes zu integrieren, anstelle es außerhalb des gestuften Planetenradsatzes anzuordnen. Bei einem Typ 3-Stirnraddifferential erfolgt der Abtrieb einerseits über das Trägerelement auf eine der beiden Abtriebswellen und andererseits über die Planetenräder auf die andere der beiden Abtriebswellen. Vorliegend ist das Hohlrad des Typs 3-Stirnraddifferentials 20 ein integraler Bestandteil mit dem Planetenradträger, in welchem die Welle 5, auf der die Planentenräder 4,6 des gestuften Planetenrades drehfest angeordnet sind, drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist der gestufte Planetenradsatz entweder auf der Seite des großen Planetenrads 4 oder des kleinen Planetenrads 6 fliegend gelagert.The basic idea of the exemplary embodiment described above is to integrate a type 3 spur gear differential 20 between the two toothing levels I and II of a stepped planetary gear set 4, 5, 6 of a planetary gear transmission, instead of arranging it outside the stepped planetary gear set. With a type 3 spur gear differential, the output takes place on the one hand via the carrier element on one of the two output shafts and on the other hand via the planetary gears on the other of the two output shafts. In the present case, the ring gear of the type 3-spur gear differential 20 is an integral part of the planetary gear carrier, in which the shaft 5, on which the planetary gears 4,6 of the stepped tarpaulin tenrades are arranged in a rotationally fixed manner and are rotatably mounted. Preferably, the stepped planetary gear set is overhung either on the side of the large planetary gear 4 or the small planetary gear 6.

Das mittig der Getriebeanordnung 1 angeordnete Stirnraddifferential 20 fungiert vorliegend praktisch als Ölfangschale. Der grundsätzliche Weg der Beölung ist in 2 über den Pfeil 36 dargestellt. Über die Zentrifugalkraft wird das Öl über entsprechende Bohrungen 34 seitlich oder mitten im Differentialhohlrad 16 nach radial außen gedrückt und gelangt direkt in eine Lagerung 35 des gestuften Planetenradsatzes 4,5,6. The spur gear differential 20, which is arranged in the middle of the gear arrangement 1, practically functions as an oil collecting tray. The basic way of oiling is in 2 shown via arrow 36. Via the centrifugal force, the oil is pressed radially outwards via corresponding bores 34 to the side or in the middle of the differential ring gear 16 and reaches directly into a bearing 35 of the stepped planetary gear set 4,5,6.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung mit einer Getriebeanordnung der vorstehend beschriebenen Art schematisch abgebildet. Man erkennt, dass die Eingangswelle 2 der Getriebeanordnung 1 mit einem Rotor 40 eines elektrischen Antriebsmotors verbunden ist, welcher mit einer Statoreinrichtung 41 zusammenwirkt, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Die Antriebsvorrichtung kann insb. als elektrische Achse ausgebildet sein.In 3 An exemplary embodiment of a drive device with a gear arrangement of the type described above is shown schematically. It can be seen that the input shaft 2 of the transmission arrangement 1 is connected to a rotor 40 of an electric drive motor, which interacts with a stator device 41 to generate a drive torque. The drive device can in particular be designed as an electric axis.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2821672 B1 [0003]
DE 102015223914 A1 [0004]

Claims

Gear arrangement (1) comprising a planetary gear, a spur gear differential (20) connected downstream of the planetary gear and two output shafts (28, 29), the planetary gear having a sun gear (3), a set of stepped planet gears (4, 5, 6), a ring gear (11 ) and a planet gear carrier (13), and a first stage (6) of the stepped planet gears (4,5,6) in a first gearing plane (I) with the sun gear (3) and a second stage (7) of the stepped planet gears ( 4,5,6) are in engagement with the ring gear (11) in a second gearing plane (II), and the spur gear differential (20) has a plurality of compensating gears (23,24), a carrier element (21) carrying these compensating wheels (23,24). , 22) and an output gear (27), which are arranged axially between the first gear plane (I) and the second gear plane (II) of the planetary gear, characterized in that a first output of the spur gear differential (20) via the carrier element (21) on one of the two output shafts (29) and a second output via the balance gears (23, 24) on the other of the two output shafts (28).

Gear arrangement (1). Claim 1 , characterized in that the stepped planetary gears (4,5,6) each comprise a first planetary gear (4) and a second planetary gear (6), which are arranged together as a pair in a rotationally fixed manner on a shaft (5), the shafts ( 5) the stepped planet gears (4,5,6) are rotatably mounted in a planet gear carrier (13) by moving the shaft axially over at least one of the two stages (7,8) of the stepped planet gears (4,5,6) in the axial direction protrudes and with this projection reach into the planet gear carrier (13).

Gear arrangement (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the spur gear differential (20) comprises a ring gear (16) which has additional bearing points 35 for the shafts (5) of the stepped planet gears (4,5,6).

Gear arrangement (1). Claim 3 , characterized in that a distance between the first gear plane (I) and the second gear plane (II) is greater than a width (B) of the ring gear (16) of the spur gear differential and the ring gear (16) of the spur gear differential (20) axially between the The first planetary gears (4) and the second planetary gears (6) are arranged.

Gear arrangement (1). Claim 3 or 4 , characterized in that the carrier element (21,22) of the spur gear differential (20) comprises a first carrier plate (21) and a second carrier plate (22), the two carrier plates (21,22) enclosing a cavity in which a first set Compensating gears (23) and a second set of compensating gears (24) are arranged, and receiving domes (25,26) are formed, on which the compensating gears (23,24) of the spur gear differential (20) are each rotatably arranged.

Gear arrangement (1). Claim 5 , characterized in that the ring gear (16) of the spur gear differential is in engagement with the first compensating gears (23) and one of the first compensating gears (23) is in engagement with one of the second compensating gears (24) in a third gear plane (III), and wherein a Output gear (27) is provided, which is in engagement with the second compensating gears (24) in the third gear level (III).

Gear arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the ring gear (11) of the planetary gear is connected in a rotationally fixed manner to a housing (21) of the gear arrangement (1).

Gear arrangement (1) comprising a planetary gear and a spur gear differential (20) connected downstream of the planetary gear, the planetary gear having a sun gear (3), a set of stepped planet gears (4, 5, 6), a first ring gear (11) and a planet gear carrier (13). and a first stage (6) of the stepped planet gears (5) in a first gear level (I) with the sun gear (3) and a second stage (7) of the stepped planet gears (5) in a second gear level (II) with the first ring gear (11), characterized in that the stepped planet gears (4,5,6) each comprise a first planet gear (4) and a second planet gear (6), which are mounted together as a pair on a shaft (5). are arranged, the shafts (5) of the stepped planet gears (4,5,6) being rotatably mounted in the planet gear carrier (13) by the shaft axially over at least one of the two stages (7,8) of the stepped planet gear (4,5 ,6) protrudes in the axial direction and with this projection reaches into the planet gear carrier (13).

Gear arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ring gear (16) has twice the number of teeth as the output gear (27) of the spur gear differential.