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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 als
DE 10 2008 000 429 A1 offengelegten, jedoch nachveröffentlichten, älteren Patentanmeldung 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 Planetenradsatzes 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 Schaltbremsen 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 gegenüber 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, zweite und dritte erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 vor, 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 dabei 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 wenden kann.
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In der ersten erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 1 ist eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder vorgesehen und derart ausgebildet, 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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In der zweiten erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 2 ist eine formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder vorgesehen und derart ausgebildet, 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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In der dritten erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 3 ist eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Zahnräder vorgesehen und 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 wenden.
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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 vierte erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 6 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 vierten 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 hierbei erfindungsgemäß 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 symmetrisch 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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Bezugszeichenliste
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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
