DE102011107563A1

DE102011107563A1 - Planetenradgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011107563A1
Application number: DE102011107563A
Authority: DE
Inventors: Andreas Braun; Dirk Leuders
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetenradgetriebe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sonnenrad (7), mit einem Planetenring (8) und mit einem Hohlrad (12), wobei der Planetenring (8) eine Innenverzahnung (9) und eine Außenverzahnung (10) aufweist, wobei das Sonnenrad (7) in die Innenverzahnung (9) des Planetenringes (8) eingreift, wobei das Sonnenrad (7) um eine erste Drehachse (D1) und der Planetenring (8) um eine andere, zur ersten Drehachse (D1) versetzt vorgesehene zweite Drehachse (D2) drehbar ist. Eine große Übersetzung bzw. oder eine niedrige Untersetzung bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf ist dadurch bereitgestellt, dass zusätzlich mindestens ein Planetenrad (14), vorzugsweise mehrere Planetenräder (14) und ein Planetenträger (15) vorgesehen sind, wobei das Planetenrad (14) oder die Planetenräder (14) am Planetenträger (15) drehbar angeordnet sind, und wobei das Planetenrad (14) oder die Planetenräder (14) zum einen in die Außenverzahnung (10) des Planetenringes (8) und zum anderen in das Hohlrad (12) eingreift bzw. eingreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetenradgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenring und mit einem Hohlrad, wobei der Planetenring eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung aufweist, wobei das Sonnenrad in die Innenverzahnung des Planetenringes eingreift, wobei das Sonnenrad um eine erste Drehachse und der Planetenring um eine andere, zur ersten Drehachse versetzt vorgesehene zweite Drehachse drehbar ist.
Aus der AT 004 792 U1 ist ein Reduktionsgetriebe für einen Starter-Generator einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Das Reduktionsgetriebe weist eine Planetengetriebestufe innerhalb eines Gehäuses auf. Die Planetengetriebestufe weist ein Hohlrad, ein Sonnenrad, einen Käfig und einen Planetenring auf. Der Planetenring weist eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung auf. Das Hohlrad greift in die Außenverzahnung des Planetenringes. Das Hohlrad ist ferner mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Das Sonnenrad greift in die Innenverzahnung des Planetenringes. Der Innendurchmesser des Planetenringes ist größer als der Außendurchmesser des Sonnenrades. Der Außendurchmesser des Planetenringes ist kleiner als der Innendurchmesser des Hohlrades. Das Sonnenrad ist hierdurch um eine erste Drehachse und der Planetenring um eine andere zweite Drehachse drehbar. So kämmt der Planetenring mit seiner Außenverzahnung mit dem Hohlrad und (gegenüberliegend) mit seiner Innenverzahnung mit dem Sonnenrad. Das Hohlrad ist koaxial zur ersten Drehachse des Sonnenrades angeordnet. Das Sonnenrad ist mittels einer ersten Kupplung mit dem Gehäuse drehfest verbindbar. Der Käfig weist exzentrische Lager für den Planetenring auf. Der Käfig ist mit einer Riemenscheibe drehfest verbunden und mittels einer zweiten Kupplung mit einem der Glieder der Planetenstufe drehfest verbindbar, so dass ein Blockumlauf der Planetenstufe erzielbar ist. Die Kupplungen können derart geschlossen werden, dass in einem Generatorbetrieb die Planetenstufe als Block umläuft. Die Riemenscheibe rotiert dabei mit der Drehzahl der Kurbelwelle. In einem Startbetrieb ist der Käfig treibendes Glied der Planetengetriebestufe und das Hohlrad das getriebene Glied der Planetengetriebestufe. Das Hohlrad treibt dabei über eine Hohlradwelle die Kurbelwelle mit kleiner Drehzahl und hohem Drehmoment an. In einer Ausgestaltung ist eine weitere Planetengetriebestufe vorgesehen, um eine besonders hohe Übersetzung zu erreichen.
Es sind ferner Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, mit mehreren Planetenrädern und mit einem Hohlrad bekannt, wobei die Planetenräder an einem Planetenträger drehbar gelagert sind. Die Planetenräder greifen dabei zum einen in eine Innenverzahnung des Hohlrades und zum anderen in eine Außenverzahnung des Sonnenrades ein.
Das eingangs genannte Planetenradgetriebe ist noch nicht optimal ausgebildet. Der Einsatz einer weiteren, zweiten Planetengetriebestufe benötigt Bauraum, um entsprechende große Übersetzung oder niedrige Untersetzungen bereit zu stellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Planetengetriebe derart weiterzubilden und/oder auszugestalten, so dass eine große Übersetzung bzw. oder niedrige Untersetzung bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf bereitgestellt ist.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass zusätzlich mindestens ein Planetenrad, vorzugsweise mehrere Planetenräder, und ein Planetenträger vorgesehen sind, wobei das Planetenrad oder die Planetenräder am Planetenträger drehbar angeordnet sind, und wobei das Planetenrad oder die Planetenräder zum einen in die Außenverzahnung des Planetenringes und zum anderen in das Hohlrad eingreift bzw. eingreifen. Die Kombination eines Planetenringes zusätzlich mit mehreren Planetenrädern, die zwischen dem Planetenring und dem Hohlrad angeordnet sind, ermöglicht eine größere Übersetzung mit einer einzigen Planetengetriebestufe. Der Planetenring dient hier als Art „zweites Sonnenrad mit einer Innenverzahnung”, wobei in diese Innenverzahnung das eigentliche ganz im Inneren angeordnete Sonnenrad eingreift. Die Einsparung weiterer Planetengetriebestufen bzw. Übersetzungsstufen senkt Kosten und spart Bauraum. Der Einsatz des so ausgebildeten erfindungsgemäßen Planetenradgetriebes ist besonders vorteilhaft bei elektrischen Antriebssystemen von Kraftfahrzeugen, bei denen hohe Über- bzw. Untersetzungen gefordert sind. Um noch höhere Übersetzungen zu erreichen, könnte die hier realisierte Planetengetriebestufe auch noch mit weiteren Übersetzungsstufen kombiniert werden. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Planetenradgetriebe in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer stark schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Planetenradgetriebe.
In 1 ist ein Planetenradgetriebe 1 gut zu erkennen.
Das hier dargestellte Planetenradgetriebe 1 ist insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet. Das Planetenradgetriebe 1 kann insbesondere mit einem elektrischen Antriebssystem (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeuges kombiniert Werden. Das dargestellte Planetenradgetriebe 1 stellt hohe Über- bzw. niedrige Untersetzungen bereit.
Das Planetenradgetriebe 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist eine erste Öffnung 3 und eine zweite Öffnung 4 auf. Die Öffnungen 3, 4 sind, wie auch durch die Pfeile P angedeutet, zueinander radial beabstandet.
Das Planetenradgetriebe 1 weist ferner zwei Triebwellen 5, 6 auf. Die beiden Triebwellen durchgreifen die Öffnungen 3, 4. Die beiden Triebwellen 5, 6 sind jeweils an den Öffnungen 3, 4 gelagert. Die Triebwelle 5 kann beispielsweise als Eingangswelle bzw. Antriebswelle (nicht näher bezeichnet) und die Triebwelle 6 kann als Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle (nicht näher bezeichnet) dienen. Die Triebwelle 5 ist um eine Drehachse D1 drehbar. Die Triebwelle 6 ist um eine Drehachse D2 drehbar. Die Triebwelle 5 ist auf der einen Seite des Gehäuses 2 angeordnet und die Triebwelle 6 auf der anderen Seite (nicht näher bezeichnet) des Gehäuses 2 angeordnet.
Das Planetenradgetriebe 1 weist ein Sonnenrad 7 auf. Das Sonnenrad 7 ist drehfest mit der Triebwelle 5 verbunden. Das Sonnenrad 7 ist um die erste Drehachse D1 drehbar.
Ferner weist das Planetenradgetriebe 1 einen Planetenring 8 auf. Der Planetenring 8 weist eine Innenverzahnung 9 und eine Außenverzahnung 10 auf. Das Sonnenrad 7 greift mit einer entsprechenden Außenverzahnung 11 in die Innenverzahnung 9 des Planetenringes 8 ein. Der Planetenring 8 ist um die andere, zweite Drehachse D2 drehbar. Der Innendurchmesser des Planetenringes 8 ist größer als der Außendurchmesser des Sonnenrades 7.
Das Planetenradgetriebe 1 weist ferner ein Hohlrad 12 auf. Das Hohlrad 12 weist eine Innenverzahnung 13 auf. Das Hohlrad 12 ist hier gehäusefest, d. h. drehfest zum Gehäuse 2 angeordnet bzw. hier als Teil des Gehäuses 2 ausgebildet. Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass zusätzlich mindestens ein Planetenrad 14, vorzugsweise mehrere Planetenräder 14, und ein Planetenträger 15 vorgesehen sind, wobei das Planetenrad 14 oder die Planetenräder 14 am Planetenträger 15 drehbar angeordnet sind, und wobei zusätzlich mindestens ein Planetenrad 14, vorzugsweise die Planetenräder 14 zum einer in die Außenverzahnung 10 des Planetenringes 8 und zum anderen in das Hohlrad 12 eingreift bzw. eingreifen. Die Planetenräder 14 greifen insbesondere in die Innenverzahnung 13 des Hohlrades 12 ein. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders hohe Übersetzung bzw. niedrige Untersetzung erreichbar ist. Hierdurch kann gegebenenfalls eine weitere Übersetzungsstufe eingespart werden, was Bauraum und Kosten spart.
Insbesondere bei elektrischen Antriebssystemen und/oder Hybridfahrzeugen, bei denen hohe Über- bzw. Untersetzungen gefordert sind, kann das so ausgebildete Planetenradgetriebe 1 entsprechend eingesetzt werden. Das Sonnenrad 7, der Planetenring 8, die Planetenräder 14 und das Hohlrad 12 bilden eine Planetengetriebestufe.
Das Hohlrad 12 ist koaxial zur Drehachse D2 des Planetenringes 8 angeordnet. Der Planetenträger 15 ist um die Drehachse D2 drehbar. Der Planetenträger 15 ist insbesondere drehfest mit der Triebwelle 6 verbunden.
Der Planetenring 8 bildet hier eine Art „zweites Sonnenrad”, wobei der Planetenring 8 bzw. „das zweite Sonnenrad” die Innenverzahnung 9 aufweist. Das Sonnenrad 7 bildet dabei ein „erstes Sonnenrad”, wobei „das erste Sonnenrad 7” „dann das zweite Sonnenrad bzw. den Planetenring 8” deachsiert antreibt. Der Planetenring 8 bzw. „das zweite Sonnenrad” und der Planetenträger 15 sowie das Hohlrad 12 sind koaxial zur Drehachse D2 angeordnet. Das erste Sonnenrad 7 ist koaxial zur anderen Drehachse D1 angeordnet. Die Drehachsen D1 und D2 sind zueinander parallel beabstandet, wie dies ebenfalls durch die beiden Pfeile P angedeutet ist.
Der Planetenring 8 weist einen Achsstummel 16 auf, wobei der Achsstummel 16 in Richtung der Triebwelle 6 ragt. Der Achsstummel 16 weist eine Öffnung 17 auf, wobei die Triebwelle 6 innerhalb der Öffnung 17 gelagert ist bzw. der Achsstummel 16 auf der Triebwelle 6 gelagert ist. Die Triebwelle 6 ist zum einen an den Planetenring 8, insbesondere an dem Achsstummel 16 und zum anderen an der Öffnung 4 des Gehäuses 2 gelagert. Die Öffnung 17 des Planetenringes 8 und die Öffnung 4 bilden Lagerbereiche. Zwischen diesen beiden Lagerbereichen (nicht näher bezeichnet) ist die Triebwelle 6 drehfest mit dem Planetenträger 15 verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Planetenradgetriebe
2: Gehäuse
3: Öffnung
4: Öffnung
5: Triebwelle
6: Triebwelle
7: Sonnenrad
8: Planetenring
9: Innenverzahnung
10: Außenverzahnung
11: Außenverzahnung
12: Hohlrad
13: Innenverzahnung
14: Planetenrad
15: Planetenträger
16: Achsstummel
17: Öffnung
D1: Drehachse
D2: Drehachse
P: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

AT 004792 U1 [0002]

Claims

Planetenradgetriebe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sonnenrad (7), mit einem Planetenring (8) und mit einem Hohlrad (12), wobei der Planetenring (8) eine Innenverzahnung (9) und eine Außenverzahnung (10) aufweist, wobei das Sonnenrad (7) in die Innenverzahnung (9) des Planetenringes (8) eingreift, wobei das Sonnenrad (7) um eine erste Drehachse (D1) und der Planetenring (8) um eine andere, zur ersten Drehachse (D1) versetzt vorgesehene zweite Drehachse (D2) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein Planetenrad (14), vorzugsweise mehrere Planetenräder (14), und ein Planetenträger (15) vorgesehen sind, wobei das Planetenrad (14) oder die Planetenräder (14) am Planetenträger (15) drehbar angeordnet sind, und wobei das Planetenrad (14) oder die Planetenräder (14) zum einen in die Außenverzahnung (10) des Planetenringes (8) und zum anderen in das Hohlrad (12) eingreift bzw. eingreifen.
Planetenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) vorgesehen ist und das Hohlrad (12) an dem Gehäuse (2) drehfest anordenbar ist bzw. angeordnet ist.
Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (7) mit einer ersten Triebwelle (5) drehfest verbindbar oder verbunden ist, wobei der Planetenträger (15) drehfest mit einer weiteren Triebwelle (6) verbindbar oder verbunden ist.
Planetenradgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (15) und/oder das Hohlrad (12) koaxial zur zweiten Drehachse (D2) angeordnet ist bzw. sind.
Planetenradgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenring (8) einen Achsstummel (16) mit einer Öffnung (17) aufweist, wobei die drehfest mit dem Planetenträger (15) verbundene Triebwelle (6) in der Öffnung (17) gelagert ist bzw. der Achsstummel (16) auf der Triebwelle (6) drehbar gelagert ist.
Planetenradgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einerseits eine Öffnung (3) und andererseits eine Öffnung (4) aufweist, wobei die Öffnung (3) auf der einen Seite von der einen Triebwelle (5) durchgriffen ist und die Öffnung (4) auf der anderen Seite von der anderen Triebwelle (6) durchgriffen ist.