DE102014200720B3

DE102014200720B3 - Planetengetriebeanordnung

Info

Publication number: DE102014200720B3
Application number: DE201410200720
Authority: DE
Inventors: Andreas Hofmann; Hannes Suhr; Franz Kurth; Günter Völkel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: WO2015106737A1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Planetengetriebeanordnung mit einem Leistungseingang, der ein zum Umlauf um eine Getriebeachse vorgesehenes erstes Sonnenrad treibt, einem Leistungsausgang, mit einem gleichachsig zur Getriebeachse umlaufenden Abtriebsorgan, einer zur Getriebeachse konzentrischen Hohlradanordnung, einem zum Umlauf um die Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, einer Planetenanordnung, die auf dem Planetenträger sitzt, einer ersten Freilaufeinrichtung, und einer zweiten Freilaufeinrichtung, wobei das erste Sonnenrad radial von innen her in wenigstens einen Planeten der Planetenanordnung eingreift, die erste Freilaufeinrichtung derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelang, wenn das Sonnenrad mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelang, wenn das Sonnenrad mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert, und das Abtriebsorgan unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnerades mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung festgelegten Drehsinn rotiert, wobei bei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung eine Übersetzungswirkung ergibt, die höher ist als die Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf eine Planetengetriebeanordnung mit einem Leistungseingang und einem Leistungsausgang, wobei diese Planetengetriebeanordnung dazu dient, ein seitens einer Antriebseinrichtung in den Leistungseingang eingekoppeltes Antriebsdrehmoment wahlweise auf ein erstes oder zweites, gegenüber dem Eingangsdrehmoment jeweils erhöhtes Ausgangsdrehmoment zu konvertieren und damit am Leistungsausgang dem gewählten Übersetzungsverhältnis entsprechend gegenüber der Drehzahl am Leistungseingang reduzierte, unterschiedliche Ausgangsdrehzahlen zu realisieren.
Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Getriebeanordnung für eine Antriebseinrichtung, die dazu dient, einerseits die ggf. erforderlichen maximalen Antriebsmomente zuverlässig aufzubringen und andererseits dann, wenn keine maximalen Lastmomente am Leistungsausgang abgegriffen werden, hier ggf. erhöhte Ausgangsdrehzahlen zu realisieren. Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung eignet sich damit insbesondere für den Verbau in einer mittels eines Elektromotors betriebenen Anlasseranordnung einer Brennkraftmaschine, einem Stelltrieb, oder einer Pumpenanordnung.
Insbesondere bei Anlasseranordnungen für Brennkraftmaschinen haben sich Planetengetriebeanordnungen zur Erhöhung des Antriebsmomentes bewährt. So ist beispielsweise aus DE 34 30 18 A eine elektrische Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher das an einem Rotor eines Elektromotors anliegende Antriebsmoment auf ein Sonnenrad einer Planetengetriebestufe geführt wird. Dieses Sonnenrad treibt den hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers größeren Stirnradabschnitt eines gestuft ausgebildeten Planetenrades. Der hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers kleinere Abschnitt jenes Planetenrades greift radial von innen her in ein stationär festgelegtes Hohlrad ein. Der Leistungsabgriff aus der Planetengetriebestufe erfolgt über deren Planetenträger. Der Elektromotor ist derart betreibbar, dass dieser zunächst ein geringes Antriebsmoment generiert, das primär der Spielbeseitigung in einem dem Elektromotor nachgeschalteten Getriebezug dient. Das Antriebsmoment wird dann, wenn das in dem genannten Getriebezug bestehende Spiel beseitigt ist, erhöht.
US 5 607 369 A offenbart ein Getriebesystem, über welches sich in Abhängigkeit des Drehsinns einer Eingangswelle unterschiedliche Ausgangsgeschwindigkeiten einer Ausgangswelle realisieren lassen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste und in ihrem Aufbau kostengünstig realisierbare Getriebeanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, die seitens eines Elektromotors freisetzbare Antriebsleistung mit einem auf die gegenwärtige Lastanforderung abgestimmten Übersetzungsverhältnis auf den Leistungsausgang der Getriebeanordnung zu übertragen.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Planetengetriebeanordnung gemäß Anspruch 1.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine kompakte und in ihrem Aufbau robuste Planetengetriebeanordnung zu schaffen, bei welcher über die Wahl der Drehrichtung des vorgeschalteten elektromechanischen Antriebs die Übersetzungswirkung der Planetengetriebeanordnung festgelegt werden kann, wobei der Drehsinn am Getriebeausgang durch den Aufbau der Planetengetriebeanordnung „unidirektional” festgelegt und somit vom Drehsinn des die Getriebeanordnung treibenden Antriebsorgans unabhängig ist.
Die Erfindung betrifft im Kern ein Getriebe, mit welchem eingangsseitig zwei Drehrichtungen in ausgangsseitig eine Drehrichtung aber zwei verschiedene Drehzahlen umgewandelt werden. Dabei sind in jedem Betriebsmodus eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils die gleichen Bauteile, d. h. Eingangs- und Ausgangswelle aktiv. Einsatzbereiche können wie eingangs erwähnt verschiedenste Antriebe, Getriebe und Aggregate im Fahrzeugbereich sein, wie beispielsweise Ritzelstarter, Wasserpumpen, Ölpumpen, o. ä.. Das erfindungsgemäße Lösungskonzept stellt ein Getriebe zur Verfügung, mit welchem eingangsseitig zwei Drehrichtungen, in ausgangsseitig in eine Drehrichtung, aber zwei verschiedene Drehzahlen umgewandelt werden. Die Erfindung umfasst hierbei ein Getriebe, das als reduzierter Koppelsatz ausgeführt ist und dessen je nach Betriebsmodus umlaufende Komponenten in Abhängigkeit vom Drehsinn am Leistungseingang intern durch zwei Freiläufe festlegbar sind.
Gemäß der Erfindung ist das Getriebe derart gestaltet, dass die Planetenanordnung wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten umfasst. Die miteinander in Eingriff stehenden Planeten können so angeordnet sein, dass deren Außenverzahnungen sich axial überlappen. Die miteinander in Eingriff stehenden Planeten weisen vorzugsweise unterschiedliche Zähnezahlen auf.
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung ist so aufgebaut, dass der Leistungsabgriff über den Planetenträger erfolgt.
Insbesondere bei der vorgenannten Ausgestaltung mit einem Leistungsabgriff über den Planetenträger, kann die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung derart gestaltet sein, dass die Hohlradanordnung ein erstes Hohlrad und ein zweites Hohlrad umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und die zweite Freilaufeinrichtung zwischen dem zweiten Hohlrad und dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Die Freilaufeinrichtungen können insbesondere als Klemmrollenfreiläufe gestaltet sein, die mit relativ geringem Sperrweg eine Drehung in Sperrrichtung verhindern. Alternativ hierzu können die Freilaufeinrichtungen auch konstruktiv anderweitig gestaltet sein und ggf. erst nach Überwindung eines kurzen Rückdrehungsweges das entsprechende Getriebeglied gegen eine Weiterdrehung sperren.
Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform mit zwei zur Getriebeachse koaxialen und jeweils über eine Sperreinrichtung in jeweils eine Rotationsrichtung sperrbaren Hohlrädern ist es auch möglich, die Planetengetriebeanordnung so zu gestalten, dass diese ein zweites Sonnenrad umfasst, das radial von innen her in die Planetenanordnung eingreift, wobei zudem dieses zweite Sonnenrad über die zweite Freilaufeinrichtung stationär festlegbar ist. Die Planetenanordnung umfasst bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine Planetenanordnung mit mindestens einem Paar von einander axial überlappenden und hierbei über ihre Außenverzahnung ineinander eingreifenden Planeten. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Hohlradanordnung dann vorzugsweise lediglich ein einziges Hohlrad, wobei dieses einzige Hohlrad über die erste Freilaufeinrichtung mit dem Getriebegehäuse koppelbar ist, und der Leistungsabgriff dann über den Planetenträger erfolgt.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit zwei jeweils durch eine Freilaufeinrichtung sperrbaren Hohlrädern;
2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, nunmehr mit einem einzigen durch eine erste Freilaufeinrichtung sperrbaren Hohlrad und einem zusätzlichen, durch eine zweite Freilaufeinrichtung sperrbaren Sonnenrad;
3 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer nicht erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung sperrbaren Planetenträger und einem wie bei der Variante nach 2 vorgesehenen zusätzlichen, durch eine zweite Freilaufeinrichtung sperrbaren Sonnenrad;
4 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer nicht erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung sperrbaren Hohlrad und einem wie bei den Varianten nach den 2 und 3 vorgesehenen, zusätzlichen, durch eine zweite Freilaufeinrichtung sperrbaren Sonnenrad, wobei hier der Leistungsabgriff über ein zweites Hohlrad erfolgt, das radial von außen her in die Planetenanordnung eingreift;
5 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer nicht erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung sperrbaren Hohlrad und einem wie bei den Varianten nach den 2 und 3 vorgesehenen zusätzlichen, durch eine zweite Freilaufeinrichtung sperrbaren Sonnenrad, wobei hier der Leistungsabgriff über den Planetenträger erfolgt und die Planeten der Planetenanordnung als Stufenplaneten ausgebildet sind.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach 1 zeigt eine erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Planetengetriebeanordnung umfasst einen Leistungseingang PI, mit einer zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Eingangswelle PIS, die ein erstes Sonnenrad SO1 treibt. Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin einen Leistungsausgang PO, mit einem gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden, als Abtriebswelle POS ausgeführten Abtriebsorgan.
Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen auch eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H, einen zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger C, eine Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger C sitzt, eine erste Freilaufeinrichtung FR1 und eine zweite Freilaufeinrichtung FR2, wobei das erste Sonnenrad SO1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P1 der Planetenanordnung P eingreift und die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegengesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Die Abtriebswelle POS rotiert damit unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei bei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
Die Planetenanordnung P ist derart gestaltet, dass die Planetenanordnung P wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten P1, P2 umfasst. Der Leistungsabgriff aus der Getriebeanordnung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über den Planetenträger C, der drehstarr mit der Abtriebswelle POS verbunden ist. Vorzugsweise ist die Planetenanordnung P so ausgelegt, dass diese drei oder vier Paare derartiger Planeten P1, P2 umfasst, so dass sich in der für Planetengetriebe typischen Weise ein Ausgleich der am Sonnenrad SO1 angreifenden Querkräfte ergibt.
Die Hohlradanordnung H ist hier derart gestaltet, dass diese ein erstes Hohlrad HO1 und ein zweites Hohlrad HO2 umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung FR1 kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad HO1 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet ist und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 zwischen dem zweiten Hohlrad HO2 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet ist.
Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung P sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planenten P1, P2 sind hierbei so angeordnet, dass diese über ihre Außenverzahnung partiell ineinander eingreifen und damit gegensinnig drehbar gekoppelt sind. Die Planeten P1, P2 weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Die Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 sind so ausgeführt, dass bei Drehung des Sonnenrades SO1 in eine erste Richtung die erste Freialufeinrichtung FR1 eine Drehung des ersten Hohlrades HO1 zulässt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei die infolge der inneren Getriebereaktionskräfte veranlasste Drehung des zweiten Hohlrades HO2 blockiert. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so blockiert die erste Freilaufeinrichtung FR1 die Drehung des ersten Hohlrades HO1 und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 erlaubt eine Drehung des zweiten Hohlrades HO2 in der durch die am zweiten Hohlrad HO2 durch die Zahnradreaktionskräfte der Planetenanordnung P veranlassten Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen der beiden Planetenräder P1, P2 ergeben sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Sonnenrades SO1 unterschiedliche Gesamtübersetzungswirkungen zwischen dem Leistungseingang PI und dem Leistungsausgang PO, wobei der Drehsinn am Leistungsausgang PO vom Drehsinn am Leistungseingang PI unabhängig ist.
Die Darstellung nach 1 veranschaulicht im Wesentlichen das Funktionsprinzip der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Das Getriebe ist bei dieser Variante durch einen sog. „reduzierten Koppelsatz” gebildet. Diese besondere Bauart weist drei Zentralräder (hier eine Sonne und zwei Hohlräder) und nur einen Planetenträger C sowie zwei miteinander kämmende Planeten P1, P2 auf. Die Planetenräder sind meist einfach aufgebaut und meist nicht gestuft. Zusätzlich werden zwei Freiläufe verwendet. Die beiden Freiläufe sind dabei so angeordnet, dass je nach Eingangsdrehrichtung (positiv oder negativ) jeweils nur einer der beiden Freiläufe sperrt.
In der in 1 gezeigten Variante wird das Sonnenrad SO1 unabhängig von der Drehrichtung der Eingangswelle PIS als Antriebsrad verwendet. Die beiden Hohlräder HO1, HO2 sind mit einem Freilauf FR1 und FR2 verbunden, welche wiederum mit dem Gehäuse GH verbunden sind. Je nach Drehrichtung des Antriebsrades SO1 sperrt nun einer der beiden Freiläufe FR1, FR2 und verbindet so das jeweilige Hohlrad HO1, HO2 mit dem Gehäuse GH. Das andere Hohlrad HO2, HO1 kann sich frei bewegen. Der Planetenträger C dient als Abtriebsrad. Die Abtriebsdrehrichtung bleibt gleich, unabhängig von der Antriebsdrehrichtung. Die Abtriebsdrehzahl wird verändert.
Die Darstellung nach 2 zeigt eine erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Planetengetriebeanordnung umfasst auch hier einen Leistungseingang PI, mit einer zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Antriebswelle PIS, die ein erstes Sonnenrad SO1 treibt. Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin einen Leistungsausgang PO, mit einem gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden, als Abtriebswelle POS ausgeführten Abtriebsorgan.
Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H, einen zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger C, eine Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger C sitzt, eine erste Freilaufeinrichtung FR1 und eine zweite Freilaufeinrichtung FR2, wobei das erste Sonnenrad SO1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P2 der Planetenanordnung P eingreift, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelang, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Das Abtriebsorgan POS rotiert unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei bei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
Die Planetenanordnung P ist wiederum derart gestaltet, dass die Planetenanordnung P wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten P1, P2 umfasst. Der Leistungsabgriff aus der Getriebeanordnung erfolgt auch bei diesem Ausführungsbeispiel über den Planetenträger C, der drehstarr mit der Abtriebswelle POS verbunden ist.
Die Hohlradanordnung H ist hier derart gestaltet, dass diese lediglich ein erstes Hohlrad HO1 umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung FR1 kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad HO1 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet ist. Abweichend von der Variante nach 1 ist nunmehr ein zweites Sonnenrad SO2 vorgesehen, das radial von innen her in die Planeten P1 der Planetenanordnung P eingreift. Dieses zweite Sonnenrad SO2 ist über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unidirektional stationär festlegbar.
Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung P sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planenten P1, P2 sind so angeordnet, dass diese über ihre Außenverzahnung partiell ineinander eingreifen und damit gegensinnig drehbar gekoppelt sind. Die Planeten P1, P2 weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Die Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 sind so ausgeführt, dass bei Drehung des ersten Sonnenrades SO1 in eine erste Richtung die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Drehung des ersten Hohlrades HO1 zulässt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei die in Folge der inneren Getriebereaktionskräfte veranlasste Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 blockiert. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so blockiert die erste Freilaufeinrichtung FR1 die Drehung des ersten Hohlrades HO1 und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 erlaubt eine Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 in jene durch die am zweiten Sonnenrad SO2 durch die Zahnradreaktionskräfte der Planeten P1 veranlasste Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen des ersten Hohlrades HO1 und des zweiten Sonnenrades SO2 ergeben sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Sonnenrades SO1 unterschiedliche Gesamtübersetzungswirkungen zwischen dem Leistungseingang PI und dem Leistungsausgang PO, wobei wiederum der Drehsinn am Leistungsausgang vom Drehsinn am Leistungseingang unabhängig ist. Die Hohlradanordnung H umfasst bei dieser Variante nur ein einziges Hohlrad HO1. Dieses einzige Hohlrad HO1 ist über die erste Freilaufeinrichtung FR1 mit dem Getriebegehäuse GH koppelbar. Der Leistungsabgriff erfolgt über den Planetenträger C, bzw. die mit diesem drehstarr gekoppelte Ausgangswelle POS.
Bei der gezeigten zweiten Ausführungsform ist der reduzierte Koppelsatz mit zwei Sonnenrädern SO1, SO2 und einem Hohlrad H ausgeführt, wobei der Abtrieb über den Planetenträger C realisiert wird. Die beiden Freiläufe FR1, FR2 sind mit dem Hohlrad H und dem zweiten Sonnenrad SO2 verbunden. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
Die Darstellung nach 3 zeigt eine erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung gemäß nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Planetengetriebeanordnung umfasst auch hier einen Leistungseingang PI, mit einer zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Antriebswelle PIS, die ein erstes Sonnenrad SO1 treibt. Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin einen Leistungsausgang PO, mit einem gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden, als Abtriebswelle ausgeführten Abtriebsorgan POS.
Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H, einen zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger C, eine Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger C sitzt, eine erste Freilaufeinrichtung FR1 und eine zweite Freilaufeinrichtung FR2, wobei das erste Sonnenrad SO1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P2 der Planetenanordnung P eingreift, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn der Planetenträger C mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Das Abtriebsorgan POS rotiert unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
Die Planetenanordnung P ist wiederum derart gestaltet, dass die Planetenanordnung P wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten P1, P2 umfasst. Der Leistungsabgriff aus der Getriebeanordnung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über das erste Hohlrad HO1, das hier drehstarr mit der Abtriebswelle POS verbunden ist.
Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist kinematisch zwischen dem zweiten Planetenträger C und dem Getriebegehäuse GH angeordnet. In gleicher Weise wie bei der Variante nach 2 ist auch hier ein zweites Sonnenrad SO2 vorgesehen, das radial von innen her in die Planeten P1 der Planetenanordnung P eingreift. Dieses zweite Sonnenrad SO2 ist über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 stationär unidirektional festlegbar.
Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung P sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planenten P1, P2 sind so angeordnet, dass diese über ihre Außenverzahnung partiell ineinander eingreifen und damit gegensinnig drehbar gekoppelt sind. Die Planeten P1, P2 weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Die Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 sind so ausgeführt, dass bei Drehung des ersten Sonnenrades SO1 in eine erste Richtung die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Drehung des Planetenträgers C zulässt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei die in Folge der inneren Getriebereaktionskräfte veranlasste Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 blockiert. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so blockiert die erste Freilaufeinrichtung FR1 die Drehung des Planetenträgers C und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 erlaubt eine Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 in der durch die am zweiten Sonnenrad SO2 durch die Zahnradreaktionskräfte der Planeten P1 veranlasste Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen des ersten Hohlrades HO1 und des zweiten Sonnenrades SO2 ergeben sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Sonnenrades SO1 unterschiedliche Gesamtübersetzungswirkungen zwischen dem Leistungseingang PI und dem Leistungsausgang PO, wobei der Drehsinn am Leistungsausgang PO vom Drehsinn am Leistungseingang PI unabhängig ist. Die Hohlradanordnung H umfasst bei dieser Variante nur ein einziges Hohlrad HO1. Dieses einzige Hohlrad HO1 greift radial von außen her in die zweiten Planeten P2 der Planetenanordnung P ein und ist drehstarr mit der Ausgangswelle POS gekoppelt.
Be der gezeigten dritten Variante wird der reduzierte Koppelsatz mit zwei Sonnenrädern SO1, SO2 und einem Hohlrad HO1 realisiert, wobei das Hohlrad HO1 die Abtriebswelle POS direkt treibt. Der Steg (Planetenträger C) wird mit einem Freilauf FR1 mit der Umgebung (Gehäuse GH) verbunden. Ebenso ist das zweite Sonnenrad SO2 über einen Freilauf FR2 mit der Umgebung verbunden. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
Die Darstellung nach 4 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung. Die Planetengetriebeanordnung umfasst wie bei allen vorangegangenen Ausführungsbeispielen auch hier einen Leistungseingang PI, mit einer zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Antriebswelle PIS, die ein erstes Sonnenrad SO1 treibt. Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin einen Leistungsausgang PO mit einem gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden, als Abtriebswelle POS ausgeführten Abtriebsorgan.
Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H mit einem ersten und einem zweiten Hohlrad HO1, HO2, einen zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger C, einer Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger C sitzt, einer ersten Freilaufeinrichtung FR1 und einer zweiten Freilaufeinrichtung FR2, wobei das erste Sonnenrad SO1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P2 der Planetenanordnung P eingreift, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Das Abtriebsorgan POS rotiert unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
Die Planetenanordnung P ist derart gestaltet, dass diese wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten P1, P2 umfasst. Der Leistungsabgriff aus der Getriebeanordnung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über das zweite Hohlrad HO2, das drehstarr mit der Abtriebswelle POS verbunden ist. Vorzugsweise ist die Planetenanordnung P so ausgelegt, dass diese drei oder vier Paare derartiger Planeten P1, P2 umfasst, so dass sich wie bezüglich 1 bereits ausgeführt in der für Planetengetriebe typischen Weise ein Ausgleich der am Sonnenrad SO1 angreifenden Querkräfte ergibt.
Die Hohlradanordnung H ist wie bereits ausgeführt derart gestaltet, dass diese neben dem ersten Hohlrad HO1 ein zweites Hohlrad HO2 umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung FR1 kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad HO1 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet ist. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist zwischen dem zweiten Sonnenrad SO2 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet und sperrt damit unidirektional das zweite Sonnenrad SO2 gegen Drehung in eine Richtung.
Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planenten P1, P2 sind hierbei so angeordnet, dass diese über ihre Außenverzahnung partiell ineinander eingreifen und damit gegensinnig drehbar gekoppelt sind. Die Planeten P1, P2 weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Die Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 sind so ausgeführt, dass bei Drehung des Sonnenrades SO1 in eine erste Richtung die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Drehung des ersten Hohlrades HO1 zulässt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei die infolge der inneren Getriebereaktionskräfte veranlasste Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 blockiert. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so blockiert die erste Freilaufeinrichtung FR1 die Drehung des ersten Hohlrades HO1 und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 erlaubt eine Drehung des zweiten Sonnenrades SO1 in der durch die am zweiten Sonnenrad SO1 durch die Zahnradreaktionskräfte der Planetenanordnung P veranlasste Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen des ersten Hohlrades HO1 und des zweiten Sonnenrades SO2 ergeben sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Sonnenrades SO1 unterschiedliche Gesamtübersetzungswirkungen zwischen dem Leistungseingang PI und dem Leistungsausgang PO, wobei der Drehsinn am Leistungsausgang PO vom Drehsinn am Leistungseingang PI unabhängig ist.
Bei der Variante nach 4 ist der reduzierte Koppelsatz mit zwei Sonnenrädern SO1, SO2 und zwei Hohlrädern HO1, HO2 ausgeführt. Der Steg (Planetenträger C) läuft frei um und ist somit nicht angeschlossen. Der Abtrieb wird über ein Hohlrad HO2 realisiert, die beiden Freiläufe FR1, FR2 sind mit dem zweiten Sonnenrad SO1 und dem zweiten Hohlrad HO1 gekoppelt. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
Die Darstellung nach 5 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung. Die Planetengetriebeanordnung umfasst wiederum wie bei allen vorangegangenen Ausführungsbeispielen auch hier einen Leistungseingang PI, mit einer zum Umlauf um eine Getriebeachse X vorgesehenen Antriebswelle PIS, die ein erstes Sonnenrad SO1 treibt. Die Planetengetriebeanordnung umfasst weiterhin einen Leistungsausgang PO, mit einem gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden, als Abtriebswelle POS ausgeführten Abtriebsorgan.
Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H mit einem ersten Hohlrad HO1, einem zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger C, einer Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger C sitzt, einer ersten Freilaufeinrichtung FR1 und einer zweiten Freilaufeinrichtung FR2, wobei das erste Sonnenrad SO1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P1 der Planetenanordnung P eingreift, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Das Abtriebsorgan POS rotiert unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei bei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
Die Planetenanordnung P ist derart gestaltet, dass diese wenigstens einen als Stufenplaneten gestalteten Planeten aufweist, der einen ersten Stufenabschnitt P1 und einen zweiten Stufenabschnitt P2 umfasst, wobei der Kopfkreisdurchmesser des ersten Stufenabschnitts P1 größer ist, als der Kopfkreisdurchmesser des zweiten Stufenabschnitts P2, und dass über die erste Freilaufeinrichtung FR1 ein radial von außen her in den zweiten Stufenabschnitt P2 eingreifendes Hohlrad HO1 festlegbar ist, und der Leistungsabgriff über den Planetenträger C erfolgt, der drehstarr mit der Abtriebswelle POS verbunden ist.
Die Hohlradanordnung H ist wie bereits ausgeführt derart gestaltet, dass diese ein einziges Hohlrad HO1 umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung FR1 kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad HO1 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet ist. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist zwischen dem zweiten Sonnenrad SO2 und dem Getriebegehäuse GH angeordnet und sperrt damit unidirektional das zweite Sonnenrad SO2 gegen Drehung in eine Richtung.
Die als Stufenplaneten ausgeführten Planeten der Planetenanordnung P sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planentenabschnitte P1, P2 sind miteinander drehstarr gekoppelt und weisen unterschiedliche Zähnezahlen auf. Die Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 sind so ausgeführt, dass bei Drehung des Sonnenrades SO1 in eine erste Richtung die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Drehung des ersten Hohlrades HO1 zulässt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei die infolge der inneren Getriebereaktionskräfte veranlasste Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 blockiert. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so blockiert die erste Freilaufeinrichtung FR1 die Drehung des ersten Hohlrades HO1 und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 erlaubt eine Drehung des zweiten Sonnenrades SO1 in der durch die am zweiten Sonnenrad SO1 durch die Zahnradreaktionskräfte des ersten Planetenabschnitts P1 veranlasste Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen des ersten Hohlrades HO1 und des zweiten Sonnenrades SO2, sowie der unterschiedlichen Zähnezahlen der Planetenabschnitte P1, P2 ergeben sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Sonnenrades SO1 unterschiedliche Gesamtübersetzungswirkungen zwischen dem Leistungseingang PI und dem Leistungsausgang PO, wobei der Drehsinn am Leistungsausgang PO vom Drehsinn am Leistungseingang PI unabhängig ist.
Bei der beschriebenen fünften Variante sind die vorher miteinander kämmenden Planeten P1, P2 zu einem gestuften Planeten P zusammengefasst. Des weiteren wird der Steg (Planetenträger C) starr mit der Abtriebswelle POS gekoppelt. Über die Freiläufe FR1, FR2 sind jeweils das zweite Sonnenrad SO2 sowie das erste Hohlrad HO1 unidirektional mit der Umgebung, insbesondere dem Gehäuse GH koppelbar. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.

Claims

Planetengetriebeanordnung, mit: – einem Leistungseingang (PI), mit einem zum Umlauf um eine Getriebeachse (X) vorgesehenen ersten Sonnenrad (SO1), – einem Leistungsausgang (PO), mit einem gleichachsig zur Getriebeachse (X) umlaufenden Abtriebsorgan (POS), – einer zur Getriebeachse (X) konzentrischen Hohlradanordnung (H) – einem zum Umlauf um die Getriebeachse (X) vorgesehenen Planetenträger (C), – einer Planetenanordnung (P), die auf dem Planetenträger (C) sitzt, – einer ersten Freilaufeinrichtung (FR1), und – einer zweiten Freilaufeinrichtung (FR2), wobei – das erste Sonnenrad (SO1) radial von innen her in wenigstens einen Planeten (P1, P2) der Planetenanordnung (P) eingreift, – die erste Freilaufeinrichtung (FR1) derart in die Planentengetriebeanordnung (P) eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das erste Sonnenrad (SO1) mit einem ersten Drehsinn rotiert, – die zweite Freilaufeinrichtung (FR2) derart in die Planentengetriebeanordnung (P) eingebunden ist, dass diese in einen Sperrzustand gelangt, wenn das Sonnenrad (SO1) mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert, und – das Abtriebsorgan (POS) unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades (SO1) mit einem durch die Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung (FR1, FR2) festgelegten Drehsinn rotiert, wobei sich bei Sperrung der ersten Freilaufeinrichtung (FR1) eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Sperrung der zweiten Freilaufeinrichtung (FR2) unterscheidet dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenanordnung (P) wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten (P1, P2) umfasst, wobei der Leistungsabgriff über den Planetenträger (C) erfolgt.
Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlradanordnung (H) ein erstes Hohlrad (HO1) und ein zweites Hohlrad (HO2) umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung (FR1) kinematisch zwischen dem ersten Hohlrad (HO1) und dem Getriebegehäuse (GH) angeordnet ist, die zweite Freilaufeinrichtung (FR2) zwischen dem zweiten Hohlrad (HO2) und dem Getriebegehäuse (GH) angeordnet ist, und der Planetenträger (C) den Leistungsausgang (PO) treibt.
Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Sonnenrad (SO2) vorgesehen ist, das radial von innen her in die Planetenanordnung (P) eingreift, und dass dieses zweite Sonnenrad (SO2) über die zweite Freilaufeinrichtung (FR2) stationär festlegbar ist.
Planetengetriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlradanordnung (H) ein einziges Hohlrad (HO1) umfasst, und dass dieses einzige Hohlrad (HO1) über die erste Freilaufeinrichtung (FR1) mit dem Getriebegehäuse (GH) koppelbar ist, und dass der Leistungsabgriff über den Planetenträger (C) erfolgt.