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Gebiet der Erfindung
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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.
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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.
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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 einer Rotorwelle eines Elektromotors anliegende Antriebsmoment auf ein Sonnenrad einer Planetengetriebestufe geführt wird. Dieses Sonnenrad treibt den hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers größeren Stirnradabschnitt eines gestuft ausgebildetes 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.
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US 5 607 369 A offenbart ein Getriebesystem, über welches sich in Abhängigkeit des Drehsinns einer Eingangswelle unterschiedliche Ausgangsgeschwindigkeiten einer Ausgangswelle realisieren lassen.
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Aufgabe der Erfindung
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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 am Leistungsausgang der Getriebeanordnung abzugeben.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Planetengetriebeanordnung gemäß Anspruch 1.
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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 auf deren Ausgangswelle festgelegt werden kann, wobei der Drehsinn am Getriebeausgang durch die an der Ausgangswelle angreifenden Freilaufeinrichtungen „unidirektional” festgelegt und somit vom Drehsinn des die Getriebeanordnung treibenden Antriebsorgans unabhängig ist. Zudem wird in vorteilhafter Weise ein „Überholen” der Ausgangswelle ermöglicht, d. h. die Ausgangswelle kann sich schneller in die durch die Freiläufe vorgegebene Antriebs-Rotationsrichtung drehen, als durch den Elektromotor veranlasst. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung insbesondere für einen permanent eingespurten Anlasser.
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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 dem jeweiligen Betriebsmodus eingangsseitig die gleichen Bauteile aktiv, ausgangsseitig wird das Abtriebsorgan über unterschiedliche innere Lastwege des Getriebes getrieben, wobei die beiden Freiläufe jeweils das Ausgangsdrehmoment führen und direkt am Abtrieb angreifen. Einsatzbereiche können wie eingangs erwähnt verschiedenste Antriebe, Getriebe und Aggregate im Fahrzeugbereich sein, wie beispielsweise Ritzelstarter, Wasserpumpen, Ölpumpen, o. ä. sein. 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 umlaufende Komponenten zwei hinsichtlich ihrer betragsmäßigen Übersetzungswirkung sowie hinsichtlich ihrer Drehsinnkonvertierung unterschiedliche Lastwege bilden die über zwei gleichsinnig orientierte Freiläufe mit dem Getriebeausgang, d. h. der Ausgangswelle koppelbar sind.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform 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.
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Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass die beiden gleichsinnig greifenden Freilaufeinrichtungen zwischen dem Abtriebsorgan, insbesondere der Ausgangswelle und/oder dem Planetenträger einem Hohlrad und/oder einem Ausgangssonnenrad angeordnet sind.
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Insbesondere bei einer Ausgestaltung mit einer Anordnung der ersten Freilaufeinrichtung zwischen dem Planetenträger und der Ausgangswelle, kann die die zweite Freilaufeinrichtung dann zwischen dem radial von innen her in die Planetenanordnung eingreifenden Ausgangssonnenrad und der Ausgangswelle angeordnet sein. Beide Freilaufeinrichtungen koppeln im gleichen Drehsinn. Ein hierbei radial von außen her in die Planetenanordnung eingreifendes Hohlrad ist dann vorzugsweise stationär an das Getriebegehäuse angekoppelt.
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Die Freilaufeinrichtungen können insbesondere als Klemmrollenfreiläufe ausgeführt sein, die mit relativ geringem Sperrweg in einen Koppelungszustand, d. h. in einen zur Drehmomentenübertragung geeigneten Zustand gelangen.
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Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, die erste Freilaufeinrichtung zwischen einem radial von außen her in die Planetenanordnung eingreifenden Hohlrad und der Ausgangswelle anzuordnen und die zweite Freilaufeinrichtung wie bei der vorangehend beschriebenen Variante zwischen jenem Abtriebssonnenrad und der Ausgangswelle. Auch hier koppeln dann beide Freilaufeinrichtungen gleichsinnig, d. h. die Ausgangwelle kann nur in eine Drehrichtung, jedoch mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen getrieben werden. Der Planetenträger ist dann vorzugsweise stationär festgelegt.
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Es ist auch möglich, die Hohlradanordnung so zu gestalten, dass diese ein erstes und ein zweites Hohlrad umfasst, wobei beide Hohlräder radial von außen her in die Planetenanordnung eingreifen. Die Planetenanordnung umfasst auch bei dieser Ausführungsform vorzugsweise mindestens ein Paar von einander axial überlappenden und hierbei über ihre Außenverzahnung ineinander eingreifenden Planeten. Das erste Hohlrad ist dann über die erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt und das zweite Hohlrad ist über die zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt.
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Bei einer Ausführungsform mit zwei radial von außen her in die Planetenanordnung eingreifenden Hohlrädern ist es auch möglich, eines dieser Hohlräder stationär am Getriebegehäuse festzulegen und das andere Hohlrad über die erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle zu koppeln. Die Planetenanordnung umfasst dann wiederum ein Paar von einander axial überlappenden und hierbei über ihre Außenverzahnung ineinander eingreifenden Planeten. In diese Planetenanordnung greift radial von innen her das Abtriebssonnenrad ein das über die zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Beide Freilaufeinrichtungen greifen im gleichen Drehsinn an der Ausgangswelle an. Das Ausgangssonnenrad und das drehbar gelagerte Hohlrad greifen in die gleichen Planeten der Planetenanordnung, das stationär festgelegte Hohlrad greift in die mit dem Antriebssonnenrad in Eingriff stehenden Planeten ein.
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Alternativ zu der Ausführung der Planetenanordnung mit wenigstens einem Paar von einander axial überlappenden und hierbei über ihre Außenverzahnung ineinander eingreifenden Planeten ist es auch möglich, die Planeten als sog. Stufenplaneten auszubilden die hierbei einen ersten Abschnitt mit einem großen Kopfkreisdurchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem kleinen Kopfkreisdurchmesser aufweisen. Ähnlich wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann dann ein Hohlrad vorgesehen sein, das radial von außen her in die Planeten, insbesondere deren Abschnitt mit kleinem Kopfkreisdurchmesser eingreift. Dieses Hohlrad ist dann mit der Ausgangswelle über die erste Freilaufeinrichtung verbunden. In jenen Abschnitt der Planeten mit kleinem Kopfkreisdurchmesser greift zudem radial von innen her dann ein Ausgangssonnenrad ein das über eine zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Der Planetenträger ist hierbei stationär festgelegt. Das mit der Getriebeeingangswelle gekoppelte Antriebssonnenrad greift radial von innen her in den Abschnitt der Planeten mit jenem großen Kopfkreisdurchmesser ein.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Planetenträger und einem über eine zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Abtriebssonnenrad;
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2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, nunmehr mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Hohlrad, einem stationär festgelegten Planetenträger und einem Abtriebssonnenrad, das über eine zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt ist;
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3 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer nicht erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung, mit einem stationär festgelegten Planetenträger und einem ersten und einem zweiten, jeweils über einen Freilauf mit der Ausgangswelle koppelbaren Hohlrad;
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4 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Hohlrad und einem wie bei den Varianten nach den 1 und 2 über eine zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Ausgangssonnenrad;
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5 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Planetengetriebeanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, mit einem durch eine erste Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Hohlrad und einem wiederum wie bei den Varianten nach den 1 und 2 vorgesehenen, durch eine zweite Freilaufeinrichtung mit der Ausgangswelle koppelbaren Sonnenrad, wobei hier der Planetenträger stationär festgelegt ist, und die Planeten der Planetenanordnung als Stufenplaneten ausgebildet sind.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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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 ein Abtriebsorgan PO, das als gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufende Abtriebswelle POS ausgeführt ist.
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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 auf das Abtriebsorgan PO ein Drehmoment überträgt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese auf das Abtriebsorgan PO ein Drehmoment überträgt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert, und das Abtriebsorgan PO unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Kopplungswirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung festgelegten Drehsinn rotiert, wobei sich bei Übertragung eines Drehmomentes über die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei der Übertragung eines Drehmomentes über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
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Die Planetenanordnung 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 je nach Drehrichtung des ersten Antriebssonnenrades über den ersten oder den zweiten, dann komplett mitlaufenden Freilauf FR1, FR2 und demnach entweder aus dem Planetenträger C oder dem radial von innen her in die zweiten Planeten P2 eingreifenden Abtriebssonnenrad SO2.
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Vorzugsweise ist die Planetenanordnung 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 sowie der am Abtriebssonnenrad SO2 angreifenden Querkräfte ergibt.
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Die Hohlradanordnung H ist hier derart gestaltet, dass diese ein einziges Hohlrad HO1 umfasst, wobei die erste Freilaufeinrichtung FR1 kinematisch zwischen dem Planetenträger C und der Ausgangswelle POS angeordnet ist. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist zwischen dem Abtriebssonnenrad SO2 und der Ausgangswelle POS angeordnet. Beide Freilaufeinrichtungen FR1, FR2 koppeln in gleicher Drehrichtung, so dass die Ausgangswelle POS in eine einzige Richtung getrieben wird.
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Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung sind auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Die Planeten 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 ein Drehmoment auf die Ausgangswelle POS überträgt. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 gelangt hierbei aufgrund der Drehung des Abtriebssonnenrades SO2 in Gegenrichtung in einen Freilaufzustand. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so gelangt die erste Freilaufeinrichtung FR1 aufgrund der „Rückwärtsdrehung” des Planetenträgers C in einen Freilaufzustand und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 überträgt das am Abtriebssonnenrad SO2 anliegende Drehmoment und die Drehbewegung auf die Ausgangswelle POS.
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Die Darstellung nach 1 veranschaulicht primär 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 zwei Sonnenräder und ein Hohlrad) und nur einen Planetenträger sowie zwei miteinander kämmende Planeten 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 in seine Lastrichtung mitläuft und dabei ein Drehmoment auf die Ausgangswelle POS überträgt.
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In der in 1 gezeigten Variante wird das Sonnenrad SO1 unabhängig von der Drehrichtung der Eingangswelle PIS als Antriebsrad verwendet. Das Hohlrad HO1 ist fest mit dem Gehäuse GH verbunden. Der Steg (Planetenträger C) und das Abtriebssonnenrad SO2 sind über die Freiläufe FR1, FR2 mit der Ausgangswelle POS verbunden. Je nach Drehrichtung des Antriebsrades SO1 sperrt nun einer der beiden Freiläufe FR1, FR2 und verbindet so das jeweilige Bauteil (d. h. den Planetenträger C, oder das Ausgangssonnenrad SO2) mit der Ausgangswelle POS. Die Abtriebsdrehrichtung bleibt gleich, unabhängig von der Antriebsdrehrichtung. Die Abtriebsdrehzahl wird jedoch verändert.
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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 einer gleichachsig zur Getriebeachse X umlaufenden Abtriebswelle POS.
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Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H, einen 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, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen ein Drehmoment auf die Ausgangswelle POS übertragenden Koppelungszustand 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 ein Drehmoment auf die Ausgangswelle übertragenden Koppelungszustand gelangt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn rotiert. Das Ausgangswelle POS rotiert unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die gleich gerichteten Sperrwirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei sich bei Übertragung der Drehbewegung über die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Übertragung der Drehbewegung über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
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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 erfolgt über die Abtriebswelle POS, die je nach Drehrichtung des ersten Antriebssonnenrades SO1 entweder über den ersten Freilauf FR1 mit dem ersten Hohlrad HO1 oder über den zweiten Freilauf FR2 mit dem Abtriebssonnenrad SO2 gekoppelt ist. Der Planetenträger C ist bei diesem Ausführungsbeispiel drehstarr mit dem Getriebegehäuse GH verbunden.
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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 der Ausgangswelle POS angeordnet ist.
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Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung 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.
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Bei der gezeigten zweiten Ausführungsform ist der reduzierte Koppelsatz mit zwei Sonnenrädern SO1, SO2 und einem Hohlrad HO1 ausgeführt, wobei der Abtrieb über das erste Hohlrad HO1 oder das Abtriebssonnenrad SO2 realisiert wird. Die beiden Freiläufe FR1, FR2 sind mit dem Hohlrad HO1 und dem zweiten Sonnenrad SO2 verbunden, beide Freiläufe koppeln in die gleiche Rotationsrichtung und treiben die Ausgangswelle POS. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad. Der Steg (Planetenträger C) dient als Abstützung im Gehäuse GH.
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Die Darstellung nach 3 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung. 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.
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Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H, einen 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, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese auf das Abtriebsorgan PO ein Drehmoment überträgt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem ersten Drehsinn rotiert, und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese auf das Abtriebsorgan PO ein Drehmoment überträgt, wenn das erste Sonnenrad SO1 mit einem dem ersten Drehsinn entgegengesetzten zweiten Drehsinn rotiert, und das Abtriebsorgan PO unabhängig vom Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 mit einem durch die Kopplungswirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung festgelegten Drehsinn rotiert, wobei sich bei Übertragung eines Drehmomentes über die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei der Übertragung eines Drehmomentes über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
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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 und das zweite Hohlrad HO2, die hier beide über die erste bzw. zweite Freilaufeinrichtung FR1, FR2 mit der Ausgangswelle POS koppelbar sind.
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Die Planeten P1, P2 der Planetenanordnung 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 das erste Hohlrad HO1 mit der Ausgangswelle POS koppelt. Das zweite Hohlrad HO2 rotiert dann in Gegenrichtung und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 gelangt in den Freilaufzustand in welchem kein Drehmoment über diese Freilaufeinrichtung FR2 übertragen wird. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so ändert sich die Drehrichtung des ersten Hohlrades HO1 und die erste Freilaufeinrichtung FR1 gelangt in den Freilaufzustand. Nunmehr wird das am zweiten Hohlrad HO2 anliegende Drehmoment über die zweite Freialufeinrichtung FR2 auf die Ausgangswelle POS übertragen.
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Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen der ersten und zweiten Planeten P1, P2 der Planetenanordnung P 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
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Bei der gezeigten Variante wird der reduzierte Koppelsatz mit einem Sonnenrad SO1 und zwei Hohlrädern HO1, HO2 realisiert, wobei jeweils eines der Hohlräder HO1, HO2 über die entsprechende Freilaufeinrichtung direkt das am Hohlrad HO1, HO2 anliegenden Drehmoment überträgt. Der Steg (Planetenträger C) wird mit der Umgebung (Gehäuse GH) verbunden. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
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Die Darstellung nach 4 zeigt eine erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. 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.
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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, 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, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Koppelungszustand 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 Drehbewegung übertragenden Koppelungszustand 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 Orientierung der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei sich bei Übertragung des Drehmomentes über die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Übertragung des Drehmomentes über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
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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 entweder über das zweite Hohlrad HO2, das über die erste Freilaufeinrichtung FR1 mit der Abtriebswelle POS verbunden ist, oder über das Abtriebssonnenrad SO2 das radial von innen her in die zweiten Planeten P2 der Planetenanordnung P eingreift und über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 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.
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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 zweiten Hohlrad HO2 und der Ausgangswelle POS angeordnet ist. Das erste Hohlrad HO1 ist im Getriebegehäuse GH stationär festgelegt. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist zwischen dem zweiten Sonnenrad SO2 und der Ausgangswelle POS angeordnet und koppelt damit bei entsprechender Drehung des zweiten Sonnenrades SO2 dieses mit der Ausgangswelle POS.
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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.
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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 das zweite Hohlrad HO2 und das zweite Sonnenrad SO2 realisiert, die beiden Freiläufe FR1, FR2 sind mit dem zweiten Hohlrad HO2 und dem zweiten Sonnenrad SO2 und gekoppelt. Das erste Hohlrad HO1 dient der Abstützung im Gehäuse. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
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Die Darstellung nach 5 zeigt eine erfindungsgemäße Planetengetriebeanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. 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.
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Die Getriebeanordnung umfasst neben den vorgenannten Bauteilen wiederum eine zur Getriebeachse X konzentrische Hohlradanordnung H mit einem ersten Hohlrad HO1, einen stationär festgelegten 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, die erste Freilaufeinrichtung FR1 derart in die Planentengetriebeanordnung eingebunden ist, dass diese in einen Koppelungszustand 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 Koppelungszustand 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 Übertragungswirkungen der ersten und der zweiten Freilaufeinrichtung FR1, FR2 festgelegten Drehsinn, wobei sich bei Übertragung der Drehbewegung über die erste Freilaufeinrichtung FR1 eine Übersetzungswirkung ergibt, die sich von der Übersetzungswirkung bei Übertragung der Drehbewegung über die zweite Freilaufeinrichtung FR2 unterscheidet.
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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 über die erste Freilaufeinrichtung FR1 das radial von außen her in den zweiten Stufenabschnitt P2 eingreifende Hohlrad HO1 mit der Ausgangswelle POS koppelbar ist. Über die zweite Freilaufeinrichtung ist das radial von innen her in den zweiten Stufenabschnitt P2 eingreifende Abtriebssonnenrad SO2 mit der Ausgangswelle koppelbar. Der Planetenträger C ist im Getriebegehäuse GH stationär festgelegt.
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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 der Ausgangswelle POS angeordnet ist. Die zweite Freilaufeinrichtung FR2 ist zwischen dem zweiten Sonnenrad SO2 und der Ausgangswelle POS angeordnet und koppelt damit unidirektional das zweite Sonnenrad SO2 mit der Ausgangswelle POS.
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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 auf die Ausgangswelle POS überträgt und die zweite Freilaufeinrichtung FR2 hierbei in einen Freilaufzustand gelangt. Wird der Drehsinn des ersten Sonnenrades SO1 geändert, so gelangt die erste Freilaufeinrichtung FR1 in einen Freigabezustand und die Drehbewegung des zweiten Sonnenrades SO2 wird auf die Ausgangswelle POS übertragen.
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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.
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Bei der beschriebenen vierten Variante sind die vorher miteinander kämmenden Planeten P1, P2 zu einem gestuften Planeten P zusammengefasst. Des weiteren wird entweder das erste Hohlrad HO1 oder das zweite Sonnenrad SO2 über den entsprechenden Freilauf FR1, FR2 zur Drehmomentenübertragung mit der Abtriebswelle POS gekoppelt. Der Steg (Planetenträger C) ist mit der Umgebung, insbesondere dem Gehäuse GH verbunden. Das erste Sonnenrad SO1 dient als Antriebsrad.
