DE102015218551A1 - Planet carrier with a parking lock toothing and planetary gear - Google Patents
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- F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (1) zum Einsatz in einem Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei der Planetenträger (1) einen topfartigen Drehmomentweiterleitbereich (2) zum Beherbergen von Planetenrädern (16) zwischen einem Drehmomenteinleitbereich (3) und einem scheibenartigen Abstützbereich (4) aufweist, wobei der Drehmomenteinleitbereich (3) mit einer Geometrie zum formschlüssigen Aufnehmen von Drehmoment vorbereitet ist, wobei auf einer Außenumfangsfläche (5) des Abstützbereichs (4) eine Parksperrenverzahnung (6) zum bedarfsweisen Blockieren des Planetengetriebes vorhanden ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Planetengetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Planetenträger (1).The invention relates to a planetary carrier (1) for use in a planetary gearbox of a motor vehicle, wherein the planet carrier (1) has a pot-like torque-transmitting region (2) for harboring planetary gears (16) between a torque introduction region (3) and a disk-like support region (4), wherein the Drehmomenteinleitbereich (3) is prepared with a geometry for positive reception of torque, wherein on an outer peripheral surface (5) of the support region (4) has a parking lock toothing (6) for blocking the planetary gear as required. The invention also relates to a planetary gear for a drive train of a motor vehicle with a planet carrier (1) according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft einen Planetenträger zum Einsatz in einem Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei der Planetenträger einen topfartigen Drehmomentweiterleitbereich zum Beherbergen von Planetenrädern zwischen einem Drehmomenteinleitbereich und einem scheibenartigen oder lochscheibenartigen Abstützbereich aufweist, wobei der Drehmomenteinleitbereich mit einer Innen- / Außengeometrie zum formschlüssigen Aufnehmen von Drehmoment vorbereitet ist.The invention relates to a planetary carrier for use in a planetary gear of a motor vehicle, wherein the planet carrier has a pot-like Drehmomentweiterleitbereich for accommodating planetary gears between a Drehmomenteinleitbereich and a disc-like or disc-like support region, wherein the Drehmomenteinleitbereich is prepared with an inner / outer geometry for positive reception of torque ,
Die Patentschrift
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Parksperrenverzahnung auf. Eine gattungsgemäße Parksperrenverzahnung ist aus den deutschen Offenlegungsschriften
Spezielle Drehmomenteinleitbereiche sind aus den Druckschriften
Auch die Druckschriften
Somit sind aus dem Stand der Technik bereits Planetenträger bekannt, die Drehmomenteinleitbereiche zum formschlüssigen Einleiten von Drehmoment aufweisen. Weiterhin offenbart der Stand der Technik Stirnraddifferenziale, die eine Parksperrenverzahnung aufweisen.Thus planetary carriers are already known from the prior art, the Drehmomenteinleitbereiche have for the positive introduction of torque. Furthermore, the prior art discloses spur gear differentials having a parking lock gear teeth.
Die Nachteile des Standes der Technik liegen darin, dass solche Planetenträger die Achsen, bspw. elektrisch betriebene Achsen umgeben, bisher keine Vorrichtungen einsetzen, die mit einfachen, langlebigen und kompakt ausgestalteten Mitteln ein Blockieren des Planetengetriebes nach sich ziehen.The disadvantages of the prior art are that such planet carrier, the axes, for example, electrically powered axles, so far use no devices that pull with simple, durable and compact designed means blocking the planetary gear by itself.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, und insbesondere eine Vorrichtung zu offenbaren, die bei höchsten Anforderungen an die Kompaktheit ein unerwünschtes Rotieren des Planetenträgers mittels einer Blockierung bewirken. It is therefore the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art, and in particular to disclose a device which cause an undesirable rotation of the planet carrier by means of blocking with the highest demands on the compactness.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf einer Außenumfangsfläche des Abstützbereiches eine Parksperrenverzahnung zum bedarfsweisen Blockieren des Planetengetriebes vorhanden / ausgebildet / ergänzt ist. So wird mittels einer einfachen konstruktiven Maßnahme garantiert, dass der Planetenträger keine unerwünschte Rotation im Parkmodus durchführt. Somit wird der, insbesondere bei elektrischen Achsen, erwünschte und gesetzlich geforderte Effekt der gezielten Blockierung zuverlässig erfüllt. Sowohl die Betätigung einer solchen Parksperrenverzahnung, die mittels eines Einfahrens von Klinken funktioniert, als auch die hohen Anforderungen an die Kompaktheit eines Planetenträgers in einem Kraftfahrzeug, können langlebig erfüllt werden.This is inventively achieved in that on a outer peripheral surface of the support area a parking lock toothing for on-demand blocking of the planetary gear is present / formed / supplemented. So it is guaranteed by a simple design measure that the planet carrier performs no unwanted rotation in park mode. Thus, the desired and legally required effect of the targeted blocking is reliably fulfilled, in particular in the case of electric axes. Both the operation of such a parking lock toothing, which works by means of a retraction of pawls, as well as the high demands on the compactness of a planet carrier in a motor vehicle, can be fulfilled long-lived.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn der scheibenartige Abstützbereich einen Parksperrenring und ein radial innerhalb davon vorhandenen und mit ihm verbundenen Loch-Scheibenabschnitt aufweist. Diese zweiteilige/mehrteilige Ausgestaltung des scheibenartigen Abstützbereichs bewirkt, dass der Parksperrenring aus einem anderen Material gefertigt werden kann, als der Scheibenabschnitt. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Festigkeit des Parksperrenrings, kann dieser bspw. (durch-)gehärtet werden, ohne die negativen wirtschaftlichen Effekte eines Härtungsprozesses eines zu großen Bauteils nach sich zu ziehen. Der Scheibenabschnitt, der mit dem topfartigen Drehmomentweiterleitbereich verbunden ist, kann derart ausgestaltet werden, dass er ein hohes Maß an Weichheit erreicht. Dies optimiert die Laufbedingungen der Planetenräder und generell das Betriebsverhalten des Planetenträgers. Dieses Kriterium der Weichheit kann mittels der zweiteiligen Ausgestaltung des scheibenartigen Abstützbereichs zielführend erfüllt werden.Thus, it is advantageous if the disc-like support region has a parking lock ring and a radially existing therewith and connected to it hole-disk section. This two-part / multi-part design of the disc-like support region causes the parking lock ring can be made of a different material, as the disc section. Due to the high demands on the strength of the parking lock ring, this can, for example, (solid) be cured without the negative economic effects of a hardening process of a too large component by itself. The disc portion connected to the cup-like torque transmitting portion may be configured to achieve a high degree of softness. This optimizes the running conditions of the planet gears and generally the operating behavior of the planet carrier. This softness criterion can be fulfilled in a targeted manner by means of the two-part design of the disk-like support region.
Sobald der Parksperrenring aus einem härteren Material als der Scheibenabschnitt ausgebildet ist, folgt, dass der scheibenartige Abstützbereich mittels unterschiedlicher Materialien verschiedene Funktionen erfüllt. So werden einerseits die Kriterien der hohen Festigkeitswerte des Parksperrenrings erfüllt, andererseits ist eine genügend hohe Weichheit des Scheibenabschnitts des scheibenartigen Abstützbereichs garantiert, was die Laufruhe des Planetengetriebes erhöht. Zusätzlich können beide Bauteile hinsichtlich ihrer Materialwahl, ihrer geometrischen Ausgestaltung und ihrer Oberflächenbeschaffenheit optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden.As soon as the parking lock ring is made of a harder material than the disk section, it follows that the disk-like support region fulfills various functions by means of different materials. Thus, on the one hand, the criteria of the high strength values of the parking lock ring are met, on the other hand, a sufficiently high degree of softness of the disc portion of the disc-like support region is guaranteed, which increases the smoothness of the planetary gear. In addition, both components with regard to their choice of materials, their geometric design and their surface finish are optimally adapted to the respective operating conditions.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Parksperrenrad mit dem Scheibenabschnitt form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden oder einstückig / einstofflich / integral mit ihm verbunden ist. Während die einstückige Variante vor allem Vorteile in der Lieferkette nach sich zieht, bewirkt die mehrteilige Variante die bereits erwähnten Vorteile der maßgeschneiderten Anpassungen. Dadurch, dass die Verbindung der beiden Bauteile des Parksperrenrades und des Scheibenabschnitts auf mehrere Arten durchgeführt werden kann, nämlich form-, stoff- / kraftschlüssig, ist die Flexibilität der Anordnung hoch. Vor allem eine stoffschlüssige Verbindung zieht Vorteile nach sich, da sie sehr hohen Kräften Stand hält. Hierbei sei als Ausführungsform eine Schweißverbindung zwischen dem Parksperrenrad und dem Scheibenabschnitt erwähnt.Another advantage is that the parking lock wheel with the disc portion form, material and / or non-positively connected or integrally / unaffected / integrally connected to it. While the one-piece variant primarily entails advantages in the supply chain, the multi-part variant brings about the already mentioned advantages of tailor-made adjustments. The fact that the connection of the two components of the parking lock wheel and the disk section can be carried out in several ways, namely positive, material / force-locking, the flexibility of the arrangement is high. Above all, a cohesive connection has advantages, since it withstands very high forces. Here, a welded connection between the parking lock wheel and the disk section is mentioned as an embodiment.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomenteinleitbereich an einer Außenfläche eine solche Geometrie aufweist, dass er dazu vorbereitet ist, einen Formschluss mit einer innenverzahnten Nabe einzugehen. So ist an der Außenfläche des Drehmomenteinleitbereichs eine Passverzahnung anbringbar. Dies erleichtert die formschlüssige Verbindung mit einer innenverzahnten Nabe. So kann im Anschluss an das Planetengetriebe eine innenverzahnte Hohlwelle angeordnet sein. A further advantageous embodiment is characterized in that the Drehmomenteinleitbereich on an outer surface has such a geometry that it is prepared to enter into a positive engagement with an internally toothed hub. Thus, a spline can be attached to the outer surface of the Drehmomenteinleitbereichs. This facilitates the positive connection with an internally toothed hub. Thus, an internally toothed hollow shaft can be arranged following the planetary gear.
Es ist darüber hinaus von Vorteil, wenn der Drehmomenteinleitbereich an einer Innenfläche eine solche Geometrie aufweist, dass er dazu vorbereitet ist, einen Formschluss mit einer Außenverzahnungsnabe einzugehen. So kann der Planetenträger bzw. das Planetengetriebe mit einer Welle verbunden sein, die außenverzahnt ist. Hierfür bietet sich vor allem eine Vollwelle an. Dadurch, dass sowohl eine Innenverzahnung, als auch eine Außenverzahnung des Drehmomenteinleitbereichs möglich ist, erhöht sich die Flexibilität der erfindungsgemäßen Anordnung, da an sie verschiedene Bauelemente anbringbar sind und in verschiedene vorhandene Systeme integrierbar sind.It is also advantageous if the Drehmomenteinleitbereich on an inner surface having such a geometry that it is prepared to enter into a positive engagement with an external gear hub. Thus, the planet carrier or the planetary gear can be connected to a shaft which is externally toothed. This is especially suitable for a full wave. The fact that both an internal toothing, as well as an external toothing of the Drehmomenteinleitbereichs is possible, the flexibility of the arrangement according to the invention increases, since they are attached to them different components and can be integrated into various existing systems.
Wenn die Verbindung zwischen dem Drehmomenteinleitbereich und dem topfartigen Drehmomentweiterleitbereich stoffschlüssig ist, bewirkt dies, dass zwischen den einzelnen Komponenten des Planetenträgers kein Schlupf möglich ist. Somit ist die Übertragungsgenauigkeit des Drehmoments von höchster Qualität, was den Wert der Erfindung steigert. Darüber hinaus bietet sich zum stoffschlüssigen Verbinden bspw. ein Schweißverfahren an, das sich durch seine Wirtschaftlichkeit und Genauigkeit auszeichnet. Neben einem Schweißverfahren sind auch andere Verfahren, wie bspw. ein Sinterverfahren möglich. If the connection between the Drehmomenteinleitbereich and the pot-like Drehmomentweiterleitbereich cohesively, this causes no slip between the individual components of the planet carrier is possible. Thus, the transmission accuracy of the torque is of the highest quality, which enhances the value of the invention. In addition, the material-bonding connection, for example, offers a welding method which is distinguished by its cost-effectiveness and accuracy. In addition to a welding process, other methods, such as. A sintering process are possible.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn das Parksperrenrad radiale Vertiefungen aufweist, die dazu vorbereitet sind, bei Bedarf einen Formschluss mit klinkenartigen Blockierelementen derart einzugehen, dass mit dem Planetenträger keine Rotationsbewegung mehr durchführbar ist. So bewirken die radialen Vertiefungen, dass die Parksperrenfunktion ohne hohen Aufwand erfüllt werden kann. Dies zieht eine zuverlässige Erfüllung der notwendigen Betriebssicherheit nach sich, da einem unerwünschten Rotieren vorgebeugt wird. It is also advantageous if the parking lock wheel has radial recesses which are prepared to enter into a positive engagement with latch-like blocking elements if necessary such that no rotational movement is feasible with the planet carrier. Thus, the radial depressions cause the parking lock function can be met without much effort. This entails a reliable fulfillment of the necessary operational safety, since unwanted rotation is prevented.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass der scheibenartige Abstützbereich an dem vom Drehmomenteinleitbereich abgewandten Ende einen ringförmigen Vorsprung in axialer Richtung aufweist, der dazu geeignet ist, ein Lager, wie ein Radiallager, aufzunehmen. Dies ermöglicht eine platzsparende und zuverlässige Anordnung eines Lagerrings, was die Laufruhe des Planetenträgers in einem Gehäuse garantiert. Mittels dieser kompakten, bauraumoptimierten Lösung ist der erfindungsgemäße Planetenträger auch in kleinen Baueinheiten integrierbar. A further advantage of the device according to the invention is that the disk-like support region has an annular projection in the axial direction at the end remote from the torque introduction region, which is suitable for receiving a bearing, such as a radial bearing. This allows a space-saving and reliable arrangement of a bearing ring, which guarantees the smoothness of the planet carrier in a housing. By means of this compact, space-optimized solution of the planet carrier according to the invention can also be integrated in small units.
Die Erfindung betrifft auch ein Planetengetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Planetenträger, wie er zuvor vorgestellt wurde. Dieses Planetengetriebe garantiert aufgrund des Parksperrenrades des Planetenträgers höchste Betriebssicherheit, sowie ein hohes Maß an Kompaktheit.The invention also relates to a planetary gear for a drive train of a motor vehicle with a planet carrier, as previously presented. This planetary gear guarantees maximum reliability due to the parking brake wheel of the planet carrier, as well as a high degree of compactness.
Auch ist es von Vorteil, wenn der zuvor erwähnte Parksperrenring teilweise oder vollständig gehärtet ist. Somit ist er in der Lage, auch höchsten Belastungen standzuhalten.It is also advantageous if the aforementioned parking lock ring is partially or fully cured. Thus, he is able to withstand even the highest loads.
Auch dadurch, dass der Drehmomenteinleitbereich und der scheibenartige Abstützbereich integral miteinander ausgebildet sein können, ergeben sich weitere Vorteile. Also, the fact that the Drehmomenteinleitbereich and the disc-like support region can be integrally formed with each other, there are further advantages.
Sobald der Drehmomentweiterleitbereich in radialer Richtung Ausnehmungen aufweist, die von einem Planetenrad durchragbar sind, bewirkt dies weitere positive Aspekte. So ist eine kompakte Anordnung sämtlicher Planetenräder möglich.As soon as the torque-transmitting region has recesses in the radial direction, which can be penetrated by a planetary gear, this brings about further positive aspects. So a compact arrangement of all planet gears is possible.
In anderen Worten kann gesagt werden, dass die Erfindung einen Gegenstand betrifft, welcher als Planetenträger, als Parksperre sowie als Verbindungsbauteil, bspw. über eine Passverzahnung, Anwendung finden kann. Ebenfalls Teil der Erfindung sind eine Planetenstufe / ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger, das mit Ausgleichsrädern / Planetenträgern und mit einer Parksperre versehen ist. In other words, it can be said that the invention relates to an article which can be used as a planetary carrier, as a parking brake as well as a connecting component, for example via a spline. Also part of the invention are a planetary gear / a planetary gear with a planet carrier, which is provided with differential gears / planetary carriers and with a parking brake.
Hinsichtlich des Standes der Technik trifft dadurch eine Abgrenzung auf, dass der Planetenträger zum einen ein hohes Maß an Weichheit erfüllt, zum anderen neben seiner Funktion als Planetenträger auch die einer Parksperre plus die eines Verbindungsbauteils, wie bspw. über eine Passverzahnung, erfüllt. With regard to the prior art, this makes a distinction that the planet carrier on the one hand satisfies a high degree of softness, on the other hand, in addition to its function as a planet carrier and a parking brake plus that of a connecting component, such as. Via a splined.
Zusammenfassend gilt, dass der käfigförmige Planetenträger rechts mit einer eine Außenverzahnung aufweisenden Wange, und links (siehe Figuren) mit einer eine Innenverzahnung aufweisenden Nabe verbindbar ist. An dem rechten Ende (siehe Figuren) ist zudem eine vorzugsweise gehärtete Winkelscheibe, die als Anlauffläche für Lager dient, anbringbar. In summary, the cage-shaped planet carrier can be connected on the right with a cheek having an external toothing, and on the left (see figures) with a hub having an internal toothing. At the right end (see figures) is also a preferably hardened angle plate, which serves as a bearing surface for bearings attachable.
Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of figures.
Es zeigen:Show it:
Die Figuren sind teilweise lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are in part merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. The features of the individual embodiments can be interchanged.
In
Es besteht die Möglichkeit, den Planetenträger
An der Außenumfangsfläche
Der Drehmomenteinleitbereich
In
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in dem Längsschnitt in
Auch der topfartige Drehmomentweiterleitbereich
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetenträger planet carrier
- 22
- topfartiger Drehmomentweiterleitbereich cup-like torque transmission range
- 33
- Drehmomenteinleitbereich Drehmomenteinleitbereich
- 44
- scheibenartiger Abstützbereich disc-like support area
- 55
- Außenumfangsfläche Outer circumferential surface
- 66
- Parksperrenverzahnung Parking lock toothing
- 77
- Parksperrenring Parking lock ring
- 88th
- Scheibenabschnitt disk portion
- 99
- ringförmiger Vorsprung annular projection
- 1010
- Rotationsachse axis of rotation
- 1111
- Öffnung opening
- 1212
- Bolzen bolt
- 1313
- Nabe hub
- 1414
- Lagerfläche storage area
- 1515
- Ausnehmungen recesses
- 1616
- Planetenräder planetary gears
- 1717
- Vertiefungen wells
- 1818
- Außenfläche outer surface
- 1919
- Passverzahnung pass teeth
- 2020
- Planfläche plane surface
- 2121
- Kerbe score
- 2222
- erstes Radiallager first radial bearing
- 2323
- zweites Radiallager second radial bearing
- 2424
- Axiallager thrust
- 2525
- Nietverbindung rivet
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- JP 58156773 A2 [0004] JP 58156773 A2 [0004]
- EP 1488134 A0 [0004] EP 1488134 A0 [0004]
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Legal Events
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