DE102016210078A1

DE102016210078A1 - Kompaktes Planetengetriebe

Info

Publication number: DE102016210078A1
Application number: DE102016210078.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Richter; Karl Benkler; Marton Kurucz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-12-14
Also published as: US20170356534A1; CN107477169A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit mindestens einer Planetenstufe (101), mindestens einer Stirnradstufe (103) und einem Getriebegehäuse (117); wobei die Planetenstufe (101) einen drehbar gelagerten Planetenträger (107), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (107) gelagerte Planetenräder (109) und ein drehbares Sonnenrad (113) aufweist; wobei die Stirnradstufe (103) mindestens ein Stirnrad (123) aufweist; und wobei das Stirnrad (123) und das Sonnenrad (113) drehfest miteinander verbunden sind. Das Getriebegehäuse (117) weist mindestens einen Zapfen (127) auf; wobei das Stirnrad (123) auf dem Zapfen (127) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dieses Getriebe weist eine angetriebene Planetenstufe und eine nachgelagerte Stirnradstufe auf.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Getrieben dieser Art ist ein Planetenträger der Planetenstufe zweifach, d. h. mittels mindestens zweier, beidseitig des Planetenträgers angeordneter Lager, drehbar in einem Getriebegehäuse gelagert. Über eine Sonnenradwelle wird ein erstes Stirnrad einer Stirnradstufe angetrieben. Die Sonnenwelle ragt in eine Aussparung des Stirnrads hinein und ist dort über eine Mitnehmerverzahnung drehfest mit dem Stirnrad verbunden. Das Stirnrad ist ähnlich wie der Planetenträger zweifach, d. h. mittels mindestens zweier beidseitig des Stirnrads angeordneter Lager drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert. Dies ist problematisch, da die zweifache Lagerung des Planetenträgers und des Stirnrads axialen Bauraum beansprucht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit verbesserten Eigenschaften verfügbar zu machen. Insbesondere soll das Gewicht des Getriebes reduziert und dessen axialer Bauraumbedarf verringert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das Getriebe umfasst mindestens eine Planetenstufe, mindestens eine Stirnradstufe und ein Getriebegehäuse. Unter einer Planetenstufe ist eine Anordnung mit einem Planetenträger, der vorliegend drehbar gelagert ist, einem oder mehreren drehbar in dem Planetenträger gelagerten Planetenrädern, einem Sonnenrad, das vorliegend drehbar gelagert ist und einem Hohlrad, das vorliegend drehfest angeordnet ist, zu verstehen. Die Planetenräder kämmen jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad.
Analog ist unter einer Stirnradstufe um eine Anordnung mit mindestens einem Stirnrad zu verstehen.
Vorliegend sind das Stirnrad und das Sonnenrad drehfest miteinander verbunden. Insbesondere weisen das Sonnenrad und das Stirnrad damit eine gemeinsame Drehachse auf. Diese stimmt bevorzugt mit einer Drehachse des Planetenträgers überein.
Erfindungsgemäß weist das Getriebegehäuse mindestens einen Zapfen auf. Unter einem Zapfen ist ein vorspringendes Mittel zu verstehen, dass dazu dient, ein anderes Bauteil aufzunehmen. Die Funktion des Zapfens ist es, dass andere Bauteil zu tragen und zu lagern.
Der Zapfen des Getriebegehäuses des erfindungsgemäßen Getriebes kann einstückig mit dem übrigen Getriebegehäuse verbunden oder lösbar in dem übrigen Getriebegehäuse fixiert sein. Vorzugsweise ist der Zapfen mit dem übrigen Getriebegehäuse verschraubt. Insbesondere sind der Zapfen und das übrige Getriebegehäuse relativ zueinander unbeweglich fixiert.
Das Stirnrad ist drehbar auf dem Zapfen gelagert. Vorzugsweise erfolgt die Lagerung des Stirnrads ausschließlich auf dem Zapfen. Dies impliziert, dass sämtliche Kräfte, die auf das Stirnrad wirken, über den Zapfen in das übrige Getriebegehäuse eingeleitet werden.
Gegenüber vergleichbaren Getrieben baut das erfindungsgemäße Getriebe in axialer Richtung besonders kompakt. Damit einher geht eine deutliche Gewichtreduktion.
In einer bevorzugten Weiterbildung formt das Stirnrad eine Nabe. Eine Nabe ist definiert als ein Mittel, dass auf eine Welle, eine Achse oder einen Zapfen geschoben wird. Entsprechend wird das Stirnrad so auf den Zapfen des Getriebegehäuses geschoben, dass der Zapfen mindestens teilweise in die Nabe hinein ragt. Ein Teil des Zapfens befindet sich also innerhalb der Nabe. Zwischen diesem Teil des Zapfens und der Nabe findet eine radiale Überlappung statt.
Durch den in die Nabe des Stirnrads hineinragenden Zapfen ist es möglich, die zur Lagerung des Stirnrads erforderlichen Lager innerhalb der Nabe unterzubringen. In einer bevorzugten Weiterbildung ist entsprechend ein Innenring mindestens eines Lagers, mit dem das Stirnrad auf dem Zapfen gelagert ist, auf dem Zapfen fixiert. Vorzugsweise ist der Innenring auf den Zapfen aufgeschrumpft. Insbesondere ist der Innenring relativ zu dem Zapfen unbeweglich fixiert. Entsprechend ist ein Außenring des Lagers in der Nabe fixiert, vorzugsweise in die Nabe eingedehnt. Insbesondere ist der Außenring des Lagers relativ zu der Nabe unbeweglich fixiert. Die weiterbildungsgemäße Anordnung des Lagers in der Nabe ist im Hinblick auf eine Reduzierung des axialen Bauraums des Getriebes von Vorteil.
Drüber hinaus bietet die Lagerung des Planetenträgers Potenzial, den axialen Bauraum des Getriebes zu reduzieren. Entsprechend ist in einer bevorzugten Weiterbildung kein Lager, mit dem der Planetenträger gelagert ist axial zwischen mindestens einem Teil des Planetenträgers und mindestens einem Teil des Stirnrads angeordnet. Für eine Anordnung des Lagers in diesem Bereich wäre Bauraum erforderlich, der weiterbildungsgemäß entfallen kann.
Bei der Anordnung des Lagers, mit dem der Planetenträger gelagert ist, axial zwischen mindestens einem Teil des Planetenträgers und mindestens einem Teil des Stirnrads ist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens ein Teil des Planetenträgers axial zwischen jedem der Lager, mit denen der Planetenträger gelagert ist, und dem Stirnrad angeordnet. Für jedes Lager, mit dem der Planetenträger gelagert ist, gilt also, dass mindestens ein Teil des Planetenträgers axial zwischen diesem Lager und dem Stirnrad angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Lagerung des Planetenträgers einseitig erfolgt. Bauraum für eine Lagerung auf der zweiten Seite des Planetenträgers lässt sich dadurch einsparen.
Das Sonnenrad weist eine Verzahnung auf, die mit mindestens einem Planetenrad der Planetenstufe kämmt. In einer bevorzugten Weiterbildung bildet ein Teil dieser Verzahnung mit einer Verzahnung der Nabe eine Passverzahnung aus, durch welche das Stirnrad und das Sonnenrad drehfest miteinander verbunden sind. Durch den Entfall einer separaten Passverzahnung verringert sich der axiale Bauraumbedarf des Getriebes weiter. Darüber hinaus vereinfacht sich die Fertigung, da das Sonnenrad nur mit einer einzigen Verzahnung hergestellt werden muss.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
1 ein Getriebe mit Planeten- und Stirnradstufe.
Das in 1 dargestellte Getriebe weist eine eingangsseitige Planetenstufe 101 und eine ausgangsseitige Stirnradstufe 103 auf. Die Stirnradstufe 101 umfasst einen Planetenträger 107, drehbar in dem Planetenträger 107 gelagerte Planetenräder 109, ein ortsfestes Hohlrad 111 und ein drehbares Sonnenrad 113. Die Planetenräder 109 kämmen mit dem Hohlrad 111 und dem Sonnenrad 113.
Mittels genau eines Lagers 115 ist der Planetenträger 107 drehbar in einem Getriebegehäuse 117 gelagert. Das Hohlrad 111 bildet einen Teil des Getriebegehäuses 117 und ist mit weiteren Teilen des Getriebegehäuses 117 verschraubt. Das Lager 115 ist bezüglich einer Wange des Planetenträgers 107 antriebsseitig, d. h. in Richtung einer Antriebswelle 119, versetzt angeordnet.
Über die Antriebswelle 119 wird ein Antriebsdrehmoment auf den Planetenträger 107 aufgebracht. Hierzu ist die Antriebswelle 119 über eine Passverzahnung 121 drehfest mit dem Planetenträger 107 verbunden.
Die Stirnradstufe 103 umfasst ein erstes Stirnrad 123 und ein zweites Stirnrad 125. Beide Stirnräder 123, 125 sind drehbar gelagert und kämmen miteinander.
Zur Lagerung des ersten Stirnrads 123 ist ein Zapfen 127 vorgesehen. Dieser ist mit dem Getriebegehäuse 117 verschraubt. Das erste Stirnrad 123 bildet eine Nabe 129 aus, in die ein zylinderförmiger Teil des Zapfens 127 hineinragt. Mittels eines Lagers 131 ist das erste Stirnrad 123 drehbar in dem Zapfen 127 gelagert. Kräfte die auf das erste Stirnrad 123 einwirken, werden dabei über das Lager 131 in den zylindrischen Teil des Zapfens 127 eingeleitet.
Über eine innerhalb der Nabe 129 befindliche Passverzahnung 133 ist das erste Stirnrad 123 drehfest mit dem Sonnenrad 113 verbunden.
Das zweite Stirnrad 125 treibt eine Ausgangswelle 135 an. Entsprechend besteht zwischen dem zweiten Stirnrad 125 und der Ausgangswelle 135 eine drehfeste Verbindung.
Bei dem in 1 dargestellten Getriebe befinden sich der Planetenträger 107, die Planetenräder 109, das Hohlrad 111, das Sonnenrad 113 und das erste Stirnrad 123 jeweils mindestens teilweise in einem axialen Zwischenraum zwischen den Lagern 115, 131. Dies ermöglicht eine Reduzierung des axialen Bauraums.
Bezugszeichenliste

101: Planetenstufe
103: Stirnradstufe
107: Planetenträger
109: Planetenrad
111: Hohlrad
113: Sonnenrad
115: Lager
117: Getriebegehäuse
119: Antriebswelle
121: Passverzahnung
123: erstes Stirnrad
125: zweites Stirnrad
127: Zapfen
129: Nabe
131: Lager
133: Passverzahnung
135: Ausgangswelle

Claims

Getriebe mit mindestens einer Planetenstufe (101), mindestens einer Stirnradstufe (103) und einem Getriebegehäuse (117); wobei die Planetenstufe (101) einen drehbar gelagerten Planetenträger (107), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (107) gelagerte Planetenräder (109) und ein drehbares Sonnenrad (113) aufweist; wobei die Stirnradstufe (103) mindestens ein Stirnrad (123) aufweist; und wobei das Stirnrad (123) und das Sonnenrad (113) drehfest miteinander verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (117) mindestens einen Zapfen (127) aufweist; wobei das Stirnrad (123) auf dem Zapfen (127) gelagert ist.
Getriebe nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (123) eine Nabe (129) ausbildet; wobei der Zapfen (127) mindestens teilweise ein die Nabe (129) hineinragt.
Getriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (123) mit mindestens einem Lager (131) auf dem Zapfen (127) gelagert ist; wobei ein Innenring des Lagers (127) auf dem Zapfen (127) fixiert ist; wobei ein Außenring des Lagers (127) in der Nabe (129) fixiert ist.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass kein Lager, mit dem der Planetenträger (107) gelagert ist, axial zwischen mindestens einem Teil des Planetenträgers (107) und mindestens einem Teil des Stirnrads (123) angeordnet ist.
Getriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Planententrägers (107) axial zwischen jedem der Lager, mit denen der Planetenträger (107) gelagert ist, und dem Stirnrad (123) angeordnet ist.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer Verzahnung des Sonnenrads (113) mit einer Verzahnung der Nabe (129) eine Passverzahnung (133) ausbildet; wobei das Stirnrad (123) und das Sonnenrad (113) durch die Passverzahnung drehfest miteinander verbunden sind.