DE10323254A1 - Planetengetriebe - Google Patents
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Abstract
Ein Planetengetriebe (8), das ein Hohlrad (24), ein Sonnenrad (52) und einen Planetenträger (10) mit Planetenbolzen (18) umfasst, auf dem wenigstens ein Planetenrad (20) gelagert ist, weist eine Schalteinrichtung mit einer Schiebemuffe (66) auf, die in einer Schaltstellung eine direkte Verbindung zwischen einer das Planetengetriebe (8) antreibenden Welle (44) und einer Ausgangswelle (12) des Planetengetriebes (8) ermöglicht und die in einer anderen Schaltstellung eine Drehzahländerung zwischen der antreibenden Welle (44) und der Ausgangswelle (12) des Planetengetriebes (8) ermöglicht. Der Planetenbolzen (18) ist in einer Lagerung (22, 80) drehbar im Planetenträger (10) angeordnet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Nutzfahrzeuggetriebe mit einer hohen Anzahl an Gangstufen weisen häufig ein an das Hauptgetriebe mit seinen Gangstufen angeschlossenes Bereichsgruppengetriebe auf. Mit einem Bereichsgruppengetriebe lässt sich die Gesamtübersetzung des Hauptgetriebes vergrößern, indem alle Gangstufen des Hauptgetriebes mit jeder Gangstufe des Bereichsgruppengetriebes zusammen genutzt werden können und in wenigstens einer Gangstufe des Bereichsgruppengetriebes die Übersetzung der Gangstufen des Hauptgetriebes untersetzt bzw. übersetzt wird.
- Ein Bereichsgruppengetriebe für Kraftfahrzeuge ist beispielsweise aus der
DE 41 21 709 A1 bekannt geworden. Mit einem derartigen, dem Hauptgetriebe nachgeschalteten Planetengetriebe besteht die Möglichkeit, das Kraftfahrzeug im Rahmen seiner Gangstufen des Hauptgetriebes jeweils in zwei unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen zu betreiben. In einer ersten ins Langsame übersetzten Schaltstufe des Bereichsgruppengetriebes ist das Hohlrad des Planetengetriebes über eine Schaltkupplung an das Getriebegehäuse gekuppelt, so dass die Abtriebswelle des Bereichsgruppengetriebes eine geringere Drehzahl als die Ausgangswelle des Hauptgetriebes aufweist. In einer zweiten Schaltstufe erfolgt ein direkter Durchtrieb von der Ausgangswelle des Hauptgetriebes auf die Abtriebswelle des Bereichsgruppengetriebes, wobei über eine Schaltkupplung die direkte Verbindung zwischen der Ausgangswelle des Hauptgetriebes und der Ausgangswelle des Bereichsgruppen hergestellt wird. Die Schalteinrichtung ist sehr aufwendig gestaltet. - Die
DE 198 51 895 A1 beschreibt ein weiteres als Planetengetriebe ausgebildetes Bereichsgruppengetriebe. Dabei ist das Hohlrad des Planetengetriebes drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist koaxial zur Ausgangswelle des Hauptgetriebes und gegenüber der Ausgangswelle des Hauptgetriebes frei drehbar angeordnet. Zur Bildung eines Untersetzungsverhältnisses zwischen der Ausgangswelle des Hauptgetriebes und der Ausgangswelle des Bereichsgruppengetriebes kann das Sonnenrad drehfest mit der Ausgangswelle des Hauptgetriebes verbunden werden. Auch dieses Planetengetriebe ist aufwendig und problematisch bei der Lagerung einzelner Bauteile. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe und insbesondere die Bauteillagerung zu verbessern.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Ein Planetengetriebe, das ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Planetenträger mit Planetenbolzen umfasst, auf dem wenigstens ein Planetenrad gelagert ist, weist eine Schalteinrichtung mit einer Schiebemuffe auf, die in einer Schaltstellung eine direkte Verbindung zwischen einer das Planetengetriebe antreibenden Welle und einer Ausgangswelle des Planetengetriebes ermöglicht und die in einer anderen Schaltstellung eine Drehzahländerung zwischen der antreibenden Welle und der Ausgangswelle des Planetengetriebes ermöglicht. Zur Verbesserung der Lagerung und zur Verringerung von Reibungsverlusten ist der Planetenbolzen in einer Lagerung drehbar im Planetenträger angeordnet.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Planetenrad in einer Lagerung drehbar auf dem drehbaren Planetenbolzen angeordnet.
- Vorzugsweise stellt die Lagerung des Planetenbolzens im Planetenträger eine andere Lagerungsart dar, als die Lagerung des Planetenrades auf dem Planetenbolzen. Dabei ist in einer vorteilhaften Ausführungsart der Planetenbolzen im Planetenträger gleitgelagert und das Planetenrad auf dem Planetenbolzen rollengelagert. In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsart ist der Planetenbolzen im Planetenträger rollengelagert und das Planetenrad auf dem Planetenbolzen gleitgelagert. Dabei kann der Planetenbolzen Ölversorgungsvorrichtungen aufweisen, die mit einer Getriebeölversorgung in Verbindung stehen.
- Vorteilhaft ist eine Vorrichtung, die der Planetenträger aufweist und die ein axiales Verschieben des Planetenbolzens im Planetenträger verhindert.
- In einer Ausgestaltungsform weist die Schalteinrichtung eine Neutralstellung auf, die zwischen den beiden Schaltstellungen liegt und bei der die Ausgangswelle des Planetengetriebes nicht angetrieben wird.
- Sowohl das Hohlrad als auch das Sonnenrad können Druckkämme aufweisen, die an dem Planetenrad anliegen. Vorteilhafterweise umfasst die Rollenlagerung ein mehrreihiges Lager.
- Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Erfindung dann, wenn das Planetengetriebe ein Bereichsgruppengetriebe eines Fahrzeuggetriebes darstellt, das in einem drehmomentübertragenden Antriebsstrang an ein Hauptgetriebe angeschlossen ausgebildet ist und bei dem die Ausgangswelle des Hauptgetriebes die antreibende Welle des Planetengetriebes bildet.
- Ebenfalls vorteilhaft einsetzen lässt sich die Erfindung bei einem Hauptgetriebe, das zwei Vorgelegewellen und eine schwimmend zwischen den Vorgelegewellen gelagerte Hauptwelle umfasst, die als Ausgangswelle des Hauptgetriebes die antreibende Welle des Planetengetriebes bildet und die an ihrem Ende im Sonnenrad des Planetengetriebes gelagert ist.
- Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Anordnung des Planetengetriebes; -
2 das Planetengetriebe mit einer ersten Schalteinrichtung und -
3 ein Planetengetriebe mit einer zweiten Schalteinrichtung. - Ein Schaltgetriebe
2 für ein Fahrzeug weist in einem Getriebegehäuse4 ein Hauptgetriebe6 und ein an das Hauptgetriebe6 anschließendes Bereichsgruppengetriebe in Form eines Planetengetriebes8 auf. Das Planetengetriebe8 um fasst einen Planetenträger10 , der mit der Abtriebswelle12 des Schaltgetriebes2 als ein gemeinsames Bauteil ausgeführt ist. An der Abtriebswelle12 ist ein Abtriebsflansch14 befestigt und die Abtriebswelle12 ist im Getriebegehäuse4 in einer Lagerung16 gelagert. Der Planetenträger10 weist mehrere auf seinem Umfang verteilte Planetenbolzen18 auf, von denen hier ein Planetenbolzen gezeigt ist. Auf dem Planetenbolzen18 ist das Planetenrad20 in einer Rollenlagerung22 gelagert. Üblicherweise sind auf dem Umfang des Planetenträgers10 drei oder fünf Planetenräder20 verteilt angeordnet. Die Rollenlagerung22 wird von einem zweireihigen Zylinderrollenlager oder Nadellager gebildet. Das Planetenrad20 ist außen von einem Hohlrad24 umgeben, das eine Verzahnung26 aufweist, die in eine Verzahnung28 am Getriebegehäuse4 eingreifen kann. - Der Planetenträger
10 weist auf der der Abtriebswelle12 gegenüber liegenden Seite des Planetengetriebes8 einen Fortsatz36 auf, an dem der Planetenträger10 durch ein Rollenlager38 im Getriebegehäuse4 gelagert ist. Eine Vorgelegewelle30 des Hauptgetriebes6 ist durch eine Lagerung32 und eine Vorgelegewelle40 des Hauptgetriebes6 ist durch eine Lagerung42 im Getriebegehäuse4 gelagert. Die Hauptwelle44 des Hauptgetriebes6 trägt an ihrem Ende ein Zahnrad46 der Rückwärtsgangübersetzung. Das Zahnrad46 ist auf der Hauptwelle44 mit leichtem radialen Spiel angeordnet, was für ein Schaltgetriebe mit einer Leistungsverzweigung auf zwei Vorgelegewellen typisch ist. Am Ende der Hauptwelle44 nach der1 ist ein Zapfen45 vorgesehen, der auch mit einem geschlitzten Profil ausgebildet sein kann. Das Sonnenrad52 ist auf dem Zapfen45 der Hauptwelle44 angeordnet ist, wobei sich nach der1 die Hauptwelle44 im Sonnenrad52 abstützt. Zwischen dem Sonnen rad52 und der Abtriebswelle12 bzw. dem Planetenträger10 ist eine Hülse50 angeordnet, die der Ölführung zwischen den Welle dient. Ebenfalls der Ölführung dient eine Hülse54 , die zwischen der Hauptwelle44 und dem Sonnenrad52 vorgesehen ist. - Auf dem Sonnenrad
52 sind zwei Druckkämme56 und58 angeordnet, die eine axiale Bewegung des Planetenrades20 relativ zum Sonnenrad52 verhindern, aber eine Anlage des Planetenrades20 an die Druckkämme erlauben, um eine axial gerichtete Kraft aufzunehmen, die aus einer Schrägverzahnung des Planetengetriebes8 resultiert. Zwei weitere Druckkämme60 und62 sind radial innerhalb des Hohlrades24 angeordnet und erlauben ebenfalls eine Anlage des Planetenrades20 . Die beiden Druckkämme60 und62 verhindern eine axiale Bewegung des Planetenrades20 relativ zum Hohlrad24 . - Eine Schiebemuffe
66 weist eine erste Innenverzahnung als Schaltverzahnung68 auf, die in eine Schaltverzahnung70 auf dem Sonnenrad52 eingreift und eine drehfeste Verbindung zwischen der Schiebemuffe66 und dem Sonnenrad52 herstellt (2 ). Zur Bildung einer drehfesten Verbindung zwischen der Schiebemuffe66 und der Hauptwelle44 weist die Schiebemuffe66 eine zweite Innenverzahnung72 auf, die in eine Außenverzahnung74 an der Hauptwelle44 eingreift. - Zur Herstellung einer wahlweise drehfesten Verbindung der Hauptwelle
44 mit dem Planetenträger10 zur Bildung einer direkten Verbindung des Hauptgetriebes6 mit der Abtriebswelle12 bei gleichbleibender Drehzahl weist die Schiebemuffe66 eine Schaltverzahnung76 auf, die in eine Schaltverzahnung78 am Fortsatz36 des Planetenträgers10 eingreifen kann. - In
2 und3 wird jeweils in der oberen Hälfte des Planetengetriebes8 die Schaltstellung der Schiebemuffe66 dargestellt, die über die Schaltverzahnungen68 und70 eine drehfeste Verbindung zwischen der Hauptwelle44 und dem Sonnenrad52 ermöglicht. In der jeweils unteren Hälfte ist die Schaltstellung der Schiebemuffe66 dargestellt, die über die Schaltverzahnungen76 und78 eine direkte Verbindung der Hauptwelle44 mit dem Planetenträger10 zeigt. In dieser Schaltstellung läuft das Planetengetriebe8 lastfrei, weil das gesamte Drehmoment über den Planetenträger10 übertragen wird. Zwischen den beiden Schaltstellungen ist jeweils eine Neutralstellung möglich. - In der
2 ist das Planetenrad20 auf dem Planetenbolzen18 in der Rollenlagerung22 gelagert. Anstatt mehrerer Zylinderrollenlager als Rollenlagerung22 kommt auch ein mehrreihiges Lager in Betracht, beispielsweise ein zweireihiges Nadellager. Der Planetenbolzen18 ist im Planetenträger in einer ersten Gleitlagerung80 und einer zweiten Gleitlagerung82 drehbar gelagert. Durch die Gleitlagerung80 ,82 ist der Planetenbolzen potentiell auch axial verschiebbar, so dass er axial festgelegt werden muss. Dies geschieht einerseits durch eine Kante84 am Fortsatz36 und andererseits durch einen topfförmigen Ring86 , der hier zwischen dem Planetenbolzen18 und der Lagerung16 im Getriebegehäuse4 eingespannt ist. - In der Schaltstellung der Schiebemuffe
66 , bei der die Schaltverzahnungen68 und70 ineinander greifen, unterliegt das Planetengetriebe8 einer hohen Belastung. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von zwei Lagerungsarten kann diese Belastung verringert werden. Das vom Sonnenrad52 angetriebene Planetenrad20 erzeugt in der Rollenlagerung22 in diesem Schaltzustand nur eine geringe Reibung. In der Gleitlagerung80 ,82 entsteht keine Drehzahldifferenz zwischen benachbarten Teilen. - In der anderen Schaltstellung der Schiebemuffe
66 , bei der die Schaltverzahnungen76 und78 ineinander greifen, ist das Planetengetriebe8 praktisch lastfrei. Die Rollenlagerung22 unterliegt einer großen Reibung, während die Gleitlagerung80 ,82 unbelastetes Gleiten ermöglicht. - Die
3 zeigt eine geänderte Ausführung des Sonnenrades52 . Das Sonnenrad weist hier in seiner Laufverzahnung64 eine drehfest angeordnete Hülse48 auf, die mit ihrer Innenverzahnung34 in die Laufverzahnung64 eingreift. Die Hülse48 weist dann als Außenverzahnung die Schaltverzahnung70 auf zur Verbindung mit der Schaltverzahnung68 an der Schiebemuffe66 . Die Gleitlagerung88 des Planetenrades20 auf dem Planetenbolzen18 erfordert eine Ölversorgung dieser Lagerstelle. Dazu sind Bohrungen90 ,92 im Planetenbolzen18 vorgesehen, die in einen von einer Kappe96 abgedeckten Raum94 münden. Dieser Raum94 steht über eine Leitung98 mit der sonstigen Ölversorgung des Schaltgetriebes2 in Verbindung. Der Planetenbolzen18 ist im Planetenträger mit einer Rollenlagerung22 gelagert, die hier aus zwei einzelnen Zylinderrollenlagern besteht. - Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine klauengeschaltete Schalteinrichtung für ein Planetengetriebe gebildet, die auf der Hauptwelle des Getriebes angeordnet ist. Die Schaltung der schnellen Übersetzung des Gruppengetriebes bei direkter Verbindung erfolgt praktisch lastfrei.
- Da das Hohlrad direkt mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, entfällt eine Abstützplatte mit Schaltverzahnung. Über die Abtriebswelle eingeleitete Kräfte können im Gehäusefesten Hohlrad abgestützt werden, wodurch eine zusätzliche Lagerung des Planetenträgers entfallen kann.
- Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung sowohl für Schaltgetriebe mit einer Vorgelegewelle, als auch für Schaltgetriebe mit einer Leistungsverzweigung auf mehrere Vorgelegewellen geeignet.
-
- 2
- Schaltgetriebe
- 4
- Getriebegehäuse
- 6
- Hauptgetriebe
- 8
- Planetengetriebe
- 10
- Planetenträger
- 12
- Abtriebswelle
- 14
- Abtriebsflansch
- 16
- Lagerung
- 18
- Planetenbolzen
- 20
- Planetenrad
- 22
- Rollenlagerung
- 24
- Hohlrad
- 26
- Verzahnung
- 28
- Verzahnung
- 30
- Vorgelegewelle
- 32
- Lagerung
- 34
- Innenverzahnung
- 36
- Fortsatz
- 38
- Rollenlager
- 40
- Vorgelegewelle
- 42
- Lagerung
- 44
- Hauptwelle
- 45
- Zapfen
- 46
- Zahnrad
- 48
- Hülse
- 50
- Hülse
- 52
- Sonnenrad
- 54
- Hülse
- 56
- Druckkamm
- 58
- Druckkamm
- 60
- Druckkamm
- 62
- Druckkamm
- 64
- Laufverzahnung
- 66
- Schiebemuffe
- 68
- Schaltverzahnung
- 70
- Schaltverzahnung
- 72
- Innenverzahnung
- 74
- Außenverzahnung
- 76
- Schaltverzahnung
- 78
- Schaltverzahnung
- 80
- Gleitlagerung
- 82
- Gleitlagerung
- 84
- Kante
- 86
- Ring
- 88
- Gleitlagerung
- 90
- Bohrung
- 92
- Bohrung
- 94
- Raum
- 96
- Kappe
- 98
- Leitung
Claims (12)
- Planetengetriebe (
8 ), das ein Hohlrad (24 ), ein Sonnenrad (52 ) und einen Planetenträger (10 ) mit Planetenbolzen (18 ) umfasst, auf dem wenigstens ein Planetenrad (20 ) gelagert ist, und das eine Schalteinrichtung mit einer Schiebemuffe (66 ) aufweist, die in einer Schaltstellung eine direkte Verbindung zwischen einer das Planetengetriebe (8 ) antreibenden Welle (44 ) und einer Ausgangswelle (12 ) des Planetengetriebes (8 ) ermöglicht und die in einer anderen Schaltstellung eine Drehzahländerung zwischen der antreibenden Welle (44 ) und der Ausgangswelle (12 ) des Planetengetriebes (8 ) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (18 ) in einer Lagerung (22 ,80 ) drehbar im Planetenträger (10 ) angeordnet ist. - Planetengetriebe (
8 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (20 ) in einer Lagerung (22 ,88 ) drehbar auf dem drehbaren Planetenbolzen (18 ) angeordnet ist. - Planetengetriebe (
8 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Planetenbolzen (18 ) im Planetenträger (10 ) eine andere Lagerungsart darstellt als die Lagerung des Planetenrades (20 ) auf dem Planetenbolzen (18 ). - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (18 ) im Planetenträger (10 ) gleitgelagert ist und das Planetenrad (20 ) auf dem Planetenbolzen (18 ) rollengelagert ist. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (18 ) im Planetenträger (10 ) rollengelagert ist und das Planetenrad (20 ) auf dem Planetenbolzen (18 ) gleitgelagert ist. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (10 ) eine Vorrichtung (84 ,86 ) aufweist, die ein axiales Verschieben des Planetenbolzens (18 ) im Planetenträger (10 ) verhindert. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenbolzen (18 ) Ölversorgungsvorrichtungen (90 ,92 ,94 ,98 ) aufweist, die mit einer Getriebeölversorgung in Verbindung stehen. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine Neutralstellung aufweist, die zwischen den beiden Schaltstellungen liegt und bei der die Ausgangswelle (12 ) des Planetengetriebes (8 ) nicht angetrieben wird. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Hohlrad (24 ) als auch das Sonnenrad (52 ) Druckkämme (56 ,58 ,60 ,62 ) aufweisen, die an dem Planetenrad (20 ) anliegen. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenlagerung (22 ) ein mehrreihiges Lager umfasst. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (8 ) ein Bereichsgruppengetriebe eines Fahrzeuggetriebes (2 ) darstellt, das in einem drehmomentübertragenden Antriebsstrang an ein Hauptgetriebe (6 ) angeschlossen ausgebildet ist und bei dem die Ausgangswelle (44 ) des Hauptgetriebes (6 ) die antreibende Welle des Planetengetriebes (8 ) bildet. - Planetengetriebe (
8 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (6 ) zwei Vorgelegewellen (30 ,40 ) und eine schwimmend zwischen den Vorgelegewellen (30 ,40 ) gelagerte Hauptwelle (44 ) umfasst, die als Ausgangswelle des Hauptgetriebes (6 ) die antreibende Welle des Planetengetriebes (8 ) bildet und die an ihrem Ende (45 ) im Sonnenrad (52 ) des Planetengetriebes (8 ) gelagert ist.
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