DE69818960T2 - Planetengetriebe für ein fahrzeug - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug mit einem Planetenträger, auf dem wenigstens ein Planetenrad angebracht ist, einer Nabe, die für ein Fahrzeugrad angeordnet und mit dem Planetenträger verbunden ist, einem statischen Gehäuse, das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, und einer Reibungsbremse, die an einem Außenumfang des Planetenträgers angeordnet ist und die Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses bremsen soll.
- Es ist bisher beispielsweise aus der GB-2220178-A bekannt, ein Planetengetriebe in Verbindung mit dem Rad eines Fahrzeugs anzuordnen. Die Antriebswelle des Fahrzeugs wird dann mit einem inneren Sonnenrad für das Planetengetriebe versehen, und ein statisches Gehäuse, das das Planetengetriebe umgibt, wird mit einem äußeren Zahnradring versehen. Das Sonnenrad und der Zahnradring wirken mit den Planetenrädern zusammen, die auf einem Planetenträger angeordnet sind. Der Planetenträger ist mit einer Nabe verbunden, die in dem statischen Gehäuse angebracht ist, und ein Fahrzeugrad kann mittels Radbolzen an der Nabe angebracht werden. Durch Anordnung eines Planetengetriebes in Verbindung mit dem Rad eines Fahrzeugs kann eine Erhöhung des Drehmoments von der Antriebswelle zu dem Rad erreicht werden. Um das Fahrzeug zu bremsen, sind Reibungsscheiben an dem Außenumfang des Planetenträgers angeordnet, die mit Scheibenplatten zusammenwirken, die in dem statischen Gehäuse angeordnet sind.
- Aus der
DE 44 33 100 A ist ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Das äußere Ringrad weist eine Erstreckung in eine Richtung auf, die einen ersten Reibungsscheibenträger bildet. Ein plattenförmiger Teil des Sonnenrades bildet einen zweiten Reibungsscheibenträger. Die ersten und die zweiten Reibungsscheiben sind zum Bremsen des Sonnenrades bezüglich des äußeren Ringrades angeordnet. Aufgrund des Aufbaus des Getriebes und speziell der Erstreckung des äußeren Ringrades wäre dieses Getriebe nicht für große und schwere Fahrzeuge geeignet. - Das Dokument
EP 979365 A 5 ), auf dem wenigstens ein Planetenrad (3 ) angebracht ist, einer Nabe (8 ), die für ein Fahrzeugrad angeordnet ist und mit dem Planetenträger verbunden ist, und einem statischen Gehäuse (12 ), das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, wobei die Nabe (8 ) und der Planetenträger (5 ) mittels einer ersten Keilverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Nabe mittels zweier Wälzlagereinheiten (13 ) angebracht ist, wobei der äußere Teil beider Wälzlagereinheiten an der Innenfläche des statischen Gehäuses angeordnet ist, wobei die Wälzlagereinheiten im Abstand zueinander in Richtung der Drehachse des Planetenträgers angeordnet sind, und wobei eine Reibungsbremse (6 ) an dem Außenumfang des Planetenträgers (5 ) angeordnet ist, die die Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses (12 ) bremsen soll, und der innere Teil beider Wälzlagereinheiten an der Außenfläche der Nabe angeordnet ist. - Dieses Dokument bildet einen Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC. Es wurde nur für DE, IT und FR in Betracht gezogen und nur bezüglich der Neuheit.
- Der Aufbau des bekannten Planetengetriebes ist so, dass er nicht für große und schwere Fahrzeuge, wie z. B. Industriemaschinen geeignet ist, die beispielsweise eine stärkere Nabenlageranordnung und deshalb eine längere Nabe in Axialrichtung erfordern würden. Dies würde jedoch größere Anforderungen an die Verbindung zwischen dem Planetenträger und der Nabe stellen. Gleichzeitig ist es erwünscht, das Planetengetriebe als ganzes so kompakt wie möglich zu erhalten.
- Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Planetengetriebe der in der Einführung dargestellten Art herzustellen, das die oben erwähnten Probleme beseitigt und das darauf zielt, eine so kompakt wie mögliche Konstruktion zu erhalten.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Planetengetriebe herzustellen, das relativ wenige Komponenten umfasst und leicht und unaufwendig herzustellen ist.
- Erfindungsgemäß wird dies durch das Planetengetriebe nach Anspruch 1 erreicht.
- Ein solches Planetengetriebe ist kompakt und umfasst weniger Komponenten als das bekannte Planetengetriebe trotz der Tatsache, dass das Planetengetriebe so dimensioniert ist, dass es beträchtlich größere Kräfte absorbiert, als die bekannte Konstruktion.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die zwei beispielhafte Ausführungen zeigt und in der
-
1 eine geschnittene Seitenansicht eines Planetengetriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und -
2 eine geschnittene Seitenansicht eines Planetengetriebes gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - In
1 bezeichnet das Bezugszeichen1 ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug, wobei das Planetengetriebe1 einen Planetenträger2 umfasst, auf dem eine Anzahl von Planetenrädern4 angeordnet ist. Von dem Motor oder dem Getriebe (nicht gezeigt) des Fahrzeugs erstreckt sich eine Antriebswelle6 , deren äußeres Ende8 ein inneres Sonnenrad10 für das Planetengetriebe1 umfasst, wobei das innere Sonnenrad10 mit den Planetenrädern4 des Planetenträgers2 zusammenwirken soll. Die Anzahl der Planetenräder4 bei der ersten beispielhaften Ausführungsform von1 ist drei, es ist jedoch auch möglich, dass die Anzahl der Planetenräder4 zwei, vier oder mehr beträgt. - Mit dem Ausdruck Fahrzeug sind sowohl Fahrzeuge gemeint, die auf der Straße gefahren werden, als auch Fahrzeuge, die abseits der Straßen gefahren werden, beispielsweise im Wald. Solche Fahrzeuge können Kipper, Radlader, Aushubfahrzeuge oder andere industrielle Maschinen sein.
- Der Planetenträger
2 umfasst eine Durchgangsbohrung12 , die mit Keilprofilen14 versehen ist. Die Mittellinie15 der Öffnung12 stimmt mit der Drehachse des Planetenträgers2 überein. Eine Nabe16 , die an ihrem ersten Ende18 einen Zapfen20 mit Keilprofilen21 umfasst, ist in der Öffnung12 des Planetenträgers2 angeordnet und deshalb radial mit dem Planetenträger2 verbunden. Eine Platte19 ist mit der Nabe16 mittels Schrauben23 verbunden und stellt sicher, dass die Nabe16 axial mit dem Planetenträger2 verbunden ist. Die Nabe16 umfasst an einem zweiten Ende22 eine Befestigungsanordnung24 für ein Rad25 des Fahrzeugs. - Die Nabe
16 ist mittels Wälzlagern26 in einem statischen Gehäuse28 angebracht, das mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die Nabe16 dreht deshalb bezüglich des Gehäuses28 . In dem Gehäuse28 ist ein äußerer Zahnradring30 für das Planetengetriebe1 angeordnet, wobei der Ring mit den Planetenrädern4 an dem Planetenträger2 zusammenwirken soll. Der Zahnradring30 ist mit einer ersten Druckplatte32 für eine Reibungsbremse34 verbunden, die nachstehend beschrieben werden wird. - Die Reibungsbremse
34 umfasst einen Satz von Reibungsscheiben36 , die an dem Umfang des Planetenträgers2 angeordnet sind. Bei der ersten, gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Anzahl der Reibungsscheiben36 acht, es ist jedoch eine willkürliche Anzahl von Reibungsscheiben36 möglich. Die Reibungsscheiben36 sind axial auf Keilprofilen38 verschiebbar, die an dem Außenumfang des Planetenträgers2 angeordnet sind. Die Reibungsscheiben36 sind auf dem Planetenträger2 in Umfangsrichtung festgehalten. - Ein Satz von Scheibenplatten
40 ist auf Keilprofilen42 im Gehäuse28 angeordnet. Die Scheibenplatten40 sind axial verschiebbar jedoch in Umfangsrichtung bezüglich des Gehäuses28 festgehalten. Die Anzahl der Scheibenplatten40 ist vorzugsweise die gleiche wie die Anzahl der Reibungsscheiben36 . Alternativ können die Scheibenplatten40 an dem Außenumfang des Planetenträgers2 angeordnet werden und die Reibungsscheiben36 können in dem Gehäuse38 angeordnet werden. Die Scheibenplatten können beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Kohlefaser hergestellt werden. Es ist auch möglich, andere Materialien zu verwenden. - Eine zweite Druckplatte
44 ist so angeordnet, dass sie die Reibungsscheiben36 und die Scheibenplatten40 gegen die erste Druckplatte32 drückt, wenn die Drehung des Planetenträgers2 und somit die Bewegung des Fahrzeugs gebremst werden soll. Die zweite Druckplatte44 kann axial mittels einer Anzahl von Hydraulikkolben46 verschoben werden, die entlang der zweiten Druckplatte44 verteilt sind. Die Hydraulikkolben46 verschieben die zweite Druckplatte44 axial mittels einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit, die auf die Hydraulikkolben46 wirkt. Die Hydraulikflüssigkeit ist in einem Ringkanal48 enthalten, der in dem Gehäuse28 angeordnet ist. Die Hydraulikflüssigkeit wird dem Ringkanal48 über ein Mundstück50 und eine Bohrung51 in dem Gehäuse28 zugeführt. Eine oder mehrere Schraubenfedern49 , die zwischen der ersten und zweiten Druckplatte32 bzw.44 angeordnet sind, bringen den Hydraulikkolben46 nach dem Bremsen in eine Anfangsposition zurück. - Die erste und die zweite Druckplatte
32 bzw.44 und außerdem die Reibungsscheiben36 und die Scheibenplatten40 sind vorzugsweise ringförmig, sie können jedoch auch in Segmenten in kreisförmiger Form um die Mittellinie15 des Planetenträgers2 angeordnet werden. - Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform von
1 können die Hydraulikkolben46 alternativ mit einem Selbsteinstellungselement52 versehen werden, das die Anfangsposition des Hydraulikkolbens46 einstellt, wenn sich die Reibungsscheiben36 abnutzen. Das Selbsteinstellungselement52 umfasst eine Hülse53 , die mit Klemmpassung in eine Sacklochbohrung54 in dem Gehäuse28 angeordnet ist. Ein sich durch die Hülse53 erstreckender Stift56 ist an einem ersten Ende58 mit dem Hydraulikkolben46 verbunden und ist an einem zweiten Ende60 mit einem Kopf62 versehen, der eine Lagerfläche64 aufweist, die gegen eine Stirnfläche66 der Hülse53 drücken soll. Wenn sich die Reibungsscheiben36 abnutzen, muss sich der Hydraulikkolben46 einen größeren Weg bewegen, um die Reibungsscheiben36 und die Reibungslamellen40 gegen die erste Druckplatte32 zu pressen und deshalb ist ein größeres Volumen an Hydraulikflüssigkeit erforderlich. Um dieses Problem zu überwinden ist die Klemmung zwischen der Hülse53 und der Sacklochbohrung54 so ausgelegt, dass die Kraft von der Hydraulikflüssigkeit, die auf den Hydraulikkolben46 wirkt, mit Hilfe des Kopfes62 des Stiftes56 eine Verschiebung der Hülse53 der Sacklochbohrung54 und die Einnahme einer neuen Position bewirkt. Die Klemmung zwischen der Hülse53 und der Sacklochbohrung54 ist jedoch so ausgelegt, dass die Kraft von der Schraubenfeder46 keine Verschiebung der Hülse53 in der Sacklochbohrung54 verursacht, was bedeutet, dass der Hydraulikkolben46 eine neue Anfangsposition nach dem Rückhub einnimmt. - Alternativ kann außerdem ein Sensor
68 in dem Gehäuse18 angeordnet werden, der die Drehzahl des Planetenträgers2 und somit die Drehzahl des Fahrzeugs erfasst. Der Sensor68 ist in einer Öffnung70 in dem Gehäuse28 an der ersten Druckplatte32 geeignet angeordnet und in Richtung des Keilprofils38 an dem Umfang des Planetenträgers2 gerichtet, wobei in dem Keilprofil die ersten Reibungsscheiben36 angeordnet sind. Der Sensor68 erfasst dann, wie schnell die Stege der Keilprofile38 den Sensor68 passieren, was proportional zu der Drehzahl des Planetenträgers2 ist. Um die Genauigkeit der Erfassung des Sensors68 zu erhöhen, kann der Planetenträger2 alternativ mit Zähnen oder Keilprofilen mit feinerer Steigung neben den Keilprofilen38 versehen werden, auf denen die ersten Reibungsscheiben36 angeordnet sind. - In
2 ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung gezeigt. Das Planetengetriebe gemäß dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform umfasst einen äußeren Zahnradring30' , der so angeordnet ist, dass er mit den Keilprofilen42 in Eingriff steht, die in dem Gehäuse28 ausgebildet sind. Die Höhe der Keilprofile42 ist in einem Abschnitt, der mit dem Zahnradring30' zusammenwirkt, reduziert, um einen Anschlag oder eine Anschlagfläche für den Zahnradring30' zu bilden. Der äußere Zahnradring30' ist an einem Außenumfang mit Keilprofilen74 versehen, die mit den Keilprofilen42 in dem Gehäuse28 in Eingriff stehen, um eine zweite Keilverbindung zu bilden. - Der Zahnradring
30' bildet eine erste Druckplatte32' für die Reibungsscheiben36 und die Scheibenplatten40 , die die Reibungsbremse34 bilden. Die Reibungsbremse34 arbeitet vorzugsweise in einem Fluid, das durch eine Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) mittels einer Leitung72 zirkuliert wird. - In
2 ist ein Selbsteinstellungselement52' gezeigt, das die Anfangsposition des hydraulischen Kolbens46' einstellt, wenn sich die Reibungsscheiben36 abnutzen. Außer den in Verbindung mit2 beschriebenen Merkmalen entspricht die Konstruktion der anderen Komponenten des Planetengetriebes nach2 im Wesentlichen der Konstruktion der Komponenten, die in Verbindung mit dem Planetengetriebe nach1 beschrieben worden sind.
Claims (17)
- Planetengetriebe für ein Fahrzeug, mit einem Planetenträger (
2 ), auf dem wenigstens ein Planetenrad (4 ) angebracht ist, einer Nabe (16 ), die für ein Fahrzeugrad (25 ) angeordnet ist und mit dem Planetenträger (2 ) verbunden ist, einem statischen Gehäuse (28 ), das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, wobei die Nabe (16 ) und der Planetenträger (2 ) durch eine erste Keilverbindung (14 ,21 ) miteinander verbunden sind, wobei der Planetenträger eine Öffnung zur Aufnahme eines Zapfens der ersten Keilverbindung umfasst, wobei die Nabe mittels zweier Wälzlagereinheiten (26 ) angebracht ist, wobei der äußere Teil beider Wälzlagereinheiten auf der inneren Fläche des statischen Gehäuses angeordnet ist, und wobei die Wälzlagereinheiten in Richtung der Drehachse des Planetenträgers im Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibungsbremse (34 ) an einem Außenumfang des Planetenträgers (2 ) angeordnet ist und zur Abbremsung der Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses (28 ) bestimmt ist, und dass der innere Teil beider Wälzlagereinheiten auf der äußeren Fläche der Nabe angeordnet ist. - Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (
2 ) eine Keilöffnung (12 ) umfasst, deren Mittellinie (15 ) mit der Drehachse des Planetenträgers (2 ) übereinstimmt und dass die Nabe (16 ) einen Keilzapfen (20 ) umfasst, der in der Öffnung (12 ) des Planetenträgers (2 ) angeordnet ist. - Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilzapfen (
20 ) der Nabe (16 ) axial in der Keilöffnung (12 ) des Planetenträgers (2 ) mittels einer Platte (19 ) befestigt ist, die an einem ersten Ende (18 ) der Nabe (16 ) angeordnet ist. - Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (
34 ) einen Satz erster Reibungsscheiben (36 ), die an dem Umfang des Planetenträgers (2 ) angeordnet sind, und einen Satz zweiter Reibungsscheiben (40 ) umfasst, die an einer Innenseite des statischen Gehäuses (28 ) angeordnet sind. - Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Reibungsscheiben (
36 bzw.40 ) auf dem Planetenträger (29 ) bzw. dem statischen Gehäuse (28 ) axial verschiebbar sind. - Planetengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Druckplatte (
32 ,32' ) für die Reibungsbremse (34 ) an dem statischen Gehäuse (28 ) angeordnet ist, und dass eine zweite Druckplatte (44 ) so angeordnet ist, dass sie beim Bremsen in Richtung der ersten Druckplatte (32 ) verschiebbar ist, um die ersten und zweiten Reibungsscheiben (36 bzw.40 ) zwischen der ersten und zweiten Druckplatte (32 ,44 ) zusammenzudrücken. - Planetengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hydraulikkolben (
46 ,46' ) in dem statischen Gehäuse (28 ) angeordnet ist und so angeordnet ist, dass er beim Bremsen die zweite Druckplatte (44 ) in Richtung der ersten Druckplatte (32 ) verschiebt. - Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem statischen Gehäuse (
28 ) eine Ringleitung (48 ) angeordnet ist, die für eine Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit bestimmt ist, und dass die Ringleitung (48 ) mit dem wenigstens einen Hydraulikzylinder (46 ,46' ) in Fluidverbindung steht. - Planetengetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hydraulikzylinder (
46 ,46' ) ein Selbsteinstellungselement (52 ) umfasst, das über eine Hülse (43 ) verschiebbar in einer Öffnung (54 ) in dem Gehäuse (28 ) angeordnet ist, wobei ein axial in der Hülse (53 ) verschiebbarer Stift (56 ) mit dem Hydraulikkolben (46 ,46' ) verbunden ist. - Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (
30 ,30' ) an dem statischen Gehäuse (28 ) angeordnet ist, und dass ein inneres Sonnenrad (10 ) auf einer Antriebswelle (6 ) des Fahrzeugs angeordnet ist. - Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (
30 ,30' ) an der ersten Druckplatte (32 ,32' ) angeordnet ist. - Planetengetriebe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Zahnradring (
30' ) mit dem statischen Gehäuse (28 ) mittels einer zweiten Keilverbindung (42 ,74 ) verbunden ist. - Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Gehäuse (
28 ) angeordneter Sensor (68 ) für eine Zusammenwirkung mit einer Fläche an dem Umfang des Planetenträgers (2 ) angepasst ist, um auf diese Weise die Drehzahl des Planetenträgers (2 ) zu erfassen. - Planetengetriebe für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (
30' ) so angeordnet ist, dass er mit dem wenigstens einen Planetenrad (4 ) zusammenwirkt, und dass der äußere Zahnradring (30' ) mit dem statischen Gehäuse (28 ) mittels einer zweiten Keilverbindung (42 ,74 ) verbunden ist. - Planetengetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Keileinrichtungen (
74 ) an einem Außenumfang des äußeren Zahnradringes (30' ) angeordnet sind, und dass Keileinrichtungen (42 ) in dem Gehäuse (28 ) angeordnet sind, wobei die Keileinrichtungen (42 ,74 ) die zweite Keilverbindung (42 ,74 ) bilden. - Planetengetriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (
34 ) einen Satz erster Reibungsscheiben (36 ), die an dem Umfang des Planetenträgers (2 ) angeordnet sind, und einen Satz zweiter Reibungsscheiben (40 ) umfasst, die an einer Innenseite des statischen Gehäuses (28 ) angeordnet sind, wobei die zweiten Reibungsscheiben (40 ) so angeordnet sind, dass sie mit Keileinrichtungen (42 ) in dem Gehäuse (28 ) in Eingriff stehen. - Planetengetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Zahnradring (
30' ) eine erste Druckplatte (32' ) bildet, die so angeordnet ist, dass sie beim Bremsen die ersten und die zweiten Reibungsscheiben (36 ,40 ) zusammendrückt.
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