WO2024094546A1 - Stirnraddifferential für ein kraftfahrzeug - Google Patents
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Classifications
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- F16H2048/106—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears characterised by two sun gears
Definitions
- the invention relates to a transmission device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, with such a transmission device.
- a spur gear differential is known from DE 102014203 522 A1.
- DE 102015214 035 B4 discloses an electronic drive unit for a motor vehicle.
- a transmission device for a motor vehicle is known from DE 102018 128 836 B3.
- the object of the present invention is to provide a transmission device for a motor vehicle and a motor vehicle with such a transmission device, so that a particularly compact and lightweight design and a particularly high torque density of the transmission device can be realized.
- a first aspect of the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
- a motor vehicle also referred to simply as a vehicle
- the motor vehicle in its fully manufactured state has the transmission device and can be driven via the transmission device, in particular by means of a drive motor of the motor vehicle.
- vehicle wheels also referred to simply as wheels
- axle can be driven via the transmission device.
- Vehicle axle of the motor vehicle in order to drive the motor vehicle as a whole.
- the transmission device has a spur gear differential, which is also referred to as a spur gear differential.
- the spur gear differential is thus a differential gear, also simply referred to as a differential, which is designed as a spur gear differential.
- the vehicle wheels mentioned can be driven via the spur gear differential, in particular by a drive shaft of the motor vehicle.
- the spur gear differential for example, has the function, which is well known from the prior art, of dividing and transmitting a drive torque provided or available by the drive shaft to the vehicle wheels, in particular to side shafts via which the vehicle wheels can be driven.
- the spur gear differential for example, has the function of allowing different speeds of the vehicle wheels and thus the side shafts when the motor vehicle is cornering, such that the vehicle wheel on the outside of the curve can or does rotate at a higher speed than the vehicle wheel on the inside of the curve, in particular while the vehicle wheels can or are driven by the drive shaft via the spur gear differential.
- the side shafts mentioned can, for example, be part of the spur gear differential.
- a first of the vehicle wheels can be driven by a first of the side shafts
- a second of the vehicle wheels can be driven by a second of the side shafts.
- the side shafts can be arranged coaxially to one another.
- the vehicle wheels are arranged on opposite sides of the vehicle in the transverse direction of the motor vehicle, also referred to simply as the vehicle.
- the spur gear differential has a first sun gear, which is designed as a first output of the spur gear differential and as a first spur gear.
- the first sun gear has a first pitch circle diameter.
- the first sun gear has a first pitch circle diameter.
- the first sun gear is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the first side shaft, so that, for example, the first side shaft can be driven by the first sun gear and so that, for example, the first vehicle wheel can be driven by the first sun gear via the first side shaft.
- the spur gear differential also has a second sun gear, which is designed as a second output of the spur gear differential and as a second spur gear.
- the second sun gear is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second side shaft, so that the second side shaft can be driven by the second Sun gear is drivable.
- the second vehicle wheel can thus be driven by the second sun gear via the second side shaft.
- the sun gears are arranged coaxially to one another.
- the second sun gear is arranged coaxially to a rotational axis of the first sun gear.
- the first sun gear is, for example, rotatable about a first sun gear axis of rotation, in particular relative to a housing of the transmission device.
- the first sun gear is at least partially arranged in the housing.
- the second sun gear is, for example, rotatable about a second sun gear axis of rotation relative to the housing in which, for example, the second sun gear is at least partially arranged, wherein, because the sun gears are arranged coaxially to one another, the sun gear axes of rotation coincide.
- the first side shaft is arranged coaxially to the first sun gear
- the second side shaft is arranged coaxially to the second sun gear.
- the feature that two components are connected to one another in a rotationally fixed manner can be understood to mean that the two components are formed in one piece, thus formed from a single piece and are thereby connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the two components formed in one piece are formed as a monoblock, i.e. are formed by a monoblock.
- the components formed in one piece are formed by a one-piece and thus integrally manufactured, integral body.
- the two components connected to one another in a rotationally fixed manner are formed separately from one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular by a joining technique.
- the components connected to one another in a rotationally fixed manner are or will be rotatable or rotated about a component rotation axis common to the components, in particular relative to the housing, in particular when the components are driven, so that the components can rotate or rotate together or simultaneously at the same angular velocity about the component rotation axis, in particular relative to the housing.
- relative rotations between the components about the component rotation axis are prevented.
- the second sun gear designed as a second spur gear, has a second pitch circle diameter which is different from the first pitch circle diameter.
- the first pitch circle diameter is larger than the second pitch circle diameter or vice versa.
- the second Sun gear has a second pitch circle diameter which is different from the first pitch circle diameter, so that, for example, the first pitch circle diameter is larger than the second pitch circle diameter or vice versa.
- the transmission device also has a planetary gear set, which is also referred to as a planetary arrangement or orbiting planetary arrangement.
- a planetary gear set which is also referred to as a planetary arrangement or orbiting planetary arrangement.
- the sun gears are coupled to one another in such a way that the sun gears can rotate in opposite directions.
- the vehicle wheels mentioned are ground contact elements of the motor vehicle, also referred to as the vehicle, which can be or is supported on a ground such as a roadway via the ground contact elements in the vertical direction of the motor vehicle.
- the vehicle wheels and thus the motor vehicle are driven so that the motor vehicle is driven along the ground while the motor vehicle is supported on the ground via the ground contact elements (vehicle wheels) in the vertical direction of the vehicle, the vehicle wheels roll, in particular directly, on the ground.
- the motor vehicle is now at least partially raised in such a way that the vehicle wheels do not touch the ground and are, so to speak, floating in the air, and then, for example, the first vehicle wheel and thus the first side shaft and the first sun gear are rotated about the first sun gear axis of rotation in a first direction of rotation, the second sun gear and the second side shaft are thereby driven via the planetary gear set, as is well known from conventional differential gears, and the second vehicle wheel is driven via the second side shaft in such a way that the second sun gear and thus, for example, the second side shaft are rotated about the second sun gear axis of rotation and thus about the first sun gear axis of rotation in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, thus in the opposite direction to the first
- the planetary gear set has a planet carrier, which is preferably arranged coaxially to the sun gears.
- the planet carrier is rotatable, for example, about a planet carrier rotation axis relative to the housing, wherein the planet carrier can be arranged at least partially in the housing.
- the planet carrier rotation axis coincides with the sun gear rotation axes, so that the planet carrier is preferably arranged coaxially to the sun gears.
- the planetary gear set also has at least one first differential planet gear, which engages in the first sun gear, thus meshes with the first sun gear or is in engagement with the first sun gear.
- the first differential planet gear has a third pitch circle diameter.
- the first differential planetary gear has a third pitch circle diameter.
- the planetary gear set has at least one further or several further first differential planetary gears, wherein the previous and following statements regarding the at least one first differential planetary gear can also be readily applied to the respective further first differential planetary gear and vice versa.
- first differential planetary gear is mentioned above and below, this is to be understood as meaning the at least one first differential planetary gear, unless otherwise stated.
- the first differential planetary gear is held on the planet carrier so as to be rotatable about a first planetary axis of rotation relative to the planet carrier.
- the first planetary axis of rotation preferably runs parallel to the respective sun gear axis of rotation and/or parallel to the planet carrier axis of rotation, wherein the first planetary axis of rotation is preferably spaced apart from the respective sun gear axis of rotation and/or from the planet carrier axis of rotation.
- the planetary gear set also has at least one second differential planet gear. It is conceivable that the planetary gear set has at least one further second or several further second differential planet gears, wherein the previous and following statements on the at least one second differential planet gear can also be easily applied to the respective further second differential planet gear and vice versa.
- the second differential planet gear is mentioned above and below, this is to be understood as the at least one second differential planet gear, unless otherwise stated.
- the second differential planet gear engages with the second sun gear. It is therefore provided that the second differential planet gear meshes with the second sun gear or is in engagement with the second sun gear.
- the second differential planet gear is held on the planet carrier so as to be rotatable about a second planetary axis of rotation running parallel to the first planetary axis of rotation and spaced apart from the first planetary axis of rotation.
- the second planetary axis of rotation runs parallel to the respective sun gear axis of rotation and/or parallel to the planet carrier axis of rotation, wherein it is preferably provided that the second planetary axis of rotation is spaced from the respective sun gear axis of rotation and/or from the planet carrier axis of rotation.
- the planetary gear set also has at least one gear arranged coaxially to the first differential planet gear, connected in a rotationally fixed manner to the first differential planet gear and engaging in the second differential planet gear, thus engaging with the second differential planetary gear or meshing with the second differential planetary gear and thereby coupling the differential planetary gears to one another, which has a fourth pitch circle diameter that is different from the third pitch circle diameter.
- the coupling planetary gear has a fourth pitch circle diameter that is different from the third pitch circle diameter.
- the first differential planetary gear and the second differential planetary gear form, for example, a differential planetary gear group, it being conceivable that the spur gear differential has at least one further or several further differential planetary gear groups, the previous and following statements on the first differential planetary gear group being readily transferable to the respective further differential planetary gear group and vice versa.
- the coupling planetary gear and the first differential planetary gear form a differential stage planetary gear which is held on the planetary carrier so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation relative to the planetary carrier.
- the differential planetary gears and the coupling planetary gear are further spur gears of the spur gear differential.
- the first differential stage planetary gear has the first differential planetary gear as the first stage planet and the coupling planetary gear as the second stage planet.
- the first differential planetary gear is also referred to as the first stage planet and the coupling planetary gear is also referred to as the second stage planet.
- the spur gear differential has at least one further or several further differential stage planetary gears, wherein the previous and following statements regarding the first differential stage planetary gear can also be easily transferred to the respective further differential stage planetary gear and vice versa.
- the differential stage planetary gear and the second differential planetary gear are arranged on different axes. This means in particular that the first planetary axis of rotation and the second planetary axis of rotation run parallel to one another and are spaced apart from one another, in particular in the radial direction of the planetary gear set and/or in the circumferential direction of the planetary gear set running around the axial direction of the planetary gear set.
- a first ratio between the first pitch circle diameter and the second Pitch circle diameter and a second ratio between the third pitch circle diameter and the fourth pitch circle diameter are equal.
- the first ratio is a first quotient which has the first pitch circle diameter in its first numerator and the second pitch circle diameter in its first denominator.
- the second ratio is a second quotient which has the third pitch circle diameter in its second numerator and the fourth pitch circle diameter in its second denominator.
- the quotients are equal.
- the first sun gear and the second sun gear are collectively referred to as outputs or output sun gears, with the first sun gear being a first of the output sun gears and the second sun gear being a second of the output sun gears.
- the invention makes it possible to divide the aforementioned drive torque equally, i.e. half, between the output sun gears and thus to transmit it, thus realizing a so-called 50:50 torque distribution.
- the output sun gears are designed to be slightly different in terms of their pitch circle diameters, i.e. different sizes.
- this can avoid unfavorable, extreme profile shifts and the resulting adverse effects on the load-bearing behavior of the gear teeth of the spur gear differential.
- the transmission device can be designed to be particularly weight- and space-efficient, and a high torque density can be achieved.
- the first differential planetary gear has a first toothing with a first number of teeth and a first toothing module, wherein the first toothing engages in the first sun gear.
- the first toothing has first teeth with a respective first tooth height, wherein preferably the first tooth heights are the same.
- the coupling planetary gear has a second toothing with a second number of teeth and a second toothing module, wherein the second toothing engages in the second differential planetary gear.
- the second Toothing has second teeth with a respective second tooth height, wherein preferably the second tooth heights are equal.
- the first differential planetary gear engages with the first sun gear, but preferably the first differential planetary gear does not engage with the coupling planetary gear, the second sun gear, or the second differential planetary gear.
- the coupling planetary gear engages with the second differential planetary gear, but preferably the coupling planetary gear does not engage with the first differential planetary gear or the first sun gear, and preferably the coupling planetary gear does not engage with the second sun gear.
- the second differential planetary gear engages with the second sun gear and the coupling planetary gear, wherein preferably the second differential planetary gear does not engage with the first sun gear or the first differential planetary gear.
- a further embodiment of the invention is characterized in that the first number of teeth and the second number of teeth are the same, the first tooth module and the second tooth module differ from one another, and the respective first tooth height and the respective second tooth height differ from one another. This allows the installation space requirement to be kept particularly low.
- first toothing and the second toothing are oriented rotationally to one another, in particular when viewed around the first planetary axis of rotation, such that a respective gap, also referred to as a tooth gap, of the first toothing is aligned with a respective gap, also referred to as a tooth gap, of the second toothing of the coupling planet.
- a respective gap also referred to as a tooth gap
- the or all tooth gaps of the first toothing are aligned with the or all tooth gaps of the second toothing, in particular in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus viewed along the first planetary axis of rotation.
- first step planet and the second step planet are formed integrally with one another, thus being formed from a single piece.
- first step planet and the second step planet are not formed separately from one another and connected to one another.
- Components are not formed, but preferably the first step planet and the second step planet are formed integrally with each other, so that the first step planet and the second step planet are formed as a monoblock or are formed by a monoblock.
- first step planet and the second step planet are formed by a one-piece and thus integrally manufactured body, which is formed from a single piece.
- a further embodiment of the invention is characterized in that, viewed in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet and thus along the first planetary axis of rotation, a transition region is provided, formed or arranged between the first stepped planet, which has a first width running in the axial direction of the first stepped planet, and the second stepped planet, which has a second width running in the axial direction of the second stepped planet and thus along the first planetary axis of rotation, also referred to as the coupling width, wherein the transition region has a third width, also referred to as the transition width.
- the first width and the second width are the same.
- the first width and the second width differ from one another.
- first width and the third width can be the same, or the third width and the first width can differ from one another.
- second width and the third width are the same, or the third width and the second width differ from one another.
- transition region is free of a toothing, or that a toothing, also referred to as transition toothing, is provided in the transition region, which can, for example, be formed integrally with the first toothing and/or integrally with the second toothing.
- a tool outlet of a gear cutting tool for producing the first toothing of the first differential planetary gear and/or for producing the second toothing of the coupling planetary gear in the transition region there is a tool outlet of a gear cutting tool for producing the first toothing of the first differential planetary gear and/or for producing the second toothing of the coupling planetary gear.
- a radial outer contour of the differential stage planetary gear in particular a radial outer contour and thus an outer contour of the differential stage planetary gear pointing outwards in the radial direction of the differential stage planetary gear, does not fall below a first tip circle diameter of the second toothing of the coupling planetary gear in the transition region, but rather deviates from the first tip circle diameter of the second Toothing of the coupling planetary gear increases or grows, in particular continuously, to a second tip diameter of the first toothing of the first differential planetary gear.
- the second tip diameter is larger than the first tip diameter.
- the respective previously mentioned width runs in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet, thus in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus along the first planetary axis of rotation. This ensures a particularly compact design, particularly in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus of the transmission device as a whole.
- the third width of the transition region is, in particular significantly, smaller than the first width of the first stepped planet, in particular of the first toothing, and, in particular significantly, smaller than the second width of the second stepped planet, in particular of the second toothing.
- the first width is a first toothing width of the first toothing
- the second width is a second toothing width of the second toothing.
- the third width is significantly smaller than the first width and significantly smaller than the second width.
- the third width is at most 90 percent, in particular at most 80 percent, most particularly at most 70 percent and most particularly at most 60 percent, of the first width and the second width if the first width and second width are the same, and that the third width is, for example, at most 90 percent, in particular at most 80 percent, most particularly at most 70 percent and most particularly at most 60 percent, of the smaller of the first width and the second width if the first width and the second width are different.
- the third width is less than 50 percent, in particular less than 40 percent, most particularly less than 30 percent, of the first width and the second width or the smaller of the first width and the second width.
- a further embodiment of the invention is characterized in that the first differential planetary gear and the coupling planetary gear are formed separately from one another and are connected to one another, in particular in a rotationally fixed manner, wherein the one of the first and second stepped planets whose pitch circle diameter or pitch circle diameter is smaller than the pitch circle diameter or pitch circle diameter of the other of the first and second stepped planets has a for example, has a projection designed as a pin, also referred to as an extension, on which the other of the first and second stepped planets is arranged and fastened.
- the third pitch circle diameter is larger than the fourth pitch circle diameter
- the first stepped planet is a large planet and the second stepped planet is a small planet.
- the first stepped planet is a small planet and the second stepped planet is a large planet.
- the small planet has the projection designed as a pin, for example, also referred to as an extension, on which the large planet is arranged and fastened.
- the large planet has a hub in which, for example, at least one length region of the projection of the small planet is arranged, so that the large planet is arranged via its hub on the length region of the projection of the small planet.
- the large planet is fastened to the projection via the hub in a rotationally fixed manner and is therefore connected to the small planet in a rotationally fixed manner. This makes it possible to achieve a particularly space-saving and cost-effective design.
- first stepped planet and the second stepped planet are immediately or directly adjacent to one another in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet and thus viewed along the first planetary axis of rotation.
- the first sun gear has a third toothing with a third number of teeth and a third toothing module, the third toothing engaging in the first differential planet gear, in particular in its first toothing.
- the third toothing has third teeth with a respective third tooth height, it is preferably provided that the third tooth heights are the same.
- the second sun gear has a fourth toothing with a fourth number of teeth and a fourth toothing module, the fourth toothing engaging in the second differential planet gear, in particular in its fifth toothing.
- the fourth toothing has fourth teeth with a respective fourth tooth height, it is preferably provided that the fourth tooth heights are the same.
- the third number of teeth and the fourth number of teeth differ from one another, if the third gear module and the fourth gear module are equal, and if the respective third tooth height and the respective fourth tooth height are equal.
- ordinal numerals such as “first”, “first”, “second”, “secondary” etc. are not necessarily used to indicate or imply a number or set of elements to which the ordinal numerals refer, but rather to be able to unambiguously refer to elements or concepts to which the ordinal numerals are assigned or to which the ordinal numerals refer.
- the transmission device has a planetary gear, which is provided in particular in addition to the spur gear differential, which has at least one stepped planetary gear provided in addition to the differential step planetary gear and in particular also in addition to the second differential planetary gear and preferably also in addition to the sun gears and is held on the planet carrier so as to be rotatable, in particular about the second planetary axis of rotation relative to the planet carrier, which has a first planetary gear and a second planetary gear.
- the second planetary gear is also referred to as the third step planet
- the second planetary gear is also referred to as the fourth step planet.
- the third step planet and the fourth step planet are preferably spur gears.
- the third step planet and the fourth step planet are connected to one another in a rotationally fixed manner. It is conceivable that the third step planet and the fourth step planet are formed integrally with one another, thus made from a single piece, or the third step planet and the fourth step planet are formed separately from one another and connected to one another in a rotationally fixed manner.
- the planetary gear also has a third planetary gear provided in addition to the first sun gear and in addition to the second sun gear and preferably also in addition to the differential stage planetary gear and in addition to the second differential stage planetary gear and preferably also in addition to the stepped planetary gear.
- Sun gear which is a drive sun gear or is also referred to as a drive sun gear.
- the third sun gear is preferably a spur gear.
- One of the planet gears of the stepped planet gear of the planetary gear is in engagement, and thus meshes with the drive sun gear.
- first planet gear and the second planet gear are of different sizes, in particular have different pitch circle diameters and/or different pitch circle diameters, so that, for example, the first planet gear has a fifth pitch circle diameter and/or a fifth pitch circle diameter, and so that, for example, the second planet gear has a sixth pitch circle diameter and/or a sixth pitch circle diameter.
- the fifth pitch circle diameter and the sixth pitch circle diameter differ from one another.
- the fifth pitch circle diameter and the sixth pitch circle diameter differ from one another.
- the fifth pitch circle diameter or the fifth pitch circle diameter is larger than the sixth pitch circle diameter or the sixth pitch circle diameter.
- one planetary gear has the fifth pitch circle diameter or the fifth pitch circle diameter, so that, for example, the other planetary gear of the stepped planetary gear of the planetary gear has the sixth pitch circle diameter or sixth pitch circle diameter.
- one planetary gear is larger than the other planetary gear.
- one planetary gear is the larger of the planetary gears, so that the other planetary gear is the smaller of the planetary gears.
- the first planetary gear is one planetary gear, most preferably, the other planetary gear is the second planetary gear.
- the larger planetary gear of the stepped planetary gear of the planetary gear is in engagement with the drive sun gear.
- the planetary gear also has a ring gear which is or can be connected to the aforementioned housing in a rotationally fixed manner.
- the ring gear can be permanently connected to the housing in a rotationally fixed manner.
- the ring gear is at least partially arranged in the housing.
- the other planet gear, in particular the smaller planet gear is in engagement with the ring gear, thus engaging with the ring gear or meshing with the ring gear.
- the stepped planet gear of the planetary gear is, in particular permanently, connected to the second differential planet gear in a rotationally fixed manner, or that the stepped planet gear of the planetary gear is, in particular the second planetary axis of rotation, relative to the second Differential planetary gear.
- the stepped planetary gear of the planetary gear is arranged coaxially to the second differential planetary gear.
- the stepped planetary gear is thus held on the planetary carrier so as to be rotatable about the second planetary axis of rotation relative to the planetary carrier.
- the second differential planetary gear is connected to the ring gear, to one planetary gear and to the other planetary gear of the planetary gear that engages the ring gear in a direction that runs in the axial direction of the second differential planetary gear and thus runs parallel to the second planetary axis of rotation or coincides with the second planetary axis of rotation, with the ring gear and the other planetary gear of the planetary gear connecting in the same direction to the one planetary gear of the planetary gear that engages the drive sun gear, whereby the ring gear and the other planetary gear of the planetary gear are arranged in the axial direction of the second differential planetary gear and thus viewed along the second planetary axis of rotation, between the second differential planetary gear of the spur gear differential and the one planetary gear of the planetary gear that engages the drive sun gear.
- a further embodiment of the invention is characterized in that the first pitch circle diameter of the first sun gear is larger than the second pitch circle diameter of the second sun gear, which adjoins the first sun gear in an arrangement direction running in the axial direction of the sun gears, wherein the first sun gear adjoins the third sun gear in the same arrangement direction.
- the first sun gear is arranged between the second sun gear and the third sun gear in the axial direction of the sun gears and thus along the respective sun gear rotation axis, whereby the transmission device can have a particularly compact design, particularly in the axial direction.
- planet carrier walls of the planet carrier to whose planet carrier walls bolts are fastened, in particular in a rotationally fixed manner, to which the differential stage planet gear of the spur gear differential, the second differential planet gear of the spur gear differential and preferably the Step planetary gear of the planetary gear are held rotatably, in the axial direction of the planetary gear and the spur gear differential and thus viewed along the respective sun gear axis of rotation are located exclusively on the outside, thus adjoining on both sides to the ring gear, the second differential planet gear of the spur gear differential, the differential step planet gear of the spur gear differential and the sun gears of the spur gear differential and preferably to the step planet gear of the planetary gear, so that the planet carrier walls which are opposite one another in particular in the axial direction of the planet carrier are arranged outside the planetary gear and outside the spur gear differential in the axial direction of the gear device and thus viewed along the respective sun gear axis of rotation.
- first differential planetary gear is arranged in phase with the stepped planetary gear.
- the smaller planetary gear of the planetary gear is arranged between the larger planetary gear of the planetary gear and the second differential planetary gear of the spur gear differential, or preferably, viewed in the axial direction of the second differential planetary gear of the spur gear differential and thus along the second planetary axis of rotation, the larger planetary gear of the planetary gear is arranged between the smaller planetary gear of the planetary gear and the second differential planetary gear of the spur gear differential.
- a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
- the motor vehicle according to the second aspect of the invention has a transmission device according to the first aspect of the invention.
- Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
- Fig. 1 is a schematic front view of a first embodiment of a transmission device for a motor vehicle
- Fig. 2 is a schematic side view of the first embodiment of the transmission device
- Fig. 3 is a schematic side view of a second embodiment of the transmission device
- Fig. 4 is a schematic front view of a first embodiment of a differential stage planetary gear of a spur differential of the transmission device
- Fig. 5 shows a second embodiment of the differential stage planetary gear
- Fig. 6 is a schematic front view of a third embodiment of the
- Fig. 7 is a schematic side view of the third embodiment of the transmission device.
- Fig. 8 is a schematic front view of a fourth embodiment of the transmission device.
- Fig. 9 is a schematic side view of the fourth embodiment of the transmission device;
- Fig. 10 shows a partial schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the differential stage planetary gear;
- Fig. 11 shows a partial schematic longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the differential stage planetary gear
- Fig. 12 shows a partial schematic longitudinal sectional view of a fifth embodiment of the differential stage planetary gear.
- FIG. 1 and 2 show, in a schematic front view and in a schematic and sectional side view, a first embodiment of a transmission device 10 for a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, and also simply referred to as a vehicle.
- the motor vehicle has, for example, at least or exactly two vehicle axles arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle, also simply referred to as axles.
- the respective vehicle axle has at least or exactly two vehicle wheels, which are also simply referred to as wheels.
- the respective vehicle wheels of the respective vehicle axle are arranged on opposite sides in the transverse direction of the motor vehicle.
- the vehicle wheels are ground contact elements by means of which the motor vehicle can be or is supported downwards on a ground in the vertical direction of the motor vehicle.
- the motor vehicle has at least one drive motor by means of which the vehicle wheels of at least or exactly one of the vehicle axles can be driven via the transmission device 10, whereby the motor vehicle as a whole can be driven.
- the drive motor can be an internal combustion engine or an electric machine, so that the motor vehicle is designed, for example, as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle (BEV).
- BEV battery-electric vehicle
- the vehicle wheels that can be driven via the transmission device 10 are also referred to as drive wheels. When the wheels or the vehicle wheels are mentioned below, this means the drive wheels of the motor vehicle, unless otherwise stated.
- the transmission device 10 has a spur differential 12, which is also referred to as a spur differential gear.
- the spur differential 12 is a differential gear, also simply referred to as a differential, which is designed as a spur differential gear.
- the spur differential 12 is designed as a planetary differential.
- the spur differential 12 has a first sun gear 14, which is also referred to as a first sun.
- the first sun gear 14 is designed as a first output of the spur differential 12.
- the first sun gear 14 is designed as a first spur gear.
- the sun gear 14 is a first gear which is designed as a spur gear.
- the first sun gear 14 has a first pitch circle diameter.
- the spur differential 12 also has a second sun gear 16, which is designed as a second output of the spur differential 12.
- the second sun gear 16 is designed as a second spur gear.
- the second sun gear 16 is a second gear which is designed as a spur gear. It can be seen particularly well from Fig. 1 and 2 that the sun gears 14 and 16 are arranged coaxially to one another.
- the transmission device 10 has a housing 18, which is shown particularly schematically in Fig. 1, with the spur gear differential 12 being at least partially arranged in the housing 18.
- the sun gears 14 and 16 are rotatable relative to the housing 18 about a sun gear axis of rotation common to the sun gears 14 and 16.
- the sun gear axis of rotation 20 is also simply referred to as the axis of rotation, with the axis of rotation running in the axial direction of the transmission device 10 and thus of the spur gear differential 12, in particular coinciding with the axial direction of the transmission device 10 and thus of the spur gear differential 12.
- the axial direction of the transmission device 10 coincides with the axial direction of the spur gear differential 12, the radial direction of which coincides with the radial direction of the transmission device 10.
- the second sun gear 16 is designed as a second output of the spur gear differential 12.
- the spur gear differential 12 can provide output torques via its outputs, i.e. via the sun gears 4 and 16, by means of which the drive wheels can be driven.
- the respective output torque provided or available by the respective sun gear 14, 16 results from a drive torque which can be introduced or is introduced into the spur gear differential 12.
- the drive torque can be provided by the drive motor or the
- Drive torque results from a further torque which can be provided by the drive motor.
- the drive torque can be divided and distributed between the vehicle wheels, in particular in half, by means of the spur gear differential 12.
- a first shaft designed as a first side shaft 22 extends from the first sun gear 14 and a second shaft designed as a second side shaft 22 extends from the sun gear 16.
- Side shaft 24 is drivable, wherein a first of the drive wheels is drivable by the side shaft 22 and a second of the drive wheels is drivable by the side shaft 24.
- the first sun gear 14 is provided, in particular permanently, in rotation with the first side shaft 22, and alternatively or additionally the second sun gear 16 is, in particular permanently, in rotation with the second side shaft 24.
- the second sun gear 16 has a second pitch circle diameter that is different from the first pitch circle diameter, wherein in this case the second pitch circle diameter is smaller than the first pitch circle diameter.
- the second sun gear 16 is also referred to as the second sun, small sun or smaller sun, wherein the sun gear 14 is also referred to as the first sun, larger sun or large sun.
- the spur gear differential 12 further comprises a planetary gear set 26, by means of which the sun gears 14 and 16 are coupled to one another in such a way that the sun gears 14 and 26 can rotate in opposite directions, in particular about the axis of rotation relative to the housing 18.
- the planetary gear set 26 comprises a planet carrier 28, which is also referred to as a web and is arranged coaxially to the sun gears 14 and 16 in this case.
- the planet carrier 28 can be rotated about the axis of rotation (sun gear axis of rotation 20) relative to the housing 18.
- the planetary gear set 26 further comprises a first differential planet gear 30.
- the planetary gear set 26 comprises at least one further or several further first differential planet gears, wherein the following and previous statements regarding the first differential planet gear 30 can also be readily applied to the respective further first differential planet gear and vice versa.
- the first differential planetary gear 30 engages with the first sun gear 14, and thus meshes with the first sun gear 14 or is in engagement with the first sun gear 14.
- the first differential planetary gear 30 is held on the planet carrier 28 so as to be rotatable about a first planetary axis of rotation 32 relative to the planet carrier 28.
- the first differential planetary gear 30 has a third pitch circle diameter.
- the first differential planetary gear 30 is assigned a first bolt 34, which is also referred to as the first planetary bolt.
- the first differential planetary gear 30 is arranged, in particular mounted, on the bolt 34 so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation 32 relative to the bolt 34 and relative to the planet carrier 28, wherein, for example, the bolt 34 is in turn fastened, in particular in a rotationally fixed manner, to the planet carrier 28.
- the planetary gear set 26 also has at least one second differential planetary gear 36.
- the planetary gear set 26 it is conceivable for the planetary gear set 26 to have at least one further or several further second differential planetary gears, wherein the previous and following statements regarding the second differential planetary gear 36 can also be easily applied to the further second differential planetary gear and vice versa.
- the second differential planetary gear 36 engages with the second sun gear 16, which is shown in Fig.
- the second differential planetary gear 36 meshes with the sun gear 16 or the second differential planetary gear 36 is in engagement with the second sun gear 16.
- the dashed arrow 38 therefore means “meshes with”.
- the second differential planetary gear 36 is held on the planet carrier 28 so as to be rotatable about a second planetary axis of rotation 40 relative to the planet carrier 28. From Fig. 2 it can be seen that the second planetary axis of rotation 40 runs parallel to the first planetary axis of rotation 32 and is spaced from the planetary axis of rotation 32.
- the planetary axes of rotation 32 and 40 run parallel to the axis of rotation (sun gear axis of rotation 20), and the planetary axes of rotation 32 and 40 are each spaced from the axis of rotation.
- the second differential planetary gear 36 is assigned a second bolt 42, which is also referred to as a second planetary bolt.
- the second differential planetary gear 36 is arranged, in particular mounted, on the second bolt 42 so as to be rotatable about the second planetary axis of rotation 40 relative to the bolt 42 and relative to the planet carrier 28, wherein, for example, the second bolt 42 is in turn fastened, in particular in a rotationally fixed manner, to the planet carrier 28.
- the planetary gear set 26 also has at least one coupling planetary gear 44.
- the planetary gear set 26, in particular for each first differential planetary gear has a respective coupling planetary gear such as the coupling planetary gear 44.
- the first differential planetary gear 30, the second differential planetary gear 36 and the coupling planetary gear 44 are designed as spur gears, thus as gears which are designed as spur gears.
- the coupling planetary gear 44 is arranged coaxially to the first differential planetary gear 30 and, in particular permanently, is connected in a rotationally fixed manner to the first differential planetary gear 30.
- the coupling planetary gear 44 engages the second differential planetary gear 36, whereby the differential planetary gears 30 and 36 are coupled to one another via the coupling planetary gear 44, in particular in a torque-transmitting manner.
- the coupling planetary gear 44 has a fourth pitch circle diameter that is different from the third pitch circle diameter of the first differential planetary gear 30.
- the first differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44 associated with it form a differential stage planetary gear 46, which also referred to as a differential stage planet.
- the planetary gear set 26 thus has the differential stage planetary gear 46.
- the planetary gear set 26 has at least one further or several further differential stage planetary gears, wherein the previous and following statements on the differential stage planetary gear 46 can also be easily transferred to the respective further differential stage planetary gear and vice versa.
- the differential stage planetary gear 46 is held on the planet carrier 28 so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation 32 relative to the planet carrier 28.
- the differential stage planetary gear 46 is arranged, in particular mounted, on the bolt 34 so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation 32 relative to the bolt 34 and relative to the planet carrier 28, so that the coupling planetary gear 44 is also arranged, in particular mounted, on the bolt 34 so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation 32 relative to the bolt 34 and relative to the planet carrier 28.
- the first differential planetary gear 30 is a first stage planet of the differential stage planetary gear 46 or is also referred to as the first stage planet of the differential stage planetary gear 46.
- the coupling planetary gear 44 is a second stage planet of the differential stage planetary gear 46, or the coupling planetary gear 44 is also referred to as the second stage planet of the differential stage planetary gear 46.
- the fourth pitch circle diameter of the coupling planetary gear 44 is smaller than the third pitch circle diameter of the first differential stage planetary gear 46, so that the coupling planetary gear 44 is also referred to as a small stage planet or smaller stage planet or small planet, and so that the first differential planetary gear 30 is also referred to as a large stage planet or larger stage planet or large planet.
- the first differential planetary gear 30 has a first toothing having a first number of teeth and a first toothing module, which engages in the first sun gear 14 and has first teeth with a respective first tooth height.
- the coupling planetary gear 44 has, for example, a second toothing having a second number of teeth and a second toothing module, which engages in the second differential planetary gear 36 and has second teeth with a respective second tooth height. It is also preferably provided that the first number of teeth and the second number of teeth are the same, and that the first gear module and the second gear module differ from one another, so that the respective first relationship and the respective second relationship differ from one another.
- Fig. 4 shows a schematic front view of a first embodiment of the differential stage planetary gear 46.
- the first toothing of the first differential planetary gear 30 is designated 48, the first teeth of which are designated 50.
- the second toothing of the coupling planetary gear 44 is designated 52 in Fig. 4, the second teeth of which are designated 54.
- the first toothing 48 also has first gaps 56, which are also referred to as first tooth gaps.
- first tooth gaps 56 In the circumferential direction of the toothing 48 and thus of the differential planetary gear 30 running around the planetary axis of rotation 32, a respective one of the gaps 56 is arranged between each two directly adjacent teeth 50.
- the toothing 52 has second gaps 58, which are also referred to as second tooth gaps.
- one of the second gaps 58 is arranged between two immediately adjacent teeth 54.
- the respective gap 56 is also referred to as the first tooth gap
- the respective gap 58 is also referred to as the second tooth gap.
- the toothings 48 and 52 are rotationally oriented from one another when viewed around the planetary axis of rotation 32 in such a way that the respective first gaps 56 are aligned with the respective second gaps 58 in the axial direction of the differential stage planetary gear 46 and thus along the first planetary axis of rotation 32.
- the first differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44 are designed separately from one another and are connected to one another.
- the first differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44 are directly adjacent to one another, in particular abutting one another, in the axial direction of the differential stage planetary gear 46 and thus viewed along the first planetary axis of rotation 32, i.e. immediately adjacent to one another, so that, for example, the first differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44 are in direct contact with one another in the axial direction of the differential stage planetary gear 46.
- Fig. 3 shows a second embodiment of the transmission device 10 in a schematic and sectional side view.
- the first differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 are also designed separately from one another and are, in particular permanently, connected to one another in a rotationally fixed manner.
- an intermediate region 60 is arranged between the first differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44, which intermediate region 60 can also be referred to as a transition region or can be designed as a transition region.
- the first differential planetary gear 30, in particular its toothing 48 has a first width running in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, over which, for example, the toothing 48 engages the sun gear 14.
- the coupling planetary gear 44 in particular its toothing 52, has a second width running in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, in particular a second toothing width, over which, for example, the toothing 52 engages the differential planetary gear 36.
- the first width is also referred to, for example, as b1
- the second width is also referred to, for example, as b2.
- the intermediate region 60 has a third width running in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, which is also designated b3.
- Fig. 5 shows a schematic front view of a second embodiment of the differential stage planetary gear 46.
- the toothings 48 and 52 are rotationally oriented relative to one another in the circumferential direction of the differential stage planetary gear 46 running around the first planetary axis of rotation 32 in such a way that the first gaps 56 of the first toothing 48 of the first differential planetary gear 30, viewed in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, are aligned with the second teeth 54 of the second toothing 52 of the coupling planetary gear 44, and that the first teeth 50 of the first toothing 48 of the first differential planetary gear 30, viewed in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, are aligned with the second gaps 58 of the second toothing 52 of the coupling planetary gear 44.
- the toothings 48 and 52 are not aligned, but are offset or rotated by an offset angle V in the circumferential direction of the differential stage planetary gear 46 running around the first planetary axis of rotation 32, so that, for example, at least respective Partial regions of the teeth 50 and the gaps 58 and at least respective partial regions of the gaps 56 and the teeth 54 are arranged at the same height or in the same rotational position when viewed around the circumferential direction of the differential stage planetary gear 46.
- the third width b3 of the intermediate region 60 is smaller than the first width b1 of the first stepped planet and smaller than the second width b2 of the second stepped planet. It is conceivable that the first width and the second width are the same or the first width and the second width can differ from one another.
- the first sun gear 14 has a third number of teeth and a third toothing module, third toothing which engages in the first differential planet gear 30, in particular in its first toothing 48, and has third teeth with a respective third tooth height.
- the second sun gear 16 has, for example, a fourth toothing having a fourth number of teeth and a fourth toothing module, which engages in the second differential planet gear 36, in particular in its fifth toothing, and has fourth teeth with a respective fourth tooth height.
- the third number of teeth and the fourth number of teeth differ from one another, wherein preferably the third toothing module and the fourth toothing module are the same, so that preferably the respective third tooth height and the respective fourth tooth height are the same. It is therefore preferably provided that all toothings of the spur differential 12 are straight-toothed.
- Fig. 6 and 7 show a third embodiment of the transmission device 10 in a schematic front view and in a schematic and sectional side view, respectively.
- the transmission device 10 has a planetary gear 62 provided in addition to the spur gear differential 12, which is explained in more detail below.
- the planetary gear 62 has at least one stepped planetary gear 64 provided in addition to the differential stage planetary gear 46 or in addition to the differential stage planetary gears 46, which is held on the planetary carrier 28 so as to be rotatable about the second planetary axis of rotation 40 relative to the planet carrier 28.
- the stepped planetary gear 64 is arranged on, in particular on, the second bolt 42 so as to be rotatable about the planetary axis of rotation 40 relative to the bolt 42 and relative to the planet carrier 28. in particular mounted.
- the stepped planetary gear 64 is arranged coaxially to the second differential planetary gear 36.
- the second differential planetary gear 36 and the stepped planetary gear 64 are rotatable relative to one another about the second planetary axis of rotation 40.
- the planetary gear 62 can have at least one further or several further stepped planetary gears, wherein the previous and following statements on the stepped planetary gear 64 can be readily transferred to the respective further stepped planetary gear and vice versa.
- a respective stepped planetary gear 64 is provided for each second differential planetary gear 36.
- the stepped planetary gear 64 has a first planetary gear 66 and a second planetary gear 68, wherein the planetary gears 66 and 68 are connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular permanently.
- the planetary gears 66 and 68 are spur gears.
- the planetary gears 66 and 68 are gears which are designed as spur gears.
- the planetary gears 66 and 68 are also straight-toothed.
- the planetary gear 66 is also referred to as the third stepped planet
- the planetary gear 68 is also referred to as the fourth stepped planet.
- the planetary gears 66 and 68 are different sizes, thus have different pitch circle diameters and/or different pitch circle diameters, in this case such that the planetary gear 66 has a fifth pitch circle diameter and the planetary gear 68 has a sixth pitch circle diameter which is smaller than the fifth pitch circle diameter. Therefore, the planetary gear 66 is also called the large planetary gear or larger planetary gear, and the planetary gear 68 is also called the small planetary gear or smaller planetary gear.
- the planetary gear 62 also has a third sun gear 70, which is also referred to as a drive sun gear or drive sun, which is provided in addition to the first sun gear 14 and in addition to the second sun gear 16.
- the third sun gear 70 is preferably also a spur gear and preferably has straight teeth. It can be seen that the large planet gear, in this case the planet gear 66, engages with the third sun gear 70. In other words, the large planet gear is in engagement with the third sun gear 70.
- the planetary gear 62 also has a ring gear 72, which in the third embodiment is connected to the housing 18 in a rotationally fixed manner, in particular permanently. In an alternative embodiment, it would be conceivable for a switching element to be provided which can be switched between a coupled state and a decoupling state.
- the ring gear 72 In the coupled state, for example, the ring gear 72 is connected to the housing 18 in a rotationally fixed manner by means of the switching element.
- the switching element releases the ring gear 72 for rotations about the axis of rotation (sun gear rotation axis 20) relative to the housing 18, so that the ring gear 72 can rotate about the axis of rotation relative to the housing 18 in the uncoupled state.
- the planetary gear 62 is thus arranged coaxially to the spur gear differential 12.
- the sun gear 70 is arranged coaxially to the sun gears 14 and 16 and can therefore rotate about the sun gear rotation axis 20 relative to the housing 18.
- the planet carrier 28 is a planet carrier common to the spur gear differential 12 and the planetary gear 62, on which the stepped planet gear 64 is also held so as to be rotatable about the second planetary rotation axis 40. It can be seen that the small planet gear, in this case the planet gear 68, is in engagement with the ring gear 72.
- the sun gear 70 can be driven by the drive motor, so that the aforementioned drive torque can be provided, for example, via the planetary gear 62 and can be introduced into the spur gear differential 12 via the planetary gear 62 in order to thereby drive the planet carrier 28 and thus the spur gear differential 12.
- the planet carrier 28 is preferably designed as a drive of the spur gear differential 12, via whose drive the aforementioned drive torque of the spur gear differential 12 can be introduced.
- a dashed arrow 74 means “meshes with”, so that the dashed arrow 74 illustrates that the sun gear 70 meshes with the large planet gear (planet gear 66), and is therefore in engagement with the large planet gear.
- the second differential planetary gear 36 is connected to the ring gear 72 and to the planetary gear 68 meshing with the ring gear 72 in a direction that runs in the axial direction of the second differential planetary gear 36 and thus runs parallel to the second planetary axis of rotation 40 or coincides with the second planetary axis of rotation 40, illustrated in Fig.
- the first pitch circle diameter of the first sun gear 14 is larger than the second pitch circle diameter of the second sun gear 16.
- the second sun gear 16 adjoins the sun gear 14 in an arrangement direction that runs in the axial direction of the sun gears 14 and 16 and thus runs parallel to the sun gear axis of rotation 20 or coincides with the sun gear axis of rotation 20, illustrated in Fig. 3 by an arrow 78, wherein in the present case the arrangement direction illustrated by the arrow 78 corresponds to the direction illustrated by the arrow 76.
- the first sun gear 14 adjoins the third sun gear 70 in the arrangement direction (arrow 78), whereby the first sun gear 14 is arranged between the second sun gear 16 and the third sun gear 70 in the axial direction of the sun gears 14, 16 and 70 and thus along the sun gear rotation axis 20.
- planet carrier walls 80 and 82 of the planet carrier 28, to whose planet carrier walls 80 and 82 the bolts 34 and 42 are fastened, in particular in a rotationally fixed manner, are located exclusively on the outside in the axial direction of the planetary gear 62 and the spur gear differential 12 and thus along the sun gear rotation axis 20, thus adjoining on both sides the ring gear 72, the stepped planet gear 64, the second differential planet gear 36, the differential stepped planet gear 46 and the sun gears 14, 16 and 70 and are thus arranged outside both the planetary gear 62 and the spur gear differential 12.
- Fig. 8 and 9 show a fourth embodiment of the transmission device 10 in a schematic front view and in a schematic and sectional side view, respectively.
- the small planetary gear (planetary gear 68) engages with the ring gear 72
- the large planetary gear (planetary gear 66) engages with the third sun gear 70.
- the large planetary gear (planetary gear 66) is arranged between the second differential planetary gear 36 and the small planetary gear (planetary gear 68), so that the planetary gear 66 in the axial direction of the stepped planetary gear 64 and the second differential planetary gear 36 is arranged between the second differential planetary gear 36 and the ring gear 72.
- Fig. 3 shows a third embodiment of the differential stage planetary gear 46.
- the differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 are formed separately from one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner.
- the coupling planetary gear 44 has a projection 84, which in the present case is formed as a collar of the coupling planetary gear 44 or by a collar of the coupling planetary gear 44.
- the differential planetary gear 30 is arranged on the projection 84 and, in particular permanently, is connected to the projection 84 in a rotationally fixed manner, as a result of which the differential planetary gear 30 is, in particular permanently, connected to the coupling planetary gear 44 in a rotationally fixed manner.
- the differential planetary gear 30 has a hub 36 in which the projection 84 is arranged.
- the differential planetary gear 30 is connected via its hub 86, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the projection 84 and thus to the coupling planetary gear 44.
- Fig. 11 shows a fourth embodiment of the differential stage planetary gear 46.
- the first differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 are formed integrally with one another and are thereby connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular permanently.
- an area is designated B.
- a radial outer contour 88 of the differential stage planetary gear 46 in the transition area (intermediate area 60) does not fall below a first tip circle diameter k1 of the second toothing 52, but rather increases from the first tip circle diameter k1 to a second tip circle diameter k2 of the first toothing 48, in particular at least substantially continuously.
- machining, in particular production, of the toothing 52 and/or the toothing 48 takes place, in particular by means of a toothing tool, so that area B is, for example, a tool run-out area.
- Fig. 12 shows a fifth embodiment of the differential stage planetary gear 46. From Fig. 12 it can be seen that in the fifth embodiment the intermediate region 60 (transition region) is free of teeth.
- the spur gear differential 12 comprises the planet carrier 28, which is driven or drivable in any way, and the two differently sized sun gears 14 and 16, which simultaneously form the two outputs, also referred to as outputs. represent outputs of the spur gear differential 12.
- the spur gear differential 12 also comprises the differential stage planetary gear 46 or preferably a group of identical differential stage planetary gears 46, wherein the group each comprises at least or more than two identical differential stage planetary gears 46.
- the differential stage planetary gears 46 are preferably arranged evenly distributed in the circumferential direction of the spur gear differential 12 running around the sun gear axis of rotation 20, in particular over a respective circumference of the respective sun gear 14, 16.
- the spur gear differential 12 also comprises the second differential planetary gear 36 or preferably a group of identical differential planetary gears 36, wherein the plurality of differential planetary gears 36 are preferably arranged evenly distributed in the circumferential direction of the spur gear differential 12 running around the sun gear axis of rotation 20.
- a respective second differential planetary gear 36 is provided for each differential stage planetary gear 46.
- the differential stage planetary gears 46 and the second differential planetary gears 36 are rotatably mounted on, in particular on, their respective associated bolts 34 and 42. For example, rolling and/or sliding bearings can be used for this.
- the bolts 34 and 42 are attached to, in particular in, the planet carrier 28, in particular in a rotationally fixed manner.
- the planet carrier 28 can be designed in one or more parts, thus in one piece or in several parts.
- the planet carrier 28 is mounted directly or indirectly, in particular rotatably, for example relative to the one or more part housing 18, which is designed, for example, as a gear housing or as a drive housing.
- a direct bearing between the planet carrier 28 and the housing takes place via at least or exactly two bearings designed, for example, as sliding bearings or rolling bearings, in particular such that the planet carrier 28 is rotatably mounted on the housing 18 via the bearings mentioned, in particular such that the planet carrier 28 can rotate about the axis of rotation relative to the housing 18.
- the second differential planetary gear 36 meshes with the second, smaller sun gear 16 and with the coupling planetary gear 44, which is smaller than the first differential planetary gear 30, in particular directly in each case, and preferably otherwise with no other, further gear.
- the first differential planetary gear 30 meshes, for example, exclusively with the first, larger sun gear 14.
- WS 1 designates the first pitch circle diameter of the first sun gear 14, WS2 the second pitch circle diameter of the second sun gear 16, WSP1 the third pitch circle diameter of the first differential planetary gear 30 and WSP2 the fourth pitch circle diameter of the coupling planetary gear 44.
- the first pitch circle diameter is larger than the second pitch circle diameter
- the third pitch circle diameter is larger than the fourth pitch circle diameter.
- All of the gear teeth of the spur gears can be straight or helical. Straight teeth are preferred. If, as shown in Fig. 4, the gear teeth 48 and 52 are oriented rotationally to one another in such a way that the teeth 50 are exactly aligned with the teeth 54, so that gap 56 is exactly aligned with gap 58 and tooth 50 is exactly aligned with tooth 54, a tool outlet for a gear cutting tool for producing the smaller gear teeth 52 can, for example, protrude into the gaps of the larger gear teeth 48 to a certain extent, without removing material in the area of the larger gear teeth 48. 90 designates a collar by means of which a particularly wide bearing base of the stepped planetary gear 64 can be formed.
- the unusable intermediate region 60 between the gears 48 and 50 in the axial direction of the differential stage planetary gear 46 can be kept small or short.
- the rotationally fixed connection between the differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 can be implemented via a press fit, via a spline, a weld seam, a combination of these connections or in another way.
- One advantage here is that the differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 can be designed axially directly adjacent, i.e. without the intermediate region 60, which makes it possible to have a particularly short axial design.
- the intermediate region 60 with the width B3 is between the differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44, thus between the Gearings 48 and 52 are provided.
- the intermediate region 60 there is, for example, the tool run-out of the gear cutting tool for producing the gearing 52 of the coupling planetary gear 44.
- the gear cutting tool also simply referred to as a tool, even runs, for example, into the area of the gearing 48 of the differential planetary gear 30, but only into the gaps 56 of the gearing 48, so that the gearing 48 is not damaged, machined or otherwise impaired by the gear cutting tool by means of which the gearing 52 is produced.
- the teeth 54 of the gearing 52 grow, so to speak, from the second pitch circle diameter or from the tip circle diameter k1 to the first pitch circle diameter or to the tip circle diameter k2.
- the radial outer contour 88 of the differential planetary gear 46 therefore does not fall below the tip diameter k1 of the coupling planetary gear 44, which is smaller than the first differential planetary gear 30, in the intermediate region 60.
- the difference between the first pitch circle diameter of the differential planetary gear 30 and the second pitch circle diameter of the coupling planetary gear 44 is chosen to be as small as possible, since the width b3 of the intermediate region 60 can be kept small as a result.
- the differential stage planetary gear 46 can be designed as a single piece or in one piece, which means that costs can be kept particularly low.
- the width b3 which represents a distance between the differential planetary gear 30 and the coupling planetary gear 44 in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, can be kept small.
- the intermediate region 60 with the width b3 exists between the two toothings 48 and 52 or between the differential planetary gear 30 and the associated coupling planetary gear 44 in the axial direction of the differential stage planetary gear 46, wherein in the fifth embodiment shown in Fig. 12, within the intermediate region 60, the outer diameter of the differential stage planetary gear 46 is significantly smaller than the smaller tip circle diameter k1 of the teeth 54 compared to the tip circle diameter k2 of the teeth 50 or the toothing 48. or the gearing 52.
- the outer diameter is designated by a in Fig. 12.
- the outer diameter a can even be the same size or smaller than a root circle diameter of the gearing 52 in this intermediate region 60.
- the gear cutting tool for producing the gearing 52 does not penetrate into the region or into the gaps 56 of the gearing 48.
- This rotational alignment or rotation of the gears 48 and 52 can at least be freely selected, but should be the same size for all differential stage planetary gears 46 so that the spur gear differential 12 can be easily assembled.
- the gears 52 and 48 should not necessarily have the same number of teeth.
- the disadvantage of this can be a large width b3 between the gears 48 and 52, but this can be considered acceptable.
- the resulting advantages can be:
- the number of teeth in the gears 48 and 52 are identical, whereby, for example, as is provided in the first embodiment shown in Fig. 4, the teeth 50 and 54 of the two gears 48 and 52 are aligned in the axial direction of the differential stage planetary gear 46.
- the gears 48 and 52 viewed in the circumferential direction of the differential stage planetary gear 46, are arranged rotated relative to one another in contrast to the mutually aligned alignment.
- V offset angle a outside diameter k1 first tip circle diameter k2 second tip circle diameter
Landscapes
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stirnraddifferential (12), welches ein erstes Sonnenrad (14) aufweist, welches als ein erster Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein erstes Stirnrad ausgebildet ist und einen ersten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Das Stirnraddifferential (12) umfasst ein koaxial zum dem ersten Sonnenrad (14) angeordnetes, zweites Sonnenrad (16), welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein zweites Stirnrad ausgebildet ist und einen von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, zweiten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Das Stirnraddifferential (12) umfasst wenigstens einen Planetenradsatz (26), mittels welchem die Sonnenräder (14, 16) derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenräder (14, 16) gegensinnig drehbar sind, wobei der Planetenradsatz (26) einen Planetenträger (28) aufweist. Der Planetenradsatz (26) umfasst ein erstes Differentialplanetenrad (30), welches in das erste Sonnenrad (14) eingreift, einen dritten Wälzkreisdurchmesser aufweist und um eine erste Planetendrehachse (32) relativ zu dem Planetenträger (28) drehbar an dem Planetenträger (28) gehalten ist.
Description
STIRNRADDIFFERENTIAL FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einer solchen Getriebevorrichtung.
Der DE 102014203 522 A1 ist ein Stirnradifferentialgetriebe als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die DE 102015214 035 B4 eine elektronische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug. Ferner ist aus der DE 102018 128 836 B3 eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Getriebevorrichtung zu schaffen, so dass eine besonders kompakte und gewichtsgünstige Bauweise sowie eine besonders hohe Drehmomentendichte der Getriebevorrichtung realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Getriebevorrichtung aufweist und über die Getriebevorrichtung insbesondere mittels eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann. Insbesondere können beispielsweise über die Getriebevorrichtung einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs, insbesondere derselben, einfach auch als Achse bezeichneten
Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs, angetrieben werden, um dadurch das Kraftfahrzeug insgesamt anzutreiben.
Die Getriebevorrichtung weist ein Stirnraddifferential auf, welches auch als Stirnradifferentialgetriebe bezeichnet wird. Das Stirnradifferential ist somit ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe, welches als Stirnradifferential ausgebildet ist. Beispielsweise können die genannten Fahrzeugräder über das Stirnradifferential, insbesondere von einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs, angetrieben werden. Dabei weist beispielsweise das Stirnradifferential die hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannte Funktion auf, ein von der Antriebswelle bereitgestelltes oder bereitstellbares Antriebsdrehmoment auf die Fahrzeugräder, insbesondere auf Seitenwellen, über welche die Fahrzeugräder angetrieben werden können, aufzuteilen und zu übertragen. Ferner weist beispielsweise das Stirnradifferential die Funktion auf, bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder und somit der Seitenwellen zuzulassen, derart, dass sich das kurvenäußere Fahrzeugrad mit einer größeren Drehzahl drehen kann oder dreht als das kurveninnere Fahrzeugrad, insbesondere während die Fahrzeugräder über das Stirnradifferential von der Antriebswelle antreibbar sind oder angetrieben werden. Die genannten Seitenwellen können beispielsweise Bestandteil des Stirnradifferentials sein. Ein erstes der Fahrzeugräder ist dabei beispielsweise von einer ersten der Seitenwellen antreibbar, und ein zweites der Fahrzeugräder ist von einer zweiten der Seitenwellen antreibbar.
Insbesondere können die Seitenwellen koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere sind die Fahrzeugräder auf in Fahrzeugquerrichtung des einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet.
Das Stirnradifferential weist ein erstes Sonnenrad auf, welches als ein erster Abtrieb des Stirnradifferentials und als ein erstes Stirnrad ausgebildet ist. Das erste Sonnenrad weist einen ersten Wälzkreisdurchmesser auf. Insbesondere weist das erste Sonnenrad einen ersten Teilkreisdurchmesser auf. Beispielsweise ist das erste Sonnenrad, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden, so dass beispielsweise die erste Seitenwelle von dem ersten Sonnenrad antreibbar ist und so dass beispielsweise das erste Fahrzeugrad über die erste Seitenwelle von dem ersten Sonnenrad antreibbar ist. Das Stirnradifferential weist außerdem ein zweites Sonnenrad auf, welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnradifferentials und als ein zweites Stirnrad ausgebildet ist. Beispielsweise ist das zweite Sonnenrad, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden, so dass die zweite Seitenwelle von dem zweiten
Sonnenrad antreibbar ist. Somit ist das zweite Fahrzeugrad über die zweite Seitenwelle von dem zweiten Sonnenrad antreibbar. Die Sonnenräder sind koaxial zueinander angeordnet. Mit anderen Worten ist beispielsweise das zweite Sonnenrad zu einer Umlaufachse des ersten Sonnenrades gleichachsig angeordnet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt: Das erste Sonnenrad ist beispielsweise, insbesondere relativ zu einem Gehäuse der Getriebevorrichtung, um eine erste Sonnenraddrehachse drehbar. Dabei ist beispielsweise das erste Sonnenrad zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet. Das zweite Sonnenrad ist beispielsweise um eine zweite Sonnenraddrehachse relativ zu dem Gehäuse, in welchem beispielsweise das zweite Sonnenrad zumindest teilweise angeordnet ist, drehbar, wobei dadurch, dass die Sonnenräder koaxial zueinander angeordnet sind, die Sonnenraddrehachsen zusammenfallen. Insbesondere ist beispielsweise die erste Seitenwelle koaxial zu dem ersten Sonnenrad angeordnet, und beispielsweise die zweite Seitenwelle koaxial zu dem zweiten Sonnenrad angeordnet.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, verstanden werden, dass die zwei Bauelemente einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet und dadurch drehfest miteinander verbunden sind, so dass die zwei einstückig miteinander ausgebildeten Bauelemente als ein Monoblock ausgebildet, das heißt durch einen Monoblock gebildet sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die einstückig miteinander ausgebildeten Bauelemente durch einen einstückigen und somit integral hergestellten, integralen Körper gebildet. Ferner ist es denkbar, dass die zwei drehfest miteinander verbundenen Bauelemente separat voneinander ausgebildet und, insbesondere durch eine Fügetechnik, drehfest miteinander verbunden sind. Die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente sind oder werden um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehbar oder gedreht, insbesondere wenn die Bauelemente angetrieben werden, so dass sich die Bauelemente gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um die Bauelementdrehachse insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehen oder drehen können. Außerdem sind um die Bauelementdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen den Bauelementen unterbunden.
Das als zweites Stirnrad ausgebildete, zweite Sonnenrad weist einen zweiten Wälzkreisdurchmesser auf, welcher von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlich ist. Somit ist beispielsweise der erste Wälzkreisdurchmesser größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser oder umgekehrt. Insbesondere weist das zweite
Sonnenrad einen zweiten Teilkreisdurchmesser auf, welcher von dem ersten Teilkreisdurchmesser unterschiedlich ist, so dass beispielsweise der erste Teilkreisdurchmesser größer als der zweite Teilkreisdurchmesser ist oder umgekehrt.
Die Getriebevorrichtung weist außerdem einen Planetenradsatz auf, welcher auch als Planetenanordnung oder umlaufende Planetenanordnung bezeichnet wird. Mittels des Planetenradsatzes oder über den Planetenradsatz sind die Sonnenräder derart miteinander gekoppelt, dass die Sonnenräder gegensinnig drehbar sind. Hierunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Die genannten Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente des auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an einem Boden wie beispielsweise einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Werden die Fahrzeugräder und somit das Kraftfahrzeug angetrieben, so dass das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren wird, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente (Fahrzeugräder) an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Wird nun beispielsweise das Kraftfahrzeug zumindest teilweise derart angehoben, dass die Fahrzeugräder den Boden nicht berühren und sozusagen in der Luft schweben, und werden dann beispielsweise das erste Fahrzeugrad und somit die erste Seitenwelle und das erste Sonnenrad um die erste Sonnenraddrehachse in eine erste Drehrichtung gedreht, so werden dadurch über den Planetenradsatz, wie es von herkömmlichen Differentialgetrieben hinlänglich bekannt ist, das zweite Sonnenrad und die zweite Seitenwelle und über die zweite Seitenwelle das zweite Fahrzeugrad derart angetrieben, dass das zweite Sonnenrad und somit beispielsweise die zweite Seitenwelle um die zweite Sonnenraddrehachse und somit um die erste Sonnenraddrehachse in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, zweite Drehrichtung, mithin gegensinnig zu dem ersten Sonnenrad gedreht werden.
Der Planetenradsatz weist einen Planetenträger auf, welcher vorzugsweise koaxial zu den Sonnenrädern angeordnet ist. Der Planetenträger ist beispielsweise um eine Planetenträgerdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar, wobei der Planetenträger zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Planetenträgerdrehachse mit den Sonnenraddrehachsen zusammenfällt, so dass vorzugsweise der Planetenträger koaxial zu den Sonnenrädern angeordnet ist. Der Planetenradsatz weist des Weiteren wenigstens ein erstes Differentialplanetenrad auf, welches in das erste Sonnenrad eingreift, mithin mit dem ersten Sonnenrad kämmt oder in Eingriff mit dem ersten Sonnenrad steht. Das erste Differential planetenrad weist einen
dritten Wälzkreisdurchmesser auf. Insbesondere weist das erste Differentialplanetenrad einen dritten Teilkreisdurchmesser auf. Beispielsweise weist der Planetenradsatz wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere erste Differentialplanetenräder auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen ersten Differentialplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere erste Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Wenn zuvor und im Folgenden von dem ersten Differentialplanetenrad die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das wenigstens eine erste Differentialplanetenrad zu verstehen. Das erste Differentialplanetenrad ist um eine erste Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten. Vorzugsweise verläuft die erste Planetendrehachse parallel zu der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder parallel zu der Planetenträgerdrehachse, wobei vorzugsweise die erste Planetendrehachse von der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder von der Planetenträgerdrehachse beabstandet ist.
Der Planetenradsatz weist des Weiteren wenigstens ein zweites Differentialplanetenrad auf. Es ist denkbar, dass der Planetenradsatz wenigstens ein weiteres zweites oder mehrere, weitere zweite Differentialplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen zweiten Differentialplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere zweite Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem zweiten Differentialplanetenrad ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das wenigstens eine zweite Differentialplanetenrad zu verstehen. Das zweite Differentialplanetenrad greift in das zweite Sonnenrad ein. Mithin ist es vorgesehen, dass das zweite Differentialplanetenrad mit dem zweiten Sonnenrad kämmt oder in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad steht. Das zweite Differentialplanetenrad ist um eine parallel zu der ersten Planetendrehachse verlaufende und von der ersten Planetendrehachse beabstandete, zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten. Beispielsweise verläuft die zweite Planetendrehachse parallel zur jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder parallel zur Planetenträgerdrehachse, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die zweite Planetendrehachse von der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder von der Planetenträgerdrehachse beabstandet ist.
Der Planetenradsatz weist außerdem wenigstens ein koaxial zu dem ersten Differentialplanetenrad angeordnetes, drehfest mit dem ersten Differentialplanetenrad verbundenes und in das zweite Differentialplanetenrad eingreifendes, mithin in Eingriff mit
dem zweiten Differentialplanetenrad stehendes oder mit dem zweiten Differentialplanetenrad kämmendes und dadurch die Differentialplanetenräder miteinander koppelndes Koppelplanetenrad auf, welches einen von dem dritten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, vierten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Insbesondere weist das Koppelplanetenrad einen von dem dritten Teilkreisdurchmesser unterschiedlichen, vierten Teilkreisdurchmesser auf. Das erste Differentialplanetenrad und das zweite Differentialplanetenrad bilden beispielsweise eine Differentialplanetenradgruppe, wobei es denkbar ist, dass das Stirnradifferential wenigstens eine weitere oder mehrere weitere Differentialplanetenradgruppen aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu der ersten Differentialplanetenradgruppe ohne weiteres auch auf die jeweilige, weitere Differentialplanetenradgruppe übertragbar sind und umgekehrt.
Das Koppelplanetenrad und das erste Differentialplanetenrad bilden ein Differentialstufenplanetenrad, welches um die erste Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten ist. Die Differentialplanetenräder und das Koppelplanetenrad sind weitere Stirnräder des Stirnraddifferentials. Das erste Differentialstufenplanetenrad weist das erste Differentialplanetenrad als ersten Stufenplaneten und das Koppelplanetenrad als zweiten Stufenplaneten auf. Mit anderen Worten wird das erste Differentialplanetenrad auch als erster Stufenplanet bezeichnet, und das Koppelplanetenrad wird auch als zweiter Stufenplanet bezeichnet. Es ist denkbar, dass das Stirnradifferential wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere Differentialstufenplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Differentialstufenplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere Differentialstufenplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt.
Das Differentialstufenplanetenrad und das zweite Differentialplanetenrad sind auf unterschiedlichen Achsen angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Planetendrehachse und die zweite Planetendrehachse parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind, insbesondere in radialer Richtung des Planetenradsatzes und/oder in um die axiale Richtung des Planetenradsatzes verlaufender Umfangsrichtung des Planetenradsatzes.
Um nun eine besonders kompakte, mithin bauraumgünstige sowie besonders gewichtsgünstige Bauweise und eine besonders hohe Drehmomentendichte der Getriebevorrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein erstes Verhältnis zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser und dem zweiten
Wälzkreisdurchmesser und ein zweites Verhältnis zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser gleich sind. Beispielsweise ist das erste Verhältnis ein erster Quotient, der in seinem ersten Zähler den ersten Wälzkreisdurchmesser und in seinem ersten Nenner den zweiten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das zweite Verhältnis ein zweiter Quotient ist, welcher in seinem zweiten Zähler den dritten Wälzkreisdurchmesser und in seinem zweiten Nenner den vierten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Somit ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Quotienten gleich sind. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Wälzkreisdurchmessern können auch auf die Teilkreisdurchmesser übertragen werden und umgekehrt.
Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von den Sonnenrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad zu verstehen. Das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad werden zusammenfassend auch als Abtriebe oder Abtriebssonnenräder bezeichnet, wobei das erste Sonnenrad ein erstes der Abtriebssonnenräder und das zweite Sonnenrad ein zweites der Abtriebssonnenräder ist.
Die Erfindung ermöglicht es, das zuvor genannte Antriebsdrehmoment zu gleichen Teilen, das heißt hälftig, auf die Abtriebssonnenräder aufteilen und somit übertragen, mithin eine sogenannte 50:50-Drehmomentenaufteilung realisieren zu können. Hierfür sind die Abtriebssonnenräder hinsichtlich ihrer Wälzkreisdurchmesser leicht unterschiedlich, das heißt unterschiedlich groß ausgeführt. Dabei können jedoch ungünstige, extreme Profilverschiebungen und daraus resultierende, nachteilige Auswirkungen auf ein Tragverhalten von Verzahnungen des Stirnradifferentials vermieden werden. In der Folge kann die Getriebevorrichtung besonders gewichts- und bauraumgünstig ausgestaltet werden, und es kann eine hohe Drehmomentdichte realisiert werden.
Um eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Differential planetenrad eine erste Verzahnung mit einer ersten Zähnezahl und einem ersten Verzahnungsmodul aufweist, wobei die erste Verzahnung in das erste Sonnenrad eingreift. Die erste Verzahnung weist erste Zähne mit einer jeweiligen, ersten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die ersten Zahnhöhen gleich sind. Das Koppelplanetenrad weist eine zweite Verzahnung mit einer zweiten Zähnezahl und einem zweiten Verzahnungsmodul auf, wobei die zweite Verzahnung in das zweite Differentialplanetenrad eingreift. Die zweite
Verzahnung weist zweite Zähne mit einer jeweiligen, zweiten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die zweiten Zahnhöhen gleich sind.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Differentialplanetenrad in das erste Sonnenrad eingreift, aber vorzugsweise greift das erste Differentialplanetenrad nicht in das Koppelplanetenrad, nicht in das zweite Sonnenrad und nicht in das zweite Differentialplanetenrad ein. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Koppelplanetenrad in das zweite Differentialplanetenrad eingreift, aber vorzugsweise greift das Koppelplanetenrad nicht in das erste Differentialplanetenrad und nicht in das erste Sonnenrad ein, und vorzugsweise greift das Koppelplanetenrad nicht in das zweite Sonnenrad ein. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Differentialplanetenrad in das zweite Sonnenrad und in das Koppelplanetenrad eingreift, wobei vorzugsweise das zweite Differentialplanetenrad nicht in das erste Sonnenrad und nicht in das erste Differentialplanetenrad eingreift.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Zähnezahl und die zweite Zähnezahl gleich sind, wobei sich der erste Verzahnungsmodul und der zweite Verzahnungsmodul voneinander unterscheiden, und wobei sich die jeweilige, erste Zahnhöhe und die jeweilige, zweite Zahnhöhe voneinander unterscheiden. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Um eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung derart rotatorisch zueinander orientiert sind, insbesondere um die erste Planetendrehachse betrachtet, dass eine jeweilige, auch als Zahnlücke bezeichnete Lücke der ersten Verzahnung mit einer jeweiligen, auch als Zahnlücke bezeichneten Lücke der zweiten Verzahnung des Koppelplaneten fluchtet. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die oder alle Zahnlücken der ersten Verzahnung mit den oder allen Zahnlücken der zweiten Verzahnung fluchten, insbesondere in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der der zweite Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet sind, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet nicht als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene
Bauelemente ausgebildet sind, sondern vorzugsweise sind der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet, so dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblick gebildet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet durch einen einstückigen und somit integral hergestellten Körper gebildet sind, welcher aus einem einzigen Stück gebildet ist.
Dadurch können der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet zwischen dem ersten Stufenplaneten, welcher eine in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten verlaufende, erste Breite aufweist, und dem zweiten Stufenplaneten, welcher eine in axialer Richtung des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse verlaufende, auch als Koppelbreite bezeichnete, zweite Breite aufweist, ein Übergangsbereich vorgesehen, ausgebildet oder angeordnet ist, wobei der Übergangsbereich eine auch als Übergangsbreite bezeichnete, dritte Breite aufweist. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die erste Breite und die zweite Breite gleich sind. Ferner ist es denkbar, dass sich die erste Breite und die zweite Breite voneinander unterscheiden. Ferner können die erste Breite und die dritte Breite gleich sein, oder die dritte Breite und die erste Breite unterscheiden sich voneinander. Ferner ist denkbar, dass die zweite Breite und die dritte Breite gleich sind, oder die dritte Breite und die zweite Breite unterscheiden sich voneinander. Insbesondere ist es denkbar, dass der Übergangsbereich frei von einer Verzahnung ist, oder in dem Übergangsbereich ist eine auch als Übergangsverzahnung bezeichnete Verzahnung vorgesehen, welche beispielsweise einstückig mit der ersten Verzahnung und/oder einstückig mit der zweiten Verzahnung ausgebildet sein kann.
Beispielsweise befindet sich in dem Übergangsbereich ein Werkzeugauslauf eines Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der ersten Verzahnung des ersten Differentialplanetenrads und/oder zum Herstellen der zweiten Verzahnung des Koppelplanetenrads. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine radiale Außenkontur des Differentialstufenplanetenrads, insbesondere eine radiale Außenkontur und somit eine in radialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads nach außen hin weisende Außenkontur des Differentialstufenplanetenrads, in dem Übergangsbereich einen ersten Kopfkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung des Koppelplanetenrads nicht unterschreitet, sondern von dem ersten Kopfkreisdurchmesser der zweiten
Verzahnung des Koppelplanetenrads, insbesondere kontinuierlich, auf einen zweiten Kopfkreisdurchmesser der ersten Verzahnung des ersten Differentialplanetenrads ansteigt oder anwächst. Somit ist beispielsweise der zweite Kopfkreisdurchmesser größer als der erste Kopfkreisdurchmesser. Die jeweilige, zuvor genannte Breite verläuft in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten, mithin in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit entlang der ersten Planetendrehachse. Hierdurch kann insbesondere in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit der Getriebevorrichtung insgesamt betrachtet eine besonders kompakte Bauweise gewährleistet werden.
Um insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die dritte Breite des Übergangsbereiches, insbesondere signifikant, kleiner als die erste Breite des ersten Stufenplaneten, insbesondere der ersten Verzahnung, und, insbesondere signifikant, kleiner als die zweite Breite des zweiten Stufenplaneten, insbesondere der zweiten Verzahnung, ist. Vorzugsweise ist die erste Breite eine erste Verzahnungsbreite der ersten Verzahnung, und vorzugsweise ist die zweite Breite eine zweite Verzahnungsbreite der zweiten Verzahnung. Unter dem Merkmal, dass die dritte Breite signifikant kleiner als die erste Breite und signifikant kleiner als die zweite Breite ist, ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise die dritte Breite höchstens 90 Prozent, insbesondere höchstens 80 Prozent, ganz insbesondere höchstens 70 Prozent und ganz insbesondere höchstens 60 Prozent, der ersten Breite und der zweiten Breite beträgt, wenn die erste Breite und zweite Breite gleich sind, und dass die dritte Breite beispielsweise höchstens 90 Prozent, insbesondere höchstens 80 Prozent, ganz insbesondere höchstens 70 Prozent und ganz insbesondere höchstens 60 Prozent, der kleineren der ersten Breite und der zweiten Breite beträgt, wenn die erste Breite und die zweite Breite unterschiedlich sind. Insbesondere ist beispielsweise die dritte Breite kleiner als 50 Prozent, insbesondere kleiner als 40 Prozent, ganz insbesondere kleiner als 30 Prozent, der ersten Breite und der zweiten Breite beziehungsweise der kleineren der ersten Breite und der zweiten Breite.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Differentialplanetenrad und das Koppelplanetenrad separat voneinander ausgebildet und, insbesondere drehfest, miteinander verbunden sind, wobei derjenige der ersten und zweiten Stufenplaneten, dessen Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise Teilkreisdurchmesser kleiner als der Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise Teilkreisdurchmesser des anderen der ersten und zweiten Stufenplaneten ist, einen
beispielsweise als Zapfen ausgebildeten, auch als Verlängerung bezeichneten Vorsprung aufweist, auf welchem der andere der ersten und zweiten Stufenplaneten angeordnet und befestigt ist. Mit anderen Worten, wenn der dritte Wälzkreisdurchmesser größer als der vierte Wälzkreisdurchmesser ist, so ist der erste Stufenplanet ein großer Planet und der zweite Stufenplanet ein kleiner Planet. Wenn der dritte Wälzkreisdurchmesser kleiner als der vierte Wälzkreisdurchmesser ist, so ist der erste Stufenplanet ein kleiner Planet und der zweite Stufenplanet ein großer Planet. Dabei ist es vorgesehen, dass der kleine Planet den beispielsweise als Zapfen ausgebildeten, auch als Verlängerung bezeichneten Vorsprung aufweist, auf welchem der große Planet angeordnet und befestigt ist. Beispielsweise weist der große Planet eine Nabe auf, in welcher beispielsweise zumindest ein Längenbereich des Vorsprungs des kleinen Planeten angeordnet ist, so dass der große Planet über seine Nabe auf dem Längenbereich des Vorsprungs des kleinen Planeten angeordnet ist. Insbesondere ist der große Planet über die Nabe drehfest auf dem Vorsprung befestigt und mithin drehfest mit dem kleinen Planeten verbunden. Dadurch kann eine besonders bauraum- und kostengünstige Bauweise dargestellt werden.
Um den Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet unmittelbar beziehungsweise direkt aneinander angrenzen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Sonnenrad eine dritte Verzahnung mit einer dritten Zähnezahl und einem dritten Verzahnungsmodul auf, wobei die dritte Verzahnung in das erste Differentialplanetenrad, insbesondere in dessen erste Verzahnung, eingreift. Die dritte Verzahnung weist dritte Zähne mit einer jeweiligen, dritten Zahnhöhe auf, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die dritten Zahnhöhen gleich sind. Das zweite Sonnenrad weist eine vierte Verzahnung mit einer vierten Zähnezahl und einem vierten Verzahnungsmodul auf, wobei die vierte Verzahnung in das zweite Differentialplanetenrad, insbesondere in dessen fünfte Verzahnung, eingreift. Die vierte Verzahnung weist vierte Zähne mit einer jeweiligen, vierten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die vierten Zahnhöhen gleich sind. Zur Realisierung einer besonders bauraum- und gewichtsgünstigen Bauweise hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn sich die dritte Zähnezahl und die vierte Zähnezahl voneinander unterscheiden, wenn der
dritte Verzahnungsmodul und der vierte Verzahnungsmodul gleich sind, und wenn die jeweilige dritte, Zahnhöhe und die jeweilige, vierte Zahnhöhe gleich sind.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erste“, „erstes“, „zweite“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge von Elementen, auf welche sich die Ordnungszahlwörter beziehen, anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Elemente oder Begriffe referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.
Um den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass alle Verzahnungen des Stirnradifferentials geradverzahnt sind, mithin geradverzahnt ausgebildet oder ausgeführt sind.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Drehmomentdichte realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung ein insbesondere zusätzlich zu dem Stirnradifferential vorgesehenes Planetengetriebe aufweist, welches wenigstens ein zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad und insbesondere auch zusätzlich zu dem zweiten Differentialplanetenrad und vorzugsweise auch zusätzlich zu den Sonnenrädern vorgesehenes und, insbesondere um die zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger, drehbar an dem Planetenträger gehaltenes Stufenplanetenrad aufweist, welches ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad aufweist. Das zweite Planetenrad wird auch als dritter Stufenplanet bezeichnet, und das zweite Planetenrad wird auch als vierter Stufenplanet bezeichnet. Der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind vorzugsweise Stirnräder. Der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind drehfest miteinander verbunden. Es ist denkbar, dass der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind, oder der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden.
Das Planetengetriebe weist außerdem ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad und zusätzlich zu dem zweiten Sonnenrad und vorzugsweise auch zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad und zusätzlich zu dem zweiten Differentialplanetenrad und auch vorzugsweise zusätzlich zu dem Stufenplanetenrad vorgesehenes, drittes
Sonnenrad auf, welches ein Antriebssonnenrad ist oder auch als Antriebssonnenrad bezeichnet wird. Das dritte Sonnenrad ist vorzugsweise ein Stirnrad. Eines der Planetenräder des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes steht in Eingriff, mithin kämmt mit dem Antriebssonnenrad. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad, mithin der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet unterschiedlich groß sind, insbesondere voneinander unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser und/oder voneinander unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen, so dass beispielsweise das erste Planetenrad einen fünften Wälzkreisdurchmesser und/oder einen fünften Teilkreisdurchmesser aufweist, und so dass beispielsweise das zweite Planetenrad einen sechsten Wälzkreisdurchmesser und/oder einen sechsten Teilkreisdurchmesser aufweist. Dabei ist es denkbar, dass sich der fünfte Wälzkreisdurchmesser und der sechste Wälzkreisdurchmesser voneinander unterscheiden. Insbesondere ist es denkbar, dass sich der fünfte Teilkreisdurchmesser und der sechste Teilkreisdurchmesser voneinander unterscheiden. Somit ist beispielsweise der fünfte Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise der fünfte Teilkreisdurchmesser größer als der sechste Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise als der sechste Teilkreisdurchmesser. Beispielsweise weist das eine Planetenrad den fünften Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise den fünften Teilkreisdurchmesser auf, so dass beispielsweise das andere Planetenrad des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes den sechsten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise sechsten Teilkreisdurchmesser aufweist. Somit ist vorzugsweise das eine Planetenrad größer als das andere Planetenrad. Mit anderen Worten ist vorzugsweise das eine Planetenrad das größere der Planetenräder, so dass das andere Planetenrad das kleinere der Planetenräder ist. Ganz vorzugsweise ist das erste Planetenrad das eine Planetenrad, ganz vorzugsweise ist das andere Planetenrad das zweite Planetenrad. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass das größere Planetenrad des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes in Eingriff mit dem Antriebssonnenrad steht.
Das Planetengetriebe weist außerdem ein Hohlrad auf, welches mit dem zuvor genannten Gehäuse drehfest verbunden oder verbindbar ist. Insbesondere kann das Hohlrad permanent drehfest mit dem Gehäuse verbunden sein. Insbesondere ist das Hohlrad zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet. Das andere Planetenrad, insbesondere das kleinere Planetenrad, steht mit dem Hohlrad in Eingriff, mithin greift in das Hohlrad ein oder kämmt mit dem Hohlrad. Insbesondere ist es denkbar, dass das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Differentialplanetenrad verbunden ist, oder das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes ist, insbesondere die zweite Planetendrehachse, relativ zu dem zweiten
Differentialplanetenrad drehbar. Ganz insbesondere ist das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes koaxial zu dem zweiten Differentialplanetenrad angeordnet. Vorzugsweise ist somit das Stufenplanetenrad um die zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders kompakten und gewichtsgünstigen Bauweise als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich das zweite Differentialplanetenrad in eine in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads verlaufende und somit parallel zu der zweiten Planetendrehachse verlaufende oder mit der zweiten Planetendrehachse zusammenfallende Richtung an das Hohlrad, an das eine Planetenrad und an das andere, in das Hohlrad eingreifende Planetenrad des Planetengetriebes anschließt, wobei sich das Hohlrad und das andere Planetenrad des Planetengetriebes in dieselbe Richtung an das in das Antriebssonnenrad eingreifende, eine Planetenrad des Planetengetriebes anschließen, wodurch das Hohlrad und das andere Planetenrad des Planetengetriebes in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet, zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials und dem in das Antriebssonnenrad eingreifenden, einen Planetenrad des Planetengetriebes angeordnet sind. Dadurch kann insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise dargestellt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads ist, welches sich in eine in axialer Richtung der Sonnenräder verlaufende Anordnungsrichtung an das erste Sonnenrad anschließt, wobei sich das erste Sonnenrad in dieselbe Anordnungsrichtung an das dritte Sonnenrad anschließt. Hierdurch ist das erste Sonnenrad in axialer Richtung der Sonnenräder und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet zwischen dem zweiten Sonnenrad und dem dritten Sonnenrad angeordnet, wodurch insbesondere in axialer Richtung die Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise dargestellt werden kann.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Planetenträgerwandungen des Planetenträgers, an dessen Planetenträgerwandungen Bolzen, insbesondere drehfest, befestigt sind, an welchen das Differentialstufenplanetenrad des Stirnradifferentials, das zweite Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials und vorzugsweise das
Stufenplanetenrad des Planetengetriebes drehbar gehalten sind, in axialer Richtung des Planetengetriebes und des Stirnradifferentials und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet ausschließlich außen liegen, mithin sich beidseitig an das Hohlrad, das zweite Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials, das Differentialstufenplanetenrad des Stirnradifferentials und die Sonnenräder des Stirnradifferentials sowie vorzugsweise an das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes anschließen, so dass die insbesondere in axialer Richtung des Planetenträgers einander gegenüberliegenden Planetenträgerwandungen in axialer Richtung der Getriebevorrichtung und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet außerhalb des Planetengetriebes und außerhalb des Stirnradifferentials angeordnet sind.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das erste Differentialplanetenrad in Phase zu dem Stufenplanetenrad angeordnet ist.
Um insbesondere den axialen Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet das kleinere Planetenrad des Planetengetriebes zwischen dem größeren Planetenrad des Planetengetriebes und dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnraddifferentials angeordnet ist, oder vorzugsweise ist in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads des Stirnraddifferentials und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet das größere Planetenrad des Planetengetriebes zwischen dem kleineren Planetenrad des Planetengetriebes und dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnraddifferentials angeordnet.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Getriebevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten
und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Getriebevorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Getriebevorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Differentialstufenplanetenrads eines Stirnradifferentials der Getriebevorrichtung;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads;
Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform der
Getriebevorrichtung;
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht der dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung;
Fig. 8 eine schematische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform der Getriebevorrichtung;
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht der vierten Ausführungsform der Getriebevorrichtung;
Fig. 10 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads;
Fig. 11 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads; und
Fig. 12 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer fünften Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 und 2 zeigen in einer schematischen Vorderansicht beziehungsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer Getriebevorrichtung 10 für ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes und einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand beispielsweise wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Fahrzeugachse weist wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder auf, welche auch einfach als Räder bezeichnet werden. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse sind auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Die Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug wenigstens einen Antriebsmotor auf, mittels welchem über die Getriebevorrichtung 10 die Fahrzeugräder zumindest oder genau einer der Fahrzeugachsen angetrieben werden können, wodurch das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden kann. Insbesondere kann es sich bei dem Antriebsmotor um eine Verbrennungskraftmaschine oder aber um eine elektrische Maschine handeln, so dass das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybrid-Fahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) ausgebildet ist. Die über die Getriebevorrichtung 10 antreibbaren Fahrzeugräder werden auch als Antriebsräder bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Rädern oder den Fahrzeugrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu verstehen.
Die Getriebevorrichtung 10 weist ein Stirnradifferential 12 auf, welches auch als Stirnradifferentialgetriebe bezeichnet wird. Das Stirnradifferential 12 ist ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe, welches als ein Stirnradifferentialgetriebe ausgebildet ist. Insbesondere ist das Stirnradifferential 12 als ein Planetendifferential ausgebildet. Das Stirnradifferential 12 weist ein erstes Sonnenrad 14 auf, welches auch als erste Sonne bezeichnet wird. Das erste Sonnenrad 14 ist als ein erster Abtrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet. Außerdem ist das erste Sonnenrad 14 als ein erstes Stirnrad ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Sonnenrad 14 ein erstes Zahnrad, welches als ein Stirnrad ausgebildet ist. Das erste Sonnenrad 14 weist einen ersten Wälzkreisdurchmesser auf. Das Stirnradifferential 12 weist außerdem ein zweites Sonnenrad 16 auf, welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet ist. Das zweite Sonnenrad 16 ist als ein zweites Stirnrad ausgebildet. Mit anderen Worten ist das zweite Sonnenrad 16 ein zweites Zahnrad, welches als ein Stirnrad ausgebildet ist. Besonders gut aus Fig. 1 und 2 ist erkennbar, dass die Sonnenrädern 14 und 16 koaxial zueinander angeordnet sind. Die Getriebevorrichtung 10 weist ein in Fig. 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 18 auf, wobei das Stirnradifferential 12 zumindest teilweise in dem Gehäuse 18 angeordnet ist. Die Sonnenräder 14 und 16 sind um eine den Sonnenrädern 14 und 16 gemeinsame Sonnenraddrehachse relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Die Sonnenraddrehachse 20 wird auch einfach als Drehachse bezeichnet, wobei die Drehachse in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 10 und somit des Stirnradifferentials 12 verläuft, insbesondere mit der axialen Richtung der Getriebevorrichtung 10 und somit des Stirnradifferentials 12 zusammenfällt. Insbesondere fällt die axiale Richtung der Getriebevorrichtung 10 mit der axialen Richtung des Stirnradifferentials 12 zusammen, dessen radiale Richtung mit der radialen Richtung der Getriebevorrichtung 10 zusammenfällt. Das zweite Sonnenrad 16 ist als ein zweiter Abtrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet. Das Stirnradifferential 12 kann über seine Abtriebe, mithin über die Sonnenräder 4 und 16 Abtriebsdrehmomente bereitstellen, mittels welchen die Antriebsräder angetrieben werden können. Insbesondere resultiert das jeweilige, von dem jeweiligen Sonnenrad 14, 16 bereitgestellte oder bereitstellbare Abtriebsdrehmoment aus einem Antriebsdrehmoment, welches in das Stirnradifferential 12 einleitbar ist oder eingeleitet wird. Beispielsweise ist das Antriebsdrehmoment von dem Antriebsmotor bereitstellbar oder das
Antriebsdrehmoment resultiert aus einem weiteren Drehmoment, welches von dem Antriebsmotor bereitstellbar ist. Insbesondere kann das Antriebsdrehmoment mittels des Stirnradifferentials 12 auf die Fahrzeugräder, insbesondere hälftig, aufgeteilt und verteilt werden. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass von dem ersten Sonnenrad 14 eine als erste Seitenwelle 22 ausgebildete, erste Welle und von dem Sonnenrad 16 eine als zweite
Seitenwelle 24 ausgebildete, zweite Welle antreibbar ist, wobei ein erstes der Antriebsräder von der Seitenwelle 22 und ein zweites der Antriebsräder von der Seitenwelle 24 antreibbar ist. Insbesondere ist es vorliegend vorgesehen, dass das erste Sonnenrad 14, insbesondere permanent, drehtest mit der ersten Seitenwelle 22 vorgesehen ist, und alternativ oder zusätzlich ist das zweite Sonnenrad 16, insbesondere permanent, drehtest mit der zweiten Seitenwelle 24 verbunden. Das zweite Sonnenrad 16 weist einen von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, zweiten Wälzkreisdurchmesser auf, wobei vorliegend der zweite Wälzkreisdurchmesser kleiner als der erste Wälzkreisdurchmesser ist. Das zweite Sonnenrad 16 wird auch als zweite Sonne, kleine Sonne oder kleinere Sonne bezeichnet, wobei das Sonnenrad 14 auch als erste Sonne, größere Sonne oder große Sonne bezeichnet wird.
Das Stirnradifferential 12 weist des Weiteren einen Planetenradsatz 26 auf, mittels welchem die Sonnenräder 14 und 16 derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenräder 14 und 26 insbesondere um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse 18 gegensinnig drehbar sind. Der Planetenradsatz 26 weist einen Planetenträger 28 auf, welcher auch als Steg bezeichnet wird und vorliegend koaxial zu den Sonnenrädern 14 und 16 angeordnet ist. Der Planetenträger 28 ist um die Drehachse (Sonnenraddrehachse 20) relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Des Weiteren weist der Planetenradsatz 26 ein erstes Differential planetenrad 30 auf. Insbesondere weist der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere erste Differentialplanetenräder auf, wobei die folgenden und vorigen Ausführungen zum ersten Differentialplanetenrad 30 ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere erste Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das erste Differentialplanetenrad 30 greift in das erste Sonnenrad 14, mithin kämmt mit dem ersten Sonnenrad 14 oder steht mit dem ersten Sonnenrad 14 in Eingriff. Außerdem ist das erste Differential planetenrad 30 um eine erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten. Darüber hinaus weist das erste Differentialplanetenrad 30 einen dritten Wälzkreisdurchmesser auf. Bei der ersten Ausführungsform ist dem ersten Differentialplanetenrad 30 ein erster Bolzen 34 zugeordnet, welcher auch als erster Planetenbolzen bezeichnet wird. Insbesondere ist das erste Differentialplanetenrad 30 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, wobei beispielsweise der Bolzen 34 seinerseits, insbesondere drehfest, an dem Planetenträger 28 befestigt ist.
Der Planetenradsatz 26 weist außerdem wenigstens ein zweites Differentialplanetenrad 36 auf. Insbesondere ist es denkbar, dass der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere, weitere zweite Differentialplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum zweiten Differentialplanetenrad 36 ohne weiteres auch auf das weitere zweite Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das zweite Differentialplanetenrad 36 greift in das zweite Sonnenrad 16 ein, was in Fig. 2 durch einen gestrichelten Pfeil 38 dargestellt ist. Mit anderen Worten kämmt das zweite Differentialplanetenrad 36 mit dem Sonnenrad 16 oder das zweite Differentialplanetenrad 36 steht mit dem zweiten Sonnenrad 16 in Eingriff. Somit bedeutet der gestrichelte Pfeil 38 „kämmt mit“. Das zweite Differentialplanetenrad 36 ist um eine zweite Planetendrehachse 40 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die zweite Planetendrehachse 40 parallel zur ersten Planetendrehachse 32 verläuft und von der Planetendrehachse 32 beabstandet ist. Außerdem verlaufen die Planetendrehachsen 32 und 40 parallel zur Drehachse (Sonnenraddrehachse 20), und die Planetendrehachsen 32 und 40 sind jeweils von der Drehachse beabstandet. Bei der ersten Ausführungsform ist dem zweiten Differentialplanetenrad 36 ein zweiter Bolzen 42 zugeordnet, welcher auch als zweiter Planetenbolzen bezeichnet wird. Dabei ist das zweite Differentialplanetenrad 36 um die zweite Planetendrehachse 40 relativ zu dem Bolzen 42 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem zweiten Bolzen 42 angeordnet, insbesondere gelagert, wobei beispielsweise der zweite Bolzen 42 seinerseits, insbesondere drehfest, an dem Planetenträger 28 befestigt ist.
Der Planetenradsatz 26 weist auch wenigstens ein Koppelplanetenrad 44 auf. Insbesondere weit der Planetenradsatz 26, insbesondere je erstem Differentialplanetenrad, ein jeweiliges Koppelplanetenrad wie das Koppelplanetenrad 44 auf. Das erste Differentialplanetenrad 30, das zweite Differential planetenrad 36 und das Koppelplanetenrad 44 sind als Stirnräder, mithin als Zahnräder ausgebildet, welche als Stirnräder ausgebildet sind. Das Koppelplanetenrad 44 ist koaxial zu dem ersten Differentialplanetenrad 30 angeordnet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Differentialplanetenrad 30 verbunden. Das Koppelplanetenrad 44 greift in das zweite Differentialplanetenrad 36 ein, wodurch die Differentialplanetenräder 30 und 36 über das Koppelplanetenrad 44, insbesondere drehmomentenübertragend, miteinander gekoppelt sind. Das Koppelplanetenrad 44 weist einen von dem dritten Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialplanetenrads 30 unterschiedlichen, vierten Wälzkreisdurchmesser auf. Des Weiteren bilden das erste Differentialplanetenrad 30 und das ihm zugeordnete Koppelplanetenrad 44 ein Differentialstufenplanetenrad 46, welches
auch als Differentialstufenplanet bezeichnet wird. Somit weist der Planetenradsatz 26 das Differentialstufenplanetenrad 46 auf. Insbesondere weist beispielsweise der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere Differentialstufenplanetenräder auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Differentialstufenplanetenrad 46 ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere Differentialstufenplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das Differentialstufenplanetenrad 46 ist um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten. Dies ist vorliegend dadurch realisiert, dass das Differentialstufenplanetenrad 46 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, ist, so dass auch das Koppelplanetenrad 44 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, ist. Das erste Differentialplanetenrad 30 ist ein erster Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 oder wird auch als erster Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 bezeichnet. Demzufolge ist das Koppelplanetenrad 44 ein zweiter Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46, oder das Koppelplanetenrad 44 wird auch als zweiter Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 bezeichnet. Bei der ersten Ausführungsform ist der vierte Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44 kleiner als der dritte Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialstufenplanetenrads 46, so dass das Koppelplanetenrad 44 auch als kleiner Stufenplanet oder kleinerer Stufenplanet oder kleiner Planet bezeichnet wird, und so dass das erste Differentialplanetenrad 30 auch als großer Stufenplanet oder größerer Stufenplanet oder großer Planet bezeichnet wird.
Um eine besonders kompakte und gewichtsgünstige Bauweise der Getriebevorrichtung 10 sowie eine besonders hohe Drehmomentendichte realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass ein erstes Verhältnis zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser und ein zweites Verhältnis zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser gleich sind. Dabei weist beispielsweise das erste Differentialplanetenrad 30 eine eine erste Zähnezahl und einen ersten Verzahnungsmodul aufweisende, erste Verzahnung auf, welche in das erste Sonnenrad 14 eingreift und erste Zähne mit einer jeweiligen, ersten Zahnhöhe aufweist. Das Koppelplanetenrad 44 weist beispielsweise eine eine zweite Zähnezahl und einen zweiten Verzahnungsmodul aufweisende, zweite Verzahnung auf, welche in das zweite Differentialplanetenrad 36 eingreift und zweite Zähne mit einer jeweiligen, zweiten Zahnhöhe aufweist. Dabei ist es ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die erste
Zähnezahl und die zweite Zähnezahl gleich sind, und dass sich der erste Verzahnungsmodul und der zweite Verzahnungsmodul voneinander unterscheiden, so dass sich die jeweilige erste Zusammenhang und die jeweilige, zweite Zusammenhang voneinander unterscheiden.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine erste Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46. In Fig. 4 ist die erste Verzahnung des ersten Differentialplanetenrads 30 mit 48 bezeichnet, deren erste Zähne mit 50 bezeichnet sind. Die zweite Verzahnung des Koppelplanetenrads 44 ist in Fig. 4 mit 52 bezeichnet, deren zweite Zähne mit 54 bezeichnet sind. Es ist erkennbar, dass die erste Verzahnung 48 auch erste Lücken 56 aufweist, welche auch als erste Zahnlücken bezeichnet werden. In um die Planetendrehachse 32 verlaufender Umfangsrichtung der Verzahnung 48 und somit des Differentialplanetenrads 30 ist zwischen jeweils zwei direkt benachbarten Zähnen 50 eine jeweilige der Lücken 56 angeordnet. Die Verzahnung 52 weist zweite Lücken 58 auf, welche auch als zweite Zahnlücken bezeichnet werden. In um die Planetendrehachse 32 verlaufender Umfangsrichtung des Koppelplanetenrads 44 und der Verzahnung 52 ist zwischen zwei jeweils unmittelbar benachbarten Zähnen 54 eine der zweiten Lücken 58 angeordnet. Die jeweilige Lücke 56 wird auch als erste Zahnlücke bezeichnet, und die jeweilige Lücke 58 wird auch als zweite Zahnlücke bezeichnet. Bei der in Fig. 4 gezeigten, ersten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46 sind die Verzahnungen 48 und 52 um die Planetendrehachse 32 betrachtet derart rotatorisch voneinander orientiert, dass die jeweiligen, ersten Lücken 56 mit den jeweiligen, zweiten Lücken 58 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 und somit entlang der ersten Planetendrehachse 32 betrachtet miteinander fluchten.
Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 sind das erste Differentialplanetenrad 30 und das Koppelplanetenrad 44 separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden. Dabei grenzen, insbesondere stoßen, das erste Differentialplanetenrad 30 und das Koppelplanetenrad 44 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 und somit entlang der ersten Planetendrehachse 32 betrachtet direkt, das heißt unmittelbar aneinander an, so dass sich beispielsweise das erste Differential planetenrad 30 und das Koppelplanetenrad 44 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 direkt gegenseitig berühren. Fig. 3 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10. Auch bei der zweiten Ausführungsform sind beispielsweise das erste Differential planetenrad 30 und das zugeordnete Koppelplanetenrad 44 separat voneinander ausgebildet und, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist jedoch in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 und somit entlang der ersten Planetendrehachse 32 betrachtet, zwischen dem ersten Differential planetenrad 30 und dem zugehörigen Koppelplanetenrad 44 ein Zwischenbereich 60 angeordnet, welcher auch als Übergangsbereich bezeichnet oder als ein Übergangsbereich ausgebildet sein kann. Beispielsweise weist das erste Differentialplanetenrad 30, insbesondere dessen Verzahnung 48, eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, erste Breite auf, über welche beispielsweise die Verzahnung 48 in das Sonnenrad 14 eingreift. Beispielsweise weist das Koppelplanetenrad 44, insbesondere dessen Verzahnung 52, eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, zweite Breite, insbesondere zweite Verzahnungsbreite, auf, über welche beispielsweise die Verzahnung 52 in das Differentialplanetenrad 36 eingreift. Die erste Breite wird beispielsweise auch mit b1 bezeichnet, und die zweite Breite wird beispielsweise auch mit b2 bezeichnet. Ferner ist es denkbar, dass der Zwischenbereich 60 eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, dritte Breite aufweist, welche auch mit b3 bezeichnet wird.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine zweite Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Verzahnungen 48 und 52 in um die erste Planetendrehachse 32 verlaufender Umfangsrichtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet derart rotatorisch zueinander orientiert, dass die ersten Lücken 56 der ersten Verzahnung 48 des ersten Differentialplanetenrads 30 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet mit den zweiten Zähnen 54 der zweiten Verzahnung 52 des Koppelplanetenrads 44 fluchten, und dass die ersten Zähne 50 der ersten Verzahnung 48 des ersten Differentialplanetenrads 30 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet mit den zweiten Lücken 58 der zweiten Verzahnung 52 des Koppelplanetenrads 44 fluchten. Alternativ ist es denkbar, dass, während bei der in Fig. 4 gezeigten, ersten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46 die Verzahnungen 48 und 52 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 exakt fluchten, mithin die Zähne 50 mit den Zähnen 54 und die Lücken 56 mit den Lücken 58 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 exakt fluchten, bei der in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46 die Verzahnungen 48 und 52 nicht fluchten, sondern in um die erste Planetendrehachse 32 verlaufender Umfangsrichtung des Differentialstufenplanetenrads 46 um einen Versatzwinkel V zueinander versetzt oder verdreht sind, so dass beispielsweise zumindest jeweilige
Teilbereiche der Zähne 50 und der Lücken 58 und zumindest jeweilige Teilbereiche der Lücken 56 und der Zähne 54 um die Umfangsrichtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet auf gleicher Höhe beziehungsweise in gleicher rotatorischer Lage angeordnet sind.
Vorzugsweise ist es bei der in Fig. 3 gezeigten, zweiten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 vorgesehen, dass die dritte Breite b3 des Zwischenbereichs 60 kleiner als die erste Breite b1 des ersten Stufenplaneten und kleiner als die zweite Breite b2 des zweiten Stufenplaneten ist. Es ist denkbar, dass die erste Breite und die zweite Breite gleich sind oder die erste Breite und die zweite Breite können sich voneinander unterscheiden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Sonnenrad 14 eine eine dritte Zähnezahl und einen dritten Verzahnungsmodul aufweisen, dritte Verzahnung aufweist, welche in das erste Differentialplanetenrad 30, insbesondere in dessen erste Verzahnung 48, eingreift und dritte Zähne mit einer jeweiligen, dritten Zahnhöhe aufweist. Das zweite Sonnenrad 16 weist beispielsweise eine eine vierte Zähnezahl und einen vierten Verzahnungsmodul aufweisende, vierte Verzahnung auf, welche in das zweite Differentialplanetenrad 36, insbesondere in dessen fünfte Verzahnung, eingreift und vierte Zähne mit einer jeweiligen vierten Zahnhöhe aufweist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich die dritte Zähnezahl und die vierte Zähnezahl voneinander unterscheiden, wobei vorzugsweise der dritte Verzahnungsmodul und der vierte Verzahnungsmodul gleich sind, so dass vorzugsweise die jeweilige, dritte Zahnhöhe und die jeweilige, vierte Zahnhöhe gleich sind. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, dass alle Verzahnungen des Stirnradifferentials 12 geradverzahnt sind.
Fig. 6 und 7 zeigen in einer schematischen Vorderansicht beziehungsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine dritte Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10. Bei der dritten Ausführungsform weist die Getriebevorrichtung 10 ein zusätzlich zu dem Stirnradifferential 12 vorgesehenes Planetengetriebe 62 auf, welches im Folgenden näher erläutert wird. Das Planetengetriebe 62 weist wenigstens ein zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad 46 beziehungsweise zusätzlich zu den Differentialstufenplanetenrädern 46 vorgesehenes Stufenplanetenrad 64 auf, welches um die zweite Planetendrehachse 40 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten ist. Bei der dritten Ausführungsform ist das Stufenplanetenrad 64 um die Planetendrehachse 40 relativ zu dem Bolzen 42 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem zweiten Bolzen 42 angeordnet,
insbesondere gelagert. Somit ist bei der dritten Ausführungsform das Stufenplanetenrad 64 koaxial zu dem zweiten Differentialplanetenrad 36 angeordnet. Insbesondere sind das zweite Differentialplanetenrad 36 und das Stufenplanetenrad 64 um die zweite Planetendrehachse 40 relativ zueinander drehbar. Beispielsweise kann das Planetengetriebe 62 wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere Stufenplanetenräder aufweisen, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Stufenplanetenrad 64 ohne weiteres auf das jeweilige, weitere Stufenplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Insbesondere ist je zweitem Differential planetenrad 36 ein jeweiliges Stufenplanetenrad 64 vorgesehen.
Das Stufenplanetenrad 64 weist ein erstes Planetenrad 66 und ein zweites Planetenrad 68 auf, wobei die Planetenräder 66 und 68, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden sind. Die Planetenräder 66 und 68 sind Stirnräder. Mithin sind die Planetenräder 66 und 68 Zahnräder, welche als Stirnräder ausgebildet sind. Vorzugsweise sind auch die Planetenräder 66 und 68 geradverzahnt. Das Planetenrad 66 wird auch als dritter Stufenplanet bezeichnet, und das Planetenrad 68 wird auch als vierter Stufenplanet bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Planetenräder 66 und 68 unterschiedlich groß sind, mithin unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser und/oder unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen, vorliegend derart, dass das Planetenrad 66 einen fünften Wälzkreisdurchmesser und das Planetenrad 68 einen sechsten Wälzkreisdurchmesser aufweist, welcher kleiner als der fünfte Wälzkreisdurchmesser ist. Daher wird das Planetenrad 66 auch als großes Planetenrad oder größeres Planetenrad bezeichnet, und das Planetenrad 68 wird auch als kleines Planetenrad oder kleineres Planetenrad bezeichnet.
Das Planetengetriebe 62 weist außerdem ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad 14 und zusätzlich zu dem zweiten Sonnenrad 16 vorgesehenes drittes Sonnenrad 70 auf, welches auch als Antriebssonnenrad oder Antriebssonne bezeichnet wird. Vorzugsweise ist auch das dritte Sonnenrad 70 ein Stirnrad und vorzugsweise geradverzahnt. Es ist erkennbar, dass das große Planetenrad, mithin vorliegend das Planetenrad 66, in das dritte Sonnenrad 70 eingreift. Mit anderen Worten steht das große Planetenrad mit dem dritten Sonnenrad 70 in Eingriff. Das Planetengetriebe 62 weist des Weiteren ein Hohlrad 72 auf, welches bei der dritten Ausführungsform, insbesondere permanent, drehfest mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. Bei einer alternativen Ausführungsform wäre es denkbar, dass ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand ist beispielsweise das Hohlrad 72 mittels des Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse 18 verbunden. In dem
Entkoppelzustand gibt beispielsweise das Schaltelement das Hohlrad 72 für um die Drehachse (Sonnenraddrehachse 20) relativ zu dem Gehäuse 18 erfolgende Drehungen frei, so dass sich das Hohlrad 72 in dem Entkoppelzustand um die Drehachse relativ zum Gehäuse 18 drehen kann. Bei der dritten Ausführungsform ist somit das Planetengetriebe 62 koaxial zu dem Stirnradifferential 12 angeordnet. Dabei ist das Sonnenrad 70 koaxial zu den Sonnenrädern 14 und 16 angeordnet und somit um die Sonnenraddrehachse 20 relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Außerdem ist erkennbar, dass der Planetenträger 28 ein dem Stirnradifferential 12 und dem Planetengetriebe 62 gemeinsamer Planetenträger ist, an welchem auch das Stufenplanetenrad 64 um die zweite Planetendrehachse 40 drehbar gehalten ist. Es ist erkennbar, dass das kleine Planetenrad, mithin vorliegend das Planetenrad 68 in Eingriff mit dem Hohlrad 72 steht.
Beispielsweise ist das Sonnenrad 70 von dem Antriebsmotor antreibbar, so dass das zuvor genannte Antriebsdrehmoment beispielsweise über das Planetengetriebe 62 bereitstellbar und über das Planetengetriebe 62 in das Stirnradifferential 12 einleitbar ist, um dadurch den Planetenträger 28 und somit das Stirnradifferential 12 anzutreiben. Somit ist vorzugsweise der Planetenträger 28 als ein Antrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet, über dessen Antrieb das zuvor genannte Antriebsdrehmoment des Stirnradifferentials 12 einleitbar ist.
In Fig. 3 bedeutet ein gestrichelter Pfeil 74 „kämmt mit“, so dass durch den gestrichelten Pfeil 74 veranschaulicht ist, dass das Sonnenrad 70 mit dem großen Planetenrad (Planetenrad 66) kämmt, mithin in Eingriff mit dem großen Planetenrad steht.
Um eine besonders kompakte Bauweise insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 10 und somit entlang der Sonnenraddrehachse 20 betrachtet realisieren zu können, ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass sich das zweite Differentialplanetenrad 36 in eine in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads 36 verlaufende und somit parallel zur zweiten Planetendrehachse 40 verlaufende oder mit der zweiten Planetendrehachse 40 zusammenfallende, in Fig. 7 durch einen Pfeil 76 veranschaulichte Richtung an das Hohlrad 72 und an das mit dem Hohlrad 72 in Eingriff stehende Planetenrad 68 anschließt, wobei sich das Hohlrad 72 und das damit in Eingriff stehende Planetenrad 68 in die durch den Pfeil 76 veranschaulichte Richtung an das Planetenrad 66 anschließen, wodurch das Hohlrad 72 und das Planetenrad 68 in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads 36 und vorliegend auch in axialer Richtung des Stufenplanetenrads 64 und somit entlang der zweiten
Planetendrehachse 40 betrachtet, zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad 36 und dem Planetenrad 66 angeordnet sind.
Wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 ist auch bei der dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 der erste Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads 14 größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads 16. Bei der zweiten Ausführungsform schließt sich das zweite Sonnenrad 16 in eine in axialer Richtung der Sonnenräder 14 und 16 verlaufende und somit parallel zur Sonnenraddrehachse 20 verlaufende oder mit der Sonnenraddrehachse 20 zusammenfallende, in Fig. 3 durch einen Pfeil 78 veranschaulichte Anordnungsrichtung an das Sonnenrad 14 an, wobei vorliegend die durch den Pfeil 78 veranschaulichte Anordnungsrichtung der durch den Pfeil 76 veranschaulichten Richtung entspricht. Das erste Sonnenrad 14 schließt sich in die Anordnungsrichtung (Pfeil 78) an das dritte Sonnenrad 70 an, wodurch das erste Sonnenrad 14 in axialer Richtung der Sonnenräder 14, 16 und 70 und somit entlang der Sonnenraddrehachse 20 betrachtet zwischen dem zweiten Sonnenrad 16 und dem dritten Sonnenrad 70 angeordnet ist.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass Planetenträgerwandungen 80 und 82 des Planetenträgers 28, an dessen Planetenträgerwandungen 80 und 82 die Bolzen 34 und 42, insbesondere drehfest, befestigt sind, in axialer Richtung des Planetengetriebes 62 und des Stirnradifferentials 12 und somit entlang der Sonnenraddrehachse 20 betrachtet ausschließlich außen liegen, mithin sich beidseitig an das Hohlrad 72, das Stufenplanetenrad 64, das zweite Differentialplanetenrad 36, das Differentialstufenplanetenrad 46 und die Sonnenräder 14, 16 und 70 anschließen und somit außerhalb sowohl des Planetengetriebes 62 als auch des Stirnradifferentials 12 angeordnet sind.
Fig. 8 und 9 zeigen in einer schematischen Vorderansicht beziehungsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine vierte Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10. Wie bei der dritten Ausführungsform greift das kleine Planetenrad (Planetenrad 68) in das Hohlrad 72 ein, und das große Planetenrad (Planetenrad 66) greift in das dritte Sonnenrad 70 ein. Bei der vierten Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, dass in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads 36 und des Stufenplanetenrads 64 betrachtet das große Planetenrad (Planetenrad 66) zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad 36 und dem kleinen Planetenrad (Planetenrad 68) angeordnet ist, so dass das Planetenrad 66 in axialer Richtung des Stufenplanetenrads
64 und des zweiten Differentialplanetenrads 36 betrachtet zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad 36 und dem Hohlrad 72 angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46. Bei der dritten Ausführungsform sind das Differential planetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden. Dabei weist das Koppelplanetenrad 44 einen Vorsprung 84 auf, welcher vorliegend als ein Bund des Koppelplanetenrads 44 oder durch einen Bund des Koppelplanetenrads 44 gebildet ist. Dabei ist das Differential planetenrad 30 auf dem Vorsprung 84 angeordnet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem Vorsprung 84 verbunden, wodurch das Differentialplanetenrad 30, insbesondere permanent, drehfest mit dem Koppelplanetenrad 44 verbunden ist. Vorliegend weist das Differentialplanetenrad 30 eine Nabe 36 auf, in welcher der Vorsprung 84 angeordnet ist. Somit ist das Differentialplanetenrad 30 über seine Nabe 86, insbesondere permanent, drehfest mit dem Vorsprung 84 und somit mit dem Koppelplanetenrad 44 verbunden.
Fig. 11 zeigt eine vierte Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46. Bei der vierten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46 sind das erste Differentialplanetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 einstückig miteinander ausgebildet und dadurch, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden. In Fig. 11 ist ein Bereich mit B bezeichnet. Wie aus Fig. 11 erkennbar ist, unterschreitet eine radiale Außenkontur 88 des Differentialstufenplanetenrads 46 in dem Übergangsbereich (Zwischenbereich 60) einen ersten Kopfkreisdurchmesser k1 der zweiten Verzahnung 52 nicht, sondern steigt von dem ersten Kopfkreisdurchmesser k1 auf einen zweiten Kopfkreisdurchmesser k2 der ersten Verzahnung 48, insbesondere zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, an. Insbesondere erfolgt beispielsweise in dem Bereich B eine Bearbeitung, insbesondere Herstellung, der Verzahnung 52 und/oder der Verzahnung 48, insbesondere durch ein Verzahnungswerkzeug, so dass der Bereich B beispielsweise ein Werkzeugauslaufbereich ist.
Fig. 12 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads 46. Aus Fig. 12 ist erkennbar, dass bei der fünften Ausführungsform der Zwischenbereich 60 (Übergangsbereich) frei von einer Verzahnung ist.
Es ist erkennbar, dass das Stirnradifferential 12 den insbesondere wie auch immer angetriebenen oder antreibbaren Planetenträger 28 und die zwei unterschiedlich großen Sonnenräder 14 und 16, die gleichzeitig die beiden auch als Ausgänge bezeichneten
Abtriebe des Stirnradifferentials 12 darstellen, umfasst. Ferner umfasst das Stirnradifferential 12 das Differentialstufenplanetenrad 46 oder vorzugsweise eine Gruppe aus jeweils gleichen Differentialstufenplanetenrädern 46, wobei die Gruppe jeweils wenigstens oder mehr als zwei gleiche Differentialstufenplanetenräder 46 umfasst. Vorzugsweise sind die Differentialstufenplanetenräder 46 in um die Sonnenraddrehachse 20 verlaufender Umfangsrichtung des Stirnradifferentials 12 gleichmäßig verteilt angeordnet, insbesondere über einen jeweiligen Umfang des jeweiligen Sonnenrads 14, 16. Ferner umfasst das Stirnradifferential 12 das zweite Differentialplanetenrad 36 oder vorzugsweise eine Gruppe aus gleichen Differentialplanetenrädern 36, wobei vorzugsweise die mehreren Differentialplanetenräder 36 in um die Sonnenraddrehachse 20 verlaufender Umfangsrichtung des Stirnradifferentials 12 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Insbesondere ist je Differentialstufenplanetenrad 46 ein jeweiliges, zweites Differentialplanetenrad 36 vorgesehen. Die Differentialstufenplanetenräder 46 und die zweiten Differentialplanetenräder 36 sind drehbar an, insbesondere auf, ihren jeweils zugehörigen Bolzen 34 und 42 gelagert. Hierfür können zum Beispiel Wälz- und/oder Gleitlagerungen verwendet werden. Die Bolzen 34 und 42 sind am, insbesondere im Planetenträger 28, insbesondere drehfest, befestigt. Der Planetenträger 28 kann ein- oder mehrteilig, mithin einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Planetenträger 28 ist beispielsweise gegenüber dem ein- oder mehrteiligen Gehäuse 18, welches beispielsweise als ein Getriebegehäuse oder als ein Antriebsgehäuse ausgebildet ist, direkt oder indirekt, insbesondere drehbar, gelagert. Beispielsweise erfolgt eine direkte Lagerung zwischen dem Planetenträger 28 und dem Gehäuse über wenigstens oder genau zwei beispielsweise als Gleitlager oder Wälzlager ausgebildete Lager, insbesondere derart, dass der Planetenträger 28 über die genannten Lager drehbar an dem Gehäuse 18 gelagert ist, insbesondere derart, dass der Planetenträger 28 um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar ist. Das zweite Differentialplanetenrad 36 kämmt mit dem zweiten, kleineren Sonnenrad 16 und mit dem gegenüber dem ersten Differentialplanetenrad 30 kleineren Koppelplanetenrad 44, insbesondere jeweils direkt, und vorzugsweise ansonsten mit keinem anderen, weiteren Zahnrad. Das erste Differentialplanetenrad 30 kämmt beispielsweise ausschließlich mit dem ersten, größeren Sonnenrad 14. Damit an den beiden Sonnenrädern 14 und 16 identische Drehmomente anliegen, mithin so dass das Antriebsdrehmoment heftig und somit zu gleichen Teilen auf die Sonnenräder 14 und 26 und somit die Seitenwellen 22, 24 aufteilbar ist oder aufgeteilt wird, sind die Verhältnisse zwischen den Wälzkreisdurchmessern der Sonnenräder 14 und 16 und denen der Stufenplaneten (Differentialplanetenrad 30 und Koppelplanetenrad 44) des Differentialstufenplanetenrads 46 identisch, so dass gilt:
WS1/WS2 = WSP1/WSP2
Dabei bezeichnet WS 1 den ersten Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads 14, WS2 den zweiten Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads 16, WSP1 den dritten Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialplanetenrads 30 und WSP2 den vierten Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44. Wie zuvor beschrieben ist der erste Wälzkreisdurchmesser größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser, und der dritte Wälzkreisdurchmesser ist größer als der vierte Wälzkreisdurchmesser.
Sämtliche Verzahnungen der Stirnräder können geradverzahnt oder schrägverzahnt sein. Eine Geradverzahnung ist bevorzugt. Sind, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, die Verzahnungen 48 und 52 derart rotatorisch zueinander orientiert, dass die Zähne 50 exakt mit den Zähnen 54 fluchten, so dass also exakt Lücke 56 auf Lücke 58 und exakt Zahn 50 auf Zahn 54 steht, so kann ein Werkzeugauslauf für ein Verzahnungswerkzeug zum Herstellen der kleineren Verzahnung 52 beispielsweise in die Lücken der größeren Verzahnung 48 gewissermaßen hineinragen, ohne im Bereich der größeren Verzahnung 48 Material abzutragen. Mit 90 ist ein Kragen bezeichnet, mittels welchem eine besonders breite Lagerbasis des Stufenplanetenrads 64 dargestellt werden kann.
Auf diese Weise kann der nicht nutzbare Zwischenbereich 60 zwischen den Verzahnungen 48 und 50 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 klein beziehungsweise kurz gehalten werden. Je geringer der Unterschied zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser ist, desto kleiner oder kürzer wird vorteilhafterweise auch der nicht für eine Verzahnung nutzbare Zwischenbereich 60.
Sind das Differentialplanetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden, so kann die drehfeste Verbindung zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem zugehörigen Koppelplanetenrad 44 über einen Presssitz, über eine Steckverzahnung, eine Schweißnaht, eine Kombination dieser Verbindungen oder auf eine andere Art ausgeführt sein. Ein Vorteil ist dabei, dass das Differentialplanetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 axial direkt benachbart, also ohne den Zwischenbereich 60 ausgeführt sein können, wodurch eine besonders kurze axiale Bauweise darstellbar ist.
Bevorzugt jedoch ist der Zwischenbereich 60 mit der Breite B3 zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem Koppelplanetenrad 44, mithin zwischen den
Verzahnungen 48 und 52 vorgesehen. In dem Zwischenbereich 60 befindet sich beispielsweise Werkzeugauslauf des Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der Verzahnung 52 des Koppelplanetenrads 44. Das einfach auch als Werkzeug bezeichnete Verzahnungswerkzeug läuft beispielsweise sogar in den Bereich der Verzahnung 48 des Differentialplanetenrads 30 ein, jedoch lediglich in die Lücken 56 der Verzahnung 48, so dass die Verzahnung 48 nicht durch das Verzahnungswerkzeug, mittels welchem die Verzahnung 52 hergestellt wird, verletzt, bearbeitet oder anderweitig beeinträchtigt wird. In den Zwischenbereich 60 wachsen gewissermaßen die Zähne 54 der Verzahnung 52 von dem zweiten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise von dem Kopfkreisdurchmesser k1 auf den ersten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise auf den Kopfkreisdurchmesser k2 an. Die radiale Außenkontur 88 des Differentialstufenplanetenrads 46 unterschreitet also den Kopfkreisdurchmesser k1 des gegenüber dem ersten Differentialplanetenrad 30 kleineren Koppelplanetenrads 44 im Zwischenbereich 60 nicht. Vorzugsweise wird der Unterschied zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser des Differentialplanetenrads 30 und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44 möglichst klein gewählt, da in der Folge die Breite b3 des Zwischenbereichs 60 kleingehalten werden kann. Vorteile dieser Ausgestaltung sind insbesondere:
- Das Differentialstufenplanetenrad 46 kann einteilig beziehungsweise einstückig ausgeführt werden, wodurch die Kosten besonders gering gehalten werden können.
- Durch das Eintauchen des Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der Verzahnung 52 in die Verzahnung 48 kann die Breite b3, die einen in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufenden Abstand zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem Koppelplanetenrad 44 darstellt, kleingehalten werden.
- Zahnfußfestigkeit höher als bei abgesetzten Zähnen.
Schließlich ist es, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, bei der fünften Ausführungsform denkbar, dass zwischen den beiden Verzahnungen 48 und 52 beziehungsweise zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem zugehörigen Koppelplanetenrad 44 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet der Zwischenbereich 60 mit der Breite b3 existiert, wobei bei der in Fig. 12 gezeigten, fünften Ausführungsform innerhalb des Zwischenbereichs 60 der Außendurchmesser des Differentialstufenplanetenrads 46 signifikant kleiner als der gegenüber dem Kopfkreisdurchmesser k2 der Zähne 50 beziehungsweise der Verzahnung 48 kleinere Kopfkreisdurchmesser k1 der Zähne 54
beziehungsweise der Verzahnung 52 ist. Der Außendurchmesser ist in Fig. 12 mit a bezeichnet. Der Außendurchmesser a kann in diesem Zwischenbereich 60 sogar gleich groß oder kleiner als ein Fußkreisdurchmesser der Verzahnung 52 ausgeführt sein. Es ist denkbar, dass beispielsweise das Verzahnungswerkzeug zum Herstellen der Verzahnung 52 dabei nicht in den Bereich beziehungsweise nicht in die Lücken 56 der Verzahnung 48 eintaucht. In genau diesem Fall ist es von Vorteil, die Zähne 50 und 54 der Verzahnungen 48 und 52 nicht axial fluchten zu lassen, sondern, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, die Verzahnungen 48 und 52 um die Planetendrehachse 32 zueinander zu verdrehen. Diese rotatorische Ausrichtung oder Verdrehung der Verzahnungen 48 und 52 kann zumindest frei gewählt werden, sollte jedoch bei allen Differentialstufenplanetenrädern 46 gleich groß sein, damit eine vorteilhafte Montierbarkeit des Stirnradifferentials 12 dargestellt werden kann. In diesem konkreten Ausführungsfall sollten daher die Verzahnungen 52 und 48 nicht zwingend dieselbe Zähnezahl aufweisen. Als Nachteil daraus kann eine große Breite b3 zwischen den Verzahnungen 48 und 52 resultieren, was jedoch als hinnehmbar eingestuft werden kann. Daraus resultierende Vorteile können sein:
- einteilige beziehungsweise einstückige Ausführung
- einfacher Herstellungsprozess
Es ist denkbar, dass die Zähnezahl in der Verzahnungen 48 und 52 identisch sind, wobei beispielsweise, wie es bei der in Fig. 4 gezeigten, ersten Ausführungsform vorgesehen ist, die Zähne 50 und 54 der beiden Verzahnungen 48 und 52 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 fluchten. Alternativ dazu ist es denkbar, dass, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die Verzahnungen 48 und 52 in Umfangsrichtung des Differentialstufenplanetenrads 46 betrachtet, im Gegensatz zu der zueinander fluchtenden Ausrichtung zueinander verdreht angeordnet sind.
Insbesondere können durch die Getriebevorrichtung 10 die folgenden Vorteile realisiert werden:
- Bei klassischen Kegelraddifferentialen entstehen bei der Drehmomentübertragung hohe axiale Spreizkräfte zwischen den Kegelrädern, die über massive Gehäuse, häufig in Grauguss ausgeführt, aufgefangen werden müssen. Bei der Getriebevorrichtung 10 entstehen im Gehäuse 18 vorteilhafterweise keine signifikanten axialen Kräfte, wobei der Bauraumbedarf in axialer Richtung besonders gering gehalten werden kann, und der Planetenträger 28 kann deutlich leichter als ein Graugussgehäuse eines Kegeldifferentials ausgeführt werden.
- Bei herkömmlichen Lösungen kann ein Nachteil darin bestehen, dass zwischen den beiden Sonnenrädern 14 und 26 ein signifikanter axialer Zwischenraum bestehen muss, in welchen die beiden breiten Planetenräder miteinander kämmen, ohne in diesem Bereich im Verzahnungseingriff mit einer der beiden Sonnen zu stehen. Im Gegensatz dazu kann bei der Getriebevorrichtung 10 der axiale Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, und das Gewicht und die Materialkosten können besonders gering gehalten werden.
- Das zuvor beschriebene Problem kann beispielsweise dadurch gelöst werden, dass zumindest zum Teil Verzahnungen mit extremen Profilverschiebungen verwendet werden, was jedoch nachteilig für die Betriebsfestigkeit und die spezifische Belastbarkeit der betroffenen profilverschobenen Zahnräder sein kann und über eine deutliche Verbreiterung der profilverschobenen Verzahnungen kompensiert werden muss. Ferner wirkt sich die extreme Profilverschiebung nachteilig auf das Abwälzverhalten und damit auf die Geräuschabstrahlung der profilverschobenen Verzahnungen aus. Diese Nachteile und Probleme können bei der Getriebevorrichtung 10 vermieden werden. Es kann somit ein geringerer axialer Bauraumbedarf, ein geringeres Gewicht und geringere Materialkosten realisiert werden. Außerdem kann eine geringere mechanische Anregung (Geräuschabstrahlung) innerhalb der Verzahnung bei einer Relativdrehzahl dargestellt werden.
Bezugszeichenliste
10 Getriebevorrichtung
12 Stirnrad-Differential
14 erstes Sonnenrad
16 zweites Sonnenrad
18 Gehäuse
20 Sonnenraddrehachse
22 erste Seitenwelle
24 zweite Seitenwelle
26 Planetenradsatz
28 Planetenträger
30 erstes Differentialplanetenrad
32 erste Planetendrehachse
34 Bolzen
36 zweites Differentialplanetenrad
38 gestrichelter Pfeil
40 zweite Planetendrehachse
42 Bolzen
44 Koppelplanetenrad
46 Differentialstufenplanetenrad
48 erste Verzahnung
50 erster Zahn
52 zweite Verzahnung
54 zweiter Zahn
56 erste Lücke
58 zweite Lücke
60 Zwischenbereich
62 Planetengetriebe
64 Stufenplanetenrad
66 erstes Planetenrad
68 zweites Planetenrad
70 drittes Sonnenrad
72 Hohlrad
74 gestrichelter Pfeil
76 Pfeil 78 Pfeil 80 Planetenträgerwand 82 Planetenträgerwand 84 Vorsprung 86 Nabe
88 Außenkontur 90 Kragen b1 erste Breite b2 zweite Breite b3 dritte Breite B Bereich
V Versatzwinkel a Außendurchmesser k1 erster Kopfkreisdurchmesser k2 zweiter Kopfkreisdurchmesser
Claims
Patentansprüche Getriebevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stirnraddifferential (12), welches aufweist:
- ein erstes Sonnenrad (14), welches als ein erster Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein erstes Stirnrad ausgebildet ist und einen ersten Wälzkreisdurchmesser aufweist;
- ein koaxial zum dem ersten Sonnenrad (14) angeordnetes, zweites Sonnenrad (16), welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein zweites Stirnrad ausgebildet ist und einen von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, zweiten Wälzkreisdurchmesser aufweist; und
- wenigstens einen Planetenradsatz (26), mittels welchem die Sonnenräder (14, 16) derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenräder (14, 16) gegensinnig drehbar sind, wobei der Planetenradsatz (26) aufweist: o einen Planetenträger (28); o wenigstens ein erstes Differentialplanetenrad (30), welches in das erste Sonnenrad (14) eingreift, einen dritten Wälzkreisdurchmesser aufweist und um eine erste Planetendrehachse (32) relativ zu dem Planetenträger (28) drehbar an dem Planetenträger (28) gehalten ist; o wenigstens ein zweites Differentialplanetenrad (36), welches in das zweites Sonnenrad (16) eingreift und um eine parallel zu der ersten Planetendrehachse (32) verlaufende und von der ersten Planetendrehachse (32) beabstandete, zweite Planetendrehachse (40) relativ zu dem Planetenträger (28) drehbar an dem Planetenträger (28) gehalten ist; und o wenigstens ein koaxial zu dem ersten Differentialplanetenrad (30) angeordnetes, drehfest mit dem ersten Differentialplanetenrad (30) verbundenes und in das zweite Differentialplanetenrad (36) eingreifendes und
dadurch die Differentialplanetenräder (30, 36) miteinander koppelndes Koppelplanetenrad (44), welches einen von dem dritten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, vierten Wälzkreisdurchmesser aufweist und mit dem ersten Differentialplanetenrad (30) ein Differentialstufenplanetenrad (46) bildet, welches um die erste Planetendrehachse (32) relativ zu dem Planetenträger (28) drehbar an dem Planetenträger (28) gehalten ist und das erste Differentialplanetenrad (30) als ersten Stufenplaneten und das Koppelplanetenrad (44) als zweiten Stufenplaneten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Verhältnis zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser und ein zweites Verhältnis zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser gleich sind. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:
- das erste Differentialplanetenrad (30) eine eine erste Zähnezahl und einen ersten Verzahnungsmodul aufweisende, erste Verzahnung (48) aufweist, welche in das erste Sonnenrad (14) eingreift und erste Zähne (50) mit einer jeweiligen, ersten Zahnhöhe aufweist; und
- das Koppelplanetenrad (44) eine eine zweite Zähnezahl und einen zweiten Verzahnungsmodul aufweisende, zweite Verzahnung (52) aufweist, welche in das zweite Differentialplanetenrad (36) eingreift und zweite Zähne (54) mit einer jeweiligen, zweiten Zahnhöhe aufweist. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die erste Zähnezahl und die zweite Zähnezahl gleich sind;
- sich der erste Verzahnungsmodul und der zweite Verzahnungsmodul voneinander unterscheiden; und
- sich die jeweilige, erste Zahnhöhe und die jeweilige, zweite Zahnhöhe voneinander unterscheiden. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Verzahnung (48) und die zweite Verzahnung (52) derart rotatorisch zueinander orientiert sind, dass eine jeweilige Lücke (56) der ersten Verzahnung (48) des ersten Differentialplanetenrads (30) mit einer jeweiligen Lücke (58) der zweiten Verzahnung (52) des Koppelplaneten (44) fluchtet. Getriebevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenplaneten einstückig miteinander ausgebildet sind. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung des jeweiligen Stufenplaneten zwischen dem ersten Stufenplaneten mit einer ersten Breite (b1) und dem zweiten Stufenplaneten mit einer zweiten Breite (B2) ein Übergangsbereich (60) mit einer dritten Breite (b3) vorgesehen ist, wobei eine radiale Außenkontur (88) des Differentialstufenplanetenrads (46) im Übergangsbereich (60) einen ersten Kopfkreisdurchmesser (k1) der zweiten Verzahnung (52) nicht unterschreitet, sondern von dem ersten Kopfkreisdurchmesser (k1) auf einen zweiten Kopfkreisdurchmesser (k2) der ersten Verzahnung (48) ansteigt. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Breite (b3) des Übergangsbereiches (60) kleiner als die erste Breite (b1) des ersten Stufenplaneten und kleiner als die zweite Breite (b2) des zweiten Stufenplaneten ist. Getriebevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Differentialplanetenrad (30) und das Koppelplanetenrad (44) separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind, wobei derjenige der ersten und zweiten Stufenplaneten, dessen Wälzkreisdurchmesser kleiner als der Wälzkreisdurchmesser des anderen der ersten und zweiten Stufenplaneten ist, einen Vorsprung (84) aufweist, auf welchem der andere Stufenplanet befestigt ist. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stufenplaneten in axialer Richtung des jeweiligen Stufenplanets direkt aneinander angrenzen. Getriebevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- das erste Sonnenrad (14) eine eine dritte Zähnezahl und einen dritten Verzahnungsmodul aufweisende, dritte Verzahnung aufweist, welche in das erste Differentialplanetenrad (30) eingreift und dritte Zähne mit einer jeweiligen, dritten Zahnhöhe aufweist;
- das zweite Sonnenrad (16) eine eine vierte Zähnezahl und einen vierten Verzahnungsmodul aufweisende, vierte Verzahnung aufweist, welche in das zweite Differentialplanetenrad (36) eingreift und vierte Zähne mit einer jeweiligen, vierten Zahnhöhe aufweist;
- sich die dritte Zähnezahl und die vierte Zähnezahl voneinander unterscheiden;
- der dritte Verzahnungsmodul und der vierte Verzahnungsmodul gleich sind; und
- die jeweilige, dritte Zahnhöhe und die jeweilige, vierte Zahnhöhe gleich sind. Getriebevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verzahnungen des Stirnraddifferentials (12) geradverzahnt sind. Getriebevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die Getriebevorrichtung (10) ein Planetengetriebe (62) aufweist, welches aufweist: o wenigstens ein zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad (46) vorgesehenes und drehbar an dem Planetenträger (28) gehaltenes Stufenplanetenrad (64), welches ein erstes Planetenrad (66) als dritten Stufenplaneten und drehfest mit dem dritten Stufenplaneten verbundenes, zweites Planetenrad (68) als vierten Stufenplaneten aufweist, o ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad (14) und zusätzlich zu dem zweiten Sonnenrad (16) vorgesehenes, drittes Sonnenrad (70) als Antriebssonnenrad, mit welchem eines der Planetenräder (66, 68) in Eingriff steht; und
o ein mit einem Gehäuse (18) der Getriebevorrichtung (10) drehtest verbundenes oder verbindbares Hohlrad (72), mit welchem das andere Planetenrad (68, 66) des Stufenplanetenrads (64) in Eingriff steht. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Differentialplanetenrad (36) in eine in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads (36) verlaufende Richtung (76) an das Hohlrad (72), an das eine Planetenrad (66) und an das andere Planetenrad (68) des Planetengetriebes (62) anschließt, dessen Hohlrad (72) und das andere Planetenrad (68) sich in die Richtung (76) an das eine Planetenrad (66) des Planetengetriebes (62) anschließen, wodurch das Hohlrad (72) und das andere Planetenrad (68) in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads (36) betrachtet zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad (36) des Stirnraddifferentials (12) und dem einen Planetenrad (66) des Planetengetriebes (62) angeordnet sind. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads (14) größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads (16) ist, welches sich in eine in axialer Richtung des ersten Sonnenrads (14) und des zweiten Sonnenrads (16) verlaufende Anordnungsrichtung (78) an das erste Sonnenrad (14) anschließt, welches sich in die Anordnungsrichtung (78) an das dritte Sonnenrad (70) anschließt, wodurch das erste Sonnenrad (14) in axialer Richtung des ersten Sonnenrads (14) und des zweiten Sonnenrads (16) betrachtet zwischen dem zweiten Sonnenrad (16) und dem dritten Sonnenrad (70) angeordnet ist.
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