DE102007034063B4

DE102007034063B4 - Getriebe variabler Übersetzung mit wenigstens einem Planetentrieb

Info

Publication number: DE102007034063B4
Application number: DE102007034063.1A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Michael Bogner; Frank Rettig
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2027-07-21
Also published as: DE102007034063A1

Abstract

Getriebe (1) mit wenigstens einem Planetentrieb (2, 3, 35), der versehen ist mit:- einem Gehäuse (7),- zumindest einem Leistungseingangselement (8), das relativ zu dem Gehäuse (7) um eine Drehachse (10) drehbar ist,- wenigstens einem Planetenträger (9, 27, 38, 46),- mindestens zwei Planetenzahnrädern (11, 12, 28, 29, 41, 42) mit Außenverzahnung (17, 18), die zur Drehachse (10) radial beabstandet sind,- wenigstens einem Planetenbolzen (13, 45), der wenigstens eines der Planetenzahnräder (11, 12, 28, 29, 41, 42) aufnimmt und der wenigstens mit einem Ende mit radialem Abstand zur Drehachse (10) an dem Planetenträger (9, 27, 38, 46) gehalten ist,- mindestens einem Sonnenzahnrad (15, 16, 24, 25, 43, 44) mit Außenverzahnung , das mit zumindest einem der Planetenzahnräder (11, 12, 28, 29, 41, 42) kämmt,- einem Verzahnungspaar aus zwei mit der Drehachse (10) gleich gerichtet benachbarten und drehfest miteinander gekoppelten Verzahnungen (17, 18, 39, 40),- zumindest einem Paar kämmender Zahnräder (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29, 41, 42, 43, 44) mit variabler Übersetzung zwischen den kämmenden Zahnrädern (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29, 41, 42, 43, 44),gekennzeichnet durch zwei der Planetentriebe (2, 3), die miteinander gekoppelt sind, wobei ein erster Planetentrieb (2) das Leistungseingangselement (8) und ein zweiter Planetentrieb (3) ein Leistungsausgangselement (26) für am Leistungseingangselement (8) eingebrachte Leistungen aufweist, wobei das Leistungsausgangselement (26) relativ zu dem Gehäuse (7) um die Drehachse (10) drehbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit wenigstens einem Planetentrieb. Dieser ist versehen mit:

- einem Gehäuse,
- zumindest einem Leistungseingangselement, das relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar ist,
- wenigstens einem Planetenträger,
- mindestens zwei Planetenzahnrädern mit Außenverzahnung, die zur Drehachse radial beabstandet sind,
- wenigstens einem Planetenbolzen, der wenigstens eines der Planetenzahnräder aufnimmt und der wenigstens mit einem Ende mit radialem Abstand zur Drehachse an dem Planetenträger gehalten ist,
- mindestens einem Sonnenzahnrad mit Außenverzahnung, das mit zumindest einem der Planetenzahnräder kämmt,
- einem Verzahnungspaar aus zwei mit der Drehachse gleich gerichtet benachbarten und drehfest miteinander gekoppelten Verzahnungen,
- zumindest einem Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung zwischen den kämmenden Zahnrädern.

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft sogenannte IVT = Infinite Variable Transmission mit wenigstens einem Planetentrieb. Der Planetentrieb weist zumindest einen Satz paralleler Wellen auf, auf denen Paare miteinander kämmender Nockenzahnräder sitzen. Die Anzahl der Wellen ist durch den Aufbau des Getriebes definiert und beträgt mindestens zwei kann aber auch drei, vier oder mehr sein.
Die Flanken zweier im Eingriff befindlichen Zahnräder berühren sich immer an einem Berührpunkt mit Wälzkontakt. Beim klassischen Zahnrad liegen alle diese Berührpunkte eines Zahnrads auf einem gemeinsamen Kreis, der durch einen von der Drehachse des Zahnrads abgehenden und für alle Berührpunkte gemeinsamen Umlaufradius (Wälzkreisradius) beschrieben ist. Dieser Kreis ist der Wälzkreis. In einer Paarung mit klassischen Zahnrädern hat jedes Zahnrad einen konstanten Wälzkreisradius. Ein Paar dieser Zahnräder kämmt mit konstanter Übersetzung.
Der Wälzkreis kann auch als Berührkurve bezeichnet werden, welche die Berührungspunkte eines Zahnrades umfangsseitig untereinander verbindet. Diese Bezeichnung „Berührkurve“ ist insbesondere für Nockenzahnräder sinnvoll da diese nicht durch einen sondern mehrere Wälzkreisradien beschrieben ist.
Nockenzahnräder sind Zahnräder, bei denen die Berührpunkte der zueinander benachbarten Zähne zumindest abschnittsweise nicht mit dem gleichen Umlaufradius zur Drehachse beabstandet sind und die somit, wie schon erwähnt, nicht einen kreisrunden Wälzkreis aufweisen. Bei derartigen Zahnrädern können die Abstände der Berührpunkte einander benachbarter Zahnräder zur Drehachse des Zahnrades voneinander abweichen. Der Berührpunkt des einen Zahnes liegt beispielsweise näher an der Drehachse als der Berührpunkt des benachbarten Zahnes. Werden die Berührpunkte von Nockenzahnrädern umfangsseitig mit einer Linie verbunden, beschreiben diese eine umfangsseitige Berührkurve, die von der Kreisform abweicht. Diese Gattung der Zahnräder wird von der Fachwelt auch als „nicht-kreisförmige“ Zahnräder bezeichnet.
Zwei miteinander kämmende Zahnräder, von denen wenigstens eines ein Nockenzahnrad ist, wird als Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung bezeichnet. Ein Paar kontinuierlich rotierender Stirnräder mit variablen Übersetzungsverhältnis hat zyklisch variable Berührkreisradien. In derartigen Paarungen kann ein Zahnrad mehr Zähne als das andere Zahnrad aufweisen.
Die Berührkurve von Nockenzahnrädern weist zumindest segmentweise beispielsweise konvexe d.h. von der Drehachse des Nockenzahnrads aus betrachtet nach außen gewölbte Verläufe auf. Alternativ sind die Verläufe konkav, d.h. in Richtung der Drehachse eingewölbt.
Die Nockenform ist durch Nockenspitzen und Nockenflanken beschrieben. Unter Nockenspitze ist der Umkehrpunkt der Nockenkontur der Berührkurve zu verstehen, dem sich zu beiden Seiten hin kürzere Abstände der Berührungskurve zur Drehachse anschließen. Der klassische Nocken weist vier Umkehrpunkte auf. Zwei dieser Umkehrpunkte liegen sich jeweils an einer Geraden gegenüber. Beim symmetrischen Nocken schneiden sich die geraden rechtwinklig. In der Regel ist dann ausgehend von dem Schnittpunkt dieser Geraden der Abstand zu einem Umkehrpunkt größer als der Abstand des gegenüberliegenden Umkehrpunktes auf derselben geraden zum Schnittpunkt. Außerdem sind dann die Abstände der Umkehrpunkte auf der dazu senkrechten Geraden zueinander gleich. Der Schnittpunkt der Geraden liegt häufig nicht auf der Drehachse des Zahnrades. An elliptisch ausgebildeten Zahnrädern schneiden sich die Geraden auf der Drehachse des Zahnrades.
In der elliptischen Form der Berührkurve sind die Abstände zur Drehachse der sich auf einer Geraden einander gegenüberliegenden Nockenspitzen gleich, da die spiegelbildlichen Hälften der Ellipse zueinander gleiche Abmessungen aufweisen. In die eine Richtung sind die Abstände jedoch größer (der Umkehrpunkte auf der langen Achse der Ellipse) und in die andere senkrechter Richtung kleiner (der Umkehrpunkte auf der kurzen Achse der Ellipse).
Unter Nockenflanken sind die Abschnitte der Berührkurve zu verstehen, die zwischen den Nockenspitzen (also zwischen den Umkehrpunkten) verlaufen. Die Abstände zur Drehachse, die die Berührkurve der Nockenflanken beschreiben, sind kleiner als der Abstand des Umkehrpunkts zur Drehachse.
Die Berührkurve der betrachteten Gattung von Zahnrädern kann auch unsymmetrisch sein. So kann die Berührkurve eines Nockenzahnrads auch abwechselnd konkave und konvexe Verläufe oder unsymmetrische Zuordnung von Nockenspitzen und/oder eine ungerade Anzahl an Nockenspitzen aufweisen. Die Nockenspitzen müssen sich auch nicht auf einer Linie gegenüberliegen, die durch die Drehachse geht. Es ist auch möglich, dass sich die von dem Umkehrpunkt der Nockenspitzen ausgehenden Linien zur Drehachse auf der Drehachse des Zahnrades schneiden. Denkbar ist auch das der Nocken nur eine Nockenspitze aufweist. In diesem Fall kann der der Nockenspitze gegenüberliegende Verlauf der Berührkurve beispielsweise durch einen Wälzkreisradius beschrieben sein.
Am laufenden Mechanismus können je nach Verlauf der Berührkurven der miteinander kämmenden Nockenzahnräder intermittierende Drehbewegungen aus periodischen Stillständen (stationäre Periode) und aus periodischen Umlaufen/Schwenkbewegungen und gegebenenfalls aus Drehrichtungsumkehrungen wenigstens einer angetriebenen Welle erzeugt werden. Der Vorteil von derartigen Anordnungen besteht darin, dass beginnend mit der stationären Periode auch bei geringen Drehzahlen hohe Drehmomente übertragbar sind und beispielsweise die Abtriebswelle trotz drehender Antriebswelle mit geringen Verlusten angehalten werden kann. Alternativ dazu können mit derartigen Mechanismen Antriebe mit pulsierenden Momentenverläufen und/oder mit wechselnden Winkelgeschwindigkeiten gestaltet werden. Unter der Winkelgeschwindigkeit (auch Rotationsgeschwindigkeit genannt) ist die zeitliche Änderung des Drehwinkels bei einer Kreisbewegung (Rotation), also die Ableitung des Winkels nach der Zeit. Anders gesagt, die Winkelgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich etwas dreht. Sie ist im Unterschied zur Bahngeschwindigkeit unabhängig vom Radius.
US 4 788 891 A beschreibt Planetengetriebe mit einer als Planetenträger ausgebildeten Eingangswelle (Antrieb), mit einem Gehäuse, mit einem Planetenbolzen, mit einer Planeteneinheit alternativ zwei Planeteneinheiten, einem stationären Zahnrad und mit einer Ausgangswelle (Abtrieb). Die Eingangswelle ist drehbar im Gehäuse angeordnet. Der Planetenträger ist mit der Eingangswelle verbunden. Die Ausgangswelle (Abtrieb) ist auch in dem Gehäuse gelagert. Der Planetenbolzen ist am Planetenträger fest. Die Planeteneinheit ist durch zwei Planetenzahnräder gebildet, die starr miteinander verbunden sind und drehbar auf dem Planetenbolzen sitzen. Das erste Planetenzahnrad kämmt mit dem am Gehäuse festen stationären Zahnrad, dass in diesem Fall als erste Sonne bezeichnet ist. Das zweite Planetenzahnrad greift an einem zweiten Sonnenzahnrad an. Das zweite Sonnenzahnrad ist fest mit der Abtriebswelle verbunden.
Entweder das erste Planetenzahnrad und das erste Sonnenzahnrad oder das zweite Planetenzahnrad und das zweite Sonnenzahnrad sind jeweils Zahnräder mit nicht kreisförmigen Berührkurven. Alternativ dazu sind beide Paarungen durch Zahnräder mit nicht-kreisförmigen Berührkurven beschrieben.
US 4 788 891 A beschreibt ein weiteres Planetengetriebe, mit einem Planetenträger drehfest auf der Eingangswelle (Antrieb). Der Planetenträger trägt auf einem Planetenbolzen die Planeteneinheit. Alternativ dazu weist das Planetengetriebe zwei der Planeteneinheiten auf. Das stationäre Zahnrad ist in diesem Fall ein Hohlrad und ist gehäusedrehfest. Das erste Planetenzahnrad kämmt mit diesem ersten Hohlrad. Das zweite Planetenzahnrad ist wiederum starr mit dem ersten Planetenzahnrad verbunden und kämmt mit einem zweiten Hohlrad. Das zweite Hohlrad ist mit der Ausgangswelle (Abtrieb) drehfest verbunden. Entweder das erste Planetenzahnrad und das erste Hohlrad oder das zweite Planetenzahnrad und das zweite Hohlrad sind jeweils Zahnräder mit nicht kreisförmigen Berührkurven. Alternativ dazu sind beide Paarungen durch Zahnräder mit nicht-kreisförmigen Berührkurven beschrieben.
US 4 788 891 A beschreibt weiterhin ein Planetengetriebe, mit einem Planeten Träger drehfest auf der Eingangswelle (Antrieb). Der Planetenträger trägt auf einem Planetenbolzen in die Planeteneinheit. Alternativ dazu weist das Planetengetriebe zwei der Planeteneinheiten auf. Das stationäre Zahnrad ist in diesem Fall ein Sonnenzahnrad und ist gehäusedrehfest. Das zweite Planetenzahnrad ist wiederum starr mit dem ersten Planetenzahnrad verbunden und kämmt mit einem Hohlrad. Das Hohlrad ist mit der Ausgangswelle (Abtrieb) drehfest verbunden. Entweder das erste Planetenzahnrad und das Sonnenzahnrad oder das zweite Planetenzahnrad und das Hohlrad sind jeweils Zahnräder mit nicht kreisförmigen Berührkurven. Alternativ dazu sind beide Paarungen durch Zahnräder mit nicht-kreisförmigen Berührkurven beschrieben.
Die EP 1 018 610 A2 zeigt ein Umlaufrädergetriebe mit von einer Kreisform abweichenden Zahnrädern.
Die US 4 954 123 A zeigt ein Planetengetriebe in einem Gehäuse, das mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle versehen ist.
Die DE 196 01 300 A1 zeigt eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine mit einem periodisch variierenden Übersetzungsverhältnis, das durch miteinander im Zahneingriff stehende unrunde Zahnräder bewirkt wird.
Die AT 128 428 B zeigt ein Wechselgetriebe mit Planetenrädern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Getriebe zu schaffen, mit dem der zuvor genannte Nachteil vermieden wird.
Die Erfindung ist ein Getriebe mit wenigstens einem Planetentrieb. Der Planetentrieb ist vorzugsweise ein Stirnradgetriebe. Der Planetentrieb ist mit einem Gehäuse versehen
Der Planetentrieb ist ferner mit zumindest einem Leistungseingangselement versehen, das relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar ist, wobei das Leistungseingangselement in der Regel eine Antriebswelle ist. Die Drehachse ist die Symmetrie bzw. Rotationsachse des Planetentriebs.
Der Planetentrieb ist ferner mit wenigstens einem Planetenträger versehen, der entweder drehbar an dem Gehäuse gelagert, drehbar auf/an der Antriebswelle gelagert oder drehbar auf/an der Abtriebswelle gelagert ist. Alternativ dazu ist der Planetenträger entweder auf der Antriebswelle oder auf der Abtriebswelle fest und mit dieser drehbar.
Der Planetentrieb ist ferner mit mindestens zwei Planetenzahnrädern mit Außenverzahnung versehen, die zur Drehachse radial beabstandet sind und mit wenigstens einem Planetenbolzen, der wenigstens eines der Planetenzahnräder aufnimmt und der wenigstens mit einem Ende mit radialem Abstand zur Drehachse an dem Planetenträger gehalten ist. An dem Planetenträger sitzen in der Regel fest oder drehbar an diesem gelagert mindestens zwei oder mehr der Planetenbolzen. Die Planetenzahnräder sitzen entweder fest auf dem Bolzen, wobei dann die Planetenbolzen drehbar im Träger gelagert sind, oder die Planetenzahnräder sind drehbar auf dem Planetenbolzen gelagert, wobei dann der Planetenbolzen am Planetenträger fest ist.
mit mindestens einem Sonnenzahnrad mit Außenverzahnung, das mit zumindest einem der Planetenzahnräder kämmt; Das Sonnenzahnrad ist entweder drehbar an/zu dem Gehäuse gelagert oder ist drehbar im Planetenträger abgestützt.
Der Planetentrieb ist mit mindestens einem Verzahnungspaar versehen, das aus zwei mit der Drehachse gleich gerichtet benachbarten und drehfest miteinander gekoppelten Verzahnungen gebildet ist. Alternativ dazu sind die Verzahnungen nicht miteinander gekoppelt sondern axial zueinander benachbart an einem einteiligen Getriebeelement ausgebildet. Die Verzahnungen, aus denen das Verzahnungspaar gebildet ist, sind Außenverzahnungen - beispielsweise von zwei axial miteinander verbundener Planetenzahnräder, die ein Zahnrad mit zwei axial benachbarten Verzahnungen bilden. Die Verzahnungen, aus denen das Verzahnungspaar gebildet ist, sind alternativ Innenverzahnungen z.B. axial zueinander benachbarte Innenverzahnungen an einem gemeinsamen Hohlrad.
Der Planetentrieb weist weiter zumindest ein Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung zwischen den kämmenden Zahnrädern auf. Details und Varianten davon werden nachfolgend beschrieben. Wird ein Planetengetriebe mit nicht-kreisrunden Zahnrädern ausgeführt, so kann, wie anfangs schon beschrieben, ein periodisch schwankendes Übersetzungsverhältnis eingestellt werden. Die Phasenlage des schwankenden Übersetzungsverhältnisses lässt sich über die Stellung eines Elements des Planetentriebs, insbesondere über die Regelung von unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten der Planetenträger beider Planetentriebe zueinander einstellen.
Die Amplitude des Übersetzungsverhältnisses hängt von der Kontur der der im Eingriff stehenden nicht kreisrunden Zahnräder ab. Derartige Getriebe sind in der Kraftfahrzeugtechnik, in der Landtechnik, bei Werkzeugen und in der Industrie vielfältig einsetzbar.
Diese Getriebe sind zum Beispiel geeignet, um Drehungleichförmigkeiten (beispielsweise eines Verbrennungsmotors) zu glätten, um bewusst periodische Stillstände (stationäre Perioden) eines mechanischen Systems ohne die Trennung vom Antrieb oder ohne das Abbremsen des Antriebs zu erreichen oder um bewusst Drehungleichförmigkeiten beispielsweise in der Messtechnik zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Getriebe weist zum Beispiel zwei der zuvor beschriebenen Planetentriebe auf, die miteinander gekoppelt sind. Ein erster Planetentrieb weist das Leistungseingangselement und ein zweiter Planetentrieb ein Leistungsausgangselement für am Leistungseingangselement des ersten Planetentriebs eingebrachte Leistungen auf. Das Leistungsausgangselement ist relativ zu dem Gehäuse um die Drehachse drehbar.
Das Leistungseingangselement ist beispielsweise der Planetenträger des ersten Planetentriebs. Denkbar sind auch Anwendungen, in denen ein Sonnenzahnrad oder das Hohlzahnrad Leistungseingangselement sind.
Eine weitere Erfindung ist mit einem unabhängigen Anspruch beansprucht. Das Verzahnungspaar ist durch eine erste Innenverzahnung eines Hohlzahnrades und eine benachbarte zweite Innenverzahnung eines Hohlzahnrades gebildet. Jede der Innenverzahnungen kämmt mit mindestens einem Planetenrad. Die erste und die zweite Innenverzahnung sind an einem gemeinsamen Hohlzahnrad oder sind an zueinander separaten Hohlrädern ausgebildet. Das oder die Paare von kämmenden Zahnräder mit variabler Übersetzung sind durch das Hohlzahnrad und das Planetenrad und/oder durch das Planetenzahnrad und das Sonnenzahnrad gebildet. Alternativ dazu sind auch mehrere der Paare in einem Planetentrieb angeordnet.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und Ausführungsbeispiele sind im nachfolgenden Kapitel näher beschrieben.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

1 zeigt die schematische Darstellung eines Getriebes 1 mit zwei Planetentrieben 2 und 3 sowie mit einem Stellglied 4 und zwei Freilaufkupplungen 5 und 6. Das Getriebe 1 Ist mit einem Gehäuse 7 versehen und weist einen Leistungseingangselement 8, das relativ zu dem Gehäuse 7 um eine Drehachse 10 drehbar gelagert ist, auf.

Unter Gehäuse sind im Sinne der Erfindung alle voneinander abhängigen oder unabhängigen mehr- und/oder einteiligen Stützkonstruktionen zu verstehen, die geeignet sind Getriebeelemente zu tragen und an denen die genannten Getriebeelemente auch drehbar gelagert werden können.
Das Leistungseingangselement 8 (ist mit dem Doppelpfeil auf der Drehachse 10 in Richtung Getriebe 1 symbolisiert) ist in diesem Fall ein erster Planetenträger 9, der mit einer Antriebswelle 14 verbunden ist.
Der erste Planetentrieb 2 weist mindestens zwei Planetenzahnräder 11 und 12 mit Außenverzahnung 17 und 18 auf, die zur Drehachse 10 radial beabstandet sind. Der erste Planetentrieb 2 weist weiterhin zwei Sonnenzahnräder 15 und 16 auf. Das erste Sonnenzahnrad 15 ist relativ zum Gehäuse 7 oder am Gehäuse 7 drehfest gehalten. Mit dem ersten Sonnenzahnrad 15 kämmt das Planetenzahnrad 11. Das zweite Sonnenzahnrad 16 ist relativ zu dem Gehäuse 7 drehbar gelagert und kämmt mit dem Planetenzahnrad 12.
Der zweite Planetentrieb 3 weist mindestens 2 Planetenzahnräder 28 und 29 mit Außenverzahnung 17 und 18 auf, die zur Drehachse 10 radial beabstandet sind. Der zweite Planetentrieb 3 weist weiterhin 2 Sonnenzahnräder 24 und 25 auf. Das erste Sonnenzahnrad 16 ist drehstarr mit dem Sonnenzahnrad 24 verbunden. Mit dem ersten Sonnenzahnrad 24 kämmt das erste Planetenzahnrad 28 des zweiten Planetentriebs 3. Das zweite Sonnenzahnrad 25 ist relativ zu dem Gehäuse 7 drehbar gelagert und kämmt mit dem Planetenzahnrad 29.
Der erste Planetentrieb 2 und der zweite Planetentrieb 3 sind miteinander zum einen über das Stellglied 4 und zum anderen über die Sonnenzahnräder 16 und 24 miteinander gekoppelt. Der zweite Planetentrieb 3 weist ein Leistungsausgangselement 26 in Form eines Sonnenzahnrades 25 für die am Leistungseingangselement 8 über die Antriebswelle 14 in das Getriebe 1 eingebrachten Leistungen und/oder Drehzahlen auf. Das Leistungsausgangselement 26 ist relativ zu dem Gehäuse 7 um die Drehachse 10 drehbar gelagert. Das Stellglied 4 ist beispielsweise ein Differenzial und koppelt getrieblich übersetzungsabhängig den ersten Planetenträger 9 mit dem zweiten Planetenträger 27 des zweiten Planetentriebs 3.
Die Planetenzahnräder 11 und 12 zusammen beziehungsweise 28 und 29 zusammen sitzen drehbar auf einem Planetenbolzen 13 des ersten Planetentriebs 2 beziehungsweise auf einem Planetenbolzen 13 des zweiten Planetentriebs 3. Die Planetenzahnräder 11 und 12 beziehungsweise 28 und 29 sind durch einen beispielsweise zylindrischen Abschnitt 30 axial miteinander zu einem Doppelzahnrad verbunden. Denkbar ist auch, dass die Verzahnungen 17 und 18 unmittelbar nebeneinander an einem Stück ausgebildet sind. Die Die Planetenzahnräder 11 und 12 beziehungsweise 28 und 29 bilden somit ein Verzahnungspaar aus zwei mit der Drehachse 10 gleich gerichtet benachbarten und drehfest miteinander gekoppelten Verzahnungen 17 und 18.
Aus 2 geht hervor, dass die Planetenzahnräder 11 und 12 beziehungsweise 28 und 29 jeweils einen von der kreisrunden Form abweichenden elliptisch ausgebildeten Berührkreis 19 beziehungsweise 20 aufweisen. Außerdem sind die Nockenspitzen der Planetenzahnräder 11, 28 und 12, 29 so zueinander in Umfangsrichtung versetzt, dass in die langen Achsen 21 und 22 der Ellipsen im rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind.
3 - Das Planetenzahnrad 11 und das Sonnenzahnrad 15, das Planetenzahnrad 12 und das Sonnenzahnrad 16, das Planetenzahnrad 28 und das Sonnenzahnrad 24 sowie das Planetenzahnrad 29 und das Sonnenzahnrad 26 bilden aufgrund ihrer nicht - kreisrunden Form jeweils ein Paar mit Außenverzahnungen kämmender Nockenzahnräder mit variabler Übersetzung. In dem Planetentrieb zwei sind jeweils zwei dieser Paarungen vorgesehen, wie aus 3 hervorgeht - d.h. jeder der Planetentriebe 2 oder 3 weist mindestens zwei der Doppelzahnräder 11, 12 an dem erstem Planetenträger 9 und 2 der Doppelzahnräder 28, 29 an dem zweiten Planetenträger 27 auf.
3 zeigt einen Querschnitt durch den Planetentrieb 2 entlang der Linie II - II nach 1 in einem beliebigen nicht näher beschriebenen Betriebszustand, bei dem die durch die Zahnräder 12 und 16 teilweise verdeckten Zahnräder 11 und 15 an den elliptischen Berührkreisen 19 und 20 miteinander kämmen. Dabei steht das Sonnenrad 15 zugleich im Zahneingriff mit zwei sich an der Drehachse 10 einander gegenüberliegenden Planetenrädern 11 und das Sonnenzahnrad 16 zugleich im Eingriff mit sich zwei an der Drehachse 10 gegenüberliegenden Planetenzahnrädern 12. Dargestellt ist der Zustand, in dem die lange Achse 21 des Berührkreises 19 vom Zahnrad 15 auf die kurzen Achsen 23 des Berührkreises 20 der Zahnräder 11 trifft. Weiterhin trifft in diesem Augenblick die lange Achse 21 des Berührkreises 19 Form jeweiligen im Bildvordergrund dargestellten Zahnrad 12 auf die kurze Achse 23 des Berührkreises 20 vom im Vordergrund der Darstellung liegenden Zahnrad 16.
Das Sonnenrad 25 ist als Leistungsausgangselement 26 fest mit einer Zwischenabtriebswelle 31 verbunden und mittels einer Freilaufkupplung 32 in nur eine Drehrichtung um die Drehachse 10 drehfest mit einer Abtriebswelle 33 gekoppelt. Wobei die Zwischenabtriebswelle 32 relativ zu dem Gehäuse 7 um die Drehachse 10 drehbar an dem Gehäuse 7 gelagert ist. Die Abtriebswelle 33 ist mittels einer weiteren Freilaufkupplung 34 gegenüber dem Gehäuse 7 in eine Drehrichtung um die Drehachse 10 gesperrt. Die Freilaufkupplungen 32 beziehungsweise 34 sind wahlweise hinsichtlich der der gesperrten Drehrichtung umschaltbar.
Die 4 und 5 zeigen einen Planetentrieb 35. 4 zeigt eine Frontalansicht des Planetentriebs 35 oder alternativ den Querschnitt entlang der Linie IV -IV nach 5. 5 zeigt das Getriebeschema des Planetentriebs 35.
Der Planetentrieb 35 kann über das Sonnenzahnrad 36 oder über das Hohlzahnrad 37 bzw. und/oder den Planetenträger 38 mit einem weiteren nicht dargestellten Planetentrieb gekoppelt sein. In dem Planetentrieb 35 ist das Verzahnungspaar durch eine erste Innenverzahnung 39 und eine benachbarte zweite Innenverzahnung 40 an dem einteilig ausgebildeten Hohlzahnrad 37 gebildet. Jede der Innenverzahnungen 39 und 40 kämmt mit jeweils zwei oder mehr Planetenzahnrädern 41 beziehungsweise 42. Die Planetenzahnräder 41 und 42 sitzen an Planetenbolzen 45. Die Planetenbolzen 45 sind jeweils drehbar in dem Planetenträger 38 oder in dem Planetenträger 46 gelagert.
Die Planetenzahnräder 42 stehen mit der Innenverzahnung 40 und noch mit dem zweiten Sonnenzahnrad 44 im Zahneingriff. Das Sonnenzahnrad 44 sitzt fest auf einer Antriebswelle 47. Die Antriebswelle 47 ist beispielsweise der Leistungseingang des Planetentriebs 35 und ist zum Beispiel getriebeortsfest drehbar gelagert. Die Planetenzahnräder 41 stehen mit der Innenverzahnung 39 und noch mit dem ersten Sonnenzahnrad 43 im Zahneingriff. Das erste Sonnenzahnrad 43 ist drehstarr mit dem Sonnenzahnrad 36 verbunden. Das Sonnenzahnrad 36 kann alternativ auch ein beliebiges Antriebszahnrad sein.
Die Winkelgeschwindigkeiten der Planetenträger 38 und 46 können mittels eines Stellgliedes 48 oder mittels der Stellglieder 48 geregelt und gegeneinander verstellt werden. Das Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung ist durch das Hohlzahnrad 37 und das Planetenzahnrad 41 bzw. 42 und gleichzeitig durch jeweils eines der Planetenzahnräder 41 beziehungsweise 42 und durch eines der Sonnenzahnräder 43 beziehungsweise 44 gebildet. Die Planetenzahnräder 41 und 42 weisen dabei einen elliptischen Berührkreis auf. Das jeweilige Sonnenzahnrad 43 beziehungsweise 44 ist ein außenverzahntes Nockenzahnrad mit zwei Nockenspitzen 49 und zwei parallelen Nockenflanken 50. Die parallelen Nockenflanken 50 sind durch halbkreisförmige Abschnitte des jeweiligen Sonnenzahnrades 43 beziehungsweise 44 verbunden.
Die Innenverzahnungen 39 und 40 sind identisch und weisen eine Berührkurve auf, die aus sechs gerade verlaufenden Bereichen 51 gebildet sind, von denen sich jeweils zwei an der Drehachse 10 einander parallel gegenüberliegen und die wie bei einem Sechseck an sechs Ecken 52 ineinander übergehen. Die Zahngeometrien der Ecken 52 sind der Geometrie der Außenverzahnung des jeweiligen Planetenzahnrads 41 und 42 angepasst verrundet.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: erster Planetentrieb
3: zweiter Planetentrieb
4: Stellglied
5: erste Freilaufkupplung
6: erste Freilaufkupplung
7: Gehäuse
8: Leistungseingangselement
9: erster Planetenträger
10: Drehachse
11: Planetenzahnrad
12: Planetenzahnrad
13: Planetenbolzen
14: Antriebswelle
15: Sonnenzahnrad
16: Sonnenzahnrad
17: Außenverzahnung
18: Außenverzahnung
19: Berührkreis
20: Berührkreis
21: lange Achse einer Ellipse
22: lange Achse einer Ellipse
23: kurze Achse einer Ellipse
24: Sonnenzahnrad
25: Sonnenzahnrad
26: Leistungsausgangselement
27: zweiter Planetenträger
28: Planetenzahnrad
29: Planetenzahnrad
30: zylindrischer Abschnitt
31: Zwischenabtriebswelle
32: Freilaufkupplung
33: Abtriebswelle
34: Freilaufkupplung
35: Planetentrieb
36: Sonnenzahnrad
37: Hohlzahnrad
38: Planetenträger
39: Innenverzahnung
40: Innenverzahnung
41: Planetenzahnrad
42: Planetenzahnrad
43: erstes Sonnenzahnrad
44: zweites Sonnenzahnrad
45: Planetenbolzen
46: Planetenträger
47: Antriebswelle
48: Stellglied
49: Nockenspitze
50: Nockenflanke
51: Bereich
52: Ecke

Claims

Getriebe (1) mit wenigstens einem Planetentrieb (2, 3, 35), der versehen ist mit: - einem Gehäuse (7), - zumindest einem Leistungseingangselement (8), das relativ zu dem Gehäuse (7) um eine Drehachse (10) drehbar ist, - wenigstens einem Planetenträger (9, 27, 38, 46), - mindestens zwei Planetenzahnrädern (11, 12, 28, 29, 41, 42) mit Außenverzahnung (17, 18), die zur Drehachse (10) radial beabstandet sind, - wenigstens einem Planetenbolzen (13, 45), der wenigstens eines der Planetenzahnräder (11, 12, 28, 29, 41, 42) aufnimmt und der wenigstens mit einem Ende mit radialem Abstand zur Drehachse (10) an dem Planetenträger (9, 27, 38, 46) gehalten ist, - mindestens einem Sonnenzahnrad (15, 16, 24, 25, 43, 44) mit Außenverzahnung , das mit zumindest einem der Planetenzahnräder (11, 12, 28, 29, 41, 42) kämmt, - einem Verzahnungspaar aus zwei mit der Drehachse (10) gleich gerichtet benachbarten und drehfest miteinander gekoppelten Verzahnungen (17, 18, 39, 40), - zumindest einem Paar kämmender Zahnräder (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29, 41, 42, 43, 44) mit variabler Übersetzung zwischen den kämmenden Zahnrädern (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29, 41, 42, 43, 44), gekennzeichnet durch zwei der Planetentriebe (2, 3), die miteinander gekoppelt sind, wobei ein erster Planetentrieb (2) das Leistungseingangselement (8) und ein zweiter Planetentrieb (3) ein Leistungsausgangselement (26) für am Leistungseingangselement (8) eingebrachte Leistungen aufweist, wobei das Leistungsausgangselement (26) relativ zu dem Gehäuse (7) um die Drehachse (10) drehbar ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungseingangselement (8) der Planetenträger (9) des ersten Planetentriebs (2) ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsausgangselement (26) das Sonnenzahnrad (25) des zweiten Planetensatzes ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzahnungspaar durch die Außenverzahnungen (17, 18) eines ersten Planetenzahnrades (11, 12) und eines zweiten Planetenzahnrades (28, 29) gebildet ist, und dass der Planetentrieb (2, 3) ein zweites Sonnenzahnrad (16, 25) aufweist, wobei das erste Planetenrad (11, 28) mit dem ersten Sonnenzahnrad (15, 24) und ein zweites Planetenrad (12, 29) mit dem zweiten Sonnenzahnrad (16, 25) kämmt.
Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar kämmender Zahnräder (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29) mit variabler Übersetzung zwischen den kämmenden Zahnrädern (11, 12, 15, 16, 24, 25, 28, 29) durch jeweils eines der Planetenzahnräder (11, 12, 28, 29) und eines der Sonnenzahnräder (15, 16, 24, 25) gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenzahnrad (16) des ersten Planetentriebs (2) drehstarr mit einem Sonnenzahnrad (24) des zweiten Planetentriebs (3) gekoppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (9) des ersten Planetentriebs (2) mit einem Planetenträger (27) des zweiten Planetentriebs (3) gekoppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträger (9, 27) getrieblich miteinander gekoppelt sind.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträger über ein Differenzial getrieblich miteinander gekoppelt sind, wobei die Planetenträger (9, 27) um die Drehachse (10) relativ zueinander drehbeweglich angeordnet sind.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander gekoppelten Planetenträger (9, 27) um die Drehachse (10) relativ zueinander zumindest schwenkbar sind.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsausgangselement (26) in nur eine Drehrichtung um die Drehachse (10) drehfest mit einer Abtriebswelle (33) gekoppelt ist, wobei die Abtriebswelle (33) relativ zu dem Gehäuse (7) um die Drehachse (10) drehbar ist.
Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (33) in nur eine Drehrichtung um die Drehachse (10) relativ zu dem Gehäuse (7) drehbar ist.
Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzahnungspaar durch eine erste Innenverzahnung (39) eines Hohlzahnrades (37) und eine benachbarte zweite Innenverzahnung (40) eines Hohlzahnrades (37) gebildet ist, wobei jede der Innenverzahnungen (39, 40) mit mindestens einem Planetenrad kämmt.
Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innenverzahnung (39) und die zweite Innenverzahnung (40) an einem gemeinsamen Hohlzahnrad (37) ausgebildet sind.
Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung zwischen den Zahnrädern aus dem Hohlzahnrad (37) und dem Planetenzahnrad (41, 42) gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung durch jeweils eines der Planetenzahnräder (41, 42) und eines der Sonnenzahnräder (43, 44) gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung aus dem Hohlzahnrad (37) und dem Planetenzahnrad (41, 42) gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung durch jeweils eines der Planetenzahnräder (41, 42) und eines der Sonnenzahnräder (43, 44) gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 13 ,dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung aus dem Hohlzahnrad (37) und dem Planetenzahnrad (41, 42) gebildet ist und dass ein weiteres Paar kämmender Zahnräder mit variabler Übersetzung durch jeweils eines der Planetenzahnräder (41, 42) und eines der Sonnenzahnräder (43, 44) gebildet ist.