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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung von benachbarten Planetenradsätzen
in einem Gehäuse eines Getriebes eines Fahrzeuges gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Aus
der Fahrzeugtechnik sind Automatgetriebe in Planetenbauweise bekannt.
Bei derartigen Automatgetrieben ist beispielsweise der Hohlradträger
eines zweiten Planetenradsatzes mit einem Sonnenrad des benachbarten,
dritten Planetenradsatzes verbunden, indem der Hohlradträger
des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
verschweißt ist.
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Um
eine Drehmomentübertragung von dem Sonnenrad des dritten
Planetenradsatzes bzw. von dem angeschweißten Hohlrad des
zweiten Planetenradsatzes auf eine Welle zu realisieren, die mit
einer Kupplung verbunden ist, wird eine Verzahnung am Innendurchmesser
des Sonnenrades des dritten Planetenradsatzes vorgesehen, die mit
einer Außenverzahnung der Welle in Eingriff steht. Dadurch
werden drei Leistungspfade zur Drehmomentübertragung bei dem
Automatgetriebe realisiert.
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Es
hat sich gezeigt, dass das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
sehr bauraumaufwändig aufgrund der erforderlichen Verzahnung
zwischen dem Sonnenrad und der Welle ausgestaltet wird, wodurch
auch das Gewicht des Sonnenrades erhöht wird. Zudem ist
konstruktionsbedingt bei dieser bekannten Ausgestaltung eine kostenintensive
Schrägbohrung zur Schmierölversorgung an dem Sonnenrad
erforderlich. Darüber hinaus treten an dem Hohlradträger
des zweiten Planetenradsatzes Umfangs- und Axialkräfte
auf, welche über die kostenintensive und mitunter qualitätskritische
Schweißverbindung zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlradträger geleitet
werden. Sowohl die Schweißverbindung als auch die Verzahnung
müssen jeweils auf das maximale zu übertragende
Drehmoment ausgelegt werden.
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Demnach
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung
benachbarter Planetenradsätzen eines Getriebes der eingangs beschriebenen
Gattung derart zu verbessern, dass eine kostengünstigere
qualitativ höherwertige Anordnung mit geringerem Gewicht
realisiert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäße durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demnach
wird eine Anordnung von zwei benachbarten Planetenradsätzen
in einem Gehäuse eines Getriebes eines Fahrzeuges vorgeschlagen,
wobei ein mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbundener
Hohlradträger mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
mit einer Welle des Getriebes zur Drehmomentübertragung
verbunden sind, wobei dieser Hohlradträger sowohl mit der Welle
als auch mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes direkt
verbunden ist.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung können
die erforderlichen Leistungspfade zwischen den benachbarten Planetenradsätzen
auf eine besonders konstruktiv einfach ausgestaltete Weise realisiert werden,
bei der der Hohlradträger und das Sonnenrad der benachbarten
Planetenradsätze gewichts- und kostenoptimiert ausgestaltet
sind.
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Dies
wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Hohlradträger
bei der erfindungsgemäßen Anordnung über
eine formschlüssigen Verbindung direkt mit der Welle verbunden
ist und zusätzlich das benachbarte Sonnenrad wiederum über
eine weitere formschlüssige Verbindung mit dem Hohlradträger gekoppelt
ist.
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Um
die formschlüssige Verbindung zwischen der Welle und dem
Hohlradträger vorzusehen, kann der Hohlradträger
einen in axialer Richtung angeformten Hülsenbereich oder
dergleichen aufweisen, dessen Innendurchmesser über eine
Mitnahmeverzahnung oder dergleichen mit der Welle verbunden ist.
Auf diese Weise kann ein Drehmoment von dem Hohlradträger
des zweiten Planetenradsatzes auf die Welle über die Verzahnung übertragen
werden. Als Mitnahmeverzahnung kann eine Steckverzahnung, eine Keilverzahnung
oder dergleichen vorgesehen sein. Es sind auch andere formschlüssige
Verbindungen denkbar.
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Für
die Drehmomentübertragung zwischen dem Hohlradträger,
dem Sonnenrad und der Welle kann gemäß einer nächsten
Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
an der axialen dem Hohlradträger zugewandten Seite eine
Stirnverzahnung oder dergleichen aufweist, die mit korrespondierenden
Ausnehmungen oder dergleichen an dem Hohlradträger in Eingriff
steht. Auf diese Weise können Leistungspfade zur Drehmomentübertragung
zwischen dem Sonnenrad und der Welle beziehungsweise dem Hohlradträger
realisiert werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Ausnehmungen
als über den Umfang des Hohlradträgers verteilt
angeordnete Fenster oder dergleichen ausgebildet sind, in die die
Zähne der Stirnverzahnung oder Kronverzahnung des Sonnenrades
eingreifen können. Es sind auch andere formschlüssigen
Verbindungen denkbar.
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Um
eine besonders einfach ausgestaltete Ölversorgung zu realisieren,
kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen
sein, dass zumindest eine Lücke zwischen zwei benachbarten
Zähnen der Stirnverzahnung in axialer Richtung tiefer ausgeführt
ist. Durch diese axial tiefere Lücke kann Schmieröl
in radialer Richtung nach außen innerhalb des Gehäuses
des Getriebes transpor tiert werden, so dass eine sonst kostenintensive
Schrägbohrung in dem Sonnenrad entfallen kann. Es ist auch
möglich, dass mehrere über den Umfang verteilt
angeordnete Lücken zur optimalen Schmierölversorgung
vorgesehen werden.
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Eine
andere Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen,
dass bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Drehmomentübertragung
zwischen dem Hohlradträger und dem Sonnenrad der Hohlradträger
zumindest einen axial ausgerichteten Vorsprung oder dergleichen
aufweist, der mit einer Mitnahmeverzahnung, vorzugsweise einer in
axialer Richtung verlängerten Laufverzahnung des benachbarten
Sonnenrades, in Eingriff steht. Bei dieser Ausführungsvariante
ist es vorteilhaft, dass die bereits vorhandene Laufverzahnung des
Sonnenrades verwendet werden kann und somit keine zusätzliche Verzahnung
an dem Sonnenrad erforderlich ist.
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Vorzugsweise
können als Vorsprung mehrere über den Umfang des
Hohlradträgers verteilt angeordnete Durchstellungen oder
dergleichen vorgesehen sein. Es ist möglich, dass beispielsweise
an jedem dritten Zahn der Laufverzahnung eine korrespondierende
Durchstellung an dem Hohlradträger angeordnet ist.
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Bei
der vorgeschriebenen Ausführungsvariante ist es für
die Schmierölversorgung vorteilhaft, wenn zumindest eine
in radialer Richtung vorgesehene Querbohrung an dem Sonnenrad vorgesehen
ist. Dadurch können die sonst erforderlichen Schrägbohrungen
an dem Sonnenrad entfallen.
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Um
eine axiale Fixierung des Hohlradträgers und des Sonnenrades
innerhalb des Getriebes bei der erfindungsgemäßen
Anordnung zu realisieren, sind zwei Axiallager vorgesehen, wobei
ein Axiallager hohlradträgerseitig auf der dem Sonnenrad
abgewandten Seite des Hohlradträgers und ein weiteres Axiallager
sonnenradseitig auf der dem Hohlradträger abgewandten Seite
des Sonnenrades angeordnet sind. Eine weitere konstruktive Vereinfachung des
Sonnenrades kann erreicht werden, indem das sonnenradseitige Axiallager über
eine Stützscheibe oder dergleichen an dem Sonnenrad abgestützt
wird. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung kann das Sonnenrad
als kostengünstiges rohrförmiges Bauteil ausgeführt
sein.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise
bei einem aus der
WO
2006/074707 A1 bekannten Achtgang-Automatgetriebe der Anmelderen
eingesetzt werden. Hier kann beispielsweise der mit dem Sonnenrad
des Planetenradsatzes "RS2" gekoppelte Hohlradträger des
Planetenradsatzes "RS4" mit einer Hohlwelle verbunden werden, die
in Wirkverbindung mit einem als Kupplung ausgebildeten Schaltelement
"E" steht. Es sind jedoch auch andere Anwendungen möglich.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische, geschnittene Teilansicht einer Ausführungsvariante
einer Anordnung zweier benachbarter Planetenradsätze eines
Getriebes; und
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2 eine
schematische, geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführungsvariante
der Anordnung gemäß 1.
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In
den 1 und 2 ist jeweils eine mögliche
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung
von zwei benachbarten Planetenradsätzen eines Automatgetriebes
eines Fahrzeuges dargestellt, wobei lediglich die zum Verständnis
der Erfindung erforderlichen Bauteile beschrieben und bezeichnet
werden.
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Bei
den beiden Ausführungsvarianten ist ein erster Planetenradsatz 1 und
ein zweiter Planetenradsatz 2 beispielhaft für
andere Planetenradsätze gezeigt. Der erste Planetenradsatz 1 ist
mit einem Hohlradträger 3, der mit dem Hohlrad 19 des
ersten Planetenradsatzes 1 verdrehfest verbunden ist, welches
mit Planetenrädern 4 des zweiten Planetenradsatzes 2 in
Eingriff steht, formschlüssig mit einer Hohlwelle 5 verbunden.
Diese Hohlwelle 5 steht mit einer nicht weiter dargestellten
Kupplung in mechanischer Verbindung. Ferner ist die Hohlwelle 5 koaxial zu
einer Antriebswelle 6 des Getriebes angeordnet.
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Die
formschlüssige Verbindung zwischen dem Hohlradträger 3 und
der Hohlwelle 5 wird bei beiden Ausführungsvarianten
gemäß 1 und 2 über
eine als Steckverzahnung ausgebildete Mitnahmeverzahnung 7 realisiert.
Dazu weist der Hohlradträger 3 in axialer Richtung
einen verlängerten Hülsenbereich 18 auf,
der an seinem Innendurchmesser eine Innenverzahnung aufweist, die
mit einer Außenverzahnung an der Hohlwelle 5 in
Eingriff steht. Dadurch wird ein erster Leistungspfad zur Drehmomentübertragung
zwischen dem Hohlradträger 3 beziehungsweise dem
Hohlrad 19 und der mit der Hohlwelle 5 in Wirkverbindung
stehenden Kupplung realisiert.
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Zur
axialen Fixierung des Hohlradträgers 3 des ersten
Planetenradsatzes 1 und eines Sonnenrades 8 des
zweiten Planetenradsatzes 2 sind ein erstes Axialiager 9 und
ein zweites Axiallager 10 vorgesehen. Das erste Axiallager 9 ist
auf der dem Sonnenrad 8 abgewandten Seite des Hohlradträgers 3 und
das zweite Axiallager 10 ist auf der dem Hohlradträger 3 abgewandten
Seite des Sonnenrades 8 angeordnet.
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Bei
der Ausführungsvariante gemäß 1 ist
das Sonnenrad 8 des zweiten Planetenradsatzes 2 an
der axialen dem Hohlradträger 3 zugewandten Seite
mit einer Stirnverzahnung 11 versehen. Um mit der Stirnverzahnung 11 eine
formschlüssigen Verbindung zwischen dem Hohlradträger 3 und
dem Sonnenrad 8 zu realisieren, sind in dem Bereich außerhalb
des ersten Axialla gers 9 im Hohlradträger 3 fensterartige
Ausnehmungen 12 vorgesehen, in die die Zähne der
Stirnverzahnung 11 des Sonnenrades 8 eingreifen.
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Dadurch
werden weitere Leistungspfade zur Drehmomentübertragung
realisiert. Die Zentrierung des Hohlrades 19 beziehungsweise
des Sonnenrades 8 kann je nach Auslegung über
die Planetenräder 4 des ersten Planetenradsatzes 1 beziehungsweise über
Planetenräder 20 des zweiten Planetenradsatzes 2 oder über
den Hohlradträger 3 des ersten Planetenradsatzes 1 beziehungsweise über
die Mitnahme im Hohlradträger 3 erfolgen, wobei
der Hohlradträger 3 seinerseits über
die Mitnahmeverzahnung 7 an der Hohlwelle 5 zentriert
wird.
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Um
eine bei der bekannten Anordnung erforderliche Schrägbohrung
an dem Sonnenrad 8 zur Schmierölversorgung ersetzen
zu können, ist vorgesehen, dass zumindest eine Lücke 13 zwischen
zwei benachbarten Zähnen der Stirnverzahnung 11 tiefer ausgeführt
ist. Somit kann auch ohne Schrägbohrung eine Schmierölversorgung
sichergestellt werden.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Anordnung dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsvariante
gemäß 1 ist die formschlüssige
Verbindung zwischen dem Hohlradträger 3 und dem
Sonnenrad 8 dadurch realisiert, dass der Hohlradträger 3 Durchstellungen als
axiale Vorsprünge 14 aufweist, welche vorzugsweise
in eine bereits vorhandene, eventuell in axialer Richtung verlängerte
Laufverzahnung 15 des Sonnenrades 8 eingreifen.
Maximal entspricht die Anzahl der Vorsprünge 14 der
Anzahl der Zähne der Laufverzahnung 15. Vorzugsweise
werden Durchstellungen beziehungsweise Vorsprünge 14 an
jedem dritten Zahn an der Laufverzahnung 15 vorgesehen.
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Bei
der Ausführungsvariante gemäß 2 kann
die Schmierölversorgung durch zumindest eine kostengünstige
Querbohrung 16 an dem Sonnen rad 8 realisiert werden.
Auch bei dieser Ausführungsvariante werden durch die formschlüssige
Verbindung zwischen dem Hohlradträger 3 und dem
Sonnenrad 8 mehrere Leistungspfade realisiert.
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Unabhängig
von der jeweiligen Ausführungsvariante kann vorgesehen
sein, dass das zweite Axiallager 10, welches sonnenradseitig
(also auf der dem Hohlradträger 3 abgewandten
Seite des Sonnenrades 8) angeordnet ist, über
eine Stützscheibe 17 an dem Sonnenrad 8 abgestützt
ist. Dadurch kann das Sonnenrad 8 als kostengünstiges
rohrförmiges Bauteil ausgeführt werden, wie insbesondere
aus 2 ersichtlich ist.
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- 1
- erster
Planetenradsatz
- 2
- zweiter
Planetenradsatz
- 3
- Hohlradträger
- 4
- Planetenräder
des ersten Planetenradsatzes
- 5
- Hohlwelle
- 6
- Antriebswelle
- 7
- Mitnahmeverzahnung
- 8
- Sonnenrad
- 9
- erstes
Axialiager
- 10
- zweites
Axiallager
- 11
- Stirnverzahnung
- 12
- Ausnehmungen
- 13
- Lücke
- 14
- Vorsprünge
- 15
- Laufverzahnung
- 16
- Querbohrung
- 17
- Stützscheibe
- 18
- Hülsenbereich
- 19
- Hohlrad
des ersten Planetenradsatzes
- 20
- Planetenräder
des zweiten Planetenradsatzes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/074707
A1 [0018]