DE102007044782A1

DE102007044782A1 - Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bzw. Zentralrad bei einem Automatgetriebe

Info

Publication number: DE102007044782A1
Application number: DE102007044782A
Authority: DE
Inventors: Thomas Merath; Mathias Cuijpers; Peter Tiesler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-09
Also published as: US20090075778A1

Abstract

Es wird eine Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe vorgeschlagen, welche derart ausgeführt ist, dass der Axialkraft des Stirnrades die Axialkraft aus dem Planetentrieb entgegengesetzt wird, so dass ein Axialkräfteausgleich realisierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bzw. Zentralrad bei einem Automatgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10333437 A1 der Anmelderin ist ein Mehrstufen-Automatgetriebe bekannt, umfassend eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, drei nebeneinander in Reihe angeordnete Einzel-Planetenradsätze sowie fünf Schaltelemente. Bei dem bekannten Getriebe ist ein Sonnenrad des dritten Radsatzes über das erste Schaltelement an einem Getriebegehäuse festsetzbar. Des weiteren ist die Antriebswelle mit einem Sonnenrad des zweiten Radsatzes verbunden und über das zweite Schaltelement mit einem Sonnenrad des ersten Radsatzes und/oder über das fünfte Schaltelement mit einem Steg des ersten Radsatzes verbindbar. Alternativ zu dieser Ausführung kann das Sonnenrad des ersten Radsatzes über das dritte Schaltelement und/oder der Steg des ersten Radsatzes über das vierte Schaltelement an dem Getriebegehäuse festsetzbar sein. Des weiteren ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle mit einem Hohlrad des ersten Radsatzes und einem der Stege des zweiten oder dritten Radsatzes verbunden ist, wobei das zweite und fünfte Schaltelement eine Baugruppe bilden, mit je einem Lamellenpaket und je einer Servoeinrichtung, sowie einem für beide Schaltelemente gemeinsamen Lamellenträger, wobei das Lamellenpaket des zweiten Schaltelementes einen größeren Durchmesser als das Lamellenpaket des fünften Schaltelementes aufweist.
Aus der DE 10 2004050123 A1 ist ein Lastschaltgetriebe mit drei Planetenradsätzen bekannt, die über fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv gesteuert werden, um sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis für das Getriebe herzustellen. Die Drehmoment übertragungsmechanismen umfassen Kolbenmechanismen, die in Elementen des Getriebegehäuses verschiebbar angeordnet sind, die eine vordere Endabdeckung, eine hintere Endabdeckung und eine die vordere Endabdeckung und die hintere Endabdeckung verbindende Schale umfassen. Auch bei dem Getriebe gemäß DE 10 2004050123 A1 erfolgt der Abtrieb des Planetentriebs über einen Steg eines Planetenradsatzes.
Des weiteren ist bekannt, dass der Abtrieb des Planetentriebs über ein Hohlrad erfolgen kann, wobei das Hohlrad über einen Zwischenring am Stirnrad axial fixiert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe anzugeben, durch die der Zahneingriff der Zwischenübersetzung optimiert wird und eine Gewichtsreduzierung der Lagerplatte erzielt werden kann. Insbesondere soll eine Werkstoffumstellung der Lagerplatte auf Guss ermöglicht werden.
Des weiteren soll die Belastung vom Gehäuse die Schraubenzahl reduziert werden; ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Herstellungs- und Montage kosten zu reduzieren und das Geräuschverhalten sowie die Tragfähigkeit von Verzahnung und Lagerung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird zur Verbesserung des Zahneingriffes und zur Reduzierung der Bauteilbelastung vorgeschlagen, einen internen Ausgleich der Axialkräfte zu realisieren. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Axialkraft des zentralen Stirnrades die Axialkraft aus dem Planetentrieb entgegengesetzt wird.
Hierbei wird durch entsprechende Richtungen und Größe der Schrägungswinkel zumindest annähernd ein Kräfteausgleich in axialer Richtung realisiert. Erfindungsgemäß kann die axiale Krafteinleitung aus dem Planetentrieb und der Abtrieb des Planetentriebs durch Hohlrad, Sonnenrad, Sonnenradwelle, Planetensteg oder Stegwelle erfolgen, wobei die axiale Abstützung am Stirnrad vorzugsweise in beide Lastrichtungen vorzunehmen ist; der Kräfteausgleich findet sowohl in Zug- als auch in Schubbetrieb statt.
Die axiale Sicherung bzw. Abstützung des mit dem Stirnrad verbundenen Elementes des Planetentriebs kann gemäß der Erfindung mittels zwei Sicherungsringen, mittels eines Sicherungsrings und einer Auflagefläche, mittels sonstiger kraft- oder formschlüssiger Sicherungselementen, oder mittels eines verdeckt einrastenden Sicherungselementes erfolgen. Die Auflagefläche kann hierbei als axiale Anlagefläche oder als axiale Auflagefläche ausgeführt sein. Die Auflage kann vorzugsweise über axiale Anlageflächen, kombiniert mit Sicherungselementen erfolgen.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann als Sicherungsring ein Sicherungsring eingesetzt werden, welcher axiale Lasten in zwei Richtungen aufnimmt.
Gemäß der Erfindung liegt der Durchmesser der axialen Kraftübertragung vorzugsweise in einer vergleichbaren Größenordnung, wie der Durchmesser der Verzahnung des Stirnrades.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe zur Verfügung gestellt, durch die die Belastung auf umliegende Teile wie Lagerplatte, Lagerung und Verschraubung gering gehalten wird. Zudem wird die Schiefstellung und Durchbiegung sämtlicher Teile reduziert; insbesondere wird die Verkippung zwischen Laufverzahnungen minimiert. In vorteilhafter Weise wird der erforderliche axiale Bauraum sowie das Gewicht reduziert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine Schnittansicht der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad nach dem Stand der Technik;
2: Eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad gemäß der vorliegenden Erfindung;
3: Eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad gemäß der vorliegenden Erfindung;
4: Eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad gemäß der Erfindung;
5: Eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad; und
6: Eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad.
In 1 ist ein Teil eines Getriebes gemäß der DE 10333437 A1 der Anmelderin gezeigt. Hierbei erfolgt der Abtrieb des Planetentriebs über den Steg 1 eines Planetensatzes; der Steg 1 ist zur Drehmomentübertragung mit dem Stirnrad 2 über eine Verzahnung 11 verbunden. Wie aus 1 ersichtlich, erfolgt die axiale Abstützung des Radsatzes über eine Auflagefläche 3. In der Figur ist das Hohlrad des Planetensatzes mit 9 das Sonnenrad mit 12 und die Lagerplatte des Stirn- bzw. Zentralrades 2 mit 13 bezeichnet.
Beim in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Abtrieb ebenfalls über den Steg 1, wobei die axiale Abstützung des Stegs 1 über eine Auflagefläche 3 und einen Sicherungsring 4 erfolgt. Die Verbindung des Steges 1 mit dem Stirnrad 2 ist derart ausgeführt, dass der Axialkraft des Stirnrades 2 die Axialkraft aus dem Planetentrieb entgegengesetzt wird; in 2 und in den nachfolgenden Figuren ist die Verzahnung zwischen Steg 1 und Stirnrad bzw. zwischen einem Element des Planetentriebs mit dem Stirnrad 2 mit 11 bezeichnet. Hierbei wird der Kräfteausgleich durch entsprechende Richtungen und Größe der Schrägungswinkel realisiert.
Gemäß der Erfindung kann der Durchmesser der axialen Kraftübertragung in einer vergleichbaren Größenordnung liegen, wie der Durchmesser der Verzahnung des Stirnrades 2, wie anhand 3 veranschaulicht. Bei dem gezeigten Beispiel erfolgt die axiale Abstützung des Stegs 1 am Stirnrad 2 über einen Sicherungsring 4 und eine axiale Auflagefläche 3.
Die axiale Abstützung des mit dem Stirnrad verbundenen Elementes des Planetentriebs bzw. des Planetentriebs kann auch durch zwei Sicherungsringe 4, 4' erfolgen, wie in 4 gezeigt. Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt der Abtrieb über die Stegwelle 5, wobei der Abtriebssteg über einen Sicherungsring 6 axial gesichert ist und eine axiale Anlagefläche 7 vorgesehen ist. In dieser sowie in den nachfolgenden Figuren sind die Axialkräfte sind mit F axial und den entsprechenden Pfeilen für jede Richtung veranschaulicht.
Die axiale Sicherung des Abtriebsstegs kann gemäß der Erfindung auch über einen Sicherungsring 6 und eine axiale Anlagefläche 7 erfolgen, wie in 5 gezeigt. Der Sicherungsring 6 ist erfindungsgemäß derart angeordnet, dass er axiale Lasten in zwei Richtungen aufnehmen kann.
Gegenstand der 6 ist eine Ausführungsform, bei der der Abtrieb über das Hohlrad 9 eines Planetensatzes erfolgt, wobei die Abstützung durch einen Sicherungsring 8 und eine axiale Auflagefläche 10 erfolgt.

1: Steg
2: Stirnrad
3: Auflagefläche
4: Sicherungsring
5: Stegwelle
6: Sicherungsring
7: Anlagefläche
8: Sicherungsring
9: Hohlrad
10: Anlagefläche
11: Verzahnung
12: Sonnenrad
13: Lagerplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10333437 A1 [0002, 0021]
- DE 102004050123 A1 [0003, 0003]

Claims

Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad (2) bei einem Automatgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung derart ausgeführt ist, dass der Axialkraft des Stirnrades (2) die Axialkraft aus dem Planetentrieb entgegengesetzt wird.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Richtungen und Größe der Schrägungswinkel ein Kräfteausgleich in axialer Richtung realisiert wird.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Krafteinleitung aus dem Planetentrieb und der Abtrieb durch das Hohlrad (9), das Sonnenrad (12), die Sonnenradwelle, den Planetensteg (1) oder die Stegwelle (5) erfolgt, wobei die axiale Abstützung am Stirnrad (2) in beide Lastrichtungen erfolgt.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der axialen Kraftübertragung in einer vergleichbaren Größenordnung liegt, wie der Durchmesser der Verzahnung des Stirnrades (2).
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Sicherung bzw. Abstützung des mit dem Stirnrad verbundenen Elementes des Planetentriebs bzw. des Planetentriebs mittels zwei Sicherungsringen (4, 4'), mittels eines Sicherungsrings (4) und einer Auflagefläche (3) oder mittels eines verdeckt einrastenden Sicherungselementes erfolgt.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche eine axiale Anlagefläche (7) oder eine axiale Auflagefläche (10) ist.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb des Planetentriebs über den Steg (1) erfolgt, wobei die axiale Abstützung des Stegs (1) über eine axiale Auflagefläche (3) und einen Sicherungsring (4) erfolgt.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb des Planetentriebs über die Stegwelle (5) erfolgt, wobei der Abtriebssteg über einen Sicherungsring (6) axial gesichert ist und wobei die axiale Abstützung durch zwei Sicherungsringe (4, 4') erfolgt.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb des Planetentriebs über die Stegwelle (5) erfolgt, wobei der Abtriebssteg über einen Sicherungsring (6) und eine axiale Anlagefläche (7) axial gesichert ist und wobei die axiale Abstützung durch zwei Sicherungsringe (4, 4') erfolgt.
Verbindung eines Planetentriebes mit dem Stirnrad bei einem Automatgetriebe, nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb des Planetentriebs über das Hohlrad (9) erfolgt, wobei die Abstützung durch einen Sicherungsring (8) und eine axiale Auflagefläche (10) erfolgt.