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Die
Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem
schrägverzahnten
Planetenradsatz gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Eine
aus dem Stand der Technik bekannte Getriebevorrichtung 1 eines
Fahrzeugantriebsstranges mit Getriebeelementen zur Darstellung verschiedener Übersetzungen
ist in 1 gezeigt. Die Getriebevorrichtung 1 ist
mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen 2 bis 5 und
auch mehreren Planetenradsätzen 6 bis 9 ausgeführt, wobei
einzelne Wellen der Planetenradsätze 6 bis 9 über die
reibschlüssigen
Schaltelemente 2 bis 5 in verschiedener und an sich
bekannter Art und Weise miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.
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Zusätzlich sind
sich in axialer Richtung über einen
längeren
Bereich erstreckende Getriebeelemente 10 und 11 vorgesehen,
wobei das erste Getriebeelement 10 topf- bzw. zylinderförmig ausgeführt ist
und ein Hohlrad 9A des getriebeausgangsseitig angeordneten
vierten Planetenradsatzes 9 mit einem Planetenträger 6C des
getriebeeingangsseitig positionierten ersten Planetenradsatzes 6 verbindet.
Das erste Getriebeelement 10 übergreift in axialer Erstreckung
der Getriebevorrichtung 1 den zweiten Planetenradsatz 7,
den dritten Planetenradsatz 8 sowie die reibschlüssigen Schaltelemente 3, 4 und 5 über eine längere Wegstrecke.
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Üblicherweise
werden die auf Grund von Schrägverzahnungen
im Bereich eines Sonnenrades und eines Hohlrades eines Planetenradsatzes
im Betrieb verursachten Axialkräfte
bei aus der Praxis bekannten Getriebevorrichtungen auf möglichst
kurzem und direktem Weg abgestützt.
So wird beispielsweise ein Hohlradträger radial nach innen geführt und
direkt auf der Sonnenradwelle axial gelagert.
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Bei
der in 1 dargestellten Getriebevorrichtung 1 ist
diese direkte Abstützung
der Axialkräfte auf
Grund der den vierten Planetenradsatz 9 umgebenden Getriebekomponenten
nicht möglich,
weshalb die im Bereich des Hohlrades 9A wirkenden Axialkräfte über das
erste Getriebeelement 10 im Bereich des ersten Planetenradsatzes 6 und über die zwischen
dem ersten Planetenradsatz 6 und dem Sonnenrad 9D des
vierten Planetenradsatzes 9 angeordneten Getriebeelemente
in Richtung des Sonnenrades 9D über eine längere Kette von Bauteilen geführt werden.
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Das
Führen
von Axialkräften über derart
lange Bauteilketten verursacht im Bereich von in den Bauteilketten
angeordneten Axiallagern unerwünscht hohe
Belastungen. Zudem besteht die Möglichkeit, dass
sich Toleranzfehler bzw. Planlauffehler im Bereich der die langen
Ketten ausbildenden Getriebekomponenten in verschiedenen Stellungen
der Getriebekomponenten in Umfangsrichtung ebenfalls in unerwünschtem
Umfang axial aufaddieren und im Betrieb Schwingungen, Durchbiegungen,
zusätzliche Lagerbelastungen
und einen Fahrkomfort beeinträchtigende
Betriebsgeräusche
auftreten.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die aus
dem Stand der Technik bekannte Getriebevorrichtung zumindest derart
weiterzubilden, dass im Bereich eines Hohlrades eines Planetenradsatzes
auftretende Axialkräfte
auf möglichst
kurzem und direktem Weg im Bereich des Planetenradsatzes abstützbar sind.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patenanspruches
1 gelöst.
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Bei
der Getriebevorrichtung mit wenigstens einem schrägverzahnten
Planetenradsatz, der wenigstens ein Hohlrad, einen Planetenträger und
ein Sonnenrad aufweist, wobei der Planetenträger und das Sonnenrad auf der Getriebewelle
gelagert sind, ist zwischen dem Hohlrad und dem Planetenträger des
Planetenradsatzes eine Lagereinrichtung vorgesehen, über welche
im Betrieb am Hohlrad angreifende Axialkräfte im Bereich des Planetenradsatzes
abstützbar
sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
werden die im Bereich des schräg
verzahnten Planetenradsatzes auftretenden Axialkräfte auf
kürzestem
bzw. direktestem Weg im Bereich des Planetenträgers über die Lagereinrichtung abgestützt, ohne
dass weitere Bauteile der Getriebevorrichtung hierbei involviert
sind, wobei die bei aus dem Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtungen
auftretenden Nachteile auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der
Erfindung ist zwischen dem Planetenträger des schrägverzahnten
Planetenradsatzes und dessen Sonnenrad eine Axiallagereinrichtung
vorgesehen, über
welche die vom Hohlrad des schrägverzahnten
Planetenradsatzes über
die Lagereinrichtung in den Planetenträger eingeleiteten Axialkräfte direkt
im Bereich des Sonnenrades abstützbar
sind.
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Eine
kostengünstige
und einfach zu montierende Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung im Bereich
des Hohlrades und im Bereich des Planetenträgers jeweils über Sprengringe
in ihrer axialen Montageposition gesichert ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der
Erfindung ist der im Bereich des Planetenträgers vorgesehene Sprengring in
montiertem Zustand der Lagereinrichtung in einer Nut des Planetenträgers und
in einer dem Planetenträger
zugewandten inneren Mantelfläche
eines Innenlagerringes der Lagereinrichtung vorgesehenen Nut angeordnet.
Damit wird auf einfache Art und Weise ein selbstständiges Lösen des
Sprengringes im Betrieb der Getriebevorrichtung vermieden, da eine aus
der Zentrifugalkraft resultierende Ausweitung des Sprengringes durch
die Nuttiefe des Innenlagerringes der Lagereinrichtung begrenzt
ist und der Sprengring somit immer im Eingriff mit der Nut des Planetenträgers gehalten
wird.
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Zur
Vereinfachung der Montage der Getriebevorrichtung nach der Erfindung
ist diese bei einer vorteilhaften Ausführungsform im Bereich des Innenlagerringes
mit einer Montageschräge
ausgeführt, mittels
welcher der im Bereich des Planetenträgers vorgesehene Sprengring
während
der Montage der Lagereinrichtung auf dem Planetenträgers zunehmend
in die Nut des Planetenträgers
führbar
ist, wobei der Sprengring bei sich deckenden Nuten des Planetenträgers und
des Innenlagerringes teilweise aus der Nut des Planetenträgers in
die Nut des Innenlagerringes einfedert und die Lagereinrichtung
in ihrer axialen Montageposition hält.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der
Erfindung ist der Innenlagerring der Lagereinrichtung mit wenigstens
einer seitlichen Aussparung für
ein Demontagewerkzeug der Lagereinrichtung ausgebildet, mittels
welchen der im Bereich des Planetenträgers angeordnete Sprengring
zur Demontage der Lagereinrichtung von dem Planetenträger aus
der Nut des Innenlagerringes vollständig in die Nut des Planetenträgers führbar ist.
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Eine
einfach herstell- und montierbare Ausführungsform der Getriebevorrichtung
nach der Erfindung ist mit einem Innenlagerring mit wenigstens einer
seitlichen Aussparung für
ein Montage- und Demontagewerkzeug der Lagereinrichtung ausgebildet, mittels
welchem der im Bereich des Planetenträgers angeordnete Sprengring
zur Montage auf dem Planetenträger
und zur Demontage der Lagereinrichtung von dem Planetenträger vollständig in
die Nut des Planetenträgers
führbar
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
sind über
die Lagereinrichtung auch an dem Hohlrad des Planetenradsatzes angreifende
Radialkräfte
im Bereich des Planetenradsatzes abstützbar, wobei die Lagereinrichtung
bei vorteilhaften Weiterbildungen als eine kombinierte Axial- und
Radiallagereinrichtung ausgebildet ist oder sowohl ein Axiallager
als auch ein separates Radiallager umfasst.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
ist auf kostengünstige
und konstruktiv einfache Art und Weise mit einem zwischen einem
das Hohlrad mit einer weiteren Welle der Getriebevorrichtung verbindenden
ersten Getriebeelement und einem den Planetenträger mit einer zusätzlichen
Welle koppelnden zweiten Getriebeelement angeordneten separaten
Radiallager ausgeführt.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigt:
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1 eine
Teillängsschnittansicht
einer aus dem Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtung;
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2 einen
in 1 näher
gekennzeichneten Bereich II einer erfindungsgemäß ausgeführten Getriebevorrichtung;
und
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3 einen
in 2 näher
gekennzeichneten Bereich III in einer vergrößerten Ansicht.
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2 zeigt
einen in 1 näher gekennzeichneten Bereich
II einer erfindungsgemäß ausgeführten Getriebevorrichtung 1,
die im Bereich zwischen dem Hohlrad 9A des vierten Planetenradsatzes 9 und
dem Planetenträger 9C des
vierten Planetenradsatzes mit einer Lagereinrichtung 11 ausgebildet
ist. Über
die Lagereinrichtung 11, welche vorliegend als Kugellager
ausgebildet ist, werden im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 im
Bereich des Hohlrades 9A auftretende Axialkräfte über den
Planetenträger 9C des
vierten Planetenradsatzes 9 und eine Axiallagereinrichtung 24 zwischen
dem Planetenträger 9C und
dem Sonnenrad 9D im Bereich des Planetenradsatzes 9 in
der Getriebewelle 13 abgestützt. Hierdurch ist es möglich, die
im Betrieb auftretenden Axialkräfte
abzufangen, ohne dass weitere Bauteile der Getriebevorrichtung zum
Abstützen
der Axialkräfte
im Bereich des Planetenradsatzes 9 benötigt werden.
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Zusätzlich sind über die
Lagereinrichtung 11, welche als kombinierte Axial- und
Radiallagereinrichtung ausgeführt
ist, im Bereich des Hohlrades 9A auftretende Radialkräfte im Bereich
des Planetenträgers 9C abstützbar sind.
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Über die
zusätzliche
radiale Abstützung
im Bereich der Lagereinrichtung 11 werden unerwünschte Schwingungen
sowie Fehlstellungen der Laufverzahnung zwischen dem Hohlrad 9A und
Planeten 9B des vierten Planetenradsatzes vermieden, wobei
die Lagereinrichtung 11 in radialer Richtung mit einem
definierten Lagerspiel ausgeführt
ist. Dabei ist das Lagerspiel der Lagereinrichtung 11 in
radialer Richtung derart groß ausgeführt, dass
die Abstützung
des ersten Getriebeelementes 10 bzw. des Hohlrades 9A bei
am Hohlrad 9A des vierten Planetenradsatzes 9 anliegendem
mittleren und hohen Lastmoment im Bereich der Stützlagerung des vierten Planetenradsatzes 9 gleich
0 ist oder nur gering ist, da die Laufverzahnung in derartigen Betriebszuständen das
Hohlrad 9A und damit das erste Getriebeelement 10 zentriert.
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Andererseits
ist das Lagerspiel der Lagereinrichtung 11 in radialer
Richtung derart klein vorgesehen, dass die Stützlagerung in lastfreien Betriebszu ständen des
vierten Planetenradsatzes 9 bzw. beim Bereich des Hohlrades 9A wirkenden
geringen Lastmomenten größere radiale
Auslenkungen des ersten Getriebeelementes 10 und damit
einen Zweiflankenkontakt im Bereich der Laufverzahnung zwischen dem
Hohlrad 9A und dem Planeten 9B des vierten Planetenradsatzes 9 verhindert
wird. Das bedeutet, dass die Abstützung des ersten Getriebeelementes 10 mit
ansteigendem Lastmoment im Bereich der Lagereinrichtung 11 in
radialer Richtung abnimmt und im Bereich der Verzahnung zwischen
dem Hohlrad 9A und dem Planeten 9B ansteigt. Mittels
der zusätzlichen
radialen Stützlagerung
im Bereich der Lagereinrichtung 11 des Hohlrades 9A wird
eine Verbesserung der Führungsgenauigkeit
bzw. des Rundlaufes des ersten Getriebeelementes 10 erreicht,
ohne dabei eine Überbestimmung
bzw. eine Verzwängung der
Lagerung des ersten Getriebeelementes 10 zu bewirken.
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Alternativ
hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit,
die Lagereinrichtung 11 als reines Axiallager auszuführen und
im Bereich zwischen dem ersten Getriebeelement 10 und einem
Außenlamellenträger 12,
der mit dem Planetenträger 9C des
vierten Planetenradsatzes 9 verbunden ist, ein zusätzliches Radiallager
der Lagereinrichtung 11 vorzusehen. Hierfür ist das
erste Getriebeelement 10 im Bereich des Außenlamellenträgers 12 des
vierten reibschlüssigen
Schaltelementes 5 in Bezug auf eine Getriebewelle bzw.
eine Getriebehauptwelle 13 nach innen gezogen ausführbar und
im Kontaktbereich mit dem Außenlamellenträger 12 mit
vordefinierter Toleranz ausdrehbar. Gleichzeitig ist der Außenlamellenträger 12 ebenfalls
im äußeren Kontaktbereich
mit dem ersten Getriebeelement 10 eindrehbar und bei einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung 1 über eine
Segmentlagerung auf Basis einer Grobverzahnung ausbildbar. Damit
ist die zusätzliche
radiale Stützlagerung
des ersten Getriebeelementes 10 bzw. des Hohlrades 9A des
vierten Planetenradsatzes als eine zwischen einer Innenseite des ersten
Getriebeelementes 10 und einer Außenseite des mit dem Planetenträger 9C des
vierten Planetenradsatzes 4 wirkverbundenen Außenlamellenträgers 12 ausgeführte Gleitlagereinrichtung.
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Die
Lagereinrichtung 11 ist in der zusätzlich in 3 dargestellten
Art und Weise, welche einen in 2 näher gekennzeichneten
Bereich III vergrößert zeigt, über zwei
Sprengringe 14 und 15 in ihrer Montageposition
in axialer Richtung gesichert. Dabei greift der Sprengring 14 mit
seinem äußeren Umfangsbereich
in eine Nut des Hohlrades 9A ein und sichert einen Außenlagerring 17 der
Lagereinrichtung 11, der mit seiner dem Sprengring 14 abgewandten
Seite am Hohlrad 9A anliegt.
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Der
im Bereich des Planetenträgers 9C vorgesehene
Sprengring 15 ist in montiertem Zustand der Lagereinrichtung 11 in
einer Nut 18 des Planetenträgers 9C und in einer
in einer dem Planetenträger 9C zugewandten
inneren Mantelfläche 19 eines
Innenlagerringes 20 der Lagereinrichtung 11 vorgesehenen
Nut 21 angeordnet. Damit ist der Sprengring 15 gegen
ein selbstständiges
Lösen aus
der Nut 18 des Planetenträgers 9C auf Grund
von im Betrieb wirkenden Zentrifugalkräften gesichert und der Innenlagerring 20 ist
in seiner axialen Montageposition sicher gehalten. Der Innenlagerring 20 ist
in seinem dem vierten reibschlüssigen
Schaltelement 5 zugewandten Bereich mit einer Montageschräge 22 ausgeführt, mittels
welcher der im Bereich des Planetenträgers 9C vorgesehene
Sprengring 15 während
der Montage der Lagereinrichtung 11 auf den Planetenträger 9C zunehmend
in die Nut 18 des Planetenträgers 9C geführt wird.
Erreicht der Innenlagerring 20 seine endgültige Montageposition,
ist die Nut 21 des Innenlagerrings 20 in Deckung
mit der Nut 18 des Planetenträgers 9C und der Sprengring 15 schnappt in
der in 2 und 3 dargestellten Art und Weise in
die Nut 21 des Innenlagerringes 20 ein.
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Zur
Demontage der Lagereinrichtung 11 ist der Innenlagerring 20 mit
mehreren über
den Umfang verteilt angeordneten seitlichen Aussparungen 23 für ein Demontagewerkzeug
der Lagereinrichtung 11 ausgebildet, mittels wel chem der
im Bereich des Planetenträgers 9C angeordnete
Sprengring 15 während
der Demontage der Lagereinrichtung 11 von dem Planetenträger 9C aus
der Nut 21 des Innenlagerringes 20 vollständig in
die Nut 28 des Planetenträgers 9C führbar ist.
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
bis 5
- Schaltelement
- 6
bis 9
- Planetenradsatz
- 9A
- Hohlrad
- 9B
- Planet
- 9C
- Planetenträger
- 9D
- Sonnenrad
- 10
- erstes
Getriebeelement
- 11
- Lagereinrichtung
- 12
- Außenlamellenträger
- 13
- Getriebewelle
- 14
- Sprengring
- 15
- Sprengring
- 16
- Nut
- 17
- Außenlagerring
- 18
- Nut
- 19
- Innere
Mantelfläche
der Lagereinrichtung
- 20
- Innenlagerring
- 21
- Nut
des Innenlagerrings
- 22
- Montageschräge
- 23
- Aussparung
- 24
- Axiallagereinrichtung