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Die
Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem
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 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 in 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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Die
Getriebeelemente 10 und 11 werden zur Vermeidung
von Überbestimmungen
und Verzwängungen
nur im Bereich einer Lagerstelle radial spielarm geführt und
im Bereich eines zweiten Hauptlagers mit großem Radialspiel gelagert, wobei
das mit größerem Radialspiel
ausgeführte
zweite Hauptlager des Getriebeelementes 10 im Bereich der
Verzahnung zwischen dem Hohlrad 9A und Planetenrädern 9B des
vierten Planetenradsatzes vorgesehen, weshalb bei in der Getriebevorrichtung
eingelegten Übersetzungen,
in welchen über
die Hohlrad-/Planeten-Laufverzahnung im Wesentlichen kein Lastmoment
geführt
wird, die Zentrierwirkung der Laufverzahnung derart gering ist,
dass das Hohlrad 9A des vierten Planetenradsatzes 9 aufgrund
seines Eigengewichts und anderer Störkräfte, die aus der Einhängung und
Umwuchten entstehen, in unerwünschtem Umfang
in die Verzahnung der Plantetenräder 9B einsinkt.
Dies resultiert aus der Tatsache, dass in lastfreien Betriebszuständen des
ersten Planentenradsatzsatzes nur ein Schleppmoment wirkt, welches für eine Zentrierung
des Hohlrades 9A des vierten Planetenradsatzes 9 zu
gering ist. Ein zu starkes Einsinken des Hohlrades 9A in
die Verzahnung der Planetenräder 9B führt unter
Umständen
zu einem Zweiflankenkontakt, der unerwünscht starke Betriebsgeräusche verursacht.
Die mangelnde Zentrierung des ersten Getriebeelementes 10 verursacht
im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 unter Umständen auch
Unwuchten, aus welchen Schwingungen resultieren, die sowohl einen
Fahrkomfort als auch eine Lebensdauer der Getriebevorrichtung 1 negativ
beeinflussen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Getriebevorrichtung
zur Verfügung
zu steilen, bei der ein Zweiflankenkontakt im Bereich einer Verzahnung
zwischen einem Hohlrad und Planetenrädern eines Planetenradsatzes vermieden
wird.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Bei
der Getriebevorrichtung nach der Erfindung mit wenigstens einem
Planetenradsatz, der wenigstens ein Hohlrad und mindestens ein damit
kämmendes
sowie auf einem Planetenträger
gelagertes Planetenrad und ein Sonnenrad aufweist, ist das Hohlrad
in Bereich der Verzahnung mit dem Planetenrad in radialer Richtung
abgestützt.
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Erfindungsgemäß ist zwischen
dem Hohlrad und dem Planetenrad des Planetenradsatzes eine zu der
Verzahnung zusätzliche
Lagereinrichtung vorgesehen, über
welche im Betrieb am Hohlrad angreifende Radialkräfte ebenfalls
im Bereich des Planetenrades abstützbar sind.
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Die
zwischen dem Hohlrad und dem Planetenrad angeordnete Lagereinrichtung
stellt eine zusätzliche
Stützlagerung
des Hohlrades über
die Planeten dar, über
welche das Hohlrad – ohne Überbestimmungen
bzw. Verzwängungen
zu erzeugen – zentriert
wird und ein Zweiflankenkontakt im Bereich der Laufverzahnung zwischen
dem Hohlrad und dem Planetenrad auf einfache Art und Weise vermieden wird.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
umfasst die Lagereinrichtung einen mit dem Planetenrad fest verbundenen
Planetenradbereich, der mit seiner äußeren Mantelfläche mit
einem dem Planetenrad zugewandten und mit dem Hohlrad fest verbundenen Hohlradbereich
derart in Wirkverbindung steht, dass ein Zweiflankenkontakt zwischen
der Verzahnung des Planeten und des Zahnprofils des Hohlrades unterbleibt.
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Eine
geringe Verlustleistungen im Bereich des Planetenradsatzes erzeugende
Ausführungsform
der Getriebevorrichtung nach der Erfindung liegt dann vor, wenn
sich der Planetenradbereich der Lagereinrichtung auf dem Hohlradbereich
der Lagereinrichtung abwälzt,
da dann nur ein geringer Gleitanteil im Bereich zwischen dem Planetenradbereich
und dem Hohlradbereich vorliegt, der Reibkräfte erzeugt.
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Eine
aus dem Stand der Technik bekannte Getriebevorrichtung ist mit geringem
Aufwand erfindungsgemäß ausführbar, wenn
der Planetenradbereich durch eine äußere Mantelfläche eines
auf das Planetenrad aufgepressten Stützelementes gebildet ist, da
ein an sich bekanntes Planetenrad lediglich mit einem für das aufzupressende
Stützelement
vorgesehenen Aufnahmebereich auszuführen ist.
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Bei
einer einfach und kostengünstig
herstellbaren Ausführungsform
der Getriebeeinrichtung nach der Erfindung ist ein erforderlicher,
vordefinierter Rundlauf zwischen der äußeren Mantelfläche des Stützringelementes
und den Zahnflanken der Verzahnung des Planetenrades durch Rundschleifen oder
Runddrehen der äußeren Mantelfläche nach dem
Aufpressen des Stützringelementes
auf das Planetenrad herstellbar. Alternativ kann auch ein Präzisionsring
aufgepresst werden, der nach Montage nicht mehr überschliffen zu werden braucht,
so dass der erforderliche Rundlauf zwischen der äußeren Mantelfläche des
Stützringelements
und den Zahnflanken der Planetenradverzahnung auch ohne mechanische
Nacharbeit am Stützringelement
nach dessen Aufpressen auf das Planetenrad sichergestellt ist.
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Der
Hohlradbereich ist bei einer vorteilhaften und sich von einer aus
dem Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtung nur unwesentlich
unterscheidenden Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
durch Zahnköpfe
eines mit der Verzahnung des Planetenrades in Eingriff stehenden
Zahnprofils des Hohlrades gebildet, wobei sich der Planetenradbereich
auf den Zahnköpfen
des Zahnprofils des Hohlrades abwälzt.
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Bei
einer hierzu alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung
ist der Hohlradbereich durch eine innere Mantelfläche eines
in das Hohlrad eingepressten Stützringelementes
gebildet, wobei sich der Planetenradbereich auf einer inneren Mantelfläche des
Stützringelementes des
Hohlrades mit geringem Verschleiß und geringen Verlustleistungen
abwälzt.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen,
wobei zugunsten der Übersichtlichkeit
in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele für bau- und
funktionsgleiche Bauteile die selben Bezugszeichen verwendet werden.
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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 eine 2 entsprechende
Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung.
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In 2 ist
ein in 1 näher
gekennzeichneter Bereich II eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1 dargestellt,
welches sich von der in 1 dargestellten und aus dem
Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtung 1 im Wesentlichen
im Bereich des vierten Planetenradsatzes 9 unterscheidet.
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Bei
der Getriebevorrichtung 1 gemäß 2 ist zwischen
dem Hohlrad 9A und dem Planetenrad 9B des vierten
Planetenradsatzes 9 eine zu der Verzahnung zwischen dem
Hohlrad 9A und dem Planetenrad 9B zusätzliche
Lagereinrichtung 12 vorgesehen, über welche im Betrieb am Hohlrad 9A angreifende
Radialkräfte
ebenfalls im Bereich des Planetenrades 9B abstützbar sind.
Dabei wird das Hohlrad 9A über die zusätzliche Lagereinrichtung 12 mit
einem derartigen Lagerspiel über
das Planetenrad 9B zentriert, dass ein Zweiflankenkontakt
zwischen einem Zahnprofil 13 des Hohlrades und einer Verzahnung 14 des
Planetenrades 9B unterbleibt.
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Das
bedeutet, dass das über
die Laufverzahnung mit dem Planetenrad 9B geführte Hohlrad 9A neben
der über
das über
den Planetenradsatz 9 geführte Drehmoment erzeugten Zentrierkraft
der Laufverzahnung auch über
die von der zusätzlichen
Lagereinrichtung 12 zur Verfügung gestellte Lagerkraft in
radialer Richtung abgestützt
und auf dem Planetenrad zentriert wird. Damit wird ein so genannter Zweiflankenkontakt
zwischen dem Zahnprofil 13 des Hohlrades 9A und
der Verzahnung 14 des Planetenrades 9B vermieden
und aus dem Zweiflankenkontakt resultierende sowie einen Fahrkomfort
erheblich beeinträchtigende
Verzahnungsgeräusche
werden auf konstruktiv einfache Weise verhindert. Zweiflankenkontakt
entsteht im allgemeinen, wenn die radiale Stützkraft auf das Hohlrad dieses
in die Verzahnung des Planetenrads abdrängt, weil die Zentrierkraft
des Radsatzes nicht ausreichend groß ist. Solches kann im Schleppzustand
vorkommen.
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Die
Lagereinrichtung 12 umfasst einen mit dem Planetenrad 9B fest
verbundenen Planetenradbereich 15, welcher mit seiner äußeren Mantelfläche 16 mit
einem dem Planetenrad 9B zugewandten und mit dem Hohlrad 9A fest
verbundenen Hohlradbereich 17 derart in Wirkverbindung
steht, dass der Zweiflankenkontakt zwischen der Verzahnung 14 des Planetenrades 9B und
des Zahnprofils 13 des Hohlrades 9A im Betrieb
der Getriebevorrichtung 1 unterbleibt.
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Im
Betrieb der Getriebevorrichtung 1 wälzt sich der Planetenradbereich 15 der
Lagereinrichtung 12 auf dem Hohlradbereich 17 der
Lagereinrichtung 12 ab. Der Planetenradbereich 15 ist
durch eine äußere Mantelfläche eines
auf das Planetenrad 9B aufgepressten Stützringelementes 18 gebildet,
welche der äußeren Mantelfläche 16 des
Planentenradbereiches 15 entspricht.
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Ein
Rundlauf zwischen der äußeren Mantelfläche 16 des
Stützringelementes 18 und
den Zahnflanken der Verzahnung 14 des Planetenrades 9B wird
nach dem Aufpressen des Stützringelementes 18 auf
das Planetenrad 9B durch einen Rundschleifprozess oder
einen Runddrehprozess der äußeren Mantelfläche 16 des
Stützringelementes 18 hergestellt.
Der Hohlradbereich 17 ist durch die Zahnköpfe des
mit der Verzahnung 14 des Planetenrades 9B in Eingriff
stehenden Zahnprofils 13 des Hohlrades 9A gebildet,
so dass sich der Planetenradbereich 15 bzw. dessen äußere Mantelfläche 16 sich
auf den Zahnköpfen
des Zahnprofils 13 des Hohlrades 9A im Betrieb
der Getriebevorrichtung 1 abwälzt.
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Der
Rundlauf zwischen den Zahnköpfen
des Zahnprofils 13 des Hohlrades 9A und den Zahnflanken
des Zahnprofils 13 ist mit hoher Fertigungsgenauigkeit
hergestellt, da die Zahnköpfe
mit einer Räumnadel überschneidend
hergestellt sind, womit eine Zentrierung des Hohlrades 9A mit
hoher Präzision
erreicht wird.
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3 zeigt
eine 2 entsprechende Darstellung eines in 1 näher gekennzeichneten
Bereiches III eines zweiten Ausführungsbeispieles
der Getriebevorrichtung 1 nach der Erfindung, welche sich
vom ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 2 lediglich
durch ein in das Hohlrad 9 eingepresstes Stützringelement 19 unterscheidet.
Das bedeutet, dass der Hohlradbereich 17 bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel
gemäß 3 durch
eine innere Mantelfläche 20 des
in das Hohlrad 9A eingepressten Stützringelementes 19 gebildet
ist. Der Planetenradbereich 15 wälzt im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 gemäß 3 somit
auf der inneren Mantelfläche 20 des
Stützringelementes 19 des
Hohlrades 9A ab.
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
bis 5
- Schaltelement
- 6
- Planetenradsatz
- 6C
- Planetenträger
- 7
- Planetenradsatz
- 8
- Planetenradsatz
- 9
- Planetenradsatz
- 9A
- Hohlrad
- 9B
- Planetenrad
- 9C
- Planetenträger
- 9D
- Sonnenrad
- 10
- erstes
Getriebeelement
- 11
- zweites
Getriebeelement
- 12
- zusätzliche
Lagereinrichtung
- 13
- Zahnprofil
des Hohlrades
- 14
- Verzahnung
des Planetenrades
- 15
- Planetenradbereich
- 16
- äußere Mantelfläche des
Planetenradbereiches
- 17
- Hohlradbereich
- 18
- Stützringelement
des Planetenrades
- 19
- Stützringelement
des Hohlrades
- 20
- innere
Mantelfläche
des Stützringelementes
des Hohlrades