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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Winkelgetriebeeinheit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 695 03 385
T2 ist bereits eine Winkelgetriebeeinheit, insbesondere
Kronenradgetriebeeinheiten, mit einem Kronenradmittel, mit einem
Zahnradmittel zur formschlüssigen Kopplung mit dem Kronenradmittel
und mit einem Getriebeelement zur drehfesten Anbindung des Zahnradmittels bekannt.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Winkelgetriebeeinheit, insbesondere
einer Kronenradgetriebeeinheit, mit einem Kronenradmittel, mit einem
Zahnradmittel zur formschlüssigen Kopplung mit dem Kronenradmittel
und mit einem Getriebeelement zur drehfesten Anbindung des Zahnradmittels.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Winkelgetriebeeinheit eine Schalteinheit
aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des Zahnradmittels
schaltbar mit dem Getriebeelement zu koppeln. Dadurch kann eine
schaltbare Winkelgetriebeeinheit mit einem kompakten Bauraum bereitgestellt werden,
mittels der eine bauraumoptimierte Getriebevorrichtung mit einer
veränderbaren Gesamtgetriebevorrichtung realisiert werden
kann. Unter einer „Winkelgetriebeeinheit” soll
dabei insbesondere eine Getriebeeinheit mit zwei Getriebeelementen
zur Anbindung der Getriebeeinheit verstanden werden, wobei Drehachsen
der zwei Getriebeelemente unter einem Winkel ungleich 180 Grad zueinander
angeordnet sind. Unter einem „Kronenradmittel” soll
weiter ein Zahnradmittel verstanden werden, dessen zumindest eine
Verzahnung in einer zu einer Drehachse des Zahnrads schiefen Ebene
angeordnet sind. Vorzugsweise beträgt ein Winkel zwischen
der Drehachse und der Verzahnung zwischen 1 Grad und 135 Grad, wobei
ein Winkel von 90 Grad besonders vorteilhaft ist. Unter einer „Kronenradgetriebeeinheit” soll
insbesondere eine Winkelgetriebeeinheit verstanden werden, bei der
das mit dem Kronenradmittel gekoppelte Zahnradmittel eine zylindrische Grundform
aufweist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere
speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
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Vorzugweise
weist das Kronenradmittel zumindest zwei unterschiedliche Kronenräder
auf, die zur Bereitstellung von unterschiedlichen Winkelgetriebeübersetzungen
vorgesehen sind. Dadurch kann einfach eine Schaltbarkeit der Winkelgetriebeübersetzungen
erreicht werden. Unter „unterschiedlichen Kronenrädern” soll
in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das
Kronenradmittel zumindest zwei unter schiedliche als Kronenräder ausgebildete
Verzahnungen aufweist, die mit einem gemeinsamen Getriebeelement
drehfest verbunden und/oder verbindbar sind. Vorzugsweise sind die
zumindest zwei Kronenräder miteinander drehfest verbunden.
Besonders bevorzugt sind die zwei Kronenräder einstückig
ausgeführt. Vorteilhafterweise ist die Schalteinheit dazu
vorgesehen, mittels der Kronenräder zumindest zwei unterschiedliche
Getriebeübersetzungen zu schalten.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass das Zahnradmittel zumindest zwei zu dem
Getriebeelement drehbar angeordnete Zahnräder aufweist,
die dazu vorgesehen sind, mittels der Schalteinheit drehfest mit
dem Getriebeelement verbunden zu werden. Dadurch ist die Winkelgetriebeeinheit
einfach in verschiedene Schaltstellungen zur Schaltung der Winkelgetriebeübersetzungen
schaltbar. Besonders bevorzugt weist die Schalteinheit ein entlang
einer Drehachse des Zahnradmittels verschiebbares Schaltelement
auf, das dazu vorgesehen ist, wahlweise zumindest eines der Zahnräder
drehfest mit dem Getriebeelement zu verbinden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Zahnradmittel
zumindest ein mittels der Schalteinheit schaltbares Zahnrad, das
zumindest zwei unterschiedliche Schaltstellungen aufweist, in denen
es drehfest mit dem Getriebeelement verbunden ist. Dadurch kann
eine konstruktiv einfache Schalteinheit realisiert werden. Insbesondere
kann dadurch die Schalteinheit zumindest teilweise einstückig
mit dem Zahnradmittel ausgeführt werden. Vorzugsweise weist
das Zahnradmittel lediglich ein schaltbares Zahnrad auf.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Winkelgetriebeeinheit ein Koppelmittel aufweist, das dazu vorgesehen
ist, das Zahnrad drehfest und axial verschiebbar mit dem Getriebeelement
zu verbinden. Dadurch kann eine einfache Schaltbarkeit des Zahnrads
bereitgestellt werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Schalteinheit dazu vorgesehen, das Zahnrad axial zu verschieben.
Dadurch kann mittels der beiden Kronenräder einfach eine Änderung
der Winkelgetriebeübersetzung bewirkt werden. Vorzugsweise
weist das Zahnrad eine zylindrische Grundform auf, wodurch es mittels
einer axialen Verschiebung einfach in Eingriff mit dem anderen Kronenrad
gebracht werden kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kronenradmittel
und/oder das Zahnradmittel einen Schaltzwischenraum aufweist, der
für eine Entkopplung während eines Schaltvorgangs
vorgesehen ist. Dadurch kann eine Schaltbarkeit der Winkelgetriebeeinheit
verbessert werden. Vorteilhafterweise ist der Schaltzwischenraum
als ein Abstand zwischen den Kronenrädern ausgeführt.
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Besonders
bevorzugt ist eine Breite des Schaltzwischenraums zumindest gleich
groß wie eine Eingriffsbreite des Zahnradmittels. Dadurch kann
während des Schaltvorgangs das Zahnradmittel von dem Kronenradmittel
entkoppelt werden, wodurch die Schaltbarkeit besonders vorteilhaft
ausgestaltet werden kann.
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Weiter
wird eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kronenradgetriebevorrichtung,
mit zumindest zwei hintereinander geschalteten Winkelgetriebeeinheiten
zur Änderung einer Getriebegesamtübersetzung vorgeschlagen.
Dadurch kann eine Getriebevorrichtung mit einem kompakten Bauraum bereitgestellt
werden, wodurch die Getriebevorrichtung beispielsweise vorteilhaft
als eine Fahrradgetriebevorrichtung ausgestaltet werden kann. Vorzugsweise
sind die Winkelgetriebeeinheiten als Kronenradgetriebeeinheiten
ausgebildet. Besonders bevorzugt umfasst zumindest eine der Winkelgetriebeeinheiten
ein Kronenradmittel und ein Zahnradmittel zur formschlüssigen
Kopplung mit dem Kronenradmittel sowie ein Getriebeelement zur drehfesten
Anbindung des Zahnradmittels und eine Schalteinheit, die dazu vorgesehen
ist, zumindest einen Teil des Zahnradmittels schaltbar mit dem Getriebeelement zu
koppeln. Besonders vorteilhaft sind beide Winkelgetriebeeinheiten
derart ausgestaltet.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Winkelgetriebeeinheiten Hauptdrehachsen
aufweisen, die zumindest teilweise achsparallel und/oder zumindest teilweise
koaxial angeordnet sind. Dadurch kann eine vorteilhafte Anordnung
von Getriebeelementen der Getriebeeinheit realisiert werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Winkelgetriebeeinheiten jeweils zumindest
eine Schalteinheit zur Änderung einer Winkelgetriebeübersetzung aufweisen.
Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Schaltbarkeit der Getriebevorrichtungen
erreicht werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Winkelgetriebeeinheit
achsparallel angeordnete Kronenradmittel aufweist. Dadurch kann
ein Bauraum der Getriebevorrichtung besonders kompakt gehalten werden,
wodurch eine besonders flexibel einsetzbare Getriebevorrichtung
realisiert werden kann. Besonders bevorzugt sind die Kronenradmittel
koaxial zueinander angeordnet. Unter „achsparallel” soll
dabei insbesondere parallel versetzt und/oder koaxial verstanden
werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Winkelgetriebeeinheiten achsparallel
angeordnete Zahnradmittel aufweisen. Dadurch kann eine besonders einfache
Kopplung der Winkelgetriebeeinheiten realisiert werden. Vorzugsweise
sind die Winkelgetriebeeinheiten mittels der Zahnradmittel gekoppelt.
Besonders bevorzugt sind die Zahnradmittel koaxial zueinander angeordnet.
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Vorzugsweise
weisen die Winkelgetriebeeinheiten jeweils ein Getriebeelement auf,
das schaltbar und drehfest mit dem zugehörigen Zahnradmittel koppelbar
ist. Dadurch kann eine Verbindung der Winkelgetriebeeinheiten untereinander
mittels des Getriebeelements vorteilhaft einfach realisiert werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Winkelgetriebeeinheiten
zumindest teilweise einstückig ausgeführt. Dadurch
kann die Getriebevorrichtung besonders einfach und kompakt ausgestaltet
werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten
und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Winkelgetriebeeinheit,
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2 eine
Getriebevorrichtung mit zwei erfindungsgemäßen
Winkelgetriebeeinheiten,
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3 die
Getriebevorrichtung aus 2 in einer weiteren Schaltstellung,
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4 eine
weitere Darstellung der Getriebevorrichtung aus 2,
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5 eine
Getriebevorrichtung mit sechs unterschiedlichen Getriebegesamtübersetzungen und
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6 eine
Getriebevorrichtung mit zueinander versetzten Winkelgetriebeeinheiten.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Winkelgetriebeeinheit. Die Winkelgetriebeeinheit ist als eine Kronenradgetriebeeinheit
ausgebildet. Sie ist für ein Fahrrad vorgesehen. Die Winkelgetriebeeinheit
weist zwei Getriebeelemente 14a, 36a auf, die
für eine drehfeste Anbindung der Winkelgetriebeeinheit
an weitere Baueinheiten, wie beispielsweise einen Antrieb und einen
Abtrieb, vorgesehen sind. Beide Getriebeelemente 14a, 36a sind
grundsätzlich für eine Momenteneinleitung und eine
Momentenausleitung ausgebildet.
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Zur
formschlüssigen Verbindung der zwei Getriebeelemente 14a, 36a umfasst
die Winkelgetriebeeinheit ein Kronenradmittel 10a und ein
Zahnradmittel 12a. Drehachsen der beiden Getriebeelemente 14a, 36a,
die zwei Hauptdrehachsen 32a, 33a der Winkelgetriebeeinheit
definieren, sind unter einem Winkel von 90 Grad zueinander ausgerichtet. Das
Kronenradmittel 10a ist koaxial zu dem Getriebeelement 36a angeordnet.
Das Zahnradmittel 12a ist koaxial zu dem Getriebeelement 14a angeordnet.
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Das
Kronenradmittel 10a weist zwei Kronenräder 18a, 19a auf,
die drehfest miteinander verbunden sind. Das Getriebeelement 36a ist
als ein Kronenradträger ausgebildet, der drehfest mit den
Kronenrädern 18a, 19a des Kronenradmittels 10a gekoppelt
ist. Zur Ausbildung der beiden Kronenräder 18a, 19a weist
das Kronenradmittel 10a zwei unterschiedliche Verzahnungen
auf. Die Verzahnungen sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet,
die senkrecht zu einer Drehachse des Kronenradmittels 10a verläuft.
Die beiden Kronenräder 18a, 19a weisen
einen unterschiedlichen Wirkdurchmesser auf. In Bezug auf die Ebene
senkrecht zur Drehachse des Kronenradmittels 10a sind sie
ineinander liegend angeordnet. Die Verzahnungen weisen unterschiedliche
Zahnzahlen auf.
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Das
Zahnradmittel 12a weist zwei Zahnräder 23a, 24a auf,
die jeweils mit einem der beiden Kronenräder 18a, 19a des
Kronenradmittels 10a kämmen. Die beiden Zahnräder 23a, 24a des
Zahnradmittels 12a sind gleich ausgestaltet. Grundsätzlich sind
aber auch unterschiedliche Zahnräder denkbar. Beide Zahnräder 23a, 24a sind
als Stirnradzahnräder ausgebildet, deren Verzahnungen auf
einer parallel zu einer Drehachse des Zahnradmittels 12a ausgerichteten
Fläche angeordnet sind. Das Zahnradmittel 12a weist
eine zylindrische Grundform auf.
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Bei
einer Drehbewegung des Kronenradmittels 10a weisen die
beiden Kronenräder 18a, 19a des Kronenradmittels 10a eine
gleiche Drehzahl auf. Aufgrund der unterschiedlichen Wirkdurchmesser
weisen die mit den Kronenrädern 18a, 19a kämmenden Zahnräder 23a, 24a unterschiedliche
Drehzahlen auf. Mittels der beiden Kronenräder 18a, 19a und
der beiden Zahnräder 23a, 24a sind zwei
unterschiedliche Winkelgetriebeübersetzungen für
die Winkelgetriebeeinheit bereitgestellt.
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Die
beiden Zahnräder 23a, 24a des Zahnradmittels 12a sind
drehbar auf dem Getriebeelement 14a angeordnet. Das Getriebeelement 14a ist
als eine Zahnradachse ausgebildet. Um die Zahnräder 23a, 24a des
Zahnradmittels 12a drehfest mit dem Getriebeelement 14a verbinden
zu können, weist die Winkelgetriebeeinheit eine Schalteinheit 16a auf,
die zwischen den Zahnrädern 23a, 24a und
dem Getriebeelement 14a angeordnet ist. Mittels der Schalteinheit 16a ist
wahlweise eines der beiden Zahnräder 23a, 24a drehfest
mit dem Getriebeelement 14a verbindbar. Mittels der Schalteinheit 16a werden
die beiden durch die Kronenräder 18a, 19a des
Kronenradmittels 10a bereit gestellten Winkelgetriebeübersetzungen
geschaltet. Die Schalteinheit 16a ist beispielsweise als
Ziehkeileinheit oder als Klauenschaltung ausbildbar. Des Weiteren
ist die Schalteinheit 16a über schaltbare Sperrklinken
realisierbar.
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In
den 2 bis 6 sind drei weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele
ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in der 1 durch die Buchstaben b bis d in den Bezugszeichen
der Ausführungsbeispiele in den 2 bis 6 ersetzt.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen
auf Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen. Bezüglich
gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen kann auf die
Beschreibung und/oder die Zeichnungen des Ausführungsbeispiels
in der 1 und/oder auf die jeweils vorangegangenen Ausführungsbeispiele
verwiesen werden.
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2 zeigt
schematisiert eine Getriebevorrichtung mit zwei Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b, die
in einem Kraftfluss nacheinander angeordnet sind. Die Getriebevorrichtung
ist als eine Kronenradgetriebevorrichtung ausgebildet, die die zwei
als Kronenradgetriebeeinheit ausgebildeten Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b umfasst.
Die Getriebevorrichtung ist für ein Fahrrad vorgesehen.
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Die
zwei Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b weisen jeweils
eine Schalteinheit 16b, 17b auf, mittels der eine
Winkelgetriebeübersetzung der Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b verändert
werden kann. Mittels jeder der Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b sind
zwei unterschiedliche Winkelgetriebeübersetzungen schaltbar,
wodurch mittels der Getriebevorrichtung insgesamt vier unterschiedliche
Getriebegesamtübersetzungen geschaltet werden können.
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Die
erste Winkelgetriebeeinheit 30b weist zwei Getriebeelemente 14b, 36b auf,
mittels denen zwei Hauptdrehachsen 32b, 33b der
Winkelgetriebeeinheit 30b definiert sind. Die Hauptdrehachsen 32b, 33b sind
rechtwinklig zueinander angeordnet. Sie weisen einen gemeinsamen
Schnittpunkt auf. Weiter weist die Winkelgetriebeeinheit 30b ein
Kronenradmittel 10b mit zwei Kronenrädern 18b, 19b und
ein Zahnradmittel 12b mit einem schaltbaren Zahnrad 23b auf.
Das Kronenradmittel 10b ist drehfest mit dem Getriebeelement 36b verbunden.
Das Zahnradmittel 12b ist drehfest mit dem Getriebeelement 14b verbunden.
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Die
beiden Kronenräder 18b, 19b des Kronenradmittels 10b weisen
zwei unterschiedliche Wirkdurchmesser auf. Mittels der Kronenräder 18b, 19b sind
die zwei unterschiedlichen Winkelgetriebeübersetzungen
des Winkelgetriebes realisiert. Die Kronenräder 18b, 19b des
Kronenradmittels 10b sind drehfest mit dem Getriebeelement 36b verbunden.
Das Kronenrad 18b, das Kronenrad 19b und das Getriebeelement 36b sind
einstückig ausgeführt.
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Zur
drehfesten Verbindung zwischen dem Zahnrad 23b und dem
Getriebeelement 14b weist das Zahnradmittel 12b ein
Koppelmittel 26b auf, mittels dessen das Zahnrad 23b des
Zahnradmittels 12b axial verschiebbar und drehfest auf
dem Getriebeelement 14b angeordnet ist. Das Koppelmittel 26b ist mittels
einer Verzahnung zwischen dem Getriebeelement 14b und dem
Zahnrad 23b ausgebildet. Die Verzahnung des Koppelmittels 26b ist
als eine Geradverzahnung ausgebildet.
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Das
Zahnrad 23b weist zwei Schaltstellungen auf, in denen es
in Abhängigkeit von der Schaltstellung mit einem der zwei
Kronenräder 18b, 19b kämmt.
In beiden Schaltstellungen ist das Zahnrad 23b drehfest
mit dem Getriebeelement 14b verbunden. Zur Schaltung der
Schaltstellungen wird das Zahnrad 23b mittels der Schalteinheit 16b entlang seiner
Drehachse, die koaxial zu der Hauptdrehachse 32b orientiert
ist, verschoben.
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Die
Kronenräder 18b, 19b des Kronenradmittels 10b sind
beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Kronenrädern 18b, 19b ist ein
Schaltzwischenraum 28b angeordnet, der mit einer Breite
einer Verzahnung des Zahnradmittels 12b korrespondiert.
Der Schaltzwischenraum 28b weist eine Breite auf, die zumindest
gleich groß ist wie die Breite der Verzahnung des Zahnrads 23b.
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Bei
einem Schaltvorgang, in dem das Zahnrad 23b von einer ersten
Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung geschaltet wird, wird
das Zahnrad 23b über den Schaltzwischenraum 28b hinweg
verschoben. Das Zahnrad 23b weist dabei eine Schaltzwischenstellung
auf, in der die Verzahnung des Zahnrads 23b vollständig
in dem Schaltzwischenraum 28b angeordnet ist. In der Schaltzwischenstellung sind
das Zahnradmittel 12b und das Kronenradmittel 10b voneinander
entkoppelt.
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Die
zweite Winkelgetriebeeinheit 31b ist analog zu der ersten
Winkelgetriebeeinheit 30b ausgebildet, weshalb im Wesentlichen
auf die Beschreibung der Winkelgetriebeeinheit 30b verwiesen
werden kann. Sie umfasst zwei Getriebeelemente 15b, 37b,
die zwei Hauptdrehachsen 34b, 35b der Winkelgetriebeein heit 31b definieren,
sowie ein Kronenradmittel 11b und ein Zahnradmittel 13b zur
formschlüssigen Verbindung der Getriebeelemente 15b, 37b. Die
Hauptdrehachsen 34b, 35b der zweiten Winkelgetriebeeinheit 31b sind
ebenfalls rechtwinklig zueinander angeordnet.
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Das
Kronenradmittel 11b weist zwei Kronenräder 20b, 21b auf,
die drehfest mit dem Getriebeelement 37b verbunden sind.
Die zwei Kronenräder 20b, 21b sind um
einen Schaltzwischenraum 29b zueinander beabstandet in
einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Das Zahnradmittel 13b umfasst
ein Zahnrad 25b und ein Koppelmittel 27b, mittels
dessen das Zahnrad 25b drehfest und axial verschiebbar auf
dem Getriebeelement 15b angeordnet ist. Zur Schaltung von
zwei mittels des Kronenradmittels 11b bereit gestellten
Winkelgetriebeübersetzungen ist das Zahnrad 25b mittels
der Schalteinheit 17b axial verschiebbar.
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Die
Hauptdrehachsen 33b, 35b der beiden Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b,
die mittels der mit den Kronenradmitteln 10b, 11b verbundenen
Getriebeelemente 36b, 37b definiert sind, sind
koaxial zueinander angeordnet. Die beiden weiteren Hauptdrehachsen 32b, 34b,
die mittels der mit den Zahnradmitteln 12b, 13b verbundenen
Getriebeelementen 14b, 15b definiert sind, sind
ebenfalls koaxial zueinander angeordnet.
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Zur
Lagerung der koaxial angeordneten Kronenradmittel 10b, 11b weist
die Getriebevorrichtung eine Lagerachse 38b auf, auf der
die beiden Kronenradmittel 10b, 11b angeordnet
sind. Verzahnungen der beiden Kronenradmittel 10b, 11b sind
einander zugewandt sich gegenüberliegend angeordnet (vgl. 4).
Die Kronenräder 20b, 21b des zweiten
Kronenradmittels 11b weisen einen Wirkdurchmesser auf,
der größer ist als der Wirkdurchmesser der Kronenräder 18b, 19b des
Kronenradmittels 10b ersten Winkelgetriebeeinheit 30b.
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Die
Zahnradmittel 12b, 13b der beiden Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b sind
entlang der Hauptdrehachsen 33b, 34b, d. h. senkrecht
zu ihren Drehachsen, zwischen den beiden Kronenradmitteln 10b, 11b angeordnet.
Die Getriebeelemente 14b, 15b zur Anbindung der
Zahnradmittel 12b, 13b sind einstückig
ausgeführt. Die axial verschiebbaren Zahnräder 23b, 25b,
die je nach Schaltstellung mit den Kronenrädern 18b, 19b, 20b, 21b kämmen,
sind entlang der Hauptdrehachsen 32b, 34b auf
den einstückig als gemeinsame Zahnradachse ausgeführten Getriebeelementen 14b, 15b beabstandet
zueinander angeordnet (vgl. 3). Die
Zahnräder 23b, 25b der beiden Zahnradmittel 12b, 13b weisen
einen gleichen Durchmesser auf. Mittels der einstückig
ausgeführten Getriebeelemente 14b, 15b sind
die beiden Winkelgetriebeeinheiten 30b, 31b wirkungsmäßig miteinander
verbunden.
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Durch
die unterschiedlichen Wirkdurchmesser der Kronenradmittel 10b, 11b unterscheiden
sich die Winkelgetriebeübersetzungen der zweiten Winkelgetriebeeinheit 31b von
den Winkelgetriebeübersetzungen der ersten Winkelgetriebeeinheit 30b.
Die Winkelgetriebeübersetzungen der Winkelgetriebeeinheit 31b sind
größer als die Winkelgetriebeübersetzungen
der Winkelgetriebeeinheit 30b, wodurch mittels der möglichen
Kombination der Winkelgetriebeübersetzungen die vier unterschiedlichen
Getriebegesamtübersetzungen schaltbar sind.
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Für
eine erste Getriebeanbindung weist die Getriebevorrichtung eine
Getriebewelle 39b auf, die mittels einer Stirnradstufe 40b mit
zwei Zahnrädern 41b, 42b formschlüssig
mit dem Getriebeelement 36b verbunden ist. Die Stirnradstufe 40b stellt
eine Grundübersetzung der Getriebevorrichtung bereit, die
in sämtliche mittels der Getriebevorrichtung schaltbaren
Getriebegesamtübersetzungen eingeht. Für eine
zweite Getriebeanbindung weist die Getriebevorrichtung ein Anbindungselement 43b auf,
das drehfest mit dem Getriebeelement 37b der Winkelgetriebeeinheit 31b verbunden
ist.
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5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Getriebevorrichtung
mit zwei Winkelgetriebeeinheiten 30c, 31c, die
in einem Kraftfluss nacheinander angeordnet sind. Die in 5 gezeigte
Getriebevorrichtung ist im Wesentlichen analog zu dem Ausführungsbeispiel
in den 2 bis 4 ausgebildet, weshalb insbesondere
auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 2 bis 4 verwiesen
werden soll.
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Im
Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
umfasst die Winkelgetriebeeinheit 31c ein Kronenradmittel 11c,
das drei Kronenräder 20c, 21c, 22c mit
unterschiedlichen Wirkdurchmessern aufweist. Mittels der Winkelgetriebeeinheit 31c sind
analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel drei
Winkelgetriebeübersetzungen schaltbar. Mittels der Getriebevorrichtung
können somit insgesamt sechs unterschiedliche Getriebegesamtübersetzungen
geschaltet werden.
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Die
Winkelgetriebeeinheit 30c weist eine Schalteinheit 16c auf,
mittels der wahlweise eines von zwei Zahnrädern 23c, 24c eines
Zahnradmittels 12c der Winkelgetriebeeinheit 30c dreh fest
mit einem Getriebeelement 14c verbunden werden kann. Die
Schalteinheit 16c weist ein Schaltelement 44c auf,
das drehfest mit dem Getriebeelement 14c verbunden ist.
Die Zahnräder 23c, 24c sind drehbar zu dem
Getriebeelement 14c angeordnet. Das Schaltelement 44 ist
entlang einer Drehachse des Zahnradmittels 12c axial verschiebbar
angeordnet. Entlang der Drehachse des Zahnradmittels 12c weist
das Schaltelement 44c eine Erstreckungslänge auf,
mittels der das Schaltelement 44c zur Anbindung einer nicht
näher dargestellten Schaltelementbetätigungsvorrichtung
seitlich aus der Getriebevorrichtung herausgeführt ist.
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Die
Winkelgetriebeeinheit 31c weist eine Schalteinheit 17c auf,
die analog zu der Schalteinheit 16c der Winkelgetriebeeinheit 30c ausgeführt
ist. Die Schalteinheit 17c weist ein Schaltelement 45c auf, das
entlang einer Drehachse eines Zahnradmittels 13c axial
verschoben werden kann und das dazu vorgesehen ist, wahlweise eines
von drei Zahnrädern 25c, 55c, 56c des
Zahnradmittels 13c drehfest mit einem Getriebeelement 15c zu
verbinden. Das Schaltelement 45c ist drehfest mit dem Getriebeelement 15c verbunden.
Es weist entlang der Drehachse des Zahnradmittels 13c eine
Erstreckungslänge auf, mittels der es ebenfalls seitlich
aus der Getriebevorrichtung herausgeführt ist.
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Die
beiden Schaltelemente 44c, 45c der Schalteinheiten 16c, 17c sind
koaxial zueinander angeordnet. Das Schaltelement 45c der
Schalteinheit 17c ist zumindest teilweise als ein Hohlelement
ausgeführt, das zumindest zum Teil von dem Schaltelement 44c der
Schalteinheit 16c durchsetzt wird.
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Zur
Kopplung mit dem Getriebeelement 14c weist das Zahnradmittel 12c ein
Koppelmittel 26c auf, das mittels Ausnehmungen 46c, 47c, 48c ausgebildet
ist, die über einen Umfang des Getriebeelements 14c verteilt
angeordnet sind. Das Schaltelement 44c, das formschlüssig
mit den Zahnrädern 23c, 24c verbindbar
ist, durchsetzt die Ausnehmungen 46c, 47c, 48c,
wodurch das Getriebeelement 14c und das Schaltelement 44c formschlüssig
miteinander verbunden sind.
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Das
Zahnradmittel 13c der Winkelgetriebeeinheit 31c weist
ein analog ausgestaltetes Koppelmittel 27c zur Anbindung
des Schaltelements 45c an das Getriebeelement 15c auf.
Das Koppelmittel 27c weist Ausnehmungen 49c, 50c, 51c auf,
die in das Getriebeelement 15c eingebracht sind. Das Schaltelement 45c durchsetzt
die Ausnehmungen 49c, 50c, 51c, wodurch
das Getriebeelement 15c und das Schaltelement 45c formschlüssig
miteinander verbunden sind. Die Getriebeelemente 14c, 15c der Winkelgetriebeeinheiten 30c, 31c sind
fest miteinander verbunden. Sie sind einstückig ausgeführt.
Sie können grundsätzlich aber auch form-, kraft- und/oder
stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
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Die
Getriebeelemente 14c, 15c sind mittels eines Hohlwellenelements
ausgeführt, das die Zahnräder 23c, 24c, 25c, 55c, 56c durchsetzt.
Durch die Ausnehmungen 46c, 47c, 48c, 49c, 50c, 51c sind
die Zahnräder 23c, 24c, 25c, 55c, 56c über
die Schaltelemente 44c, 45c und die Getriebeelemente 14c, 15c schaltbar
miteinander verbindbar. Die Schaltelemente 44c, 45c zum
Schalten der Zahnräder 23c, 24c, 25c, 55c, 56c sind
innerhalb des Hohlwellenelements angeordnet. Die Schaltelemente 44c, 45c sind relativ
zu dem Hohlwellenelement verschiebbar angeordnet. Das Hohlwellenelement
weist entlang der Hauptdrehachsen 32c, 34c eine
Erstreckungslänge auf, die kürzer ist als die
Erstreckungslängen der Schaltelemente 44c, 45c.
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Schaltzwischenräume 28c, 29c, 57c,
mittels denen die Getriebeelemente 14c, 15c in
einem Schaltvorgang von den Zahnrädern 23c, 24c, 25c, 55c, 56c entkoppelt
werden können, sind als Zwischenräume zwischen
den Zahnrädern 23c, 24c, 25c, 55c, 56c ausgeführt.
Die Schaltzwischenräume 28c, 29c, 57c weisen
eine Breite auf, die mit einer Breite der Schaltelemente 44c, 45c korrespondiert. In
Schaltzwischenstellungen sind die Schaltelemente 44c, 45c vollständig
zwischen den Zahnrädern 23c, 24c, 25c, 55c, 56c angeordnet,
wodurch die Schaltelemente 44c, 45c und somit
auch die Getriebeelemente 14c, 15c vollständig
von den Zahnradmitteln 12c, 13c entkoppelt sind.
Die zwei Schaltzwischenräume 29c, 57c sind
dem Zahnradmittel 13c zugeordnet. Der Schaltzwischenraum 29c ist
zwischen den zwei Zahnrädern 25c, 55c angeordnet.
Der Schaltzwischenraum 57c ist zwischen den zwei Zahnrädern 55c, 56c angeordnet.
Der Schaltzwischenraum 28c ist dem Zahnradmittel 12c zugeordnet.
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6 zeigt
ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
einer Getriebevorrichtung mit zwei Winkelgetriebeeinheiten 30d, 31d,
die in einem Kraftfluss nacheinander angeordnet sind. Die Winkelgetriebeeinheiten 30d, 31d sind
im Wesentlichen analog zu dem vorangegangen Ausführungsbeispiel ausgeführt.
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Die
Winkelgetriebeeinheiten 30d, 31d weisen jeweils
ein Kronenradgetriebemittel 10d, 11d und ein Zahnradmittel 12d, 13d zur
Schaltung von zwei Winkelgetriebeübersetzungen auf. Die Zahnradmittel 12d, 13d weisen
jeweils zwei axial fest angeordnete Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d auf.
Mittels einer Schalteinheit 16d kann wahlweise eines der
Zahnräder 23d, 24d drehfest mit einem
Getriebeelement 14d verbunden werden. Mittels einer Schalteinheit 17d kann
wahlweise eines der Zahnräder 25d, 55d drehfest
mit einem Getriebeelement 15d verbunden werden. Zur Schaltung
der Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d weisen
die Schalteinheiten 16d, 17d jeweils ein axial
verschiebbares Schaltelement 44d, 45d auf, das
zur Verbindung der Getriebeelemente 14d, 15d und
der Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d ausgebildet ist.
Mittels Koppelmittel 26d, 27d sind die Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d über
die Schaltelemente 44d, 45d und die Getriebeelemente 14d, 15d jeweils
formschlüssig miteinander verbindbar.
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Im
Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
sind die Zahnräder 23d, 25d der Zahnradmittel 12d, 13d achsparallel
zueinander ausgerichtet. Drehachsen der beiden Getriebeelemente 14d, 15d,
mittels denen Hauptdrehachsen 32d, 34d der Winkelgetriebeeinheiten 30d, 31d definiert
sind, sind parallel zueinander verschoben angeordnet. Die Getriebeelemente 14d, 15d sind
voneinander getrennt ausgeführt.
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Die
beiden Getriebeelemente 14d, 15d sind mittels
eines Zahnradsatzes 52d, der zumindest zwei Zahnräder 53d, 54d aufweist,
miteinander gekoppelt. Die beiden Zahnräder 53d, 54d sind
jeweils fest auf einem der beiden Getriebeelemente 14d, 15d angeordnet.
Mittels der beiden Zahnräder 53d, 54d ist
ein Koppelübersetzungsverhältnis zwischen den
beiden Winkelgetriebeeinheiten 30d, 31d definiert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Zahnräder 53d, 54d gleich groß,
wodurch das Koppelübersetzungsverhältnis eins
ist. Grundsätzlich können aber auch andere Koppelübersetzungsverhältnisse
realisiert werden.
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Die
Koppelmittel 26d, 27d weisen Ausnehmungen 46d, 47d, 48d, 49d, 50d, 51d auf,
die in das jeweils zugehörige Getriebeelement 14d, 15d eingebracht
sind. Die getrennt ausgeführten Schaltelemente 44d, 45d durchsetzen
die Ausnehmungen 46d, 47d, 48d, 49d, 50d, 51d des
jeweiligen Getriebeelements 14d, 15d. Beide Getriebeelemente 14d, 15d sind
als Hohlwellenelemente ausgeführt. Die Schaltelemente 44d, 45d zur
Schaltung der Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d verbinden
jeweils wahlweise eines der zugeordneten Zahnräder 23d, 24d, 25d, 55d drehfest
mit dem jeweiligen Getriebeelemente 14d, 15d.
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- 10
- Kronenradmittel
- 11
- Kronenradmittel
- 12
- Zahnradmittel
- 13
- Zahnradmittel
- 14
- Getriebeelement
- 15
- Getriebeelement
- 16
- Schalteinheit
- 17
- Schalteinheit
- 18
- Kronenrad
- 19
- Kronenrad
- 20
- Kronenrad
- 21
- Kronenrad
- 22
- Kronenrad
- 23
- Zahnrad
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zahnrad
- 26
- Koppelmittel
- 27
- Koppelmittel
- 28
- Schaltzwischenraum
- 29
- Schaltzwischenraum
- 30
- Winkelgetriebeeinheit
- 31
- Winkelgetriebeeinheit
- 32
- Hauptdrehachse
- 33
- Hauptdrehachse
- 34
- Hauptdrehachse
- 35
- Hauptdrehachse
- 36
- Getriebeelement
- 37
- Getriebeelement
- 38
- Lagerachse
- 39
- Getriebewelle
- 40
- Stirnradstufe
- 41
- Zahnrad
- 42
- Zahnrad
- 43
- Anbindungselement
- 44
- Schaltelement
- 45
- Schaltelement
- 46
- Ausnehmung
- 47
- Ausnehmung
- 48
- Ausnehmung
- 49
- Ausnehmung
- 50
- Ausnehmung
- 51
- Ausnehmung
- 52
- Zahnradsatz
- 53
- Zahnrad
- 54
- Zahnrad
- 55
- Zahnrad
- 56
- Zahnrad
- 57
- Schaltzwischenraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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