DE102012207250A1

DE102012207250A1 - Planetary gear i.e. Wolfrom gear, for use in compression ratio adjusting device of combustion engine, has planetary wheels radial outwardly spring-loaded such that wheels are pressed for forming clearance-free form of gearing intervention

Info

Publication number: DE102012207250A1
Application number: DE201210207250
Authority: DE
Inventors: Karl Benkler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2013-11-07

Abstract

The gear (1) has ring gears (3) surrounding a sun wheel (2), and planetary wheels (4) arranged between the sun wheel and the gears such that the wheels form a gearing intervention (5) in a radial outer portion with the gears and another gearing intervention (6) in a radial inner area with the sun wheel. The wheels are radial displaceably formed and radial outwardly spring-loaded by a spring element (7) such that the wheels are pressed in a standstill condition of the gear for forming a clearance-free form of the former gearing intervention in a radial direction against the gears. The sun wheel and the planetary wheels are designed as a hollow wheel and sleeve shafts, respectively.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. The present invention relates to a planetary gear according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Bei Verbrennungsmotoren werden beispielsweise in Vorrichtungen zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses Planetengetriebe eingesetzt. Dabei entstehen durch Spiel starke Vibrationen, welche Lastüberhöhungen und starke Geräusche verursachen. Insbesondere aufgrund der Lastüberhöhungen können die Oberflächen der Verzahnungen beschädigt werden. Es ist allgemein bekannt, dass eine Spielarmut in der Stillstandposition des Planetengetriebes durch enge Passungen erreicht werden kann. Enge Passungen können beispielsweise durch Auswahlpaarung realisiert werden, was jedoch sehr aufwändig ist. In internal combustion engines, planetary gears are used, for example, in devices for adjusting the compression ratio. This creates strong vibrations through play, which cause load peaks and strong noises. In particular, due to the load peaks, the surfaces of the teeth can be damaged. It is well known that a Spielarmut in the standstill position of the planetary gear can be achieved by close fits. Narrow fits can be realized for example by selection pairing, which is very complex.

Aus der DE 10 161 493 A1 ist ein Getriebe, insbesondere Mikrogetriebe, nach dem Prinzip des Spannungswellen-Getriebes, Wolfrom-Getriebes oder dergleichen Umlaufrädergetriebe in Flachbauweise bekannt. Das Getriebe besitzt wenigstens ein Sonnenrad und wenigstens zwei mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende Planetenräder, wobei das Sonnenrad drehfest auf einer zentrisch bzgl. einer Getriebemittellängsachse angeordneten Antriebswelle sitzt. Die Planetenräder stehen mittelbar oder unmittelbar mit einer Verzahnung in Eingriff, welche drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden ist, welche zentrisch bzgl. der Getriebemittellängsachse angeordnet ist. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle sind jeweils als Hohlwelle mit durchgängiger Bohrung ausgebildet, so dass durch das Getriebe hindurch Informationen oder fluide Medien geleitet werden können. Das Getriebe weist ein geteiltes Hohlrad auf, welches aus einem gehäusefesten Hohlrad sowie einem Abtriebshohlrad gebildet ist, die axial versetzt zur Getriebe-Mittel-Längsachse angeordnet sind. Das gehäusefeste Hohlrad sowie das Abtriebshohlrad besitzen eine geringfügig unterschiedliche Zähneanzahl der in die Zähne der Planetenräder eingreifenden Verzahnung. Die Planetenräder sind schwimmend gelagert. From the DE 10 161 493 A1 is a transmission, in particular micro-transmission, according to the principle of the stress wave transmission, Wolfrom transmission or the like planetary gear in flat design known. The transmission has at least one sun gear and at least two planetary gears meshing with the sun gear, wherein the sun gear is non-rotatably mounted on a drive shaft arranged centrally with respect to a transmission center longitudinal axis. The planetary gears are indirectly or directly with a toothing in engagement, which is rotatably connected to an output shaft, which is arranged centrally with respect. The Getriebemittellängsachse. The drive shaft and the output shaft are each formed as a hollow shaft with continuous bore, so that information or fluid media can be passed through the transmission. The transmission has a split ring gear, which is formed from a housing-fixed ring gear and a Abtriebshohlrad, which are arranged axially offset from the transmission center longitudinal axis. The housing-fixed ring gear and the output ring gear have a slightly different number of teeth of the engaging teeth in the teeth of the planet gears. The planet wheels are floating.

Ferner ist aus der DE 10 2008 035 114 A1 ein spielarmes Planetengetriebe mit einem ersten Hohlrad mit einer ersten konischen Verzahnung und einem benachbarten, konisch zu dem ersten Hohlrad angeordneten zweiten Hohlrad mit einer zweiten konischen Verzahnung bekannt. Die Öffnungswinkel der ersten und der zweiten Verzahnungen zeigen zueinander und die beiden Hohlräder sind relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar. Weiterhin umfasst das Planetengetriebe zumindest ein in einem Planetenträger gelagertes Planetenrad, das eine dritte und eine vierte konische Verzahnung umfasst und in Zahneingriff mit den beiden Hohlrädern steht. Weiter ist ein Sonnenrad vorgesehen, das eine fünfte konische Verzahnung umfasst und in Zahneingriff mit dem zumindest einem Planetenrad steht. Die erste Verzahnung des ersten Hohlrades und die zweite Verzahnung des zweiten Hohlrades besitzen die gleiche Zähnezahl. Die dritte und die vierte Verzahnung des zumindest einen Planetenrades besitzen bei im Wesentlichen gleichen radialen Außenabmessungen eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen. Die Hohlräder, das zumindest eine Planetenrad und das Sonnenrad sind axial gegeneinander verschiebbar ausgebildet. Durch die Verschiebbarkeit aller miteinander zusammenwirkenden Räder kann die Spielarmut bzw. Spielfreiheit des Planetenrades sehr genau eingestellt werden. Furthermore, from the DE 10 2008 035 114 A1 a low-backlash planetary gear with a first ring gear with a first conical toothing and an adjacent, conically arranged to the first ring gear second ring gear with a second conical toothing known. The opening angle of the first and the second teeth point to each other and the two ring gears are rotatable relative to each other about a common axis of rotation. Furthermore, the planetary gear comprises at least one mounted in a planet carrier planetary gear, which comprises a third and a fourth conical toothing and is in meshing engagement with the two ring gears. Further, a sun gear is provided which comprises a fifth conical toothing and is in meshing engagement with the at least one planetary gear. The first toothing of the first ring gear and the second toothing of the second ring gear have the same number of teeth. The third and fourth teeth of the at least one planetary gear have a different number of teeth at substantially the same radial outer dimensions. The ring gears, the at least one planetary gear and the sun gear are axially displaceable against each other. Due to the displaceability of all interacting wheels, the lack of play or backlash of the planetary gear can be adjusted very accurately.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung. The problem underlying the invention is solved by the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the drawings.

Es wird ein Planetengetriebe vorgeschlagen, das ein zentrales Sonnenrad, ein Hohlrad, welches das Sonnenrad umgibt, und drehbar gelagerte Planetenräder aufweist. Die Planetenräder sind derart radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet, dass sie jeweils in einem radial äußeren Bereich mit dem Hohlrad einen ersten Verzahnungseingriff und in einem radial inneren Bereich mit dem Sonnenrad einen zweiten Verzahnungseingriff ausbilden. Zumindest eines der Planetenräder ist radial verschiebbar ausgebildet. Die Verschiebung des Planetenrades im Wesentlichen in Radialrichtung kann vorzugsweise auf einer linearen oder bogenförmigen Bahn, insbesondere einer Kreisbahn, erfolgen. Somit ist der Abstand des Planetenrades relativ zum Hohlrad und zum Sonnenrad veränderbar. Das Planetenrad ist mittels eines Federelements derart radial nach außen federbeaufschlagt, dass das Planetenrad im Stillstand des Planetengetriebes radial, insbesondere in Radialrichtung, gegen das Hohlrad gedrückt ist. Hierdurch wird das Spiel im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes derart reduziert, dass im Wesentlichen Spielfreiheit vorliegt. Beim Anfahren des Planetengetriebes liegen somit die Zähne des Planetenrades eng an den Zähnen des Hohlrades an. Dadurch werden Überbelastungen und Beschädigungen des Planetengetriebes vermieden und die Geräuschentwicklung des Planetengetriebes wird deutlich reduziert. It is proposed a planetary gear, which has a central sun gear, a ring gear, which surrounds the sun gear, and rotatably mounted planetary gears. The planetary gears are arranged radially between the sun gear and the ring gear such that they form a first gear engagement in a radially outer region with the ring gear and a second gear engagement in a radially inner region with the sun gear. At least one of the planet gears is designed to be radially displaceable. The displacement of the planetary gear essentially in the radial direction can preferably take place on a linear or arcuate path, in particular a circular path. Thus, the distance of the planet gear relative to the ring gear and the sun gear is variable. The planetary gear is spring-loaded radially outwardly by means of a spring element such that the planetary gear is pressed against the ring gear radially, in particular in the radial direction, when the planetary gear is at a standstill. As a result, the game in the region of the first tooth engagement is reduced so that there is essentially freedom from play. When starting the planetary gear thus the teeth of the planet gear are close to the teeth of the ring gear. As a result, overloading and damage to the planetary gear can be avoided and the noise of the planetary gear is significantly reduced.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Planetengetriebe einen Anschlag auf, bis zu dem das Planetenrad maximal radial nach innen verschiebbar ist. Infolgedessen begrenzt der Anschlag die radiale Verschiebbarkeit des Planetenrades nach innen. Hierdurch wird vermieden, dass sich das Planetenrad ab einem bestimmten Nennmoment zu weit, insbesondere über eine Neutralstellung hinweg, radial nach innen in Richtung des Sonnenrades verschiebt. Dies hätte im Betrieb des Planetengetriebes den Nachteil, dass die Zahnflanken im Bereich des zweiten Verzahnungseingriffes zu eng aufeinanderliegen, wodurch erhöhte Reibungsverluste entstehen würden, was wiederum eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Planetengetriebes zur Folge hätte. In der Neutralstellung ist das Planetenrad im Wesentlichen mittig zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet. Das Planetenrad weist in dieser Stellung mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad im Bereich des ersten und/oder zweiten Verzahnungseingriffes ein Spiel auf, wodurch der Wirkungsgrad des Planetengetriebes im Betrieb erhöht wird. In an advantageous development of the invention, the planetary gear has a stop, up to which the planetary gear can be displaced maximally radially inwards. As a result, the stop limits the radial displaceability of the planetary gear inwards. This avoids that the planetary gear from a certain nominal torque too far, in particular over a neutral position away, radially inward in the direction of the sun gear shifts. This would have the disadvantage in operation of the planetary gear that the tooth flanks in the region of the second gear engagement are too close to each other, which increased friction losses would occur, which in turn would result in a deterioration of the efficiency of the planetary gear. In the neutral position, the planetary gear is arranged substantially centrally between the ring gear and the sun gear. The planet gear has in this position with the ring gear and / or the sun gear in the region of the first and / or second tooth engagement on a game, whereby the efficiency of the planetary gear is increased during operation.

Der Anschlag kann besonders einfach und kostengünstig realisiert werden, wenn das Federelement derart ausgebildet ist, dass es ab einem bestimmten Nennmoment, insbesondere im maximal gestauchten Zustand, den Anschlag ausbildet. Vorzugsweise geht das Federelement bei dem bestimmten Nennmoment auf Block, wodurch es als Anschlag wirkt. Das Federelement ist vorzugsweise als Schrauben-, Spiral- oder Blatt-feder ausgebildet. Selbstverständlich ist aber auch jede andere geeignete Federart vorstellbar. The stop can be realized in a particularly simple and cost-effective manner if the spring element is designed in such a way that it forms the stop above a certain nominal torque, in particular in the maximum compressed state. Preferably, the spring element is at the specific rated torque on block, whereby it acts as a stop. The spring element is preferably designed as a helical, spiral or leaf spring. Of course, any other suitable spring type is conceivable.

Eine Entkoppelung des Federelementes von anderen als dem oben beschriebenen Moment einwirkenden Kräften, die eine Stauchung oder Dehnung des Federelementes negativ beeinflussen würden, kann erzielt werden, wenn die Wirkrichtung des Federelements tangential zum Sonnenrad ausgebildet ist. A decoupling of the spring element from forces other than the torque described above, which would adversely affect a compression or expansion of the spring element, can be achieved if the effective direction of the spring element is formed tangentially to the sun gear.

Zur Steuerung des Zahneingriffs im Bereich des ersten und/oder zweiten Verzahnungseingriffes ist es vorteilhaft, wenn das Planetengetriebe eine Führungseinrichtung aufweist, mittels derer das Planetenrad im Wesentlichen radial, insbesondere auf einer linearen Bahn oder einer bogenförmigen Bahn, vorzugsweise einer Kreisbahn, führbar ist. Somit kann vorteilhafterweise eine einmal definierte Verschiebung des Planetenrades reproduziert werden, wodurch stets ein optimaler Zahneingriff im Stillstand oder während des Betriebes sichergestellt ist. To control the tooth engagement in the region of the first and / or second tooth engagement, it is advantageous if the planetary gear has a guide device by means of which the planetary gear is substantially radially, in particular on a linear path or an arcuate path, preferably a circular path, feasible. Thus, a once defined displacement of the planetary gear can be reproduced advantageously, whereby always an optimal meshing engagement is ensured at a standstill or during operation.

Die Führung des Planetenrades kann mittels der Führungseinrichtung linear in Radialrichtung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Führung mittels der Führungseinrichtung auch auf einer Bogenbahn, insbesondere einer Kreisbahn, erfolgen. Vorzugsweise ist der Bewegungsvektor des Planetenrades bei der linearen Führung im Wesentlichen in Radialrichtung zeigend. Im Falle der bogenförmigen Führung ist der tangentiale Bewegungsvektor des Planetenrades vorzugsweise im Ruhezustand des Planetengetriebes radial nach außen, insbesondere in Radialrichtung, orientiert. Hierdurch kann ein optimales spielfreies Aneinanderpressen der Zähne im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes sichergestellt werden. The guide of the planet gear can be done linearly in the radial direction by means of the guide means. Alternatively or additionally, the guide by means of the guide device on a curved path, in particular a circular path, take place. Preferably, the motion vector of the planetary gear in the linear guide is pointing substantially in the radial direction. In the case of the arcuate guide of the tangential motion vector of the planetary gear is preferably in the idle state of the planetary gear radially outward, in particular in the radial direction, oriented. In this way, an optimal backlash-free pressing of the teeth in the region of the first toothing engagement can be ensured.

Wie bereits oben ausgeführt, kann durch das radial nach außen federbeaufschlagte Planetenrad das Spiel im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes reduziert werden, wodurch eine Beschädigung der Verzahnungen vermieden wird. Dies ist insbesondere beim Stillstand oder beim Anfahren des Planetengetriebes vorteilhaft. Nachteilig hierbei jedoch ist, dass sich bei einem radial nach außen federbeaufschlagten Planetenrad der Wirkungsgrad des Planetengetriebes verschlechtert. Aufgrund dessen ist es vorteilhaft, wenn das Federelement und/oder die Führungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass das Planetenrad ab einem bestimmten Moment radial nach innen verschiebbar ist. Vorzugsweise befindet sich das Planetenrad bei einem bestimmten Nennmoment in einer zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad ausgebildeten mittigen Neutralstellung, in der es sowohl im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes als auch des zweiten Verzahnungseingriffes ein Spiel aufweist. Somit ist sichergestellt, dass zum einen beim Stillstand und beim Anfahren des Planetengetriebes im Wesentlichen kein Spiel im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes vorliegt und zum anderen im laufenden Betrieb ab dem bestimmten Nennmoment das Planetenrad derart radial nach innen verschoben ist, dass sich die Reibverluste im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes reduzieren. Vorzugsweise liegen hierdurch die in Drehrichtung zeigenden Zahnflanken des Planetenrades an den Zahnflanken des Hohlrades bündig an, wobei zugleich die Rückflanken der Zähne des Planetenrades zu den Zähnen des Hohlrades zur Reibungsreduktion und Verbesserung des Wirkungsgrades ein Spiel aufweisen. As already stated above, the play can be reduced in the region of the first tooth engagement by the radially outwardly spring-loaded planet gear, whereby damage to the teeth is avoided. This is particularly advantageous when stopped or when starting the planetary gear. The disadvantage here, however, is that deteriorates in a radially outwardly spring-loaded planetary gear, the efficiency of the planetary gear. Because of this, it is advantageous if the spring element and / or the guide device is designed such that the planetary gear from a certain moment is radially inwardly displaceable. Preferably, the planetary gear is at a certain nominal torque in a formed between the sun gear and the ring gear central neutral position in which it has a game both in the region of the first gear engagement and the second gear engagement. Thus, it is ensured that, on the one hand, there is essentially no play in the area of the first tooth engagement when the planetary gear is at a standstill and, on the other hand, the planetary gear is displaced radially inward during operation from the specific nominal torque in such a way that the frictional losses in the range of reduce first meshing intervention. Preferably, thereby pointing in the direction of rotation tooth flanks of the planet gear on the tooth flanks of the ring gear are flush, at the same time having the trailing edges of the teeth of the planet gear to the teeth of the ring gear to reduce friction and improve the efficiency of a game.

Das Planetengetriebe kann besonders bauraumsparend ausgelegt werden, wenn das Planetenrad in der Führungseinrichtung drehbar gelagert ist. The planetary gear can be designed particularly space-saving, if the planet gear is rotatably mounted in the guide device.

Vorzugsweise ist das Planetenrad mittels der Führungseinrichtung mit einem Planetenträger gekoppelt. Um eine gute Verschiebbarkeit des Planetenrades zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn der Planetenträger mit der Führungseinrichtung zweiteilig ausgebildet ist. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Führungseinrichtung um eines seiner beiden Enden derart schwenkbar am Planetenträger gelagert ist, dass das damit gekoppelte Planetenrad im Wesentlichen radial verschiebbar ist. Die Führungseinrichtung ist hierfür vorteilhafterweise im Wesentlichen als Balken oder länglicher Träger ausgebildet. Die Führungseinrichtung ist demnach derart ausgebildet, dass eines ihrer beiden Enden drehbar im Planetenträger gelagert ist, so dass das freie Ende radial verschwenkbar ist. Das Planetenrad ist vom schwenkbar am Planetenträger gelagerten Ende der Führungseinrichtung beabstandet in der Führungseinrichtung drehbar gelagert. Liegt somit nach dem Anfahren des Planetengetriebes im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes ein bestimmtes Moment an, bewirkt dieses ein Schwenken der Führungseinrichtung um ihr im Planetenträger drehbar gelagertes Ende. Vorzugsweise ist das Planetenrad ab dem bestimmten Nennmoment derart verschwenkt, dass im Bereich des ersten und zweiten Verzahnungseingriffes ein Spiel vorliegt. Vorteilhafterweise wird somit die Reibung im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes bei laufendem Planetengetriebe reduziert, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird. Preferably, the planetary gear is coupled by means of the guide device with a planet carrier. In order to ensure a good displaceability of the planetary gear, it is advantageous if the planet carrier is formed in two parts with the guide device. It is also advantageous if the guide device is mounted so pivotally about one of its two ends on the planet carrier that the planetary gear coupled thereto is substantially radially displaceable. The guide device is advantageously formed substantially as a beam or elongate carrier for this purpose. The guide device is therefore designed such that one of its two ends is rotatably mounted in the planet carrier, so that the free end is radially pivotable. The planet gear is spaced from the pivotally mounted on the planet carrier end of the guide means in the guide means rotatably mounted. Thus, after the start of the planetary gear in the region of the first gear meshing a certain moment, this causes a pivoting of the guide means about its rotatably mounted in the planet carrier end. Preferably, the planetary gear is pivoted from the specific nominal torque such that there is a game in the region of the first and second toothing engagement. Advantageously, thus the friction in the region of the first tooth engagement is reduced while the planetary gear is running, whereby the efficiency is increased.

Eine bauraumsparende Anordnung der Führungseinrichtung sowie ein gutes Verschwenken der Führungseinrichtung kann dadurch sichergestellt werden, wenn die Führungseinrichtung in Radialrichtung im Bereich zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad schwenkbar gelagert ist. Ferner kann somit gewährleistet werden, dass das Planetenrad ausschließlich aufgrund des oben beschriebenen Momentes und keiner andersartig einwirkenden Kräfte verdreht wird. A space-saving arrangement of the guide device and a good pivoting of the guide device can be ensured when the guide device is mounted pivotably in the radial direction in the region between the sun gear and the ring gear. Furthermore, it can thus be ensured that the planetary gear is rotated solely due to the above-described moment and no other forces acting.

Der Federweg des Federelements kann vorteilhafterweise länger ausgebildet werden, wenn das Federelement am freien Ende der Führungseinrichtung angeordnet ist. The spring travel of the spring element can advantageously be made longer, when the spring element is arranged at the free end of the guide device.

Vorteilhaft ist es, wenn jedem der Planetenräder jeweils ein Federelement und/oder eine Führungseinrichtung zugeordnet ist. Somit kann jedes der Planetenräder individuell angesteuert werden. It is advantageous if each of the planetary gears each have a spring element and / or a guide device is assigned. Thus, each of the planetary gears can be controlled individually.

Vorteilhaft ist es, wenn das Sonnenrad und/oder die Planetenräder als Hohlräder bzw. Hohlwellen ausgebildet sind. It is advantageous if the sun gear and / or the planet gears are formed as ring gears or hollow shafts.

Um das Spiel im Bereich des zweiten Verzahnungseingriffes zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn das Sonnenrad mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad zweiteilig ausgebildet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die beiden Zahnräder, insbesondere mittels einer Feder in Umfangsrichtung derart gegeneinander verspannt sind, dass ihre Zähne in Umfangsrichtung zueinander einen Versatz aufweisen. Hierdurch kann das Spiel im Bereich des zweiten Verzahnungseingriffes minimiert werden. In order to reduce the play in the region of the second toothing engagement, it is advantageous if the sun gear is formed in two parts with a first and a second gearwheel. Furthermore, it is advantageous if the two gears, in particular by means of a spring in the circumferential direction are braced against each other such that their teeth have an offset in the circumferential direction to each other. As a result, the play in the region of the second tooth engagement can be minimized.

Die zum Verspannen der beiden Zahnräder vorzugsweise vorgesehene Feder ist insbesondere im radial inneren Bereich des Sonnenrades angeordnet. Die Verspannung der beiden Zahnräder mittels der Feder ist insbesondere derart ausgebildet, dass sich das erste Zahnrad in Umfangsrichtung an das zweite Zahnrad angleicht, so dass sich der im Stillstand ausgebildete Versatz aufhebt. Hierdurch können Reibungsverluste bei laufendem Planetengetriebe reduziert werden. The spring, which is preferably provided for bracing the two toothed wheels, is arranged in particular in the radially inner region of the sun wheel. The bracing of the two gears by means of the spring is in particular designed such that the first gear equals in the circumferential direction of the second gear, so that the offset formed at a standstill repeals. As a result, friction losses can be reduced while the planetary gear is running.

Im Stillstand ist der Versatz derart ausgebildet, dass die in Drehrichtung zeigenden Flanken der Zähne des ersten Zahnrades an denen des Planetenrades anliegen und die Rückflanken des ersten Zahnrades ein Spiel zu denen des Sonnenrades aufweisen. Im Gegensatz dazu liegen die entgegen der Drehrichtung zeigenden Zahnflanken des zweiten Zahnrades an denen des Sonnenrades an, wohingegen die in Drehrichtung zeigenden Zahnflanken des zweiten Rades zu denen des Sonnenrades ein Spiel aufweisen. Somit sind die Zähne des Sonnenrades zwischen den Zähnen des ersten und zweiten Zahnrades aufgrund des Versatzes ineinander verspreizt. Vorteilhafterweise kann somit das Spiel zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenrad im Stillstand der Planetengetriebes minimiert werden. At standstill, the offset is formed such that the edges pointing in the direction of rotation of the teeth of the first gear abut that of the planetary gear and the trailing edges of the first gear have a clearance to those of the sun gear. In contrast, the opposite to the direction of rotation facing tooth flanks of the second gear to those of the sun gear, whereas the pointing in the direction of rotation tooth flanks of the second wheel to those of the sun gear have a game. Thus, the teeth of the sun gear between the teeth of the first and second gear are spread apart due to the offset. Advantageously, the clearance between the sun gear and the planetary gear can thus be minimized when the planetary gear is at a standstill.

Alternativ oder zusätzlich kann das Sonnenrad, das Hohlrad und/oder die Planetenräder aus Stahl und/oder Kunststoff, insbesondere PEEK-Kunststoff oder anderen Polyetherketon-Kunststoffe, hergestellt sein. Hierdurch kann eine besonders hohe Resistenz gegen Reibkorrosion erzielt werden. Ferner kann somit auch bei sehr hohen Temperaturen von ca. 140° das geforderte Moment übertragen werden. Alternatively or additionally, the sun gear, the ring gear and / or the planet gears made of steel and / or plastic, in particular PEEK plastic or other polyether ketone plastics, be prepared. As a result, a particularly high resistance to fretting corrosion can be achieved. Furthermore, the required torque can thus be transmitted even at very high temperatures of about 140 °.

Vorteilhaft ist es, wenn das Planetengetriebe ein Wolfrom-Getriebe ist. Eine Besonderheit bei Wolfrom-Getrieben ist, dass die größten Zahnkräfte in den Eingriffen zwischen den Hohlrädern und den Planeten auftreten, wesentlich größere als im Eingriff zwischen Sonne und Planeten. Daher kann aufgrund der Spielarmut insbesondere beim erfindungsgemäßen Planetengetriebe in Wolfrombauweise eine Beschädigung aufgrund von Überbelastungen vermieden werden. It is advantageous if the planetary gear is a tungsten gear. A special feature of Wolfrom transmissions is that the largest tooth forces occur in the interventions between the ring gears and the planets, much larger than in engagement between the sun and planets. Therefore, due to the lack of play, especially in the planetary gear according to the invention in Wolfrombau way damage due to overloading can be avoided.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen The invention is explained in more detail with reference to a drawing. Show it

1 einen Querschnitt durch ein Planetengetriebe mit radialverschiebbaren und radial nach außen federbeaufschlagten Planetenrädern und 1 a cross section through a planetary gear with radially displaceable and radially outwardly spring-loaded planetary gears and

2 eine schematische Darstellung eines Wolfromgetriebes mit erfindungsgemäß federbeaufschlagten Planetenrädern. 2 a schematic representation of a Wolfromgetriebes with spring-loaded according to the invention planetary gears.

1 zeigt ein Planetengetriebe 1 mit einem zentralen Sonnenrad 2, einem Hohlrad 3, das das Sonnenrad 2 umgibt und drehbar gelagerten Planetenrädern 4. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist lediglich eines der sechs Planetenräder 4 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Planetenräder 4 sind radial zwischen dem Sonnenrad 2 und dem Hohlrad 3 angeordnet. Das Hohlrad 3 ist im folgenden Ausführungsbeispiel starr ausgebildet. Im Gegensatz dazu sind die Planetenräder 4 sowie das zentrale Sonnenrad 2 drehbar gelagert. Alternativ könnte aber auch das Sonnenrad 2 feststehend und das Hohlrad 3 drehbar ausgebildet sein oder alle Räder drehbar gelagert sein. 1 shows a planetary gear 1 with a central sun gear 2 a ring gear 3 that the sun wheel 2 surrounds and rotatably mounted planetary gears 4 , For clarity, only one of the six planet gears 4 provided with a reference numeral. The planet wheels 4 are radially between the sun gear 2 and the ring gear 3 arranged. The ring gear 3 is rigid in the following embodiment. In contrast, the planetary gears 4 as well as the central sun wheel 2 rotatably mounted. Alternatively, though, could also the sun wheel 2 stationary and the ring gear 3 be rotatable or all wheels are rotatably mounted.

Die Planetenräder 4 sind mit einem hier nicht dargestellten Planetenträger mit dem Planetengetriebe 1 gekoppelt. Die Planetenräder 4 sind derart radial zwischen dem Sonnenrad 2 und dem Hohlrad 3 angeordnet, dass sie jeweils in einem radial äußeren Bereich mit dem Hohlrad 3 einen ersten Verzahnungseingriff 5 und in einem radial inneren Bereich mit dem Sonnenrad 2 einen zweiten Verzahnungseingriff 6 ausbilden. Bei Drehung des zentralen Sonnenrades 2 bewegen sich die umliegend angeordneten Planetenräder 4 in Drehrichtung des zentralen Sonnenrades 2 gegenüber dem Hohlrad 3 mit. The planet wheels 4 are with a planet carrier, not shown here with the planetary gear 1 coupled. The planet wheels 4 are so radially between the sun gear 2 and the ring gear 3 arranged in each case in a radially outer region with the ring gear 3 a first gear engagement 5 and in a radially inner region with the sun gear 2 a second gear engagement 6 form. Upon rotation of the central sun gear 2 The surrounding planetary gears move 4 in the direction of rotation of the central sun gear 2 opposite the ring gear 3 With.

Jedes der Planetenräder 4 weist ein Federelement 7 und eine Führungseinrichtung 8 auf. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist in 1 für lediglich eines der Planetenräder 4 ein entsprechendes Federelement 7 und eine entsprechende Führungseinrichtung 8 dargestellt. Die Planetenräder 4 sind somit jeweils in Radialrichtung zwischen dem zentralen Sonnenrad 2 und dem außen liegenden Hohlrad 3 beweglich ausgebildet. Each of the planetary gears 4 has a spring element 7 and a guide device 8th on. For the sake of clarity is in 1 for only one of the planet gears 4 a corresponding spring element 7 and a corresponding guide device 8th shown. The planet wheels 4 are thus each in the radial direction between the central sun gear 2 and the outer ring gear 3 movably formed.

Die Führungseinrichtung 8 dient zum Führen des Planetenrades 4 in Radialrichtung. Hierfür ist sie im Bereich eines ersten Endes 9 drehbar am hier nicht dargestellten Planetenträger gelagert. Das Planetenrad 4 ist vom ersten Ende 9 der Führungseinrichtung 8 beabstandet an dieser drehbar gelagert. Somit kann das Planetenrad 4 um das erste Ende 9 der Führungseinrichtung 8 drehbar radial nach außen bzw. nach innen geschwenkt werden. Das Planetenrad 4 ist demnach mittels der Führungseinrichtung 8 auf einer Kreisbahn radial geführt. Der im Bereich des ersten Endes 9 ausgebildete Drehpunkt 10 ist derart im Bereich zwischen dem Sonnenrad 2 und dem außenliegenden Hohlrad 3 angeordnet, dass der Bewegungsvektor des Planetenrades 4 radial nach außen gerichtet ist. Infolgedessen ist das Planetenrad 4 in Radialrichtung verschiebbar ausgebildet. Hierdurch kann das Spiel des Zahneingriffs im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes 5 und/oder des zweiten Verzahnungseingriffes 6 variiert werden. The management device 8th serves to guide the planetary gear 4 in the radial direction. For this it is in the range of a first end 9 rotatably mounted on the planet carrier, not shown here. The planet wheel 4 is from the first end 9 the management facility 8th spaced at this rotatably mounted. Thus, the planetary gear 4 around the first end 9 the management facility 8th be pivoted radially outward or inward. The planet wheel 4 is therefore by means of the guide device 8th guided radially on a circular path. The one in the area of the first end 9 trained fulcrum 10 is so in the area between the sun 2 and the outer ring gear 3 arranged that the motion vector of the planetary gear 4 directed radially outwards. As a result, the planetary gear is 4 formed displaceable in the radial direction. As a result, the play of the tooth engagement in the region of the first tooth engagement 5 and / or the second toothing engagement 6 be varied.

Das Federelement 7 ist im Bereich des freien Endes 11 der Führungseinrichtung 8 angeordnet. Das Federelement 7 stützt sich im hier nicht dargestellten Planetenträger ab und ist derart vorgespannt, dass es das freie Ende 11 und somit das Planetenrad 4 radial nach außen drückt. Hierdurch wird das Planetenrad 4 gegen das Hohlrad 3 gepresst, wodurch das Spiel im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes 5 zwischen Planetenrad 4 und Hohlrad 3 minimiert wird. Vorteilhafterweise kann somit im Stillstand und beim Anfahren des Planetengetriebes eine Beschädigung der Zähne des Hohlrades 3 und der Planetenräder 4 vermieden werden. Insbesondere bei Wolfrom-Getrieben treten im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes 5, also beim Zahneingriff zwischen Planetenrad und den beiden Hohlrädern des Wolfrom-Getriebes, hohe Drehmomente und somit hohe Belastungen auf. The spring element 7 is in the area of the free end 11 the management facility 8th arranged. The spring element 7 is supported in the planet carrier, not shown here, and is biased so that it is the free end 11 and thus the planetary gear 4 pushes radially outward. This will cause the planetary gear 4 against the ring gear 3 pressed, causing the game in the area of the first gearing intervention 5 between planetary gear 4 and ring gear 3 is minimized. Advantageously, thus at standstill and when starting the planetary gear damage to the teeth of the ring gear 3 and the planet wheels 4 be avoided. Especially in tungsten gears occur in the region of the first gear engagement 5 , So when meshing between the planetary gear and the two ring gears of the Wolfrom gearbox, high torques and thus high loads.

Um den Wirkungsgrad des Planetengetriebes 1 zu verbessern, ist das Federelement 7 derart ausgelegt, dass es ab einem bestimmten Moment eine Rotation der Führungseinrichtung 8 um den Drehpunkt 10 erlaubt. Hierbei wird das Federelement 7 zusammengedrückt, wobei sich das Planetenrad 4 radial nach innen in Richtung des Sonnenrades 2 bewegt. Bei einem bestimmten Nennmoment ist das Planetenrad 4 in einer Neutralstellung, wobei das Federelement 7 auf Block geht und einen die Neutralstellung definierenden Anschlag ausbildet. Die Rückflanken der Planetenräder 4 haben nun im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes 5 ein Flankenspiel, wodurch die Reibung im Bereich des ersten Verzahnungseingriffes 5 reduziert wird, was eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Planetengetriebes 1 zur Folge hat. To the efficiency of the planetary gear 1 to improve, is the spring element 7 designed such that it from a certain moment, a rotation of the guide device 8th around the fulcrum 10 allowed. Here, the spring element 7 compressed, with the planetary gear 4 radially inward towards the sun gear 2 emotional. At a certain nominal torque is the planetary gear 4 in a neutral position, wherein the spring element 7 goes to block and forms a stop defining the neutral position. The trailing edges of the planet gears 4 now have in the area of the first gearing intervention 5 a backlash, whereby the friction in the region of the first gear engagement 5 is reduced, resulting in an improvement in the efficiency of the planetary gear 1 entails.

Nachteilig hierbei jedoch ist, dass beim Schwenken der Führungseinrichtung 8 um den Drehpunkt 10 die Planetenräder 4 soweit radial nach innen verschwenkt werden könnten, dass sie zu stark im Bereich des zweiten Verzahnungseingriffes 6 an das innenliegende Sonnenrad 2, das vorliegend als Hohlrad ausgebildet ist, gepresst werden würden. Dies würde den Wirkungsgrad des Planetengetriebes 1 verschlechtern. Um dies zu vermeiden, weist das Planetengetriebe 1 einen Anschlag 12 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels des Federelements 7 ausgebildet ist. Demnach ist das Federelement 7 derart ausgebildet, dass es im maximal gestauchten Zustand ein weiteres Verschwenken des Planetenrades 4 radial nach innen verhindert. Je nach Stärke des Federelements 7, kann das bestimmte Nennmoment beeinflusst werden, bei dem sich die Führungseinrichtung 8 mit dem darin drehbar gelagerten Planetenrad 4 radial nach innen verschwenken lässt. The disadvantage here, however, is that when pivoting the guide device 8th around the fulcrum 10 the planet wheels 4 as far as could be pivoted radially inward, that they are too strong in the region of the second toothing engagement 6 to the inner sun wheel 2 , which in the present case is designed as a ring gear, would be pressed. This would increase the efficiency of the planetary gear 1 deteriorate. To avoid this, points the planetary gear 1 a stop 12 on, in the present embodiment by means of the spring element 7 is trained. Accordingly, the spring element 7 designed such that it in the maximum compressed state further pivoting of the planet gear 4 prevented radially inward. Depending on the strength of the spring element 7 , the specific nominal torque can be influenced, in which the guide device 8th with the planet gear rotatably mounted therein 4 can pivot radially inward.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Wolfromgetriebes mit erfindungsgemäß federbeaufschlagten Planetenrädern. Das Prinzip von Wolfromgetrieben ermöglicht hohe Übersetzungen bei Verwendung von wenigen Verzahnungsstufen. Die Zahl der verwendeten Bauteile kann dadurch stark reduziert werden. Außerdem ermöglicht dieses Getriebeprinzip eine kurze Baulänge und ein geringes Winkelspiel. The 2 shows a schematic representation of a Wolfromgetriebes with spring-loaded according to the invention planetary gears. The principle of tungsten gears allows high ratios when using a few gear stages. The number of components used can be greatly reduced. In addition, this transmission principle allows a short length and a small angular play.

Das dargestellte Wolfromgetriebe weist ein feststehendes erstes Hohlrad 3 auf, das starr mit einem Gehäuseteil 16 verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt ist. Des Weiteren weist das Wolfromgetriebe ein rotierbar angeordnetes, zweites Hohlrad 13 auf, welches starr mit einer Abtriebswelle 19 verbunden oder einstückig mit dieser ausgeführt ist. Die beiden Hohlräder 3 und 13 haben eine geringfügig unterschiedliche Zähnezahl, beispielsweise unterscheidet sich die Zähnezahl genau um eins. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Übersetzung zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 19. Die Antriebswelle 18 ist drehfest mit dem Sonnenrad 2 des Wolfromgetriebes verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt. The Wolfrom transmission shown has a fixed first ring gear 3 on, the rigid with a housing part 16 connected or integral with this is executed. Furthermore, the Wolfromgetriebe a rotatably arranged second ring gear 13 on, which is rigid with an output shaft 19 connected or integral with this is executed. The two ring gears 3 and 13 have a slightly different number of teeth, for example, the number of teeth is exactly one. This results in a very high ratio between the drive shaft 18 and the output shaft 19 , The drive shaft 18 is rotatable with the sun gear 2 connected to the Wolfromgetriebes or carried out in one piece with this.

Das Wolfromgetriebe weist einen Stufenplaneten auf, bei dem ein großes Planetenrad 4 und ein kleines Planetenrad 14 drehfest miteinander verbunden sind. Das große Planetenrad 4 steht in einem ersten Verzahnungseingriff 5 mit dem gehäusefesten Hohlrad 3 und in einem zweiten Verzahnungseingriff 6 mit dem Sonnenrad 2. Das kleine Planetenrad 14 des Stufenplaneten steht mit dem rotierbar angeordneten zweiten Hohlrad 13 und der Abtriebswelle 19 im Verzahnungseingriff 15. The Wolfrom transmission has a stepped planet, in which a large planetary gear 4 and a small planetary gear 14 rotatably connected to each other. The big planetary wheel 4 is in a first gear engagement 5 with the housing-fixed ring gear 3 and in a second gearing engagement 6 with the sun wheel 2 , The small planetary gear 14 the stepped planetary gear stands with the rotatably arranged second ring gear 13 and the output shaft 19 in meshing engagement 15 ,

Die Planetenräder 4 und 14 sind mittels der Feder 7 und der Aufhängung 17 derart federvorgespannt in dem Wolfromgetriebe angeordnet, dass das Planetenrad 4 und das Planetenrad 14 im Stillstand des Wolfromgetriebes im Wesentlichen spielfrei über den ersten Verzahnungseingriff 5 und den weiteren Verzahungseingriff 15 in Radialrichtung mit dem Hohlrad 3 bzw. dem Hohlrad 13 im Eingriff stehen. The planet wheels 4 and 14 are by means of the spring 7 and the suspension 17 such spring biased in the Wolfrom transmission arranged that the planetary gear 4 and the planetary gear 14 at standstill of the Wolfromgetriebes essentially backlash over the first gear engagement 5 and the further Verzahungseingriff 15 in the radial direction with the ring gear 3 or the ring gear 13 are engaged.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung wirken sich bei einem Wolfromgetriebe besonders stark aus, weil bei einem Wolfromgetriebe wesentlich größere Drehmomente und Zahnkräfte in den Verzahnungseingriffen zwischen den Planetenrädern und den Hohlrädern übertragen werden, im Vergleich zu den Drehmomenten und Zahnkräften zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern. Durch die Reduzierung des Spiels im Verzahnungseingriff zwischen Planetenrädern und Hohlrädern können dort insbesondere Schäden an den Verzahnungsoberflächen vermieden werden, die durch Vibrationen und Lastüberhöhungen in einem Verbrennungsmotor verursacht werden. Beispielsweise beim Einsatz eines Wolfromgetriebes in einem Verstellsystem zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors. The advantages of the present invention are particularly significant in a Wolfrom gearbox, because in a Wolfrom gearbox, significantly larger torques and tooth forces are transmitted in the gear meshes between the planetary gears and the ring gears compared to the torques and tooth forces between the sun gear and the planetary gears. By reducing the backlash in the meshing engagement between planet gears and ring gears, damage to the gear surfaces caused by vibrations and load peaks in an internal combustion engine can be avoided. For example, when using a Wolfromgetriebes in an adjustment system for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind. The present invention is not limited to the illustrated and described embodiment. Variations within the scope of the claims are also possible as a combination of features, even if they are shown and described in different embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Planetengetriebe planetary gear
2 2: Sonnenrad sun
3 3: Hohlrad ring gear
4 4: Planetenrad planet
5 5: erster Verzahnungseingriff first gearing intervention
6 6: zweiter Verzahnungseingriff second gearing intervention
7 7: Federelement spring element
8 8th: Führungseinrichtung guide means
9 9: erstes Ende first end
10 10: Drehpunkt pivot point
11 11: freies Ende free end
12 12: Anschlag attack
13 13: Hohlrad ring gear
14 14: Planetenrad planet
15 15: Verzahnungseingriff toothed engagement
16 16: Gehäuseteil housing part
17 17: Aufhängung suspension
18 18: Antriebswelle drive shaft
19 19: Abtriebswelle output shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10161493 A1 [0003]
DE 102008035114 A1 [0004]

Claims

Planetary gear ( 1 ) with a central sun gear ( 2 ), a ring gear ( 3 ), which the sun wheel ( 2 ) and rotatably mounted planet gears ( 4 ) so radially between the sun gear ( 2 ) and the ring gear ( 3 ) are arranged so that they each in a radially outer region with the ring gear ( 3 ) a first gear engagement ( 5 ) and in a radially inner region with the sun gear ( 2 ) a second tooth engagement ( 6 ), characterized in that at least one of the planet gears ( 4 ) formed radially displaceable and by means of a spring element ( 7 ) is spring-loaded radially outwards such that the planetary gear ( 4 ) at standstill of the planetary gear ( 1 ) for substantially backlash-free forming of the first toothing engagement ( 5 ) in the radial direction against the ring gear ( 3 ) is pressed.

Planetary gear according to the preceding claim, characterized in that the planetary gear ( 1 ) a stop ( 12 ), to which the planetary gear ( 4 ) is displaceable radially inwards at the maximum.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 7 ) is designed such that, starting from a certain nominal torque, in particular in the maximum compressed state, as a stop ( 12 ) acts.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the effective direction of the spring element ( 7 ) tangential to the sun gear ( 2 ) is trained.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 1 ) a management facility ( 8th ), by means of which the planetary gear ( 4 ) Is substantially feasible in the radial direction.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 7 ) and / or the management device ( 8th ) is formed such that the planetary gear ( 4 ) is radially inwardly displaceable from a certain moment.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 4 ) in the management facility ( 8th ) is rotatably mounted.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the guide device ( 8th ) is mounted pivotably about one of its two ends on a planetary carrier such that the planetary gear coupled thereto ( 4 ) is substantially radially displaceable.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the guide device ( 8th ) in the radial direction in the area between the sun gear ( 2 ) and the ring gear ( 3 ) is pivotally mounted.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 7 ) at the free end ( 11 ) of the management facility ( 8th ) is arranged.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that each of the planetary gears ( 4 ) each have a spring element ( 7 ) and / or a management device ( 8th ) assigned.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sun gear ( 2 ) is formed in two parts with a first and a second gear and the two gears, in particular by means of a spring in the circumferential direction are braced against each other such that their teeth have an offset in the circumferential direction to each other, so that the game in the region of the second toothing engagement ( 6 ) is minimizable.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sun gear ( 2 ), the ring gear ( 3 ) and / or the planet gears ( 4 ) made of steel and / or plastic, in particular PEEK plastic.

Planetary gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 1 ) is a Wolfromgetriebe.