DE102012217102A1

DE102012217102A1 - transmission assembly

Info

Publication number: DE102012217102A1
Application number: DE201210217102
Authority: DE
Inventors: Benedikt Geier; Jürgen Osterlänger; Ralf Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-05-28
Also published as: WO2014044277A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (1), umfassend ein von einem Antriebsmotor (2) um eine Achse (a) angetriebenes Sonnenrad (3) mit einer Außenverzahnung (4), eine Anzahl Planetenräder (5), die radial außerhalb des Sonnenrades (3) angeordnet sind und die mit einer Verzahnung (6) versehen sind, mit der sie mit der Außenverzahnung (4) des Sonnenrades (3) kämmen, ein ortsfestes Hohlrad (7) mit einer Innenverzahnung (8), wobei die Planetenräder (5) mit ihrer Verzahnung (6) mit der Innenverzahnung (8) des Hohlrads (7) kämmen, und ein um die Achse (a) drehbar angeordnetes Abtriebs-Hohlrad (9) mit einer Innenverzahnung (10), wobei die Planetenräder (5) mit einem zu ihrer Verzahnung (6) axial versetzt angeordneten weiteren Verzahnung (11) versehen sind, die mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebs-Hohlrads (9) kämmt. Um ein kompaktes Getriebe mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass die Planetenräder (5) mit drei Verzahnungen (6‘, 6‘‘, 11) versehen sind, die jeweils in axiale Richtung (a) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die erste Verzahnung (6‘) den Zahneingriff zwischen Sonnenrad (3) und Planetenrad (5) bildet und in einer ersten Ebene (E1) liegt, wobei die zweite Verzahnung (6‘‘) den Zahneingriff zwischen ortsfestem Hohlrad (7) und Planetenrad (5) bildet und in einer zweiten Ebene (E2) liegt, wobei die dritte Verzahnung (11) den Zahneingriff zwischen Abtriebs-Hohlrad (9) und Planetenrad (5) bildet und in einer dritten Ebene (E3) liegt, wobei alle drei Ebenen (E1, E2, E3) axial versetzt zueinander angeordnet sind.The invention relates to a gear arrangement (1) comprising a sun gear (3) driven by a drive motor (2) about an axis (a) with external teeth (4), a number of planet wheels (5) arranged radially outside the sun gear (3). are arranged and which are provided with a toothing (6), with which they mesh with the external toothing (4) of the sun gear (3), a stationary ring gear (7) with an internal toothing (8), wherein the planet gears (5) with their To mesh toothing (6) with the internal toothing (8) of the ring gear (7), and about the axis (a) rotatably mounted output ring gear (9) with an internal toothing (10), wherein the planet gears (5) with a to their Gearing (6) axially offset further toothing (11) are provided which meshes with the internal toothing (10) of the output ring gear (9). In order to provide a compact transmission with high efficiency, the invention provides that the planet gears (5) with three teeth (6 ', 6' ', 11) are provided, which are arranged offset in the axial direction (a) to each other, wherein the first toothing (6 ') forms the tooth engagement between the sun gear (3) and planetary gear (5) and in a first plane (E1), wherein the second toothing (6' ') the tooth engagement between stationary ring gear (7) and planet gear (5) and lies in a second plane (E2), wherein the third toothing (11) forms the meshing engagement between the output ring gear (9) and the planetary gear (5) and lies in a third plane (E3), all three planes (E1, E2, E3) are axially offset from one another.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, umfassend ein von einem Antriebsmotor um eine Achse angetriebenes Sonnenrad mit einer Außenverzahnung, eine Anzahl Planetenräder, die radial außerhalb des Sonnenrades angeordnet sind und die mit einer Verzahnung versehen sind, mit der sie mit der Außenverzahnung des Sonnenrades kämmen, ein ortsfestes Hohlrad mit einer Innenverzahnung, wobei die Planetenräder mit ihrer Verzahnung mit der Innenverzahnung des Hohlrads kämmen, und ein um die Achse drehbar angeordnetes Abtriebs-Hohlrad mit einer Innenverzahnung, wobei die Planetenräder mit einem zu ihrer Verzahnung axial versetzt angeordneten weiteren Verzahnung versehen sind, die mit der Innenverzahnung des Abtriebs-Hohlrads kämmt.The invention relates to a gear assembly comprising a driven by a drive motor about an axis sun gear with an external toothing, a number of planet gears, which are arranged radially outside of the sun gear and which are provided with a toothing, with which they mesh with the external toothing of the sun gear stationary ring gear with an internal toothing, wherein the planet gears mesh with their teeth with the internal toothing of the ring gear, and a rotatable about the axis arranged output ring gear with an internal toothing, wherein the planetary gears are provided with a toothed axially offset further arranged toothing, the meshes with the internal teeth of the output ring gear.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine solche Getriebeanordnung wird als Wolfrom-Getriebe (oder auch Wolfrum-Umlaufgetriebe) bezeichnet und ist beispielsweise in der DE 93 18 360 U1 beschrieben. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 20 2009 018 547 U1 .Such a gear arrangement is referred to as Wolfrom gear (or Wolfrum epicyclic gear) and is for example in the DE 93 18 360 U1 described. A similar solution shows the DE 20 2009 018 547 U1 ,

Bisherige Antriebskonzepte sehen beispielsweise Direktmotoren (Innenläufermotoren) mit Hohlwelle als Antriebselement vor, durch die eine Linearbewegung erzeugt werden kann; hiermit kann ein Aktuator betätigt werden, wie er beispielsweise in einer Hinterradlenkung benötigt wird. Ferner sind achsparallele Antriebe mit Innenläufermotor bekannt, die über ein Stirnradgetriebe oder einen Riemenantrieb ihr Antriebsdrehmoment übertragen. Weiterhin sind koaxiale Antriebe mit Innenläufermotor gebräuchlich, die mit einem angeflanschten Stirnrad- oder Umlaufgetriebe (Planetengetriebe) verbunden sind. Previous drive concepts provide, for example, direct motors (internal rotor motors) with a hollow shaft as the drive element, by means of which a linear movement can be generated; Hereby, an actuator can be actuated, as required for example in a rear-wheel steering. Furthermore, axially parallel drives with internal rotor motor are known, which transmit their drive torque via a spur gear or a belt drive. Furthermore, coaxial drives with internal rotor motor are commonly used, which are connected to a flanged Stirnrad- or planetary gear (planetary gear).

Die Kombination eines Außenläufermotors mit verschiedenen Getriebetypen, insbesondere mit einem Planetengetriebe, ist beispielsweise in der DE 44 23 902 A1 beschrieben. The combination of an external rotor motor with different types of transmission, in particular with a planetary gear, is for example in the DE 44 23 902 A1 described.

Wenn das Getriebe eine hohe Übersetzung aufweisen muss, beispielsweise eine Übersetzung von i = 40:1, hat sich das Wolfrom-Getriebe bewährt, wie es als Prinzipskizze in 1 dargestellt ist. If the transmission must have a high gear ratio, for example a ratio of i = 40: 1, the Wolfrom gearbox has proven itself, as shown in a schematic diagram in 1 is shown.

Die Getriebeanordnung 1 weist einen hier nur angedeuteten Antriebsmotor 2 auf, der ein Sonnenrad 3 um eine Achse a antreibt. Das Sonnenrad hat eine Außenverzahnung 4, die mit einer Anzahl von Planetenrädern 5 kämmt, die eine Verzahnung 6 aufweisen; es können drei oder mehr Planetenräder 5 äquidistant um das Sonnenrad 3 herum angeordnet sein. Ein Hohlrad 7 ist ortsfest angeordnet und hat eine Innenverzahnung 8, die mit der Verzahnung 6 der Planetenräder 5 kämmt. Das Sonnenrad, die Planetenräder – soweit ihre Verzahnung 6 betroffen ist – und das Hohlrad 7 liegen dabei in einer Ebene.The gear arrangement 1 has a drive motor only indicated here 2 on, a sun wheel 3 about an axis a drives. The sun gear has an external toothing 4 that with a number of planetary gears 5 meshes, which is a gearing 6 exhibit; It can have three or more planet gears 5 equidistant around the sun wheel 3 be arranged around. A ring gear 7 is stationary and has an internal toothing 8th that with the teeth 6 the planet wheels 5 combs. The sun gear, the planetary gears - as far as their gearing 6 is concerned - and the ring gear 7 lie in one plane.

Die Planetenräder 6 sind allerdings über diese Ebene hinaus axial verlängert und haben einen verzahnten Abschnitt, der eine Verzahnung 11 trägt. Diese Verzahnung kämmt mit einer Innenverzahnung 10, die ein Abtriebs-Hohlrad 9 aufweist. Das Abtriebs-Hohlrad 9 ist konzentrisch um die Achse a drehbar gelagert. Beim Antrieb des Sonnenrads 3 dreht somit das Abtriebs-Hohlrad 9 mit starker Untersetzung ins Langsame.The planet wheels 6 However, are axially extended beyond this level and have a toothed portion of a toothing 11 wearing. This toothing meshes with an internal toothing 10 that has an output ring gear 9 having. The output ring gear 9 is mounted concentrically about the axis a rotatable. When driving the sun gear 3 thus turns the output ring gear 9 with strong reduction in the slow.

Dieses Getriebe ist bereits relativ kompakt aufgebaut und setzt herkömmliche Verzahnungstechniken ein; es wird nur ein Planetensteg benötigt. Reihenplanetengetriebe benötigten indes mehrere Stufen, also auch mehrere Planetenstege.This transmission is already relatively compact and uses conventional gearing techniques; only one planetary bridge is needed. However, series planetary gearboxes required several stages, including several planetary ridges.

Die vorbekannten Antriebskonzepte bzw. das bekannte Wolfrom-Getriebe haben allerdings auch Nachteile:
Beim Antrieb mittels eines Direktmotors mit Hohlwelle ist der Motor relativ groß bzw. überdimensioniert und somit schwer und teuer. Der Materialaufwand ist hoch. Bei achsparallelen Antrieben ergeben sich meist schwierige Bauraumbedingungen. Weiterhin ist hier eine hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich. Im Falle von koaxialen Antrieben mit angeflanschtem Getriebe liegt eine ungünstige Ausnutzung des radialen Bauraums vor. However, the previously known drive concepts or the known Wolfrom transmission also have disadvantages:
When driving by means of a direct motor with a hollow shaft, the motor is relatively large or oversized and thus heavy and expensive. The cost of materials is high. In the case of drives that are parallel to the axis, difficult installation space conditions usually arise. Furthermore, a high manufacturing accuracy is required here. In the case of coaxial drives with flanged gear unfavorable utilization of the radial space is available.

Die Kombination eines Außenläufermotors mit einem einfachen Planetengetriebe kann keine hohe Übersetzung in einer Stufe realisieren. Die Reihenschaltung mehrerer Stufen erhöht den Bauaufwand erheblich, da mehr Teile und Lagerstellen erforderlich sind. The combination of an external rotor motor with a simple planetary gear can not realize a high gear ratio in one stage. The series connection of several stages increases the construction costs significantly, as more parts and bearings are required.

Mit Blick auf das beschriebene Wolfrom-Getriebe ist als nachteilig zu vermerken, dass radial ein relativ großer Bauraum benötigt wird. Ferner ist der Wirkungsgrad des Getriebes nicht besonders hoch. Der Wirkungsgrad fällt mit steigender Gesamtübersetzung bei diesem Getriebetyp erheblich ab. Dies liegt daran, dass im Nebengetriebe (Teil der Planetenräder mit der Verzahnung 11 und Abtriebs-Hohlrad 9) prinzipbedingt durch Koppelblindleistung ein schlechter Leistungsfluss vorherrscht. Je höher der Übersetzungsanteil im Nebengetriebe ist, desto schlechter wird der Wirkungsgrad. Demgemäß gilt, dass sich der Wirkungsgrad erhöht, wenn der Übersetzungsanteil im Hauptgetriebe (Sonnenrad 3, Planetenräder mit ihrer Verzahnung 6 und Hohlrad 7) steigt. Um die Übersetzung im Hauptgetriebe zu erhöhen, müsste allerdings nachteilig der Planetenraddurchmesser erhöht werden. Der ohnehin schon relativ große radiale Bauraum würde so noch größer werden. With regard to the described Wolfrom transmission is to be noted as a disadvantage that radially a relatively large space is needed. Furthermore, the efficiency of the transmission is not particularly high. The efficiency drops significantly with increasing overall ratio for this type of transmission. This is because in the secondary gear (part of the planetary gears with the teeth 11 and output ring gear 9 ) principle, a poor power flow prevails due to coupling reactive power. The higher the translation ratio in the sub-transmission, the worse the efficiency. Accordingly, the efficiency increases when the ratio of the ratio in the main gear (sun gear 3 , Planet gears with their teeth 6 and ring gear 7 ) increases. To increase the ratio in the main transmission, however, the Planetenraddurchmesser would disadvantageously be increased. That anyway relatively large radial space would be even larger.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine kompaktere Bauweise erreicht werden kann. Dabei soll ein koaxiales Antriebskonzept weise erreicht werden kann. Dabei soll ein koaxiales Antriebskonzept vorgeschlagen werden, bei dem sowohl der axiale als auch der radiale Bauraum optimiert werden. Weiterhin soll der Wirkungsgrad des Getriebes im Vergleich mit vorbekannten Lösungen und insbesondere verglichen mit dem bekannten Wolfrom-Getriebe erhöht werden. The present invention has for its object to provide a transmission arrangement of the type mentioned in such a way that a more compact design can be achieved. Here is a coaxial drive concept can be achieved as wise. Here, a coaxial drive concept will be proposed, in which both the axial and the radial space can be optimized. Furthermore, the efficiency of the transmission should be increased in comparison with previously known solutions and in particular compared with the known Wolfrom transmission.

Die Getriebeanordnung soll insbesondere als kombinierte Motor-Getriebe- Einheit beispielsweise zum Antrieb eines elektromechanischen Aktuators einer Hinterradlenkung optimiert sein. Natürlich sind aber auch andere Anwendungen der Anordnung denkbar. The gear arrangement should be optimized in particular as a combined motor-gear unit, for example, to drive an electromechanical actuator of a rear-wheel steering. Of course, other applications of the arrangement are conceivable.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder mit drei Verzahnungen versehen sind, die jeweils in axiale Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die erste Verzahnung den Zahneingriff zwischen Sonnenrad und Planetenrad bildet und in einer ersten Ebene liegt, wobei die zweite Verzahnung den Zahneingriff zwischen ortsfestem Hohlrad und Planetenrad bildet und in einer zweiten Ebene liegt, wobei die dritte Verzahnung den Zahneingriff zwischen Abtriebs-Hohlrad und Planetenrad bildet und in einer dritten Ebene liegt, wobei alle drei Ebenen axial versetzt zueinander angeordnet sind.The solution of this problem by the invention is characterized in that the planetary gears are provided with three teeth, which are arranged offset from each other in the axial direction, wherein the first toothing forms the toothed engagement between the sun gear and planetary gear and lies in a first plane, wherein the second toothing forms the meshing between stationary ring gear and planetary gear and lies in a second plane, wherein the third toothing forms the meshing between the output ring gear and planetary gear and lies in a third plane, wherein all three planes are axially offset from each other.

Die erste Ebene liegt dabei bevorzugt zwischen der zweiten Ebene und der dritten Ebene. The first level preferably lies between the second level and the third level.

Die Planetenräder bestehen bevorzugt aus einem einstückig ausgebildeten Grundkörper, in den die drei Verzahnungen eingearbeitet sind.The planet gears preferably consist of an integrally formed base body, in which the three gears are incorporated.

Die Verzahnungen der Planetenräder haben bevorzugt alle unterschiedliche Teilkreisdurchmesser. Bevorzugt ist der Teilkreisdurchmesser der ersten Verzahnung größer als der Teilkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung; der Teilkreisdurchmesser der dritten Verzahnung ist bevorzugt kleiner als der Teilkreisdurchmesser der ersten Verzahnung; schließlich ist bevorzugt der Teilkreisdurchmesser der dritten Verzahnung kleiner als der Teilkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung.The teeth of the planet gears preferably have all different pitch circle diameter. The pitch circle diameter of the first toothing is preferably larger than the pitch circle diameter of the second toothing; the pitch circle diameter of the third toothing is preferably smaller than the pitch circle diameter of the first toothing; Finally, the pitch circle diameter of the third toothing is preferably smaller than the pitch circle diameter of the second toothing.

Die Verzahnungs-Moduln der drei Verzahnungen können gleichermaßen nicht alle gleich sein. Bevorzugt sind die Moduln der drei Verzahnungen alle unterschiedlich groß. Es kann natürlich aber auch vorgesehen werden, dass die Moduln der drei Verzahnungen gleich groß sind.The toothing modules of the three gears can not all be the same. Preferably, the modules of the three gears are all different in size. Of course, it can also be provided that the modules of the three gears are the same size.

Die Planetenräder können von einem Planetenträger gehalten werden. Der Antriebsmotor ist bevorzugt als Außenläufermotor ausgebildet, wobei der Rotor des Antriebsmotors fest mit dem Sonnenrad verbunden ist. The planet gears can be held by a planet carrier. The drive motor is preferably designed as an external rotor motor, wherein the rotor of the drive motor is fixedly connected to the sun gear.

Die Erfindung stellt also auf den Gedanken ab, dass das Hauptgetriebe (Sonnenrad, Planetenrad und ortsfestes Hohlrad) mit Stufenplanetenrädern versehen wird. So kann der Übersetzungsanteil im Hauptgetriebe erhöht werden, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes erhöht. Ferner baut das vorgeschlagene Konzept – verglichen mit der vorbekannten Lösung – radial kleiner. Thus, the invention is based on the idea that the main gear (sun gear, planetary gear and stationary ring gear) is provided with stepped planetary gears. Thus, the ratio of translation in the main transmission can be increased, which increases the overall efficiency of the transmission. Furthermore, the proposed concept builds - compared to the previously known solution - radially smaller.

Die axial etwas größere Bauweise ist bei vielen Anwendungsfällen unbeachtlich, beispielsweise bei Aktuatoren für eine Hinterradlenkung, da der Elektromotor hier ohnehin länger baut. Das vorgeschlagene Konzept erfordert vorteilhaft keine zusätzliche Lagerstelle, da es – wie beim konventionellen Wolfrom- Getriebe – nur einen gemeinsamen Planetensteg gibt.The axially slightly larger design is irrelevant in many applications, for example, in actuators for a rear-wheel steering, since the electric motor builds longer here anyway. The proposed concept advantageously requires no additional bearing point, since - as in the conventional tungsten gear - there is only one common planetary web.

Gemäß der vorgeschlagenen Lösung wird ein Außenläufermotor genutzt und dieser direkt in das Getriebe integriert. So kann auf eine angeflanschte Lösung verzichtet werden.According to the proposed solution, an external rotor motor is used and this integrated directly into the transmission. So can be dispensed with a flanged solution.

Ein schwerer und teurer Direktmotor, der als Antriebslösung in Betracht kommt, wird mit der vorliegenden Erfindung durch eine Motor-Getriebe-Kombination ersetzt.A heavy and expensive direct motor, which is considered as a drive solution is replaced with the present invention by a motor-gearbox combination.

Das vorgeschlagene Getriebekonzept erlaubt eine hohe Übersetzung – bevorzugt im Bereich von i = 40:1 –, die mit minimalem Bauaufwand realisiert werden kann.The proposed transmission concept allows a high ratio - preferably in the range of i = 40: 1 -, which can be realized with minimal construction costs.

Sowohl der benötigte Bauraum als auch der Wirkungsgrad des Getriebes sind optimiert. Somit liegt ein kleines und leistungsstarkes Antriebskonzept vor.Both the required installation space and the efficiency of the transmission are optimized. Thus, there is a small and powerful drive concept.

Die vorgeschlagene Getriebekonzeption eignet sich in besonderer Weise – aber nicht ausschließlich – für den Einsatz in einem elektromechanischen Aktuator, der beispielsweise in einer Hinterradlenkung eines Fahrzeugs benötigt wird. Generell empfiehlt sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung überall dort, wo große Drehmomente durch kleine Elektromotoren erzeugt werden müssen. The proposed transmission concept is suitable in a special way - but not exclusively - for use in an electromechanical actuator, which is required for example in a rear-wheel steering of a vehicle. In general, the use of the solution according to the invention is recommended wherever large torques have to be generated by small electric motors.

Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the figures, an embodiment of the invention is shown. Show it:

1 schematisch das Getriebekonzept eines Wolfrom-Getriebes gemäß dem Stand der Technik, 1 3 schematically shows the transmission concept of a Wolfrom transmission according to the prior art,

2 schematisch das Getriebekonzept gemäß der vorliegenden Erfindung, 2 schematically the transmission concept according to the present invention,

3 den Radialschnitt durch eine konstruktiv umgesetzte Getriebeanordnung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und 3 the radial section through a structurally implemented gear arrangement according to an embodiment of the invention and

4 in perspektivischer Darstellung die Getriebeanordnung nach 3. 4 in a perspective view of the gear arrangement after 3 ,

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

In 2 ist das Prinzipbild der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung 1 skizziert. Der hier nur angedeutete Antriebsmotor 2 treibt direkt das Sonnenrad 3 mit seiner Außenverzahnung 4 an. Das Sonnenrad 3 kämmt mit den Planetenrädern 5, von denen zumeist mindestens drei um den Umfang des Sonnenrades 3 angeordnet sind. In 2 is the schematic diagram of the transmission arrangement according to the invention 1 outlined. The here only hinted drive motor 2 drives the sun gear directly 3 with its external teeth 4 at. The sun wheel 3 meshes with the planet wheels 5 most of which are at least three around the circumference of the sun gear 3 are arranged.

Die Planetenräder 5 sind als Stufenplaneten ausgebildet, d. h. sie haben drei Verzahnungen 6‘, 6‘‘ und 11, die in drei verschiedenen Ebenen E₁, E₂ und E₃ liegen, die jeweils axial, d. h. in Richtung der Achse a gesehen, gegeneinander versetzt sind.The planet wheels 5 are designed as stepped planets, ie they have three teeth 6 ' . 6 '' and 11 which lie in three different planes E ₁ , E ₂ and E ₃ , which are each offset axially relative to one another, as viewed in the direction of the axis a.

Wie weiter zu sehen sind, sind die drei Teilkreisdurchmesser D₁, D₂ und D₃ der drei Verzahnungen 6‘, 6‘‘ und 11 unterschiedlich groß. Die Verzahnung 6‘ hat den größten Teilkreisdurchmesser D₁; die Verzahnung 6‘‘ weist einen kleineren Teilkreisdurchmesser D₂ auf; den kleinsten Teilkreisdurchmesser D₃ hat die Verzahnung 11.As can be further seen, the three pitch diameters D ₁ , D ₂ and D _{3 of} the three gears 6 ' . 6 '' and 11 different sized. The gearing 6 ' has the largest pitch diameter D ₁ ; the gearing 6 '' has a smaller pitch circle diameter D ₂ ; the smallest pitch circle diameter D ₃ has the teeth 11 ,

Wie zu sehen ist, liegt in der Ebene E₁ das Sonnenrad 3 und der Teil der Planetenräder 5, der die Verzahnung 6' aufweist. Axial versetzt, nämlich in der Ebene E₂ angeordnet, ist der Teil der Planetenräder 5 mit der Verzahnung 6‘‘ sowie das ortsfest angeordnete Hohlrad 7. Wiederum axial versetzt hierzu, nämlich in der Ebene E₃ angeordnet, ist der Abschnitt der Planetenräder 5 mit der Verzahnung 11 sowie die Innenverzahnung 10 des Abtriebs-Hohlrades 9. As can be seen, lies in the plane E _1, the sun 3 and the part of the planet wheels 5 that the teeth 6 ' having. Axially offset, namely arranged in the plane E ₂ , is the part of the planet gears 5 with the teeth 6 '' and the stationary arranged ring gear 7 , Again axially offset thereto, namely arranged in the plane E ₃ , is the portion of the planet gears 5 with the teeth 11 as well as the internal toothing 10 the output ring gear 9 ,

Abhängig von der Wahl der Teilkreisdurchmesser D₁, D₂ und D₃ in Verbindung mit den Teilkreisdurchmessern der Verzahnung 4 des Sonnenrades 3, der Verzahnung 8 des Hohlrades 7 und der Verzahnung 10 des Abtriebs-Hohlrades 9 ergibt sich die Gesamtübersetzung der Getriebeanordnung 1 bei hohem Wirkungsgrad. Depending on the choice of the pitch diameter D ₁ , D ₂ and D ₃ in conjunction with the pitch circle diameters of the toothing 4 of the sun wheel 3 , the gearing 8th of the ring gear 7 and the gearing 10 the output ring gear 9 results in the total ratio of the gear assembly 1 at high efficiency.

Eine Möglichkeit der konstruktiven Umsetzung des Getriebekonzepts nach 2 ist in 3 und in 4 dargestellt (3 zeigt die Getriebeanordnung gemäß 2 in gespiegelter Anordnung). A possibility of constructive implementation of the transmission concept after 2 is in 3 and in 4 represented ( 3 shows the gear assembly according to 2 in a mirrored arrangement).

Der Antriebsmotor ist als permanent erregter Motor ausgebildet und besteht aus einem Stator 14 und einem von diesem angetriebenen Rotor 13. Der Rotor 13 ist axial und drehfest mit dem Sonnenrad 3 verbunden. Axial neben dem Sonnenrad 3 ist hinreichend Raum zur Aufnahme anderer Elemente, wie beispielsweise eines Winkellagegebers 15; analog können andere Motorsteuerungskomponenten untergebracht werden.The drive motor is designed as a permanently excited motor and consists of a stator 14 and a rotor driven by it 13 , The rotor 13 is axial and rotationally fixed with the sun gear 3 connected. Axial next to the sun wheel 3 is sufficient space to accommodate other elements, such as a Winkellagegebers 15 ; analogously, other engine control components can be accommodated.

Die Planetenräder 5 sind als hülsenförmige Körper ausgebildet, die einen Grundkörper aufweisen, auf dessen Außenumfang die drei Verzahnungen 6‘, 6‘‘ und 11 eingearbeitet sind (die Verzahnungen sind nicht näher dargestellt). Die Planetenräder 5 sind axial durchbohrt, so dass in die Bohrung ein zylindrischer Trägerabschnitt eines Planetenträgers 12 eintreten kann. Ein Planetenträger 12 ist allerdings nicht zwingend; es kann auch mit fliegend gelagerten Planetenrädern 5 gearbeitet werden.The planet wheels 5 are formed as a sleeve-shaped body having a base body, on the outer circumference of the three teeth 6 ' . 6 '' and 11 are incorporated (the teeth are not shown in detail). The planet wheels 5 are axially pierced, so that in the bore a cylindrical support portion of a planet carrier 12 can occur. A planet carrier 12 is not mandatory; It can also be used with cantilever planet gears 5 to be worked.

Nicht dargestellt ist, dass das Hohlrad 7 in einem nicht dargestellten Gehäuseelement der Getriebeanordnung befestigt ist. Hierzu wird das Hohlrad 7 an seiner äußeren zylindrischen Fläche in einem entsprechenden Abschnitt des Gehäuses aufgenommen. Hierdurch wird das nötige Gegenmoment aufgebracht. Das Abtriebsdrehmoment wird vom Abtriebs-Hohlrad 9 abgegriffen. Not shown is that the ring gear 7 is secured in a housing element, not shown, of the gear assembly. For this purpose, the ring gear 7 received on its outer cylindrical surface in a corresponding portion of the housing. As a result, the necessary counter-torque is applied. The output torque is from the output ring gear 9 tapped.

Die Innenverzahnung 10 im Abtriebs-Hohlrad 9 kann direkt in einen hohlzylindrischen Abschnitt des Abtriebs-Hohlrades 9 eingearbeitet sein; es ist aber auch genauso möglich, dass ein Zahnrad mit der Verzahnung 10 separat gefertigt und dann in das Abtriebs-Hohlrad 9 eingesetzt wird. The internal toothing 10 in the output ring gear 9 can directly into a hollow cylindrical section of the output ring gear 9 be incorporated; But it is just as possible that a gear with the teeth 10 manufactured separately and then in the output ring gear 9 is used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Getriebeanordnung transmission assembly
22: Antriebsmotor drive motor
33: Sonnenrad sun
44: Außenverzahnung external teeth
55: Planetenrad planet
66: Verzahnung gearing
6‘6 ': Verzahnung (erste Verzahnung des Planetenrads) Toothing (first toothing of the planetary gear)
6‘‘6 '': Verzahnung (zweite Verzahnung des Planetenrads) Toothing (second toothing of the planetary gear)
77: Hohlrad ring gear
88th: Innenverzahnung internal gearing
99: Abtriebs-Hohlrad Output drive gear
1010: Innenverzahnung internal gearing
1111: Verzahnung (dritte Verzahnung des Planetenrads) Toothing (third toothing of the planetary gear)
12 12: Planetenträger planet carrier
1313: Rotor rotor
1414: Stator stator
1515: Winkellagegeber Angle encoder
E₁ E ₁: erste Ebene first floor
E₂ E ₂: zweite Ebene second level
E₃ E ₃: dritte Ebene Third level
D₁ D ₁: Teilkreisdurchmesser Pitch diameter
D₂ D ₂: Teilkreisdurchmesser Pitch diameter
D₃ D ₃: Teilkreisdurchmesser Pitch diameter
aa: Achse axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 9318360 U1 [0002]
DE 202009018547 U1 [0002]
DE 4423902 A1 [0004]

Claims

Gear arrangement ( 1 ), comprising one of a drive motor ( 2 ) about an axis (a) driven sun gear ( 3 ) with an external toothing ( 4 ), a number of planetary gears ( 5 ) radially outward of the sun gear ( 3 ) are arranged and with a toothing ( 6 ) are provided with the external teeth ( 4 ) of the sun wheel ( 3 ), a stationary ring gear ( 7 ) with an internal toothing ( 8th ), the planetary gears ( 5 ) with its toothing ( 6 ) with the internal toothing ( 8th ) of the ring gear ( 7 ), and a about the axis (a) rotatably mounted output ring gear ( 9 ) with an internal toothing ( 10 ), the planetary gears ( 5 ) with one to their toothing ( 6 ) axially staggered further toothing ( 11 ) provided with the internal toothing ( 10 ) of the output ring gear ( 9 ) meshes, characterized in that the planetary gears ( 5 ) with three teeth ( 6 ' . 6 '' . 11 ) are provided, which are each offset in the axial direction (a) to each other, wherein the first toothing ( 6 ' ) the tooth engagement between sun gear ( 3 ) and planetary gear ( 5 ) and lies in a first plane (E ₁ ), wherein the second toothing ( 6 '' ) the meshing between stationary ring gear ( 7 ) and planetary gear ( 5 ) and lies in a second plane (E ₂ ), wherein the third toothing ( 11 ) the tooth engagement between the output ring gear ( 9 ) and planetary gear ( 5 ) and lies in a third plane (E ₃ ), wherein all three planes (E ₁ , E ₂ , E ₃ ) are arranged axially offset from one another.

Gear arrangement according to claim 1, characterized in that the first plane (E ₁ ) between the second plane (E ₂ ) and the third plane (E ₃ ) is arranged.

Gear arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the planet gears ( 5 ) consist of an integrally formed body in which the three gears ( 6 ' . 6 '' . 11 ) are incorporated.

Gear arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the toothings ( 6 ' . 6 '' . 11 ) of planetary gears ( 5 ) All different pitch circle diameter (D ₁ , D ₂ , D ₃ ) have.

Gear arrangement according to claim 4, characterized in that the pitch circle diameter (D ₁ ) of the first toothing ( 6 ' ) is greater than the pitch circle diameter (D ₂ ) of the second toothing ( 6 '' ).

Gear arrangement according to claim 4, characterized in that the pitch circle diameter (D ₃ ) of the third toothing ( 11 ) is smaller than the pitch circle diameter (D ₁ ) of the first gearing ( 6 ' ).

Gear arrangement according to claim 4, characterized in that the pitch circle diameter (D ₃ ) of the third toothing ( 11 ) is smaller than the pitch circle diameter (D ₂ ) of the second toothing ( 6 '' ).

Gear arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the modules of the three gears ( 6 ' . 6 '' . 11 ) are not all the same, preferably the modules of the three gears ( 6 ' . 6 '' . 11 ) are all different.

Gear arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the planet gears ( 5 ) from a planet carrier ( 12 ) being held.

Gear arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive motor ( 2 ) is formed as an external rotor motor, wherein the rotor ( 13 ) of the drive motor ( 2 ) fixed to the sun gear ( 3 ) connected is.