DE102016221297A1 - Switchable planetary gear - Google Patents

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Ewald Schmitz
Ilja Imgrunt
Simon Braun
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Planetengetriebe, wie ein zweistufiges Werkzeugmaschinengetriebe, mit einem Getriebegehäuse (4), mit einer darin drehbar angeordneten Antriebswelle (1), die mit einem Sonnenrad (6) zumindest drehverbunden ist, mit einer im Getriebegehäuse (4) drehbar angeordneten Abtriebswelle (2), die mit einem Planetenträger (8) zumindest drehverbunden ist und mit einem Hohlrad (9), sowie mit einer zumindest in eine erste und zweite Schaltstellung bewegbare Muffe (11), die in der ersten Schaltstellung das Hohlrad (9) mit dem Getriebegehäuse (4) drehverbindet und die in der zweiten Schaltstellung das Hohlrad (9) mit der Antriebswelle (1) drehverbindet. Dabei weist die Muffe (11) eine mechanische Rastierung (15) auf, welche sie in der ersten und/oder zweiten Schaltstellung hält.The invention relates to a switchable planetary gear, such as a two-stage machine tool, with a transmission housing (4), with a rotatably mounted drive shaft (1) which is at least rotatably connected to a sun gear (6), with an output shaft rotatably mounted in the transmission housing (4) (2), which is at least rotatably connected to a planet carrier (8) and with a ring gear (9) and with a movable at least in a first and second switching position sleeve (11), in the first switching position, the ring gear (9) with the Gear housing (4) rotatably connects and in the second switching position, the ring gear (9) rotatably connected to the drive shaft (1). In this case, the sleeve (11) on a mechanical detent (15), which holds them in the first and / or second switching position.

Description

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Planetengetriebe, insbesondere ein zweistufiges Werkzeugmaschinengetriebe.The invention relates to a switchable planetary gear, in particular a two-stage machine tool transmission.

Zweistufige Werkzeugmaschinengetriebe in Planetenbauform sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele hierfür sind die Getriebe der Baureihe ZF-Duoplan 2K der Anmelderin. Auch aus den Schriften DE 199 17 673 A1 , DE 103 48 755 A1 und DE 10 2015 100 169 B3 sind solche zweistufigen Werkzeugmaschinengetriebe in Planetenbauform bekannt.Two-stage machine tool transmissions in planetary design are known from the prior art. Examples of this are the transmissions of the ZF-Duoplan 2K series of the applicant. Also from the scriptures DE 199 17 673 A1 . DE 103 48 755 A1 and DE 10 2015 100 169 B3 Such two-stage machine tool transmissions in planetary design are known.

Werkzeugmaschinengetriebe bilden Getriebe, welche in Werkzeugmaschinen, also beispielsweise Drehmaschinen oder Fräsmaschinen oder Schleifmaschinen und entsprechenden Bearbeitungszentren, eingesetzt werden. Insbesondere dienen solche Getriebe zur Übersetzung eines Drehmoments und einer Drehzahl eines Antriebsmotors, in der Regel ein Elektromotor, auf eine Spindel der Werkzeugmaschinengetriebe. Durch die Schaltbarkeit, also Mehrstufigkeit, vergrößert ein solches Getriebe die Leistungsbandbreite des Antriebsmotors, um die Flexibilität der Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung unterschiedlicher Werkstoffe und Schnittkräfte zu vergrößern.Machine tool transmissions constitute transmissions which are used in machine tools, for example, lathes or milling machines or grinding machines and corresponding machining centers. In particular, such transmissions are used to translate a torque and a rotational speed of a drive motor, usually an electric motor, to a spindle of the machine tool transmission. Due to the switchability, ie multi-stage, such a transmission increases the power bandwidth of the drive motor to increase the flexibility of the machine tool when processing different materials and cutting forces.

Die beiden Übersetzungsstufen der Planetengetriebe aus dem genannten Stand der Technik werden gebildet, indem eine in zumindest zwei Schaltstellungen bewegbare Schaltmuffe des Getriebes wahlweise eine Antriebswelle des Getriebes mit einem Hohlrad des Getriebes verbindet oder die Hohlwelle mit einem Gehäuse des Getriebes verbindet. Die Muffe ist durch einen Aktor des Getriebes in die Schaltstellungen bewegbar. Der Aktor wirkt hierbei über eine Drehentkopplung in Form eines Wälzlagers auf die Muffe. Damit die Muffe in den Schaltstellungen sicher verharrt und nicht unbeabsichtigt herausrutscht, weist der Aktor gemäß der DE 199 17 673 A1 außerdem Rastelemente auf.The two gear ratios of the planetary gear from the cited prior art are formed by a movable in at least two switching positions shift sleeve of the transmission selectively connects a drive shaft of the transmission with a ring gear of the transmission or connects the hollow shaft with a housing of the transmission. The sleeve is movable by an actuator of the transmission in the switching positions. The actuator acts here via a rotary decoupling in the form of a rolling bearing on the sleeve. In order to ensure that the sleeve remains securely in the switch positions and does not slip out accidentally, the actuator points according to the DE 199 17 673 A1 also locking elements.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve this state of the art.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hautpanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This problem is solved by the characteristics of the Hautpanspruchs. Preferred embodiments are the dependent claims.

Demnach wird ein schaltbares Planetengetriebe mit einem Getriebegehäuse vorgeschlagen. Es weist eine darin drehbar angeordnete Antriebswelle auf, die mit einem Sonnenrad zumindest drehverbunden ist, sowie eine im Getriebegehäuse drehbar angeordnete Abtriebswelle, die mit einem Planetenträger zumindest drehverbunden ist. Dies beinhaltet, dass die Antriebswelle ortsfest mit dem Sonnenrad verbunden sein kann oder Antriebswelle und Sonnenrad einteilig ausgeführt sein können, also ein gemeinsames Bauteil bilden können. Dies beinhaltet auch, dass die Abtriebswelle ortsfest mit dem Planetenträger verbunden sein kann oder Abtriebswelle und Planetenträger einteilig ausgeführt sein können, also ein gemeinsames Bauteil bilden können.Accordingly, a switchable planetary gear with a transmission housing is proposed. It has a rotatably arranged therein drive shaft which is at least rotatably connected to a sun gear, and a rotatably disposed in the transmission housing output shaft which is at least rotatably connected to a planet carrier. This includes that the drive shaft can be stationarily connected to the sun gear or drive shaft and sun gear can be made in one piece, so can form a common component. This also includes that the output shaft can be fixedly connected to the planet carrier or output shaft and planet carrier can be made in one piece, so can form a common component.

Das vorgeschlagene Planetengetriebe weist außerdem ein Hohlrad auf, das insbesondere im Getriebegehäuse drehgelagert ist. Und das Planetengetriebe weist eine in eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung bewegbare Muffe auf, insbesondere eine Schiebemuffe. Die Muffe kann auch als Schaltmuffe bezeichnet werden. Die Muffe ist insbesondere koaxial auf der Antriebswelle angeordnet.The proposed planetary gear also has a ring gear, which is rotatably mounted in particular in the transmission housing. And the planetary gear has a movable in a first shift position and a second shift position sleeve, in particular a sliding sleeve. The sleeve can also be referred to as a sliding sleeve. The sleeve is in particular arranged coaxially on the drive shaft.

In der ersten Schaltstellung drehverbindet die Muffe das Hohlrad mit dem Getriebegehäuse. Das Hohlrad ist dann also drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Es kann sich dann nicht mehr relativ zum Getriebegehäuse drehen. Somit kann ein Drehmoment vom Hohlrad auf das Gehäuse abgestützt werden. In dieser ersten Schaltstellung weist das Getriebe eine Übersetzung ungleich eins auf.In the first switching position, the sleeve rotates the ring gear to the transmission housing. The ring gear is then so rotatably connected to the transmission housing. It can then no longer rotate relative to the transmission housing. Thus, a torque from the ring gear can be supported on the housing. In this first switching position, the transmission has a translation not equal to one.

In der zweiten Schaltstellung drehverbindet die Muffe das Hohlrad mit der Antriebswelle. Da die Antriebswelle dann sowohl dem Hohlrad, als auch dem Sonnenrad drehfest verbunden ist, ist das Planetengetriebe verblockt. Hohlrad, Sonnenrad und Planetenträger können dann stets nur in dieselbe Richtung mit derselben Drehzahl rotieren. In dieser zweiten Schaltstellung weist das Getriebe folglich eine Übersetzung von eins auf.In the second switching position, the sleeve rotates the ring gear with the drive shaft. Since the drive shaft is then rotationally fixed to both the ring gear, and the sun gear, the planetary gear is locked. Ring gear, sun gear and planet carrier can then rotate only in the same direction at the same speed. In this second switching position, the transmission consequently has a ratio of one.

Die Muffe ist also so ausgeführt, dass diese einerseits in der ersten Schaltstellung das Hohlrad mit dem Getriebegehäuse drehverbindet und andererseits in der zweiten Schaltstellung das Hohlrad mit der Antriebswelle.The sleeve is thus designed so that this on the one hand in the first switching position, the ring gear rotatably connected to the transmission housing and on the other hand in the second switching position, the ring gear with the drive shaft.

Es ist nun vorgesehen, dass die Muffe eine mechanische Rastierung aufweist, welche sie in der ersten Schaltstellung und/oder der zweiten Schaltstellung hält.It is now provided that the sleeve has a mechanical detent, which holds it in the first switching position and / or the second switching position.

Im Gegensatz zu der DE 199 17 673 A1 ist die Rastierung also nicht am Aktor vorgesehen, sondern direkt an der Muffe. Die Rastierung wirkt also unmittelbar auf die Muffe. Toleranzen in der Wirkkette von Aktor zu Muffe wirken sich daher nicht auf die Arretierung der Schaltstellung aus. Die Muffe kann somit in exakt der bzw. den Schaltstellungen gehalten werden. In dieser Folge kann auch die Wirkkette von Aktor zu Muffe einfacher gestaltet werden.Unlike the DE 199 17 673 A1 So the detent is not provided on the actuator, but directly on the sleeve. The detent thus acts directly on the sleeve. Tolerances in the chain of action of actuator to sleeve therefore do not affect the locking of the switch position. The sleeve can thus be kept in exactly the or the switching positions. In this episode, the chain of action from actuator to sleeve can be made simpler.

Eine Rastierung erzeugt eine Haltekraft. Im vorliegenden Fall wirkt die Haltekraft auf die Muffe, welche sie in der jeweiligen Schaltstellung hält. Bei Überschreiten der Haltekraft kann die Muffe aus der jeweiligen Schaltstellung weiterhin hinausbewegt werden. Die Bewegung der Muffe in die Schaltstellungen erfolgt bevorzugt durch einen Aktor, insbesondere durch einen elektromotorischen Aktor oder einen elektromagnetischen Aktor.A detent generates a holding force. In the present case, the holding force acts on the sleeve, which holds it in the respective switching position. When the holding force is exceeded, the sleeve can continue to be moved out of the respective switching position. The movement of the sleeve in the switching positions is preferably carried out by an actuator, in particular by an electromotive actuator or an electromagnetic actuator.

Die Rastierung wird bevorzugt durch ein federndes Druckstück, wie beispielsweise eine Kugelraste oder eine Druckschraube, einerseits und eine damit korrespondierende Mulde, wie beispielsweise eine Nut oder Einbuchtung, andererseits gebildet. Für jede zu arretierende Schaltstellung und jedes federnde Druckstück ist dann genau eine Mulde vorgesehen.The detent is preferably formed by a resilient pressure piece, such as a ball catch or a pressure screw, on the one hand and a trough corresponding thereto, such as a groove or indentation, on the other. For each to be locked switching position and each spring pressure piece is then exactly one trough provided.

Das federnde Druckstück kann nun in der Muffe angeordnet sein. Die damit korrespondierende (erste) Mulde für die erste Schaltstellung ist dann in dem Hohlrad und/oder die damit korrespondierende (zweite) Mulde für die zweite Schaltstellung ist dann in dem Hohlrad vorgesehen.The resilient pressure piece can now be arranged in the sleeve. The corresponding (first) trough for the first shift position is then in the ring gear and / or the corresponding (second) trough for the second shift position is then provided in the ring gear.

Alternativ dazu kann das federnde Druckstück auch in dem Hohlrad angeordnet sein. Die damit korrespondierende (erste) Mulde für die erste Schaltstellung ist dann in der Muffe und/oder die damit korrespondierende (zweite) Mulde für die zweite Schaltstellung ist dann in der Muffe vorgesehen.Alternatively, the resilient pressure piece can also be arranged in the ring gear. The corresponding (first) trough for the first switching position is then in the sleeve and / or the corresponding (second) trough for the second switching position is then provided in the sleeve.

Mit anderen Worten kann die Rastierung durch ein an einem von Muffe und Hohlrad angeordnetes federndes Druckstück und eine an dem anderen von Muffe und Hohlrad angeordnete und damit korrespondierende Mulde für die erste und/oder zweite Schaltstellung gebildet werden.In other words, the detent can be formed by a arranged on one of the sleeve and ring gear spring pressure element and arranged on the other of the sleeve and ring gear and thus corresponding recess for the first and / or second switching position.

Es können mehrere federnde Druckstücke um den Umfang der Muffe bzw. des Hohlrads angeordnet sein, insbesondere sind diese dann gleichmäßig um den Umfang verteilt. Entsprechend sind mehrere Mulden vorgesehen, insbesondere eine je Druckstück und zu arretierender Schaltstellung.It can be arranged around the circumference of the sleeve or the ring gear several resilient plungers, in particular, these are then distributed uniformly around the circumference. Accordingly, a plurality of wells are provided, in particular a per pressure piece and to be locked switching position.

Die Muffe kann so ausgeführt sein, dass sie ausschließlich in die zwei Schaltstellungen bewegbar ist. Somit sind keine anderen Schaltzustände des Planetengetriebes mittels der Muffe schaltbar. Alternativ kann die Muffe auch noch in eine Leerlaufstellung bewegbar sein, als dritte Schaltstellung. In dieser Leerlaufstellung ist die Muffe sowohl von der Antriebswelle, als auch dem Getriebegehäuse drehentkoppelt. Somit ist das Hohlrad dann weder mit dem Getriebegehäuse verblockt, noch sind Hohlrad und Sonnenrad miteinander verblockt. In diesem Fall kann das Hohlrad also frei in dem Getriebegehäuse drehen, wodurch das Planetengetriebe einen Leerlauf einnimmt. Somit kann dann kein Drehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragbar.The sleeve can be designed so that it is movable only in the two switching positions. Thus, no other switching states of the planetary gear can be switched by means of the sleeve. Alternatively, the sleeve can also be moved into an idle position, as a third switching position. In this neutral position, the sleeve is rotationally coupled both from the drive shaft and the transmission housing. Thus, the ring gear is then neither blocked with the gear housing, nor ring gear and sun gear are locked together. In this case, the ring gear can thus rotate freely in the gear housing, whereby the planetary gear takes an idle. Thus, then no torque from the drive shaft to the output shaft transferable.

Die Muffe kann dann eine mechanische Rastierung aufweisen, welche sie in der Leerlaufstellung hält. Diese mechanische Rastierung für die Leerlaufstellung kann zusätzlich zur genannten Rastierung für die erste und/oder zweite Schaltstellung vorgesehen sein. Sie kann jedoch auch durch diese Rastierung für die erste und/oder zweite Schaltstellung gebildet werden. Dann verfügt bevorzugt die Muffe bzw. das Hohlrad je federndes Druckstück über eine weitere Mulde für die Leerlaufstellung, in welche das federnde Druckstück in der Leerlaufstellung eingreift.The sleeve may then have a mechanical detent, which keeps it in the neutral position. This mechanical detent for idle position may be provided in addition to the aforementioned detent for the first and / or second switching position. However, it can also be formed by this detent for the first and / or second switching position. Then preferably has the sleeve or the ring gear per resilient pressure piece via another trough for the idle position, in which engages the resilient pressure piece in the idle position.

Bevorzugt weist das Planetengetriebe ein Antriebselement zur Bewegung der Muffe in die erste und zweite Position auf. Das Antriebselement ist in dem Getriebegehäuse schwenk- oder verschiebbar angeordnet. Es ist insbesondere in dem Getriebegehäuse entsprechend schwenk- oder verschiebbar gelagert. Es wirkt über eine Drehentkopplung auf die Muffe. Das Antriebselement ist somit nicht mit der Muffe mitdrehend. Die Drehentkopplung wird dann durch eine Nut in der Muffe und einen darin eingreifenden Teil des Antriebselements gebildet.Preferably, the planetary gear has a drive element for moving the sleeve in the first and second positions. The drive element is arranged pivotably or displaceably in the transmission housing. It is mounted in particular in the transmission housing according to pivot or displaceable. It acts via a rotary decoupling on the sleeve. The drive element is thus not co-rotating with the sleeve. The rotary decoupling is then formed by a groove in the sleeve and an engaging part of the drive member.

Das Antriebselement kann beispielsweise als Schaltgabel ausgeführt sein. Das Antriebselement kann so ausgeführt sein, dass es durch eine Schwenkbewegung oder eine Schiebebewegung die Muffe in die erste oder zweite Schaltstellung bewegt. Dementsprechend kann das Antriebselement schwenkbar oder verschiebbar in dem Getriebegehäuse gelagert sein. Das Antriebselement kann insbesondere von dem genannten Aktor angetrieben werden. Der Aktor an sich kann beispielsweise ein Elektromagnet oder Elektromotor sein. Der Aktor kann dann noch über eine Kraftübersetzung, wie einen Hebelmechanismus oder ein Getriebe, verfügen.The drive element may for example be designed as a shift fork. The drive element can be designed so that it moves the sleeve in the first or second switching position by a pivoting movement or a sliding movement. Accordingly, the drive member may be pivotally or slidably mounted in the transmission housing. The drive element can be driven in particular by said actuator. The actuator itself may be, for example, an electromagnet or electric motor. The actuator can then still have a power transmission, such as a lever mechanism or a transmission.

Bevorzugt weist das Getriebegehäuse einen Flansch zum Anbringen eines Antriebsmotors, insbesondere eines Elektromotors, auf. Entsprechend weist die Antriebswelle bevorzugt eine Aufnahme für eine Rotorwelle eines Antriebsmotors auf. Hierdurch ist die Antriebswelle einfach antreibbar. Die Antriebswelle kann dabei insbesondere als Klemmnabe ausgeführt sein. Die Drehmomentübertragung von Rotorwelle auf Antriebswelle erfolgt dann kraftschlüssig.Preferably, the transmission housing has a flange for attaching a drive motor, in particular an electric motor on. Accordingly, the drive shaft preferably has a receptacle for a rotor shaft of a drive motor. As a result, the drive shaft is easy to drive. The drive shaft can be designed in particular as a clamping hub. The torque transmission from rotor shaft to drive shaft is then frictionally.

Wie bereits erläutert handelt es sich bei dem obig vorgeschlagenen Planetengetriebe insbesondere um ein Werkzeugmaschinengetriebe. Solche Getriebe werden in Werkzeugmaschinen genutzt, um ein von einem Antriebsmotor bereitgestelltes Drehmoments und eine Drehzahl auf eine Spindel der Werkzeugmaschinen zu übersetzen. Eine solche Spindel kann beispielsweise ein Bearbeitungswerkzeug oder ein Werkstück tragen. Eine Werkzeugmaschine ist beispielsweise eine Drehmaschine oder Fräsmaschine oder eine Schleifmaschine bzw. ein entsprechendes Bearbeitungszentrum. Das Werkzeugmaschinengetriebe ist insbesondere genau zweistufig ausgebildet. Dann weist es genau zwei Übersetzungsstufen auf. Die Übersetzung i in den Übersetzungsstufen können dann beispielsweise i = 5 (erste Übersetzungsstufe; erste Schaltstellung der Muffe) und i = 5 (zweite Übersetzungsstufe; zweite Schaltstellung der Muffe) sein. Außerdem kann ein Leerlauf vorgesehen sein.As already explained, the planetary gear proposed above is, in particular, a machine tool transmission. Such transmissions are used in machine tools to translate a torque provided by a drive motor and a speed to a spindle of the machine tools. Such a spindle can carry, for example, a machining tool or a workpiece. A machine tool is, for example, a lathe or milling machine or a grinding machine or a corresponding machining center. The machine tool transmission is in particular designed in exactly two stages. Then it has exactly two translation stages. The ratio i in the gear ratios can then be, for example, i = 5 (first gear stage, first shift position of the sleeve) and i = 5 (second gear stage, second shift position of the sleeve). In addition, an idle can be provided.

Im Folgenden wird die Erfindung von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

  • 1 ein zweistufiges Planetengetriebe in einer Schaltstellung,
  • 1A Details des Planetengetriebes aus 1,
  • 1B Details des Planetengetriebes aus 1,
  • 2 das zweistufige Planetengetriebe in einer anderen Schaltstellung,
In the following, the invention is explained in more detail by figures, from which further preferred embodiments and features of the invention can be removed. In each case show in a schematic representation:
  • 1 a two-stage planetary gear in a switching position,
  • 1A Details of the planetary gearbox 1 .
  • 1B Details of the planetary gearbox 1 .
  • 2 the two-stage planetary gear in a different switching position,

In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or at least functionally identical components or elements are provided with the same reference numerals.

Bei dem zweitstufigen Planetengetriebe gemäß 1 handelt es sich insbesondere um ein Werkzeugmaschinengetriebe. Das Planetengetriebe verfügt über eine Antriebswelle 1 zum Einleiten eines Drehmoments in das Getriebe, und es verfügt über eine Abtriebswelle 2 zum Abführen eines Drehmoments von dem Getriebe. Die Antriebswelle 1 ist in durch ein Wälzlager 3 in einem Getriebegehäuse 4 gelagert. Die Abtriebswelle 2 ist durch Wälzlager 5 in dem Getriebegehäuse 4 gelagert. Die Abtriebswelle 2 liegt koaxial zu der Antriebswelle 1.In the two-stage planetary gear according to 1 it is in particular a machine tool transmission. The planetary gear has a drive shaft 1 for introducing a torque into the transmission, and it has an output shaft 2 for dissipating a torque from the transmission. The drive shaft 1 is in through a rolling bearing 3 in a gearbox 4 stored. The output shaft 2 is through rolling bearings 5 in the transmission housing 4 stored. The output shaft 2 is coaxial with the drive shaft 1 ,

Das Wälzlager 3 für die Antriebswelle 1 ist auf einem Lagerdeckel 4A, der Teil des Getriebegehäuses 4 ist, angeordnet. Der Lagerdeckel 4A bildet gleichzeitig einen Flansch zum Anbringen eines Antriebsmotors, wie eines Elektromotors, an das Getriebegehäuse 4. Außerdem dichtet er einen Innenraum des Getriebegehäuses 4 hin zum Antriebsmotor ab.The rolling bearing 3 for the drive shaft 1 is on a bearing cap 4A , the part of the gearbox 4 is arranged. The bearing cap 4A at the same time forms a flange for attaching a drive motor, such as an electric motor, to the transmission housing 4 , He also seals an interior of the gear housing 4 towards the drive motor.

Die Antriebswelle 1 weist eine Aufnahme 1A für eine Rotorwelle des Antriebsmotors auf. Die Antriebswelle 1 ist insbesondere als Klemmnabe ausgebildet, um die Rotorwelle drehfest durch Klemmen mit der Antriebswelle 1 zu verbinden. Die drehfeste Verbindung von Rotorwelle und Antriebswelle 1 kann jedoch auch anderweitig erfolgen, beispielsweise durch eine Feder-Nut-Verbindung.The drive shaft 1 has a recording 1A for a rotor shaft of the drive motor. The drive shaft 1 is designed in particular as a clamping hub to the rotor shaft rotationally fixed by clamping with the drive shaft 1 connect to. The non-rotatable connection of rotor shaft and drive shaft 1 However, it can also be done elsewhere, for example by a tongue and groove connection.

Die Antriebswelle 1 ist mit einem Sonnenrad 6 zumindest drehfest verbunden, beispielsweise durch einen Form- oder Kraftschluss. Antriebswelle 1 und Sonnenrad 6 können jedoch auch einteilig gemeinsam ausgeführt sein, also eine gemeinsame Welle bilden oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das Sonnenrad 6 kämmt mit mehreren Planetenrädern 7 des Planetengetriebes. Die Planetenräder 7 sind wiederum drehbar auf einem Planetenträger 8 angeordnet. Beispielsweise befinden sich die Planetenräder 7 drehbar auf Planetenbolzen 8A des Planetenträgers 8, wie in 1 sichtbar.The drive shaft 1 is with a sun wheel 6 at least rotatably connected, for example by a positive or frictional connection. drive shaft 1 and sun gear 6 However, they can also be made in one piece together, so form a common shaft or be materially interconnected. The sun wheel 6 meshes with multiple planetary gears 7 of the planetary gear. The planet wheels 7 are in turn rotatable on a planet carrier 8th arranged. For example, there are the planetary gears 7 rotatable on planet pins 8A of the planet carrier 8th , as in 1 visible, noticeable.

Der Planetenträger 8 ist zumindest drehfest mit der Abtriebswelle 2 verbunden beispielsweise durch einen Form- oder Kraftschluss. Abtriebswelle 2 und Planetenträger 8 können jedoch auch einteilig gemeinsam ausgeführt sein, also eine gemeinsame Welle bilden oder miteinander stoffschlüssig verbunden sein. Der Planetenträger 8 ist vorliegend beispielhaft über die Wälzlager 17 der Abtriebswelle 2 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert.The planet carrier 8th is at least rotationally fixed to the output shaft 2 connected, for example, by a positive or frictional connection. output shaft 2 and planet carrier 8th However, can also be made in one piece together, so form a common shaft or be connected to each other cohesively. The planet carrier 8th is present example of the bearings 17 of the output shaft 2 in the transmission housing 4 rotatably mounted.

Die Planetenräder 7 kämmen mit einem Hohlrad 9 des Planetengetriebes. Das Hohlrad 9 ist über ein Wälzlager 10 in dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Das Hohlrad 9 verfügt über einen stirnseitigen Kopfteil 9A. An diesem Kopfteil 9A ist ein Kopplungsmittel 9B vorgesehen. Das Kopplungsmittel 9B verbindet das Hohlrad 9 drehfest und verschiebbar mit einer Muffe 11. Dazu verfügt die Muffe 11 über ein korrespondierendes Kopplungsmittel 11A, das mit dem Kopplungsmittel 9B zusammenwirkt, beispielsweise formschlüssig.The planet wheels 7 combing with a ring gear 9 of the planetary gear. The ring gear 9 is about a rolling bearing 10 in the transmission housing 4 rotatably mounted. The ring gear 9 has a frontal headboard 9A , At this headboard 9A is a coupling agent 9B intended. The coupling agent 9B connects the ring gear 9 rotatable and movable with a sleeve 11 , The sleeve has this 11 via a corresponding coupling agent 11A that with the coupling agent 9B cooperates, for example, form-fitting.

Die Muffe 11 liegt koaxial zu der Antriebswelle 1. Die Muffe 11 kann vorliegend auch als Schaltmuffe bezeichnet werden, da sie zum Schalten der Getriebestufen des Planetengetriebes dient. Die Muffe 11 ist hierzu in zumindest eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung beweglich, insbesondere verschiebbar. 1 zeigt das Planetengetriebe, wobei die Muffe 11 in der zweiten Schaltstellung angeordnet ist. 2 zeigt dasselbe Planetengetriebe wie 1, wobei die Muffe 11 jedoch in der ersten Schaltstellung angeordnet ist. 1A zeigt den in 1 markierten Bereich Z in einer vergrößerten Darstellung. 1B zeigt die Muffe 11 in einer isolierten Darstellung, ohne nähere Details des Planetengetriebes. In beiden Schaltstellungen ist die Muffe 11 über die Kopplungsmittel 9B, 11A mit dem Hohlrad 9 drehverbunden.The sleeve 11 is coaxial with the drive shaft 1 , The sleeve 11 can also be referred to as a sliding sleeve, since it serves to switch the gear stages of the planetary gear. The sleeve 11 is for this purpose in at least a first switching position and a second switching position movable, in particular displaceable. 1 shows the planetary gear, with the sleeve 11 is arranged in the second switching position. 2 shows the same planetary gear as 1 , with the sleeve 11 but is arranged in the first switching position. 1A shows the in 1 marked area Z in an enlarged view. 1B shows the sleeve 11 in an isolated representation, without further details of the planetary gear. In both switching positions is the sleeve 11 via the coupling agents 9B . 11A with the ring gear 9 rotationally connected.

In der ersten Schaltstellung der Muffe 11 (siehe 2) ist diese neben dem Hohlrad 9 auch zusätzlich mit dem Getriebegehäuse 4 drehverbunden. Die Muffe 11 drehverbindet also das Hohlrad 9 mit dem Getriebegehäuse 4. Hierzu weist die Muffe 11 ein zweites Kopplungsmittel 11B auf. Dieses zweite Kopplungsmittel 11B wirkt in der ersten Schaltstellung mit einem korrespondierenden Kopplungsmittel 4B des Getriebegehäuses 4 zusammen.In the first switching position of the sleeve 11 (please refer 2 ) this is next to the ring gear 9 also in addition to the gearbox 4 rotationally connected. The sleeve 11 thus rotates the ring gear 9 with the gearbox 4 , For this purpose, the sleeve 11 a second coupling agent 11B on. This second coupling agent 11B acts in the first switching position with a corresponding coupling means 4B of the gearbox 4 together.

Es ist möglich, dass statt des zweiten Kopplungsmittels 11B, das ohnehin vorhandene erste Kopplungsmittel 11A der Muffe 11 genutzt wird, um auch die Drehverbindung mit dem Getriebegehäuse 4 herzustellen. Dann ist dementsprechend das Kopplungsmittel 4B des Getriebegehäuses 4 zum Zusammenwirken mit dem ersten Kopplungsmittel 11A der Muffe ausgeführt. It is possible that instead of the second coupling agent 11B , the already existing first coupling agent 11A the sleeve 11 is also used to make the slewing connection with the gearbox 4 manufacture. Then, accordingly, the coupling agent 4B of the gearbox 4 for cooperation with the first coupling agent 11A the sleeve executed.

In der zweiten Schaltstellung der Muffe 11 (siehe 1) ist diese neben dem Hohlrad 9 auch mit der Antriebswelle 1 drehverbunden. Die Muffe 11 drehverbindet also das Hohlrad 9 mit der Antriebswelle 1. Hierzu wird vorliegend das ohnehin vorhandene erste Kopplungsmittel 11A der Muffe 11 genutzt. Die Antriebswelle 1 verfügt über ein korrespondierendes Kopplungsmittel 1B. Das Kopplungsmittel 11A wirkt in der zweiten Schaltstellung also mit dem korrespondierenden Kopplungsmittel 1B der Antriebswelle 1 zusammen.In the second switching position of the sleeve 11 (please refer 1 ) this is next to the ring gear 9 also with the drive shaft 1 rotationally connected. The sleeve 11 thus rotates the ring gear 9 with the drive shaft 1 , For this purpose, in the present case, the already existing first coupling agent 11A the sleeve 11 used. The drive shaft 1 has a corresponding coupling agent 1B , The coupling agent 11A acts in the second switching position so with the corresponding coupling means 1B the drive shaft 1 together.

Es ist möglich, dass statt des vorhandenen ersten Kopplungsmittels 11A der Muffe 11 ein zusätzliches drittes Kopplungsmittel der Muffe 11 genutzt wird, um die Drehverbindung mit der Antriebswelle 1 herzustellen. Dann ist dementsprechend das Kopplungsmittel 1B der Antriebswelle 1 zum Zusammenwirken mit diesem dritten Kopplungsmittel der Muffe 11 ausgeführt.It is possible that instead of the existing first coupling agent 11A the sleeve 11 an additional third coupling means of the sleeve 11 is used to pivot connection with the drive shaft 1 manufacture. Then, accordingly, the coupling agent 1B the drive shaft 1 for cooperation with this third coupling means of the sleeve 11 executed.

Grundsätzlich können zur Drehverbindung der Muffe 11 mit der Antriebswelle 1 und dem Hohlrad 9 also jeweils eigenständige Kopplungselemente genutzt werden. Alternativ kann das Kopplungselement 11A der Muffe 11 auch für die Herstellung der Drehverbindung mit der Antriebswelle 1 und/oder dem Hohlrad 9 genutzt werden.Basically, for the rotary connection of the sleeve 11 with the drive shaft 1 and the ring gear 9 So each independent coupling elements are used. Alternatively, the coupling element 11A the sleeve 11 also for the production of the rotary joint with the drive shaft 1 and / or the ring gear 9 be used.

In der ersten Schaltstellung der Muffe 11 (siehe 2) ist die Muffe 11 von der Antriebswelle 1 drehentkoppelt. Die Kopplungsmittel 1B, 11A wirken dann also nicht miteinander. Die Antriebswelle 1 kann sich somit relativ zu der mit dem Getriebegehäuse 4 feststehenden Muffe 11 drehen.In the first switching position of the sleeve 11 (please refer 2 ) is the sleeve 11 from the drive shaft 1 rotating decoupled. The coupling agents 1B . 11A So then do not work together. The drive shaft 1 can thus relative to the with the gearbox 4 fixed sleeve 11 rotate.

In der zweiten Schaltstellung der Muffe 11 (siehe 1) ist die Muffe 11 von dem Getriebegehäuse 4 drehentkoppelt. Die Kopplungsmittel 4B, 11B wirken dann also nicht miteinander. Die Muffe 11 kann sich somit mit der Antriebswelle 1 relativ zum feststehenden Getriebegehäuse 4 mitdrehen.In the second switching position of the sleeve 11 (please refer 1 ) is the sleeve 11 from the transmission housing 4 rotating decoupled. The coupling agents 4B . 11B So then do not work together. The sleeve 11 can thus with the drive shaft 1 relative to the fixed gear housing 4 rotate.

Es kann eine Leerlaufstellung für die Muffe 11 vorgesehen sein, als dritte Schaltstellung. In dieser ist die Muffe weder mit der Antriebswelle 1, noch mit dem Getriebegehäuse 4 drehverbinden. Somit befindet sich das Planetengetriebe dann im Leerlauf. Diese dritte Schaltstellung kann eine Mittelstellung der Muffe 11 sein, welche zwischen ihrer ersten und zweiten Schaltstellung liegt.It can be an idle position for the sleeve 11 be provided as the third switching position. In this the sleeve is neither with the drive shaft 1 , still with the gearbox 4 rotary combine. Thus, the planetary gear is then idle. This third switch position can be a middle position of the sleeve 11 be, which lies between their first and second switching position.

Vorliegend sind die Kopplungsmittel 1B, 9B, 11B beispielhaft als Außenverzahnungen und die Kopplungsmittel 4B, 11A als Innenverzahnung ausgeführt. Es ist jedoch möglich, dass Außen- und Innenverzahnung jeweils vertauscht sind oder dass jeweils eine Stirnverzahnung genutzt wird. Ebenso können andere Formen von Kopplungsmitteln als die gezeigten Verzahnungen eingesetzt werden, beispielsweise Lamellenkupplungen.Present are the coupling agents 1B . 9B . 11B exemplified as external gears and the coupling means 4B . 11A designed as internal toothing. However, it is possible that external and internal teeth are interchanged respectively or that each one spur toothing is used. Likewise, other forms of coupling means than the teeth shown can be used, for example, multi-plate clutches.

Die Muffe 11 wird vorliegend durch ein Antriebselement 12 in die Schaltstellungen bewegt. Bei dem Antriebselement 12 handelt es sich beispielsweise um eine Schaltgabel. Das Antriebselement 12 ist innerhalb dem Getriebegehäuse 4 angeordnet und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dort verschiebbar gelagert. Beispielhaft ist das Antriebselement 12 auf einem zylinderförmigen Führungsstift 13 gelagert, der in dem Getriebegehäuse 4 befestigt ist. Es ist möglich, dass das Antriebselement 12 verschwenkbar statt verschiebbar ausgeführt ist. Das Antriebselement 12 greift mit einem Eingriffsteil 12A in eine Nut 11C der Muffe 11 ein. Somit kann die Bewegung des Antriebselements 12 auf die gegebenenfalls rotierende Muffe 11 übertragen werden. Nut 11C und Eingriffsteil 12A bilden demnach eine Drehentkopplung.The sleeve 11 is present by a drive element 12 moved to the switch positions. In the drive element 12 it is for example a shift fork. The drive element 12 is inside the gearbox 4 arranged and slidably mounted there in the present embodiment. Exemplary is the drive element 12 on a cylindrical guide pin 13 stored in the transmission housing 4 is attached. It is possible that the drive element 12 is designed to be pivotable instead of displaceable. The drive element 12 engages with an engaging part 12A in a groove 11C the sleeve 11 one. Thus, the movement of the drive element 12 on the optionally rotating sleeve 11 be transmitted. groove 11C and engaging part 12A thus form a rotary decoupling.

Das Antriebselement 12 wird durch einen auf das Getriebegehäuse 4 aufgesetzten Aktor 14 bewegt. Hierbei handelt es sich zweckmäßigerweise um einen elektromagnetischen oder elektromotorischen Aktor 14. Alternativ kann auch ein Handhebel oder dergleichen zur manuellen Bewegung des Antriebselements 12 vorgesehen sein.The drive element 12 gets through to the gearbox 4 attached actuator 14 emotional. This is expediently an electromagnetic or electromotive actuator 14 , Alternatively, a hand lever or the like for manual movement of the drive element 12 be provided.

Die Muffe 11 weist eine mechanische Rastierung 15 auf, welche sie in der ersten und zweiten Schaltstellung hält. Die Rastierung wird vorliegend durch ein federndes Druckstück 15A in dem Hohlrad 9 einerseits und andererseits durch eine damit korrespondierende erste Mulde 15B in der Muffe 11 für die erste Schaltstellung sowie eine zweite damit korrespondierende Mulde 15C in der Muffe 11 für die zweite Schaltstellung gebildet.The sleeve 11 has a mechanical detent 15 on which it holds in the first and second switching position. The detent is present by a resilient pressure piece 15A in the ring gear 9 on the one hand and on the other hand by a corresponding first trough 15B in the sleeve 11 for the first switching position and a second recess corresponding therewith 15C in the sleeve 11 formed for the second switching position.

Das federnde Druckstück 15A besteht beispielhaft aus einer in einer Öffnung, insbesondere Sacklochbohrung, des Hohlrades 9 angeordnete Druckfeder und einem darüber angeordneten kugel- oder kugelsegmentförmigen Rastelement, das in den Schaltstellungen in die jeweilige Mulde 15B, 15C eingreift. Die Druckfeder bewirkt eine radiale Federkraft F auf das Rastelement, durch welche das Rastelement in die Mulde 15B, 15C eingreift, sobald sich die Mulde 15B, 15C über dem Rastelement befindet. Greift das Rastelement dann in die Mulde 15B, 15C, bewirkt die Federkraft F eine Haltekraft auf die Muffe 11. Diese Haltekraft arretiert die Muffe 11 in der jeweiligen Schaltstellung.The resilient pressure piece 15A consists for example of one in an opening, in particular blind hole, the ring gear 9 arranged compression spring and an overlying ball or spherical segment-shaped locking element, which in the switching positions in the respective trough 15B . 15C intervenes. The compression spring causes a radial spring force F on the locking element, through which the locking element in the trough 15B . 15C engages as soon as the trough 15B . 15C located above the locking element. Then grips the locking element in the trough 15B . 15C , causes the spring force F a holding force on the sleeve 11 , This holding force locks the sleeve 11 in the respective switching position.

Zur anschließenden Bewegung der Muffe 11 muss die Haltekraft überwunden werden. Dann wird das Rastelement gegen die Federkraft F in die Sacklochbohrung gedrückt und gibt die Muffe 11 zur weiteren Bewegung frei. For subsequent movement of the sleeve 11 the holding force must be overcome. Then the locking element against the spring force F pressed into the blind hole and gives the sleeve 11 free for further movement.

Sofern eine Leerlaufstellung für die Muffe 11 vorgesehen ist, kann die Muffe 11 in ihr ebenfalls durch eine zusätzliche Rastierung oder durch die gezeigte mechanische Rastierung 15 arretiert werden. Im einfachsten und zweckmäßigsten Fall ist dann eine dritte Mulde in der Muffe 11 vorgesehen, die (insbesondere genau) zwischen der ersten und zweiten Mulde 15A, 15B angeordnet ist.If an idle position for the sleeve 11 is provided, the sleeve can 11 in her also by an additional detent or by the mechanical detent shown 15 be arrested. In the simplest and most convenient case, then a third trough in the sleeve 11 provided, which (in particular exactly) between the first and second trough 15A . 15B is arranged.

Alternativ kann die Rastierung 15 auch dadurch gebildet werden, dass das federnde Druckstück 15A in der Muffe 11 statt dem Hohlrad 9 vorgesehen ist und die Mulden 15B, 15C dann in dem Kopfteil 9A des Hohlrads 9. Ebenso kann vorgesehen sein, dass lediglich für eine der Schaltstellung der Muffe 11 eine mechanische Rastierung 15 vorgesehen ist. Dann ist dementsprechend die Mulde 15B oder die Mulde 15C nicht vorgesehen.Alternatively, the detent 15 also be formed by the fact that the resilient pressure piece 15A in the sleeve 11 instead of the ring gear 9 is provided and the hollows 15B . 15C then in the headboard 9A of the ring gear 9 , Likewise, it can be provided that only for one of the switching position of the sleeve 11 a mechanical detent 15 is provided. Then, accordingly, the trough 15B or the hollow 15C not provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebswelledrive shaft
1A1A
Aufnahmeadmission
1B1B
Kopplungsmittelcoupling agent
22
Abtriebswelleoutput shaft
33
Wälzlagerroller bearing
44
Getriebegehäusegearbox
4A4A
Lagerdeckelbearing cap
4B4B
Kopplungsmittel, InnenverzahnungCoupling means, internal toothing
55
Wälzlagerroller bearing
66
Sonnenradsun
77
Planetenradplanet
88th
Planetenträgerplanet carrier
8A8A
Planetenbolzenplanet shaft
99
Hohlradring gear
9A9A
Kopfteilheadboard
9B9B
Kopplungsmittel, AußenverzahnungCoupling means, external toothing
1010
Wälzlagerroller bearing
1111
Muffesleeve
11A11A
Kopplungsmittel, InnenverzahnungCoupling means, internal toothing
11B11B
Kopplungsmittel, AußenverzahnungCoupling means, external toothing
11C11C
Nutgroove
1212
Antriebselementdriving element
12A12A
Eingriffsteilengaging part
1313
Führungsstiftguide pin
1414
Aktoractuator
1515
Rastierungdetent
15A15A
Federndes DruckstückResilient pressure piece
15B15B
Muldetrough
15C15C
Mulde trough
FF
Federkraftspring force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10348755 A1 [0002]DE 10348755 A1 [0002]
  • DE 102015100169 B3 [0002]DE 102015100169 B3 [0002]

Claims (8)

Schaltbares Planetengetriebe mit einem Getriebegehäuse (4), mit einer darin drehbar angeordneten Antriebswelle (1), die mit einem Sonnenrad (6) zumindest drehverbunden ist, mit einer im Getriebegehäuse (4) drehbar angeordneten Abtriebswelle (2), die mit einem Planetenträger (8) zumindest drehverbunden ist und mit einem Hohlrad (9), sowie mit einer zumindest in eine erste und zweite Schaltstellung bewegbare Muffe (11), die in der ersten Schaltstellung das Hohlrad (9) mit dem Getriebegehäuse (4) drehverbindet und die in der zweiten Schaltstellung das Hohlrad (9) mit der Antriebswelle (1) drehverbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (11) eine mechanische Rastierung (15) aufweist, welche sie in der ersten und/oder zweiten Schaltstellung hält.Switchable planetary gear with a gear housing (4), with a drive shaft rotatably disposed therein (1), which is at least rotatably connected to a sun gear (6), with an output shaft (2) rotatably mounted in the gear housing (4), which is connected to a planet carrier (8 ) is at least rotatably connected and with a ring gear (9), and with a movable at least in a first and second switching position sleeve (11), the ring gear (9) in the first switching position rotatably connected to the transmission housing (4) and in the second Switching position the ring gear (9) rotatably connected to the drive shaft (1), characterized in that the sleeve (11) has a mechanical detent (15) which holds it in the first and / or second switching position. Planetengetriebe nach Anspruch 1, wobei die Rastierung (15) durch ein federndes Druckstück (15A) in dem Hohlrad (9) sowie einer entsprechenden Mulde (15B) in der Muffe (11) für die erste Schaltstellung und/oder einer entsprechenden Mulde (15C) in der Muffe (11) für die zweite Schaltstellung gebildet wird.Planetary gear to Claim 1 wherein the detent (15) is provided by a resilient thrust piece (15A) in the ring gear (9) and a corresponding recess (15B) in the first shift position sleeve (11) and / or a corresponding recess (15C) in the sleeve (15). 11) is formed for the second switching position. Planetengetriebe nach Anspruch 1, wobei die Rastierung (15) durch ein federndes Druckstück (15A) in der Muffe (11) sowie einer entsprechenden Mulde (15B) in dem Hohlrad (9) für die erste Schaltstellung und/oder einer entsprechenden Mulde (15C) in dem Hohlrad (9) für die zweite Schaltstellung gebildet wird.Planetary gear to Claim 1 wherein the detent (15) is provided by a resilient thrust piece (15A) in the sleeve (11) and a corresponding recess (15B) in the ring gear (9) for the first shift position and / or a corresponding recess (15C) in the ring gear (15A). 9) is formed for the second switching position. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Muffe (11) in eine Leerlaufstellung bewegbar ist, in welcher sie von der Antriebswelle (1) und dem Getriebegehäuse (4) drehentkoppelt ist.A planetary gear according to any one of the preceding claims, wherein the sleeve (11) is movable to an idling position in which it is rotationally coupled from the drive shaft (1) and the transmission housing (4). Planetengetriebe nach Anspruch 4, wobei die Muffe (11) eine mechanische Rastierung (15) aufweist, welche sie in der Leerlaufstellung hält.Planetary gear to Claim 4 wherein the sleeve (11) has a mechanical detent (15) which keeps it in the neutral position. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem in dem Getriebegehäuse (4) angeordneten und schwenkbaren oder verschiebbaren Antriebselement (12) zur Bewegung der Muffe (11) in die erste und zweite Schaltstellung, wobei das Antriebselement (12) über eine Drehentkopplung auf die Muffe (11) wirkt, wobei die Drehentkopplung durch eine Nut (11C) in der Muffe (11) und einen darin eingreifenden Eingriffsteil (12A) des Antriebselements (12) gebildet wird.Planetary gear according to one of the preceding claims, with a in the transmission housing (4) arranged and pivotable or displaceable drive element (12) for moving the sleeve (11) in the first and second switching position, wherein the drive element (12) via a rotational decoupling on the sleeve (11), the rotation decoupler being formed by a groove (11C) in the sleeve (11) and an engaging part (12A) of the drive member (12) engaging therein. Werkzeugmaschinengetriebe, ausgeführt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Machine tool transmission, carried out according to one of the preceding claims. Werkzeugmaschinengetriebe, gemäß Anspruch 7, wobei das Werkzeugmaschinengetriebe zweistufig ist.Machine tool transmission, according to Claim 7 , wherein the machine tool transmission is two-stage.
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