-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planetengetriebeanordnung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Hohlrad einer Planetenradstufe einer solchen Planetengetriebeanordnung.
-
Im Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Planetengetrieben bekannt. So ist es beispielsweise bereits bekannt, Planetengetriebe so auszuführen, dass ein Hohlrad des Planetengetriebes mit einem Gehäuse des Planetengetriebes drehfest verbunden ist, während ein Sonnenrad des Planetengetriebes als Getriebeantrieb und ein rotierbarer Planetenradträger des Planetengetriebes als Getriebeabtrieb vorgesehen sind.
-
Aus der
DE 10 2014 202 494 A1 ist ein Planetengetriebe mit einstellbeweglichem Hohlrad bekannt. Das Planetengetriebe umfassend eine Planetenradstufe die ein mit einem Gehäuse wirkverbundenes Hohlrad umfasst, an dessen Innenumfangsfläche mindestens drei Planetenräder angeordnet sind, wobei das Hohlrad in radialer Richtung nachgiebig und somit einstellbeweglich zum Lastausgleich zwischen den mindestens drei Planetenrädern und dem Hohlrad ausgebildet ist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Planetengetriebeanordnung zu schaffen, bei welcher sich ein mit einem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung drehfest gekoppeltes Hohlrad einer Planetenradstufe bei einer Drehmomentübertragung zentrieren und ausrichten kann.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Planetengetriebeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein Hohlrad einer Planetenradstufe ist zudem Gegenstand von Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Planetengetriebeanordnung mit einem mehrteiligen Gehäuse und zumindest einer Planetenradstufe vorgeschlagen. Die Planetenradstufe umfasst ein Sonnenrad, ein mit dem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung drehfest gekoppeltes Hohlrad und mehrere drehbar gelagerte Planetenräder, welche radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sind und sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad einen Verzahnungseingriff ausbilden. Das Hohlrad weist einen ersten Bereich mit einer Innenverzahnung und einen weiteren Bereich auf, der als sich nach radial außen erstreckender Haltesteg ausgebildet ist. Das mehrteilige Gehäuse der Planetengetriebeanordnung umfasst zumindest zwei Gehäuseteile zwischen denen der Haltesteg des Hohlrads angeordnet und über Verbindungselemente formschlüssig mit den Gehäuseteilen der Planetengetriebeanordnung gekoppelt ist. Die formschlüssige Verbindung ist derart ausgebildet, dass diese sowohl radial als auch axial spielbehaftet ist. Es ist vorgesehen, dass zumindest ein Element der formschlüssigen Verbindung eine konvexe Oberfläche aufweist.
-
Über den Haltesteg kann das Hohlrad auf einfache Art und Weise zwischen den zwei Gehäuseteilen der Planetengetriebeanordnung aufgenommen und mittels der Verbindungselemente mit den Gehäuseteilen drehfest gekoppelt werden. Dadurch, dass die formschlüssige Verbindung sowohl radial als auch axial spielbehaftet ist, kann sich das Hohlrad bei einer Drehmomentübertragung über die Planetenradstufe zentrieren bzw. zu den Planetenrädern der Planetenradstufe ausrichten.
-
Durch die konvex ausgestaltete Oberfläche zumindest eines Elements der formschlüssigen Verbindung kommt es im Bereich der konvexen Oberfläche lediglich zu einer linienförmigen Anlage zwischen zwei Elementen der formschlüssigen Verbindung. Somit entsteht eine reduzierte Anlagefläche, wodurch bei einer Drehmomentübertragung über die Planetenradstufe eine verbesserte Zentrierung des Hohlrads bzw. eine verbesserte Ausrichtung des Hohlrads zu den Planetenrädern der Planetenradstufe verwirklicht werden kann. Unter einer konvexen Oberfläche soll eine ballig, gerundet, gewölbt oder bauchig ausgebildete Oberfläche verstanden werden. Unter der konvexen Oberfläche soll auch eine profilierte Oberfläche verstanden werden, durch welche eine reduzierte Anlagefläche zweier Elemente der formschlüssigen Verbindung entsteht. Die profilierte Oberfläche kann beispielsweise abgerundet und/oder angefast ausgebildet sein.
-
Als Elemente der formschlüssigen Verbindung sollen zumindest der Haltesteg des Hohlrads, die beiden Gehäuseteile, zwischen denen der Haltesteg des Hohlrads angeordnet ist und das Verbindungselement, über das die formschlüssige Verbindung zwischen dem Haltesteg und den Gehäuseteilen verwirklicht wird, verstanden werden. Das Verbindungsemelement kann beispielsweise stiftförmig oder bolzenförmig ausgebildet sein.
-
Die Planetengetriebeanordnung kann als Planetengetriebe ausgebildet sein, welches lediglich eine Planetenradstufe oder mehrere Planetenradstufen umfassen kann. Bei den Gehäuseteilen kann es sich beispielsweise um zwei voneinander trennbare bzw. miteinander verbindbare Getriebegehäuseteile eines Planetengetriebes handeln. Es ist jedoch auch denkbar, dass es sich bei einem der Gehäuseteile um ein Getriebegehäuse und bei dem anderen Gehäuseteil um ein Motorgehäuse handelt, in welchem beispielsweise eine elektrische Maschine angeordnet ist. Die elektrische Maschine kann mit der zumindest einen Planetenradstufe des Planetengetriebes eine Antriebseinheit ausbildet. So kann das Sonnenrad des Planetengetriebes beispielsweise auf der Rotorwelle der elektrischen Maschine angeordnet oder einstückig mit dieser ausgebildet sein und als Getriebeantrieb dienen, während der rotierbare Planetenradträger des Planetengetriebes als Getriebeabtrieb vorgesehen und das Hohlrad gehäusefest gekoppelt ist. Mit einer so ausgebildeten Antriebseinheit lässt sich eine Drehzahl der elektrischen Maschine ins Langsame übersetzen.
-
Zur Realisierung der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Hohlrad und den beiden Gehäuseteilen kann vorgesehen sein, dass der Haltesteg des Hohlrads und die Gehäuseteile der Planetengetriebeanordnung zueinander fluchtende Öffnungen aufweisen, wobei der Haltesteg und die Gehäuseteile über Verbindungselemente formschlüssig verbunden und somit drehfest miteinander gekoppelt sind. Die Verbindungselemente greifen hierbei in die Öffnungen der Gehäuseteile ein und durchdringen die Öffnungen des Haltestegs. Beispielhaft können die Verbindungselemente als Passstifte oder als Spannstifte ausgebildet sein. Die Öffnungen in dem Haltesteg des Hohlrads sind vorzugsweise als Bohrungen ausgebildet. Die Bohrungen können auf einem sogenannten Lochkranz angeordnet, also gleichmäßig auf einem Umfang des Haltestegs verteilt vorgesehen sein. Auch die Öffnungen in den beiden Gehäuseteilen zur Aufnahme der Verbindungselemente sind vorzugsweise als Bohrungen ausgebildet. Die Bohrungen in den Gehäuseteilen weisen zumindest nahezu denselben Durchmesser auf, wie die Verbindungselemente, über welche die Gehäuseteile und das Hohlrad drehfest miteinander gekoppelt sind. So können die Verbindungselemente als bolzenförmige Passstifte und die Bohrungen in den Gehäuseteilen als Passstiftbohrungen ausgebildet sein.
-
Die Passstifte können bei der Montage des Planetengetriebes zur Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander dienen. Nach der Montage des Planetengetriebes sind das Hohlrad und die beiden Gehäuseteile drehfest miteinander gekoppelt. Die beiden Gehäuseteile der Planetengetriebeanordnung können über einen zusätzlichen Schraubverband miteinander fest verbunden sein.
-
Zur Realisierung des radialen Spiels der formschlüssigen Verbindung ist vorgesehen, dass die Bohrungen in dem Haltesteg des Hohlrads einen größeren Durchmesser aufweisen als die Verbindungselemente, auf denen das Hohlrad mit dem Haltesteg angeordnet ist. Zur Realisierung des axialen Spiels der formschlüssigen Verbindung ist vorgesehen, dass die miteinander verbundenen Gehäuseteile der Planetengetriebeanordnung einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Haltestegs des Hohlrads ausbilden, der in axialer Richtung gesehen größer ausgebildet ist, als die Stegdicke des darin aufzunehmenden Haltestegs des Hohlrads. Jedes der beiden Gehäuseteile der Planetengetriebeanordnung bildet für den Haltesteg des Hohlrads einen Anschlag in axialer Richtung.
-
Das Hohlrad der Planetenradstufe ist lediglich über die Verbindungselemente mit den Gehäuseteilen der Planetengetriebeanordnung gekoppelt. Dadurch lässt sich eine einfache und kostengünstige drehfeste Koppelung des Hohlrads mit dem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung realisieren. Der Haltesteg kann bevorzugt an einem axialen Ende des Hohlrads vorgesehen sein, wodurch das Hohlrad L-förmig ausgebildet ist.
-
Vorteilhaft ist es, wenn das Hohlrad zwischen dem Haltesteg und dem Bereich mit der Innenverzahnung einen Übergangsbereich mit einem bezogen auf den Bereich mit der Innenverzahnung geringeren Querschnitt aufweist. Dadurch wird das Hohlrad in radialer Richtung nachgiebig und ist somit beweglich ausgebildet, wodurch ein Lastausgleich bei einer Drehmomentübertragung begünstigt wird.
-
Sind die Verzahnungen an dem Hohlrad, den Planetenräder und dem Sonnenrad der Planetenradstufe als Schrägverzahnung ausgebildet, dann entsteht bei einer Drehmomentübertragung an dem Hohlrad eine axial wirkende Kraft. Durch diese axial wirkende Kraft wird das Hohlrad in Richtung auf eines der Gehäuseteile hin verschoben und kommt an diesem zur Anlage. Bei einem Drehmomentwechsel findet eine Umkehr der auf das Hohlrad axial wirkenden Kraft statt und das Hohlrad wird in Richtung auf das andere der beiden Gehäuseteile hin verschoben und kommt an diesem zur Anlage. Der Haltesteg des Hohlrads bildet somit eine Flanschfläche zu den Gehäuseteilen aus. Ein Drehmomentwechsel kommt beispielsweise bei einem Lastwechsel von einem Zugbetrieb in einen Schubbetrieb bzw. von einem Schubbetrieb in einen Zugbetrieb vor oder wenn in einen sogenannten Roll- oder Segelmodus gewechselt bzw. der Roll- oder Segelmodus wieder verlassen wird. Unter einem Rollmodus wird das Fahren eines Fahrzeugs mit offenem Antriebstrang, d.h. eine antriebslose Vorwärtsfahrt oder Schwungnutzfahrt, bei laufendem Antriebsmotor verstanden. Unter einem Segelmodus wird das Fahren eines Fahrzeuges mit offenem Antriebstrang bei abgeschaltetem Antriebsmotor verstanden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die konvexe Oberfläche an dem zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Haltesteg des Hohlrads vorgesehen ist. Der Haltesteg des Hohlrads weist somit konvex ausgebildete Flanschflächen zu den Gehäuseteilen auf. Durch die konvex ausgestaltete Oberfläche des Haltestegs kann eine flächenmäßige Anlage des Haltestegs an den Gehäuseteilen vermieden werden. Durch die konvexe Ausgestaltung der Oberfläche des Haltestegs kommt es vielmehr zu einer linienförmigen Anlage zwischen dem Haltesteg und den Gehäuseteilen. Eine Anlagefläche zwischen Haltesteg und Gehäuseteil wird somit reduziert. Dadurch kann sich das Hohlrad bei einer Drehmomentübertragung optimal zentrieren bzw. zu den Planetenrädern der Planetenradstufe ausrichten.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Gehäuseteile der Planetengetriebeanordnung in dem Bereich, in welchem der Haltesteg des Hohlrads angeordnet ist, eine in Richtung des Haltestegs ausgebildete konvexe Oberfläche aufweisen. Diese konvex ausgebildete Oberfläche an den Gehäuseteilen kann alternativ oder zusätzlich zu den konvexen Oberflächen des Haltestegs vorgesehen sein. Auch dadurch, dass die Gehäuseteile in dem Bereich, in welchem der Haltesteg angeordnet ist, eine in Richtung Haltesteg ausgebildete konvexe Oberfläche aufweisen, kann eine flächenmäßige Anlage des Haltestegs an den Gehäuseteilen vermieden werden. Durch die konvexe Ausgestaltung der Gehäuseteile kommt es zu einer linienförmigen Anlage zwischen dem Haltesteg und den Gehäuseteilen. Eine Anlagefläche zwischen Haltesteg und Gehäuseteil wird somit reduziert. Dadurch kann sich das Hohlrad bei einer Drehmomentübertragung über die Planetenradstufe optimal zentrieren bzw. zu den Planetenrädern der Planetenradstufe ausrichten.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungselemente im Bereich der Öffnungen eine konvexe Oberfläche aufweisen. Auch kann vorgesehen sein, dass die in dem Haltesteg des Hohlrads vorgesehenen Öffnungen eine konvexe Oberfläche aufweisen. Die konvex ausgebildeten Oberflächen der Verbindungselemente und der Öffnungen können alternativ oder zusätzlich zu den konvex ausgebildeten Oberflächen des Haltestegs oder der Gehäuseteile vorgesehen sein.
-
Sowohl durch die konvex ausgestaltete Oberfläche der Verbindungselemente als auch durch die konvex ausgestaltete Oberfläche der in dem Haltesteg vorhandenen Öffnungen kann eine flächenmäßige Anlage des Haltestegs auf den Verbindungselementen vermieden werden. Durch die konvexe Ausgestaltung der Oberfläche kommt es vielmehr zu einer linienförmigen Anlage zwischen dem Haltesteg und den Verbindungselementen. Eine Anlagefläche zwischen Haltesteg und Verbindungselementen wird somit reduziert. Dadurch kann sich das Hohlrad bei einer Drehmomentübertragung besser zentrieren bzw. zu den Planetenrädern der Planetenradstufe ausrichten.
-
Finden mehrere Drehmomentwechsel statt, dann wird das Hohlrad in axialer Richtung hin und her verschoben, was zu einer störenden Geräuschentwicklung führen kann. Um dieses akustische Problem zu lösen ist vorgesehen, dass in axialer Richtung zwischen dem Haltesteg des Hohlrads und zumindest einem der Gehäuseteile zumindest ein elastisches Element angeordnet ist. Das elastische Element kann beispielsweise als Schraubenfeder, Wellfeder, Blattfeder oder als Elastomer ausgebildet sein. Durch das zumindest eine elastische Element kann die Geräuschentwicklung bei vorliegenden Drehmomentwechseln an der Planetenradstufe deutlich reduziert werden. Über den Umfang des Haltestegs verteilt können auch mehrere solcher elastischer Elemente vorgesehen sein.
-
Das erfindungsgemäße Hohlrad einer Planetenradstufe einer Planetengetriebeanordnung weist zumindest einen ersten Bereich mit einer Innenverzahnung und einen sich bezogen auf den ersten Bereich nach radial außen erstreckenden Haltesteg auf, über welchen das Hohlrad mit einem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung drehfest koppelbar ist. Es ist vorgesehen, dass der Haltesteg des Hohlrads konvex ausgebildete Flanschflächen aufweist.
-
Ein Kraftfahrzeug umfasst eine zuvor beschriebene Planetengetriebeanordnung oder eine Planetenradstufe mit einem zuvor beschriebenen Hohlrad. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Landfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug handeln. Das Landfahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen oder als Nutzfahrzeug, wie ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus, ausgebildet sein.
-
Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. In schematischer Darstellung zeigen hierbei:
- 1 eine Schnittdarstellung eines Teils einer Planetengetriebeanordnung im Bereich einer gehäusefesten Hohlradaufnahme;
- 2 eine Schnittdarstellung eines Hohlrads einer Planetenradstufe; und
- 3 eine weitere Schnittdarstellung des Hohlrads der Planetenradstufe.
-
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils einer Planetengetriebeanordnung 1. Die Planetengetriebeanordnung 1 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang verwendet werden und weist eine Planetenradstufe mit einem hier nicht dargestellten zentralen Sonnenrad, einem Hohlrad 2, welches das Sonnenrad umgibt, und drehbar gelagerte Planetenräder auf, die derart radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad 2 angeordnet sind, dass sie jeweils in einem radial äu-ßeren Bereich mit einer Innenverzahnung 3 des Hohlrads 2 einen ersten Verzahnungseingriff und in einem radial inneren Bereich mit dem Sonnenrad einen zweiten Verzahnungseingriff ausbilden.
-
Das Hohlrad 2 ist mit einem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung 1 drehfest gekoppelt. Hierzu weist das Hohlrad 2 einen nach radial außen gerichteten Haltesteg 4 auf, welcher zwischen einem ersten Gehäuseteil 5 und einem zweiten Gehäuseteil 6 der Planetengetriebeanordnung 1 angeordnet und über mehrere Verbindungselemente 7 mit den Gehäuseteilen 5, 6 formschlüssig verbunden ist. Die Verbindungselemente 7 sind hier bolzenförmig ausgebildet.
-
Der Haltesteg 4 des Hohlrads 2 und die Gehäuseteile 5, 6 der Planetengetriebeanordnung 1 weisen zueinander fluchtende Bohrungen auf. In montiertem Zustand der Planetengetriebeanordnung 1 sind der Haltesteg 4 und die Gehäuseteile 5, 6 über die Verbindungselemente 7 drehfest miteinander gekoppelt. Die Verbindungselemente 7 greifen hierzu in die in den Gehäuseteilen 5, 6 vorhandenen Bohrungen ein und durchdringen die Bohrungen des Haltestegs 4. Gemäß 1 wird lediglich ein Verbindungselement 7 gezeigt, auf welchem der Haltesteg 4 des Hohlrads 2 angeordnet ist. Es sind jedoch mehrere Verbindungselemente 7 zur Aufnahme des Haltestegs 4 vorgesehen, welche vorzugsweise gleichmäßig auf einem Umfang des Haltestegs 4 verteilt angeordnet sind. Das Hohlrad 2 kann beispielsweise über sechs Verbindungselemente 7 mit dem Gehäuse der Planetengetriebeanordnung 1 gekoppelt werden. Entsprechende Bohrungen sind dann in den Gehäusehälften 5, 6 und dem Haltesteg 4 des Hohlrads 2 vorgesehen. Die Verbindungselemente 7 und die Bohrungen in den beiden Gehäuseteilen 5, 6 sind so gestaltet, dass die Verbindungselemente 7 in montiertem Zustand der Planetengetriebeanordnung 1 spielfrei in den Bohrungen angeordnet sind.
-
Zur Realisierung eines radialen Spiels 8 der formschlüssigen Verbindung ist vorgesehen, dass die Bohrungen in dem Haltesteg 4 des Hohlrads 2 einen größeren Durchmesser aufweisen als die Verbindungselemente 7, auf denen das Hohlrad 4 mit dem Haltesteg 2 angeordnet ist. Zur Realisierung des axialen Spiels 9 der formschlüssigen Verbindung ist vorgesehen, dass die miteinander verbundenen Gehäuseteile 5, 6 der Planetengetriebeanordnung 1 einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Haltestegs 4 ausbilden, der in axialer Richtung gesehen größer ausgebildet ist, als die Stegdicke des Haltestegs 4. Die Gehäuseteile 5, 6 der Planetengetriebeanordnung 1 bildet für den Haltesteg 4 somit einen Anschlag in axialer Richtung aus.
-
Als Element der formschlüssigen Verbindung weist hier der zwischen den beiden Gehäuseteilen 5, 6 angeordnete Haltesteg 4 des Hohlrads 2 eine konvex ausgebildete Oberfläche 10 auf. Der Haltesteg 4 des Hohlrads 2 weist somit konvex ausgebildete Flanschflächen zu den Gehäuseteilen 5, 6 auf. Durch die konvex ausgestaltete Oberfläche 10 des Haltestegs 4 kann eine flächenmäßige Anlage des Haltestegs 4 an den Gehäuseteilen 5, 6 vermieden werden. Durch die konvexe Ausgestaltung der Oberfläche 10 des Haltestegs 4 ist vielmehr eine linienförmige Anlage zwischen dem Haltesteg 4 und den Gehäuseteilen 5, 6 realisierbar. Dadurch kann sich das Hohlrad 4 bei einer Drehmomentübertragung über die Planetenradstufe in optimierter Weise zentrieren bzw. zu den Planetenrädern der Planetenradstufe ausrichten.
-
Eine Schnittdarstellung des Hohlrads 2 der Planetenradstufe ist in den 2 und 3 dargestellt. Das Hohlrad 2 weist die Innenverzahnung 3 und den Haltesteg 4 auf. Die Schnittebene gemäß 2 verläuft durch eine in dem Haltesteg 2 vorgesehene Öffnung 11, welche hier als Bohrung ausgebildet ist. Der Haltesteg 2 des Hohlrads 3 bildet zwei Flanschflächen zu den in 1 dargestellten Gehäuseteilen 5, 6 aus. Die Flanschflächen weisen hier eine konvexe Oberfläche 10 auf. Im Unterschied zu 2 verläuft die Schnittebene gemäß 3 in einem Bereich des Hohlrads 2, welcher sich außerhalb der Öffnung 11 befindet. Auch hier ist ersichtlich, dass die Flanschflächen des Haltestegs 2 eine konvex ausgestaltete Oberfläche 10 aufweisen.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Planetengetriebeanordnung
- 2
- Hohlrad
- 3
- Innenverzahnung
- 4
- Haltesteg
- 5
- erstes Gehäuseteil
- 6
- zweites Gehäuseteil
- 7
- Verbindungselement
- 8
- radiales Spiel
- 9
- axiales Spiel
- 10
- konvexe Oberfläche
- 11
- Öffnung im Haltesteg
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014202494 A1 [0003]
