DE102020106334A1 - Split gear with torque compensation - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein in einem Getriebegehäuse (4) angeordnetes Verzweigungsgetriebe (2) mit oder ohne einer Getriebeeingangswelle (6), die ihre Antriebsdrehzahl auf eine in dem Getriebegehäuse (4) angeordnete Zwischenwelle (10) mit einer ersten Zahnradstufe (12) überträgt, wobei die Zwischenwelle (10) um ihre eigene Drehachse drehbeweglich im Getriebegehäuse (4) gehalten ist, und einer Getriebeausgangswelle (8), die von der Zwischenwelle (10) über eine zweite Zahnradstufe (14) angetrieben ist.Um auf das Getriebegehäuse (4) einwirkende Rückdrehmomente innerhalb des Getriebegehäuses (4) zu neutralisieren, wird die Zwischenwelle (10) über ringförmige Zahnkränze (20, 22) mit Antriebsmomenten aus in gegenläufiger Richtung einwirkenden Elektromotoren beaufschlagt, die im Getriebegehäuse (4) abgestützt sind. Die Antriebsmomente der Elektromotoren werden über eine elektronische Steuerung (30) eingestellt. Drehzahldifferenzen können durch eine Drehbewegung des Ringkörpers (16) im Getriebegehäuse (4) aufgefangen werden.The present invention relates to a split gear (2) arranged in a gear housing (4) with or without a gear input shaft (6), which transmits its drive speed to an intermediate shaft (10) arranged in the gear housing (4) with a first gear stage (12). transmits, the intermediate shaft (10) being held in the gear housing (4) such that it can rotate about its own axis of rotation, and a gear output shaft (8) which is driven by the intermediate shaft (10) via a second gear stage (14). 4) to neutralize the back torques acting within the gear housing (4), the intermediate shaft (10) is acted upon via ring-shaped gear rims (20, 22) with drive torques from electric motors acting in opposite directions, which are supported in the gear housing (4). The drive torques of the electric motors are set via an electronic control (30). Speed differences can be absorbed by rotating the ring body (16) in the gear housing (4).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Verzweigungsgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle, die ihre Antriebsdrehzahl auf eine in dem Getriebegehäuse angeordnete Zwischenwelle mit einer ersten Zahnradstufe überträgt, wobei die Zwischenwelle um ihre eigene Drehachse drehbeweglich im Getriebegehäuse gehalten ist, und einer Getriebeausgangswelle, die von der Zwischenwelle über eine zweite Zahnradstufe angetrieben ist, sowie auf ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Verzweigungsgetriebe mit einer in dem Getriebegehäuse angeordneten Zwischenwelle, die um ihre eigene Drehachse drehbeweglich im Getriebegehäuse gehalten ist, und einer Getriebeausgangswelle, die von der Zwischenwelle über eine zweite Zahnradstufe angetrieben ist.The present invention relates to a split gear arranged in a gear housing with a gear input shaft which transmits its drive speed to an intermediate shaft with a first gear stage arranged in the gear housing, the intermediate shaft being held in the gear housing such that it can rotate about its own axis of rotation, and a gear output shaft which is driven by the intermediate shaft via a second gear stage, as well as on a split gear arranged in a gear housing with an intermediate shaft arranged in the gear housing, which is held in the gear housing so as to be rotatable about its own axis of rotation, and a transmission output shaft which is driven by the intermediate shaft via a second gear stage is.

Zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite eines Antriebsstrangs mit drehenden Wellen entstehen Rückdrehmomente, weil sich die Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs mit einem Drehmoment abstützt. Solche Rückdrehmomente können in Anwendungen problemlos kompensiert werden, bei denen die Antriebsseite und die Abtriebsseite des Antriebsstranges in einer Einbaulage durch passive Halteelemente so gehalten sind, dass die Rückdrehmomente nicht zu Relativbewegungen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite des Antriebsstrangs führen. In Anwendungen, in denen es schwierig ist, die Antriebsseite, die Abtriebsseite oder beide Seiten mit Passivelementen so abzustützen, dass Relativbewegungen ausgeschlossen sind, müssen die Rückdrehmomente durch aktive Elemente ausgeglichen werden, die dem Drehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs entgegenwirken und diese ausgleichen.Reverse torques arise between the drive side and the output side of a drive train with rotating shafts because the drive side of the drive train is supported with a torque on the output side of the drive train. Such reverse torques can easily be compensated for in applications in which the drive side and the output side of the drive train are held in one installation position by passive holding elements in such a way that the reverse torques do not lead to relative movements between the drive side and the output side of the drive train. In applications in which it is difficult to support the drive side, the output side or both sides with passive elements in such a way that relative movements are excluded, the back torques must be compensated for by active elements that add to the torque from the support of the drive side of the drive train on the output side of the Counteract and balance the drive train.

Gut zu beobachten ist diese Problemstellung beispielsweise bei Helikoptern. Der Antrieb des Helikopters - üblicherweise ein oder mehrere Kolbenmotoren oder eine oder mehrere Turbinen - treibt die Eingangswelle eines Verteilergetriebes an, dessen erste Ausgangswelle den Hauptrotor des Helikopters antreibt. Da ein Helikopter in der Luft nicht durch Passivelemente gegen das Rückdrehmoment abgestützt werden kann, das sich aus der Abstützung des Antriebsstrangs auf dem Hauptrotor ergibt, bewirkt dieses Rückdrehmoment eine der Drehrichtung des Hauptrotors entgegen gerichtete Umlaufbewegung des Antriebsmotors, der starr mit dem Rumpf des Helikopters verbunden ist, um die Drehachse des Hauptrotors herum. Um diese Umlaufbewegung zu stoppen, werden Helikopter mit einem Heckrotor als aktives Element ausgestattet, der von einer zweiten Abtriebswelle angetrieben eine Kraftkomponente erzeugt, die das Rückdrehmoment aus der Abstützung des Antriebsstrangs auf dem Hauptrotor kompensiert.This problem can be clearly observed in the case of helicopters, for example. The drive of the helicopter - usually one or more piston motors or one or more turbines - drives the input shaft of a transfer case, the first output shaft of which drives the main rotor of the helicopter. Since a helicopter in the air cannot be supported by passive elements against the reverse torque that results from the support of the drive train on the main rotor, this reverse torque causes the drive motor to rotate in the opposite direction to the direction of rotation of the main rotor, which is rigidly connected to the fuselage of the helicopter is around the axis of rotation of the main rotor. To stop this orbital movement, helicopters are equipped with a tail rotor as an active element, which, driven by a second output shaft, generates a force component that compensates for the back torque from the support of the drive train on the main rotor.

Wie ineffektiv die Kompensation des Rückdrehmoments aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs durch ein aktives Element ist, lässt sich ebenfalls sehr gut anhand des Beispiels eines Helikopters nachvollziehen: etwa 20 % der Antriebsleistung eines Helikopters werden für den Antrieb des Heckrotors eingesetzt, um dadurch das aus der Abstützung resultierende Rückdrehmoment zu kompensieren. Das bedeutet, dass ein Helikopter, bei dem das Rückdrehmoment nicht durch ein aktives Element ausgeglichen werden müsste, bei gleicher Antriebsleistung deutlich leichter und sparsamer wäre und erheblich bessere Flugleistungen erzielen würde. Entsprechendes gilt für andere Anwendungen in Antriebssträngen, bei denen ebenfalls ein Teil der Antriebskraft dafür aufgewendet werden muss, um das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs mit aktiven Elementen zu kompensieren, wie etwa beim Schraubenantrieb eines Wasserfahrzeugs durch Stützruder, oder Stützmomente die Handhabung beeinflussen, wie bei angetriebenen Handwerkzeugen oder Motorrädern.How ineffective the compensation of the back torque from the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train by an active element is, can also be understood very well using the example of a helicopter: around 20% of the drive power of a helicopter is used to drive the tail rotor in order to compensate for the back torque resulting from the support. This means that a helicopter in which the reverse torque does not have to be compensated by an active element would be significantly lighter and more economical with the same drive power and would achieve significantly better flight performance. The same applies to other applications in drive trains, in which part of the drive force must also be used to compensate for the reverse torque from the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train with active elements, such as the screw drive of a watercraft with support rudders, or supporting moments influence handling, as with powered hand tools or motorcycles.

Aus der Schrift EP 0 931 227 B1 ist es bekannt, ein Eingangsdrehmoment eines Antriebs von der Getriebeeingangswelle aus auf mehrere Drehmomentaufteilungspfade zu verteilen, um das Gewicht und die Abmessungen eines Getriebes zu verringern. Das zunächst auf ein oberes und unteres Planrad getriebeeingangsseitig aufgeteilte Drehmoment der Getriebeeingangswelle wird vom unteren Planrad über ein Zwischenzahnrad wieder auf das obere Planrad übertragen, von dem aus die eine oder mehrere Getriebeausgangswellen angetrieben werden. Ein Momentausgleich für die Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs ist mit einem solchen Getriebe nicht möglich.From scripture EP 0 931 227 B1 It is known to distribute an input torque of a drive from the transmission input shaft to a plurality of torque distribution paths in order to reduce the weight and the dimensions of a transmission. The torque of the gearbox input shaft, which is initially divided into an upper and a lower planetary gear on the transmission input side, is transferred from the lower planetary gear via an intermediate gear back to the upper planetary gear, from which the one or more gearbox output shafts are driven. A torque compensation for the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train is not possible with such a transmission.

Andere Getriebe mit einer Aufteilung des Eingangsdrehmoments auf mehrere Antriebsstrangpfade sind in den Schriften US 3,871248 , EP 1 027 464 B1 und WO 98/02678 offenbart. Wie schon bei der Schrift EP 0 931 227 B1 werden die verschiedenen Antriebsstrangpfade wieder auf ein einziges Getrieberad vor der Getriebeausgangswelle zusammengeführt, ohne dass dabei ein Momentausgleich für die Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs vorhanden ist. Auch aus bisherigen elektromotorischen Antrieben ist eine Kompensation des Rückdrehmoments nicht bekannt.Other transmissions with a division of the input torque over several drive train paths are in the documents U.S. 3.871248 , EP 1 027 464 B1 and WO 98/02678 disclosed. As with the script EP 0 931 227 B1 the different drive train paths are brought together again on a single gear wheel in front of the transmission output shaft without a torque compensation for the support of the drive side of the drive train being present on the output side of the drive train. Compensation of the back torque is also not known from previous electromotive drives.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrang zu schaffen, bei dem das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs beziehungsweise das Rückdrehmoment aus einem elektromotorischen Antrieb über einen Momentenausgleich kompensiert wird.It is the object of the present invention to provide a drive train in which the Back torque from the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train or the back torque from an electric motor drive is compensated for by means of a torque compensation.

Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäßes Verzweigungsgetriebe mit einer Eingangswelle gelöst, indem die Zwischenwelle an ihrem der Getriebeeingangswelle abgewandten Ende über eine dritte Zahnradstufe mit einem im Getriebegehäuse drehbar gelagerten ersten Zahnkranz antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse angeordnet ist, die Zwischenwelle an ihrem der Getriebeeingangswelle abgewandten Ende über eine vierte Zahnradstufe mit einem im Getriebegehäuse drehbar gelagerten zweiten Zahnkranz antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse angeordnet ist, die ersten und zweiten Zahnkränze auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwelle im Getriebegehäuse angeordnet sind und in entgegengesetzte Richtungen rotieren, die ersten und zweiten Zahnkränze jeweils mit einem am Getriebegehäuse abgestützten elektromotorischen Antrieb antriebsverbunden sind, die jeweils ein über eine mit den elektromotorischen Antrieben verbundene elektronische Steuerung variabel regelbares Antriebsmoment auf die Zahnkränze erzeugen, die ersten und zweiten Zahnkränze das aus der Getriebeeingangswelle auf die Zwischenwelle einwirkende Rückdrehmoment über die elektromotorischen Antriebe an dem Getriebegehäuse abstützen, und die von den elektromotorischen Antrieben über die Zahnkränze auf die Zwischenwelle einwirkenden Drehmomente über die elektronische Steuerung so geregelt sind, dass das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebswelle kompensiert ist. Die Aufgabe wird für einen elektromotorischen Antrieb ohne eine Eingangswelle aus einem konventionellen Antrieb gelöst, indem die Zwischenwelle an ihrem der Getriebeeingangswelle abgewandten Ende über eine dritte Zahnradstufe mit einem im Getriebegehäuse drehbar gelagerten ersten Zahnkranz antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse angeordnet ist, die Zwischenwelle an ihrem der Getriebeeingangswelle abgewandten Ende über eine vierte Zahnradstufe mit einem im Getriebegehäuse drehbar gelagerten zweiten Zahnkranz antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse angeordnet ist, die ersten und zweiten Zahnkränze auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwelle im Getriebegehäuse angeordnet sind und in entgegengesetzte Richtungen rotieren, die ersten und zweiten Zahnkränze jeweils mit einem am Getriebegehäuse abgestützten elektromotorischen Antrieb antriebsverbunden sind, die jeweils ein über eine mit den elektromotorischen Antrieben verbundene elektronische Steuerung variabel regelbares Antriebsmoment auf die Zahnkränze erzeugen, die ersten und zweiten Zahnkränze das aus den elektromotorischen Antrieben auf die Zwischenwelle einwirkende Rückdrehmoment über die elektromotorischen Antriebe an dem Getriebegehäuse abstützen, und die von den elektromotorischen Antrieben über die Zahnkränze auf die Zwischenwelle einwirkenden Drehmomente über die elektronische Steuerung so geregelt sind, dass das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebswelle kompensiert ist.The object is achieved for a generic split transmission with an input shaft in that the intermediate shaft is drive-connected at its end facing away from the transmission input shaft via a third gear stage with a first ring gear rotatably mounted in the transmission housing, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft in the transmission housing, and the intermediate shaft its end facing away from the transmission input shaft is drivingly connected via a fourth gear stage to a second ring gear rotatably mounted in the transmission housing, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft in the transmission housing, the first and second ring gears are arranged on opposite sides of the intermediate shaft in the transmission housing and rotate in opposite directions , the first and second ring gears are each drive-connected to an electromotive drive supported on the gear housing, each of which is connected to the electro The electronic controls connected to the motor drives generate variably controllable drive torque on the gear rims, the first and second gear rims support the reverse torque acting from the gear input shaft on the intermediate shaft via the electromotive drives on the gearbox housing, and the torques acting from the electromotive drives via the gear rims on the intermediate shaft are regulated by the electronic control so that the back torque from the support of the drive side of the drive train on the output shaft is compensated. The object is achieved for an electric motor drive without an input shaft from a conventional drive in that the intermediate shaft is drive-connected at its end facing away from the transmission input shaft via a third gear stage with a first ring gear rotatably mounted in the transmission housing, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft in the transmission housing , the intermediate shaft is drive-connected at its end facing away from the transmission input shaft via a fourth gear stage with a second ring gear rotatably mounted in the transmission housing, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft in the transmission housing, the first and second ring gears are arranged on opposite sides of the intermediate shaft in the transmission housing and Rotate in opposite directions, the first and second ring gears are each drivingly connected to an electromotive drive supported on the gear housing, each of which is a Generate variably controllable drive torque on the gear rims via an electronic control connected to the electromotive drives, the first and second gear rims support the back torque acting from the electromotive drives on the intermediate shaft via the electromotive drives on the gearbox housing, and that from the electromotive drives via the gear rims Torques acting on the intermediate shaft are regulated via the electronic control so that the reverse torque from the support of the drive side of the drive train on the output shaft is compensated.

Die Regelung der Drehmomente der elektromotorischen Antriebe hat die Funktion, das Rückdrehmoment auszugleichen, das sich zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Antriebsstrangs einstellt. Der Ausgleich des Rückdrehmoments über eine Regelung der Antriebsdrehmomente der elektromotorischen Antriebe ist möglich, indem sich die Zwischenwelle über die dritten und vierten Zahnradstufen auf den beiden gegenläufig angetriebenen drehenden Zahnkränzen abstützt. Wird nun das Drehmoment, das die elektromotorischen Antriebe erzeugen, über die elektronische Steuerung auf einen Wert geregelt, der zumindest annähernd der Größe des Rückdrehmoments entspricht und dem Drehmoment aus der Getriebeeingangswelle entgegenwirkt, gelingt es, das Rückdrehmoment auszugleichen. Da das Drehmoment des Antriebs, der auf die Getriebeeingangswelle einwirkt, und die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle meistens variabel sind und dieser Umstand auch einen Einfluss auf die Größe des Rückdrehmoments haben kann, muss das in den elektromotorischen Antrieben erzeugte Drehmoment an das jeweils aktuell wirkende Rückdrehmoment über die elektronische Steuerung dynamisch angepasst werden.The control of the torques of the electromotive drives has the function of compensating for the back torque that occurs between the drive shaft and the output shaft of the drive train. It is possible to compensate for the reverse torque by regulating the drive torques of the electromotive drives, in that the intermediate shaft is supported by the third and fourth gear stages on the two rotating gear rings that are driven in opposite directions. If the torque generated by the electric motor drives is regulated via the electronic control to a value that at least approximately corresponds to the size of the reverse torque and counteracts the torque from the transmission input shaft, it is possible to compensate for the reverse torque. Since the torque of the drive acting on the gearbox input shaft and the speeds of the gearbox input shaft are mostly variable and this circumstance can also have an influence on the magnitude of the back torque, the torque generated in the electric motor drives must be matched to the currently acting back torque via the electronic control can be adjusted dynamically.

Da die Kompensation des Rückdrehmoments über die elektromotorischen Antriebe im Getriebegehäuse abgestützt wird, muss dieses von seiner Festigkeit her ausreichend stabil dimensioniert sein. Auch die elektromotorischen Antriebe selbst und deren Verbindung mit dem Getriebegehäuse müssen den einwirkenden Momenten standhalten können. Die Zwischenwelle kann ortsfest im Getriebegehäuse gelagert sein.Since the compensation of the back torque is supported by the electric motor drives in the gear housing, this must be dimensioned to be sufficiently stable in terms of its strength. The electric motor drives themselves and their connection with the gearbox housing must also be able to withstand the acting moments. The intermediate shaft can be mounted in a stationary manner in the transmission housing.

Durch die konzentrische Anordnung der jeweiligen Bauteile im Getriebegehäuse ergibt sich eine kompakte Bauform der Getriebeanordnung. Die konzentrische Anordnung vereinfacht es, die Zahnkränze so auszugestalten, dass sie im Betrieb mit passenden Drehzahlen, Antriebsmomenten und möglichst identischer Belastung laufen. Die Auswertungssoftware der elektronischen Steuerung kann auf einfacher mathematisch darstellbare Kraftflussgeometrien ausgelegt werden.The concentric arrangement of the respective components in the gear housing results in a compact design of the gear arrangement. The concentric arrangement makes it easier to design the gear rims in such a way that they run at suitable speeds, drive torques and loads that are as identical as possible during operation. The evaluation software of the electronic control can be designed for force flow geometries that can be represented more simply mathematically.

Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Getriebeanordnung kann in Anwendungen eines Antriebsstrangs, in dem bisher aktive Elemente außerhalb des Getriebegehäuses eingesetzt werden mussten, um die Rückdrehmomente aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite des Antriebsstrangs auszugleichen, auf den Einsatz der außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten aktiven Elemente verzichtet werden. Daraus ergibt sich für die jeweilige Anwendung eine erhebliche Effizienzsteigerung des Antriebs und eine verminderte Komplexität des Antriebsstrangs. Die bisher verwendeten außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten aktiven Elemente können ersatzlos entfallen, was die Herstellungskosten und das Gewicht der jeweiligen Anwendung verringert und die Effizienz und die Gesamtleistung der jeweiligen Anwendung erheblich steigert.Due to the proposed design of the transmission arrangement, in applications of a drive train in which previously active elements outside the transmission housing had to be used in order to compensate for the reverse torques from the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train, the active elements arranged outside the transmission housing can be used Elements are dispensed with. This results in a considerable increase in the efficiency of the drive and a reduced complexity of the drive train for the respective application. The previously used active elements arranged outside the gear housing can be dispensed with without replacement, which reduces the manufacturing costs and the weight of the respective application and increases the efficiency and the overall performance of the respective application considerably.

Das Verzweigungsgetriebe kann leistungs- und drehzahlmäßig zur jeweiligen Anwendung passend ausgelegt werden. Die Über- beziehungsweise Untersetzungsverhältnisse in den einzelnen Zahnradstufen und/oder der Getriebeanordnung insgesamt können so gewählt werden, dass sich bei gegebenen Drehzahlen der Getriebeeingangswelle die gewünschten Drehzahlen der Getriebeausgangswelle ergeben. Dabei werden die Bauteile so dimensioniert, dass sie für die im Betrieb auftretenden Momente über die geplante Lebensdauer der Getriebeanordnung ausreichend widerstandsfähig sind.The split gear can be designed to match the application in terms of power and speed. The step-up or step-down ratios in the individual gear stages and / or the transmission arrangement as a whole can be selected so that the desired speeds of the transmission output shaft result at given speeds of the transmission input shaft. The components are dimensioned in such a way that they are sufficiently resistant to the moments occurring during operation over the planned service life of the gear arrangement.

Als Anwendungsgebiete der Erfindung kommen neben der Verwendung als Hubschraubergetriebe beispielsweise der Einsatz in Antrieben von Propellern für Flugzeuge, in Antriebssträngen für Boote und Schiffe, in Antrieben für Motorräder oder in Antrieben für Handwerkzeuge in Betracht.Areas of application of the invention, in addition to its use as a helicopter gearbox, are, for example, use in drives for propellers for aircraft, in drive trains for boats and ships, in drives for motorcycles or in drives for hand tools.

Die Verzahnung und Abstützung der Getriebeein- und Ausgangswellen mit der Zwischenwelle, die über die beiden gegenläufigen Zahnkränze am Getriebegehäuse mit variablen Antriebsmomenten abgestützt ist, stellt eine kostengünstige, effiziente, raum- und gewichtssparende Möglichkeit dar, eine Getriebeanordnung mit einfachen, aber funktionssicheren mechanischen Mitteln gegen unerwünschte Rückdrehmomente abzustützen. Die Abstützung erfolgt über die Verzahnungen formschlüssig, so dass eine hohe Betriebssicherheit bei einem geringen Wartungsbedarf gegeben ist.The gearing and support of the gearbox input and output shafts with the intermediate shaft, which is supported by the two opposing gear rims on the gearbox housing with variable drive torques, is a cost-effective, efficient, space and weight-saving option to counteract a gearbox arrangement with simple but functionally reliable mechanical means to support undesired reverse torques. The teeth are supported in a form-fitting manner, so that there is a high level of operational reliability with low maintenance requirements.

Die Kraftübertragung von der Getriebeeingangswelle auf die Zahnkränze erfolgt über Winkelgetriebe als Zahnradstufen, die durch die ineinander kämmenden Zähne der Zwischenwelle, der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und der Zahnkränze gebildet werden. Die Verzahnung der ineinander kämmenden Zähne wird durch die Ritzelgeometrie, Ritzelposition und der Übersetzung bestimmt. Das gerad- oder schrägverzahnte Ritzel kann als ein Zylinderrad mit Evolventenprofil ausgebildet sein. Das hat den Vorteil, dass Abweichungen durch Fertigungs- oder Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Temperatur, lediglich eine Veränderung des Flankenspiels bei tolerierbaren Tragbildänderungen bewirken. Die klassische Paarung der Getriebezähne ist geradverzahnt und hat einen 90°-Achswinkel. Das besagt, dass beim klassischen Kronenrad die Zähne wie die Zacken einer Krone nach oben stehen. Der Eingriffswinkel variiert entlang der Zahnbreite, somit entsteht ein Übergang von der konischen Außenverzahnung zu der konischen Innenverzahnung. Grundsätzlich ist jede Paarung in Bezug auf Schrägungswinkel, Achswinkel und Achsversetzung möglich, so dass sich die Achsen schneiden oder kreuzen. Kronenradgetriebe ermöglichen eine einfache Montage, eine freie Kombination mehrerer Abtriebe oder den Aufbau eines Differenzials. Das Kronenrad gleicht einer ringförmig gebogenen Zahnstange, wobei der Eingriffswinkel vom Außen- zum Innendurchmesser hin stetig abnimmt. Somit wird die veränderliche Umfangsgeschwindigkeit am Kronenrad als Funktion des Durchmessers gegenüber der konstanten Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels am Grundkreis kompensiert. Die spitzen Außenzähne und die steilen Zahnflanken am Innendurchmesser beschränken die nutzbare Zahnbreite. Kronenradgetriebe erreichen ähnliche Wirkungsgrade wie Stirnradgetriebe. Praktische Übersetzungen werden von i = 1 bis 15 bei Kronenradgetrieben abgedeckt, dagegen übersetzen Kegelradgetriebe nur von i = 1 bis 8. Die vorstehenden Ausführungen über ein Winkelgetriebe gelten natürlich entsprechend auch für alle anderen in der Getriebeanordnung vorhandenen Winkelgetriebe.The power transmission from the gearbox input shaft to the gear rims takes place via angular gears as gear stages, which are formed by the intermeshing teeth of the intermediate shaft, the gear input shaft, the gear output shaft and the gear rims. The toothing of the meshing teeth is determined by the pinion geometry, pinion position and the translation. The straight or helical toothed pinion can be designed as a cylindrical gear with an involute profile. This has the advantage that deviations due to manufacturing or operating conditions, such as temperature, only cause a change in the backlash with tolerable changes in the contact pattern. The classic pairing of gear teeth is straight-toothed and has a 90 ° axis angle. This means that the teeth of the classic crown gear stand up like the prongs of a crown. The pressure angle varies along the tooth width, thus creating a transition from the conical external toothing to the conical internal toothing. Basically, any pairing is possible in terms of helix angle, axis angle and axis offset, so that the axes intersect or cross. Crown gears enable simple assembly, a free combination of several drives or the construction of a differential. The crown gear resembles a ring-shaped curved rack, with the pressure angle steadily decreasing from the outer to the inner diameter. In this way, the variable peripheral speed on the crown gear as a function of the diameter is compensated for in relation to the constant peripheral speed of the pinion on the base circle. The pointed outer teeth and the steep tooth flanks on the inner diameter limit the usable tooth width. Crown gears achieve similar efficiencies as spur gears. Practical gear ratios are covered from i = 1 to 15 for crown gears, whereas bevel gears only translate from i = 1 to 8. The above remarks about an angle gear naturally also apply accordingly to all other angular gears present in the gear arrangement.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind im Getriebegehäuse mehrere Zwischenwellen gehalten, die mit der Getriebeeingangswelle der Getriebeausgangswelle und/oder den Zahnkränzen verbunden sind. Über die mehreren Zwischenwellen sind die einzelnen Bauteile und Verzahnungsstufen geringer und gleichmäßiger belastet, die auf die Getriebeanordnung einwirkenden Kräfte werden gleichmäßiger auf die Bauteile verteilt, und die einzelnen Bauteile können gegebenenfalls von ihrer Auslegung her niedriger spezifiziert werden. Die in der Getriebeanordnung vorhandenen mehreren Zwischenwellen können an die installierte Antriebsleistung angepasst sein. Durch den Einsatz von mehr als einer Zwischenwelle können die auf die Getriebeanordnung wirkenden Drehmomente auf mehrere Zwischenwellen verteilt werden, die dann für sich kleiner und kompakter ausgeführt werden können. Dadurch ist es möglich, das Gewicht und die Abmessungen der Getriebeanordnung vergleichsweise klein zu halten. Eine oder mehrere der ortsfest im Getriebegehäuse gelagerten Zwischenwellen können nach außen hin über die Drehkränze hinaus verlängert sein, um über eine weitere Zahnradstufe einen nachgeordneten Antrieb anzutreiben.According to one embodiment of the invention, several intermediate shafts are held in the transmission housing, which are connected to the transmission input shaft of the transmission output shaft and / or the gear rings. The individual components and toothing stages are less and more evenly loaded via the multiple intermediate shafts, the forces acting on the gear arrangement are more evenly distributed over the components, and the individual components can optionally be specified in terms of their design. The multiple intermediate shafts present in the gear arrangement can be adapted to the installed drive power. By using more than one intermediate shaft, the torques acting on the gear arrangement can be distributed over several intermediate shafts, which can then be made smaller and more compact. This makes it possible to keep the weight and the dimensions of the gear arrangement comparatively small. One or more of the intermediate shafts fixedly mounted in the transmission housing can be extended outward beyond the turntables to over a another gear stage to drive a downstream drive.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind eine oder mehrere Zwischenwellen um ihre eigene Drehachse drehbeweglich in einem konzentrisch zur Getriebeeingangswelle drehbeweglich im Getriebegehäuse gelagerten Ringkörper gehalten. Wenn die Zwischenwellen auf einem Ringkörper gelagert sind, der sich selbst im Getriebegehäuse drehen kann, bildet das Verzweigungsgetriebe ein Summengetriebe, in dem Drehzahlen und/oder Drehmomente an der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und/oder an der Zwischenwelle auch durch die Veränderung einer Drehzahl des Ringkörpers veränderlich sind. Der Ringkörper kann in eine Drehbewegung versetzt werden, indem die Zahnkränze über die elektromotorischen Antriebe in entsprechende Drehbewegungen mit dazu passenden Drehzahlen eingestellt werden. Über die Drehung des Ringkörpers können gezielt Kraftspitzen abgefangen und später wieder abgegeben werden, oder es sind sehr feine Drehzahlkorrekturen der Getriebeausgangswelle durch Drehzahlveränderungen des Ringkörpers möglich.According to one embodiment of the invention, one or more intermediate shafts are held rotatably about their own axis of rotation in an annular body rotatably mounted concentrically to the transmission input shaft in the transmission housing. If the intermediate shafts are mounted on an annular body that can rotate itself in the gearbox housing, the split gearbox forms a summation gearbox in which speeds and / or torques on the gearbox input shaft, the gearbox output shaft and / or on the intermediate shaft also by changing a speed of the annular body are changeable. The ring body can be set in a rotary motion by setting the gear rims via the electromotive drives in corresponding rotary motions at the appropriate speeds. By rotating the ring body, force peaks can be intercepted in a targeted manner and released again later, or very fine speed corrections of the transmission output shaft by changing the speed of the ring body are possible.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die elektromotorischen Antriebe als Ringmotoren ausgebildet, deren Statoren mit dem Getriebegehäuse oder mit einem Ringkörper drehfest verbunden sind und deren Rotoren ortsfest auf den Zahnkränzen angeordnet sind. Die Ringmotoren weisen eine hohe Leistung auf, und sie passen aufgrund ihrer Bauform gut in ein Getriebegehäuse hinein. Die Ringmotoren sind besonders dazu geeignet, im Zwischenraum zwischen den Ein- und Ausgangswellen und den Zahnkränzen angeordnet zu sein, woraus sich eine besonders kompakte Bauform des Getriebegehäuses ergibt. In diesem Bereich können die Ringmotoren mit ihren Statoren auch sehr gut fest mit dem Getriebegehäuse verbunden werden.According to one embodiment of the invention, the electromotive drives are designed as ring motors, the stators of which are connected in a rotationally fixed manner to the gear housing or to an annular body and the rotors of which are arranged in a stationary manner on the gear rims. The ring motors have a high output and, due to their design, they fit well into a gear housing. The ring motors are particularly suitable to be arranged in the space between the input and output shafts and the ring gears, which results in a particularly compact design of the transmission housing. In this area, the ring motors with their stators can also be firmly connected to the gearbox housing.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind eine oder mehrere Zwischenwellen in einem Ringkörper gehalten, der drehbeweglich im Getriebegehäuse gelagert ist, und je nach Drehzahlen der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und der Zahnkränze stellt sich eine Drehbewegung des Ringkörpers ein, deren Drehgeschwindigkeit eine Summe der Drehzahlen der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und der Zahnkränze ist. Der Ringkörper ermöglicht eine gleichmäßige Kräfteverteilung der innerhalb des Getriebegehäuses wirkenden Kräfte auf die jeweiligen Bauteile. Die Drehbewegung des Ringkörpers kann Kraftspitzen über eine Beschleunigung der Drehzahl des Ringkörpers oder Schleppmomente ausgleichen helfen.According to one embodiment of the invention, one or more intermediate shafts are held in an annular body, which is rotatably mounted in the gearbox housing, and depending on the speeds of the gearbox input shaft, the gearbox output shaft and the ring gears, a rotary movement of the ring body occurs, the speed of which is a sum of the speeds of the gearbox input shaft , the transmission output shaft and the ring gears. The ring body enables a uniform distribution of the forces acting within the gear housing on the respective components. The rotary movement of the ring body can help to compensate for force peaks via an acceleration of the speed of the ring body or drag torques.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind mit dem Ringkörper mehrere Zwischenwellen verbunden, die mit der Getriebeeingangswelle der Getriebeausgangswelle und/oder den Zahnkränzen verbunden sind. Für die Verwendung von mehreren Zwischenwellen, die in einem drehbar im Getriebegehäuse gelagerten Ringkörper gehalten sind, gelten dieselben Vorteile, wie sie bereits vorstehend allgemein für die Verwendung mehrerer Zwischenwellen beschrieben sind.According to one embodiment of the invention, several intermediate shafts are connected to the ring body, which are connected to the transmission input shaft of the transmission output shaft and / or the ring gears. For the use of several intermediate shafts, which are held in an annular body rotatably mounted in the transmission housing, the same advantages apply as have already been generally described above for the use of several intermediate shafts.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ringkörper innerhalb der Getriebeanordnung insbesondere nur von den Zwischenwellen ohne eine gesonderte Abstützung im Getriebegehäuse gehalten. Dadurch sind die Zwischenwellen miteinander in einer jeweiligen Einbaulage gehalten, miteinander verbunden und untereinander im Ringkörper abgestützt. Eine Zentrierung des Ringkörpers ist über die Verzahnung der zwischenwellen mit den Zahnkränzen und der Abtriebswelle möglich.According to one embodiment of the invention, the ring body is held within the gear arrangement in particular only by the intermediate shafts without a separate support in the gear housing. As a result, the intermediate shafts are held together in a respective installation position, connected to one another and supported among one another in the ring body. A centering of the ring body is possible via the toothing of the intermediate shafts with the ring gears and the output shaft.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Getriebegehäuse zumindest ein Drehmomentsensor angeordnet, der kontinuierlich ein auf das Getriebegehäuse einwirkendes Rückdrehmoment misst, der Drehmomentsensor ist mit der elektronischen Steuerung verbunden und übermittelt die von ihm gemessenen Sensorsignale an die elektronische Steuerung, und die elektronische Steuerung verrechnet die Sensorsignale des Drehmomentsensors mit einer Auswertungssoftware in Steuerungssignale, mit denen die Drehmomente der elektromotorischen Antriebe auf Sollwerte eingestellt werden, bei denen sich der von der elektronischen Steuerung als Zielwert vorgegebene Momentenausgleich im Verzweigungsgetriebe einstellt. Ob und in welchem Umfang am Getriebegehäuse Rückdrehmomente auftreten, kann sehr gut mit einem Drehmomentsensor gemessen werden, der zwischen dem Getriebegehäuse und einem Gerät angeordnet ist, in das das Getriebegehäuse eingebaut ist. Über die Sensorwerte des Drehmomentsensors kann dann eine Einstellung der Antriebsmomente der elektromotorischen Antriebe erfolgen. Die Auswertungssoftware der elektronischen Steuerung kann die von dem oder den Drehmomentsensoren gemessenen Drehmomente bei der Bestimmung des Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen lassen.According to one embodiment of the invention, at least one torque sensor is arranged on the transmission housing, which continuously measures a reverse torque acting on the transmission housing, the torque sensor is connected to the electronic control and transmits the sensor signals measured by it to the electronic control, and the electronic control calculates the Sensor signals of the torque sensor with evaluation software in control signals with which the torques of the electromotive drives are set to setpoint values at which the torque compensation specified as the target value by the electronic control is set in the split gear. Whether and to what extent reverse torques occur on the transmission housing can be measured very well with a torque sensor which is arranged between the transmission housing and a device in which the transmission housing is installed. The drive torques of the electromotive drives can then be set via the sensor values of the torque sensor. The evaluation software of the electronic control can incorporate the torques measured by the torque sensor or sensors when determining the target value for the torque compensation.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektronische Steuerung eine Schnittstelle zu einem Steuergerät auf, mit dem Steuerbefehle an die elektronische Steuerung übermittelbar sind, und die elektronische Steuerung lässt die vom Steuergerät übermittelten Steuerbefehle über die Auswertungssoftware in die Bestimmung des von der elektronischen Steuerung vorgegebenen Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen, um dadurch ein dem Steuerbefehl entsprechendes Drehmoment um die Getriebeeingangswelle und/oder die Getriebeausgangswelle einzustellen. Ein solches von der elektronischen Steuerung generiertes Drehmoment um die Getriebeeingangswelle und/oder die Getriebeausgangswelle herum induziert eine Drehbewegung des Getriebegehäuses um die Getriebeeingangs- und - ausgangswellen. Eine solche Drehbewegung kann erwünscht sein, beispielsweise, um einen Helikopter um seine Rotorachse in die eine oder andere Richtung zu drehen. Kann man wahlweise das Drehmoment in einem oder beiden Zahnkränzen erhöhen oder absenken, wird je nachdem, an welchem Zahnkranz das Drehmoment in eine Richtung verändert wird, eine Drehbewegung des Getriebegehäuses und der damit fest verbundenen Baueinheit in die eine oder andere Richtung bewirkt. Das Steuergerät kann manuell betätigbar sein, oder es handelt sich um ein Steuergerät, mit dem automatisch generierte oder ferngesteuert erzeugte Lenkbefehle übermittelt werden.According to one embodiment of the invention, the electronic control has an interface to a control device with which control commands can be transmitted to the electronic control, and the electronic control allows the control commands transmitted by the control device to be used in the evaluation software to determine the target value specified by the electronic control the torque compensation flow in to thereby set a torque corresponding to the control command around the transmission input shaft and / or the transmission output shaft. One of those Electronic control generated torque around the transmission input shaft and / or the transmission output shaft induces a rotary movement of the transmission housing around the transmission input and output shafts. Such a turning movement can be desirable, for example, in order to turn a helicopter about its rotor axis in one direction or the other. If you can either increase or decrease the torque in one or both sprockets, depending on which sprocket the torque is changed in one direction, a rotary movement of the gear housing and the structural unit connected to it is effected in one direction or the other. The control device can be operated manually, or it is a control device with which automatically generated or remotely generated steering commands are transmitted.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Getriebegehäuse ein oder mehrere Drehzahlsensoren angeordnet, die die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle, des Ringkörpers, des ersten Zahnkranzes und/oder des zweiten Zahnkranzes messen und die Sensorwerte an die elektronische Steuerung übermitteln. Sind der elektronischen Steuerung die Drehzahlen bekannt, mit denen die jeweiligen Bauteile rotieren, kann die Steuerung genauere Stellbefehle errechnen und ausgeben, um die die Antriebsmomente an die jeweiligen Zielwerte anzupassen.According to one embodiment of the invention, one or more speed sensors are arranged in the transmission housing, which measure the speeds of the transmission input shaft, the transmission output shaft, the ring body, the first ring gear and / or the second ring gear and transmit the sensor values to the electronic control. If the electronic control system knows the speeds at which the respective components rotate, the control system can calculate and issue more precise setting commands in order to adapt the drive torques to the respective target values.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung lässt die Auswertungssoftware der elektronischen Steuerung die von dem oder den Drehzahlsensoren gemessenen Drehzahlen bei der Bestimmung des Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen.According to one embodiment of the invention, the evaluation software of the electronic control allows the speeds measured by the speed sensor or sensors to flow into the determination of the target value for the torque compensation.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung treiben ein oder beide Zahnkränze über eine fünfte Zahnradstufe eine Abtriebswelle an, oder ein oder beide Zahnkränze werden über die fünfte Zahnradstufe mit einer Antriebswelle angetrieben. Es können eine oder mehrere Abtriebswellen an dem Getriebegehäuse ausgebildet sein. Mit einer Abtriebswelle weist die Getriebeanordnung einen oder mehrere Nebenabtriebe auf. Mit den Nebenabtrieben können weitere Antriebsstränge oder Aggregate angetrieben werden, beispielsweise auch Stromerzeuger, Gebläse, Hydraulikpumpen und dergleichen. Der Strom, der mit einem Stromerzeuger erzeugt wird, kann für den Antrieb der elektromotorischen Antriebe verwendet werden.According to one embodiment of the invention, one or both gear rims drive an output shaft via a fifth gear stage, or one or both gear rims are driven via the fifth gear stage with a drive shaft. One or more output shafts can be formed on the transmission housing. With an output shaft, the transmission arrangement has one or more power take-offs. The power take-offs can be used to drive additional drive trains or units, for example power generators, fans, hydraulic pumps and the like. The electricity that is generated with a power generator can be used to drive the electric motor drives.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehachse der Zwischenwelle in eine Richtung ausgerichtet, die von der Drehachse der Getriebeeingangswelle in eine radiale Richtung nach außen weist, die Zwischenwelle weist an ihren gegenüberliegenden Enden die für die jeweiligen Zahnradstufen erforderlichen Verzahnungen auf, und die Zwischenwelle ist in dem Wellenabschnitt zwischen den Verzahnungen im Ringkörper gelagert. Durch die Ausrichtung der Zwischenwelle - oder der Zwischenwellen - nach außen ergibt sich eine kompakte Bauweise des Verzweigungsgetriebes mit optimalen Kraftflüssen. Die Zwischenwelle muss nicht in einer genau rechtwinkligen Lage zur Getriebeeingangswelle ausgerichtet sein, es kann sich auch eine andere Winkellage zur Getriebeeingangswelle ergeben. Bei einem konzentrisch zur Getriebeeingangswelle angeordneten Ringkörper ergibt sich ein guter Kraftfluss in den Ringkörper hinein. Die Zwischenwelle kann über die Lagerung zwischen den Verzahnungen gut abgestützt werden. Da sich die Zähne der Verzahnungen mit der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle und den Zahnkränzen, die mit der Verzahnung der Zwischenwelle kämmen, an den Enden der Zwischenwelle befinden, liegt die Abstützung der Zwischenwelle im Ringkörper genau zwischen den Lasteinträgen, woraus sich ein günstiger Kraftverlauf im Bauteil ergibt. Bei einer Lagerung der Zwischenwelle in ihrem mittleren Bereich ergibt sich eine gut ausbalancierte Abstützung der an den Enden über die Verzahnungen auf die Zwischenwelle einwirkenden Kräfte.According to one embodiment of the invention, the axis of rotation of the intermediate shaft is aligned in a direction which points outward from the axis of rotation of the transmission input shaft in a radial direction, the intermediate shaft has the toothing required for the respective gear stages at its opposite ends, and the intermediate shaft is in the shaft section mounted between the teeth in the ring body. The alignment of the intermediate shaft - or the intermediate shafts - to the outside results in a compact design of the split gear with optimal power flows. The intermediate shaft does not have to be aligned in an exactly right-angled position to the gearbox input shaft; a different angular position to the gearbox input shaft can also result. With an annular body arranged concentrically to the transmission input shaft, there is a good flow of force into the annular body. The intermediate shaft can be well supported by the bearing between the teeth. Since the teeth of the gears with the gearbox input shaft, the gearbox output shaft and the ring gears that mesh with the gear teeth of the intermediate shaft are located at the ends of the intermediate shaft, the support of the intermediate shaft in the ring body lies exactly between the load inputs, which results in a favorable force profile in the component results. When the intermediate shaft is mounted in its central area, there is a well-balanced support of the forces acting on the intermediate shaft at the ends via the toothing.

Die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung gelten natürlich auch entsprechend für ein Verzweigungsgetriebe, das keine Getriebeeingangswelle für die Einbringung der Antriebskraft aus einem herkömmlichen Antrieb aus einer Brennkraftmaschine aufweist, sondern bei dem der Antrieb ausschließlich elektromotorisch erfolgt.The above-described possibilities for the embodiment of the invention naturally also apply accordingly to a split transmission that does not have a transmission input shaft for introducing the drive force from a conventional drive from an internal combustion engine, but in which the drive is exclusively electric.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. All of the features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Getriebeanordnung in einer Schnittansicht,
  • 2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Getriebeanordnung in einer Schnittansicht mit zwei Abtriebswellen, und
  • 3: ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 : a schematic representation of a first embodiment of a transmission arrangement in a sectional view,
  • 2 : a schematic representation of a second embodiment of a Gear arrangement in a sectional view with two output shafts, and
  • 3 : another embodiment of the invention.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verzweigungsgetriebes 2 in einer Schnittansicht gezeigt. Das Verzweigungsgetriebe 2 verfügt über ein Getriebegehäuse 4, in das das Verzweigungsgetriebe 2 eingebaut ist. Eine Antriebskraft wird über die Getriebeeingangswelle 6 in das Getriebegehäuse 4 eingeleitet und über die Getriebeausgangswelle 8 wieder aus dem Getriebegehäuse 4 abgeleitet. Zwischen die Getriebeeingangswelle 6 und die Getriebeausgangswelle 8 ist eine Zwischenwelle 10 zwischengeschaltet, die über eine Verzahnung mit einer ersten Zahnradstufe 12 mit der Getriebeeingangswelle 6 und über eine Verzahnung mit einer zweiten Zahnradstufe 14 mit der Getriebeausgangswelle 8 kämmt. Die Zwischenwelle 10 ist im Ausführungsbeispiel in einem Ringkörper 16 drehbeweglich gehalten. Über die erste Zahnradstufe 12 kann sich der Ringkörper 16 relativ um die Getriebeeingangswelle 6 herum drehen, wenn die Zwischenwelle 10 in einer Rotationsbewegung auf der Getriebeeingangswelle 6 abrollt. Der Ringkörper 16 ist also drehbeweglich im Getriebegehäuse 4 gehalten. Durch die gleichzeitige Verzahnung der Zwischenwelle 10 mit der Getriebeausgangswelle 8 wird bei einer solchen Abrollbewegung die Getriebeausgangswelle 8 in eine zur Getriebeeingangswelle 6 entgegengesetzte Richtung gedreht.In 1 is a schematic representation of a first embodiment of a split transmission 2 shown in a sectional view. The split gear 2 has a gear housing 4th , into which the split gear 2 is built in. A driving force is generated via the transmission input shaft 6th into the gearbox 4th initiated and via the transmission output shaft 8th again out of the gearbox 4th derived. Between the transmission input shaft 6th and the transmission output shaft 8th is an intermediate shaft 10 interposed, which has a toothing with a first gear stage 12th with the transmission input shaft 6th and a toothing with a second gear stage 14th with the transmission output shaft 8th combs. The intermediate shaft 10 is in the embodiment in an annular body 16 kept rotatable. About the first gear stage 12th can become the ring body 16 relative to the transmission input shaft 6th turn around when the intermediate shaft 10 in a rotational movement on the transmission input shaft 6th unrolls. The ring body 16 is therefore rotatable in the gear housing 4th held. Due to the simultaneous toothing of the intermediate shaft 10 with the transmission output shaft 8th the transmission output shaft becomes with such a rolling movement 8th into one to the transmission input shaft 6th rotated opposite direction.

Die Zwischenwelle 10 ist im Ringkörper 16 in Lagern 18 gelagert, die sich zwischen den Verzahnungen der Zwischenwelle 10 an deren gegenüberliegenden Enden befinden. Die Zwischenwelle 10 ist über die Lager 18 somit im mittleren Abschnitt gehalten.The intermediate shaft 10 is in the ring body 16 in warehouses 18th stored between the teeth of the intermediate shaft 10 at their opposite ends. The intermediate shaft 10 is about the camp 18th thus kept in the middle section.

Um einen Leerlauf der Zwischenwelle 10 gegenüber der Getriebeausgangswelle 8 zu vermeiden, muss die Drehbewegung der Zwischenwelle 10 über ein Gegendrehmoment abgestützt werden. Das Gegendrehmoment wird über den ersten Zahnkranz 20 und den zweiten Zahnkranz 22 erzeugt, die beide über eine Verzahnung mit der Zwischenwelle 10 in Eingriff stehen. Die Zwischenwelle 10 ist über eine dritte Zahnradstufe 24 mit dem im Getriebegehäuse 4 drehbar gelagerten ersten Zahnkranz 20 verbunden. Der Zahnkranz 20 ist konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse 4 angeordnet. Außerdem ist die Zwischenwelle 10 an ihrem der Getriebeeingangswelle 6 abgewandten Ende über eine vierte Zahnradstufe 26 mit einem im Getriebegehäuse drehbar gelagerten zweiten Zahnkranz 22 antriebsverbunden. Auch dieser ist konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle 6 im Getriebegehäuse 4 angeordnet. Die ersten und zweiten Zahnkränze 20, 22 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwelle 10 im Getriebegehäuse 4 angeordnet. Bei einer Drehbewegung der Zwischenwelle 10 rotieren die ersten und zweiten Zahnkränze 20, 22 in entgegengesetzte Richtungen.To idle the intermediate shaft 10 opposite the transmission output shaft 8th to avoid the rotary movement of the intermediate shaft 10 be supported by a counter torque. The counter torque is via the first ring gear 20th and the second ring gear 22nd generated, both via a toothing with the intermediate shaft 10 are engaged. The intermediate shaft 10 is via a third gear stage 24 with the one in the gearbox 4th rotatably mounted first ring gear 20th tied together. The ring gear 20th is concentric to the axis of rotation of the gearbox input shaft in the gearbox housing 4th arranged. Also is the intermediate shaft 10 on your the transmission input shaft 6th remote end via a fourth gear stage 26th with a second ring gear rotatably mounted in the gear housing 22nd drive connected. This is also concentric to the axis of rotation of the transmission input shaft 6th in the gearbox 4th arranged. The first and second sprockets 20th , 22nd are on opposite sides of the intermediate shaft 10 in the gearbox 4th arranged. When the intermediate shaft rotates 10 the first and second sprockets rotate 20th , 22nd in opposite directions.

Um hier nun ein Stützmoment zu erzeugen, das einen Momentenausgleich herbeiführt, sind die ersten und zweiten Zahnkränze 20, 22 jeweils mit einem am Getriebegehäuse 4 abgestützten elektromotorischen Antrieb 28a, 28b antriebsverbunden. Jeder elektromotorische Antrieb 28a, 28b kann ein Antriebsmoment auf die zugehörigen Zahnkränze 20, 22 erzeugen. Dabei kann das Antriebsmoment in jeweiliger Drehrichtung der Zahnkränze 20, 22 gesteigert oder vermindert werden, oder es wird ein Antriebsmoment erzeugt, das entgegen der Drehrichtung wirkt. Durch das Zusammenwirken der Antriebsmomente aus den beiden elektromotorischen Antrieben 28a, 28b und deren entgegengesetzte Rotationsrichtungen ist es möglich, aus der Aufsummierung der auf die Zwischenwelle 10 einwirkenden Kräfte ein Drehmoment zu erzeugen, das zumindest annähernd oder genau dem Drehmoment entspricht, das als Rückdrehmoment im Getriebegehäuse 4 auftritt. Über die entsprechende Einstellung der Antriebsmomente in den elektromotorischen Antrieben 28a, 28b kann also das aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebsseite der Antriebsstrangs resultierende Rückdrehmoment ausgeglichen oder zumindest verringert werden. Auch kann ein Drehmoment erzeugt werden, das das Rückdrehmoment erhöht oder über einen Ausgleich des Rückdrehmoments hinausgeht, so dass über die Drehmomentregelung eine Drehkraft in beide Drehrichtungen um die Ein- und Ausgangsgetriebewellen 6, 8 des Getriebegehäuses 4 herum erzeugt werden kann.The first and second ring gears are used to generate a supporting torque here that brings about a torque compensation 20th , 22nd each with one on the gearbox housing 4th supported electric motor drive 28a , 28b drive connected. Any electric motor drive 28a , 28b can apply a drive torque to the associated sprockets 20th , 22nd produce. The drive torque can be applied in the respective direction of rotation of the gear rims 20th , 22nd be increased or decreased, or a drive torque is generated which acts against the direction of rotation. Through the interaction of the drive torques from the two electric motor drives 28a , 28b and their opposite directions of rotation, it is possible from the summation of the on the intermediate shaft 10 acting forces to generate a torque that corresponds at least approximately or exactly to the torque that is used as back torque in the transmission housing 4th occurs. Via the corresponding setting of the drive torques in the electric motor drives 28a , 28b Thus, the back torque resulting from the support of the drive side of the drive train on the output side of the drive train can be compensated for or at least reduced. A torque can also be generated which increases the reverse torque or goes beyond a compensation of the reverse torque, so that a torque control in both directions of rotation about the input and output transmission shafts 6th , 8th of the gear housing 4th can be generated around.

Die Abstützung der elektromotorischen Antriebe 28a, 28b erfolgt in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weise, dass die Ringmotoren 32, in denen die Statoren S der elektromotorischen Antriebe 28 angeordnet sind, drehfest mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden sind. Die auf die elektromotorischen Antriebe 28 einwirkenden Drehmomente werden auf diese Weise in das Getriebegehäuse 4 abgeleitet. Die Rotoren R der elektromotorischen Antriebe 28a, 28b sind im Ausführungsbeispiel in den Zahnkränzen 20, 22 angeordnet.The support of the electric motor drives 28a , 28b takes place in the in 1 illustrated embodiment in such a way that the ring motors 32 , in which the stators S of the electromotive drives 28 are arranged, non-rotatably with the transmission housing 4th are connected. The one on the electromotive drives 28 Acting torques are in this way in the gear housing 4th derived. The rotors R of the electromotive drives 28a , 28b are in the exemplary embodiment in the sprockets 20th , 22nd arranged.

Die Einstellung der Antriebsmomente aus den elektromotorischen Antrieben 28 erfolgt über eine elektronische Steuerung 30. Die elektronische Steuerung 30 ist insbesondere mit Drehmomentsensoren 34 verbunden, über die auf das Getriebegehäuse 4 einwirkende Drehmomente gemessen werden können. Hier ist insbesondere die Messung des Drehmoments von Interesse, mit dem das Getriebegehäuse 4 an einem Befestigungspunkt gehalten ist. Werden hier Drehmomentwerte ungleich 0 gemessen, muss über die elektromotorischen Antriebe 28 ein Drehmomentausgleich erfolgen, um diese Drehmomente zurückzuführen. Hierzu generiert die Auswertesoftware der elektronischen Steuerung 30 Steuerungssignale 36 an die Ringmotoren 32, um das von den elektromotorischen Antrieben 28 erzeugte Drehmoment in eine gewünschte Richtung zu verändern. Auf diese Weise werden die Drehmomente der elektromotorischen Antriebe auf Sollwerte eingestellt, bei denen sich der von der elektronischen Steuerung 30 als Zielwert vorgegebene Momentenausgleich im Verzweigungsgetriebe 2 einstellt. Es können ergänzend oder alternativ auch noch weitere Drehmomentsensoren 34 innerhalb des Getriebegehäuses 4 angeordnet sein, um die Drehmomente von drehenden Wellen zu messen, die ihre Sensorwerte an die elektronische Steuerung 30 übermitteln. Auch solche Drehmomentmesswerte können von der elektronischen Steuerung 30 zu Sollwerten für die Drehmomente verrechnet werden, auf die die elektromotorischen Antriebe 28 für einen Drehmomentausgleich einzustellen sind.The setting of the drive torques from the electromotive drives 28 takes place via an electronic control 30th . The electronic control 30th is particularly with torque sensors 34 connected via those on the gearbox 4th acting torques can be measured. The measurement of the torque with which the gearbox housing is of particular interest here 4th is held at an attachment point. If torque values not equal to 0 are measured here, the electromotive drives must be used 28 a Torque compensation take place in order to return these torques. For this purpose, the evaluation software generates the electronic control 30th Control signals 36 to the ring motors 32 to get that from the electromotive drives 28 to change the generated torque in a desired direction. In this way, the torques of the electromotive drives are set to setpoint values at which the electronic control 30th Torque compensation specified as a target value in the split gear 2 adjusts. In addition or as an alternative, further torque sensors can also be used 34 inside the gearbox 4th be arranged to measure the torques of rotating shafts, which their sensor values to the electronic control 30th to transfer. Such measured torque values can also be obtained from the electronic control 30th are calculated to setpoint values for the torques to which the electric motor drives 28 are to be set for torque compensation.

Die Steuerungssignale 36 werden von der elektronischen Steuerung 30 über Verbindungsknoten 38 an die Ringmotoren 32 übermittelt. Bei den Ringmotoren 32 kann es sich beispielsweise um Servomotoren handeln, die auf bekannte Weise in ihrer Drehgeschwindigkeit und in ihrem Drehmoment auf Sollwerte eingestellt werden können.The control signals 36 are controlled by the electronic control 30th via connection nodes 38 to the ring motors 32 transmitted. With the ring motors 32 For example, it can be servomotors whose rotational speed and torque can be set to setpoint values in a known manner.

Die elektronische Steuerung 30 kann eine Schnittstelle zu einem Steuergerät 40 aufweisen, mit dem Steuerbefehle an die elektronische Steuerung übermittelbar sind. Über das Steuergerät 40 kann ein Bediener oder eine Steuerungsautomatik einen Steuerimpuls an das Verzweigungsgetriebe 2 übermitteln, um ein Drehmoment um das Getriebegehäuse 4 herum in eine gewünschte Richtung zu erzeugen. Über die Schnittstelle werden Steuerbefehle an die elektronische Steuerung 30 übermittelt. Die elektronische Steuerung 30 lässt die vom Steuergerät 40 übermittelten Steuerbefehle über die Auswertesoftware in die Bestimmung des von der elektronischen Steuerung 30 vorgegebenen Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen. Dadurch wird dann ein dem Steuerbefehl entsprechendes Drehmoment um die Getriebeeingangswelle 6 und/oder die Getriebeausgangswelle 8 eingestellt.The electronic control 30th can be an interface to a control unit 40 have, with which control commands can be transmitted to the electronic controller. Via the control unit 40 an operator or an automatic control system can send a control pulse to the split gear 2 transmit a torque to the gear case 4th around in a desired direction. Control commands are sent to the electronic control system via the interface 30th transmitted. The electronic control 30th leaves that from the control unit 40 transmitted control commands via the evaluation software into the determination of the by the electronic control 30th the specified target value for the torque compensation. As a result, a torque corresponding to the control command is then generated around the transmission input shaft 6th and / or the transmission output shaft 8th set.

An die elektronische Steuerung 30 können auch die Sensorwerte von Drehzahlsensoren 42 übermittelt werden, die Drehzahlen der in dem Getriebegehäuse 4 drehenden Wellen ermitteln. Die von den Drehzahlsensoren 42 ermittelten Drehzahlen der Getriebeeingangswelle 6, der Getriebeausgangswelle 8, des Ringkörpers 16 sowie der Zahnkränze 20, 22 werden dazu an die elektronische Steuerung 30 übermittelt. Die Auswertesoftware der elektronischen Steuerung 30 lässt dann die von den Drehzahlsensoren 42 gemessenen Drehzahlen bei der Bestimmung des Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen.To the electronic control 30th can also read the sensor values from speed sensors 42 are transmitted, the speeds of the in the gearbox 4th determine rotating shafts. The ones from the speed sensors 42 determined speeds of the transmission input shaft 6th , the transmission output shaft 8th , the ring body 16 as well as the sprockets 20th , 22nd are connected to the electronic control 30th transmitted. The evaluation software of the electronic control 30th then leaves those of the speed sensors 42 measured speeds are taken into account when determining the target value for torque compensation.

Aus der Anordnung der einzelnen Bauteile in 1 ist erkennbar, dass die Drehachsen der beiden in 1 dargestellten Zwischenwellen 10 in Richtungen ausgerichtet sind, die von der Drehachse der Getriebeeingangswelle 6 in eine radiale Richtung nach außen weisen. Die Zwischenwellen 10 sind an ihren gegenüberliegenden Enden mit den für die jeweiligen Zahnradstufen 12, 14, 24, 26 erforderlichen Verzahnungen versehen. Die Zwischenwellen 10 sind zudem in einem Wellenabschnitt zwischen den Verzahnungen im Ringkörper 16 gelagert. In dem in 1 dargestellten Verzweigungsgetriebe 2 sind also nicht nur eine einzige, sondern zumindest zwei Zwischenwellen 10 gezeigt.From the arrangement of the individual components in 1 it can be seen that the axes of rotation of the two are in 1 shown intermediate shafts 10 are aligned in directions from the axis of rotation of the transmission input shaft 6th face outward in a radial direction. The intermediate shafts 10 are at their opposite ends with those for the respective gear stages 12th , 14th , 24 , 26th provide the necessary toothing. The intermediate shafts 10 are also in a shaft section between the teeth in the ring body 16 stored. In the in 1 illustrated branch transmission 2 are not just one, but at least two intermediate shafts 10 shown.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verzweigungsgetriebes 2 gezeigt, in dem die beiden Zahnkränze 20, 22, über eine fünfte Zahnradstufe 44a zwei Abtriebswellen 46 antreiben. Die auf die Abtriebswelle 46a übertragene Antriebskraft kann beispielsweise dazu genutzt werden, einen Generator zur Erzeugung von Strom anzutreiben, der wiederum für den Antrieb der elektromotorischen Antriebe 28a, 28b genutzt werden kann. Die Verzahnung der Abtriebswelle 46a kann auch mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt werden, so dass die Abtriebswelle 46a nur von einem der beiden Zahnkränze 20, 22 angetrieben wird. Über die Antriebswelle 46b werden im Ausführungsbeispiel die beiden Zahnkränze 20, 22 über die fünfte Zahnradstufe 44b angetrieben. Auch für die Antriebswelle 46b gilt. dass auch die Verzahnung der Antriebswelle 46b mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt werden kann, so dass die Abtriebswelle 46b nur von einem der beiden Zahnkränze 20, 22 angetrieben wird.In 2 is a second embodiment of a split transmission 2 shown in which the two sprockets 20th , 22nd , via a fifth gear stage 44a two output shafts 46 drive. The one on the output shaft 46a The transmitted driving force can be used, for example, to drive a generator to generate electricity, which in turn is used to drive the electric motor drives 28a , 28b can be used. The toothing of the output shaft 46a can also be designed with a smaller diameter, so that the output shaft 46a only from one of the two sprockets 20th , 22nd is driven. About the drive shaft 46b are the two ring gears in the exemplary embodiment 20th , 22nd about the fifth gear stage 44b driven. Also for the drive shaft 46b is applicable. that also the toothing of the drive shaft 46b can be made with a smaller diameter, so that the output shaft 46b only from one of the two sprockets 20th , 22nd is driven.

In 3 ist eine abgewandelte Ausführung der Erfindung gezeigt. Die beiden Zwischenwellen 10 sind zusammen mit den Ringmotoren 32 fest mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden und nicht wie in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Ringkörper 16. Die Zwischenwellen 10 sind somit ortsfest im Getriebegehäuse 4 gelagert, die Zahnkränze 20, 22 sind aber drehbeweglich im Getriebegehäuse 4 gelagert und über die Ringmotoren 32 mit den Statoren S und den Rotoren R antreibbar. In der 3 wurde auf die Darstellung der elektronischen Steuerung 30 sowie der zugehörigen Elektronikkomponenten aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung verzichtet, die Funktion stellt sich aber auch bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel so dar, wie es zur 1 erläutert ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Zwischenwellen 10 nach außen hin über die Zahnkränze 20, 22 verlängert, so dass diese gleichzeitig Abtriebswellen 46 zum Antrieb nachgeordneter Antriebe bilden.In 3 a modified embodiment of the invention is shown. The two intermediate shafts 10 are together with the ring motors 32 firmly to the gearbox 4th connected and not as in the in 1 illustrated embodiment in an annular body 16 . The intermediate shafts 10 are therefore stationary in the gearbox 4th stored, the sprockets 20th , 22nd but are rotatable in the gear housing 4th stored and about the ring motors 32 can be driven with the stators S and the rotors R. In the 3 was based on the representation of the electronic control 30th as well as the associated electronic components have been omitted for reasons of simplicity of the drawing, but the function also applies to the in 3 embodiment shown as it is for 1 is explained. In the exemplary embodiment, the intermediate shafts 10 outwards over the sprockets 20th , 22nd extended so that these are also output shafts 46 to drive downstream drives.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.The invention is not restricted to the above exemplary embodiments. The person skilled in the art does not have any difficulties in modifying the exemplary embodiments in a manner that appears suitable to him in order to adapt them to a specific application.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 0931227 B1 [0005, 0006]EP 0931227 B1 [0005, 0006]
  • US 3871248 [0006]US 3871248 [0006]
  • EP 1027464 B1 [0006]EP 1027464 B1 [0006]
  • WO 9802678 [0006]WO 9802678 [0006]

Claims (15)

In einem Getriebegehäuse (4) angeordnetes Verzweigungsgetriebe (2) mit einer Getriebeeingangswelle (6), die ihre Antriebsdrehzahl auf eine in dem Getriebegehäuse (4) angeordnete Zwischenwelle (10) mit einer ersten Zahnradstufe (12) überträgt, wobei die Zwischenwelle (10) um ihre eigene Drehachse drehbeweglich im Getriebegehäuse (4) gehalten ist, und einer Getriebeausgangswelle (8), die von der Zwischenwelle (10) über eine zweite Zahnradstufe (14) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (10) an ihrem der Getriebeeingangswelle (6) abgewandten Ende über eine dritte Zahnradstufe (24) mit einem im Getriebegehäuse (4) drehbar gelagerten ersten Zahnkranz (20) antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle (6) im Getriebegehäuse (4) angeordnet ist, die Zwischenwelle (10) an ihrem der Getriebeeingangswelle (6) abgewandten Ende über eine vierte Zahnradstufe (26) mit einem im Getriebegehäuse (4) drehbar gelagerten zweiten Zahnkranz (22) antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle (6) im Getriebegehäuse (4) angeordnet ist, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwelle (10) im Getriebegehäuse (4) angeordnet sind und in entgegengesetzte Richtungen rotieren, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) jeweils mit einem am Getriebegehäuse (4) abgestützten elektromotorischen Antrieb (28) antriebsverbunden sind, die jeweils ein über eine mit den elektromotorischen Antrieben (28) verbundene elektronische Steuerung (30) variabel regelbares Antriebsmoment auf die Zahnkränze (20, 22) erzeugen, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) das aus der Getriebeeingangswelle (6) auf die Zwischenwelle (10) einwirkende Rückdrehmoment über die elektromotorischen Antriebe (28) an dem Getriebegehäuse (4) abstützen, und die von den elektromotorischen Antrieben (28) über die Zahnkränze (20, 22) auf die Zwischenwelle (10) einwirkenden Drehmomente über die elektronische Steuerung (30) so geregelt sind, dass das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebswelle kompensiert ist.In a gear housing (4) arranged split gear (2) with a gear input shaft (6), which transmits its drive speed to an intermediate shaft (10) arranged in the gear housing (4) with a first gear stage (12), the intermediate shaft (10) to its own axis of rotation is rotatably held in the gear housing (4), and a gear output shaft (8) which is driven by the intermediate shaft (10) via a second gear stage (14), characterized in that the intermediate shaft (10) is connected to the gear input shaft ( 6) facing away from the end via a third gear stage (24) with a first gear rim (20) rotatably mounted in the gear housing (4), which is arranged concentrically to the axis of rotation of the gear input shaft (6) in the gear housing (4), the intermediate shaft (10) at its end facing away from the transmission input shaft (6) via a fourth gear stage (26) with a second toothed ring (22) rotatably mounted in the transmission housing (4) is drive-connected, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft (6) in the transmission housing (4), the first and second ring gears (20, 22) are arranged on opposite sides of the intermediate shaft (10) in the transmission housing (4) and rotate in opposite directions , the first and second ring gears (20, 22) are each drive-connected to an electromotive drive (28) supported on the gear housing (4), each of which generates a drive torque that can be variably regulated via an electronic controller (30) connected to the electromotive drives (28) generate the ring gears (20, 22), the first and second ring gears (20, 22) support the back torque acting from the transmission input shaft (6) on the intermediate shaft (10) via the electric motor drives (28) on the transmission housing (4), and the torques acting on the intermediate shaft (10) by the electric motor drives (28) via the gear rims (20, 22) via the electronis che control (30) are regulated so that the reverse torque from the support of the drive side of the drive train on the output shaft is compensated. Verzweigungsgetriebe (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Getriebegehäuse (4) mehrere Zwischenwellen (10) gehalten sind, die mit der Getriebeeingangswelle (6) der Getriebeausgangswelle (8) und/oder den Zahnkränzen (20, 22) verbunden sind.Split gear (2) according to Claim 1 , characterized in that several intermediate shafts (10) are held in the transmission housing (4), which are connected to the transmission input shaft (6) of the transmission output shaft (8) and / or the gear rings (20, 22). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Zwischenwellen (10) um ihre eigene Drehachse drehbeweglich in einem konzentrisch zur Getriebeeingangswelle (6) drehbeweglich im Getriebegehäuse (4) gelagerten Ringkörper (16) gehalten sind.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more intermediate shafts (10) are held rotatably about their own axis of rotation in an annular body (16) rotatably mounted concentrically to the gear input shaft (6) in the gear housing (4). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorischen Antriebe (28) als Ringmotoren (30) ausgebildet sind, deren Statoren (S) mit dem Getriebegehäuse (4) oder mit einem Ringkörper (16) drehfest verbunden sind und deren Rotoren (R) ortsfest auf den Zahnkränzen (20, 22) angeordnet sind.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the electromotive drives (28) are designed as ring motors (30), the stators (S) of which are connected in a rotationally fixed manner to the gear housing (4) or to an annular body (16) and the rotors (R) of which are fixedly arranged on the gear rims (20, 22). Verzweigungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Zwischenwellen (10) in einem Ringkörper (16) gehalten sind, der drehbeweglich im Getriebegehäuse (4) gelagert ist, und sich je nach Drehzahlen der Getriebeeingangswelle (6), der Getriebeausgangswelle (8) und der Zahnkränze (20, 22) eine Drehbewegung des Ringkörpers (16) einstellt, deren Drehgeschwindigkeit eine Summe der Drehzahlen der Getriebeeingangswelle (6), der Getriebeausgangswelle (8) und der Zahnkränze (20, 22) ist.Split gear according to one of the preceding claims, characterized in that one or more intermediate shafts (10) are held in an annular body (16) which is rotatably mounted in the gear housing (4) and, depending on the speeds of the gear input shaft (6), the gear output shaft (8) and the ring gears (20, 22) sets a rotary movement of the ring body (16), the speed of which is a sum of the speeds of the transmission input shaft (6), the transmission output shaft (8) and the ring gears (20, 22). Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ringkörper (16) mehrere Zwischenwellen (10) verbunden sind, die mit der Getriebeeingangswelle (6) der Getriebeausgangswelle (8) und/oder den Zahnkränzen (20, 22) verbunden sind.Split gear according to Claim 5 , characterized in that several intermediate shafts (10) are connected to the ring body (16) and are connected to the transmission input shaft (6) of the transmission output shaft (8) and / or the gear rings (20, 22). Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (16) innerhalb der Getriebeanordnung insbesondere nur von den Zwischenwellen (10) ohne eine gesonderte Abstützung im Getriebegehäuse (4) gehalten ist.Split gear according to Claim 5 or 6th , characterized in that the ring body (16) is held within the gear arrangement in particular only by the intermediate shafts (10) without a separate support in the gear housing (4). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Getriebegehäuse (4) zumindest ein Drehmomentsensor (34) angeordnet ist, der kontinuierlich ein auf das Getriebegehäuse (4) einwirkendes Rückdrehmoment misst, der Drehmomentsensor (34) mit der elektronischen Steuerung (30) verbunden ist und die von ihm gemessenen Sensorsignale an die elektronische Steuerung (30) übermittelt, und die elektronische Steuerung (30) die Sensorsignale des Drehmomentsensors (34) mit einer Auswertungssoftware in Steuerungssignale (36) verrechnet, mit denen die Drehmomente der elektromotorischen Antriebe (28) auf Sollwerte eingestellt werden, bei denen sich der von der elektronischen Steuerung (30) als Zielwert vorgegebene Momentenausgleich im Verzweigungsgetriebe (2) einstellt.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one torque sensor (34) is arranged on the gear housing (4), which continuously measures a back torque acting on the gear housing (4), the torque sensor (34) with the electronic Control (30) is connected and the sensor signals measured by it transmitted to the electronic control (30), and the electronic control (30) converts the sensor signals of the torque sensor (34) with evaluation software into control signals (36) with which the torques of the Electric motor drives (28) are set to setpoint values at which the torque compensation specified as a target value by the electronic control (30) is set in the split gear (2). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (30) eine Schnittstelle zu einem Steuergerät (40) aufweist, mit dem Steuerbefehle an die elektronische Steuerung (30) übermittelbar sind, und die elektronische Steuerung (30) die vom Steuergerät (40) übermittelten Steuerbefehle über die Auswertungssoftware in die Bestimmung des von der elektronischen Steuerung (30) vorgegebenen Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen lässt, um dadurch ein dem Steuerbefehl entsprechendes Drehmoment um die Getriebeeingangswelle (6) und/oder die Getriebeausgangswelle (8) einzustellen.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic control (30) has an interface to a control device (40) with which control commands can be transmitted to the electronic controller (30), and the electronic controller (30) allows the control commands transmitted by the control unit (40) to flow into the determination of the target value for the torque compensation specified by the electronic controller (30) via the evaluation software in order to thereby setting a torque corresponding to the control command in order to set the transmission input shaft (6) and / or the transmission output shaft (8). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebegehäuse (4) ein oder mehrere Drehzahlsensoren (42) angeordnet sind, die die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle (6), der Getriebeausgangswelle (8), des Ringkörpers (16), des ersten Zahnkranzes (20) und/oder des zweiten Zahnkranzes (22) messen und die Sensorwerte an die elektronische Steuerung (30) übermitteln.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more speed sensors (42) are arranged in the gear housing (4) which measure the speeds of the gear input shaft (6), the gear output shaft (8), the ring body (16) , measure the first ring gear (20) and / or the second ring gear (22) and transmit the sensor values to the electronic control (30). Verzweigungsgetriebe (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungssoftware der elektronischen Steuerung (30) die von dem oder den Drehzahlsensoren (42) gemessenen Drehzahlen bei der Bestimmung des Zielwerts für den Momentenausgleich einfließen lässt.Split gear (2) according to Claim 10 , characterized in that the evaluation software of the electronic control (30) allows the speeds measured by the speed sensor or sensors (42) to flow into the determination of the target value for the torque compensation. Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Zahnkränze (20, 22) über eine fünfte Zahnradstufe (44) eine Abtriebswelle (46a) antreiben, oder ein oder beide Zahnkränze (20, 22) werden über die fünfte Zahnradstufe (44) mit einer Antriebswelle (46b) angetrieben.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that one or both gear rims (20, 22) drive an output shaft (46a) via a fifth gear wheel stage (44), or one or both gear rims (20, 22) are driven via the fifth gear stage (44) driven by a drive shaft (46b). Verzweigungsgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der Zwischenwelle (10) in eine Richtung ausgerichtet ist, die von der Drehachse der Getriebeeingangswelle (6) in eine radiale Richtung nach außen weist, die Zwischenwelle (10) an ihren gegenüberliegenden Enden die für die jeweiligen Zahnradstufen (12, 14, 24, 26) erforderlichen Verzahnungen aufweist, und die Zwischenwelle (10) in dem Wellenabschnitt zwischen den Verzahnungen im Ringkörper (16) gelagert ist.Split gear (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation of the intermediate shaft (10) is aligned in a direction which points outward from the axis of rotation of the transmission input shaft (6) in a radial direction, the intermediate shaft (10) has the teeth required for the respective gear stages (12, 14, 24, 26) at its opposite ends, and the intermediate shaft (10) is mounted in the shaft section between the teeth in the ring body (16). In einem Getriebegehäuse (4) angeordnetes Verzweigungsgetriebe (2) mit einer in dem Getriebegehäuse (4) angeordneten Zwischenwelle (10), die um ihre eigene Drehachse drehbeweglich im Getriebegehäuse (4) gehalten ist, und einer Getriebeausgangswelle (8), die von der Zwischenwelle (10) über eine zweite Zahnradstufe (14) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (10) an ihrem der Getriebeeingangswelle (6) abgewandten Ende über eine dritte Zahnradstufe (24) mit einem im Getriebegehäuse (4) drehbar gelagerten ersten Zahnkranz (20) antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle (6) im Getriebegehäuse (4) angeordnet ist, die Zwischenwelle (10) an ihrem der Getriebeeingangswelle (6) abgewandten Ende über eine vierte Zahnradstufe (26) mit einem im Getriebegehäuse (4) drehbar gelagerten zweiten Zahnkranz (22) antriebsverbunden ist, der konzentrisch zur Drehachse der Getriebeeingangswelle (6) im Getriebegehäuse (4) angeordnet ist, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwelle (10) im Getriebegehäuse (4) angeordnet sind und in entgegengesetzte Richtungen rotieren, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) jeweils mit einem am Getriebegehäuse (4) abgestützten elektromotorischen Antrieb (28) antriebsverbunden sind, die jeweils ein über eine mit den elektromotorischen Antrieben (28) verbundene elektronische Steuerung (30) variabel regelbares Antriebsmoment auf die Zahnkränze (20, 22) erzeugen, die ersten und zweiten Zahnkränze (20, 22) das aus den elektromotorischen Antrieben (28) auf die Zwischenwelle (10) einwirkende Rückdrehmoment über die elektromotorischen Antriebe (28) an dem Getriebegehäuse (4) abstützen, und die von den elektromotorischen Antrieben (28) über die Zahnkränze (20, 22) auf die Zwischenwelle (10) einwirkenden Drehmomente über die elektronische Steuerung (30) so geregelt sind, dass das Rückdrehmoment aus der Abstützung der Antriebsseite des Antriebsstrangs auf der Abtriebswelle kompensiert ist.In a gear housing (4) arranged branch gear (2) with an intermediate shaft (10) arranged in the gear housing (4), which is held in the gear housing (4) so as to be rotatable about its own axis of rotation, and a gear output shaft (8) which is driven by the intermediate shaft (10) is driven via a second gear stage (14), characterized in that the intermediate shaft (10) at its end facing away from the transmission input shaft (6) has a third gear stage (24) with a first toothed ring (4) rotatably mounted in the transmission housing (4). 20) is drive-connected, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft (6) in the transmission housing (4), the intermediate shaft (10) at its end facing away from the transmission input shaft (6) via a fourth gear stage (26) with one in the transmission housing (4) rotatably mounted second ring gear (22) is drive-connected, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft (6) in the transmission housing (4), the first and second ring gears (20, 22) are arranged on opposite sides of the intermediate shaft (10) in the gear housing (4) and rotate in opposite directions, the first and second ring gears (20, 22) each with an electric motor drive supported on the gear housing (4) (28) are drive-connected, each of which generates a variably controllable drive torque on the gear rims (20, 22) via an electronic control (30) connected to the electric motor drives (28), the first and second gear rims (20, 22) from the The electric motor drives (28) acting on the intermediate shaft (10) are supported by the electric motor drives (28) on the gear housing (4), and that by the electric motor drives (28) via the gear rings (20, 22) on the intermediate shaft (10 ) acting torques are regulated via the electronic control (30) so that the back torque from the support of the drive side of the drive train on d he output shaft is compensated. Verzweigungsgetriebe (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzweigungsgetriebe nach einem der Unteransprüche 2 bis 13 ausgestaltet ist.Split gear (2) according to Claim 14 , characterized in that the split transmission according to one of the sub claims 2 until 13th is designed.
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US3871248A (en) 1974-08-13 1975-03-18 Thomas Barish Two-power-path bevel gearing for high loads and high speeds
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