DE102020203084A1

DE102020203084A1 - Schalterleichterung für Getriebestufen mit Schaltung

Info

Publication number: DE102020203084A1
Application number: DE102020203084.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Meise; Markus Schmeink
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-16
Also published as: CN113389886A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebestufe Folgendes umfassend: ein Sonnenrad (37), das entlang der Achse des Sonnenrades (37) zwischen einer ersten Position, an der das Sonnenrad (37) mit einem Planetensteg (27) durch eine Verbindungsvorrichtung mechanisch verbunden ist, und einer zweiten Position, an der das Sonnenrad (37) aus dem Planetensteg (27) entkoppelt ist, bewegt werden kann; wobei die Verbindungsvorrichtung einen Zwischenring (100) umfasst, der an dem Planetensteg (27) verbunden ist; wobei die Getriebestufe weiterhin eine elastische Vorrichtung (110) umfasst, die den Zwischenring (100) mit dem Planetensteg (27) verbindet und Konfiguriert ist, ein Ausweichen des Zwischenringes (100) radial und/oder in dem Drehsinn in einer Region zwischen dem Planetensteg (27) und dem Sonnenrad (37) zu ermöglichen.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Getriebe, insbesondere das technische Gebiet der Schalterleichterung, insbesondere für den Einsatz im Getriebe als Einzelradantrieb z.B. für Schwerlasttransporter oder Landmaschinen.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft Getriebe mit einer Schaltvorrichtung. Ein Beispiel davon ist in dem Patendokument DE 10 2018 205862 A1 offenbart.
Getriebe mit diesen Schaltvorrichtungen werden in der Regel im Stillstand geschaltet. Damit die Schaltung einwandfrei funktioniert ist es notwendig die Zähne der Welle und der Nabe so zu positionieren, dass eine Kopplung erfolgen kann. Die Positionierung der Zähne wird durch das im Getriebe vorhandene Verdrehspiel erleichtert, da die Zähne hierdurch die Möglichkeit bekommen in die Lücken der Gegenverzahnung auszuweichen.
Wenn sich der Schaltmechanismus auf der langsamlaufenden Stufe des Getriebes befindet reduziert sich des Verdrehspiel um die Größe der vorherigen Untersetzungen und eine Kopplung wird erschwert. Zusätzlich ist die Position der Komponenten beim Getriebespiel zufällig verteilt und damit kann nicht sichergestellt werden, dass die Komponenten die Möglichkeit haben in die richtige Richtung auszuweichen.
Aus diesem Grund ist bei derzeitigen Lösungen eine aktive Bewegung (in beiden Richtungen) einer der zu koppelnden Komponenten erforderlich.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung einer solchen Problematik und die Erstellung einer Lösung, die Schaltung des Schaltmechanismus im Stillstand ohne weitere Maßnahmen zuverlässig zu ermöglichen.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, eine Verbindungsvorrichtung, die einen Zwischenring und eine elastische Vorrichtung umfasst, zu benutzen, um eine Erleichterung für die Verbindung zwischen dem Planetensteg und dem Sonnenrad zu erleichtern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt. Die Getriebestufe umfasst ein Sonnenrad, das entlang der Achse des Sonnenrades zwischen einer ersten Position, an der das Sonnenrad mit einem Planetensteg durch eine Verbindungsvorrichtung mechanisch verbunden ist, und einer zweiten Position, an der das Sonnenrad aus dem Planetensteg entkoppelt ist, bewegt werden kann. Die Verbindungsvorrichtung umfasst einen Zwischenring, der an dem Planetensteg verbunden ist, und eine elastische Vorrichtung, die den Zwischenring mit dem Planetensteg verbindet und Konfiguriert ist, ein Ausweichen des Zwischenringes radial und/oder in dem Drehsinn in einer Region zwischen dem Planetensteg und dem Sonnenrad zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei der Zwischenring eine Außenkontur aufweist, die der Innenkontur des Planetensteges entspricht, wobei zwischen der Außenkontur des Zwischenringes und der Innenkontur des Planetensteges einen Spalt gibt, um ein Ausweichen des Zwischenringes radial und/oder in dem Drehsinn zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei der Zwischenring eine Innenverzahnung aufweist, die konfiguriert ist mit einer Außenverzahnung des genannten Sonnenrades einzugreifen, wenn das genannte Sonnenrad von der zweiten Position zu der ersten Position gebracht wird, und wobei die elastische Vorrichtung so konfiguriert ist, dass die Kräfte, die zwischen der Außenverzahnung des genannten Sonnenrades und der Innenverzahnung des Zwischenringes entstehen, ein Ausweichen des Zwischenringes ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei der Zwischenring durch eine Steckverzahnung an einer Innenverzahnung des Planetensteges verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei das Getriebe weiterhin einen Sicherungsring umfasst, der eine axiale Position des Zwischenringes sichert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei die elastische Vorrichtung eine Mehrzahl von Federn umfasst, die entlang der Umfangsfläche des Zwischenringes angeordnet sind und die vorzugsweise einen konstanten Winkelabstand aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei die Federn S-förmig sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei die Getriebestufe weiterhin eine Welle umfasst, die konfiguriert ist, eine Drehbewegung an die Getriebestufe bereitzustellen, wobei das Sonnenrad drehbar auf der Welle gelagert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebestufe bereitgestellt, wobei die Getriebestufe weiterhin eine Planetengetriebestufe umfasst, wobei diese ein außenverzahntes Sonnenrad umfasst, das über die Welle antreibbar ist, ein innenverzahntes Hohlrad, und den drehbar gelagerten Planetensteg umfasst, an dem mindestens ein außenverzahntes Planetenrad drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Sonnenrad (18) als auch mit dem Hohlrad in Eingriff steht.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile und / oder auf ähnliche Teile und / oder auf entsprechende Teile des Systems beziehen. Zu den Figuren:

1 zeigt einen axialen Schnitt einer Schaltvorrichtung nach dem Stand der Technik;
2 zeigt einen axialen Schnitt einer Schaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Schnittdarstellung der Schaltvorrichtung von 2, die aus der rechten Seite von 2 genommen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren gezeigt sind. Nichtsdestotrotz ist die vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt, die in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben und in den Figuren gezeigt sind, sondern die beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich einige Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
Weitere Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann klar. Die vorliegende Beschreibung umfasst somit alle Änderungen und / oder Variationen der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.
In 1 ist ein Getriebe dargestellt, was aus PTL1 bekannt ist. Das Getriebe umfasst einen Getriebeträger 5 mit einem Befestigungsflansch 6, mit dem der Getriebeträger an dem Fahrgestell eines Fahrzeugs befestigt werden kann. Der Getriebeträger 5 ist ein Hohlkörper, der außen und innen Wandabschnitte aufweist, die sich in ihren Durchmessern voneinander unterscheiden.
Das Getriebe umfasst weiterhin eine Planetengetriebestufe 10 und eine zweite Getriebestufe 11. Die Getriebestufen sind von einem Motor, vorliegend von einem Hydromotor 12 in Schrägachsenbauweise, der in der Figur nur stark schematisiert dargestellt ist, über eine Eingangswelle 13 antreibbar. Diese ist aus zwei Teilen aufgebaut, nämlich aus einem hülsenförmigen Mitnehmerteil 14 und einem Sonnenradteil 15, das am einen Ende mit einer Außenverzahnung 16 über eine gewisse Strecke in eine Innenverzahnung 17 des Mitnehmerteils 14 eintauchen kann beziehungsweise eintaucht und an dem einstückig das Sonnenrad 18 der Planetengetriebestufe 10 ausgebildet ist. Das Sonnenradteil 15 ist von seinem mit der Außenverzahnung 16 versehenen Ende aus gesehen mit einem Wälzlager 19 drehbar gelagert.
Das Sonnenrad 18 kämmt mit mehreren außenverzahnten Planetenrädern 25, die in gleichen Abständen zueinander über zweireihige Rollenlager drehbar auf Lagerzapfen 26 eines Planetensteges 27 gelagert sind. Die Planetenräder 25 kämmen, außer mit dem Sonnenrad 18, noch mit einem innenverzahnten Hohlrad 28, das einen Befestigungsflansch 29 aufweist, mit dem es an der Felge eines Rades befestigt werden kann. Das Hohlrad 28 bildet somit den radseitigen Ausgang des Getriebes. Es ist mit Hilfe zweier in O-Anordnung eingebauter Kegelrollenlager 30 außen auf dem Getriebeträger 5, der von einer Stirnseite des Hohlrades 28 aus in dieses hineinragt, drehbar gelagert. An der anderen Stirnseite ist in das Hohlrad 28 ein Deckel 31 eingesetzt.
Der Planetensteg 27 ist mit einer Innenverzahnung 35 versehen, mit der er auf einem hülsenförmigen, mit einer Außenverzahnung 36 versehenen, zweiten Sonnenrad 37 stecken kann, und über Bundbolzen 38, die in Bohrungen 34 des Getriebeträgers 5 eingesetzt sind und sich an diesem abstützen, und über Bundbolzen 39, die sich am Deckel 31 abstützen axial und über einen kreiszylindrischen, unverzahnten Endbereich 47 des Sonnenrads 37 radial geführt. Das Sonnenrad 37 ist koaxial zur Eingangswelle 13 angeordnet.
Zwischen dem Sonnenrad 37 und dem Sonnenradteil 15 der Eingangswelle 13 ist ein zweites Wälzlager 40 für das Sonnenradteil 15 eingebaut.
An dem Getriebeträger 5 sind um die Eingangswelle 13 herum mit gleichen Winkelabständen zueinander mehrere axial ausgerichtete Lagerzapfen 41 ausgebildet, von denen jeder über eine zweireihige Wälzlageranordnung 42 ein außenverzahntes Stirnrad 43 lagert, das sowohl mit dem Sonnenrad 37 als auch mit dem Hohlrad 28 kämmt. Die Bohrungen 34, für die der axialen Führung des Planetenstegs 27 dienenden Bundbolzen 38, befinden sich in den Lagerzapfen 41. Die Bohrungen 34 verlaufen in der Achse der Lagerzapfen 41.
Durch eine axiale Bewegung des zweites Sonnenrades 37, die hier nicht im Detail beschrieben wird, weil sie ausführlich in PTL1 beschrieben wurde, wird die Innenverzahnung 35 des Planetensteges 27 mit dem Sonnenrad 37 eingesteckt.
Um das Einstecken zwischen der Innenverzahnung 35 des Planetensteges 27 mit dem Sonnenrad 37 zu erleichtern, hat die vorliegende Erfindung eine Schalterleichterung erfunden, die in den nächsten Abschnitten mit Bezug auf den 2 bis 3 im Detail beschrieben wird.
2 zeigt einen axialen Schnitt einer Schaltvorrichtung, der entlang der Achse Ax der Schaltvorrichtung aufgenommen wurde.
Wie in 2 zu sehen ist, ist eine Schalterleichterung der Schaltvorrichtung durch eine Verbindungsvorrichtung ermöglicht, die einen Zwischenring 100 umfasst, der an dem Planetensteg 27, und insbesondere an der Innenverzahnung 35 des Planetensteges 27 verbunden ist.
Der Zwischenring 100 weist eine Außenkontur 102 auf, die der Innenkontur des Planetensteges 27 entspricht, um eine Verbindung zwischen der Innenkontur des Planetensteges 27 und der Außenkontur 102 des Zwischenringes 100 zu ermöglichen. Zwischen der Außenkontur 102 des Zwischenringes 100 und der Innenkontur des Planetensteges 27 ist einen Spalt D1 (siehe Schnittdarstellung von 3) angeordnet, um ein Ausweichen des Zwischenringes 100 radial und/oder in dem Drehsinn zu ermöglichen.
Deswegen ist es durch die vorliegende Erfindung nicht erforderlich, dass der Planetensteg 27 eine Innenverzahnung aufweist, da die Verbindung zwischen der Innenkontur des Planetensteges 27 und der Außenkontur 102 des Zwischenringes 100 durch irgendeine Kontur erfolgen kann.
Deswegen können anstelle einer Steckverzahnung andere formschlüssige Verbindungen verwendet werden. Wichtig ist es aber, dass ein Spalt D1 zwischen den Konturen angeordnet ist, um das Ausweichen zu ermöglichen.
Darüber hinaus umfasst die Verbindungsvorrichtung eine elastische Vorrichtung 110, die den Zwischenring 100 mit dem Planetensteg 27 verbindet und die konfiguriert ist, ein Ausweichen des Zwischenringes 100 radial und/oder in dem Drehsinn in einer Region zwischen dem Planetensteg 27 und dem Sonnenrad 37 zu ermöglichen.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, umfasst die elastische Vorrichtung 110 eine Mehrzahl von Federn, die entlang der Umfangsfläche des Zwischenringes 10 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform umfasst die elastische Vorrichtung drei Federn, die mit 120° Abstand entlang der Umfangsfläche des Zwischenringes 100 angeordnet sind.
In dem dargestellten Beispiel sind die Federn S-förmig. Alternativ zu den S-förmigen Federn 110 können auch andere Federn verwendet werden, die so positioniert sind und geeignet sind, dass die Federn den Zwischenring 100 im Planetensteg flexibel positionieren.
Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Sicherungsring 110 so in dem Getriebe angeordnet, dass damit eine axiale Position des Zwischenringes 100, entlang der Achse Ax der Eingangswelle 13 gesichert werden kann.
Der Zwischenring 100 weist eine Innenverzahnung 101 auf, die konfiguriert ist mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 37 einzugreifen. Insbesondere ist die elastische Vorrichtung 110 so konfiguriert, dass die Kräfte, die zwischen der Außenverzahnung des genannten Sonnenrades 37 und der Innenverzahnung 101 des Zwischenringes 100 entstehen, ein Ausweichen des Zwischenringes ermöglichen.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, dass es möglich ist, verschiedene Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der oben beschriebenen Lehre und innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche zu realisieren, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Darüber hinaus wurden die Bereiche, auf denen Fachleute kundig sein dürften, hier nicht beschrieben, um die beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Zum Beispiel, auch wenn diese Schalterleichterung in Kombination mit dem in PTL1 offenbarten Getriebe beschrieben wurde, ist es klar, dass diese Schalterleichterung auch für andere Arten von Getrieben benutzt werden kann. Vorzugsweise für Getriebe, die im Stillstand geschaltet werden.
Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die spezifischen veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018205862 A1 [0002]

Claims

Getriebestufe Folgendes umfassend: ein Sonnenrad (37), das entlang der Achse des Sonnenrades (37) zwischen einer ersten Position, an der das Sonnenrad (37) mit einem Planetensteg (27) durch eine Verbindungsvorrichtung mechanisch verbunden ist, und einer zweiten Position, an der das Sonnenrad (37) aus dem Planetensteg (27) entkoppelt ist, bewegt werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung folgendes umfasst einen Zwischenring (100), der an dem Planetensteg (27) verbunden ist; eine elastische Vorrichtung (110), die den Zwischenring (100) mit dem Planetensteg (27) verbindet und Konfiguriert ist, ein Ausweichen des Zwischenringes (100) radial und/oder in dem Drehsinn in einer Region zwischen dem Planetensteg (27) und dem Sonnenrad (37) zu ermöglichen.
Getriebestufe nach Anspruch 1, wobei der Zwischenring (100) eine Außenkontur (102) aufweist, die der Innenkontur des Planetensteges (27) entspricht, wobei zwischen der Außenkontur (102) des Zwischenringes (100) und der Innenkontur des Planetensteges (27) einen Spalt (D1) gibt, um ein Ausweichen des Zwischenringes (100) radial und/oder in dem Drehsinn zu ermöglichen.
Getriebestufe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Zwischenring (100) eine Innenverzahnung (101) aufweist, die konfiguriert ist mit einer Außenverzahnung des genannten Sonnenrades (37) einzugreifen, wenn das genannte Sonnenrad (37) von der zweiten Position zu der ersten Position gebracht wird, und wobei die elastische Vorrichtung so konfiguriert ist, dass die Kräfte, die zwischen der Außenverzahnung des genannten Sonnenrades (37) und der Innenverzahnung des Zwischenringes (100) entstehen, ein Ausweichen des Zwischenringes (100) ermöglichen.
Getriebestufe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Zwischenring (100) durch eine Steckverzahnung an einer Innenverzahnung des Planetensteges (27) verbunden ist.
Getriebestufe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Getriebe weiterhin einen Sicherungsring umfasst, der eine axiale Position des Zwischenringes (100) sichert.
Getriebestufe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elastische Vorrichtung eine Mehrzahl von Federn umfasst, die entlang der Umfangsfläche des Zwischenringes (100) angeordnet sind und die vorzugsweise einen konstanten Winkelabstand aufweisen.
Getriebestufe nach Anspruch 6, wobei die Federn S-förmig sind.
Getriebestufe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Getriebestufe weiterhin eine Welle (13) umfasst, die konfiguriert ist, eine Drehbewegung an die Getriebestufe bereitzustellen, wobei das Sonnenrad (37) drehbar auf der Welle (13) gelagert ist.
Getriebestufe nach Anspruch 8, wobei die Getriebestufe weiterhin eine Planetengetriebestufe (10) umfasst, wobei diese ein außenverzahntes Sonnenrad (18) umfasst, das über die Welle (13) antreibbar ist, ein innenverzahntes Hohlrad (28), und den drehbar gelagerten Planetensteg (27) umfasst, an dem mindestens ein außenverzahntes Planetenrad (25) drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Sonnenrad (18) als auch mit dem Hohlrad (28) in Eingriff steht.