DE102022004088A1 - Transmission device for a motor vehicle and motor vehicle, in particular motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stirnraddifferential (12), welches ein erstes Sonnenrad (14) aufweist, welches als ein erster Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein erstes Stirnrad ausgebildet ist und einen ersten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Das Stirnraddifferential (12) umfasst ein koaxial zum dem ersten Sonnenrad (14) angeordnetes, zweites Sonnenrad (16), welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnraddifferentials (12) und als ein zweites Stirnrad ausgebildet ist und einen von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, zweiten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Das Stirnraddifferential (12) umfasst wenigstens einen Planetenradsatz (26), mittels welchem die Sonnenräder (14, 16) derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenräder (14, 16) gegensinnig drehbar sind, wobei der Planetenradsatz (26) einen Planetenträger (28) aufweist. Der Planetenradsatz (26) umfasst ein erstes Differentialplanetenrad (30), welches in das erste Sonnenrad (14) eingreift, einen dritten Wälzkreisdurchmesser aufweist und um eine erste Planetendrehachse (32) relativ zu dem Planetenträger (28) drehbar an dem Planetenträger (28) gehalten ist.The invention relates to a transmission device (10) for a motor vehicle, with a spur gear differential (12) which has a first sun gear (14) which is designed as a first output of the spur gear differential (12) and as a first spur gear and has a first pitch circle diameter. The spur gear differential (12) comprises a second sun gear (16) which is arranged coaxially to the first sun gear (14), which is designed as a second output of the spur gear differential (12) and as a second spur gear and has a second pitch circle diameter which is different from the first pitch circle diameter. The spur gear differential (12) comprises at least one planetary gear set (26) by means of which the sun gears (14, 16) are coupled to one another in such a way that the sun gears (14, 16) can rotate in opposite directions, the planetary gear set (26) having a planet carrier (28). The planetary gear set (26) comprises a first differential planetary gear (30) which engages with the first sun gear (14), has a third pitch circle diameter and is held on the planetary carrier (28) so as to be rotatable about a first planetary axis of rotation (32) relative to the planetary carrier (28).
Description
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einer solchen Getriebevorrichtung.The invention relates to a transmission device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, with such a transmission device.
Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Getriebevorrichtung zu schaffen, so dass eine besonders kompakte und gewichtsgünstige Bauweise sowie eine besonders hohe Drehmomentendichte der Getriebevorrichtung realisiert werden können.The object of the present invention is to provide a transmission device for a motor vehicle and a motor vehicle with such a transmission device, so that a particularly compact and lightweight design and a particularly high torque density of the transmission device can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a transmission device having the features of patent claim 1 and by a motor vehicle having the features of patent claim 15. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Getriebevorrichtung aufweist und über die Getriebevorrichtung insbesondere mittels eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann. Insbesondere können beispielsweise über die Getriebevorrichtung einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs, insbesondere derselben, einfach auch als Achse bezeichneten Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs, angetrieben werden, um dadurch das Kraftfahrzeug insgesamt anzutreiben.A first aspect of the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car. This means that the motor vehicle in its fully manufactured state has the transmission device and can be driven via the transmission device, in particular by means of a drive motor of the motor vehicle. In particular, for example, vehicle wheels, also referred to simply as wheels, of the motor vehicle, in particular the same vehicle axle of the motor vehicle, also referred to simply as an axle, can be driven via the transmission device in order to drive the motor vehicle as a whole.
Die Getriebevorrichtung weist ein Stirnraddifferential auf, welches auch als Stirnradifferentialgetriebe bezeichnet wird. Das Stirnradifferential ist somit ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe, welches als Stirnradifferential ausgebildet ist. Beispielsweise können die genannten Fahrzeugräder über das Stirnradifferential, insbesondere von einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs, angetrieben werden. Dabei weist beispielsweise das Stirnradifferential die hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannte Funktion auf, ein von der Antriebswelle bereitgestelltes oder bereitstellbares Antriebsdrehmoment auf die Fahrzeugräder, insbesondere auf Seitenwellen, über welche die Fahrzeugräder angetrieben werden können, aufzuteilen und zu übertragen. Ferner weist beispielsweise das Stirnradifferential die Funktion auf, bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder und somit der Seitenwellen zuzulassen, derart, dass sich das kurvenäußere Fahrzeugrad mit einer größeren Drehzahl drehen kann oder dreht als das kurveninnere Fahrzeugrad, insbesondere während die Fahrzeugräder über das Stirnradifferential von der Antriebswelle antreibbar sind oder angetrieben werden. Die genannten Seitenwellen können beispielsweise Bestandteil des Stirnradifferentials sein. Ein erstes der Fahrzeugräder ist dabei beispielsweise von einer ersten der Seitenwellen antreibbar, und ein zweites der Fahrzeugräder ist von einer zweiten der Seitenwellen antreibbar. Insbesondere können die Seitenwellen koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere sind die Fahrzeugräder auf in Fahrzeugquerrichtung des einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet.The transmission device has a spur gear differential, which is also referred to as a spur gear differential. The spur gear differential is thus a differential gear, also simply referred to as a differential, which is designed as a spur gear differential. For example, the vehicle wheels mentioned can be driven via the spur gear differential, in particular by a drive shaft of the motor vehicle. The spur gear differential, for example, has the function, which is well known from the prior art, of dividing and transmitting a drive torque provided or available by the drive shaft to the vehicle wheels, in particular to side shafts via which the vehicle wheels can be driven. Furthermore, the spur gear differential, for example, has the function of allowing different speeds of the vehicle wheels and thus the side shafts when the motor vehicle is cornering, such that the vehicle wheel on the outside of the curve can or does rotate at a higher speed than the vehicle wheel on the inside of the curve, in particular while the vehicle wheels can or are driven by the drive shaft via the spur gear differential. The side shafts mentioned can, for example, be part of the spur gear differential. A first of the vehicle wheels can be driven by a first of the side shafts, for example, and a second of the vehicle wheels can be driven by a second of the side shafts. In particular, the side shafts can be arranged coaxially to one another. In particular, the vehicle wheels are arranged on opposite sides of the vehicle in the transverse direction of the motor vehicle, also referred to simply as the vehicle.
Das Stirnradifferential weist ein erstes Sonnenrad auf, welches als ein erster Abtrieb des Stirnradifferentials und als ein erstes Stirnrad ausgebildet ist. Das erste Sonnenrad weist einen ersten Wälzkreisdurchmesser auf. Insbesondere weist das erste Sonnenrad einen ersten Teilkreisdurchmesser auf. Beispielsweise ist das erste Sonnenrad, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden, so dass beispielsweise die erste Seitenwelle von dem ersten Sonnenrad antreibbar ist und so dass beispielsweise das erste Fahrzeugrad über die erste Seitenwelle von dem ersten Sonnenrad antreibbar ist. Das Stirnradifferential weist außerdem ein zweites Sonnenrad auf, welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnradifferentials und als ein zweites Stirnrad ausgebildet ist. Beispielsweise ist das zweite Sonnenrad, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden, so dass die zweite Seitenwelle von dem zweiten Sonnenrad antreibbar ist. Somit ist das zweite Fahrzeugrad über die zweite Seitenwelle von dem zweiten Sonnenrad antreibbar. Die Sonnenräder sind koaxial zueinander angeordnet. Mit anderen Worten ist beispielsweise das zweite Sonnenrad zu einer Umlaufachse des ersten Sonnenrades gleichachsig angeordnet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt: Das erste Sonnenrad ist beispielsweise, insbesondere relativ zu einem Gehäuse der Getriebevorrichtung, um eine erste Sonnenraddrehachse drehbar. Dabei ist beispielsweise das erste Sonnenrad zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet. Das zweite Sonnenrad ist beispielsweise um eine zweite Sonnenraddrehachse relativ zu dem Gehäuse, in welchem beispielsweise das zweite Sonnenrad zumindest teilweise angeordnet ist, drehbar, wobei dadurch, dass die Sonnenräder koaxial zueinander angeordnet sind, die Sonnenraddrehachsen zusammenfallen. Insbesondere ist beispielsweise die erste Seitenwelle koaxial zu dem ersten Sonnenrad angeordnet, und beispielsweise die zweite Seitenwelle koaxial zu dem zweiten Sonnenrad angeordnet.The spur gear differential has a first sun gear, which is designed as a first output of the spur gear differential and as a first spur gear. The first sun gear has a first pitch circle diameter. In particular, the first sun gear has a first pitch circle diameter. For example, the first sun gear is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the first side shaft, so that, for example, the first side shaft can be driven by the first sun gear and so that, for example, the first vehicle wheel can be driven by the first sun gear via the first side shaft. The spur gear differential also has a second sun gear, which is designed as a second output of the spur gear differential and as a second spur gear. For example, the second sun gear is connected, in particular permanently, in a rotationally fixed manner to the second side shaft, so that the second side shaft can be driven by the second sun gear. The second vehicle wheel can thus be driven by the second sun gear via the second side shaft. The sun gears are arranged coaxially to one another. In other words, for example, the second sun gear is arranged coaxially to an axis of rotation of the first sun gear. In other words: The first sun gear is rotatable, for example, in particular relative to a housing of the transmission device, about a first sun gear rotation axis. The first sun gear is arranged at least partially in the housing. The second sun gear is rotatable, for example, about a second sun gear rotation axis relative to the housing in which the second sun gear is arranged at least partially, for example, because the sun gears are arranged coaxially to one another, the sun gear rotation axes coincide. In particular, for example, the first side shaft is arranged coaxially to the first sun gear, and for example the second side shaft is arranged coaxially to the second sun gear.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, verstanden werden, dass die zwei Bauelemente einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet und dadurch drehfest miteinander verbunden sind, so dass die zwei einstückig miteinander ausgebildeten Bauelemente als ein Monoblock ausgebildet, das heißt durch einen Monoblock gebildet sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die einstückig miteinander ausgebildeten Bauelemente durch einen einstückigen und somit integral hergestellten, integralen Körper gebildet. Ferner ist es denkbar, dass die zwei drehfest miteinander verbundenen Bauelemente separat voneinander ausgebildet und, insbesondere durch eine Fügetechnik, drehfest miteinander verbunden sind. Die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente sind oder werden um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehbar oder gedreht, insbesondere wenn die Bauelemente angetrieben werden, so dass sich die Bauelemente gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um die Bauelementdrehachse insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehen oder drehen können. Außerdem sind um die Bauelementdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen den Bauelementen unterbunden.In the context of the present disclosure, the feature that two components are connected to one another in a rotationally fixed manner can be understood to mean that the two components are formed in one piece, thus formed from a single piece and are thereby connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the two components formed in one piece are formed as a monoblock, i.e. are formed by a monoblock. In other words, the components formed in one piece are formed by a one-piece and thus integrally manufactured, integral body. Furthermore, it is conceivable that the two components connected to one another in a rotationally fixed manner are formed separately from one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular by a joining technique. The components connected to one another in a rotationally fixed manner are or will be rotatable or rotated about a component rotation axis common to the components, in particular relative to the housing, in particular when the components are driven, so that the components can rotate or rotate together or simultaneously at the same angular velocity about the component rotation axis, in particular relative to the housing. In addition, relative rotations between the components about the component rotation axis are prevented.
Das als zweites Stirnrad ausgebildete, zweite Sonnenrad weist einen zweiten Wälzkreisdurchmesser auf, welcher von dem ersten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlich ist. Somit ist beispielsweise der erste Wälzkreisdurchmesser größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser oder umgekehrt. Insbesondere weist das zweite Sonnenrad einen zweiten Teilkreisdurchmesser auf, welcher von dem ersten Teilkreisdurchmesser unterschiedlich ist, so dass beispielsweise der erste Teilkreisdurchmesser größer als der zweite Teilkreisdurchmesser ist oder umgekehrt.The second sun gear, designed as a second spur gear, has a second pitch circle diameter which is different from the first pitch circle diameter. Thus, for example, the first pitch circle diameter is larger than the second pitch circle diameter or vice versa. In particular, the second sun gear has a second pitch circle diameter which is different from the first pitch circle diameter, so that, for example, the first pitch circle diameter is larger than the second pitch circle diameter or vice versa.
Die Getriebevorrichtung weist außerdem einen Planetenradsatz auf, welcher auch als Planetenanordnung oder umlaufende Planetenanordnung bezeichnet wird. Mittels des Planetenradsatzes oder über den Planetenradsatz sind die Sonnenräder derart miteinander gekoppelt, dass die Sonnenräder gegensinnig drehbar sind. Hierunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Die genannten Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente des auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an einem Boden wie beispielsweise einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Werden die Fahrzeugräder und somit das Kraftfahrzeug angetrieben, so dass das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren wird, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente (Fahrzeugräder) an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Wird nun beispielsweise das Kraftfahrzeug zumindest teilweise derart angehoben, dass die Fahrzeugräder den Boden nicht berühren und sozusagen in der Luft schweben, und werden dann beispielsweise das erste Fahrzeugrad und somit die erste Seitenwelle und das erste Sonnenrad um die erste Sonnenraddrehachse in eine erste Drehrichtung gedreht, so werden dadurch über den Planetenradsatz, wie es von herkömmlichen Differentialgetrieben hinlänglich bekannt ist, das zweite Sonnenrad und die zweite Seitenwelle und über die zweite Seitenwelle das zweite Fahrzeugrad derart angetrieben, dass das zweite Sonnenrad und somit beispielsweise die zweite Seitenwelle um die zweite Sonnenraddrehachse und somit um die erste Sonnenraddrehachse in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, zweite Drehrichtung, mithin gegensinnig zu dem ersten Sonnenrad gedreht werden.The transmission device also has a planetary gear set, which is also referred to as a planetary arrangement or orbiting planetary arrangement. By means of the planetary gear set or via the planetary gear set, the sun gears are coupled to one another in such a way that the sun gears can rotate in opposite directions. This can be understood in particular as the following: The vehicle wheels mentioned are ground contact elements of the motor vehicle, also referred to as the vehicle, which can be or is supported on a ground such as a roadway via the ground contact elements in the vertical direction of the motor vehicle. If the vehicle wheels and thus the motor vehicle are driven so that the motor vehicle is driven along the ground while the motor vehicle is supported on the ground via the ground contact elements (vehicle wheels) in the vertical direction of the vehicle, the vehicle wheels roll, in particular directly, on the ground. If, for example, the motor vehicle is now at least partially raised in such a way that the vehicle wheels do not touch the ground and are, so to speak, floating in the air, and then, for example, the first vehicle wheel and thus the first side shaft and the first sun gear are rotated about the first sun gear axis of rotation in a first direction of rotation, the second sun gear and the second side shaft are thereby driven via the planetary gear set, as is well known from conventional differential gears, and the second vehicle wheel is driven via the second side shaft in such a way that the second sun gear and thus, for example, the second side shaft are rotated about the second sun gear axis of rotation and thus about the first sun gear axis of rotation in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, thus in the opposite direction to the first sun gear.
Der Planetenradsatz weist einen Planetenträger auf, welcher vorzugsweise koaxial zu den Sonnenrädern angeordnet ist. Der Planetenträger ist beispielsweise um eine Planetenträgerdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar, wobei der Planetenträger zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Planetenträgerdrehachse mit den Sonnenraddrehachsen zusammenfällt, so dass vorzugsweise der Planetenträger koaxial zu den Sonnenrädern angeordnet ist. Der Planetenradsatz weist des Weiteren wenigstens ein erstes Differentialplanetenrad auf, welches in das erste Sonnenrad eingreift, mithin mit dem ersten Sonnenrad kämmt oder in Eingriff mit dem ersten Sonnenrad steht. Das erste Differentialplanetenrad weist einen dritten Wälzkreisdurchmesser auf. Insbesondere weist das erste Differentialplanetenrad einen dritten Teilkreisdurchmesser auf. Beispielsweise weist der Planetenradsatz wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere erste Differentialplanetenräder auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen ersten Differentialplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere erste Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Wenn zuvor und im Folgenden von dem ersten Differentialplanetenrad die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das wenigstens eine erste Differentialplanetenrad zu verstehen. Das erste Differentialplanetenrad ist um eine erste Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten. Vorzugsweise verläuft die erste Planetendrehachse parallel zu der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder parallel zu der Planetenträgerdrehachse, wobei vorzugsweise die erste Planetendrehachse von der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder von der Planetenträgerdrehachse beabstandet ist.The planetary gear set has a planet carrier, which is preferably arranged coaxially to the sun gears. The planet carrier is rotatable, for example, about a planet carrier axis of rotation relative to the housing, wherein the planet carrier can be arranged at least partially in the housing. In particular, it is conceivable that the planet carrier axis of rotation coincides with the sun gear axes of rotation, so that the planet carrier is preferably arranged coaxially to the sun gears. The planetary gear set also has at least one first differential planet gear, which engages in the first sun gear, thus meshes with the first sun gear or is in engagement with the first sun gear. The first differential planet gear has a third pitch circle diameter. In particular, the first differential planet gear has a third pitch circle diameter. For example, the planetary gear set has at least one further or several further first differential planet gears, wherein the previous and following statements on the at least one first differential planet gear can also be easily transferred to the respective, further first differential planet gear and vice versa. When the first differential planetary gear is mentioned above and below, this is to be understood as at least one first differential planetary gear, unless otherwise stated. The first differential planetary gear is connected by a first planet rotation axis is held rotatably on the planet carrier relative to the planet carrier. Preferably, the first planetary rotation axis runs parallel to the respective sun gear rotation axis and/or parallel to the planet carrier rotation axis, wherein preferably the first planetary rotation axis is spaced from the respective sun gear rotation axis and/or from the planet carrier rotation axis.
Der Planetenradsatz weist des Weiteren wenigstens ein zweites Differentialplanetenrad auf. Es ist denkbar, dass der Planetenradsatz wenigstens ein weiteres zweites oder mehrere, weitere zweite Differentialplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem wenigstens einen zweiten Differentialplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere zweite Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem zweiten Differentialplanetenrad ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das wenigstens eine zweite Differentialplanetenrad zu verstehen. Das zweite Differentialplanetenrad greift in das zweite Sonnenrad ein. Mithin ist es vorgesehen, dass das zweite Differentialplanetenrad mit dem zweiten Sonnenrad kämmt oder in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad steht. Das zweite Differentialplanetenrad ist um eine parallel zu der ersten Planetendrehachse verlaufende und von der ersten Planetendrehachse beabstandete, zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten. Beispielsweise verläuft die zweite Planetendrehachse parallel zur jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder parallel zur Planetenträgerdrehachse, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die zweite Planetendrehachse von der jeweiligen Sonnenraddrehachse und/oder von der Planetenträgerdrehachse beabstandet ist.The planetary gear set also has at least one second differential planet gear. It is conceivable that the planetary gear set has at least one further second or several further second differential planet gears, wherein the previous and following statements on the at least one second differential planet gear can also be easily applied to the respective further second differential planet gear and vice versa. When the second differential planet gear is mentioned above and below, this is to be understood as the at least one second differential planet gear, unless otherwise stated. The second differential planet gear engages with the second sun gear. It is therefore provided that the second differential planet gear meshes with the second sun gear or is in engagement with the second sun gear. The second differential planet gear is held on the planet carrier so as to be rotatable about a second planetary axis of rotation running parallel to the first planetary axis of rotation and spaced apart from the first planetary axis of rotation. For example, the second planetary axis of rotation runs parallel to the respective sun gear axis of rotation and/or parallel to the planet carrier axis of rotation, wherein it is preferably provided that the second planetary axis of rotation is spaced from the respective sun gear axis of rotation and/or from the planet carrier axis of rotation.
Der Planetenradsatz weist außerdem wenigstens ein koaxial zu dem ersten Differentialplanetenrad angeordnetes, drehfest mit dem ersten Differentialplanetenrad verbundenes und in das zweite Differentialplanetenrad eingreifendes, mithin in Eingriff mit dem zweiten Differentialplanetenrad stehendes oder mit dem zweiten Differentialplanetenrad kämmendes und dadurch die Differentialplanetenräder miteinander koppelndes Koppelplanetenrad auf, welches einen von dem dritten Wälzkreisdurchmesser unterschiedlichen, vierten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Insbesondere weist das Koppelplanetenrad einen von dem dritten Teilkreisdurchmesser unterschiedlichen, vierten Teilkreisdurchmesser auf. Das erste Differentialplanetenrad und das zweite Differentialplanetenrad bilden beispielsweise eine Differentialplanetenradgruppe, wobei es denkbar ist, dass das Stirnradifferential wenigstens eine weitere oder mehrere weitere Differentialplanetenradgruppen aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu der ersten Differentialplanetenradgruppe ohne weiteres auch auf die jeweilige, weitere Differentialplanetenradgruppe übertragbar sind und umgekehrt.The planetary gear set also has at least one coupling planetary gear arranged coaxially to the first differential planetary gear, connected in a rotationally fixed manner to the first differential planetary gear and engaging in the second differential planetary gear, thus engaging with the second differential planetary gear or meshing with the second differential planetary gear and thereby coupling the differential planetary gears to one another, which coupling planetary gear has a fourth pitch circle diameter that is different from the third pitch circle diameter. In particular, the coupling planetary gear has a fourth pitch circle diameter that is different from the third pitch circle diameter. The first differential planetary gear and the second differential planetary gear form, for example, a differential planetary gear group, it being conceivable that the spur differential has at least one further or several further differential planetary gear groups, the previous and following statements on the first differential planetary gear group being readily transferable to the respective further differential planetary gear group and vice versa.
Das Koppelplanetenrad und das erste Differentialplanetenrad bilden ein Differentialstufenplanetenrad, welches um die erste Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten ist. Die Differentialplanetenräder und das Koppelplanetenrad sind weitere Stirnräder des Stirnraddifferentials. Das erste Differentialstufenplanetenrad weist das erste Differentialplanetenrad als ersten Stufenplaneten und das Koppelplanetenrad als zweiten Stufenplaneten auf. Mit anderen Worten wird das erste Differentialplanetenrad auch als erster Stufenplanet bezeichnet, und das Koppelplanetenrad wird auch als zweiter Stufenplanet bezeichnet. Es ist denkbar, dass das Stirnradifferential wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere Differentialstufenplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Differentialstufenplanetenrad ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere Differentialstufenplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt.The coupling planetary gear and the first differential planetary gear form a differential stage planetary gear which is held on the planetary carrier so as to be rotatable about the first planetary axis of rotation relative to the planetary carrier. The differential planetary gears and the coupling planetary gear are further spur gears of the spur gear differential. The first differential stage planetary gear has the first differential planetary gear as the first stage planet and the coupling planetary gear as the second stage planet. In other words, the first differential planetary gear is also referred to as the first stage planet and the coupling planetary gear is also referred to as the second stage planet. It is conceivable that the spur gear differential has at least one further or several further differential stage planetary gears, wherein the previous and following statements regarding the first differential stage planetary gear can also be easily transferred to the respective further differential stage planetary gear and vice versa.
Das Differentialstufenplanetenrad und das zweite Differentialplanetenrad sind auf unterschiedlichen Achsen angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Planetendrehachse und die zweite Planetendrehachse parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind, insbesondere in radialer Richtung des Planetenradsatzes und/oder in um die axiale Richtung des Planetenradsatzes verlaufender Umfangsrichtung des Planetenradsatzes.The differential stage planetary gear and the second differential planetary gear are arranged on different axes. This means in particular that the first planetary axis of rotation and the second planetary axis of rotation run parallel to one another and are spaced apart from one another, in particular in the radial direction of the planetary gear set and/or in the circumferential direction of the planetary gear set running around the axial direction of the planetary gear set.
Um nun eine besonders kompakte, mithin bauraumgünstige sowie besonders gewichtsgünstige Bauweise und eine besonders hohe Drehmomentendichte der Getriebevorrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein erstes Verhältnis zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser und ein zweites Verhältnis zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser gleich sind. Beispielsweise ist das erste Verhältnis ein erster Quotient, der in seinem ersten Zähler den ersten Wälzkreisdurchmesser und in seinem ersten Nenner den zweiten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das zweite Verhältnis ein zweiter Quotient ist, welcher in seinem zweiten Zähler den dritten Wälzkreisdurchmesser und in seinem zweiten Nenner den vierten Wälzkreisdurchmesser aufweist. Somit ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Quotienten gleich sind. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Wälzkreisdurchmessern können auch auf die Teilkreisdurchmesser übertragen werden und umgekehrt.In order to be able to achieve a particularly compact, space-saving and particularly lightweight design and a particularly high torque density of the gear device, the invention provides that a first ratio between the first pitch circle diameter and the second pitch circle diameter and a second ratio between the third pitch circle diameter and the fourth pitch circle diameter are equal. For example, the first ratio is a first quotient which has the first pitch circle diameter in its first numerator and the second pitch circle diameter in its first denominator. It is very preferably provided that the second ratio is a second quotient which has the third pitch circle diameter in its second numerator and the fourth pitch circle diameter in its second denominator. The invention therefore provides that the quotients are equal. The previous and following statements on the pitch circle diameters can also be transferred to the pitch circle diameters and vice versa.
Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von den Sonnenrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad zu verstehen. Das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad werden zusammenfassend auch als Abtriebe oder Abtriebssonnenräder bezeichnet, wobei das erste Sonnenrad ein erstes der Abtriebssonnenräder und das zweite Sonnenrad ein zweites der Abtriebssonnenräder ist.When the sun gears are mentioned above and below, this means the first sun gear and the second sun gear, unless otherwise stated. The first sun gear and the second sun gear are collectively referred to as outputs or output sun gears, with the first sun gear being a first of the output sun gears and the second sun gear being a second of the output sun gears.
Die Erfindung ermöglicht es, das zuvor genannte Antriebsdrehmoment zu gleichen Teilen, das heißt hälftig, auf die Abtriebssonnenräder aufteilen und somit übertragen, mithin eine sogenannte 50:50-Drehmomentenaufteilung realisieren zu können. Hierfür sind die Abtriebssonnenräder hinsichtlich ihrer Wälzkreisdurchmesser leicht unterschiedlich, das heißt unterschiedlich groß ausgeführt. Dabei können jedoch ungünstige, extreme Profilverschiebungen und daraus resultierende, nachteilige Auswirkungen auf ein Tragverhalten von Verzahnungen des Stirnradifferentials vermieden werden. In der Folge kann die Getriebevorrichtung besonders gewichts- und bauraumgünstig ausgestaltet werden, und es kann eine hohe Drehmomentdichte realisiert werden.The invention makes it possible to divide the aforementioned drive torque equally, i.e. half, between the output sun gears and thus to transmit it, thus realizing a so-called 50:50 torque distribution. For this purpose, the output sun gears are designed to be slightly different in terms of their pitch circle diameters, i.e. different sizes. However, this can avoid unfavorable, extreme profile shifts and the resulting adverse effects on the load-bearing behavior of the gear teeth of the spur gear differential. As a result, the transmission device can be designed to be particularly weight- and space-efficient, and a high torque density can be achieved.
Um eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Differentialplanetenrad eine erste Verzahnung mit einer ersten Zähnezahl und einem ersten Verzahnungsmodul aufweist, wobei die erste Verzahnung in das erste Sonnenrad eingreift. Die erste Verzahnung weist erste Zähne mit einer jeweiligen, ersten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die ersten Zahnhöhen gleich sind. Das Koppelplanetenrad weist eine zweite Verzahnung mit einer zweiten Zähnezahl und einem zweiten Verzahnungsmodul auf, wobei die zweite Verzahnung in das zweite Differentialplanetenrad eingreift. Die zweite Verzahnung weist zweite Zähne mit einer jeweiligen, zweiten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die zweiten Zahnhöhen gleich sind.In order to be able to realize a particularly compact design, one embodiment of the invention provides that the first differential planetary gear has a first toothing with a first number of teeth and a first toothing module, wherein the first toothing engages in the first sun gear. The first toothing has first teeth with a respective first tooth height, wherein the first tooth heights are preferably the same. The coupling planetary gear has a second toothing with a second number of teeth and a second toothing module, wherein the second toothing engages in the second differential planetary gear. The second toothing has second teeth with a respective second tooth height, wherein the second tooth heights are preferably the same.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Differentialplanetenrad in das erste Sonnenrad eingreift, aber vorzugsweise greift das erste Differentialplanetenrad nicht in das Koppelplanetenrad, nicht in das zweite Sonnenrad und nicht in das zweite Differentialplanetenrad ein. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Koppelplanetenrad in das zweite Differentialplanetenrad eingreift, aber vorzugsweise greift das Koppelplanetenrad nicht in das erste Differentialplanetenrad und nicht in das erste Sonnenrad ein, und vorzugsweise greift das Koppelplanetenrad nicht in das zweite Sonnenrad ein. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Differentialplanetenrad in das zweite Sonnenrad und in das Koppelplanetenrad eingreift, wobei vorzugsweise das zweite Differentialplanetenrad nicht in das erste Sonnenrad und nicht in das erste Differentialplanetenrad eingreift.Preferably, it is provided that the first differential planetary gear engages with the first sun gear, but preferably the first differential planetary gear does not engage with the coupling planetary gear, the second sun gear, or the second differential planetary gear. Furthermore, it is preferably provided that the coupling planetary gear engages with the second differential planetary gear, but preferably the coupling planetary gear does not engage with the first differential planetary gear or the first sun gear, and preferably the coupling planetary gear does not engage with the second sun gear. Furthermore, it is preferably provided that the second differential planetary gear engages with the second sun gear and the coupling planetary gear, wherein preferably the second differential planetary gear does not engage with the first sun gear or the first differential planetary gear.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Zähnezahl und die zweite Zähnezahl gleich sind, wobei sich der erste Verzahnungsmodul und der zweite Verzahnungsmodul voneinander unterscheiden, und wobei sich die jeweilige, erste Zahnhöhe und die jeweilige, zweite Zahnhöhe voneinander unterscheiden. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.A further embodiment of the invention is characterized in that the first number of teeth and the second number of teeth are the same, the first tooth module and the second tooth module differ from one another, and the respective first tooth height and the respective second tooth height differ from one another. This allows the installation space requirement to be kept particularly low.
Um eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung derart rotatorisch zueinander orientiert sind, insbesondere um die erste Planetendrehachse betrachtet, dass eine jeweilige, auch als Zahnlücke bezeichnete Lücke der ersten Verzahnung mit einer jeweiligen, auch als Zahnlücke bezeichneten Lücke der zweiten Verzahnung des Koppelplaneten fluchtet. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die oder alle Zahnlücken der ersten Verzahnung mit den oder allen Zahnlücken der zweiten Verzahnung fluchten, insbesondere in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet.In order to be able to realize a particularly compact design, it is provided in a further embodiment of the invention that the first toothing and the second toothing are oriented rotationally to one another, in particular when viewed around the first planetary axis of rotation, such that a respective gap, also referred to as a tooth gap, of the first toothing is aligned with a respective gap, also referred to as a tooth gap, of the second toothing of the coupling planet. In other words, it is preferably provided that the or all tooth gaps of the first toothing are aligned with the or all tooth gaps of the second toothing, in particular in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus viewed along the first planetary axis of rotation.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der der zweite Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet sind, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet nicht als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente ausgebildet sind, sondern vorzugsweise sind der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet, so dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblick gebildet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet durch einen einstückigen und somit integral hergestellten Körper gebildet sind, welcher aus einem einzigen Stück gebildet ist. Dadurch können der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first stepped planet and the second stepped planet are designed as one piece with one another, and are therefore made from a single piece. In other words, it is preferably provided that the first stepped planet and the second stepped planet are not designed as separate and interconnected components, but rather the first stepped planet and the second stepped planet are preferably designed as one piece with one another, so that the first stepped planet and the second stepped planet are designed as a monoblock or are formed by a monoblock. In other words, it is preferably provided that the first stepped planet and the second stepped planet are formed by a one-piece and thus integrally manufactured body, which is made from a single piece. This allows the installation space requirement, the weight and the costs to be kept to a particularly low level.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet zwischen dem ersten Stufenplaneten, welcher eine in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten verlaufende, erste Breite aufweist, und dem zweiten Stufenplaneten, welcher eine in axialer Richtung des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse verlaufende, auch als Koppelbreite bezeichnete, zweite Breite aufweist, ein Übergangsbereich vorgesehen, ausgebildet oder angeordnet ist, wobei der Übergangsbereich eine auch als Übergangsbreite bezeichnete, dritte Breite aufweist. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die erste Breite und die zweite Breite gleich sind. Ferner ist es denkbar, dass sich die erste Breite und die zweite Breite voneinander unterscheiden. Ferner können die erste Breite und die dritte Breite gleich sein, oder die dritte Breite und die erste Breite unterscheiden sich voneinander. Ferner ist denkbar, dass die zweite Breite und die dritte Breite gleich sind, oder die dritte Breite und die zweite Breite unterscheiden sich voneinander. Insbesondere ist es denkbar, dass der Übergangsbereich frei von einer Verzahnung ist, oder in dem Übergangsbereich ist eine auch als Übergangsverzahnung bezeichnete Verzahnung vorgesehen, welche beispielsweise einstückig mit der ersten Verzahnung und/oder einstückig mit der zweiten Verzahnung ausgebildet sein kann.A further embodiment of the invention is characterized in that, viewed in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet and thus along the first planetary axis of rotation, between the first stepped planet, which has a A transition region is provided, formed or arranged between the first stepped planet and the second stepped planet, which has a second width running in the axial direction of the second stepped planet and thus along the first planetary axis of rotation, also referred to as the coupling width, a transition region is provided, formed or arranged, the transition region having a third width, also referred to as the transition width. In principle, it is conceivable that the first width and the second width are the same. Furthermore, it is conceivable that the first width and the second width differ from one another. Furthermore, the first width and the third width can be the same, or the third width and the first width can differ from one another. Furthermore, it is conceivable that the second width and the third width are the same, or the third width and the second width differ from one another. In particular, it is conceivable that the transition region is free of teeth, or teeth, also referred to as transition teeth, are provided in the transition region, which can, for example, be formed integrally with the first teeth and/or integrally with the second teeth.
Beispielsweise befindet sich in dem Übergangsbereich ein Werkzeugauslauf eines Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der ersten Verzahnung des ersten Differentialplanetenrads und/oder zum Herstellen der zweiten Verzahnung des Koppelplanetenrads. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine radiale Außenkontur des Differentialstufenplanetenrads, insbesondere eine radiale Außenkontur und somit eine in radialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads nach außen hin weisende Außenkontur des Differentialstufenplanetenrads, in dem Übergangsbereich einen ersten Kopfkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung des Koppelplanetenrads nicht unterschreitet, sondern von dem ersten Kopfkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung des Koppelplanetenrads, insbesondere kontinuierlich, auf einen zweiten Kopfkreisdurchmesser der ersten Verzahnung des ersten Differentialplanetenrads ansteigt oder anwächst. Somit ist beispielsweise der zweite Kopfkreisdurchmesser größer als der erste Kopfkreisdurchmesser. Die jeweilige, zuvor genannte Breite verläuft in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten, mithin in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit entlang der ersten Planetendrehachse. Hierdurch kann insbesondere in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads und somit der Getriebevorrichtung insgesamt betrachtet eine besonders kompakte Bauweise gewährleistet werden.For example, in the transition region there is a tool outlet of a gear cutting tool for producing the first toothing of the first differential planetary gear and/or for producing the second toothing of the coupling planetary gear. Furthermore, it is preferably provided that a radial outer contour of the differential stage planetary gear, in particular a radial outer contour and thus an outer contour of the differential stage planetary gear pointing outwards in the radial direction of the differential stage planetary gear, does not fall below a first tip circle diameter of the second toothing of the coupling planetary gear in the transition region, but increases or grows from the first tip circle diameter of the second toothing of the coupling planetary gear, in particular continuously, to a second tip circle diameter of the first toothing of the first differential planetary gear. Thus, for example, the second tip circle diameter is larger than the first tip circle diameter. The respective previously mentioned width runs in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet, thus in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus along the first planetary axis of rotation. This ensures a particularly compact design, particularly in the axial direction of the differential stage planetary gear and thus of the transmission device as a whole.
Um insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die dritte Breite des Übergangsbereiches, insbesondere signifikant, kleiner als die erste Breite des ersten Stufenplaneten, insbesondere der ersten Verzahnung, und, insbesondere signifikant, kleiner als die zweite Breite des zweiten Stufenplaneten, insbesondere der zweiten Verzahnung, ist. Vorzugsweise ist die erste Breite eine erste Verzahnungsbreite der ersten Verzahnung, und vorzugsweise ist die zweite Breite eine zweite Verzahnungsbreite der zweiten Verzahnung. Unter dem Merkmal, dass die dritte Breite signifikant kleiner als die erste Breite und signifikant kleiner als die zweite Breite ist, ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise die dritte Breite höchstens 90 Prozent, insbesondere höchstens 80 Prozent, ganz insbesondere höchstens 70 Prozent und ganz insbesondere höchstens 60 Prozent, der ersten Breite und der zweiten Breite beträgt, wenn die erste Breite und zweite Breite gleich sind, und dass die dritte Breite beispielsweise höchstens 90 Prozent, insbesondere höchstens 80 Prozent, ganz insbesondere höchstens 70 Prozent und ganz insbesondere höchstens 60 Prozent, der kleineren der ersten Breite und der zweiten Breite beträgt, wenn die erste Breite und die zweite Breite unterschiedlich sind. Insbesondere ist beispielsweise die dritte Breite kleiner als 50 Prozent, insbesondere kleiner als 40 Prozent, ganz insbesondere kleiner als 30 Prozent, der ersten Breite und der zweiten Breite beziehungsweise der kleineren der ersten Breite und der zweiten Breite.In order to be able to realize a particularly compact design, particularly in the axial direction of the transmission device, it is provided in a further embodiment of the invention that the third width of the transition region is, in particular significantly, smaller than the first width of the first stepped planet, in particular of the first toothing, and, in particular significantly, smaller than the second width of the second stepped planet, in particular of the second toothing. Preferably, the first width is a first toothing width of the first toothing, and preferably the second width is a second toothing width of the second toothing. The feature that the third width is significantly smaller than the first width and significantly smaller than the second width is to be understood in particular that, for example, the third width is at most 90 percent, in particular at most 80 percent, most particularly at most 70 percent and most particularly at most 60 percent, of the first width and the second width if the first width and second width are the same, and that the third width is, for example, at most 90 percent, in particular at most 80 percent, most particularly at most 70 percent and most particularly at most 60 percent, of the smaller of the first width and the second width if the first width and the second width are different. In particular, for example, the third width is less than 50 percent, in particular less than 40 percent, most particularly less than 30 percent, of the first width and the second width or the smaller of the first width and the second width.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Differentialplanetenrad und das Koppelplanetenrad separat voneinander ausgebildet und, insbesondere drehfest, miteinander verbunden sind, wobei derjenige der ersten und zweiten Stufenplaneten, dessen Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise Teilkreisdurchmesser kleiner als der Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise Teilkreisdurchmesser des anderen der ersten und zweiten Stufenplaneten ist, einen beispielsweise als Zapfen ausgebildeten, auch als Verlängerung bezeichneten Vorsprung aufweist, auf welchem der andere der ersten und zweiten Stufenplaneten angeordnet und befestigt ist. Mit anderen Worten, wenn der dritte Wälzkreisdurchmesser größer als der vierte Wälzkreisdurchmesser ist, so ist der erste Stufenplanet ein großer Planet und der zweite Stufenplanet ein kleiner Planet. Wenn der dritte Wälzkreisdurchmesser kleiner als der vierte Wälzkreisdurchmesser ist, so ist der erste Stufenplanet ein kleiner Planet und der zweite Stufenplanet ein großer Planet. Dabei ist es vorgesehen, dass der kleine Planet den beispielsweise als Zapfen ausgebildeten, auch als Verlängerung bezeichneten Vorsprung aufweist, auf welchem der große Planet angeordnet und befestigt ist. Beispielsweise weist der große Planet eine Nabe auf, in welcher beispielsweise zumindest ein Längenbereich des Vorsprungs des kleinen Planeten angeordnet ist, so dass der große Planet über seine Nabe auf dem Längenbereich des Vorsprungs des kleinen Planeten angeordnet ist. Insbesondere ist der große Planet über die Nabe drehfest auf dem Vorsprung befestigt und mithin drehfest mit dem kleinen Planeten verbunden. Dadurch kann eine besonders bauraum- und kostengünstige Bauweise dargestellt werden.A further embodiment of the invention is characterized in that the first differential planetary gear and the coupling planetary gear are designed separately from one another and are connected to one another, in particular in a rotationally fixed manner, wherein the one of the first and second stepped planets whose pitch circle diameter or pitch circle diameter is smaller than the pitch circle diameter or pitch circle diameter of the other of the first and second stepped planets has a projection, for example designed as a pin, also referred to as an extension, on which the other of the first and second stepped planets is arranged and fastened. In other words, if the third pitch circle diameter is larger than the fourth pitch circle diameter, the first stepped planet is a large planet and the second stepped planet is a small planet. If the third pitch circle diameter is smaller than the fourth pitch circle diameter, the first stepped planet is a small planet and the second stepped planet is a large planet. It is provided that the small planet has the projection, for example designed as a pin, also referred to as an extension, on which the large planet is arranged and fastened. For example, the large planet has a hub in which, for example, at least a length region of the projection of the small planet is arranged, so that the The large planet is arranged via its hub on the length of the projection of the small planet. In particular, the large planet is attached to the projection via the hub in a rotationally fixed manner and is therefore connected to the small planet in a rotationally fixed manner. This allows a particularly space-saving and cost-effective design to be achieved.
Um den Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Stufenplanet und der zweite Stufenplanet in axialer Richtung des ersten Stufenplaneten und des zweiten Stufenplaneten und somit entlang der ersten Planetendrehachse betrachtet unmittelbar beziehungsweise direkt aneinander angrenzen.In order to be able to keep the installation space requirement of the transmission device particularly low, in particular in the axial direction of the transmission device, it is provided in a further embodiment of the invention that the first stepped planet and the second stepped planet are immediately or directly adjacent to one another in the axial direction of the first stepped planet and the second stepped planet and thus viewed along the first planetary axis of rotation.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Sonnenrad eine dritte Verzahnung mit einer dritten Zähnezahl und einem dritten Verzahnungsmodul auf, wobei die dritte Verzahnung in das erste Differentialplanetenrad, insbesondere in dessen erste Verzahnung, eingreift. Die dritte Verzahnung weist dritte Zähne mit einer jeweiligen, dritten Zahnhöhe auf, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die dritten Zahnhöhen gleich sind. Das zweite Sonnenrad weist eine vierte Verzahnung mit einer vierten Zähnezahl und einem vierten Verzahnungsmodul auf, wobei die vierte Verzahnung in das zweite Differentialplanetenrad, insbesondere in dessen fünfte Verzahnung, eingreift. Die vierte Verzahnung weist vierte Zähne mit einer jeweiligen, vierten Zahnhöhe auf, wobei vorzugsweise die vierten Zahnhöhen gleich sind. Zur Realisierung einer besonders bauraum- und gewichtsgünstigen Bauweise hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn sich die dritte Zähnezahl und die vierte Zähnezahl voneinander unterscheiden, wenn der dritte Verzahnungsmodul und der vierte Verzahnungsmodul gleich sind, und wenn die jeweilige dritte, Zahnhöhe und die jeweilige, vierte Zahnhöhe gleich sind.In a further embodiment of the invention, the first sun gear has a third toothing with a third number of teeth and a third toothing module, the third toothing engaging in the first differential planet gear, in particular in its first toothing. The third toothing has third teeth with a respective third tooth height, it is preferably provided that the third tooth heights are the same. The second sun gear has a fourth toothing with a fourth number of teeth and a fourth toothing module, the fourth toothing engaging in the second differential planet gear, in particular in its fifth toothing. The fourth toothing has fourth teeth with a respective fourth tooth height, the fourth tooth heights preferably being the same. In order to achieve a design that is particularly space- and weight-efficient, it has proven to be advantageous if the third number of teeth and the fourth number of teeth differ from one another, if the third toothing module and the fourth toothing module are the same, and if the respective third tooth height and the respective fourth tooth height are the same.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erste“, „erstes“, „zweite“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge von Elementen, auf welche sich die Ordnungszahlwörter beziehen, anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Elemente oder Begriffe referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.In the context of the present disclosure, ordinal numerals such as "first", "first", "second", "secondary" etc. are not necessarily used to indicate or imply a number or set of elements to which the ordinal numerals refer, but rather to be able to unambiguously refer to elements or concepts to which the ordinal numerals are assigned or to which the ordinal numerals refer.
Um den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass alle Verzahnungen des Stirnradifferentials geradverzahnt sind, mithin geradverzahnt ausgebildet oder ausgeführt sind.In order to be able to keep the installation space requirement, costs and weight particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that all gears of the spur gear differential are straight-toothed, and are therefore designed or constructed with straight teeth.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Drehmomentdichte realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung ein insbesondere zusätzlich zu dem Stirnradifferential vorgesehenes Planetengetriebe aufweist, welches wenigstens ein zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad und insbesondere auch zusätzlich zu dem zweiten Differentialplanetenrad und vorzugsweise auch zusätzlich zu den Sonnenrädern vorgesehenes und, insbesondere um die zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger, drehbar an dem Planetenträger gehaltenes Stufenplanetenrad aufweist, welches ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad aufweist. Das zweite Planetenrad wird auch als dritter Stufenplanet bezeichnet, und das zweite Planetenrad wird auch als vierter Stufenplanet bezeichnet. Der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind vorzugsweise Stirnräder. Der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind drehfest miteinander verbunden. Es ist denkbar, dass der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind, oder der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet sind separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden.In order to be able to achieve a particularly high torque density in a particularly space-saving manner, a further embodiment of the invention provides that the transmission device has a planetary gear, which is provided in particular in addition to the spur gear differential, which has at least one stepped planetary gear provided in addition to the differential step planetary gear and in particular also in addition to the second differential planetary gear and preferably also in addition to the sun gears and is held on the planet carrier so as to be rotatable, in particular about the second planetary axis of rotation relative to the planet carrier, which has a first planetary gear and a second planetary gear. The second planetary gear is also referred to as the third step planet, and the second planetary gear is also referred to as the fourth step planet. The third step planet and the fourth step planet are preferably spur gears. The third step planet and the fourth step planet are connected to one another in a rotationally fixed manner. It is conceivable that the third step planet and the fourth step planet are formed integrally with one another, thus made from a single piece, or the third step planet and the fourth step planet are formed separately from one another and connected to one another in a rotationally fixed manner.
Das Planetengetriebe weist außerdem ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad und zusätzlich zu dem zweiten Sonnenrad und vorzugsweise auch zusätzlich zu dem Differentialstufenplanetenrad und zusätzlich zu dem zweiten Differentialplanetenrad und auch vorzugsweise zusätzlich zu dem Stufenplanetenrad vorgesehenes, drittes Sonnenrad auf, welches ein Antriebssonnenrad ist oder auch als Antriebssonnenrad bezeichnet wird. Das dritte Sonnenrad ist vorzugsweise ein Stirnrad. Eines der Planetenräder des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes steht in Eingriff, mithin kämmt mit dem Antriebssonnenrad. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad, mithin der dritte Stufenplanet und der vierte Stufenplanet unterschiedlich groß sind, insbesondere voneinander unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser und/oder voneinander unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen, so dass beispielsweise das erste Planetenrad einen fünften Wälzkreisdurchmesser und/oder einen fünften Teilkreisdurchmesser aufweist, und so dass beispielsweise das zweite Planetenrad einen sechsten Wälzkreisdurchmesser und/oder einen sechsten Teilkreisdurchmesser aufweist. Dabei ist es denkbar, dass sich der fünfte Wälzkreisdurchmesser und der sechste Wälzkreisdurchmesser voneinander unterscheiden. Insbesondere ist es denkbar, dass sich der fünfte Teilkreisdurchmesser und der sechste Teilkreisdurchmesser voneinander unterscheiden. Somit ist beispielsweise der fünfte Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise der fünfte Teilkreisdurchmesser größer als der sechste Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise als der sechste Teilkreisdurchmesser. Beispielsweise weist das eine Planetenrad den fünften Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise den fünften Teilkreisdurchmesser auf, so dass beispielsweise das andere Planetenrad des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes den sechsten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise sechsten Teilkreisdurchmesser aufweist. Somit ist vorzugsweise das eine Planetenrad größer als das andere Planetenrad. Mit anderen Worten ist vorzugsweise das eine Planetenrad das größere der Planetenräder, so dass das andere Planetenrad das kleinere der Planetenräder ist. Ganz vorzugsweise ist das erste Planetenrad das eine Planetenrad, ganz vorzugsweise ist das andere Planetenrad das zweite Planetenrad. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass das größere Planetenrad des Stufenplanetenrads des Planetengetriebes in Eingriff mit dem Antriebssonnenrad steht.The planetary gear also has a third sun gear, which is provided in addition to the first sun gear and in addition to the second sun gear and preferably also in addition to the differential stage planet gear and in addition to the second differential planet gear and also preferably in addition to the stepped planet gear, and which is a drive sun gear or is also referred to as a drive sun gear. The third sun gear is preferably a spur gear. One of the planet gears of the stepped planet gear of the planetary gear is in engagement, and therefore meshes with the drive sun gear. It is preferably provided that the first planet gear and the second planet gear, and therefore the third stepped planet and the fourth stepped planet, are of different sizes, in particular have different pitch circle diameters and/or different pitch circle diameters from one another, so that, for example, the first planet gear has a fifth pitch circle diameter and/or a fifth pitch circle diameter, and so that, for example, the second planet gear has a sixth pitch circle diameter and/or a sixth pitch circle diameter. It is conceivable that the fifth pitch circle diameter and the sixth pitch circle diameter differ from each other. In particular, it is conceivable that the fifth pitch circle diameter and the sixth pitch circle diameter circle diameters differ from one another. Thus, for example, the fifth pitch circle diameter or the fifth pitch circle diameter is larger than the sixth pitch circle diameter or the sixth pitch circle diameter. For example, one planetary gear has the fifth pitch circle diameter or the fifth pitch circle diameter, so that, for example, the other planetary gear of the stepped planetary gear of the planetary gear has the sixth pitch circle diameter or sixth pitch circle diameter. Thus, preferably one planetary gear is larger than the other planetary gear. In other words, preferably one planetary gear is the larger of the planetary gears, so that the other planetary gear is the smaller of the planetary gears. Most preferably, the first planetary gear is one planetary gear, most preferably the other planetary gear is the second planetary gear. Thus, it is preferably provided that the larger planetary gear of the stepped planetary gear of the planetary gear is in engagement with the drive sun gear.
Das Planetengetriebe weist außerdem ein Hohlrad auf, welches mit dem zuvor genannten Gehäuse drehfest verbunden oder verbindbar ist. Insbesondere kann das Hohlrad permanent drehfest mit dem Gehäuse verbunden sein. Insbesondere ist das Hohlrad zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet. Das andere Planetenrad, insbesondere das kleinere Planetenrad, steht mit dem Hohlrad in Eingriff, mithin greift in das Hohlrad ein oder kämmt mit dem Hohlrad. Insbesondere ist es denkbar, dass das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Differentialplanetenrad verbunden ist, oder das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes ist, insbesondere die zweite Planetendrehachse, relativ zu dem zweiten Differentialplanetenrad drehbar. Ganz insbesondere ist das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes koaxial zu dem zweiten Differentialplanetenrad angeordnet. Vorzugsweise ist somit das Stufenplanetenrad um die zweite Planetendrehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar an dem Planetenträger gehalten.The planetary gear also has a ring gear which is or can be connected to the aforementioned housing in a rotationally fixed manner. In particular, the ring gear can be permanently connected to the housing in a rotationally fixed manner. In particular, the ring gear is arranged at least partially in the housing. The other planet gear, in particular the smaller planet gear, is in engagement with the ring gear, thus engaging with the ring gear or meshing with the ring gear. In particular, it is conceivable that the stepped planet gear of the planetary gear is, in particular permanently, connected to the second differential planet gear in a rotationally fixed manner, or that the stepped planet gear of the planetary gear, in particular the second planetary axis of rotation, is rotatable relative to the second differential planet gear. In particular, the stepped planet gear of the planetary gear is arranged coaxially to the second differential planet gear. Preferably, the stepped planet gear is thus held on the planet carrier so as to be rotatable about the second planetary axis of rotation relative to the planet carrier.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders kompakten und gewichtsgünstigen Bauweise als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich das zweite Differentialplanetenrad in eine in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads verlaufende und somit parallel zu der zweiten Planetendrehachse verlaufende oder mit der zweiten Planetendrehachse zusammenfallende Richtung an das Hohlrad, an das eine Planetenrad und an das andere, in das Hohlrad eingreifende Planetenrad des Planetengetriebes anschließt, wobei sich das Hohlrad und das andere Planetenrad des Planetengetriebes in dieselbe Richtung an das in das Antriebssonnenrad eingreifende, eine Planetenrad des Planetengetriebes anschließen, wodurch das Hohlrad und das andere Planetenrad des Planetengetriebes in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet, zwischen dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials und dem in das Antriebssonnenrad eingreifenden, einen Planetenrad des Planetengetriebes angeordnet sind. Dadurch kann insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise dargestellt werden.In order to achieve a particularly compact and lightweight design, it has proven to be particularly advantageous if the second differential planetary gear is connected to the ring gear, to one planetary gear and to the other planetary gear of the planetary gear that engages the ring gear in a direction that runs in the axial direction of the second differential planetary gear and thus runs parallel to the second planetary axis of rotation or coincides with the second planetary axis of rotation, with the ring gear and the other planetary gear of the planetary gear connecting in the same direction to the one planetary gear of the planetary gear that engages the drive sun gear, whereby the ring gear and the other planetary gear of the planetary gear are arranged in the axial direction of the second differential planetary gear and thus viewed along the second planetary axis of rotation, between the second differential planetary gear of the spur gear differential and the one planetary gear of the planetary gear that engages the drive sun gear. This makes it possible to achieve a particularly compact design, particularly in the axial direction of the transmission device.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads ist, welches sich in eine in axialer Richtung der Sonnenräder verlaufende Anordnungsrichtung an das erste Sonnenrad anschließt, wobei sich das erste Sonnenrad in dieselbe Anordnungsrichtung an das dritte Sonnenrad anschließt. Hierdurch ist das erste Sonnenrad in axialer Richtung der Sonnenräder und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet zwischen dem zweiten Sonnenrad und dem dritten Sonnenrad angeordnet, wodurch insbesondere in axialer Richtung die Getriebevorrichtung eine besonders kompakte Bauweise dargestellt werden kann.A further embodiment of the invention is characterized in that the first pitch circle diameter of the first sun gear is larger than the second pitch circle diameter of the second sun gear, which adjoins the first sun gear in an arrangement direction running in the axial direction of the sun gears, wherein the first sun gear adjoins the third sun gear in the same arrangement direction. As a result, the first sun gear is arranged between the second sun gear and the third sun gear in the axial direction of the sun gears and thus along the respective sun gear rotation axis, whereby the transmission device can have a particularly compact design, particularly in the axial direction.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Planetenträgerwandungen des Planetenträgers, an dessen Planetenträgerwandungen Bolzen, insbesondere drehfest, befestigt sind, an welchen das Differentialstufenplanetenrad des Stirnradifferentials, das zweite Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials und vorzugsweise das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes drehbar gehalten sind, in axialer Richtung des Planetengetriebes und des Stirnradifferentials und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet ausschließlich außen liegen, mithin sich beidseitig an das Hohlrad, das zweite Differentialplanetenrad des Stirnradifferentials, das Differentialstufenplanetenrad des Stirnradifferentials und die Sonnenräder des Stirnradifferentials sowie vorzugsweise an das Stufenplanetenrad des Planetengetriebes anschließen, so dass die insbesondere in axialer Richtung des Planetenträgers einander gegenüberliegenden Planetenträgerwandungen in axialer Richtung der Getriebevorrichtung und somit entlang der jeweiligen Sonnenraddrehachse betrachtet außerhalb des Planetengetriebes und außerhalb des Stirnradifferentials angeordnet sind.In order to be able to keep the installation space requirement particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that planet carrier walls of the planet carrier, to whose planet carrier walls bolts are fastened, in particular in a rotationally fixed manner, on which the differential stage planetary gear of the spur gear differential, the second differential planetary gear of the spur gear differential and preferably the stepped planetary gear of the planetary gear are rotatably held, are located exclusively on the outside in the axial direction of the planetary gear and the spur gear differential and thus viewed along the respective sun gear rotation axis, thus adjoining on both sides the ring gear, the second differential planetary gear of the spur gear differential, the differential stage planetary gear of the spur gear differential and the sun gears of the spur gear differential and preferably the stepped planet gear of the planetary gear, so that the planet carrier walls, which are opposite one another in particular in the axial direction of the planet carrier, are arranged outside the planetary gear and outside the spur gear differential in the axial direction of the transmission device and thus viewed along the respective sun gear rotation axis.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das erste Differentialplanetenrad in Phase zu dem Stufenplanetenrad angeordnet ist.It has also proven to be particularly advantageous if the first differential planetary gear is arranged in phase with the stepped planetary gear.
Um insbesondere den axialen Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet das kleinere Planetenrad des Planetengetriebes zwischen dem größeren Planetenrad des Planetengetriebes und dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnraddifferentials angeordnet ist, oder vorzugsweise ist in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads des Stirnraddifferentials und somit entlang der zweiten Planetendrehachse betrachtet das größere Planetenrad des Planetengetriebes zwischen dem kleineren Planetenrad des Planetengetriebes und dem zweiten Differentialplanetenrad des Stirnraddifferentials angeordnet.In order to be able to keep the axial installation space requirement particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that, viewed in the axial direction of the second differential planetary gear and thus along the second planetary axis of rotation, the smaller planetary gear of the planetary gear is arranged between the larger planetary gear of the planetary gear and the second differential planetary gear of the spur gear differential, or preferably, viewed in the axial direction of the second differential planetary gear of the spur gear differential and thus along the second planetary axis of rotation, the larger planetary gear of the planetary gear is arranged between the smaller planetary gear of the planetary gear and the second differential planetary gear of the spur gear differential.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Getriebevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The motor vehicle according to the second aspect of the invention has a transmission device according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawing. 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 combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug; -
2 eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
3 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
4 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Differentialstufenplanetenrads eines Stirnradifferentials der Getriebevorrichtung; -
5 eine zweite Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads; -
6 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
7 eine schematische Seitenansicht der dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
8 eine schematische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
9 eine schematische Seitenansicht der vierten Ausführungsform der Getriebevorrichtung; -
10 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads; -
11 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads; und -
12 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer fünften Ausführungsform des Differentialstufenplanetenrads.
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1 a schematic front view of a first embodiment of a transmission device for a motor vehicle; -
2 a schematic side view of the first embodiment of the transmission device; -
3 a schematic side view of a second embodiment of the transmission device; -
4 a schematic front view of a first embodiment of a differential stage planetary gear of a spur gear differential of the transmission device; -
5 a second embodiment of the differential stage planetary gear; -
6 a schematic front view of a third embodiment of the transmission device; -
7 a schematic side view of the third embodiment of the transmission device; -
8th a schematic front view of a fourth embodiment of the transmission device; -
9 a schematic side view of the fourth embodiment of the transmission device; -
10 a partial schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the differential stage planetary gear; -
11 a partial schematic longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the differential stage planetary gear; and -
12 a schematic longitudinal sectional view of a fifth embodiment of the differential stage planetary gear.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.
Die Getriebevorrichtung 10 weist ein Stirnradifferential 12 auf, welches auch als Stirnradifferentialgetriebe bezeichnet wird. Das Stirnradifferential 12 ist ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe, welches als ein Stirnradifferentialgetriebe ausgebildet ist. Insbesondere ist das Stirnradifferential 12 als ein Planetendifferential ausgebildet. Das Stirnradifferential 12 weist ein erstes Sonnenrad 14 auf, welches auch als erste Sonne bezeichnet wird. Das erste Sonnenrad 14 ist als ein erster Abtrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet. Außerdem ist das erste Sonnenrad 14 als ein erstes Stirnrad ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Sonnenrad 14 ein erstes Zahnrad, welches als ein Stirnrad ausgebildet ist. Das erste Sonnenrad 14 weist einen ersten Wälzkreisdurchmesser auf. Das Stirnradifferential 12 weist außerdem ein zweites Sonnenrad 16 auf, welches als ein zweiter Abtrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet ist. Das zweite Sonnenrad 16 ist als ein zweites Stirnrad ausgebildet. Mit anderen Worten ist das zweite Sonnenrad 16 ein zweites Zahnrad, welches als ein Stirnrad ausgebildet ist. Besonders gut aus
Das Stirnradifferential 12 weist des Weiteren einen Planetenradsatz 26 auf, mittels welchem die Sonnenräder 14 und 16 derart miteinander gekoppelt sind, dass die Sonnenräder 14 und 26 insbesondere um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse 18 gegensinnig drehbar sind. Der Planetenradsatz 26 weist einen Planetenträger 28 auf, welcher auch als Steg bezeichnet wird und vorliegend koaxial zu den Sonnenrädern 14 und 16 angeordnet ist. Der Planetenträger 28 ist um die Drehachse (Sonnenraddrehachse 20) relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Des Weiteren weist der Planetenradsatz 26 ein erstes Differentialplanetenrad 30 auf. Insbesondere weist der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere erste Differentialplanetenräder auf, wobei die folgenden und vorigen Ausführungen zum ersten Differentialplanetenrad 30 ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere erste Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das erste Differentialplanetenrad 30 greift in das erste Sonnenrad 14, mithin kämmt mit dem ersten Sonnenrad 14 oder steht mit dem ersten Sonnenrad 14 in Eingriff. Außerdem ist das erste Differentialplanetenrad 30 um eine erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten. Darüber hinaus weist das erste Differentialplanetenrad 30 einen dritten Wälzkreisdurchmesser auf. Bei der ersten Ausführungsform ist dem ersten Differentialplanetenrad 30 ein erster Bolzen 34 zugeordnet, welcher auch als erster Planetenbolzen bezeichnet wird. Insbesondere ist das erste Differentialplanetenrad 30 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, wobei beispielsweise der Bolzen 34 seinerseits, insbesondere drehfest, an dem Planetenträger 28 befestigt ist.The spur gear differential 12 further comprises a planetary gear set 26, by means of which the sun gears 14 and 16 are coupled to one another in such a way that the sun gears 14 and 26 can rotate in opposite directions, in particular about the axis of rotation relative to the
Der Planetenradsatz 26 weist außerdem wenigstens ein zweites Differentialplanetenrad 36 auf. Insbesondere ist es denkbar, dass der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere, weitere zweite Differentialplanetenräder aufweist, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum zweiten Differentialplanetenrad 36 ohne weiteres auch auf das weitere zweite Differentialplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das zweite Differentialplanetenrad 36 greift in das zweite Sonnenrad 16 ein, was in
Der Planetenradsatz 26 weist auch wenigstens ein Koppelplanetenrad 44 auf. Insbesondere weit der Planetenradsatz 26, insbesondere je erstem Differentialplanetenrad, ein jeweiliges Koppelplanetenrad wie das Koppelplanetenrad 44 auf. Das erste Differentialplanetenrad 30, das zweite Differentialplanetenrad 36 und das Koppelplanetenrad 44 sind als Stirnräder, mithin als Zahnräder ausgebildet, welche als Stirnräder ausgebildet sind. Das Koppelplanetenrad 44 ist koaxial zu dem ersten Differentialplanetenrad 30 angeordnet und, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Differentialplanetenrad 30 verbunden. Das Koppelplanetenrad 44 greift in das zweite Differentialplanetenrad 36 ein, wodurch die Differentialplanetenräder 30 und 36 über das Koppelplanetenrad 44, insbesondere drehmomentenübertragend, miteinander gekoppelt sind. Das Koppelplanetenrad 44 weist einen von dem dritten Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialplanetenrads 30 unterschiedlichen, vierten Wälzkreisdurchmesser auf. Des Weiteren bilden das erste Differentialplanetenrad 30 und das ihm zugeordnete Koppelplanetenrad 44 ein Differentialstufenplanetenrad 46, welches auch als Differentialstufenplanet bezeichnet wird. Somit weist der Planetenradsatz 26 das Differentialstufenplanetenrad 46 auf. Insbesondere weist beispielsweise der Planetenradsatz 26 wenigstens ein weiteres oder mehrere weitere Differentialstufenplanetenräder auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Differentialstufenplanetenrad 46 ohne weiteres auch auf das jeweilige, weitere Differentialstufenplanetenrad übertragbar sind und umgekehrt. Das Differentialstufenplanetenrad 46 ist um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an dem Planetenträger 28 gehalten. Dies ist vorliegend dadurch realisiert, dass das Differentialstufenplanetenrad 46 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, ist, so dass auch das Koppelplanetenrad 44 um die erste Planetendrehachse 32 relativ zu dem Bolzen 34 und relativ zu dem Planetenträger 28 drehbar an, insbesondere auf, dem Bolzen 34 angeordnet, insbesondere gelagert, ist. Das erste Differentialplanetenrad 30 ist ein erster Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 oder wird auch als erster Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 bezeichnet. Demzufolge ist das Koppelplanetenrad 44 ein zweiter Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46, oder das Koppelplanetenrad 44 wird auch als zweiter Stufenplanet des Differentialstufenplanetenrads 46 bezeichnet. Bei der ersten Ausführungsform ist der vierte Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44 kleiner als der dritte Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialstufenplanetenrads 46, so dass das Koppelplanetenrad 44 auch als kleiner Stufenplanet oder kleinerer Stufenplanet oder kleiner Planet bezeichnet wird, und so dass das erste Differentialplanetenrad 30 auch als großer Stufenplanet oder größerer Stufenplanet oder großer Planet bezeichnet wird.The planetary gear set 26 also has at least one coupling
Um eine besonders kompakte und gewichtsgünstige Bauweise der Getriebevorrichtung 10 sowie eine besonders hohe Drehmomentendichte realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass ein erstes Verhältnis zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser und ein zweites Verhältnis zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser gleich sind. Dabei weist beispielsweise das erste Differentialplanetenrad 30 eine erste Zähnezahl und einen ersten Verzahnungsmodul aufweisende, erste Verzahnung auf, welche in das erste Sonnenrad 14 eingreift und erste Zähne mit einer jeweiligen, ersten Zahnhöhe aufweist. Das Koppelplanetenrad 44 weist beispielsweise eine zweite Zähnezahl und einen zweiten Verzahnungsmodul aufweisende, zweite Verzahnung auf, welche in das zweite Differentialplanetenrad 36 eingreift und zweite Zähne mit einer jeweiligen, zweiten Zahnhöhe aufweist. Dabei ist es ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Zähnezahl und die zweite Zähnezahl gleich sind, und dass sich der erste Verzahnungsmodul und der zweite Verzahnungsmodul voneinander unterscheiden, so dass sich die jeweilige erste Zusammenhang und die jeweilige, zweite Zusammenhang voneinander unterscheiden.In order to be able to realize a particularly compact and lightweight design of the
Bei der in
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist jedoch in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 und somit entlang der ersten Planetendrehachse 32 betrachtet, zwischen dem ersten Differentialplanetenrad 30 und dem zugehörigen Koppelplanetenrad 44 ein Zwischenbereich 60 angeordnet, welcher auch als Übergangsbereich bezeichnet oder als ein Übergangsbereich ausgebildet sein kann. Beispielsweise weist das erste Differentialplanetenrad 30, insbesondere dessen Verzahnung 48, eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, erste Breite auf, über welche beispielsweise die Verzahnung 48 in das Sonnenrad 14 eingreift. Beispielsweise weist das Koppelplanetenrad 44, insbesondere dessen Verzahnung 52, eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, zweite Breite, insbesondere zweite Verzahnungsbreite, auf, über welche beispielsweise die Verzahnung 52 in das Differentialplanetenrad 36 eingreift. Die erste Breite wird beispielsweise auch mit b1 bezeichnet, und die zweite Breite wird beispielsweise auch mit b2 bezeichnet. Ferner ist es denkbar, dass der Zwischenbereich 60 eine in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufende, dritte Breite aufweist, welche auch mit b3 bezeichnet wird.In contrast to the first embodiment, however, in the axial direction of the differential stage
Vorzugsweise ist es bei der in
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Sonnenrad 14 eine dritte Zähnezahl und einen dritten Verzahnungsmodul aufweisen, dritte Verzahnung aufweist, welche in das erste Differentialplanetenrad 30, insbesondere in dessen erste Verzahnung 48, eingreift und dritte Zähne mit einer jeweiligen, dritten Zahnhöhe aufweist. Das zweite Sonnenrad 16 weist beispielsweise eine eine vierte Zähnezahl und einen vierten Verzahnungsmodul aufweisende, vierte Verzahnung auf, welche in das zweite Differentialplanetenrad 36, insbesondere in dessen fünfte Verzahnung, eingreift und vierte Zähne mit einer jeweiligen vierten Zahnhöhe aufweist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich die dritte Zähnezahl und die vierte Zähnezahl voneinander unterscheiden, wobei vorzugsweise der dritte Verzahnungsmodul und der vierte Verzahnungsmodul gleich sind, so dass vorzugsweise die jeweilige, dritte Zahnhöhe und die jeweilige, vierte Zahnhöhe gleich sind. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, dass alle Verzahnungen des Stirnradifferentials 12 geradverzahnt sind.It is preferably provided that the
Das Stufenplanetenrad 64 weist ein erstes Planetenrad 66 und ein zweites Planetenrad 68 auf, wobei die Planetenräder 66 und 68, insbesondere permanent, drehfest miteinander verbunden sind. Die Planetenräder 66 und 68 sind Stirnräder. Mithin sind die Planetenräder 66 und 68 Zahnräder, welche als Stirnräder ausgebildet sind. Vorzugsweise sind auch die Planetenräder 66 und 68 geradverzahnt. Das Planetenrad 66 wird auch als dritter Stufenplanet bezeichnet, und das Planetenrad 68 wird auch als vierter Stufenplanet bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Planetenräder 66 und 68 unterschiedlich groß sind, mithin unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser und/oder unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen, vorliegend derart, dass das Planetenrad 66 einen fünften Wälzkreisdurchmesser und das Planetenrad 68 einen sechsten Wälzkreisdurchmesser aufweist, welcher kleiner als der fünfte Wälzkreisdurchmesser ist. Daher wird das Planetenrad 66 auch als großes Planetenrad oder größeres Planetenrad bezeichnet, und das Planetenrad 68 wird auch als kleines Planetenrad oder kleineres Planetenrad bezeichnet.The stepped
Das Planetengetriebe 62 weist außerdem ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad 14 und zusätzlich zu dem zweiten Sonnenrad 16 vorgesehenes drittes Sonnenrad 70 auf, welches auch als Antriebssonnenrad oder Antriebssonne bezeichnet wird. Vorzugsweise ist auch das dritte Sonnenrad 70 ein Stirnrad und vorzugsweise geradverzahnt. Es ist erkennbar, dass das große Planetenrad, mithin vorliegend das Planetenrad 66, in das dritte Sonnenrad 70 eingreift. Mit anderen Worten steht das große Planetenrad mit dem dritten Sonnenrad 70 in Eingriff. Das Planetengetriebe 62 weist des Weiteren ein Hohlrad 72 auf, welches bei der dritten Ausführungsform, insbesondere permanent, drehfest mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. Bei einer alternativen Ausführungsform wäre es denkbar, dass ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand ist beispielsweise das Hohlrad 72 mittels des Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse 18 verbunden. In dem Entkoppelzustand gibt beispielsweise das Schaltelement das Hohlrad 72 für um die Drehachse (Sonnenraddrehachse 20) relativ zu dem Gehäuse 18 erfolgende Drehungen frei, so dass sich das Hohlrad 72 in dem Entkoppelzustand um die Drehachse relativ zum Gehäuse 18 drehen kann. Bei der dritten Ausführungsform ist somit das Planetengetriebe 62 koaxial zu dem Stirnradifferential 12 angeordnet. Dabei ist das Sonnenrad 70 koaxial zu den Sonnenrädern 14 und 16 angeordnet und somit um die Sonnenraddrehachse 20 relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Außerdem ist erkennbar, dass der Planetenträger 28 ein dem Stirnradifferential 12 und dem Planetengetriebe 62 gemeinsamer Planetenträger ist, an welchem auch das Stufenplanetenrad 64 um die zweite Planetendrehachse 40 drehbar gehalten ist. Es ist erkennbar, dass das kleine Planetenrad, mithin vorliegend das Planetenrad 68 in Eingriff mit dem Hohlrad 72 steht.The
Beispielsweise ist das Sonnenrad 70 von dem Antriebsmotor antreibbar, so dass das zuvor genannte Antriebsdrehmoment beispielsweise über das Planetengetriebe 62 bereitstellbar und über das Planetengetriebe 62 in das Stirnradifferential 12 einleitbar ist, um dadurch den Planetenträger 28 und somit das Stirnradifferential 12 anzutreiben. Somit ist vorzugsweise der Planetenträger 28 als ein Antrieb des Stirnradifferentials 12 ausgebildet, über dessen Antrieb das zuvor genannte Antriebsdrehmoment des Stirnradifferentials 12 einleitbar ist.For example, the
In
Um eine besonders kompakte Bauweise insbesondere in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 10 und somit entlang der Sonnenraddrehachse 20 betrachtet realisieren zu können, ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass sich das zweite Differentialplanetenrad 36 in eine in axialer Richtung des zweiten Differentialplanetenrads 36 verlaufende und somit parallel zur zweiten Planetendrehachse 40 verlaufende oder mit der zweiten Planetendrehachse 40 zusammenfallende, in
Wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 ist auch bei der dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 10 der erste Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads 14 größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads 16. Bei der zweiten Ausführungsform schließt sich das zweite Sonnenrad 16 in eine in axialer Richtung der Sonnenräder 14 und 16 verlaufende und somit parallel zur Sonnenraddrehachse 20 verlaufende oder mit der Sonnenraddrehachse 20 zusammenfallende, in
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass Planetenträgerwandungen 80 und 82 des Planetenträgers 28, an dessen Planetenträgerwandungen 80 und 82 die Bolzen 34 und 42, insbesondere drehfest, befestigt sind, in axialer Richtung des Planetengetriebes 62 und des Stirnradifferentials 12 und somit entlang der Sonnenraddrehachse 20 betrachtet ausschließlich außen liegen, mithin sich beidseitig an das Hohlrad 72, das Stufenplanetenrad 64, das zweite Differentialplanetenrad 36, das Differentialstufenplanetenrad 46 und die Sonnenräder 14, 16 und 70 anschließen und somit außerhalb sowohl des Planetengetriebes 62 als auch des Stirnradifferentials 12 angeordnet sind.Furthermore, it is provided that
Es ist erkennbar, dass das Stirnradifferential 12 den insbesondere wie auch immer angetriebenen oder antreibbaren Planetenträger 28 und die zwei unterschiedlich großen Sonnenräder 14 und 16, die gleichzeitig die beiden auch als Ausgänge bezeichneten Abtriebe des Stirnradifferentials 12 darstellen, umfasst. Ferner umfasst das Stirnradifferential 12 das Differentialstufenplanetenrad 46 oder vorzugsweise eine Gruppe aus jeweils gleichen Differentialstufenplanetenrädern 46, wobei die Gruppe jeweils wenigstens oder mehr als zwei gleiche Differentialstufenplanetenräder 46 umfasst. Vorzugsweise sind die Differentialstufenplanetenräder 46 in um die Sonnenraddrehachse 20 verlaufender Umfangsrichtung des Stirnradifferentials 12 gleichmäßig verteilt angeordnet, insbesondere über einen jeweiligen Umfang des jeweiligen Sonnenrads 14, 16. Ferner umfasst das Stirnradifferential 12 das zweite Differentialplanetenrad 36 oder vorzugsweise eine Gruppe aus gleichen Differentialplanetenrädern 36, wobei vorzugsweise die mehreren Differentialplanetenräder 36 in um die Sonnenraddrehachse 20 verlaufender Umfangsrichtung des Stirnradifferentials 12 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Insbesondere ist je Differentialstufenplanetenrad 46 ein jeweiliges, zweites Differentialplanetenrad 36 vorgesehen. Die Differentialstufenplanetenräder 46 und die zweiten Differentialplanetenräder 36 sind drehbar an, insbesondere auf, ihren jeweils zugehörigen Bolzen 34 und 42 gelagert. Hierfür können zum Beispiel Wälz- und/oder Gleitlagerungen verwendet werden. Die Bolzen 34 und 42 sind am, insbesondere im Planetenträger 28, insbesondere drehfest, befestigt. Der Planetenträger 28 kann ein- oder mehrteilig, mithin einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Planetenträger 28 ist beispielsweise gegenüber dem ein- oder mehrteiligen Gehäuse 18, welches beispielsweise als ein Getriebegehäuse oder als ein Antriebsgehäuse ausgebildet ist, direkt oder indirekt, insbesondere drehbar, gelagert. Beispielsweise erfolgt eine direkte Lagerung zwischen dem Planetenträger 28 und dem Gehäuse über wenigstens oder genau zwei beispielsweise als Gleitlager oder Wälzlager ausgebildete Lager, insbesondere derart, dass der Planetenträger 28 über die genannten Lager drehbar an dem Gehäuse 18 gelagert ist, insbesondere derart, dass der Planetenträger 28 um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar ist. Das zweite Differentialplanetenrad 36 kämmt mit dem zweiten, kleineren Sonnenrad 16 und mit dem gegenüber dem ersten Differentialplanetenrad 30 kleineren Koppelplanetenrad 44, insbesondere jeweils direkt, und vorzugsweise ansonsten mit keinem anderen, weiteren Zahnrad. Das erste Differentialplanetenrad 30 kämmt beispielsweise ausschließlich mit dem ersten, größeren Sonnenrad 14. Damit an den beiden Sonnenrädern 14 und 16 identische Drehmomente anliegen, mithin so dass das Antriebsdrehmoment heftig und somit zu gleichen Teilen auf die Sonnenräder 14 und 26 und somit die Seitenwellen 22, 24 aufteilbar ist oder aufgeteilt wird, sind die Verhältnisse zwischen den Wälzkreisdurchmessern der Sonnenräder 14 und 16 und denen der Stufenplaneten (Differentialplanetenrad 30 und Koppelplanetenrad 44) des Differentialstufenplanetenrads 46 identisch, so dass gilt:
Dabei bezeichnet WS1 den ersten Wälzkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads 14, WS2 den zweiten Wälzkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads 16, WSP1 den dritten Wälzkreisdurchmesser des ersten Differentialplanetenrads 30 und WSP2 den vierten Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44. Wie zuvor beschrieben ist der erste Wälzkreisdurchmesser größer als der zweite Wälzkreisdurchmesser, und der dritte Wälzkreisdurchmesser ist größer als der vierte Wälzkreisdurchmesser.Here, WS1 designates the first pitch circle diameter of the
Sämtliche Verzahnungen der Stirnräder können geradverzahnt oder schrägverzahnt sein. Eine Geradverzahnung ist bevorzugt. Sind, wie es in
Auf diese Weise kann der nicht nutzbare Zwischenbereich 60 zwischen den Verzahnungen 48 und 50 in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 klein beziehungsweise kurzgehalten werden. Je geringer der Unterschied zwischen dem dritten Wälzkreisdurchmesser und dem vierten Wälzkreisdurchmesser ist, desto kleiner oder kürzer wird vorteilhafterweise auch der nicht für eine Verzahnung nutzbare Zwischenbereich 60.In this way, the unusable
Sind das Differentialplanetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden, so kann die drehfeste Verbindung zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem zugehörigen Koppelplanetenrad 44 über einen Presssitz, über eine Steckverzahnung, eine Schweißnaht, eine Kombination dieser Verbindungen oder auf eine andere Art ausgeführt sein. Ein Vorteil ist dabei, dass das Differentialplanetenrad 30 und das zugehörige Koppelplanetenrad 44 axial direkt benachbart, also ohne den Zwischenbereich 60 ausgeführt sein können, wodurch eine besonders kurze axiale Bauweise darstellbar ist.If the differential
Bevorzugt jedoch ist der Zwischenbereich 60 mit der Breite B3 zwischen dem Differentialplanetenrad 30 und dem Koppelplanetenrad 44, mithin zwischen den Verzahnungen 48 und 52 vorgesehen. In dem Zwischenbereich 60 befindet sich beispielsweise Werkzeugauslauf des Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der Verzahnung 52 des Koppelplanetenrads 44. Das einfach auch als Werkzeug bezeichnete Verzahnungswerkzeug läuft beispielsweise sogar in den Bereich der Verzahnung 48 des Differentialplanetenrads 30 ein, jedoch lediglich in die Lücken 56 der Verzahnung 48, so dass die Verzahnung 48 nicht durch das Verzahnungswerkzeug, mittels welchem die Verzahnung 52 hergestellt wird, verletzt, bearbeitet oder anderweitig beeinträchtigt wird. In den Zwischenbereich 60 wachsen gewissermaßen die Zähne 54 der Verzahnung 52 von dem zweiten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise von dem Kopfkreisdurchmesser k1 auf den ersten Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise auf den Kopfkreisdurchmesser k2 an. Die radiale Außenkontur 88 des Differentialstufenplanetenrads 46 unterschreitet also den Kopfkreisdurchmesser k1 des gegenüber dem ersten Differentialplanetenrad 30 kleineren Koppelplanetenrads 44 im Zwischenbereich 60 nicht. Vorzugsweise wird der Unterschied zwischen dem ersten Wälzkreisdurchmesser des Differentialplanetenrads 30 und dem zweiten Wälzkreisdurchmesser des Koppelplanetenrads 44 möglichst klein gewählt, da in der Folge die Breite b3 des Zwischenbereichs 60 kleingehalten werden kann. Vorteile dieser Ausgestaltung sind insbesondere:
- -
Das Differentialstufenplanetenrad 46 kann einteilig beziehungsweise einstückig ausgeführt werden, wodurch die Kosten besonders geringgehalten werden können. - - Durch das Eintauchen des Verzahnungswerkzeugs zum Herstellen der Verzahnung 52 in
die Verzahnung 48 kann die Breite b3, die einen in axialer Richtung des Differentialstufenplanetenrads 46 verlaufenden Abstand zwischendem Differentialplanetenrad 30und dem Koppelplanetenrad 44 darstellt, kleingehalten werden. - - Zahnfußfestigkeit höher als bei abgesetzten Zähnen.
- - The differential stage
planetary gear 46 can be designed as a single piece or in one piece, which means that costs can be kept particularly low. - - By plunging the gear cutting tool for producing the
gearing 52 into thegearing 48, the width b3, which represents a distance between the differentialplanetary gear 30 and the couplingplanetary gear 44 in the axial direction of the differential stageplanetary gear 46, can be kept small. - - Tooth root strength higher than with offset teeth.
Schließlich ist es, wie es in
- - einteilige beziehungsweise einstückige Ausführung
- - einfacher Herstellungsprozess
- - one-piece or one-piece design
- - simple manufacturing process
Es ist denkbar, dass die Zähnezahl in der Verzahnungen 48 und 52 identisch sind, wobei beispielsweise, wie es bei der in
Insbesondere können durch die Getriebevorrichtung 10 die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Bei klassischen Kegelraddifferentialen entstehen bei der Drehmomentübertragung hohe axiale Spreizkräfte zwischen den Kegelrädern, die über massive Gehäuse, häufig in Grauguss ausgeführt, aufgefangen werden müssen.
Bei der Getriebevorrichtung 10entstehen im Gehäuse 18 vorteilhafterweise keine signifikanten axialen Kräfte, wobei der Bauraumbedarf in axialer Richtung besonders geringgehalten werden kann, und der Planetenträger 28 kann deutlich leichter als ein Graugussgehäuse eines Kegeldifferentials ausgeführt werden. - - Bei herkömmlichen Lösungen kann ein Nachteil darin bestehen, dass zwischen den beiden
Sonnenrädern 14 und 26 ein signifikanter axialer Zwischenraum bestehen muss, in welchen die beiden breiten Planetenräder miteinander kämmen, ohne in diesem Bereich im Verzahnungseingriff mit einer der beiden Sonnen zu stehen. Im Gegensatz dazu kann bei der Getriebevorrichtung 10 der axiale Bauraumbedarf besonders geringgehalten werden, und das Gewicht und die Materialkosten können besonders geringgehalten werden. - - Das zuvor beschriebene Problem kann beispielsweise dadurch gelöst werden, dass zumindest zum Teil Verzahnungen mit extremen Profilverschiebungen verwendet werden, was jedoch nachteilig für die Betriebsfestigkeit und die spezifische Belastbarkeit der betroffenen profilverschobenen Zahnräder sein kann und über eine deutliche Verbreiterung der profilverschobenen Verzahnungen kompensiert werden muss. Ferner wirkt sich die extreme Profilverschiebung nachteilig auf das Abwälzverhalten und damit auf die Geräuschabstrahlung der profilverschobenen Verzahnungen aus. Diese Nachteile und Probleme können bei der Getriebevorrichtung 10 vermieden werden. Es kann somit ein geringerer axialer Bauraumbedarf, ein geringeres Gewicht und geringere Materialkosten realisiert werden. Außerdem kann eine geringere mechanische Anregung (Geräuschabstrahlung) innerhalb der Verzahnung bei einer Relativdrehzahl dargestellt werden.
- - In classic bevel gear differentials, high axial spreading forces arise between the bevel gears during torque transmission, which must be absorbed by massive housings, often made of gray cast iron. In the case of the
gear device 10, no significant axial forces arise in thehousing 18, whereby the installation space requirement in the axial direction can be kept particularly low, and theplanet carrier 28 can be made significantly lighter than a gray cast iron housing of a bevel differential. - - In conventional solutions, a disadvantage can be that there must be a significant axial gap between the two sun gears 14 and 26, in which the two wide planet gears mesh with each other without being in meshing engagement with either of the two suns in this area. In contrast, with the
gear device 10, the axial installation space requirement can be kept particularly low, and the weight and material costs can be kept particularly low. - - The problem described above can be solved, for example, by using at least some gears with extreme profile shifts, which can, however, be detrimental to the operational strength and the specific load-bearing capacity of the affected profile-shifted gears and must be compensated for by significantly widening the profile-shifted gears. Furthermore, the extreme profile shift has a detrimental effect on the rolling behavior and thus on the noise emission of the profile-shifted gears. These disadvantages and problems can be avoided with the
gear device 10. This means that less axial installation space is required, less weight and lower material costs can be achieved. In addition, less mechanical excitation (noise emission) within the gears can be achieved at a relative speed.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- GetriebevorrichtungGearbox device
- 1212
- Stirnrad-DifferentialSpur gear differential
- 1414
- erstes Sonnenradfirst sun gear
- 1616
- zweites Sonnenradsecond sun gear
- 1818
- GehäuseHousing
- 2020
- SonnenraddrehachseSun gear rotation axis
- 2222
- erste Seitenwellefirst side wave
- 2424
- zweite Seitenwellesecond side shaft
- 2626
- PlanetenradsatzPlanetary gear set
- 2828
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 3030
- erstes Differentialplanetenradfirst differential planetary gear
- 3232
- erste Planetendrehachsefirst planetary axis of rotation
- 3434
- Bolzenbolt
- 3636
- zweites Differentialplanetenradsecond differential planetary gear
- 3838
- gestrichelter Pfeildashed arrow
- 4040
- zweite Planetendrehachsesecond planetary axis of rotation
- 4242
- Bolzenbolt
- 4444
- KoppelplanetenradCoupling planetary gear
- 4646
- DifferentialstufenplanetenradDifferential stage planetary gear
- 4848
- erste Verzahnungfirst gearing
- 5050
- erster Zahnfirst tooth
- 5252
- zweite Verzahnungsecond gearing
- 5454
- zweiter Zahnsecond tooth
- 5656
- erste Lückefirst gap
- 5858
- zweite Lückesecond gap
- 6060
- ZwischenbereichIntermediate area
- 6262
- PlanetengetriebePlanetary gear
- 6464
- StufenplanetenradStepped planetary gear
- 6666
- erstes Planetenradfirst planetary gear
- 6868
- zweites Planetenradsecond planetary gear
- 7070
- drittes Sonnenradthird sun gear
- 7272
- HohlradRing gear
- 7474
- gestrichelter Pfeildashed arrow
- 7676
- PfeilArrow
- 7878
- PfeilArrow
- 8080
- PlanetenträgerwandPlanet carrier wall
- 8282
- PlanetenträgerwandPlanet carrier wall
- 8484
- Vorsprunghead Start
- 8686
- Nabehub
- 8888
- AußenkonturOuter contour
- 9090
- Kragencollar
- b1b1
- erste Breitefirst width
- b2b2
- zweite Breitesecond width
- b3b3
- dritte Breitethird width
- BB
- BereichArea
- VV
- VersatzwinkelOffset angle
- aa
- Außendurchmesserouter diameter
- k1k1
- erster Kopfkreisdurchmesserfirst tip diameter
- k2k2
- zweiter Kopfkreisdurchmessersecond tip diameter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014203522 A1 [0002]DE 102014203522 A1 [0002]
- DE 102015214035 B4 [0002]DE 102015214035 B4 [0002]
- DE 102018128836 B3 [0002]DE 102018128836 B3 [0002]
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