DE4216399A1

DE4216399A1 - Planetengetriebe

Info

Publication number: DE4216399A1
Application number: DE19924216399
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fuehrer; Kurt Osterloff; Friedrich Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-11-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe in schrägverzahnter Bauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit einer Hauptwelle drehfest verbindbaren Sonnenrad, mehreren in einem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem die Planetenräder umschließenden Hohlrad, das mit einem Hohlradträger verbunden ist.

Der Einsatz von Planetengetrieben im Kraftfahrzeugbau ist bereits bekannt. Insbesondere schrägverzahnte oder doppelschrägverzahnte Planetengetriebe in Pfeilform haben den Vorteil eines sehr ruhigen Laufes. Im Hinblick auf die immer schärfer werdenden Lärmschutzverordnungen wäre deren Einsatz insbesondere für Lastkraftfahrzeuge von Vorteil. Problematisch bei Planetengetrieben in schrägverzahnter Bauweise ist jedoch, daß sie aufwendig in der Herstellung und der Montage sind. So müssen sich die Zahnräder axial einstellen können, damit die Verzahnung über die gesamte Breite tragen kann und das System nicht überbestimmt ist.

Ein weiteres Problem von schrägverzahnten Planetengetrieben liegt auch in der Beherrschung der auftretenden Axialkräfte.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die vorstehend genannten Probleme beherrscht, insbesondere, bei dem die Zahnräder exakt geführt sind und die auftretenden Axialkräfte sicher aufgenommen werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Sonnenrad auf der Hauptwelle axial verschiebbar ist, und daß das Getriebe axial durch ein zwischen dem Hohlradträger und dem Planetenträger angeordnetes Axiallager geführt ist, wobei sich die Planetenräder und das Sonnenrad in ihrer axialen Lage nach dem Hohlrad richten.

Durch die erfindungsgemäße Lagerung ist das Planetengetriebe axial fixiert. Dadurch, daß das Sonnenrad axial auf der Hauptwelle verschiebbar ist, kann es sich, zusammen mit den Planetenrädern, nach dem Hohlrad richten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt auch darin, daß das Planetengetriebe relativ einfach zu montieren und bei Bedarf auch wieder zu demontieren ist.

Es ist zwar bereits bekannt, den Hohlradträger auf einem Axiallager zu lagern, aber es gab dabei keine axiale Verbindung zu den Planetenrädern und zum Sonnenrad, das axial auf der Hauptwelle bzw. Antriebswelle fixiert war. Die Planetenräder waren bei den Lösungen nach dem Stand der Technik alle am Planetenträger axial gehalten, welcher wiederum mit einem eigenen Lager im Gehäuse gelagert war. Diese Lagerungsart würde jedoch bei einer Schrägverzahnung zu Problemen führen, und zwar im wesentlichen wegen der dabei auftretenden Axialkräfte und wegen Montageschwierigkeiten.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Axiallager als Wälzlager ausgebildet ist, das mit seinem Innenring auf der Innenseite an einem Anschlag des Planetenträgers und auf der Außenseite an einem Kupplungskörper anliegt.

Dabei kann der Außenring auf seiner Außenseite an einem Anschlag des Hohlradträgers und auf der Innenseite an einem Sicherungsring anliegen.

Für eine drehfeste, jedoch axial verschiebbare Verbindung zwischen der Hauptwelle und dem Sonnenrad sind die verschiedenartigsten Einrichtungen möglich. Eine einfache konstruktive Ausgestaltung kann darin bestehen, daß zwischen der Hauptwelle und dem Sonnenrad eine Kupplungsverzahnung vorgesehen ist, in der das Sonnenrad axial verschiebbar ist.

In vorteilhafter Weise verwendet man ein Planetengetriebe in einer doppelt schrägverzahnten Bauweise. Ein derartiges Planetengetriebe ist nicht nur sehr laufruhig, sondern darüber hinaus können dabei in einfacher Weise die auftretenden Axialkräfte im wesentlichen durch einen inneren Kraftausgleich aufgefangen werden. Im Vergleich zu bekannten Planetengetrieben in doppelt schrägverzahnter Bauweise, die sehr schwierig zu montieren sind, ist das erfindungsgemäße Planetengetriebe dagegen relativ einfach zu montieren.

Bei Verwendung eines Planetengetriebes in einfacher, schrägverzahnter Bauweise kann vorgesehen sein, daß zur Axialkraftaufnahme Anlaufringe zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern und zwischen den Planetenrädern und dem Hohlrad vorgesehen sind, die jeweils an den Stirnseiten eines der Zahnräder angeordnet sind, während über den Umfang dieses Zahnrades vorstehende Bereiche Anlaufflächen für das damit zusammenarbeitende Zahnrad bilden.

Durch die Anlaufringe werden die aufgrund der Schrägverzahnung auftretenden Axialkräfte aufgenommen. Sie stellen damit innere Kräfte dar und wirken nicht nach außen, insbesondere nicht auf das Axiallager.

In einer konstruktiven Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, daß Anlaufringe auf dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sind.

Auf diese Weise sind nur insgesamt vier Anlaufringe erforderlich, wobei die Planetenräder jeweils exakt zwischen den Anlaufringen geführt sind.

Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Planetengetriebe in einfach schrägverzahnter Bauweise;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise.

Die beiden nachfolgend beschriebenen Planetengetriebe sind grundsätzlich von bekannter Bauart, weshalb nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden.

Gemäß Fig. 1 ist ein Sonnenrad 1 auf einer Hauptwelle 2, die im allgemeinen die Antriebswelle ist, über eine Kupplungsverzahnung 3 drehfest, jedoch axial verschiebbar, befestigt. Um das Sonnenrad 1 herum sind mehrere Planetenräder 4 angeordnet, die jeweils auf Bolzen 5 gelagert sind, die jeweils an einem Planetenträger 6 befestigt sind.

Die Planetenräder 4 werden von einem Hohlrad 7 mit einer Innenverzahnung umschlossen. Das Sonnenrad 1, die Planetenräder 4 und die Verzahnung des Hohlrades 7 sind jeweils abwechselnd schräg verzahnt. Über eine Kupplungsverzahnung, die im allgemeinen mit der Innenverzahnung des Hohlrades 7 identisch ist, ist das Hohlrad 7 mit einem Hohlradträger 8 verbunden, wobei auf der rechten Seite ein Sicherungsring 9 für eine axiale Fixierung sorgt.

Zwischen dem Hohlradträger 8 und dem Planetenträger 6 ist als Axiallager ein Wälzlager 10 angeordnet. Der Innenring 11 des Wälzlagers 10 liegt auf der Innenseite an einem Anschlag 12 des Planetenträgers an, während er auf der Außenseite durch einen Kupplungskörper 13 festgelegt ist. Der Außenring 14 des Wälzlagers liegt auf der Außenseite an einem Anschlag 16 des Hohlradträgers 8 an, während auf der Innenseite ein Sicherungsring 15 seine Lage festlegt.

Zur Aufnahme der bei einer einfachen schrägverzahnten Bauweise auftretenden Axialkräfte sind an beiden Seiten des Sonnenrades 1 an dessen Stirnflächen Anlaufringe 17 und 18, z. B. durch Verschweißen, angeordnet. Die beiden Anlaufringe 17 und 18 besitzen dabei eine derartige Höhe, daß sie mit Bereichen, die Anlaufflächen 19 und 20 darstellen, bis in die Bereiche der nichtverzahnten Teile der Planetenräder 4 ragen. Auf diese Weise stellen die beiden Anlaufringe 17 und 18, je nach Auftreten der Axialkraftrichtung, jeweils alternativ seitliche Führungen mit entsprechenden Anlaufflächen dar.

Die Aufnahme der Axialkräfte zwischen dem Hohlrad 7 und den Planetenrädern 4 erfolgt in gleicher Weise durch Anlaufringe 21 und 22. Der Anlaufring 21 ist dabei auf der linken Seite, das heißt auf der von dem Hohlradträger 8 abgewandten Seite, mit dem Hohlrad 7 verschweißt (siehe obere Darstellung), während der Anlaufring 22 in den Hohlradträger 8 integriert ist. Dies bedeutet, der Hohlradträger 8 ist in seinem äußeren Umfangsbereich auf der zu den Planetenrädern 4 gerichteten Seite entsprechend so ausgestaltet, daß er eine Anlauffläche bildet. Alternativ zu der Verschweißung des Anlaufringes 21 mit dem Hohlrad 7 ist in der unteren Darstellung eine Verbindungsart dargestellt, bei der ein Anlaufring 21A in die Verzahnung des Hohlrades 7 von rechts her eingeschoben ist. Hierzu ist der Anlaufring zur Verdrehsicherung ebenfalls mit einer Verzahnung versehen, mit der er in die Innenverzahnung des Hohlrads 7 eingepaßt ist. Eine Stufe am Hohlrad 7 bildet dabei einen axialen Anschlag für den Anlaufring 21A.

Alle vier Anlaufflächen der Anlaufringe 17, 18, 21 und 22 sind leicht konisch.

Wie ersichtlich, ist der Hohlradträger 8 axial ortsfest zum Planetenträger 6, der gleichzeitig auch die Abtriebswelle darstellt.

Die Montage des Planetengetriebes erfolgt auf folgende Weise:

Zuerst wird das Sonnenrad 1 axial in den Planetenträger 4 eingeführt. Anschließend werden die Planetenräder radial von außen her zwischen die Anlaufringe 17 und 18 eingeschoben. Dann werden die Bolzen 5 durch die Bohrungen der Planetenräder gesteckt und axial- und verdrehfest mit dem Planetenträger 6 verbunden. Anschließend wird von links her das Hohlrad 7 über die Planetenräder 4 geschoben. Der Hohlradträger 8 wird von rechts her in die Verzahnung des Hohlrades 7 eingeschoben. Die axiale Fixierung zwischen dem Hohlradträger 8 und dem Hohlrad 7 erfolgt abschließend durch den Sicherungsring 9. Auf der anderen Seite stellt der Anlaufring 21 des Hohlrades 7 die axiale Führung dar. Auf diese Weise ist damit der ganze Verbund axial fixiert, wobei das Hohlrad 7 über den Hohlradträger 8 und das Axiallager 10 axial fixiert ist. Der fertig montierte Planetentrieb kann jetzt auf die Antriebswelle 2 gesteckt werden. Das Sonnenrad 1 kann sich dabei axial nach den Planetenrädern 4 orientieren und stellt sich hierzu entsprechend auf der Antriebswelle 2 frei ein. Je nach Belastungsrichtung ist eine jeweilige Anlage an dem entsprechenden Anlaufring 17 oder 18 bzw. 21 oder 22 innerhalb eines vorgegebenen Spieles möglich.

Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich von gleicher Bauart, weshalb auch hierfür die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet worden sind.

Der einzige, wesentliche Unterschied besteht lediglich im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 darin, daß das Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine axiale Anpassung, wie in Fig. 1, nicht nötig, obwohl hier keine Anlaufringe zur Aufnahme bzw. Eliminierung von Axialkräften vorhanden sind. Aufgrund der Pfeilverzahnung treten keine Axialkräfte in der Form des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 auf. Eine Montage der Planetenräder 4 ist, wie in Fig. 1, nur von außen her durch eine radiale Einführung möglich.

Aus Montagegründen ist darüber hinaus auch das Hohlrad 7 zweiteilig mit zwei Hohlradteilen 7A und 7B ausgebildet, wobei ein Hohlradteil eine Links- und das andere Hohlradteil eine Rechtsverzahnung besitzt. Zur drehfesten Verbindung der beiden Hohlradteile 7A und 7B und für eine Verbindung mit dem Hohlradträger 8 dient eine Muffe 23, die außenseitig über die beiden Hohlradteile 7A und 7B übergeschoben ist. Die drehfeste Verbindung wird dabei durch eine Außenverzahnung 24 auf den Außenseiten der beiden Hohlradteile 7A und 7B und einer entsprechenden Innenverzahnung in der Muffe 23 erreicht. Über die Verzahnung 24 erfolgt auch die drehfeste Verbindung zu dem Hohlradträger 8.

Die Montage des Planetengetriebes gemäß Fig. 2 erfolgt in ähnlicher Weise wie die von Fig. 1. Anschließend werden die Planetenräder 4 radial von außen her aufgesetzt und die Achsen 5 jeweils eingeschoben und mit dem Planetenträger 6 verbunden. Von den beiden Hohlradteilen 7A und 7B wird das Hohlradteil 7A von links drehend und das Hohlradteil 7B von rechts drehend auf die Planetenräder 4 aufgeschoben. Die Muffe 23 wird von links her auf die beiden Hohlradteile 7A und 7B aufgeschoben, bis ein Sicherungsring 25 an der Verzahnung 24 des linken Hohlradteiles 7A anliegt. Der Hohlradträger 8 wird von rechts her aufgeschoben und anschließend wird der Sicherungsring 9 in eine Umfangsnut der Muffe 23 zur axialen Fixierung eingelegt.

Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist damit das Sonnenrad 1 axial auf der Hauptwelle 2 frei verschiebbar. Ebenso richten sich die Planetenräder 4 in ihrer axialen Lage nach dem Hohlrad 7 und das Axiallager 10 gibt ebenfalls die axiale Stellung des Verbundes vor.

Bezugszeichen

1 Sonnenrad
2 Hauptwelle
3 Kupplungsverzahnung
4 Planetenräder
5 Bolzen
6 Planetenträger
7 Hohlrad
8 Hohlradträger
9 Sicherungsring
10 Wälzlager
11 Innenring
12 Anschlag
13 Kupplungskörper
14 Außenring
15 Sicherungsring
16 Anschlag
17 Anlaufring
18 Anlaufring
19 Anlauffläche
20 Anlauffläche
21 Anlaufring
22 Anlaufring
23 Muffe
24 Verzahnung
25 Sicherungsring

Claims

1. Planetengetriebe in schrägverzahnter Bauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit einer Hauptwelle drehfest verbindbaren Sonnenrad, mehreren in einem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem die Planetenräder umschließenden Hohlrad, das mit einem Hohlradträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (1) auf der Hauptwelle (2) axial verschiebbar ist, und daß das Getriebe axial durch ein zwischen dem Hohlradträger (8) und dem Planetenträger (6) angeordnetes Axiallager (10) geführt ist, wobei sich die Planetenräder (4) und das Sonnenrad (1) in ihrer axialen Lage nach dem Hohlrad (7) richten.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager als Wälzlager (10) ausgebildet ist, das mit seinem Innenring (11) auf der Innenseite an einem Anschlag (12) des Planetenträgers (6) und auf der Außenseite an einem Kupplungskörper (13) anliegt.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (14) auf der Außenseite an einem Anschlag (16) des Hohlradträgers (8) und auf der Innenseite an einem Sicherungsring (15) anliegt.

4. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hauptwelle (2) und dem Sonnenrad (1) eine Kupplungsverzahnung (3) vorgesehen ist, in der das Sonnenrad (1) axial verschiebbar ist.

5. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in doppelt schrägverzahnter Bauweise ausgebildet ist.

6. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in einfach schrägverzahnter Bauweise ausgebildet ist, wobei zur Axialkraftaufnahme Anlaufringe (17, 18, 21, 22) zwischen dem Sonnenrad (1) und den Planetenrädern (4) und zwischen den Planetenrädern (4) und dem Hohlrad (7) vorgesehen sind, die jeweils an den Stirnseiten eines der Zahnräder angeordnet sind, während über den Umfang dieses Zahnrades vorstehende Bereiche Anlaufflächen (19, 20) für das damit zusammenarbeitende Zahnrad bilden.

7. Planetengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anlaufringe (17, 18, 21, 22) auf dem Sonnenrad (1) und dem Hohlrad (7) angeordnet sind.