EP4616086A1 - Sequenziell angeordnete planetenräder - Google Patents

Sequenziell angeordnete planetenräder

Info

Publication number
EP4616086A1
EP4616086A1 EP23786249.5A EP23786249A EP4616086A1 EP 4616086 A1 EP4616086 A1 EP 4616086A1 EP 23786249 A EP23786249 A EP 23786249A EP 4616086 A1 EP4616086 A1 EP 4616086A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
toothing
planetary gear
planetary
planet carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23786249.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bert Beirinckx
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4616086A1 publication Critical patent/EP4616086A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/36—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with two central gears coupled by intermeshing orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F03D15/101—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members of the epicyclic or planetary type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output

Definitions

  • the invention relates to a transmission arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such a gear arrangement is known from DE 10 2014 226 046 B4.
  • the document discloses a planetary gear with a first toothing, a second toothing and a third toothing.
  • the planetary gear is rotatably mounted in a rotatable planet carrier.
  • the first toothing meshes with a non-rotatable ring gear, the second toothing with a rotatable sun gear and the third toothing with a rotatable ring gear.
  • the invention is based on the object of making available a gear arrangement that is improved compared to the prior art. This object is achieved by a gear arrangement according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims and emerge from the following description.
  • a gear assembly is an arrangement for use in a transmission.
  • a gear assembly can refer to part of the transmission or the entire transmission.
  • the gear arrangement according to the invention is preferably intended for use in a wind turbine. It is therefore preferably a wind turbine gearbox or a part thereof.
  • the gear arrangement according to the invention comprises a first planet carrier, a first planet gear, a second planet gear, a first ring gear and a sun gear.
  • the first planet carrier and the sun gear are rotatable. This means that the first planet carrier and the sun gear are rotatably mounted relative to a housing of the gear. In particular, it can be rotatably mounted in the housing or in a structure fixed to the housing.
  • the first ring gear is non-rotatable. This means that the first ring gear is fixed in a rotationally fixed manner relative to the gearbox housing. The ring gear is therefore fixed in a rotationally fixed manner in the housing or in a structure fixed to the housing.
  • the first planet carrier, the first ring gear and the sun gear are arranged coaxially to one another.
  • An axis of rotation of the first planet carrier and an axis of rotation of the sun gear therefore coincide.
  • the two axes of rotation also coincide with a central axis of the first ring gear.
  • the first planet gear is rotatably mounted in the first planet carrier. It is rotatable relative to the planet carrier. Its axis of rotation runs at a distance from a rotation axis of the planet carrier. Preferably, the axes of rotation of the first planet gear and the first planet carrier run parallel to one another. The axis of rotation of the first planet gear is immobile relative to the first planet carrier. When the first planet carrier rotates, the axis of rotation of the first planet gear consequently moves on an orbit around the axis of rotation of the first planet carrier.
  • the first planetary gear has a first toothing and a second toothing.
  • the first toothing and the second toothing of the first planetary gear are designed as external toothings. They are aligned coaxially to one another and cannot rotate relative to one another. They are preferably connected to one another in one piece. In particular, the entire first planetary gear can be designed in one piece.
  • the first ring gear or its teeth mesh with the first teeth of the first planetary gear.
  • the teeth of the first ring gear are designed as internal teeth
  • the second planetary gear forms a rotationally effective connection between the second toothing of the first planetary gear and the sun gear.
  • Two rotatably or pivotably mounted members are rotationally effective connected to one another if there is a difference between a physical quantity that describes a rotation or pivoting of the first member and a physical quantity that describes a rotation or A bijective relationship exists when the first element describes the pivoting of the second element.
  • a linear relationship can exist between the two quantities.
  • the physical quantity is, for example, an angle of rotation, an angular velocity, a torque or a rotational acceleration.
  • the second planetary gear represents a bijective relationship between a physical quantity that describes a rotation of the second toothing of the first planetary gear and a physical quantity that describes a rotation of the sun gear.
  • the rotation of the second toothing of the first planetary gear is transmitted via the second planetary gear to the sun gear, or the rotation of the sun gear is transmitted in the opposite direction via the second planetary gear to the second toothing of the first planetary gear.
  • the first planet carrier can be connected in a rotationally fixed manner to a shaft that drives the planet carrier or that is driven by the planet carrier.
  • the drive is carried out by a second ring gear.
  • This can be rotated relative to the housing of the transmission.
  • it can be rotatably mounted in the housing or in a structure fixed to the housing.
  • the gears In addition to the toothing of the first ring gear, the toothing of the second ring gear is also designed as an internal toothing.
  • the teeth of the second ring gear mesh with the third teeth of the first planet gear. This allows a drive torque to be applied to the first planet carrier via the second ring gear and the first planet gear, or vice versa, an output torque to the second ring gear via the first planet carrier and the first planet gear.
  • the second toothing of the second planetary gear meshes directly with the sun gear or with its toothing.
  • the second toothing of the first planetary gear meshes directly with the first toothing of the second planetary gear. This results in a particularly simple design of the gear arrangement. This applies in particular in combination with a development of the second toothing of the second planetary gear such that it meshes with the sun gear.
  • a rotatable intermediate gear is provided. This connects the second toothing of the first planetary gear with the first toothing of the second planetary gear. It represents a bijective Relationship between a physical quantity that describes a rotation of the second toothing of the first planetary gear and a physical quantity that describes a rotation of the first toothing of the second planetary gear.
  • the rotation of the second toothing of the first planetary gear is transmitted via the intermediate gear to the first toothing of the second planetary gear, or the rotation of the first toothing of the second planetary gear is transmitted in the opposite direction via the intermediate gear to the second toothing of the first planetary gear.
  • the intermediate gear is rotatable. This means that it is rotatable relative to the gearbox housing. It is arranged coaxially to the first planet carrier, the sun gear and the second ring gear. This means that the axes of rotation of the first planet carrier, the sun gear and the second ring gear coincide.
  • the intermediate gear has a first toothing and a second toothing. These are arranged coaxially to one another and cannot be rotated relative to one another.
  • the first toothing and the second toothing of the intermediate gear can be connected to one another in one piece.
  • the first gear and the second gear can each be an internal or external gear.
  • the first gear can be an external gear and the second gear can be an internal gear.
  • the first gear can be an internal gear and the second gear can be an external gear. It is also possible to implement both gears as external gears or both gears as internal gears.
  • the second toothing of the first planetary gear meshes with the first toothing of the intermediate gear, whereby the second toothing of the intermediate gear meshes with the first toothing of the second planetary gear.
  • the intermediate gear allows the first planetary gear and the second planetary gear to be decoupled in terms of design.
  • the sizes of their gear teeth depend no longer directly deviate from one another. This opens up additional degrees of design freedom. This allows the gear arrangement to be made more compact and/or more powerful.
  • the second planetary gear is rotatably mounted in the first planetary carrier like the first planetary gear.
  • a mounting of the second planetary gear in the first planetary gear is necessary if no intermediate gear is present.
  • the intermediate gear enables a preferred development with a second planet carrier that can rotate relative to the first planet carrier.
  • An axis of rotation about which the first planet carrier and the second planet carrier can rotate relative to one another is preferably identical to the axis of rotation of the first planet carrier, the sun gear and the second ring gear.
  • the second planet carrier can be connected to the second ring gear in a rotationally fixed manner.
  • the second planet carrier is rotatable relative to the second ring gear. It is also further developed to be rotatable relative to the sun gear and the intermediate gear.
  • the second planet carrier is designed to be non-rotatable, i.e. non-rotatably coupled to the housing of the transmission or a component fixed to the housing. Alternatively, it is rotatable relative to the housing and non-rotatably coupled or can be coupled to a component outside the transmission arrangement that is also rotatable relative to the housing.
  • Fig. 1 a planetary gear
  • Fig. 2 a planetary gear with stepped intermediate gear
  • Fig. 3 a planetary gear with cylindrical intermediate gear
  • Fig. 4 an alternative arrangement of the intermediate gear
  • Fig. 5 a planetary gear.
  • the planetary gear 101 shown in Figure 1 has a first planetary gear 103 and a second planetary gear 105.
  • the first planetary gear 103 forms three gears - a first gear 103a, a second gear 103b and a third gear 103c.
  • the second planetary gear 105 forms two gears - a first gear 105a and a second gear 105b.
  • Both planet gears 103, 105 are rotatably mounted in a single planet carrier 107.
  • the planet carrier 107 is rotatable relative to a gear housing 109.
  • the third toothing 103c of the first planetary gear 103 meshes with the toothing of a first ring gear 111.
  • the first ring gear 111 is rotatable relative to the gear housing 109. It is connected to a shaft in a rotationally fixed manner via a cage 113.
  • a toothing of a second ring gear 115 meshes with the first toothing 103a of the first planetary gear 103.
  • the second ring gear 115 is arranged fixed to the housing, i.e. is connected in a rotationally fixed manner to the transmission housing 109.
  • the second toothing 103b of the first planetary gear 103 meshes with the first toothing 105a of the second planetary gear 105.
  • the second toothing 105b of the second planetary gear 105 in turn meshes with a sun gear 117 that is rotatable relative to the gear housing 109.
  • the planetary gears 201, 301, 401, 501 shown in Figures 2 to 5 differ from the planetary gear 101 shown in Figure 1 by an intermediate gear 203.
  • the intermediate gear 203 is rotatable relative to the gear housing 109. It has a first toothing 203a and a second toothing 203b.
  • the first toothing 203a of the intermediate gear 203 meshes with the second toothing 103b of the first planetary gear 103.
  • the first planetary gear 103 and the second planetary gear 105 are each available in multiple versions.
  • the versions of the first planetary gear 103 and the versions of the second planetary gear 105 are each arranged rotationally symmetrically to one another with respect to a common axis of rotation of the planet carrier 107, the second ring gear 111, the sun gear 117 and the intermediate gear 203.
  • the second gear teeth 103b of the embodiments of the first planetary gear 103 each mesh with the first gear teeth 203a of the intermediate gear 203.
  • the first gear teeth 105a of the embodiments of the second planetary gear 105 mesh with the second gear teeth 203b of the intermediate gear 203.
  • the intermediate gear 203 is supported by the second gear teeth 103b of the embodiments of the first planetary gear 103 and the first gear teeth 105a of the embodiments of the second planetary gear 105, so that it does not require a separate bearing.
  • the second planetary gear 105 shown in Figure 2 is not mounted in the first planetary carrier 107, but in a second planetary carrier 205.
  • the second planetary carrier 205 is connected to the bell 113 in a rotationally fixed manner.
  • the first toothing 203a and the second toothing 203b of the intermediate gear 203 shown in Figure 2 have different pitch circle diameters.
  • the pitch circle diameter of the first toothing 203 is smaller than the pitch circle diameter of the second toothing 203b. This gives the intermediate gear 203 a stepped shape.
  • the first toothing 203a is designed as an external toothing, the second toothing 203b as an internal toothing.
  • the intermediate gear 203 shown in Figure 3 has a cylindrical shape.
  • the first toothing 203a and the second toothing 203b are designed here as external toothings with the same pitch circle diameter.
  • the planetary gear 401 shown in Figure 4 differs from the planetary gears 201, 301, 501 shown in Figures 2, 3 and 5 with regard to the axial order of the gears 103a, 103b, 103c, 105a, 105b of the first planetary gear 103 and the second planetary gear 105.
  • the gears 103a, 103b, 103c, 105a, 105b of the planetary gears 201, 301, 501 shown in Figures 2, 3 and 5 are arranged in the following axial order: third gear 103c of the first planetary gear 103, first gear 103a of the first planetary gear 103, second gear 103b of the first planetary gear 103, first gear 105a of the second planetary gear 105 and second gear 105b of the second planetary gear 105.
  • the gears 103a, 103b, 103c, 105a, 105b of the first planetary gear 103 and the second planetary gear 105 of the planetary gear 401 shown in Figure 4 are arranged in the following axial order: second toothing 103b of the first planetary gear 103, first toothing 105a of the second planetary gear 105, second toothing 105b of the second planetary gear 105, third toothing 103c of the first planetary gear 103 and first toothing 103a of the first planetary gear 103.
  • This has the advantage of a shorter connection of the second planet carrier 205 to the cage 113.
  • the planetary gear 501 shown in Figure 5 differs from the planetary gear 201 shown in Figure 2 with regard to the connection of the second planet carrier 205.
  • the second planet carrier 205 according to Figure 5 is not connected to the cage 113, but extends to the axially opposite side. This makes it possible to connect the second planet carrier 205 to the gear housing 109 in an approximately rotationally fixed manner. It is also possible to fix the sun gear 117 relative to the gear housing 109 in a rotationally fixed manner and instead to connect the second planet carrier 205 to a shaft for transmitting a torque flow. Furthermore, it is possible to design both the second planet carrier 205 and the sun gear 117 to be rotatable relative to the gear housing 109, so that the power transmitted by the planetary gear 501 is branched to both components 205, 117.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (101, 201, 301, 401, 501) mit einem drehbaren ersten Planetenträger (107), einem ersten, drehbar in dem ersten Planetenträger (107) gelagerten Planetenrad (103), einem zweiten Planetenrad (105), einem drehfesten Hohlrad (109), das mit einer ersten Verzahnung (103a) des ersten Planetenrads (103) kämmt, und einem drehbaren Sonnenrad (117). Eine zweite Verzahnung (103b) des ersten Planetenrads (103) ist über das zweite Planetenrad (105) drehwirksam mit dem Sonnenrad (117) verbunden.

Description

Sequenziell angeordnete Planetenräder
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche Getriebeanordnung ist aus DE 10 2014 226 046 B4 bekannt. Die Druckschrift offenbart ein Planetenrad mit einer ersten Verzahnung, einer zweiten Verzahnung und einer dritten Verzahnung. Das Planetenrad ist drehbar in einem drehbaren Planetenträger gelagert. Die erste Verzahnung kämmt mit einem drehfesten Hohlrad, die zweite Verzahnung mit einem drehbaren Sonnenrad und die dritte Verzahnung mit einem drehbaren Hohlrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Getriebeanordnung verfügbar zu machen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebeanordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Eine Getriebeanordnung bezeichnet eine Anordnung zur Verwendung in einem Getriebe. Mit Getriebeanordnung kann ein Teil des Getriebes oder das gesamte Getriebe bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung ist bevorzugt für die Verwendung in einer Windkraftanlage vorgesehen. Es handelt sich also bevorzugt um ein Windkraftgetriebe oder einen Teil davon.
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung umfasst einen ersten Planetenträger, ein erstes Planetenrad, ein zweites Planetenrad, ein erstes Hohlrad und ein Sonnenrad. Der erste Planetenträger und das Sonnenrad sind drehbar. Dies bedeutet, dass der erste Planetenträger und das Sonnenrad relativ zu einem Gehäuse des Getriebes drehbar gelagert sind. Insbesondere kann er in dem Gehäuse oder in einer gehäusefesten Struktur drehbar gelagert sein. Das erste Hohlrad ist drehfest. Dies bedeutet, dass das erste Hohlrad relativ zu dem Gehäuse des Getriebes drehfest fixiert ist. Das Hohlrad ist also drehfest in dem Gehäuse oder in einer gehäusefesten Struktur fixiert.
Der erste Planetenträger, das erste Hohlrad und das Sonnenrad sind koaxial zueinander angeordnet. Eine Drehachse des ersten Planetenträgers und eine Drehachse des Sonnenrads stimmen also überein. Die beiden Drehachsen stimmen zudem mit einer Mittelachse des ersten Hohlrads überein.
Das erste Planetenrad ist drehbar in dem ersten Planetenträger gelagert. Es ist relativ zu dem Planetenträger drehbar. Seine Drehachse verläuft zu einer Drehachse des Planetenträgers beabstandet. Vorzugsweise verlaufen die Drehachsen des ersten Planetenrads und des ersten Planetenträgers parallel zueinander. Relativ zu dem ersten Planetenträger ist die Drehachse des ersten Planetenrads unbeweglich. Bei einer Drehung des ersten Planetenträgers bewegt sich die Drehachse des ersten Planetenrads infolgedessen auf einer Umlaufbahn um die Drehachse des ersten Planetenträgers.
Das erste Planetenrad weist eine erste Verzahnung und eine zweite Verzahnung auf. Die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads sind als Außenverzahnungen ausgeführt. Sie sind koaxial zueinander ausgerichtet und relativ zueinander unverdrehbar. Vorzugsweise sind sie einstückig miteinander verbunden. Insbesondere kann das gesamte erste Planetenrad einstückig ausgeführt sein.
Das erste Hohlrad beziehungsweise dessen Verzahnung kämmt mit der ersten Verzahnung des ersten Planetenrads. Die Verzahnung des ersten Hohlrads ist entsprechend als Innenverzahnung ausgeführt
Erfindungsgemäß bildet das zweite Planetenrad eine drehwirksame Verbindung zwischen der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads und dem Sonnenrad. Zwei dreh- oder schwenkbar gelagerte Glieder sind drehwirksam miteinander verbunden, wenn zwischen einer physikalischen Größe, die eine Drehung oder Verschwenkung des ersten Glieds beschreibt, und einer physikalischen Größe, die eine Drehung oder Verschwenkung des zweiten Glieds beschreibt, ein bijektiver Zusammenhang besteht. Insbesondere kann ein linearer Zusammenhang zwischen den beiden Größen bestehen. Bei der physikalischen Größe handelt es sich etwa um einen Drehwinkel, eine Winkelgeschwindigkeit, ein Drehmoment oder eine Drehbeschleunigung.
Vorliegend stellt das zweite Planetenrad einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer physikalischen Größe, die eine Drehung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads beschreibt und einer physikalischen Größe, die eine Drehung des Sonnenrads beschreibt. Dabei wird die Drehung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads über das zweite Planetenrad auf das Sonnenrad übertragen, bzw. die Drehung des Sonnenrads wird in umgekehrter Richtung über das zweite Planetenrad auf die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads übertragen. Infolgedessen bestehen auch drehwirksame Verbindungen zwischen der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads und dem zweiten Planetenrad sowie zwischen dem zweiten Planetenrad und dem Sonnenrad. Somit besteht ein bijektiver Zusammenhang zwischen einer Größe, die eine Drehung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads beschreibt und einer physikalischen Größe, die eine Drehung des zweiten Planetenrads beschreibt. Ein weiterer bijektiver Zusammenhang besteht zwischen der physikalischen Größe, welche die Drehung des zweiten Planetenrads beschreibt und der physikalischen Größe, welche die Drehung des Sonnenrads beschreibt.
Durch die erfindungsgemäße Zwischenschaltung des zweiten Planetenrads in die drehwirksame Verbindung zwischen der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads und des Sonnenrads lässt sich gegenüber einer direkten Kopplung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads mit dem Sonnenrad eine höhere Übersetzung realisieren. Gleichzeitig sinkt die Verlustleistung, sodass sich die Effizienz der Getriebeanordnung verbessert.
Der erste Planetenträger lässt sich drehfest mit einer Welle verbinden, die den Planetenträger antreibt, oder die von dem Planetenträger angetrieben wird. In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt der Antrieb hingegen ein zweites Hohlrad. Dieses ist relativ zu dem Gehäuse des Getriebes drehbar. Insbesondere kann es in dem Gehäuse oder in einer gehäusefesten Struktur drehbar gelagert sein. Wie die Verzah- nung des ersten Hohlrads ist auch eine Verzahnung des zweiten Hohlrads als Innenverzahnung ausgeführt.
Weiterbildungsgemäß weist das erste Planetenrad eine dritte, als Außenverzahnung ausgeführte Verzahnung auf. Diese ist koaxial zu der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads angeordnet und relativ zu der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads nicht verdrehbar. Insbesondere kann die dritte Verzahnung einstückig mit der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung verbunden sein.
Die Verzahnung des zweiten Hohlrads kämmt mit der dritten Verzahnung des ersten Planetenrads. So lässt sich über das zweite Hohlrad und das erste Planetenrad ein Antriebsmoment auf den ersten Planetenträger oder umgekehrt über den ersten Planetenträger und das erste Planetenrad ein Abtriebsmoment auf das zweite Hohlrad aufbringen.
Die weiterbildungsgemäße Kopplung des ersten Planetenträgers mit dem zweiten Hohlrad über die dritte Verzahnung des ersten Planetenrads ist von Vorteil, da sich das Übersetzungsverhältnis bei verringerter Verlustleistung noch weiter erhöhen lässt.
Die zweite Verzahnung des zweiten Planetenrads kämmt in einer bevorzugten Weiterbildung direkt mit dem Sonnenrad beziehungsweise mit dessen Verzahnung.
Analog kämmt in einer bevorzugten Weiterbildung die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads direkt mit der ersten Verzahnung des zweiten Planetenrads. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Getriebeanordnung. Dies gilt insbesondere in Kombination mit einer Weiterbildung der zweiten Verzahnung des zweiten Planetenrads derart, dass sie mit dem Sonnenrad kämmt.
In einer alternativ bevorzugten Weiterbildung ist ein drehbares Zwischenrad vorgesehen. Dieses verbindet die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads drehwirksam mit der ersten Verzahnung des zweiten Planetenrads. Es stellt einen bijektiven Zusammenhang zwischen einer physikalischen Größe, die eine Drehung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads beschreibt und einer physikalischen Größe, die eine Drehung der ersten Verzahnung des zweiten Planetenrads beschreibt. Dabei wird die Drehung der zweiten Verzahnung des ersten Planetenrads über das Zwischenrad auf die erste Verzahnung des zweiten Planetenrads übertragen, bzw. die Drehung der ersten Verzahnung des zweiten Planetenrads wird in umgekehrter Richtung über das Zwischenrad auf die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads übertragen.
Das Zwischenrad ist drehbar. Dies bedeutet, dass es relativ zu dem Gehäuse des Getriebes drehbar ist. Es ist koaxial zu dem ersten Planetenträger, dem Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad angeordnet. Dies bedeutet, dass die Drehachsen des ersten Planetenträgers, des Sonnenrads und des zweiten Hohlrads übereinstimmen.
Das Zwischenrad weist eine erste Verzahnung und eine zweite Verzahnung auf. Diese sind koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander nicht verdrehbar. Insbesondere können die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung des Zwischen- rads einstückig miteinander verbunden sein.
Bei der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung kann es sich jeweils um eine Innen- oder Außenverzahnung handeln. So kann es sich bei der ersten Verzahnung um eine Außenverzahnung und bei der zweiten Verzahnung um eine Innenverzahnung handeln. Alterativ handelt es sich bei der ersten Verzahnung um eine Innenverzahnung und bei der zweiten Verzahnung um eine Außenverzahnung. Auch eine Realisierung beider Verzahnungen als Außenverzahnungen oder beider Verzahnungen als Innenverzahnungen ist möglich.
Die zweite Verzahnung des ersten Planetenrads kämmt weiterbildungsgemäß mit der ersten Verzahnung des Zwischenrads, wobei die zweite Verzahnung des Zwischen- rads mit der ersten Verzahnung des zweiten Planetenrads kämmt.
Durch das Zwischenrad lassen sich das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad gestalterisch entkoppeln. Insbesondere hängen die Größen ihrer Verzahnungen nicht mehr direkt voneinander ab. Dies eröffnet zusätzliche gestalterische Freiheitsgrade. Dadurch lässt sich die Getriebeanordnung etwa kompakter und/oder leistungsfähiger gestalten.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das zweite Planetenrad wie das erste Planetenrad drehbar in dem ersten Planetenträger gelagert. Eine Lagerung des zweiten Planetenrads in dem ersten Planetenrad ist erforderlich, wenn kein Zwischenrad vorhanden ist.
Das Zwischenrad ermöglicht eine bevorzugte Weiterbildung mit einem relativ zu dem ersten Planetenträger drehbaren zweiten Planetenträger. Eine Drehachse, um die der erste Planetenträger und der zweite Planetenträger relativ zueinander verdrehbar sind, ist bevorzugt identisch mit der Drehachse des ersten Planetenträgers, des Son- nenrads und des zweiten Hohlrads.
Für die Anbindung des zweiten Planetenträgers ergeben sich mehrere Möglichkeiten. So lässt sich der zweite Planetenträger in einer bevorzugten Weiterbildung drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbinden.
In einer alternativ bevorzugten Weiterbildung ist der zweite Planetenträger hingegen relativ zu dem zweiten Hohlrad verdrehbar. Er ist weiterhin relativ zu dem Sonnenrad und dem Zwischenrad verdrehbar weitergebildet. In einer solchen Weiterbildung ist der zweite Planetenträger etwa drehfest ausgebildet, das heißt drehfest mit dem Gehäuse des Getriebes oder einer gehäusefesten Komponente gekoppelt. Alternativ ist er relativ zu dem Gehäuse drehbar und drehfest mit einer ebenso relativ zu dem Gehäuse drehbaren Komponente außerhalb der Getriebeanordnung gekoppelt oder koppelbar.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 ein Planetengetriebe; Fig. 2 ein Planetengetriebe mit gestuftem Zwischenrad;
Fig. 3 ein Planetengetriebe mit zylindrischem Zwischenrad;
Fig. 4 eine alternative Anordnung des Zwischenrads; und
Fig. 5 ein Planetengetriebe.
Das in Figur 1 dargestellte Planetengetriebe 101 weist ein erstes Planetenrad 103 und ein zweites Planetenrad 105 auf. Das erste Planetenrad 103 bildet drei Verzahnungen - eine erste Verzahnung 103a, eine zweite Verzahnung 103b und eine dritte Verzahnung 103c aus. Das zweite Planetenrad 105 bildet zwei Verzahnungen - eine erste Verzahnung 105a und eine zweite Verzahnung 105b - aus.
Beide Planetenräder 103, 105 sind drehbar in einem einzigen Planetenträger 107 gelagert. Der Planetenträger 107 ist relativ zu einem Getriebegehäuse 109 verdrehbar.
Die dritte Verzahnung 103c des ersten Planetenrads 103 kämmt mit der Verzahnung eines ersten Hohlrads 111. Das erste Hohlrad 111 ist relativ zu dem Getriebegehäuse 109 verdrehbar. Über einen Käfig 113 ist es drehfest mit einer Welle verbunden.
Eine Verzahnung eines zweiten Hohlrads 115 kämmt mit der ersten Verzahnung 103a des ersten Planetenrads 103. Das zweite Hohlrad 115 ist gehäusefest angeordnet, das heißt drehfest mit dem Getriebegehäuse 109 verbunden.
Die zweite Verzahnung 103b des ersten Planetenrads 103 kämmt mit der ersten Verzahnung 105a des zweiten Planetenrads 105. Die zweite Verzahnung 105b des zweiten Planetenrads 105 wiederum kämmt mit einem relativ zu dem Getriebegehäuse 109 drehbaren Sonnenrad 117.
Die in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Planetengetriebe 201 , 301 , 401 , 501 unterscheiden sich von dem in Fig. 1 dargestellten Planetengetriebe 101 durch ein Zwischenrad 203. Das Zwischenrad 203 ist relativ zu dem Getriebegehäuse 109 drehbar. Es weist eine erste Verzahnung 203a und eine zweite Verzahnung 203b auf. Die erste Verzahnung 203a des Zwischenrads 203 kämmt mit der zweiten Verzahnung 103b des ersten Planetenrads 103. Die zweite Verzahnung 203b des Zwischenrads
203 kämmt mit der ersten Verzahnung 105a des zweiten Planetenrads 105.
Das erste Planetenrad 103 und das zweite Planetenrad 105 sind jeweils in mehrfacher Ausführung vorhanden. Die Ausführungen des ersten Planetenrads 103 und die Ausführungen des zweiten Planetenrads 105 sind jeweils bezüglich einer gemeinsamen Drehachse des Planetenträgers 107, des zweiten Hohlrads 111 , des Sonnen- rads 117 und des Zwischenrads 203 rotationssym metrisch zueinander angeordnet. Die zweiten Verzahnungen 103b der Ausführungen des ersten Planetenrads 103 kämmen jeweils mit der ersten Verzahnung 203a des Zwischenrads 203. Analog kämmen die ersten Verzahnungen 105a der Ausführungen des zweiten Planetenrads 105 mit der zweiten Verzahnung 203b des Zwischenrads 203. Infolgedessen wird das Zwischenrad 203 durch die zweiten Verzahnungen 103b der Ausführungen des ersten Planetenrads 103 und die ersten Verzahnungen 105a der Ausführungen des zweiten Planetenrads 105 getragen, sodass es keine separate Lagerung benötigt.
Im Unterschied zu Figur 1 ist das in Figur 2 dargestellte zweite Planetenrad 105 nicht in dem ersten Planetenträger 107 gelagert, sondern in einem zweiten Planetenträger 205. Der zweite Planetenträger 205 ist drehfest mit der Glocke 113 verbunden.
Die erste Verzahnung 203a und die zweite Verzahnung 203b des in Figur 2 dargestellten Zwischenrads 203 weisen unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf. Der Teilkreisdurchmesser der ersten Verzahnung 203 ist geringer als der Teilkreisdurchmesser der zweiten Verzahnung 203b. Dadurch erhält das Zwischenrad 203 eine Stufenform. Die erste Verzahnung 203a ist als Außenverzahnung ausgebildet, die zweite Verzahnung 203b als Innenverzahnung.
Im Unterschied dazu hat das in Figur 3 dargestellte Zwischenrad 203 eine zylindrische Form. Die erste Verzahnung 203a und die zweite Verzahnung 203b sind hier als Außenverzahnungen mit gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet.
Das in Figur 4 dargestellte Planetengetriebe 401 unterscheidet sich von dem in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellten Planetengetrieben 201 , 301 , 501 hinsichtlich der axialen Reihenfolge der Verzahnungen 103a, 103b, 103c, 105a, 105b des ersten Planetenrads 103 und des zweiten Planetenrads 105. Die Verzahnungen 103a, 103b, 103c, 105a, 105b der in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellten Planetengetriebe 201 , 301 , 501 sind in folgender axialer Reihenfolge angeordnet: Dritte Verzahnung 103c des ersten Planetenrads 103, erste Verzahnung 103a des ersten Planetenrads 103, zweite Verzahnung 103b des ersten Planetenrads 103, erste Verzahnung 105a des zweiten Planetenrads 105 und zweite Verzahnung 105b des zweiten Planetenrads 105. Demgegenüber sind die Verzahnungen 103a, 103b, 103c, 105a, 105b des ersten Planetenrads 103 und des zweiten Planetenrads 105 des in Figur 4 dargestellten Planetengetriebes 401 in folgender axialer Reihenfolge angeordnet: Zweite Verzahnung 103b des ersten Planetenrads 103, erste Verzahnung 105a des zweiten Planetenrads 105, zweite Verzahnung 105b des zweiten Planetenrads 105, dritte Verzahnung 103c des ersten Planetenrads 103 und erste Verzahnung 103a des ersten Planetenrads 103. Dies hat den Vorteil einer kürzeren Anbindung des zweiten Planetenträgers 205 an den Käfig 113.
Das in Figur 5 dargestellte Planetengetriebe 501 unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten Planetengetriebe 201 hinsichtlich der Anbindung des zweiten Planetenträgers 205. Der zweite Planetenträger 205 gemäß Figur 5 ist nicht an den Käfig 113 angebunden, sondern erstreckt sich zur axial gegenüberliegenden Seite hin. Dies ermöglicht es, den zweiten Planetenträger 205 etwa drehfest mit dem Getriebegehäuse 109 zu verbinden. Auch ist es möglich, das Sonnenrad 117 relativ zu dem Getriebegehäuse 109 drehfest zu fixieren und stattdessen den zweiten Planetenträger 205 mit einer Welle zur Übertragung eines Drehmomentflusses zu verbinden. Weiterhin ist es möglich, sowohl den zweiten Planetenträger 205 als auch das Sonnenrad 117 relativ zu dem Getriebegehäuse 109 drehbar auszugestalten, sodass sich die von dem Planetengetriebe 501 übertragene Leistung auf beide Komponenten 205, 117 verzweigt. Bezugszeichen
Planetengetriebe Planetenrad a Verzahnung b Verzahnung c Verzahnung Planetenrad a Verzahnung b Verzahnung
Planetenträger Getriebegehäuse Hohlrad
Käfig Hohlrad Sonnenrad
Planetengetriebe Zwischenrad a Verzahnung b Verzahnung Planetenträger
Planetengetriebe Planetengetriebe Planetengetriebe

Claims

Patentansprüche
1. Getriebeanordnung (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) mit einem drehbaren ersten Planetenträger (107), einem ersten, drehbar in dem ersten Planetenträger (107) gelagerten Planetenrad (103), einem zweiten Planetenrad (105), einem drehfesten Hohlrad (109), das mit einer ersten Verzahnung (103a) des ersten Planetenrads (103) kämmt, und einem drehbaren Sonnenrad (117); dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Verzahnung (103b) des ersten Planetenrads (103) über das zweite Planetenrad (105) drehwirksam mit dem Sonnenrad (117) verbunden ist.
2. Getriebeanordnung (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) nach Anspruch 1 ; gekennzeichnet durch ein drehbares Hohlrad (111 ), das mit einer dritten Verzahnung (103c) des ersten Planetenrads (103) kämmt,
3. Getriebeanordnung (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) nach dem einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzahnung (105b) des zweiten Planetenrads (105) mit dem Sonnenrad (117) kämmt.
4. Getriebeanordnung (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzahnung (103b) des ersten Planetenrads (103) mit der ersten Verzahnung (105a) des zweiten Planetenrads (105) kämmt.
5. Getriebeanordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Planetenrad (105) drehbar in dem ersten Planetenträger (107) gelagert ist.
6. Getriebeanordnung (201 , 301 , 401 , 501 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3; gekennzeichnet durch ein drehbares Zwischenrad (203); wobei die zweite Verzahnung (103b) des ersten Planetenrads (103) mit einer ersten Verzahnung (203a) des Zwischenrads (203) kämmt; und wobei eine zweite Verzahnung (203b) des Zwischenrads (203) mit der ersten Verzahnung (105a) des zweiten Planetenrads (105) kämmt.
7. Getriebeanordnung (201 , 301 , 401 , 501 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6; gekennzeichnet durch einen relativ zu dem ersten Planetenträger (107) drehbaren zweiten Planetenträger (205), in dem das zweite Planetenrad (105) drehbar gelagert ist.
8. Getriebeanordnung (201 , 301 , 401 ) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (205) drehtest mit dem drehbaren Hohlrad (111 ) verbunden ist.
9. Getriebeanordnung (501 ) nach Anspruch 7; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (205) relativ zu dem drehbaren Hohlrad (111 ), dem Sonnenrad (117) und dem Zwischenrad (203) drehbar ist.
EP23786249.5A 2022-11-11 2023-10-09 Sequenziell angeordnete planetenräder Pending EP4616086A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022211992.4A DE102022211992A1 (de) 2022-11-11 2022-11-11 Sequenziell angeordnete Planetenräder
PCT/EP2023/077832 WO2024099655A1 (de) 2022-11-11 2023-10-09 Sequenziell angeordnete planetenräder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4616086A1 true EP4616086A1 (de) 2025-09-17

Family

ID=88297261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23786249.5A Pending EP4616086A1 (de) 2022-11-11 2023-10-09 Sequenziell angeordnete planetenräder

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4616086A1 (de)
CN (1) CN120035724A (de)
DE (1) DE102022211992A1 (de)
WO (1) WO2024099655A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203670630U (zh) * 2013-11-27 2014-06-25 天津华建天恒传动有限责任公司 一种复合行星差动机构风电齿轮箱
ES2635871T3 (es) * 2013-12-16 2017-10-05 Areva Wind Gmbh Engranaje planetario, aerogenerador que tiene un engranaje planetario y uso de un engranaje planetario
GB201413458D0 (en) * 2014-07-30 2014-09-10 Involution Technologies Ltd Gear mechanism for a scroll centrifuge
DE102014226046B4 (de) 2014-12-16 2020-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Wolfrom-Getriebe mit dreifach verzahnten Planeten für eine Windkraftanlage und Verfahren zur Montage von Lagern eines solchen Getriebes
DE102015205264A1 (de) * 2015-03-24 2016-09-29 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit für ein Flurförderzeug und Flurförderzeug
CN107420499A (zh) * 2017-07-25 2017-12-01 罗灿 变线速行星排传动机械
JP2019074166A (ja) * 2017-10-18 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 複合遊星歯車装置
GB2585380A (en) * 2019-07-08 2021-01-13 Univ Brussel Vrije Gearwheel transmission with high transmission ratio and with improved efficiency and/or increased capacity for transmitting torque

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022211992A1 (de) 2024-05-16
WO2024099655A1 (de) 2024-05-16
CN120035724A (zh) 2025-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014201245B4 (de) Elektromechanischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE4343402A1 (de) Stufenloses hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE2539029A1 (de) Getriebe zur verwendung als kraftuebertragungskupplung
DE102019107517B3 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102019119950B3 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit gleichen Sonnenrädern
DE102010031744A1 (de) Antriebseinheit
DE102017129594A1 (de) Zweistufig lastschaltbare elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102018111798A1 (de) Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine
DE102019132306A1 (de) Antriebsvorrichtung mit achsparallelem 2-Gang-Getriebe
WO2020160865A1 (de) Getriebeeinrichtung für ein kraftfahrzeug
EP0627575A1 (de) Wolfrom-Planetenzahnradgetriebe mit axial in zwei unterschiedlich verzahnte Bereiche aufgeteilten Planetenrädern
EP1416190A2 (de) Leistungsverzweigtes Winkelgetriebe
EP4616086A1 (de) Sequenziell angeordnete planetenräder
DE102007015258A1 (de) Getriebeanordnung
DE102007050704A1 (de) Getriebeeinrichtung
WO2014044277A1 (de) Getriebeanordnung
WO2021013301A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug mit wahlweise gehäusefest schaltbarem planetenradträger oder hohlrad
DE69507259T2 (de) Automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE2000797A1 (de) Hydrostatisches Getriebe mit innerer Leistungsverzweigung
DE102015225583A1 (de) Getriebe, insbesondere für den Achsantrieb eines Fahrrades oder eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektrofahrrades oder eines Hybrid-Kraftfahrzeuges
DE102006022176A1 (de) Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen
DE102013216411B4 (de) Getriebe für einen Stellaktuator
DE102015213146A1 (de) Getriebe und Antrieb für ein Fahrzeug
EP1679455B1 (de) Wählhebelanordnung für ein Automatikgetriebe
EP4012227B1 (de) Linearantrieb

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250414

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)