DE4216400A1 - Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem auf einer Antriebswelle anbringbaren Sonnenrad, mehreren in einem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem die Planetenräder umschließenden Hohlrad, das mit einem Hohlradträger verbunden ist, wobei das Hohlrad aus zwei nebeneinander angeordneten Hohlradteilen gebildet ist, die jeweils in unterschiedlichen Richtungen schrägverzahnt sind und wobei die beiden Hohlradteile durch eine Verbindungseinrichtung drehfest miteinander verbunden sind.

Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise, die auch als pfeilverzahnt bezeichnet werden, besitzen den Vorteil einer hohen Laufruhe gegenüber geradverzahnten Planetengetrieben.

Im Hinblick auf das gestiegene Umweltbewußtsein und die immer strenger werdenden Lärmschutzverordnungen werden leise laufende Getriebe im Kraftfahrzeugbau, insbesondere im Lastkraftwagenbau, immer wichtiger.

Ein Problem bei doppelt schrägverzahnten Planetengetrieben ist jedoch neben deren Montageaufwand die Beherrschung der durch die Schrägverzahnung auftretenden Axialkräfte.

Aus Montagegründen kann das Hohlrad nur zweiteilig ausgebildet sein, wobei dann für den Betrieb die beiden Hohlradteile drehfest miteinander verbunden werden müssen. Hierzu sind entsprechende Verbindungseinrichtungen bekannt. Im allgemeinen wird eine Muffe verwendet, die über die beiden Hohlradteile geschoben wird. Um einen axialen Kraftausgleich zu erhalten, ist auch die äußere Kuppelverzahnung zwischen der Muffe und den beiden Hohlradteilen schrägverzahnt. Dies bedeutet, daß die Muffe auch am inneren Umfang mit zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Schrägverzahnungen versehen ist, die mit entsprechenden Schrägverzahnungen der beiden Hohlradteile zusammenarbeiten. Neben dem hohen Fertigungsaufwand für eine derartige Verzahnung ist die Montage und eine evtl. auch später erforderlich werdende Demontage für ein derartiges Planetengetriebe sehr schwierig.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Planetengetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die auftretenden Axialkräfte besser beherrschbar sind, wobei gleichzeitig auch ein geringerer Aufwand und eine leichtere Montage gegeben sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schrägungsrichtungen der beiden Hohlradteile so gewählt sind, daß die auftretenden Axialkräfte in dem im Betrieb hauptsächlich auftretenden Zustand zueinander gerichtet sind.

Die Erfinder gingen bei ihrer erfindungsgemäßen Lösung von der Erkenntnis aus, daß im allgemeinen in einem Planetengetriebe zwar unterschiedliche Belastungsrichtungen vorhanden sind, daß jedoch dabei eine Belastungsrichtung gegenüber der anderen Belastungsrichtung deutlich dominiert bzw. daß im Betrieb bei einer bestimmten Drehrichtung Axialkräfte hauptsächlich nur in einer bestimmten Richtung auftreten, die darüber hinaus im allgemeinen auch noch stärker sind, als in der anderen Richtung. Dies gilt sowohl für stationäre Planetengetriebe als auch für Planetengetriebe, die für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Insbesondere bei einem Einsatz im Kraftfahrzeugbau, und dabei besonders im Lastkraftwagenbau, ist die Hauptbelastungsrichtung die Zugrichtung, die im allgemeinen in über 90 % der Fälle auftritt. Ein Schubbetrieb tritt nur zu einem geringen Prozentsatz auf. Dabei kommt hinzu, daß die Belastung im Schubbetrieb, d. h. die dabei auftretenden Axialkräfte, deutlich geringer sind. Bei turboaufgeladenen Motoren ist die Belastung im Schubbetrieb um bis zu 50 % niedriger als im Zugbetrieb.

Um die gewünschte Axialkraftaufteilung erreichen zu können, wird man deshalb bei rechtsdrehenden Antriebsmotoren das rechte Hohlradteil links(drehend) verzahnt und das linke Hohlradteil rechts(drehend) verzahnt ausbilden.

Durch die erfindungsgemäße Wahl der Schrägungsrichtungen der Hohlräder wird nun erreicht, daß die beiden Hohlradteile in dem Betriebszustand, der am häufigsten auftritt, d. h. z. B bei einem Einbau in ein Kraftfahrzeug, in Zugrichtung zusammengepreßt werden. Dies bedeutet, daß in diesem Hauptfahranteil keine belastenden Axialkräfte auf die Verbindungseinrichtung der beiden Hohlradteile auftreten. Die Verbindungseinrichtung ist damit praktisch kraftfrei, denn die beiden von den Hohlradteilen kommenden Axialkräfte sind gegeneinander, d. h. nach innen gerichtet. Lediglich in der anderen Belastungsrichtung, nämlich im Schubbetrieb eines Kraftfahrzeuges, wirken die Axialkräfte nach außen und nur in diesem Falle müssen sie von der Verbindungseinrichtung aufgefangen werden. Da dieser Zustand zum einen wesentlich seltener auftritt und zum anderen dabei auch deutlich geringere Kräfte auftreten, kann die Verbindungseinrichtung entsprechend schwächer dimensioniert und damit im Bedarfsfalle auch einfacher ausgebildet sein.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann deshalb vorgesehen sein, daß die Verbindungseinrichtung als an sich bekannte Muffe ausgebildet ist, die über die beiden Hohlradteile geschoben ist, wobei für die drehfeste Verbindung bei den Hohlradteilen und der Muffe eine geradverzahnte Kuppelverzahnung vorgesehen ist. Diese Verbindungsart über eine Muffe ist an sich zwar bereits bekannt, aber um einen entsprechenden Kraftausgleich erreichen zu können, waren Schrägverzahnungen zwischen den genannten Teilen erforderlich.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann nun in einfacher Weise eine Geradverzahnung verwendet werden, was zum einen einen geringeren Herstellungsaufwand darstellt und zum anderen auch eine leichtere Montage.

Erfindungsgemäß muß die Verbindungseinrichtung, in diesem Falle die Muffe, damit lediglich die bei einem Kraftfahrzeug in Schubrichtung auftretenden Axialkräfte aufnehmen. Da diese - wie erwähnt - wesentlich seltener auftreten und auch von geringerer Stärke sind, kann diese Kraftaufnahme z. B. über die axiale Fixierung der Muffe in Form eines Sicherungsringes erfolgen, der in einer in die innere Umfangswand der Muffe angeordneten Umfangsnut eingelegt ist, und der sich in dem Hohlradträger abstützt.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben. Da das Planetengetriebe grundsätzlich von bekannter Bauart ist, wird nur auf die erfindungsgemäßen Teile näher eingegangen.

Auf einer Antriebswelle 1 ist ein Sonnenrad 2 drehfest angeordnet, dessen Verzahnung aus zwei nebeneinander angeordneten Verzahnungsreihen besteht, wobei die in der Zeichnung linke Reihe linksverzahnt und die rechte Reihe rechtsverzahnt ist. Entsprechend sind mehrere mit dem Sonnenrad 2 zusammenarbeitende Planetenräder 3 ebenfalls gegensätzlich schrägverzahnt. Die Planetenräder sind über Planetenbolzen 4 an einem Planetenträger 5 angeordnet.

Mit den Planetenrädern 4 wirkt ein Hohlrad 6 zusammen, das aus zwei Hohlradteilen 6A, 6B besteht, die jeweils an ihrer inneren Umfangswand mit einer Schrägverzahnung versehen sind. Bei rechtsdrehender Antriebswelle 1 ist dabei das linke Hohlradteil 6A rechtsverzahnt, während das rechte Hohlradteil 6B linksverzahnt ist.

Über die beiden Hohlradteile 6A und 6B ist eine Muffe 7 geschoben. Die Muffe 7 besitzt an ihrer inneren Umfangswand eine Geradverzahnung 8 als Kuppelverzahnung, die mit entsprechenden Geradverzahnungen in den äußeren Umfangswänden der Hohlradteile 6A und 6B zusammenarbeitet. Dies bedeutet, daß die Muffe 7 in einfacher Weise von der Seite her über die beiden Hohlradteile 6A und 6B aufgeschoben werden kann, wobei die Verzahnungen zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen den beiden Hohlradteilen 6A und 6B und der Muffe 7 ineinandergreifen.

Ein Hohlradträger 9 ist am Außenumfang ebenfalls mit Zähnen versehen, die in die Verzahnung 8 der Muffe 7 eingreifen. Ein Sicherungsring 10, der in eine Umfangsnut in der inneren Umfangswand der Muffe 7 eingelegt ist, liegt außenseitig an dem Hohlradträger 9 an und ergibt damit eine axiale Fixierung zwischen der Muffe 7 und dem Hohlradträger 9.

Durch die angegebene Wahl der Schrägungsrichtungen der Zähne der beiden Hohlradteile 6A und 6B wird erreicht, daß die auftretenden Axialkräfte bei einem Einbau des Planetengetriebes in einem Kraftfahrzeug bei Zugbetrieb nach innen, d. h. aufeinander, zugerichtet sind, wodurch die Muffe 7 kräftefrei bleibt. Lediglich bei Schubbetrieb sind die Axialkräfte nach außen gerichtet. Die axiale Fixierung auf beiden Seiten erfolgt durch Sicherungsringe 10.

Bezugszeichen

 1 Antriebswelle
 2 Sonnenrad
 3 Planetenräder
 4 Planetenbolzen
 5 Planetenträger
 6 Hohlrad
 6A Hohlradteil links
 6B Hohlradteil rechts
 7 Muffe
 8 Geradverzahnung
 9 Hohlradträger
10 Sicherungsring

Claims (5)

1. Planetengetriebe in doppelt schrägverzahnter Bauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem auf einer Antriebswelle anbringbaren Sonnenrad, mehreren in einem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem die Planetenräder umschließenden Hohlrad, das mit einem Hohlradträger verbunden ist, wobei das Hohlrad aus zwei nebeneinander angeordneten Hohlradteilen gebildet ist, die jeweils in unterschiedlichen Richtungen schrägverzahnt sind und wobei die beiden Hohlradteile durch eine Verbindungseinrichtung drehfest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägungsrichtungen der beiden Hohlradteile (6A, 6B) so gewählt sind, daß die auftretenden Axialkräfte in dem im Betrieb hauptsächlich auftretenden Zustand zueinander gerichtet sind.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägungsrichtungen der beiden Hohlradteile (6A, 6B) so gewählt sind, daß die auftretenden Axialkräfte im Zugbetrieb zueinander gerichtet sind.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechtsdrehenden Antriebsmotoren das rechte Hohlradteil (6B) linksverzahnt und das linke Hohlrad (6A) rechtsverzahnt ist.

4. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung als an sich bekannte Muffe (7) ausgebildet ist, die über die beiden Hohlradteile (6A, 6B) geschoben ist, wobei für die drehfeste Verbindung der beiden Hohlradteile (6A, 6B) und der Muffe (7) eine geradverzahnte Kuppelverzahnung (8) vorgesehen ist.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Fixierung der Muffe (7) Sicherungsringe (10) vorgesehen sind, die in eine in der inneren Umfangswand der Muffe (7) angeordnete Umfangsnut eingelegt sind, und die sich an dem Hohlradträger (9) abstützen.