DE69818960T2 - Planetengetriebe für ein fahrzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug mit einem Planetenträger, auf dem wenigstens ein Planetenrad angebracht ist, einer Nabe, die für ein Fahrzeugrad angeordnet und mit dem Planetenträger verbunden ist, einem statischen Gehäuse, das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, und einer Reibungsbremse, die an einem Außenumfang des Planetenträgers angeordnet ist und die Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses bremsen soll.
  • Es ist bisher beispielsweise aus der GB-2220178-A bekannt, ein Planetengetriebe in Verbindung mit dem Rad eines Fahrzeugs anzuordnen. Die Antriebswelle des Fahrzeugs wird dann mit einem inneren Sonnenrad für das Planetengetriebe versehen, und ein statisches Gehäuse, das das Planetengetriebe umgibt, wird mit einem äußeren Zahnradring versehen. Das Sonnenrad und der Zahnradring wirken mit den Planetenrädern zusammen, die auf einem Planetenträger angeordnet sind. Der Planetenträger ist mit einer Nabe verbunden, die in dem statischen Gehäuse angebracht ist, und ein Fahrzeugrad kann mittels Radbolzen an der Nabe angebracht werden. Durch Anordnung eines Planetengetriebes in Verbindung mit dem Rad eines Fahrzeugs kann eine Erhöhung des Drehmoments von der Antriebswelle zu dem Rad erreicht werden. Um das Fahrzeug zu bremsen, sind Reibungsscheiben an dem Außenumfang des Planetenträgers angeordnet, die mit Scheibenplatten zusammenwirken, die in dem statischen Gehäuse angeordnet sind.
  • Aus der DE 44 33 100 A ist ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Das äußere Ringrad weist eine Erstreckung in eine Richtung auf, die einen ersten Reibungsscheibenträger bildet. Ein plattenförmiger Teil des Sonnenrades bildet einen zweiten Reibungsscheibenträger. Die ersten und die zweiten Reibungsscheiben sind zum Bremsen des Sonnenrades bezüglich des äußeren Ringrades angeordnet. Aufgrund des Aufbaus des Getriebes und speziell der Erstreckung des äußeren Ringrades wäre dieses Getriebe nicht für große und schwere Fahrzeuge geeignet.
  • Das Dokument EP 979365 A offenbart ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug mit einem Planetenträger (5), auf dem wenigstens ein Planetenrad (3) angebracht ist, einer Nabe (8), die für ein Fahrzeugrad angeordnet ist und mit dem Planetenträger verbunden ist, und einem statischen Gehäuse (12), das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, wobei die Nabe (8) und der Planetenträger (5) mittels einer ersten Keilverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Nabe mittels zweier Wälzlagereinheiten (13) angebracht ist, wobei der äußere Teil beider Wälzlagereinheiten an der Innenfläche des statischen Gehäuses angeordnet ist, wobei die Wälzlagereinheiten im Abstand zueinander in Richtung der Drehachse des Planetenträgers angeordnet sind, und wobei eine Reibungsbremse (6) an dem Außenumfang des Planetenträgers (5) angeordnet ist, die die Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses (12) bremsen soll, und der innere Teil beider Wälzlagereinheiten an der Außenfläche der Nabe angeordnet ist.
  • Dieses Dokument bildet einen Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC. Es wurde nur für DE, IT und FR in Betracht gezogen und nur bezüglich der Neuheit.
  • Der Aufbau des bekannten Planetengetriebes ist so, dass er nicht für große und schwere Fahrzeuge, wie z. B. Industriemaschinen geeignet ist, die beispielsweise eine stärkere Nabenlageranordnung und deshalb eine längere Nabe in Axialrichtung erfordern würden. Dies würde jedoch größere Anforderungen an die Verbindung zwischen dem Planetenträger und der Nabe stellen. Gleichzeitig ist es erwünscht, das Planetengetriebe als ganzes so kompakt wie möglich zu erhalten.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Planetengetriebe der in der Einführung dargestellten Art herzustellen, das die oben erwähnten Probleme beseitigt und das darauf zielt, eine so kompakt wie mögliche Konstruktion zu erhalten.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Planetengetriebe herzustellen, das relativ wenige Komponenten umfasst und leicht und unaufwendig herzustellen ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch das Planetengetriebe nach Anspruch 1 erreicht.
  • Ein solches Planetengetriebe ist kompakt und umfasst weniger Komponenten als das bekannte Planetengetriebe trotz der Tatsache, dass das Planetengetriebe so dimensioniert ist, dass es beträchtlich größere Kräfte absorbiert, als die bekannte Konstruktion.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die zwei beispielhafte Ausführungen zeigt und in der
  • 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Planetengetriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
  • 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Planetengetriebes gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Planetengetriebe für ein Fahrzeug, wobei das Planetengetriebe 1 einen Planetenträger 2 umfasst, auf dem eine Anzahl von Planetenrädern 4 angeordnet ist. Von dem Motor oder dem Getriebe (nicht gezeigt) des Fahrzeugs erstreckt sich eine Antriebswelle 6, deren äußeres Ende 8 ein inneres Sonnenrad 10 für das Planetengetriebe 1 umfasst, wobei das innere Sonnenrad 10 mit den Planetenrädern 4 des Planetenträgers 2 zusammenwirken soll. Die Anzahl der Planetenräder 4 bei der ersten beispielhaften Ausführungsform von 1 ist drei, es ist jedoch auch möglich, dass die Anzahl der Planetenräder 4 zwei, vier oder mehr beträgt.
  • Mit dem Ausdruck Fahrzeug sind sowohl Fahrzeuge gemeint, die auf der Straße gefahren werden, als auch Fahrzeuge, die abseits der Straßen gefahren werden, beispielsweise im Wald. Solche Fahrzeuge können Kipper, Radlader, Aushubfahrzeuge oder andere industrielle Maschinen sein.
  • Der Planetenträger 2 umfasst eine Durchgangsbohrung 12, die mit Keilprofilen 14 versehen ist. Die Mittellinie 15 der Öffnung 12 stimmt mit der Drehachse des Planetenträgers 2 überein. Eine Nabe 16, die an ihrem ersten Ende 18 einen Zapfen 20 mit Keilprofilen 21 umfasst, ist in der Öffnung 12 des Planetenträgers 2 angeordnet und deshalb radial mit dem Planetenträger 2 verbunden. Eine Platte 19 ist mit der Nabe 16 mittels Schrauben 23 verbunden und stellt sicher, dass die Nabe 16 axial mit dem Planetenträger 2 verbunden ist. Die Nabe 16 umfasst an einem zweiten Ende 22 eine Befestigungsanordnung 24 für ein Rad 25 des Fahrzeugs.
  • Die Nabe 16 ist mittels Wälzlagern 26 in einem statischen Gehäuse 28 angebracht, das mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die Nabe 16 dreht deshalb bezüglich des Gehäuses 28. In dem Gehäuse 28 ist ein äußerer Zahnradring 30 für das Planetengetriebe 1 angeordnet, wobei der Ring mit den Planetenrädern 4 an dem Planetenträger 2 zusammenwirken soll. Der Zahnradring 30 ist mit einer ersten Druckplatte 32 für eine Reibungsbremse 34 verbunden, die nachstehend beschrieben werden wird.
  • Die Reibungsbremse 34 umfasst einen Satz von Reibungsscheiben 36, die an dem Umfang des Planetenträgers 2 angeordnet sind. Bei der ersten, gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Anzahl der Reibungsscheiben 36 acht, es ist jedoch eine willkürliche Anzahl von Reibungsscheiben 36 möglich. Die Reibungsscheiben 36 sind axial auf Keilprofilen 38 verschiebbar, die an dem Außenumfang des Planetenträgers 2 angeordnet sind. Die Reibungsscheiben 36 sind auf dem Planetenträger 2 in Umfangsrichtung festgehalten.
  • Ein Satz von Scheibenplatten 40 ist auf Keilprofilen 42 im Gehäuse 28 angeordnet. Die Scheibenplatten 40 sind axial verschiebbar jedoch in Umfangsrichtung bezüglich des Gehäuses 28 festgehalten. Die Anzahl der Scheibenplatten 40 ist vorzugsweise die gleiche wie die Anzahl der Reibungsscheiben 36. Alternativ können die Scheibenplatten 40 an dem Außenumfang des Planetenträgers 2 angeordnet werden und die Reibungsscheiben 36 können in dem Gehäuse 38 angeordnet werden. Die Scheibenplatten können beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Kohlefaser hergestellt werden. Es ist auch möglich, andere Materialien zu verwenden.
  • Eine zweite Druckplatte 44 ist so angeordnet, dass sie die Reibungsscheiben 36 und die Scheibenplatten 40 gegen die erste Druckplatte 32 drückt, wenn die Drehung des Planetenträgers 2 und somit die Bewegung des Fahrzeugs gebremst werden soll. Die zweite Druckplatte 44 kann axial mittels einer Anzahl von Hydraulikkolben 46 verschoben werden, die entlang der zweiten Druckplatte 44 verteilt sind. Die Hydraulikkolben 46 verschieben die zweite Druckplatte 44 axial mittels einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit, die auf die Hydraulikkolben 46 wirkt. Die Hydraulikflüssigkeit ist in einem Ringkanal 48 enthalten, der in dem Gehäuse 28 angeordnet ist. Die Hydraulikflüssigkeit wird dem Ringkanal 48 über ein Mundstück 50 und eine Bohrung 51 in dem Gehäuse 28 zugeführt. Eine oder mehrere Schraubenfedern 49, die zwischen der ersten und zweiten Druckplatte 32 bzw. 44 angeordnet sind, bringen den Hydraulikkolben 46 nach dem Bremsen in eine Anfangsposition zurück.
  • Die erste und die zweite Druckplatte 32 bzw. 44 und außerdem die Reibungsscheiben 36 und die Scheibenplatten 40 sind vorzugsweise ringförmig, sie können jedoch auch in Segmenten in kreisförmiger Form um die Mittellinie 15 des Planetenträgers 2 angeordnet werden.
  • Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform von 1 können die Hydraulikkolben 46 alternativ mit einem Selbsteinstellungselement 52 versehen werden, das die Anfangsposition des Hydraulikkolbens 46 einstellt, wenn sich die Reibungsscheiben 36 abnutzen. Das Selbsteinstellungselement 52 umfasst eine Hülse 53, die mit Klemmpassung in eine Sacklochbohrung 54 in dem Gehäuse 28 angeordnet ist. Ein sich durch die Hülse 53 erstreckender Stift 56 ist an einem ersten Ende 58 mit dem Hydraulikkolben 46 verbunden und ist an einem zweiten Ende 60 mit einem Kopf 62 versehen, der eine Lagerfläche 64 aufweist, die gegen eine Stirnfläche 66 der Hülse 53 drücken soll. Wenn sich die Reibungsscheiben 36 abnutzen, muss sich der Hydraulikkolben 46 einen größeren Weg bewegen, um die Reibungsscheiben 36 und die Reibungslamellen 40 gegen die erste Druckplatte 32 zu pressen und deshalb ist ein größeres Volumen an Hydraulikflüssigkeit erforderlich. Um dieses Problem zu überwinden ist die Klemmung zwischen der Hülse 53 und der Sacklochbohrung 54 so ausgelegt, dass die Kraft von der Hydraulikflüssigkeit, die auf den Hydraulikkolben 46 wirkt, mit Hilfe des Kopfes 62 des Stiftes 56 eine Verschiebung der Hülse 53 der Sacklochbohrung 54 und die Einnahme einer neuen Position bewirkt. Die Klemmung zwischen der Hülse 53 und der Sacklochbohrung 54 ist jedoch so ausgelegt, dass die Kraft von der Schraubenfeder 46 keine Verschiebung der Hülse 53 in der Sacklochbohrung 54 verursacht, was bedeutet, dass der Hydraulikkolben 46 eine neue Anfangsposition nach dem Rückhub einnimmt.
  • Alternativ kann außerdem ein Sensor 68 in dem Gehäuse 18 angeordnet werden, der die Drehzahl des Planetenträgers 2 und somit die Drehzahl des Fahrzeugs erfasst. Der Sensor 68 ist in einer Öffnung 70 in dem Gehäuse 28 an der ersten Druckplatte 32 geeignet angeordnet und in Richtung des Keilprofils 38 an dem Umfang des Planetenträgers 2 gerichtet, wobei in dem Keilprofil die ersten Reibungsscheiben 36 angeordnet sind. Der Sensor 68 erfasst dann, wie schnell die Stege der Keilprofile 38 den Sensor 68 passieren, was proportional zu der Drehzahl des Planetenträgers 2 ist. Um die Genauigkeit der Erfassung des Sensors 68 zu erhöhen, kann der Planetenträger 2 alternativ mit Zähnen oder Keilprofilen mit feinerer Steigung neben den Keilprofilen 38 versehen werden, auf denen die ersten Reibungsscheiben 36 angeordnet sind.
  • In 2 ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung gezeigt. Das Planetengetriebe gemäß dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform umfasst einen äußeren Zahnradring 30', der so angeordnet ist, dass er mit den Keilprofilen 42 in Eingriff steht, die in dem Gehäuse 28 ausgebildet sind. Die Höhe der Keilprofile 42 ist in einem Abschnitt, der mit dem Zahnradring 30' zusammenwirkt, reduziert, um einen Anschlag oder eine Anschlagfläche für den Zahnradring 30' zu bilden. Der äußere Zahnradring 30' ist an einem Außenumfang mit Keilprofilen 74 versehen, die mit den Keilprofilen 42 in dem Gehäuse 28 in Eingriff stehen, um eine zweite Keilverbindung zu bilden.
  • Der Zahnradring 30' bildet eine erste Druckplatte 32' für die Reibungsscheiben 36 und die Scheibenplatten 40, die die Reibungsbremse 34 bilden. Die Reibungsbremse 34 arbeitet vorzugsweise in einem Fluid, das durch eine Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) mittels einer Leitung 72 zirkuliert wird.
  • In 2 ist ein Selbsteinstellungselement 52' gezeigt, das die Anfangsposition des hydraulischen Kolbens 46' einstellt, wenn sich die Reibungsscheiben 36 abnutzen. Außer den in Verbindung mit 2 beschriebenen Merkmalen entspricht die Konstruktion der anderen Komponenten des Planetengetriebes nach 2 im Wesentlichen der Konstruktion der Komponenten, die in Verbindung mit dem Planetengetriebe nach 1 beschrieben worden sind.

Claims (17)

  1. Planetengetriebe für ein Fahrzeug, mit einem Planetenträger (2), auf dem wenigstens ein Planetenrad (4) angebracht ist, einer Nabe (16), die für ein Fahrzeugrad (25) angeordnet ist und mit dem Planetenträger (2) verbunden ist, einem statischen Gehäuse (28), das mit dem Fahrzeug verbunden ist und in dem die Nabe angebracht ist, wobei die Nabe (16) und der Planetenträger (2) durch eine erste Keilverbindung (14, 21) miteinander verbunden sind, wobei der Planetenträger eine Öffnung zur Aufnahme eines Zapfens der ersten Keilverbindung umfasst, wobei die Nabe mittels zweier Wälzlagereinheiten (26) angebracht ist, wobei der äußere Teil beider Wälzlagereinheiten auf der inneren Fläche des statischen Gehäuses angeordnet ist, und wobei die Wälzlagereinheiten in Richtung der Drehachse des Planetenträgers im Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibungsbremse (34) an einem Außenumfang des Planetenträgers (2) angeordnet ist und zur Abbremsung der Drehung des Planetenträgers bezüglich des statischen Gehäuses (28) bestimmt ist, und dass der innere Teil beider Wälzlagereinheiten auf der äußeren Fläche der Nabe angeordnet ist.
  2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (2) eine Keilöffnung (12) umfasst, deren Mittellinie (15) mit der Drehachse des Planetenträgers (2) übereinstimmt und dass die Nabe (16) einen Keilzapfen (20) umfasst, der in der Öffnung (12) des Planetenträgers (2) angeordnet ist.
  3. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilzapfen (20) der Nabe (16) axial in der Keilöffnung (12) des Planetenträgers (2) mittels einer Platte (19) befestigt ist, die an einem ersten Ende (18) der Nabe (16) angeordnet ist.
  4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (34) einen Satz erster Reibungsscheiben (36), die an dem Umfang des Planetenträgers (2) angeordnet sind, und einen Satz zweiter Reibungsscheiben (40) umfasst, die an einer Innenseite des statischen Gehäuses (28) angeordnet sind.
  5. Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Reibungsscheiben (36 bzw. 40) auf dem Planetenträger (29) bzw. dem statischen Gehäuse (28) axial verschiebbar sind.
  6. Planetengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Druckplatte (32, 32') für die Reibungsbremse (34) an dem statischen Gehäuse (28) angeordnet ist, und dass eine zweite Druckplatte (44) so angeordnet ist, dass sie beim Bremsen in Richtung der ersten Druckplatte (32) verschiebbar ist, um die ersten und zweiten Reibungsscheiben (36 bzw. 40) zwischen der ersten und zweiten Druckplatte (32, 44) zusammenzudrücken.
  7. Planetengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hydraulikkolben (46, 46') in dem statischen Gehäuse (28) angeordnet ist und so angeordnet ist, dass er beim Bremsen die zweite Druckplatte (44) in Richtung der ersten Druckplatte (32) verschiebt.
  8. Planetengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem statischen Gehäuse (28) eine Ringleitung (48) angeordnet ist, die für eine Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit bestimmt ist, und dass die Ringleitung (48) mit dem wenigstens einen Hydraulikzylinder (46, 46') in Fluidverbindung steht.
  9. Planetengetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hydraulikzylinder (46, 46') ein Selbsteinstellungselement (52) umfasst, das über eine Hülse (43) verschiebbar in einer Öffnung (54) in dem Gehäuse (28) angeordnet ist, wobei ein axial in der Hülse (53) verschiebbarer Stift (56) mit dem Hydraulikkolben (46, 46') verbunden ist.
  10. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (30, 30') an dem statischen Gehäuse (28) angeordnet ist, und dass ein inneres Sonnenrad (10) auf einer Antriebswelle (6) des Fahrzeugs angeordnet ist.
  11. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (30, 30') an der ersten Druckplatte (32, 32') angeordnet ist.
  12. Planetengetriebe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Zahnradring (30') mit dem statischen Gehäuse (28) mittels einer zweiten Keilverbindung (42, 74) verbunden ist.
  13. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Gehäuse (28) angeordneter Sensor (68) für eine Zusammenwirkung mit einer Fläche an dem Umfang des Planetenträgers (2) angepasst ist, um auf diese Weise die Drehzahl des Planetenträgers (2) zu erfassen.
  14. Planetengetriebe für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Zahnradring (30') so angeordnet ist, dass er mit dem wenigstens einen Planetenrad (4) zusammenwirkt, und dass der äußere Zahnradring (30') mit dem statischen Gehäuse (28) mittels einer zweiten Keilverbindung (42, 74) verbunden ist.
  15. Planetengetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Keileinrichtungen (74) an einem Außenumfang des äußeren Zahnradringes (30') angeordnet sind, und dass Keileinrichtungen (42) in dem Gehäuse (28) angeordnet sind, wobei die Keileinrichtungen (42, 74) die zweite Keilverbindung (42, 74) bilden.
  16. Planetengetriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (34) einen Satz erster Reibungsscheiben (36), die an dem Umfang des Planetenträgers (2) angeordnet sind, und einen Satz zweiter Reibungsscheiben (40) umfasst, die an einer Innenseite des statischen Gehäuses (28) angeordnet sind, wobei die zweiten Reibungsscheiben (40) so angeordnet sind, dass sie mit Keileinrichtungen (42) in dem Gehäuse (28) in Eingriff stehen.
  17. Planetengetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Zahnradring (30') eine erste Druckplatte (32') bildet, die so angeordnet ist, dass sie beim Bremsen die ersten und die zweiten Reibungsscheiben (36, 40) zusammendrückt.
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