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Title:
MANUAL TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/008199
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a manual transmission with a planetary transmission that has a driveshaft (1), which can be rotated by a drive, of a sun gear (2), which has an outer toothing and into which multiple planet gears (3) with an outer toothing engage, said planet gears being rotatably mounted on a planet carrier (5) which has an output shaft (6) that is coaxial to the drive shaft (1). The planet gears (3) permanently engage into an inner toothing (13) of a ring gear (7). The ring gear (7) can be moved axially between a neutral position, a first engagement position, and a second engagement position, and the ring gear can be coupled to a stationary component in a rotationally fixed and force- and/or form-fitting manner in the first engagement position. The ring gear (7) has a second axial toothing (9) on the ring gear side facing the planet carrier (5), said second axial toothing engaging into a corresponding second axial mating toothing (12) of the planet carrier (5) in the second engagement position, wherein the ring gear (7) is not in engagement with the stationary component or the second mating toothing (12) in the neutral position, the ring gear (7) is coupled to the stationary component in a rotationally fixed manner and is not in engagement with the second mating toothing (12) in the first engagement position, and the ring gear (7) is in engagement with the second mating toothing (12) and is decoupled from the stationary component in the second engagement position.

Inventors:
PFEFFER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/066481
Publication Date:
January 13, 2022
Filing Date:
June 17, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H3/54
Foreign References:
JPS4886286U1973-10-19
FR351264A1905-07-10
EP3473888A12019-04-24
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Claims:
Patentansprüche

1.Schaltgetriebe mit einem Planetengetriebe, das eine von einem Antrieb drehbar antreibbare Antriebswelle (1) eines außenverzahnten Sonnenrades (2) aufweist, in das mehrere außenverzahnte Planetenräder (3) eingreifen, die an einem Planeten träger (5) drehbar gelagert sind, der eine zur Antriebswelle (1) koaxiale Abtriebswelle (6) aufweist, wobei die Planetenräder (3) permanent in eine Innenverzahnung (13) eines Hohlrads (7) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (7) zwi schen einer Neutralstellung, einer ersten Eingriffsstellung und einer zweiten Eingriffs stellung axial bewegbar ist und in der ersten Eingriffsstellung mit einem ortsfesten Bauteil kraft- und/oder formschlüssig drehfest kuppelbar ist, wobei das Hohlrad (7) an seiner dem Planetenträger (5) zugewandten Seite eine zweite Schaltverzahnung (9) aufweist, die in der zweiten Eingriffsstellung in eine entsprechende axiale zweite Ge genverzahnung (12) des Planetenträgers (5) eingreift, wobei das Hohlrad (7) in der Neutralstellung außer Eingriff sowohl von dem ortsfesten Bauteil als auch von der zweiten Gegenverzahnung (12) ist, wobei das Hohlrad (7) in der ersten Eingriffsstel lung mit dem ortsfesten Bauteil drehfest gekuppelt und von der zweiten Gegenver zahnung (12) außer Eingriff ist und wobei das Hohlrad (7) in der zweiten Eingriffsstel lung mit der zweiten Gegenverzahnung (12) in Eingriff und von dem ortsfesten Bau teil entkuppelt ist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7) axial an seiner dem Planetenträger (5) abgewandten Seite eine Schaltverzahnung (8) aufweist, die in eine entsprechende feststehende erste Gegenverzahnung (11) am ortsfesten Bauteil eingreifbar ist.

3. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Hohlrad in einer Führung zwischen der Neutralstellung, der ersten Eingriffsstellung und der zweiten Eingriffsstellung axial verschiebbar geführt ist.

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad in der Führung drehbar gelagert ist.

5. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Schaltgetriebe von einem Gehäuse (10) umschlossen ist, das das ortsfeste Bauteil bildet.

6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung in dem Gehäuse ausgebildet ist.

7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7) von der Außenverzahnung (14) der Planetenräder (3) axial bewegbar geführt ist.

8. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verzahnung des Hohlrads (7) eine Geradverzahnung ist.

Description:
Schaltgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgetriebe mit einem Planetengetriebe, das eine von einem Antrieb drehbar antreibbare Antriebswelle eines außenverzahnten Sonnenrades aufweist, in das mehrere außenverzahnte Planetenräder ei ng reifen, die an einem Planetenträger drehbar gelagert sind, der eine zur Antriebswelle koaxiale Abtriebswelle aufweist, wobei die Planetenräder permanent in eine Innenverzahnung eines Hohlrads eingreifen.

Insbesondere bei Schaltgetrieben für Fahrzeuge mit einem Elektroantrieb, die einem E-Motor nachgeschaltet sind, ist eine kompakte Ausgestaltung mit sowohl kurzer Ge samtlänge als auch geringer radialer Erstreckung wichtig. Dazu sind insbesondere Planetengetriebe geeignet, die aufgrund ihres Aufbaus auch dazu geeignet sind ver schiedene Schaltstufen abzubilden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen einfachen Aufbau und eine geringe Gesamtlänge aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hohlrad zwischen einer Neutralstellung, einer ersten Eingriffsstellung und einer zweiten Eingriffsstellung axial bewegbar ist und in der ersten Eingriffsstellung mit einem ortsfesten Bauteil kraft- und/oder formschlüssig drehfest kuppelbar ist, wobei das Hohlrad an seiner dem Planetenträger zugewandten Seite eine zweite Schaltverzahnung aufweist, die in der zweiten Eingriffsstellung in eine entsprechende zweite Gegenverzahnung des Planetenträgers eingreift, wobei das Hohlrad in der Neutralstellung außer Eingriff so wohl von dem ortsfesten Bauteil als auch von der zweiten Gegenverzahnung ist, wo bei das Hohlrad in der ersten Eingriffsstellung mit dem ortsfesten Bauteil drehfest gekuppelt und von der zweiten Gegenverzahnung außer Eingriff ist und wobei das Hohlrad in der zweiten Eingriffsstellung mit der zweiten Gegenverzahnung in Eingriff und von dem ortsfesten Bauteil entkuppelt ist.

Dabei befindet sich vorzugsweise die Neutralstellung zwischen der ersten Eingriffs stellung und der zweiten Eingriffsstellung. Weiterhin ist das Schaltgetriebe vorzugsweise ein Schaltgetriebe für Fahrzeuge mit einem Elektroantrieb, wobei das Schaltgetriebe einem E-Motor nachgeschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht sowohl einen geringen axialen Bau raum als auch einen geringen radialen Bauraum des Schaltgetriebes, wobei das Schaltgetriebe drei Gänge aufweist.

Zur kraft- und/oder formschlüssig Kuppelbarkeit in der ersten Eingriffsstellung kann das Hohlrad axial an seiner dem Planetenträger abgewandten Seite eine erste Schaltverzahnung aufweisen, die in eine entsprechende feststehende erste Gegen verzahnung am ortsfesten Bauteil eingreifbar ist.

Sowohl die erste und die zweite Schaltverzahnung wie auch die erste und die zweite Gegenverzahnung können als Axialverzahnung oder als Radialverzahnung ausgebil det sein.

Zu einer stabilen Positionierung kann das Hohlrad in einer Führung zwischen der Neutralstellung, der ersten Eingriffsstellung und der zweiten Eingriffsstellung axial verschiebbar geführt sein.

Darüber hinaus kann zusätzlich das Hohlrad auch in der Führung drehbar gelagert sein.

Zum Schutz des Schaltgetriebes gegen mechanische Beschädigungen und Ver schmutzungen kann das Schaltgetriebe von einem Gehäuse umschlossen sein, das gleichzeitig das ortsfeste Bauteil bildet, wobei bauteil- und bauraumsparend die Füh rung in dem Gehäuse ausgebildet sein kann.

Das Hohlrad kann aber auch von der Außenverzahnung der Planetenräder axial be wegbar geführt sein, was zu einer Reduzierung des Bauraums des Schaltgetriebes führt. Auf eine separate Lagerung kann dabei verzichtet werden. Dazu ist es von Vor teil, wenn die restlichen Komponenten des Schaltgetriebes eine entsprechend steife Lagerung aufweisen. Ist die Verzahnung des Hohlrads eine Geradverzahnung, so kommt es zu keiner auf das Hohlrad einwirkenden axialen Kraftkomponente, die möglicherweise eine zu leichte Verschiebung des Hohlrades bewirkt.

Trotzdem ist es auch möglich, daß das Hohlrad und die Planetenräder mit einer Schrägverzahnung versehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prin zipdarstellung eines Schaltgetriebes.

Das dargestellte Schaltgetriebe weist eine Antriebswelle 1 eines Sonnenrads 2 auf, wobei über die Antriebswelle 1 das Sonnenrad 2 von einem nicht dargestellten Elekt romotor eines Fahrzeugs drehbar antreibbar ist.

In das Sonnenrad 2 greifen mehrere am Umfang des Sonnenrads 2 gleichmäßig ver teilt angeordnete außenverzahnte Planetenräder 3 ein, die um an einem Planeten träger 5 angeordnete, zur Antriebswelle 1 parallele Achsen 4 frei drehbar gelagert sind.

Der Planetenträger 5 weist wiederum eine zur Antriebswelle 1 koaxiale Abtriebswelle 6 auf.

Die Planetenräder 3 sind von einem innenverzahnten Hohlrad 7 umschlossen, in dessen Innenverzahnung 13 sie mit ihrer Außenverzahnung 14 eingreifen.

Das Hohlrad 7 besitzt an seiner dem Planetenträger 5 abgewandten Seite eine erste Schaltverzahnung 8 und an seiner dem Planetenträger 5 zugewandten Seite eine zweite Schaltverzahnung 9. An einem Gehäuse 10 des Schaltgetriebes ist eine der ersten Schaltverzahnung 8 axial gegenüberliegende und der ersten Schaltverzahnung 8 entsprechende erste Gegenverzahnung 11 angeordnet.

Weiterhin ist an dem Planetenträger 5 eine der zweiten Schaltverzahnung 9 axial gegenüberliegende und der zweiten Schaltverzahnung 9 entsprechende zweite Ge genverzahnung 12 angeordnet.

Das Hohlrad 7 ist axial verschiebbar geführt. In der dargestellten Neutralstellung greift es mit seiner Innenverzahnung 13 nur in Außenverzahnungen 14 der Planeten räder 3 ein. Bei einem Drehantrieb des Sonnenrades 2 werden von ihm die Planeten räder 3 sowie von diesen das Hohlrad 7 drehbar angetrieben. Ein weiterer Antrieb zu einem Ausgang erfolgt nicht, so daß die Neutralstellung einen Leerlaufgang bedeu tet.

Bei Verschiebung des Hohlrades 7 nach links in eine erste Eingreifstellung greift das Hohlrad 7 mit seiner ersten Schaltverzahnung 8 in die erste Gegenverzahnung 11 des ortsfesten Gehäuses 10 ein, wobei das Hohlrad 7 aber weiterhin mit seiner In nenverzahnung 13 in die Außenverzahnungen 14 der Planetenräder 3 eingreift. Bei einem Drehantrieb des Sonnenrades 2 werden von ihm die Planetenräder 3 drehbar angetrieben. Da das Hohlrad 7 blockiert ist, laufen die Planetenräder 3 in dem Hohl rad 7 um, so daß über die Achsen 4 der Planetenträger 5 drehbar angetrieben wird dessen Drehbewegung zu einer Drehung der Abtriebswelle 6 führt. Diese wird somit in einem ersten Gang drehbar angetrieben.

Bei Verschiebung des Hohlrades 7 nach rechts in eine zweite Eingreifstellung greift das Hohlrad 7 mit seiner zweiten Schaltverzahnung 9 in die zweite Gegenverzah nung 12 des Planetenträgers 5 ein, wobei das Hohlrad 7 aber weiterhin mit seiner Innenverzahnung 13 in die Außenverzahnungen 14 der Planetenräder 3 eingreift. Bei einem Drehantrieb des Sonnenrades werden von ihm die Planetenräder 3 drehbar angetrieben, die wiederum das Hohlrad 7 drehbar antreiben. Da das Hohlrad 7 mit dem Planetenträger 5 gekoppelt ist, dreht dieser sich zusammen mit dem Hohlrad 7. Die Drehung des Planetenträgers 5 führt zu einer Drehung der Abtriebswelle 6. Diese wird somit in einem zweiten Gang drehbar angetrieben.

Bezuqszeichen Antriebswelle Sonnenrad Planetenräder Achsen Planetenträger Abtriebswelle Hohlrad erste Schaltverzahnung zweite Schaltverzahnung Gehäuse erste Gegenverzahnung zweite Gegenverzahnung Innenverzahnung Außenverzahnung