DE19844658A1 - Planetengetriebe - Google Patents

Abstract

Bei einem Planetengetriebe ist mindestens ein Planetenrad (9) mit einem Freilauf (19) an den Planetenträger (7) gekoppelt, und das Sonnenrad (3) ist mit einem Freilauf (13) an eine gehäusefeste Zentralwelle (1) gekoppelt. Durch die Freiläufe (13, 19) wird erreicht, daß in dem Planetengetriebe je nach Antriebsrichtung die Getriebewirkung freigegeben oder kraftschlüssig überbrückt wird. Bei Umkehr der Drehrichtung sperren in beiden Antriebsrichtungen die Freiläufe (13, 19) das gesamte Getriebe und damit die Leistungsübertragung. Anwendung z. B. bei integrierten Anlasser/Lichtmaschinen-Aggregaten für Verbrennungskraftmaschinen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Solche Planetengetriebe oder Umlaufgetriebe bestehen allgemein aus mindestens drei um eine gemeinsame zentrale Achse drehbaren Teilen, nämlich z. B. aus einem mittels einer Welle drehbar an einem Getriebegehäuse gelagerten zentralen Sonnenrad, mindestens einem über mindestens eine weitere Welle drehbar an einem Planetenträger gelagerten Planetenrad und einem äußeren, das Sonnenrad und das Planetenrad umgebenden, drehbar angeordneten Hohlrad. Solche Planetengetriebe sind zumeist als Zahnradgetriebe ausgebildet, wobei das Planetenrad sowohl mit dem innenliegenden Sonnenrad als auch mit dem außenliegenden Hohlrad kämmt. Das Planetenrad, auch Umlaufrad genannt, kann sich dabei außer um seine eigene Achse (Umlaufachse) mit dieser Achse auch noch um eine andere Achse, nämlich die Zentralachse des Sonnenrads, drehen. Der Planetenträger wird auch als Steg bezeichnet. Wenn dieser um die Zentralachse umläuft, kann mindestens eines der drei Zahnräder stillstehen, nämlich das Sonnenrad oder das Hohlrad, oder es können zwei oder auch drei der Zahnräder umlaufen.

Normalerweise ist eines der drei Teile (Sonnenrad, Planetenrad mit Planetenträger, Hohlrad) mit einem Antrieb und ein zweites dieser Teile mit einem Abtrieb verbunden, wobei das dritte Teil, das das Gegendrehmoment aufzunehmen hat, mit einem ortsfesten Gestell oder Gehäuse entweder fest oder lösbar über eine Kupplung oder eine Bremse verbunden ist.

Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß bei einem solchen Planetengetriebe je nach Antriebsseite, also je nachdem welches der drei Teile angetrieben wird, die Getriebewirkung freigegeben oder kraftschlüssig überbrückt wird.

Erfindungsgemäß wird dies durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Freiläufen einerseits zwischen dem Planetenrad und seiner Trägerwelle und andererseits zwischen dem Sonnenrad und seiner zentralen Welle bzw. einem Getriebegehäuse oder zwischen dem Hohlrad und einem Getriebegehäuse oder zwischen der Trägerwelle des Planetenrads und einem Getriebegehäuse wirkt das Planeten­ getriebe in einer seiner Antriebsrichtungen jeweils als Umlaufgetriebe, und bei Umkehrung der Drehrichtung in diesen Antriebsrichtungen wirkt das Getriebe jeweils wie ein Freilauf, der die Leistungsübertragung sperrt.

Einzelheiten der Konstruktion und der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Planetengetrie­ bes ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Axial-Schnittansicht eines Planetengetriebes;

Fig. 2 zeigt neben einer solchen schematischen Schnittansicht insbesondere eine schematische Stirnansicht des Planetengetriebes von links zur Erläuterung der Verhältnisse in einem Betriebszustand;

Fig. 3 zeigt entsprechende Ansichten wie Fig. 2 zur Erläuterung eines anderen Betriebs­ zustandes;

Fig. 4 ist eine der Fig. 1 ähnliche schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels im Axialschnitt;

Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel jeweils in einer schematischen Axial- Schnittansicht und in einer schematischen Stirnansicht zur Erläuterung der Verhält­ nisse in zwei verschiedenen Betriebszuständen;

Fig. 7 zeigt in einer schematischen Schnittansicht und in einer zugehörigen schematischen Stirnansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes;

Fig. 8 zeigt in einer schematischen Schnittansicht und in einer schematischen Stirnansicht ein gegenüber Fig. 7 abgewandeltes Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 bis 12 zeigen jeweils in einer schematischen Schnittansicht und in einer schematischen Stirnansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes zur Erläuterung der Verhältnisse in verschiedenen Betriebszuständen dieses Planetengetriebes.

Gemäß Fig. 1 besteht das Planetengetriebe aus einer zentralen Achse oder Welle 1, die gegenüber einem nicht dargestellten Getriebegehäuse fixiert ist. Die zentrale Welle 1 ist von einem gegenüber dieser Welle 1 umlaufenden Sonnenrad 3 umgeben. Das Sonnenrad 3 kämmt mittels Außenverzahnung mit mindestens einem, ebenfalls mit Außenverzahnung versehenen Umlaufrad oder Planetenrad 9, das über eine Umlaufachse oder Planetenachse 5 drehbar an einem Steg oder Planetenträger 7 gelagert ist, der seinerseits von einer drehbaren Welle 15 getragen ist. Die Welle 15 ist koaxial zu der zentralen Welle 1 angeordnet, aber von dieser axial getrennt. Das mindestens eine Planetenrad 9 oder die mehreren Planetenräder 9 sind von einem äußeren Zahnkranz oder Hohlrad 11 mit Innenverzahnung umgeben. Das oder die Planetenräder 9 kämmen somit beim Umlauf des Getriebes einerseits mit der Außen­ verzahnung des Sonnenrads 3 und andererseits mit der Innenverzahnung des Hohlrads 11.

Zwischen der zentralen Welle 1 und dem Sonnenrad 3 ist ein Freilauf 13 angeordnet, der z. B. in bekannter Weise mittels Keilrampen und Klemmkörpern gebildet ist. Ferner ist mindestens zwischen einem der Planetenräder 9 und seiner Planetenachse 5 bzw. dem Plane­ tenträger 7 ein weiterer entsprechender Freilauf 19 vorgesehen. Die beiden Freiläufe 13 und 19 sind so angeordnet, daß sie jeweils in gleichen Drehrichtungen des Sonnenrads 3 und des Planetenrads 9 sperren und in entgegengesetzten Drehrichtungen einen Umlauf des Sonnen­ rads 3 und des Planetenrads 9 um ihre jeweiligen Achsen oder Wellen 1 und 5 freigeben. Wenn also das Planetenrad 9 gemäß Fig. 2 in Uhrzeigersinn frei dreht, will das damit kämmende Sonnenrad 3 im Gegenuhrzeigersinn drehen, wird aber dagegen durch den Freilauf 13 gesperrt.

Normalerweise ist bei einem Planetengetriebe das Sonnenrad 3 von mehreren Planetenrädern 9 umgeben. Erfindungsgemäß können diese dann jeweils mittels eines eigenen Freilaufs 19 über die jeweilige Planetenachse 5 an den gemeinsamen Planetenträger 7 gekoppelt sein. Alle diese Freiläufe 19 der Planetenräder 9 sperren dann in der gleichen Drehrichtung, die der Sperr-Richtung des Freilaufs 13 des Sonnenrads 3 entspricht. Hiermit ergibt sich eine symme­ trische Anordnung der Planetenräder 9 mit den Freiläufen 19 in bezug auf das zentrale Sonnenrad 3 und damit im Betrieb ein guter Massenausgleich, wobei die Kraft- bzw. Momen­ tenübertragung auf mehrere Planetenräder 9 bzw. Freiläufe 19 verteilt ist, so daß bei gleicher Leistung der Durchmesser der Planetenräder 9 entsprechend klein und damit die Gesamt­ abmessungen des Getriebes entsprechend klein gehalten werden können.

Wenn bei Verwendung mehrerer Freiläufe 19 an mehreren Planetenrädern 9 eine Gefahr bestehen sollte, daß einer der Freiläufe zuerst sperrt und die anderen Freiläufe erst später oder gar nicht sperren, könnte dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Antriebsmomente auf alle diese Planetenräder nicht gewährleistet sein. Man wird daher in der Praxis voraussichtlich nur einen Freilauf 19 an einem der Planetenräder 9 vorsehen. Dann kann der Massenausgleich auf andere Weise, z. B. mittels Zusatzgewichten, an den Planetenrädern gelöst werden.

Die Wirkungsweise des Planetengetriebes ist wie folgt:
Gemäß Fig. 2 sei angenommen, daß der Zahnkranz 11 in einer geeigneten Drehrichtung im Uhrzeigersinn entsprechend dem Pfeil P₁ angetrieben wird. Dabei wird durch den Freilauf 19 zwischen dem Planetenrad 9 und seiner zugehörigen Welle 5 ermöglicht, daß sich das Planetenrad 9 auf der Welle 5 dreht, und zwar ebenfalls im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P₂. Das Planetenrad 9 erfährt hierdurch einen Antrieb in Richtung des Pfeiles P₃. Durch die Drehung des Planetenrads 9 in Richtung des Pfeiles P₂ würde das Sonnenrad 3 in einer dem Pfeil P₂ entgegengesetzten Drehrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) angetrieben. In dieser entgegengesetzten Drehrichtung sperrt jedoch der Freilauf 13 zwischen dem Sonnen­ rad 3 und der gegenüber dem nicht gezeigten Gehäuse festgehaltenen Zentralwelle 1, so daß hierdurch das Sonnenrad 3 an einer Drehung gehindert ist, was durch den mit einem Sperr­ symbol versehenen Pfeil P₄ angedeutet ist. Hierdurch rollt das Planetenrad 9 im Uhrzeigersinn am feststehenden Außenumfang des Sonnenrads 3 ab, wodurch sich über die Planetenachse 5 der Planetenträger 7 mit der halben Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnkranzes 11 im Sinne des Pfeiles P₃ dreht. Das Drehmoment wird in diesem Fall über den Planetenträger 7 und die Welle 15 abgeleitet. Durch diese Getriebewirkung wird gegenüber dem Eingangs- oder Antriebsmoment am Zahnkranz 11 (abzüglich der Getriebeverluste durch Reibung) das Ausgangs- oder Abtriebsdrehmoment am Planetenträger 7 bei halber Drehzahl verdoppelt.

Die Geschwindigkeitsverhältnisse der einzelnen Komponenten des Planetengetriebes sind durch Angabe der jeweiligen Winkelgeschwindigkeiten ω und ω₁ angegeben.

Wenn die Drehrichtung des Antriebs gemäß Fig. 2 am Zahnkranz 11 umgekehrt wird, also entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. entgegen dem Pfeil P₁ verläuft, sperrt der Freilauf 19 des damit kämmenden Planetenrads 9, so daß sich dieses nicht in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil P₂ auf seiner Planetenachse 5 drehen kann. Die Antriebskraft wird dabei von dem Planetenrad 9 in der gleichen Richtung wie vorher in Richtung des Pfeiles P₄ auf das Sonnenrad 3 übertragen. Da aber in dieser Antriebsrichtung der Freilauf 13 des Sonnenrads 3 sperrt, entsteht wegen der Sperrung beider Freiläufe 19 und 13 eine kraftschlüssige Verbin­ dung zwischen dem Zahnkranz 11 und dem mit der feststehenden Zentralwelle 1 verbundenen Getriebegehäuse, wodurch eine Bewegung des Planetengetriebes insgesamt verhindert ist.

Zusammengefaßt wird also bei Antrieb des Zahnkranzes 11 in Richtung des Pfeiles P₁ mit der Winkelgeschwindigkeit ω₁ der Planetenträger 7 mit dem doppelten Drehmoment, aber mit der halben Winkelgeschwindigkeit, also ω₁/2 angetrieben, während bei Antrieb des Zahnkranzes 11 entgegengesetzt zu dem Pfeil P₁ das ganze Getriebe sperrt und eine Bewegung insgesamt verhindert.

Wenn gemäß Fig. 3 statt des Zahnkranzes 11 der Planetenträger 7 über seine Welle 15 in der gleichen Richtung P₃ wie im vorhergehenden Fall angetrieben wird, und zwar mit der Win­ kelgeschwindigkeit ω₁, der Zahnkranz 11 aber durch ein Bremsmoment entsprechend dem Pfeil P₁₀ zurückgehalten wird, ist das Planetenrad 9 bestrebt, sich wegen des Kämmens mit dem Zahnkranz 11 in einer der Pfeilrichtung P₂ (Fig. 2) entgegengesetzten Pfeilrichtung P₆ zu drehen. In dieser Drehrichtung sperrt jedoch der Freilauf 19 und stellt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Planetenachse 5 bzw. der Trägerwelle 15 und dem Planetenrad 9 her (Sperrsymbol am Pfeil P₆). In diesem Fall wird durch das Planetenrad 9 das Sonnenrad 3 im Uhrzeigersinn, also in Richtung des Pfeiles P₇ mitgenommen. In dieser Drehrichtung ist der Freilauf 13 zwischen dem Sonnenrad 3 und seiner gegenüber dem Getriebegehäuse fixierten Welle 1 freigegeben, so daß sich das Sonnenrad 3 frei mit der Winkelgeschwindig­ keit ω₁ um die zentrale Welle 1 in Richtung des Pfeiles P₈ dreht. Da hierbei der Freilauf 19 des Planetenrades 9 sperrt, das Planetenrad 9 sich also nicht um seine Achse 5 drehen kann, nimmt dieses den Zahnkranz 11 in einer starren Verbindung mit, so daß sich der Zahnkranz 11 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω₁ wie der Planetenträger 7 in Richtung des Pfeiles P₉ im Uhrzeigersinn dreht. Dieser Drehung in Richtung des Pfeiles P₉ wirkt das Bremsmoment in Richtung des Pfeiles P₁₀ entgegen, durch das das Antriebsmoment über den Zahnkranz 11 abgeleitet wird. Das Antriebs- oder Eingangsdrehmoment an der Trägerwelle 15 des Planetenträgers 7 und das Abtriebs- oder Ausgangsdrehmoment am Zahnkranz 11 sind hiernach bei gleicher Winkelgeschwindigkeit ω₁ gleich groß.

Wenn die Drehrichtung des Antriebs des Planetenträgers 7 gemäß Fig. 3 umgekehrt wird, also entgegen dem Uhrzeigersinn und entgegen der Richtung des Pfeiles P₃ verläuft, und wenn hierbei der Zahnkranz 11 durch eine Bremskraft festgehalten wird, will sich das Planetenrad 9 wegen seines Kämmeingriffs mit dem Zahnkranz 11 entgegen der Pfeilrichtung P₆ drehen, weil in dieser Drehrichtung sein Freilauf 19 freigegeben ist. Wegen der entgegengesetzten Drehrichtung des mit dem Planetenrad 9 kämmenden Sonnenrads 3 sperrt aber der Freilauf 13 zwischen dem Sonnenrad 3 und der gehäusefesten Zentralwelle 1, so daß auch eine Drehung des Planetenrads 9 verhindert ist. Es entsteht also eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zahnkranz 11 und der Zentralwelle 1, die eine Bewegung des Planetengetriebes ins­ gesamt verhindert.

Wenn bei einem Antrieb des Planetenträgers 7 in einer der Pfeilrichtung P₃ und dem Uhr­ zeigersinn entgegengesetzten Richtung der äußere Zahnkranz 11 nicht durch ein Brems­ moment festgehalten wird, sondern frei umlaufen könnte, wird durch den Kämmeingriff zwischen dem Planetenrad 9 und dem Zahnkranz 11 bzw. wegen des Kämmeingriffs zwischen dem Planetenrad 9 und dem Sonnenrad 3 das Planetenrad 9 in Richtung des Pfeiles P₆ gedreht, wodurch der Freilauf 19 sperrt. Hierdurch ist das Sonnenrad 3 bestrebt, sich ent­ gegen dem Pfeil P₇ zu bewegen bzw. sich entgegen dem Pfeil P₈ zu verdrehen, was dadurch verhindert wird, daß in dieser Drehrichtung entgegen dem Pfeil P₈ der Freilauf 13 sperrt. Dadurch entsteht wiederum eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse bzw. der damit fest verbundenen Zentralwelle 1 einerseits und dem Zahnkranz 11 anderer­ seits, so daß auch hierdurch eine Bewegung des Getriebes insgesamt verhindert ist.

Das erfindungsgemäße Planetengetriebe kann beispielsweise in einem integrierten Anlas­ ser/Lichtmaschinen-Aggregat einer Verbrennungskraftmaschine angewandt werden. Beim Anlass- oder Starterbetrieb oder auch beim Betrieb als elektrischer Hilfsmotor mittels der Lichtmaschine wird die Übersetzung des Planetengetriebes ausgenutzt, um das Drehmoment zu erhöhen. Dabei erfolgt der Antrieb von der Lichtmaschine über den Zahnkranz 11 auf den Planetenträger 7 bzw. dessen Träger- oder Abtriebswelle 15 zum Antrieb der Verbrennungs­ maschine mit Verdoppelung des Antriebsdrehmoments entsprechend der Darstellung in Fig. 2.

Beim Generatorbetrieb, wenn also durch die Verbrennungsmaschine die Lichtmaschine angetrieben werden soll, wird entsprechend der Darstellung in Fig. 3 die Antriebskraft von der Verbrennungskraftmaschine über die Welle 15 des Planetenträgers 7 kraftschlüssig mit gleichbleibender Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit w₁ auf den Rotor der Lichtmaschine übertragen, der mit dem Zahnkranz 11 verbunden ist. Wegen der kraftschlüssigen Verbindung mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit ω₁ werden zu hohe Drehzahlen des Rotors der Lichtmaschine vermieden.

Durch Sperrung des gesamten Getriebes jeweils entgegengesetzt zu den beschriebenen Antriebsrichtungen werden stets gleiche Antriebsrichtungen für die beiden Betriebsbedingun­ gen sichergestellt und es wird verhindert, daß ungewollte Rückwärtsläufe oder Rückwärts­ schläge in der Antriebsverbindung auftreten.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 liegen die gehäusefeste Zentralwelle 1 und die drehbare Trägerwelle 15 des Planetenträgers 7 koaxial hintereinander und sind voneinander getrennt. Damit das ganze Planetengetriebe aber auch auf einer durchgehenden Trägerwelle 15a gemäß Fig. 4 angeordnet werden kann, wird hierbei die gehäusefeste Zen­ tralwelle als Hohlwelle 1a ausgeführt. Die Trägewelle 15a des Planetenträgers 7 wird dann axial durch die Hohlwelle 1a hindurchgeführt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Generell ist das beschriebene Prinzip nicht auf verzahnte Planetengetriebe beschränkt, sondern es funktioniert z. B. auch bei Reibradgetrieben, d. h. bei rein kraftschlüssiger Momentenüber­ tragung zwischen dem Sonnenrad 3, den Planetenrädern 9 und dem Hohlrad 11. Bei einer solchen Anordnung wird mindestens eines dieser Übertragungsglieder (Räder 3, 9, 11) mit einem elastischen Material beschichtet sein, um die erforderliche Reibung aufzubauen.

Alle beschriebenen Freiläufe 13, 19 können jeweils auch eine Lagerungsfunktion zwischen den durch sie überbrückten Bauteilen zusätzlich übernehmen.

Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen haben gleiche oder entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 4, so daß im folgenden im wesentlichen nur die Unterschiede der weiteren Ausführungsbeispiele gegenüber denjenigen nach den Fig. 1 bis 4 beschrieben werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist der Freilauf 13 zwischen der zen­ tralen Welle 1 und dem Sonnenrad 3 durch einen Freilauf 22 ersetzt, der an der Außenseite des Hohlrads 11 zwischen diesem und einem Getriebegehäuse 23 angeordnet ist. Die zentrale Welle 21 trägt hierbei unmittelbar das Sonnenrad 3. Zwischen dem Planetenrad 9 und seiner Trägerwelle 5 ist hierbei ein Freilauf 19a vorgesehen.

Wenn das Sonnenrad 3 in Richtung des Pfeiles P₁₄ mit der Winkelgeschwindigkeit ω = ω₂ angetrieben wird, wird das Planetenrad 9 in Richtung des Pfeiles P₁₅ verdreht. Der Planeten­ träger 7 wandert mit der halben Winkelgeschwindigkeit ω₂/2 in Richtung des Pfeiles P₁₆. Der Freilauf 22 am Hohlrad 11 sperrt, so daß sich dieses nicht in Richtung des Pfeiles P₁₇ drehen kann, sondern gemeinsam mit dem Gehäuse 23 feststeht (ω = 0). Wird dagegen der Planeten­ träger 7 in Richtung des Pfeiles P₁₈ (Fig. 6) angetrieben, sperrt der Freilauf 19a, so daß eine Drehung des Planetenrads 9 in Richtung des Pfeiles P₁₉ nicht stattfindet. Es entsteht eine starre Verbindung mit dem Sonnenrad 3, so daß dieses mit der gleichen Winkelgeschwindig­ keit ω = ω₂ in Richtung des Pfeiles P₂₀ umläuft wie der Planetenträger 7. Das Hohlrad 11 läuft in diesem Fall ebenfalls mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω₂ in Richtung des Pfeiles P₂₁ um.

Bei Umkehrung der Drehrichtung in den beiden Antriebsvarianten nach den Fig. 5 und 6 blockiert die gesamte Anordnung wiederum in gleicher Weise wie es in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.

Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 7 und 8 entsprechen weitgehend denjenigen nach den Fig. 1 bis 3. Hier ist jedoch zusätzlich jeweils eine Bremse 20 in Fig. 7 oder 26 in Fig. 8 vorgesehen. Die Bremse 20 gemäß Fig. 7 wirkt zwischen der zentralen Welle 1 und dem Sonnenrad 3. Wenn der Planetenträger 7 mit der Winkelgeschwindigkeit ω₁ in Richtung des Pfeiles P₁₁ angetrieben wird, wobei sich das Planetenrad 9 in Richtung des Pfeiles P₁₂ dreht (Fig. 7), und die Bremse 20 zum Eingriff kommt, dient in diesem Fall das Sonnenrad 3 als Abstützung für das Planetenrad 9. Somit ergibt sich für das Hohlrad 11 eine weitere Ge­ schwindigkeitsstufe mit 2 × ω₁ in Richtung des Pfeiles P₁₃.

Wenn dagegen gemäß Fig. 8 die Bremse 26 eine Drehung des Planetenrads 9 gegenüber dem Planetenträger 7 blockiert, entsteht wiederum eine starre Verbindung zwischen dem Hohlrad 11 und dem Sonnenrad 3, die bei einem Antrieb des Hohlrads 11 mit ω = ω₁ (Pfeil P₁₃) eine weitere Geschwindigkeitsstufe am Sonnenrad 3 und am Planetenträger 7 mit ω = ω₁ er­ möglicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 12 ist wie nach dem Beispiel gemäß Fig. 5 und 6 das Sonnenrad 3 unmittelbar auf einer zentralen Welle 21 befestigt. Anstelle eines Freilaufs 13 zwischen dem Sonnenrad 3 und seiner Welle oder anstelle eines Freilaufs 22 zwischen dem Hohlrad 11 und seinem Gehäuse 23 ist hier, zusätzlich zu dem Freilauf 19b am Planetenrad 9, ein zweiter Freilauf 24 zwischen der Trägerwelle 15 des Planetenträgers 7 und einem Getriebegehäuse 25 angeordnet. Hierdurch wird eine drehrichtungsabhängige Überset­ zung ermöglicht.

Gemäß Fig. 9 wird das Sonnenrad 3 von der Zentralwelle 21 aus mit der Winkelgeschwin­ digkeit ω₃ entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P₂₇ angetrieben. Wegen des Freilaufs 19b am Planetenrad 9 kann sich dieses nicht auf seiner Trägerwelle 5 in Richtung des Pfeiles P₂₈ drehen. Über die Trägerwelle 5 wird der Planetenträger 7 in Richtung des Pfeiles P₂₉ mitgenommen. Diese Drehung des Planetenträgers 7 gegenüber dem Getrie­ begehäuse 25 wird durch den Freilauf 24 ermöglicht. Dabei wird das Hohlrad 11 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω₃ in Richtung des Pfeiles P₃₀ mitgenommen, die von der Antriebswelle 21 aus auch dem Planetenträger 7 übermittelt wird.

Bei Umkehrung der Drehrichtung (Fig. 10) der zentralen Welle 21 in Richtung des Pfeiles P₃₁ kann sich das Planetenrad 9 auf seiner Trägerwelle 5 in Richtung des Pfeiles P₃₂ drehen. Der Planetenträger 5 ist jedoch durch den Freilauf 24 gegenüber dem Gehäuse 25 blockiert. Eine Bewegung des Planetenträgers 7 in Richtung des Pfeiles P₃₃ ist also nicht möglich (ω = 0). Durch die Drehung des Planetenrads 9 wird das Hohlrad 11 in Richtung des Pfeiles P₃₄ angetrieben, und zwar mit einer aus dem Übersetzungsverhältnis resultierenden Winkel­ geschwindigkeit. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der zentralen Antriebswelle 21 gleich ω₄ ist, läuft das Hohlrad 11 bei einem Übersetzungsverhältnis n₁/n₂ mit einer Winkelgeschwin­ digkeit ω = (n₁/n₂) × ω₄ in Richtung des Pfeiles P₃₄ um.

Wenn gemäß Fig. 11 das Hohlrad 11 entgegen dem Uhrzeigersinn mit der Geschwindigkeit ω₅ in Richtung des Pfeiles P₃₅ angetrieben wird, laufen sowohl das Planetenrad 9 wegen seines Freilaufs 19b in Richtung des Pfeiles P₃₆ als auch der Planetenträger 7 wegen seines Freilaufs 24 frei um. Der Planetenträger bewegt sich dabei in Richtung des Pfeiles P₃₇. Wenn das Hohlrad mit der Winkelgeschwindigkeit ω₅ angetrieben wird, wird die resultierende Umfangsgeschwindigkeit der beiden Elemente Planetenrad 9 und Planetenträger 7 in Richtung des Pfeiles P₃₇ durch die in dem Getriebe vorhandene Reibung bestimmt. Es erfolgt daher keine Momentenübertragung in Richtung des Pfeiles P₃₈ auf das Sonnenrad 3, so daß die zentrale Welle 21 stillsteht (ω = 0).

Soll dagegen gemäß Fig. 12 das Hohlrad 11 im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P₃₉ angetrieben werden, blockieren sowohl der Freilauf 19b des Planetenrads 9 als auch der Freilauf 24 des Planetenträgers 7. Eine Bewegung des Planetenträgers 7 in Richtung des Pfeiles P₄₀ und eine Drehung des Planetenrads 9 in Richtung des Pfeiles P₄₁ sind verhindert (ω = 0). Das Antriebsmoment wird vom Gehäuse 25 aufgenommen. Es erfolgt daher kein Antrieb des Sonnenrads 3, so daß die zentrale Welle 21 wiederum stillsteht (ω = 0). Wegen des blockierenden Getriebes ist auch am Hohlrad 11 die Winkelgeschwindigkeit ω = 0.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 12 erfolgt also eine von der Drehrichtung abhängige Übersetzung des Antriebsmoments von dem jeweiligen angetriebenen Glied auf das Abtriebsglied (Fig. 9 und 10), oder bei entgegengesetzter Antriebsrichtung (Fig. 11 und 12) blockiert das Planetengetriebe in beiden Drehrichtungen des Antriebs.

Für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele des Planetengetriebes sind vielseitige Anwendun­ gen auf verschiedenen Gebieten der Technik möglich.

Claims (14)

1. Planetengetriebe mit mindestens drei Elementen, nämlich

• - einem auf einer zentralen Welle (1; 21) gelagerten Sonnenrad (3),
• - mindestens einem an einem drehbaren Planetenträger (7) gelagerten Planetenrad (9),
• - und einem diese Räder (3, 9) umgebenden Hohlrad (11),

wobei das Planetenrad (9) einerseits mit dem Sonnenrad (3) und andererseits mit dem Hohlrad (11) in Antriebsverbindung ist und wobei mindestens eines dieser Elemente (3, 9, 11) mit einem stationären Teil (Welle 1; Getriebegehäuse 23; 25) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem stationären Teil (1; 23; 25) und dem von ihm getragenen Element (3, 9, 11) ein Freilauf (13; 22; 24) vorgesehen ist und daß das mindestens eine Planetenrad (9) über einen weiteren Freilauf (19; 19a; 19b) an den Planetenträger (7) gekoppelt ist.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Freiläufe (13; 22; 24) und (19; 19a; 19b) an ihren drehbaren Teilen (3; 11; 7) so angeordnet sind, daß sie in gleichen Drehrichtungen dieser drehbaren Teile (3; 11; 7) und des Planeten­ rads (9) sperren.

3. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (7) mittels einer Trägerwelle (15) drehbar ist, die mit der Welle (1; 21) des Sonnenrads (3) koaxial ist.

4. Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (15) des Planetenträgers (7) und die Welle (1; 21) des Sonnenrads (3) in axialer Richtung hintereinander liegen.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1; 21) des Sonnenrads (3) als Hohlwelle (1a) ausgebildet ist und daß die Welle (15) des Planeten­ trägers (7) durch diese Hohlwelle (1a) hindurchgeführt ist.

6. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (3) von mehreren Planetenrädern (9) umgeben ist, die jeweils mittels eines Freilaufs (19; 19a; 19b) an den Planetenträger (7) gekoppelt sind, und daß diese Freiläufe (19; 19a; 19b) alle in der gleichen Drehrichtung sperren, die der Sperr-Rich­ tung des weiteren Freilaufs (13; 22; 24) entspricht.

7. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (3) und das Planetenrad (9) als Zahnräder mit Außenverzahnung und das Hohlrad (11) als Zahnrad mit Innenverzahnung ausgebildet sind.

8. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (3, 9, 11) als Reibräder ausgebildet sind.

9. Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Räder (3, 9, 11) mit einem elastischen Material beschichtet ist.

10. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1; 1a) des Sonnenrads (3) gegenüber einem Gehäuse fixiert ist, daß das Planetenrad (9) über eine Welle (5) an dem drehbaren Planetenträger (7) angebracht ist, daß diese Bauteile von einem äußeren drehbaren Hohlrad (11) umgeben sind und daß der eine Freilauf (13) zwischen der Welle (1; 1a) und dem Sonnenrad (3) vorgesehen ist, wobei wahlweise der Planetenträger (7) oder das Hohlrad (11) antreibbar ist (Fig. 1 bis 4).

11. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Freilaufs (22) zwischen dem Hohlrad (11) und seinem stationären Teil (Gehäuse 23) wahlweise das Sonnenrad (3) über seine Welle (21) oder der Plane­ tenträger (7) über seine Welle (15) antreibbar ist (Fig. 5 und 6).

12. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Freilaufs (24) zwischen der Welle (15) des Planetenträgers (7) und seinem stationären Teil (Gehäuse 25) wahlweise das Sonnenrad (3) über seine Welle (21) oder das Hohlrad (11) von außen antreibbar ist (Fig. 9 bis 12).

13. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zentralen Welle (1) und dem Sonnenrad (3) und/oder gegenüber dem Planetenrad (9) eine Bremse (20; 26) vorgesehen ist (Fig. 7 und 8).

14. Verwendung des Planetengetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Anlasser/Lichtmaschinen-Aggregat einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Ver­ brennungsmotor mit dem Planetenträger (7) und das Aggregat mit dem äußeren Hohlrad (11) verbunden ist.