AT528404B1 - Hohlrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges, topfförmiges Hohlrad (4) umfassend ein Bodenteil (7) mit in der Axialrichtung (20) sich erstreckenden, fingerförmigen ersten Formschlusselementen (9) und ein Mantelteil (6) mit in der Axialrichtung (20) sich erstreckenden zweiten Formschlusselementen (11), die miteinander in Eingriff sind, sodass das Bodenteil (7) mit dem Mantelteil (6) formschlüssig verbunden ist, und mit einem Axialsicherungselement, mit dem das Bodenteil (7) und das Mantelteil (6) in der verbundenen Lage axial gesichert sind. Die ersten oder zweiten Formschlusselemente (9, 11) sind hakenförmig ausgebildet und greifen als Axialsicherungselemente in eine Vertiefung im Mantelteil (6) oder im Bodenteil (7) ein, oder die ersten Formschlusselemente (9) weisen an einer inneren Oberfläche rillenartige Vertiefungen (34) auf, in die Erhebungen auf einer äußeren Oberfläche (30) der oder zwischen den zweiten Formschlusselemente (11) eingreifen oder die zweiten Formschlusselemente (11) weisen an einer äußeren Oberfläche rillenartige Vertiefungen auf, in die Erhebungen auf einer inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente (9) eingreifen.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges, zumindest annähernd topfförmiges Hohlrad umfassend ein Mantelteil und ein Bodenteil, wobei das Bodenteil erste Formschlusselemente und das Mantelteil zweite Formschlusselemente aufweisen, die miteinander in Eingriff sind, sodass das Bodenteil mit dem Mantelteil formschlüssig verbunden ist, wobei die zweiten Formschlusselemente in der Axialrichtung sich erstreckend am Mantelteil angeordnet sind, und mit einem Axialsicherungselement, mit dem das Bodenteil und das Mantelteil in der verbundenen Lage axial gesichert sind.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe umfassend ein Sonnenrad, zumindest ein Planetenrad und ein Hohlrad.

[0003] Zudem betrifft die Erfindung ein automatisches Schaltgetriebe umfassend ein Planetengetriebe.

[0004] Planetengetriebe sind in der Technik weit verbreitet. Bekanntlich umfasst ein Planentengetriebe ein zentrales Sonnenrad mit einer Außenverzahnung, das in der Regel von mehreren außenverzahnten Planetenrädern umgeben ist und damit kämmt, wobei die Planetenräder radial außen von einem Hohlrad mit Innenverzahnung, die mit den Außenverzahnungen der Planetenräder kämmt, umgeben sind. Das Hohlrad kann ringförmig ausgebildet sein. Es sind jedoch auch topfförmige Hohlräder bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2016 220 916 A1 ein topfförmiges Hohlrad für ein Wellgetriebe einer Wellenverstellvorrichtung, mit einem Hohlradabschnitt, wobei der Hohlradabschnitt eine Innenverzahnung aufweist. Das Hohlrad ist als ein Sinterkörper ausgebildet, wobei die Innenverzahnung umformtechnisch in den Hohlradabschnitt eingebracht ist.

[0005] Bei einteilig ausgebildeten topfförmigen Hohlrädern besteht das Problem, dass das Spannungsniveau teilweise kritisch ist, worunter die mechanische Belastbarkeit leidet.

[0006] Im Stand der Technik sind neben einteiligen Hohlrädern auch mehrteilige Hohlräder beschrieben worden. Beispielsweise beschreibt die DE 199 61 988 A1 eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung und axialen Sicherung eines ersten und eines zweiten drehmomentführenden Bauteils, die die Form eines ringförmigen Bauteils besitzt, das entlang seines Umfangs voneinander beabstandete Vorsprünge aufweist, die in Lücken zwischen Vorsprüngen des zweiten, an einer Fläche des ersten Bauteils anliegenden Bauteils derart einsetzbar sind, dass die der Fläche des ersten Bauteils zugewandten Seiten der Vorsprünge an der Fläche des ersten Bauteils durch Schweißen oder Kleben befestigbar sind.

[0007] Neben diesen stoffschlüssigen Verbindungen sind auch zusammengesetzte, topfförmige Hohlräder bekannt, die aus einem Bodenteil und einem Mantelteil bestehen. Das Bodenteil weist radial nach außen abstehenden Zähne auf, die in Zahnlücken zwischen axial abstehenden Zähnen auf dem Mantelteil eingreifen. Zur axialen Sicherung der Verbindung ist ein geschlitzter Sicherungsring vorgesehen, der in der Axialrichtung nach dem Bodenteil angeordnet ist, und der in eine unterbrochene Ringnut an der Innenseite der Zähne des Mantelteils eingreift. Das Bodenteil ist damit zwischen dem Mantelteil und dem Sicherungsring angeordnet. Die geschlitzte Ausführung des Sicherungsringes ist notwendig, um diesen in die genannte unterbrochene Ringnut einführen zu können, da damit der Umfang des Sicherungsringes für das Einsetzen verkleinert werden kann.

[0008] Die KR 101924370 B1 beschreibt eine Planetengetriebevorrichtung, umfassend: ein Hohlrad mit einem ringförmigen Hohlradkörper und einer Vielzahl von ersten Vorsprüngen, die vom Hohlradkörper nach außen vorstehen und entlang des Außenumfangs des Hohlradkörpers voneinander beabstandet sind, und einen Flanschstützabschnitt mit einer Vielzahl von Einstecknuten, in die die ersten Vorsprünge jeweils eingesetzt werden und an dem auf einer Seite ein zweiter Vorsprung ausgebildet ist, der mit den ersten Vorsprüngen kombiniert wird und die Bewegung der ersten Vorsprünge begrenzt.

[0009] Aus der JP 2016-056938 A ist eine Fahrzeugantriebsvorrichtung bekannt, die Folgendes 1716

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umfasst: ein Abstreifelement, das Öl aus einem in einem Gehäuse ausgebildeten Ölbehälter abstreift; und einen Getriebemechanismus, der das vom Abstreifelement abgestreifte Öl aufnimmt, wobei der Getriebemechanismus ein Stufenritzel umfasst, bei dem ein Ritzel mit großem Durchmesser und ein Ritzel mit kleinem Durchmesser in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, ein Hohlrad bildendes Element mit einem Hohlrad, das mit dem Ritzel mit kleinem Durchmesser kämmt, und ein Stützelement, das das Hohlrad bildende Element stützt, wobei das Hohlrad bildende Element Folgendes umfasst: einen zylindrischen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, an dessen innerer Umfangsfläche das Hohlrad ausgebildet ist, einen zylindrischen Abschnitt mit großem Durchmesser, der auf einer Seite in axialer Richtung, d. h. einer Seite in erster axialer Richtung, des zylindrischen Abschnitts mit kleinem Durchmesser angeordnet ist und die radiale Außenseite des Ritzels mit großem Durchmesser abdeckt, einen ringförmigen Plattenabschnitt, der den zylindrischen Abschnitt mit kleinem Durchmesser und den zylindrischen Abschnitt mit großem Durchmesser radial verbindet, und einen axialen Anschlagabschnitt, der auf der Seite in erster axialer Richtung des zylindrischen Abschnitts mit großem Durchmesser ausgebildet ist, wobei das Stützelement eine Anschlagfläche aufweist, die in der Lage ist, von der Seite in erster axialer Richtung aus um den gesamten Umfang an dem axialen Anschlagabschnitt anzuliegen, und einen Eingriffsabschnitt, der mit einem Eingriffsabschnitt des Hohlrad bildenden Elements in Eingriff steht, um die relative Drehung zu regulieren. Die Ausrichtung der Schrägverzahnung des Ritzels mit kleinem Durchmesser und des Hohlrads ist so eingestellt, dass am Eingriffsabschnitt eine Schubkraft in einer Richtung erzeugt wird, die den axialen Anschlagabschnitt näher an die Anschlagfläche bringt, wenn das Fahrzeug vorwärts angetrieben wird.

[0010] Die US 6,012,350 A beschreibt ein Hohlrad mit einem Nabenwulstbereich, welcher koaxial an einer äußeren Umfangsfläche einer Welle befestigt ist, einem scheibenförmigen Flanschbereich, der sich vom Nabenwulstbereich radial nach außen erstreckt, und einem zylindrischen Zahnradkörper, der einstückig mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Flanschbereichs verbunden ist und Zähne an einer inneren Umfangsfläche aufweist, welche geeignet sind, mit einem Ritzel zu kämmen, wobei ein Abschnitt in radialer Richtung des Flanschbereichs eine geringere Dichte als andere Abschnitte aufweist.

[0011] Aus der US 10,151,382 B2 ist eine Planetenradträgeranordnung bekannt, umfassend einen Träger, der eine Nabe aufweist, die sich in axialer Richtung erstreckt, wobei die Nabe eine Mehrzahl von Keilverzahnungen auf einer radial nach außen gerichteten Oberfläche der Nabe aufweist, die sich in axialer Richtung erstrecken, und wobei die Nabe ferner einen ersten Satz von Nutabschnitten auf der radial nach außen gerichteten Oberfläche aufweist, wobei sich der erste Satz von Nutabschnitten umlaufend um die Nabe und durch die Mehrzahl von Keilverzahnungen erstreckt; einen Scheibenverriegelungsring, der um die Nabe des Trägers herum aufgenommen ist, wobei der Scheibenverriegelungsring eine Mehrzahl von Keilverzahnungen auf einer radial nach innen gerichteten Oberfläche des Scheibenverriegelungsrings aufweist, wobei die Mehrzahl von Keilverzahnungen in dem Scheibenverriegelungsring in dem ersten Satz von Nutabschnitten durch axiales Verschachteln der Mehrzahl von Keilverzahnungen des Trägers und des Scheibenverriegelungsrings ineinander und anschließendes Drehen des Scheibenverriegelungsrings relativ zum Träger um einen Winkel zum axialen Beschränken des Scheibenverriegelungsrings relativ zum Träger aufgenommen ist; wobei der Träger und/oder der Scheibenverriegelungsring ein Pulvermetallbauteil sind.

[0012] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein mehrteiliges, zumindest annähernd topfförmiges Hohlrad mit einer vorteilhaften mechanischen Belastbarkeit der Verbindungsbereiche der Teile sowie ein damit ausgestattetes Getriebe zur Verfügung zu stellen.

[0013] Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Hohlrad dadurch gelöst, dass die ersten Formschlusselemente fingerförmig ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung erstreckend am Bodenteil angeordnet oder ausgebildet sind und

- dass die ersten Formschlusselemente hakenförmig ausgebildet sind und als Axialsicherungselemente in zumindest eine Vertiefung im Mantelteil eingreifen oder dass die zweiten Formschlusselemente hakenförmig ausgebildet sind und als Axialsicherungselemente in zumindest eine Vertiefung im Bodenteil eingreifen oder

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- dass die ersten Formschlusselemente an einer radialen inneren Oberfläche in Umfangsrichtung verlaufende rillenartige Vertiefungen aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial äußeren Oberfläche der oder zwischen den zweiten Formschlusselemente eingreifen oder dass die zweiten Formschlusselemente an einer radial äußeren Oberfläche in Umfangsrichtung verlaufende rillenartige Vertiefungen aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente eingreifen.

[0014] Weiter wird die Aufgabe mit dem eingangs genannten Planetengetriebe gelöst, das das erfindungsgemäße Hohlrad aufweist, bzw. durch das eingangs genannte Schaltgetriebe, das das erfindungsgemäße Planetengetriebe aufweist.

[0015] Von Vorteil ist dabei, dass durch die sich in der Axialrichtung erstreckenden ersten und zweiten Formschlusselemente ein großer Überlappungsbereich dieser Formschlusselemente erreicht werden kann, womit die in die Verbindungsbereiche eingeleiteten Kräfte auf eine größere Fläche verteilt werden können. Damit kann in weiterer Folge auch das Spannungsniveau in diesem Bereich günstig beeinflusst werden.

[0016] Durch die Ausbildung der ersten oder zweiten Formschlusselemente als Axialsicherungselemente kann nicht nur die Anzahl an Teilen des Hohlrades reduziert werden, sondern kann damit auch der Zusammenbau des Hohlrades weiter vereinfacht werden, indem gleichzeitig mit der Verbindung von Mantelteil und Bodenteil die Axialsicherung ausgebildet wird.

[0017] Dadurch, dass die ersten Formschlusselemente an einer radialen inneren Oberfläche in Umfangsrichtung verlaufende rillenartige Vertiefungen aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial äußeren Oberfläche der oder zwischen den zweiten Formschlusselemente eingreifen oder dass die zweiten Formschlusselemente an einer radial äußeren Oberfläche in Umfangsrichtung verlaufende rillenartige Vertiefungen aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente eingreifen, kann den Formschlusselementen ebenfalls die Funktion der Axialsicherung verliehen werden.

[0018] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweiten Formschlusselemente fingerförmig ausgebildet sind. Damit wird ein einfacher Zusammenbau des Hohlrades erreicht, indem das Bodenteil lediglich in der Axialrichtung mit den Formschlusselementen in das Mantelteil eigeschoben werden muss. Zudem kann über die Anzahl der Finger Einfluss auf die Größe der beanspruchten Flächen der Verbindungsbereiche genommen werden.

[0019] Zur Reduktion der für den Zusammenbau des Hohlrades aufzubringenden Kraft kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung dazu vorgesehen sein, dass die hakenförmigen ersten oder zweiten Formschlusselemente in der Axialrichtung verlaufende Einlaufschrägen aufweisen.

[0020] Es ist nach einer Ausführungsvariante auch möglich, dass die Erhebungen auf der radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente oder die Erhebungen auf der radial äußeren Oberfläche der zweiten Formschlusselemente durch ein Ringfederelement gebildet sind, wobei das Ringfederelement in Ausnehmungen in den ersten oder zweiten Formschlusselementen angeordnet ist. Zwar ist hierbei das zusätzliche Einsetzen des Ringfederelementes erforderlich, allerding kann dieses, anders als im voranstehend beschriebenen Stand der Technik, bereits vorab, also vor dem Zusammenbau von Bodenteil und Mantelteil, auf den jeweiligen Formschlusselementen platziert werden, sodass wiederum gleichzeitig mit dem Zusammenbau von Bodenteil und Mantelteil die Axialsicherung der verbundenen Lage von Bodenteil und Mantelteil ausgebildet wird.

[0021] Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bodenteil einen Nabenabschnitt aufweist. Das Hohlrad kann damit einfacher auf einer Achse oder Welle angeordnet werden. Es ist damit zudem möglich, in einem ersten Schritt den Bodenteil auf der Achse oder Welle anzuordnen und erst danach das mit dem Sonnenrad und dem zumindest einen Planetenrad versehene Mantelteil mit dem Bodenteil zu verbinden.

[0022] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Mantelteil und/oder das Bodenteil als Sinterbauteil(e) oder Additives Fertigungsbauteil(e)

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ausgebildet ist/sind. Mit dieser Ausführungsvariante können die Formschlusselemente, die vorzugsweise mit den Axialsicherungselementen versehen sind, einfacher in Serie hergestellt werden.

[0023] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0024] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0025] Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus einem Getriebe;

[0026] Fig. 2 ein Bodenteil eines mehrteiligen Hohlrades nach dem Stand der Technik in Schrägansicht;

[0027] Fig. 3 ein Mantelteil eines mehrteiligen Hohlrades nach dem Stand der Technik in Schrägansicht;

[0028] Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Bodenteil einer ersten Ausführungsvariante eines mehrteiligen Hohlrades in Schrägansicht;

[0029] Fig: 5 ein Mantelteil der ersten Ausführungsvariante des mehrteiligen in Schrägansicht;

[0030] Fig. 6 ein Detail des Bodenteils nach Fig. 4 in Schrägansicht;

[0031] Fig. 7 einen Ausschnitt aus dem Hohlrad der ersten Ausführungsvariante im Querschnitt;

[0032] Fig. 8 einen Ausschnitt aus einem Mantelteil einer zweiten Ausführungsvariante eines mehrteiligen Hohlrades in Schrägansicht;

[0033] Fig. 9 einen Ausschnitt aus einem Bodenteil der zweiten Ausführungsvariante eines mehrteiligen Hohlrades in Schrägansicht;

[0034] Fig. 10 einen Ausschnitt aus der zweiten Ausführungsvariante des mehrteiligen Hohlrades in Schrägansicht.

[0035] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0036] In Fig. 1 ist ein Planetengetriebe 1 im Querschnitt dargestellt. Das Planetengetriebe 1 umfasst bzw. besteht in radialer Richtung von innen nach außen aus einem Sonnenrad 2, einem oder mehreren Planetenrädern 3 und einem Hohlrad 4. Das Sonnenrad 2 weist eine Außenverzahnung auf, die mit der Außenverzahnung des oder jedes Planentenrades 3 in kämmenden Eingriff steht. Letztere stehen in kämmenden Eingriff mit einer Innenverzahnung 5 des Hohlrades 4. Da dies an sich bekannt ist, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den einschlägigen Stand der Technik dazu verwiesen.

[0037] Das Planetengetriebe 1 kann als solches eingesetzt werden. Das Planetengetriebe 1 kann aber auch Teil eines automatischen Schaltgetriebes eines Fahrzeuges sein, beispielsweise eines batteriebetriebenen Fahrzeuges oder eines Fahrzeuges mit einem Hybridantrieb. Weiter ist das Hohlrad 4 zwar bevorzugt Teil des Planetengetriebes 1, es kann jedoch auch als solches in technischen Anwendungen Verwendung finden, wie beispielsweise in einem Industriegetriebe.

[0038] Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Hohlrad 4 zumindest annähernd topfförmig ausgebildet. Zudem ist es mehrteilig ausgebildet und umfasst oder besteht aus einem, die Innenverzahnung 5 oder zumindest eines Teils der Innenverzahnung aufweisenden, Mantelteil 6 und einem Bodenteil 7.

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[0039] Zumindest annähend topfförmig meint im Sinne der Erfindung, dass das Hohlrad 4 auch zumindest eine Öffnung bzw. zumindest einen Durchbruch im Mantelteil 6 und/oder im Bodenteil 7 aufweisen kann, also kein „Topf“ im Sinn eines Kochtopfes ist.

[0040] Die Fig. 2 und 3 zeigen ein topfförmiges mehrteiliges Hohlrad 4 entsprechend dem Stand der Technik. Das Bodenteil 7 (Fig. 2) weist an einer radial äußeren Mantelfläche 8 mehrere erste Formschlusselemente 9 auf, die über die radial äußere Mantelfläche 8 in radialer Richtung vorragen. Das Mantelteil 6 weist an einer axialen Stirnfläche 10 mehrere zweite Formschlusselemente 11 auf. Ein Abstand 12 zwischen jeweils zwei ersten Formschlusselementen 9 ist dabei so gewählt, dass jeweils ein zweites Formschlusselement 11 zwischen zwei ersten Formschlusselementen 9 angeordnet werden kann, wobei dieser Abstand 12 gleich oder nur geringfügig größer ist als eine Breite 13 der zweiten Formschlusselemente 11 in einer Umfangsrichtung 14. Dementsprechend ist ein Abstand 15 zwischen jeweils zwei zweiten Formschlusselementen 11 so gewählt, dass jeweils ein erstes Formschlusselement 9 zwischen zwei zweiten Formschlusselementen 11 angeordnet werden kann, wobei dieser Abstand 15 gleich oder nur geringfügig größer ist als eine Breite 16 der ersten Formschlusselemente 9 in einer Umfangsrichtung 14. Dies kann auch auf die Ausführungsvarianten des Hohlrades 4 nach der Erfindung zutreffen.

[0041] Mit „geringfügig“ in Bezug auf die ersten und zweiten Formschlusselemente 9, 11 ist gemeint, dass der jeweilige Abstand 12, 15 gerade so groß ist, dass der Zusammenbau des Hohlrades 4 ermöglicht wird, allerdings nicht so groß, dass der im zusammengebauten Zustand des Hohlrades 4 ausgebildete Formschluss zwischen den ersten und zweiten Formschlusselementen 9, 11 verlorengeht.

[0042] Das Mantelteil 6 weist ferner auf den zweiten Formschlusselementen 11 auf einer radial inneren Oberfläche 17 der zweiten Formschlusselementen 11 eine aufgrund der beabstandeten Ausbildung der zweiten Formschlusselemente 11 in der Umfangsrichtung 14 unterbrochene Ringnut 18 auf. Diese Ringnut 18 ist in einem axialen Abstand zur Stirnfläche 10 ausgebildet, die einer axialen Breite der ersten Formschlusselemente 9 entspricht. Dadurch wird nach Anordnung des Bodenteils 7 auf dem Mantelteil 6 und der Anordnung eines Sicherungsrings, der in die Ringnut 18 eingreift und an der äußeren Stirnfläche 19 der ersten Formschlusselemente 9 anliegt, das Bodenteil 7 in seiner Lage zum Mantelteil 6 gehalten, also mit anderen Worten in einer Axialrichtung 20 gegen Lösen gesichert.

[0043] Zum Unterschied zu dieser Ausführungsform des Hohlrades 4 nach dem Stand der Technik zeigen die Fig. 4 bis 7 eine erste Ausführungsvariante des Hohlrades 4 (siehe Fig. 1) nach der Erfindung. Dabei ist in den Fig. 4 und 6 das Bodenteil 7 ausschnittweise dargestellt und in Fig. 5 das Mantelteil 6 des Hohlrades 4.

[0044] Das Mantelteil 6 weist die Innenverzahnung 5 auf. Diese kann als Geradverzahnung oder Schrägverzahnung ausgeführt sein.

[0045] Weiter weist das Mantelteil 6 die zweiten Formschlusselemente 11 auf. Diese werden durch die Ausbildung bzw. Anordnung von jeweils einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 21 in einer Mantelfläche 22 zwischen zwei zweiten Formschlusselementen 11 gebildet.

[0046] Die zweiten Formschlusselemente 11 sind bei dieser Ausführungsvariante stegbzw. fingerförmig ausgebildet. Sie erstrecken sich von der Stirnfläche 10 des Mantelteils 6 beginnend in der Richtung auf eine zweite Stirnfläche 23 des Mantelteils 6, die der ersten Stirnfläche 10 in der Axialrichtung 20 gegenüberliegt. Eine axiale Länge der zweiten Formschlusselemente 11 bzw. der Ausnehmungen 21 kann an die axiale Länge der ersten Formschlusselemente 9 angepasst sein, sodass im Formschluss das Bodenteil 7 am Mantelteil 6 anliegt.

[0047] Die Anzahl an zweiten Formschlusselementen 11 kann zwischen 3 und 120, insbesondere zwischen 4 und 50, betragen.

[0048] Eine Tiefe 24 der Ausnehmungen 21 kann zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 8 mm, betragen. Vorzugsweise ist die Tiefe 24 der Ausnehmungen 21 so bemessen, dass eine radial äußere Oberfläche 25 der ersten Formschlusselemente 9 ebenflächig mit der Mantelfläche 22 des Mantelteils 6 verläuft, wie dies aus Fig. 7 zu erkennen ist. Die Tiefe

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24 der Ausnehmungen 21 kann im Vergleich dazu aber auch größer oder kleiner bemessen sein. Beispielsweise kann die Tiefe 24 der Ausnehmungen 21 zwischen 0,5 mm und 15 mm betragen.

[0049] Weiter weist das Mantelteil 6 in den Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 21 eine weitere Vertiefung bzw. weitere Ausnehmung 26 auf, die eine im Vergleich zur Tiefe 24 der Ausnehmungen 21 größere Tiefe aufweist. Die weitere Vertiefung bzw. weitere Ausnehmung 26 kann insbesondere eine Ringnut sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit der Anordnung von diskreten weiteren Vertiefungen bzw. weiteren Ausnehmungen 26 in den Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 21.

[0050] Das Bodenteil 7 weist einen Bodenabschnitt 27 auf, der beispielsweise zumindest annähernd tellerförmig ausgebildet sein kann. Weiter weist das Bodenteil 7 die ersten Formschlusselemente 9 auf. Diese ersten Formschlusselemente 9 sind dafür vorgesehen, zwischen die ersten Formschlusselemente 9 des Mantelteils 6 eingeschoben zu werden, um den Formschluss zwischen den ersten und zweiten Formschlusselemente 9, 11 und damit zwischen dem Bodenteil 7 und dem Mantelteil 6 auszubilden. Dazu erstrecken sich die ersten Formschlusselemente 9 in der Axialrichtung 20. Die ersten Formschlusselemente 9 können an der Stirnfläche oder der Mantelfläche des Bodenabschnittes 27 angeordnet sein.

[0051] Der Formschluss wird zumindest zwischen in die Umfangsrichtung 14 weisenden ersten Seitenflächen 28 der ersten Formschlusselemente 9 und zweiten Seitenflächen 29 der zweiten Formschlusselemente 11 ausgebildet. Zudem ist es auch möglich, dass die ersten Formschlusselemente 9 zumindest auf einem Teil von Bodenflächen 30 der Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 21 und/oder von Bodenflächen 31 der weiteren Vertiefungen bzw. weiteren Ausnehmungen 26 aufliegen.

[0052] Die ersten Formschlusselemente 9 sind fingerförmig ausgebildet, wie dies aus Fig. 4 (und auch Fig. 9) zu ersehen ist.

[0053] Zur axialen Lagefixierung des Bodenteils 7 an dem Mantelteil 6 ist ein Axialsicherungselement vorgesehen. In der Ausführungsvariante des Hohlrades 4 nach den Fig. 4 bis 7 bilden die ersten Formschlusselemente 9 gleichzeitig auch Axialsicherungselemente. Dazu sind bei der dargestellten Ausführungsvariante die ersten Formschlusselemente 9 hakenförmig ausgebildet. Ein hakenförmiger Endabschnitt 32 der ersten Formschlusselemente 9 wird durch eine Querschnittserweiterung (insbesondere in radialer Richtung, betrachtet in der Umfangsrichtung 14) gebildet, wie dies insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist. Dieser hakenförmige Endabschnitt 32 greift in die weitere Vertiefung bzw. weitere Ausnehmung 26 ein und liegt insbesondere an der Seitenwand an, die zwischen der weiteren Vertiefung bzw. weiteren Ausnehmung 26 und der Vertiefung bzw. Ausnehmungen 21 ausgebildet ist. Die Axialsicherungselemente können also clipsförmig ausgebildet sein. Beim Zusammenbau können die ersten Formschlusselemente 9 elastische ausweichen. Mit dem Erreichen der axialen Endlage können die hakenförmigen Endabschnitte 32 durch das „Zurückfedern“ in die weitere Vertiefung bzw. weitere Ausnehmung 26 eingreifen und die Axialsicherung ausbilden, wie dies aus Fig. 7 zu ersehen ist.

[0054] Es ist auch die umgekehrte Ausbildung des Axialsicherungselemente möglich. In diesem Fall können die ersten Formschlusselemente 9 wie die in Fig. 5 gezeigten zweiten Formschlusselemente 11 und die zweiten Formschlusselemente 11 wie die in Fig. 4 gezeigten ersten Formschlusselemente 9 ausgebildet sein. Es sei dazu auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen, die entsprechend adaptiert auf diese Ausführungsvariante mit der umgekehrten Ausbildung der ersten und zweiten Formschlusselemente 9, 11 angewendet werden können.

[0055] Um das elastische Ausweichen der hakenförmigen ersten oder zweiten Formschlusselemente 9, 11 zu vereinfachen bzw. zu verbessern können diese in der Axialrichtung 20 verlaufende Einlaufschrägen 33 aufweisen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Einlaufschrägen 33 sind mit einer Steigung in Richtung des Bodenabschnittes 27 des Bodenteils 7 ausgebildet und gleiten beim Aufschieben des Bodenteils 7 auf den Mantelteil 6 auf den Bodenflächen 30 der Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 21 unter Aufweitung der ersten Formschlusselemente 9.

[0056] Die Fig. 8 bis 10 zeigen ausschnittsweise eine zweite Ausführungsvariante des Hohlrades

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4, wobei die Fig. 8 das Mantelteil 6, die Fig. 9 das Bodenteil 7 und die Fig. 10 das zusammengebaute Hohlrad 4 zeigen.

[0057] Auch bei dieser Ausführungsvariante sind die ersten Formschlusselemente 9 vorzugsweise fingerförmig ausgebildet. Sie können wiederum auf der Stirnfläche oder der Mantelfläche des Bodenabschnittes 27 des Bodenteils 7 angeordnet sein. Anders als bei der ersten Ausführungsvariante sind die ersten Formschlusselemente 9 jedoch nicht hakenförmig ausgebildet, sondern weisen eine rillenförmige, in der Umfangsrichtung 14 verlaufende Vertiefung bzw. Ausnehmung 34 auf. Die Ausnehmung 34 weist eine Oberfläche auf, die vorzugsweise an die Querschnittsform eines Sicherungsrings 35 angepasst sein kann. Beispielsweise kann die Ausnehmung 35 gerundet ausgeführt sein. Andere Formen sind ebenfalls möglich, beispielsweise eine polygonale Form.

[0058] Der Sicherungsring 35 ist am Mantelteil 6 angeordnet. Dazu weist dieser wieder die zweiten Formschlusselemente 11 auf, die ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsvariante des Hohlrades 4 ausgebildet sind. Zum Unterschied zu diesen sind die weiteren Vertiefungen bzw. weiteren Ausnehmungen 26 jedoch als Durchbrüche 36 durch die vertieften Abschnitte zwischen den zweiten Formschlusselementen 11 ausgebildet. In diesen Durchbrüchen 36 und die Bodenflächen 30 der Bodenabschnitte radial nach außen überragend sind Abschnitte des Sicherungsrings 35 angeordnet, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist.

[0059] Auch die zweiten Formschlusselemente 11 weisen an einer radial inneren Oberfläche eine in der Umfangsrichtung 14 verlaufende, rillenförmige Ausnehmung für die Aufnahme von weiteren Abschnitten des Sicherungsringes 35 auf. Der Sicherungsring 35 wird also von innen in diese Ausnehmungen und Durchbrüche 36 eingesetzt.

[0060] In der bevorzugten Ausführungsvariante ist der Sicherungsring ein Ringfederelement (auch als Drahtfeder bezeichenbar).

[0061] Beim Zusammenbau des Hohlrades 4 werden die ersten Formschlusselemente 9 des Bodenteils 7 zwischen die zweiten Formschlusselemente 11 des Mantelteils 11 in der Axialrichtung 20 eingeschoben. Dabei gleiten die ersten Formschlusselemente 9 über die die Bodenflächen 30 der Bodenabschnitte überragenden Abschnitte des Sicherungsringes 35, bis diese in die rillenförmigen Ausnehmungen 34 auf der radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente 9 eingreifen, womit die axiale Sicherung der Lage des Bodenteils 7 in Bezug auf das Mantelteil 6 ausgebildet ist.

[0062] Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass anstelle des Sicherungsringes die Bodenflächen 30 der Bodenabschnitte zwischen den zweiten Formschlusselementen 11 mit Erhebungen ausgeführt sind, die die Funktion des Sicherungsringes 35 übernehmen. Vorzugsweise weisen diese Erhebungen eine runde Oberfläche auf, zumindest ähnlich zu jener des Ringfederelementes, um damit das Eingreifen in die rillenförmigen Ausnehmungen 34 auf der radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente 9 zu vereinfachen.

[0063] Die Erhebungen sind vorzugsweise an der Stelle der und anstelle von den Durchbrüche(n) 36 angeordnet bzw. ausgebildet.

[0064] Es können in der Axialrichtung 20 auch zwei oder mehr Erhebungen hintereinander, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Höhe, insbesondere zunehmender Höhe, über der Oberfläche 30 angeordnet sein. Dementsprechend können auch die ersten Formschlusselemente 9 in der Axialrichtung 20 mehrere der rillenförmigen Ausnehmungen 34 hintereinander aufweisen.

[0065] Auch bei dieser Ausführungsvariante ist die umgekehrte Ausbildung möglich. In diesem Fall können die ersten Formschlusselemente 9 wie die in Fig. 8 gezeigten zweiten Formschlusselemente 11 und die zweiten Formschlusselemente 11 wie die in Fig. 9 gezeigten ersten Formschlusselemente 9 ausgebildet sein. Es sei dazu auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen, die entsprechend adaptiert auf diese Ausführungsvariante mit der umgekehrten Ausbildung der ersten und zweiten Formschlusselemente 9, 11 angewendet werden können.

[0066] Bevorzugt sind in der jeweiligen Ausführungsvariante alle ersten Formschlusselemente 9

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und alle zweiten Formschlusselemente 11 gleich ausgebildet. Es sind aber auch Ausführungsvarianten möglich, bei denen zumindest einzelne der ersten Formschlusselemente 9 unterschiedlich sind zu den restlichen ersten Formschlusselementen 9 und bei denen dementsprechend zumindest einzelne der zweiten Formschlusselemente 11 unterschiedlich sind zu den restlichen zweiten Formschlusselementen 11.

[0067] Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Hohlrades 4 kann vorgesehen sein, dass das Bodenteil 7 einen Nabenabschnitt 38 aufweist. Der Nabenabschnitt 38 kann an einer radial inneren Mantelfläche zumindest ein weiteres Formschlusselement zur Ausbildung einer verdrehgesicherten Anordnung des Hohlrades 4 auf einer Welle aufweisen. Beispielsweise kann die Verdrehsicherung in Form einer Steckverzahnung 39 ausgebildet sein. Die Verdrehsicherung kann aber auch mit anders ausgebildeten Formschlusselementen hergestellt werden, beispielsweise einem oder mehreren Stegen, durch Aufschrumpfen, durch stoffschlüssiges Verbinden, beispielswiese Schweißen, etc.

[0068] Das Mantelteil 6 und das Bodenteil 7 des Hohlrades 4 sind vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet. Weiter sind das Mantelteil 6 und das Bodenteil 7 bevorzugt aus zumindest einem metallischen Werkstoff hergestellt.

[0069] Prinzipiell können das Mantelteil 6 und das Bodenteil 7 gegossene Bauteile sein, die mechanisch nachbearbeitet werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante sind das Mantelteil 6 und/oder das Bodenteil 7 als Sinterbauteil(e), d.h. nach einem pulvermetallurgischen Verfahren durch Sintern hergestellt, oder als Additive Fertigungsbauteil(e) ausgebildet.

[0070] Sinterverfahren an sich aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf eine Wiedergabe dieses Verfahrens verzichtet wird. Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass diese Verfahren zumindest die Schritte Pressen des Pulvers oder der Pulvermischung zu einem Grünling in einer Form und Sintern des Grünlings zum Mantelteil 6 bzw. Bodenteil 7 umfasst.

[0071] Die ersten und zweiten Formschlusselemente 9, 11 können durch mechanisches Bearbeiten des Grünlings und/oder des gesinterten Bauteils endbearbeitet werden, beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung.

[0072] Es besteht weiter die Möglichkeit, dass Vertiefungen durch weiteres Verdichten des Grünlings oder des gesinterten Bauteils hergestellt werden. Damit kann das Mantelteil 6 und/oder das Bodenteil 7 5 in diesen Bereichen eine höhere Dichte aufweisen als in den restlichen Bereichen des Mantelteils 6 und/oder des Bodenteils 7, womit diese auch in diesen Bereichen eine höhere mechanische Belastung aufweisen können. Diese zusätzliche Verdichtung kann beispielsweise mit einem Verdichtungswerkzeug erfolgen.

[0073] Anstelle mittels eines pulvermetallurgischen Verfahrens können das Mantelteil 6 und/oder das Bodenteil 7 auch nach einem additiven Verfahren hergestellt sein. Beispielsweise kann diese mittels Selective Laser Sintering, Laser Powder Bed Fusion, Electron Beam Powder Bed Fusion, Binder Jetting, Pulverbettlasersintern, insbesondere Cold Metal Fusion, Direct Energy Deposition, Wire Arc Additive Manufacturing, Stereolithography-Verfahren und anderen Verfahren hergestellt werden.

[0074] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus das Mantelteil 6 und das Bodenteil 7 bzw. das Hohlrad 4 nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.

x bes AT 528 404 B1 2026-01-15

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Planetengetriebe 31 Bodenfläche

2 Sonnenrad 32 Endabschnitt

3 Planetenrad 33 Einlaufschräge

4 Hohlrad 34 Ausnehmung

5 Innenverzahnung 35 Sicherungsring

6 Mantelteil 36 Durchbruch

7 Bodenteil 37 Oberfläche

8 Mantelfläche 38 Nabenabschnitt 9 Formschlusselement 39 Steckverzahnung

10 Stirnfläche

11 Formschlusselement 12 Abstand

13 Breite

14 Umfangsrichtung 15 Abstand

16 Breite

17 Oberfläche

18 Ringnut

19 Stirnfläche

20 Axialrichtung

21 Ausnehmung 22 Mantelfläche 23 Stirnfläche

24 Tiefe

25 Oberfläche

26 Ausnehmung 27 Bodenabschnitt 28 Seitenfläche

29 Seitenfläche

30 Bodenfläche

Claims (10)

x bes AT 528 404 B1 2026-01-15 Ss N Patentansprüche

1. Mehrteiliges, zumindest annähernd topfförmiges Hohlrad (4) umfassend ein Mantelteil (6) und ein Bodenteil (7), wobei das Bodenteil (7) erste Formschlusselemente (9) und das Mantelteil (6) zweite Formschlusselemente (11) aufweisen, die miteinander in Eingriff sind, sodass das Bodenteil (7) mit dem Mantelteil (6) formschlüssig verbunden ist, wobei die zweiten Formschlusselemente (11) in der Axialrichtung (20) sich erstreckend am Mantelteil (6) angeordnet sind, und mit einem Axialsicherungselement, mit dem das Bodenteil (7) und das Mantelteil (6) in der verbundenen Lage axial gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Formschlusselemente (9) fingerförmig ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung (20) erstreckend am Bodenteil (7) angeordnet oder ausgebildet sind und - dass die ersten Formschlusselemente (9) hakenförmig ausgebildet sind und als Axialsicherungselemente in zumindest eine Vertiefung im Mantelteil (6) eingreifen oder dass die zweiten Formschlusselemente (11) hakenförmig ausgebildet sind und als Axialsicherungselemente in zumindest eine Vertiefung im Bodenteil (7) eingreifen oder - dass die ersten Formschlusselemente (9) an einer radialen inneren Oberfläche in Umfangsrichtung (14) verlaufende rillenartige Vertiefungen (34) aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial äußeren Oberfläche (30) der oder zwischen den zweiten Formschlusselemente (11) eingreifen oder dass die zweiten Formschlusselemente (11) an einer radial äußeren Oberfläche in Umfangsrichtung (14) verlaufende rillenartige Vertiefungen aufweisen, in die Erhebungen auf einer radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente (9) eingreifen.

2. Hohlrad (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Formschlusselemente (9, 11) fingerförmig ausgebildet sind.

3. Hohlrad (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hakenförmigen ersten oder zweiten Formschlusselemente (9, 11) in der Axialrichtung (20) verlaufende Einlaufschrägen (33) aufweisen.

4. Hohlrad (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen auf der radial inneren Oberfläche der ersten Formschlusselemente (9) oder die Erhebungen auf der radial äußeren Oberfläche der zweiten Formschlusselemente (11) durch ein Ringfederelement gebildet sind, wobei das Ringfederelement in Ausnehmungen in den ersten oder zweiten Formschlusselementen (9, 11) angeordnet ist.

5. Hohlrad (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (7) einen Nabenabschnitt (38) aufweist.

6. Hohlrad (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelteil (6) und/oder das Bodenteil (7) als Sinterbauteil oder Additives Fertigungsbauteil ausgebildet ist/sind.

7. Planetengetriebe (1) umfassend ein Sonnenrad (2), zumindest ein Planetenrad (3) und ein Hohlrad (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet ist.

8. Automatisches Schaltgetriebe umfassend ein Planetengetriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) nach Anspruch 7 gebildet ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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