DE102005032595B3 - Transmission component for equalizing transmission has two annular elements with clearance filled with elastomer material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebebauteil (insbesondere ein Zahnrad) und ein Ausgleichsgetriebe mit einem solchen Getriebebauteil, wobei das Getriebebauteil insbesondere dazu bestimmt ist, um eine Drehachse verdreht werden zu können und dabei Kräfte zwischen zwei verschiedenen Angriffsbereichen an dem Getriebebauteil übertragen zu können. Typischerweise wird das Getriebebauteil drehfest auf einer Welle des Ausgleichsgetriebes befestigt und liegt der zweite Angriffsbereich im Bereich des Außenumfangs (z. B. Zahnkranz). Das Ausgleichsgetriebe wird insbesondere in Kombination mit Brennkraftmaschinen, z. B. Antriebsmotoren von Straßenkraftfahrzeugen, verwendet.The Invention relates to a transmission component (in particular a gearwheel) and a differential with such a transmission component, wherein the transmission component is intended in particular to a rotation axis to be twisted and forces transmitted between two different attack areas on the transmission component to be able to. typically, the transmission component is rotationally fixed on a shaft of the differential gear attached and the second attack area is in the area of the outer periphery (eg ring gear). The differential is in particular in combination with internal combustion engines, z. B. drive motors of road vehicles, used.
Es ist bekannt, dass in Getrieben Vibrationen und kurzzeitig wirkende Kräfte auftreten können. Entsprechende unerwünschte Drehmomente und Kräfte werden zwischen den beweglichen Teilen des Getriebes übertragen. Hierdurch können insbesondere Materialien der beteiligten Bauteile übermäßig beansprucht werden, hörbare Geräusche erzeugt werden und/oder Schwingungen im entsprechenden Frequenzbereich übertragen werden und mechanische Widerstände erhöht werden. Beispielsweise können von einem PKW-Kraftfahrzeugmotor Schwingungen erzeugt und über Zahnkränze von Zahnrädern eines Ausgleichsgetriebes auf eine Welle des Getriebes übertragen werden. Über die Drehlagerung der Welle werden die Schwingungen auf ein Gehäuse oder andere Bauteile in dem Kraftfahrzeug übertragen und erzeugen nicht akzeptable Geräusche. Ein wesentlicher, bei der Übertragung und Erzeugung von Schwingungen beteiligter Prozess ist der Flankenwechsel am Zahnkranz eines Zahnrades. Es wurde versucht, den Flankenwechsel zwischen miteinander kämmenden Zahnrädern durch elastische Elemente in Zahnrädern zu minimieren. Dabei ist es jedoch zu Ablösungen der elastischen Elemente von anderen Elementen und/oder zur Zerstörung der elastischen Elemente gekommen.It It is known that in transmissions vibrations and short-acting personnel may occur. Corresponding undesirable Torques and forces are transmitted between the moving parts of the transmission. This allows in particular Materials of the involved components are overstressed, generates audible noise are transmitted and / or vibrations in the corresponding frequency range be and mechanical resistances elevated become. For example, from a car motor vehicle engine generates vibrations and over sprockets of gears a differential gear transmitted to a shaft of the transmission become. about The pivotal mounting of the shaft, the vibrations on a housing or transfer other components in the vehicle and do not generate acceptable sounds. An essential in the transfer and generation of vibrations involved process is the edge change on the sprocket of a gear. An attempt was made to change the edge between intermeshing gears to minimize by elastic elements in gears. It is it however to detachments of the elastic elements of other elements and / or destruction of the come elastic elements.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bauweise eines Getriebebauteils anzugeben, das beim Betrieb eine drehschwingungsdämpfende und/oder drehelastisch entkoppelnde Wirkung hat und das unter Beibehaltung des Prinzips der Bauweise auf verschiedene unterschiedliche Kraft- und Frequenzbereiche angepasst werden kann. Insbesondere soll außerdem bei reduzierten mechanischen Verlusten ein Spielausgleich zu Bauteilen möglich sein, die mit dem Getriebebauteil zusammenwirken, und soll dauerhafte Funktionsfähigkeit garantiert sein.It is an object of the present invention, a construction of a Specify transmission component, which during operation a torsional vibration damping and / or has a torsionally decoupling effect while maintaining of the principle of construction to different different force and frequency ranges can be adjusted. In particular, should also at Reduced mechanical losses, a clearance compensation to components be possible which interact with the transmission component, and is durable Functionality guaranteed be.
Die Aufgabe wird durch ein Getriebebauteil, insbesondere Zahnrad gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The Task is by a transmission component, in particular gear according to claim 1 solved.
Zumindest ein Teilbereich (freier Bereich) des Abstandsbereichs ist frei von elastomeren Material. Durch den freien Bereich wird es dem elastomeren Material ermöglicht, sich in anderer Weise (insbesondere stärker) zu verformen als es bei einem vollständig mit elastomerem Material gefüllten Abstandsbereich der Fall wäre. Dadurch kann eine drehelastische Entkopplung und/oder Schwingungsdämpfung zwischen dem ersten und zweiten ringförmigen Element erzielt werden, die auf einfache Weise auf den Einsatzzweck abgestimmt werden kann. Insbesondere können die Eigenschaften auf einfache Weise durch Wahl der Steifigkeit des elastomeren Materials, durch Vorgabe einer bestimmten Geometrie und/oder Lage des oder der Elastomer-Bereiche und/oder durch Vorgabe einer Geometrie des Abstandsbereichs eingestellt werden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass es bei der beschriebenen Gestaltung des ersten und des zweiten ringförmigen Elements (jeweils mit Vorsprüngen) für eine dauerhafte Funktionsfähigkeit ausreicht, lediglich Teilbereiche des Abstandsbereichs mit dem elastomeren Material zu versehen.At least a portion (free area) of the clearance area is free of elastomeric material. The free area allows the elastomeric material to deform (in particular stronger) in a different way than would be the case with a spacer area completely filled with elastomeric material. This can be a drehelasti decoupling and / or vibration damping between the first and second annular element can be achieved, which can be tuned in a simple manner to the intended use. In particular, the properties can be adjusted in a simple manner by selecting the stiffness of the elastomeric material, by specifying a specific geometry and / or position of the elastomer or regions and / or by specifying a geometry of the distance range. The invention is based on the finding that it is sufficient in the described design of the first and second annular element (each with projections) for a permanent functioning, only to provide partial areas of the distance region with the elastomeric material.
Darüber hinaus erhöht das Vorhandensein eines freien Bereichs in jedem Fall die Strecke in radialer Richtung, um die das erste ringförmige Element und das zweite ringförmige Element gegeneinander ausgelenkt werden können.Furthermore elevated the presence of a free area in each case the route in the radial direction, around which the first annular element and the second annular Element can be deflected against each other.
Insbesondere können die ersten Vorsprünge und/oder die zweiten Vorsprünge bezüglich der Drehachse gleiche Winkelabstände zwischen einander aufweisen und/oder jeweils zwei Vorsprünge desselben ringförmigen Elements (des ersten und/oder des zweiten ringförmigen Elements) bezüglich der Drehachse achsensymmetrisch zueinander angeordnet sein.Especially can the first projections and / or the second protrusions in terms of the rotation axis equal angular distances have between each other and / or two projections of the same annular Elements (of the first and / or the second annular element) with respect to Rotary axis to be arranged axially symmetrically to each other.
Es werden drehachsensymmetrische Anordnungen der Elastomer-Bereiche und/oder der Vorsprünge mit mehrzähliger (insbesondere geradzahliger mehrzähliger Symmetrie, etwa 4-zähliger, 6-zähliger oder 8-zähliger) Symmetrie bevorzugt, um zum Zwecke des Spielausgleichs während einer Drehbewegung um die Drehachse eine gleich bleibende axiale Kraft und/oder eine gleich bleibende Auslenkung zu erzielen. Unter einer n-zähligen Symmetrie wird eine Ausgestaltung verstanden, die durch n (n ist eine ganze positive Zahl) Drehungen mit verschiedenen Drehwinkeln um die Symmetrieachse auf sich selbst abgebildet werden kann. Dabei wird die Abbildung durch Drehung um 360 Grad mitgezählt.It become Drehachsensymmetrische arrangements of the elastomer areas and / or the projections with multiple (especially even multiple symmetry, about 4-fold, 6-zähliger or 8-fold) Symmetry preferred for the purpose of clearance compensation during a Rotary movement about the axis of rotation a constant axial force and / or to achieve a constant deflection. Under one n-fold symmetry is a configuration understood by n (n is a whole positive number) rotations with different angles of rotation about the symmetry axis can be mapped on itself. At this the picture becomes counted by rotation through 360 degrees.
Insbesondere wird die Übertragung von Schwingungen, die hörbare Geräusche anregen können, wirksam unterdrückt. Die Effektivität der Unterdrückung ist dabei auf Grund der freien Bereiche gegenüber Getriebebauteilen erhöht, bei denen der gesamte Abstandsbereich mit elastomerem Material gefüllt ist.Especially will the transmission of vibrations, the audible Sounds can stimulate effectively suppressed. The effectiveness the oppression is increased due to the free areas compared to transmission components, at where the entire distance range is filled with elastomeric material.
Das erste und/oder das zweite ringförmige Element sind vorzugsweise aus einem Material mit einer Steifigkeit in der Größenordnung von Metall oder anderen für den Zahnradbau üblichen Materialien gefertigt. Insbesondere liegt der Schwerpunkt jeweils des ersten und des zweiten ringförmigen Elements im nicht ausgelenkten Zustand auf der Drehachse. Die ringförmigen Elemente können jeweils einteilig oder mehrteilig gefertigt sein.The first and / or the second annular element are preferably made of a material having a stiffness in the Magnitude of metal or other for the gear construction usual Materials made. In particular, the focus of each of the first and second annular Elements in the undeflected state on the axis of rotation. The annular elements can be made in one piece or in several parts.
Vorzugsweise weist das Getriebebauteil eine Nabe und/oder einen in radialer Richtung bezüglich der Drehachse des Getriebebauteils außen an dem Getriebebauteil angeordneten Zahnkranz auf. Das Getriebebauteil kann ein Zahnrad oder ein anderes Getriebebauteil, beispielsweise eine Riemenscheibe, sein. Insbesondere ist das erste ringförmige Element eine Nabe und/oder es ist an dem zweiten ringförmigen Element ein Zahnkranz und/oder ein Profil für die Kopplung mit einem Riemen eines Riementriebes ausgebildet.Preferably The transmission component has a hub and / or one in the radial direction regarding the Rotary axis of the transmission component on the outside of the transmission component arranged ring gear on. The transmission component can be a gear or another transmission component, for example a pulley. In particular, the first annular Element is a hub and / or it is on the second annular element a sprocket and / or a profile for coupling with a belt a belt drive formed.
Insbesondere ist das Getriebebauteil ausgestaltet und/oder geeignet, bezüglich einer Drehachse des Getriebebauteils auftretende Drehkräfte von einem radial innen angreifenden Gegenstand, insbesondere einer mit dem Getriebebauteil verbundenen oder damit verbindbaren Welle, auf einen periphär mit dem Getriebebauteil gekoppelten Gegenstand zu übertragen und/oder umgekehrt.Especially the transmission component is configured and / or suitable with respect to a Rotary axis of the transmission component occurring rotational forces of a radially inside attacking object, in particular one with the transmission component connected or connectable shaft on a peripheral with To transfer the object coupled to the transmission component and / or vice versa.
Unter Drehkräften werden Kräfte verstanden, die eine Drehbewegung um eine Drehachse auslösen, beschleunigen, aufrechterhalten, verlangsamen und/oder stoppen. Unter einem periphär mit dem Getriebebauteil gekoppelten Gegenstand wird insbesondere ein Gegenstand verstanden, der zwecks Kraftübertragung im Bereich des Außenumfangs des Getriebebauteils mit diesem zusammenwirkt. Dabei kann der Gegenstand, muss aber nicht zwangsläufig in der Art von zwei miteinander kämmenden Zahnrädern oder in der Art eines Keilriemens in radialer Richtung außerhalb des Außenumfangs des Getriebebauteils angeordnet sein.Under rotational forces become forces understood, which cause a rotational movement about a rotation axis, accelerate maintain, slow down and / or stop. Under a peripheral with the Gearbox coupled object is in particular an object understood, the purpose of power transmission in the area of the outer circumference the transmission component cooperates with this. The object, but not necessarily in the form of two meshing gears or in the manner of a V-belt in the radial direction outside the outer circumference be arranged of the transmission component.
Unter einem Vorsprung wird ein Formmerkmal des ringförmigen Elements verstanden, bei dem sich die Oberfläche des ringförmigen Elements in einer Schnitt- oder Projektionsebene, die senkrecht zu der Drehachse verläuft, quer zu einer Kreislinie um die Drehachse erstreckt. Insbesondere muss der Vorsprung nicht massiv aus dem Material des ringförmigen Elements gebildet sein.Under a protrusion is understood to mean a shape characteristic of the annular element, where the surface is of the annular Elements in a cutting or projection plane that are perpendicular to the axis of rotation, extends transversely to a circular line around the axis of rotation. Especially the projection does not have to be solid from the material of the annular element be formed.
Unter sich radial nach außen erstreckenden Vorsprüngen werden insbesondere Vorsprünge verstanden, die sich von einem Ansatz, über den sie beispielsweise mit anderen Bereichen des ringförmigen Elements verbunden sind, bis zu einem freien Ende erstrecken, wobei das freien Ende einen größeren Abstand von der Drehachse des Getriebebauteils aufweist als der Ansatz. Dabei kann sich der Vorsprung in radialer Richtung erstrecken. "Radial nach außen/innen" schließt aber auch Ausgestaltungen mit ein, bei denen sich zumindest ein Abschnitt des Vorsprungs nicht geradlinig nach außen bzw. innen erstreckt und/oder sich entlang einer Linie erstreckt, die quer zur (auf die Drehachse bezogen) radialen Richtung und/oder gekrümmt verläuft. In besonderer Ausgestaltung können sich die Vorsprünge jedoch in der Art von Speichen geradlinig nach innen bzw. nach außen erstrecken oder sogar über ihre gesamte, vom Ansatz bis zum freien Ende gemessenen Länge in radialer Richtung erstrecken.By radially outwardly extending projections, in particular projections are understood, which extend from a projection, through which they are connected, for example, with other areas of the annular member to a free end, wherein the free end a greater distance from the axis of rotation of the transmission component has as the approach. In this case, the projection may extend in the radial direction. However, "radially outwards / inwards" also includes embodiments in which at least a portion of the Projection does not extend straight outwards or inwards and / or extends along a line that runs transversely to the (relative to the rotational axis) radial direction and / or curved. In a particular embodiment, however, the projections may extend in a straight line inwards or outwards in the manner of spokes or even extend in the radial direction over their entire length measured from the projection to the free end.
Unter einem Zwischenraum zwischen zwei der ersten Vorsprünge wird insbesondere auch ein Bereich verstanden, der sich entlang einer Umfangsrichtung (d. h. entlang dem Verlauf einer Kreislinie um die Drehachse) erstreckt. Insbesondere wenn nur zwei der ersten Vorsprünge vorhanden sind, kann der Fall eintreten, dass die Vorsprünge entlang einer geraden Linie keinen Zwischenraum aufweisen. Ob ein zweiter Vorsprung in einen Zwischenraum zwischen zwei der ersten Vorsprünge hineinragt, wird in einer Schnittebene senkrecht zu der Drehachse oder in einer Projektionsebene senkrecht zu der Drehachse betrachtet. Der zuletzt genannte Fall betrifft z. B. Gestaltungen, bei denen die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge keine Bereiche in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der Drehachse aufweisen. In diesem Fall werden die Vorsprünge jeweils senkrecht in eine solche Projektionsebene projiziert.Under a space between two of the first projections becomes In particular, an area understood along a Circumferential direction (i.e., along the course of a circular line around the Axis of rotation). In particular, if only two of the first protrusions present may be the case that the protrusions along a straight line have no gap. Whether a second lead in one Interspace between two of the first protrusions protrudes, is in a sectional plane perpendicular to the axis of rotation or in a plane of projection perpendicular considered to the axis of rotation. The latter case concerns z. B. designs in which the first projections and the second projections no Have areas in a common plane perpendicular to the axis of rotation. In this case, the protrusions each projected vertically in such a projection plane.
Ein freier Bereich kann ein Hohlraum sein und/oder mit einem anderen (z. B. ebenfalls elastischen) Material zumindest teilweise gefüllt sein, das vorzugsweise eine wesentlich geringere Steifigkeit als das elastomere Material hat.One free area may be one cavity and / or with another (eg also elastic) material be at least partially filled, preferably a substantially lower stiffness than the elastomeric Material has.
Der
Abstandsbereich erstreckt sich (wie bei dem Getriebebauteil gemäß der
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Abstandsbereich in seinem Verlauf um die Drehachse einen sich verändernden Abstand zwischen dem ersten ringförmigen Element und dem zweiten ringförmigen Element aufweisen. Z. B. ist der Abstand in einem freien Bereich oder in den freien Bereichen größer als in zumindest einem Elastomer-Bereich. Beispielsweise kann der freie Bereich durch eine Durchgangsbohrung in axialer Richtung gebildet sein.at an embodiment of the invention, the distance range in his Course around the axis of rotation a changing distance between the first annular Element and the second annular Element. For example, the distance is in a free area or in the free areas greater than in at least one elastomeric region. For example, the free Be area formed by a through hole in the axial direction.
Zumindest einer der Elastomer-Bereiche kann zwischen Flanken eines ersten Vorsprungs und eines benachbarten zweiten Vorsprungs angeordnet sein. Hierdurch wird eine Kompression oder Elongation bei in Umfangsrichtung wirkenden Kräften ermöglicht und somit, je nach Auslegung der elastischen Eigenschaften und Einsatzzweck, eine entsprechende Schwingungsdämpfung oder drehelastische Entkopplung des ersten und des zweiten ringförmigen Elements. Außerdem hat sich gezeigt, dass dadurch beim Einsatz als rotierendes Bauteil in einem Getriebe verhältnismäßig geringe entlang der Flanken-Oberflächen wirkende Kräfte auftreten, sodass eine Ablösung des elastomeren Materials von der Oberfläche vermieden wird.At least one of the elastomeric regions may be between flanks of a first Projection and an adjacent second projection to be arranged. This will cause compression or elongation in the circumferential direction acting forces allows and thus, depending on the design of the elastic properties and intended use, a corresponding vibration damping or torsionally elastic decoupling of the first and second annular elements. Furthermore has been shown to be characterized when used as a rotating component in a transmission relatively low along the flank surfaces acting forces occur, so a replacement of the elastomeric material from the surface is avoided.
Insbesondere kann zumindest einer der Elastomer-Bereiche einander gegenüberliegende Flanken eines ersten Vorsprungs und eines zweiten Vorsprungs verbinden, wobei die Flanken jeweils durch einen Oberflächenbereich des Vorsprungs gebildet werden, der sich von einem Ansatz des Vorsprungs an dem ringförmigen Element zu einem freien Ende des Vorsprungs erstreckt.Especially For example, at least one of the elastomeric regions may have opposing flanks connect a first projection and a second projection, the flanks each being defined by a surface area of the projection formed from a projection of the projection on the annular Element extends to a free end of the projection.
Der Elastomer-Bereich kann sich zwischen den Flanken, die er verbindet, von radial außen nach radial innen verjüngen. Dies gewährleistet eine etwa gleichmäßige relative Dehnung oder Kompression des elastomeren Materials, wenn das Getriebebauteil während seines Betriebes in Umfangsrichtung wirkenden Kräften ausgesetzt ist. Es treten daher nicht lokal begrenzte, besonders große Belastungen, sondern gleichmäßige Belastungen des elastomeren Materials auf.Of the Elastomeric area can be between the flanks that it connects from radially outside taper radially inward. This ensures an approximately uniform relative Elongation or compression of the elastomeric material when the transmission component while is exposed to its operation in the circumferential direction acting forces. It kick therefore not local limited, particularly large loads, but uniform loads of the elastomeric material.
Zumindest einer der freien Bereiche ist vorzugsweise zwischen einem freien, radial nach außen weisenden Ende eines der ersten Vorsprünge und dem zweiten ringförmigen Element angeordnet oder zwischen einem freien, radial nach innen weisenden Ende eines der zweiten Vorsprünge und dem ersten ringförmigen Element. Insbesondere wenn sich zwischen allen freien Enden der Vorsprünge und dem auf einer gegenüberliegenden Seite des Abstandsbereich liegenden zweiten bzw. ersten ringförmigen Element ein freier Bereich erstreckt, wird eine relative Verschiebung des ersten ringförmigen Elements und des zweiten ringförmigen Elements senkrecht zur Drehachse zugelassen. Das Getriebebauteil kann daher besonders gut zum Ausgleich eines entsprechenden Spiels in einem Getriebe verwendet werden.At least one of the free areas is preferably between a free, pointing radially outward End of one of the first protrusions and the second annular one Element arranged or between a free, radially inward facing end of one of the second projections and the first annular element. In particular, if between all free ends of the projections and on an opposite Side of the distance range lying second or first annular element extends a free area, a relative displacement of the first annular Elements and the second annular Elements allowed perpendicular to the axis of rotation. The transmission component can therefore be particularly good for compensating a corresponding game be used in a gearbox.
Dies
ist bei dem in der
Das Getriebebauteil kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass sich der Elastomer-Bereich ausgehend von einer Oberfläche eines der ersten Vorsprünge entlang einer Erstreckungslinie zu einer Oberfläche des zweiten Vorsprungs erstreckt und wobei die Erstreckungslinie im Wesentlichen tangential zu einer Kreislinie um die Drehachse verläuft.The Transmission component may in particular be designed so that starting from the elastomer area from a surface one of the first protrusions along an extension line to a surface of the second projection extends and wherein the extension line is substantially tangential to a circle around the axis of rotation.
Der Begriff Erstreckungslinie bezeichnet insbesondere eine Verbindungslinie zwischen der Oberfläche des ersten Vorsprungs und der Oberfläche des zweiten Vorsprungs, wobei die Erstreckungslinie jedoch vollständig zentral durch (mitten durch) das elastomere Material hindurch verläuft. Insbesondere wenn alle Elastomer-Bereiche des Getriebebauteils in etwa tangentialer Richtung jeweils einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung verbinden, können sowohl in Umfangsrichtung wirkende Stöße und Vibrationen gedämpft werden, als auch eine relative Verschiebung des ersten ringförmigen Elements und des zweiten ringförmigen Elements senkrecht zur Drehachse zugelassen werden.Of the Term extension line designates in particular a connecting line between the surface the first projection and the surface of the second projection, however, the extension line is completely central through (middle through) the elastomeric material passes. Especially if all Elastomer areas of the transmission component in approximately tangential direction each connect a first projection and a second projection, both circumferentially acting shocks and vibrations muted as well as a relative displacement of the first annular element and the second annular Elements are allowed perpendicular to the axis of rotation.
Eine besondere Ausgestaltung des Getriebebauteils erlaubt eine elastische Relativ-Auslenkung des ersten ringförmigen Elements und des zweiten ringförmigen Elements nicht nur in radialer Richtung zu der Drehachse, sondern außerdem in Richtung der Drehachse. Insbesondere erstreckt sich der Elastomer-Bereich ausgehend von einer Oberfläche eines der ersten Vorsprünge entlang einer Erstreckungslinie zu einer Oberfläche des zweiten Vorsprungs und verläuft die Erstreckungslinie sowohl teilweise um die Drehachse herum als auch quer zu einer Kreisebene, wobei die Drehachse die Kreisebene in ihrem Mittelpunkt durchstößt. Unter „um die Drehachse herum" wird in diesem Fall auch verstanden, dass die Erstreckungslinie nicht gekrümmt (sondern in einer Schnittebene senkrecht zur Drehachse betrachtet beispielsweise geradlinig) um die Drehachse verläuft. Beispielsweise verläuft die Erstreckungslinie im Wesentlichen entlang einer Schraubenlinie um die Drehachse. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl solcher Elastomer-Bereiche in dem Abstandsbereich vorhanden, wobei die Elastomer-Bereiche um die Drehachse verteilt sind. Im Fall der im Wesentlichen schraubenlinienförmigen Erstreckungslinie kann dabei der Drehsinn (rechts drehende oder links drehende Schraubenlinie) von Elastomer-Bereichen, die an gegenüberliegenden Flanken desselben ersten Vorsprungs angreifen, entgegengesetzt sein. Auf diese Weise entsteht im Ergebnis eine elastische Relativbeweglichkeit in der axialen Richtung, die nicht zwangsläufig eine relative Verdrehung des ersten ringförmigen Elements und des zweiten ringförmigen Elements um die Drehachse erfordert.A special design of the transmission component allows an elastic Relative deflection of the first annular Elements and the second annular Elements not only in the radial direction to the axis of rotation, but Furthermore in the direction of the axis of rotation. In particular, the elastomer range extends starting from a surface one of the first protrusions along an extension line to a surface of the second projection and runs the extension line both partially around the axis of rotation as also transverse to a circle plane, wherein the axis of rotation is the circle plane pierces in its center. Under "around the axis of rotation around "is in this Case also understood that the extension line is not curved (but considered in a sectional plane perpendicular to the axis of rotation, for example straight line) around the axis of rotation. For example, the runs Extension line essentially along a helical line the axis of rotation. Preferably, a plurality of such elastomeric regions present in the spacing region, wherein the elastomeric regions um the axis of rotation are distributed. In the case of the substantially helical extension line can the direction of rotation (right-handed or left-handed helix) of elastomeric regions of the same on opposite flanks attack first projection, be opposed. In this way arises in the result an elastic relative mobility in the axial direction, which is not necessarily a relative rotation of the first annular Elements and the second annular Elements around the axis of rotation requires.
Bei
der Herstellung der Elastomer-Bereiche wird vorzugsweise wie folgt
vorgegangen:
Diejenigen Bereiche, in die das Elastomer-Material eingebracht
werden soll, werden gegen die von Elastomer-Material freizuhaltenden
Bereiche durch Trennelemente abgegrenzt. Dabei wird zwischen den Trennelementen
und den Oberflächen
zumindest eines der ringförmigen
Elemente ein Spalt freigelassen. Das Elastomer-Material wird dann
in die Elastomer-Bereiche eingebracht und ausvulkanisiert. Dabei tritt
in der Regel, insbesondere wenn das Elastomer-Material in einem
Hochdruck-Spritzgußverfahren
eingebracht wird, Elastomer-Material durch den zumindest einen Spalt
in den freien Bereich ein und lagert sich in der Regel an der Oberfläche des
entsprechenden ringförmigen
Elements, an dem der Spalt gelassen wurde, an. Außerdem können Gase durch
den Spalt in den freien Bereich austreten. Dadurch wird die Erzeugung
eines blasenfreien Elastomer-Bereichs erleichtert. Dem entspricht
ein Getriebebauteil, wobei zumindest einer der freien Bereiche sich
zwischen zumindest einer ersten Oberflächenschicht aus dem elastomeren
Material, die eine Oberfläche
des ersten oder zweiten ringförmigen
Elements bedeckt (dem ringförmigen
Element, an dem der Spalt gelassen wurde), und einer Oberfläche des anderen
ringförmigen
Elements erstreckt.In the preparation of the elastomer regions, the procedure is preferably as follows:
Those areas in which the elastomeric material is to be introduced are delimited by separating elements against the areas to be kept free of elastomeric material. In this case, a gap is left free between the separating elements and the surfaces of at least one of the annular elements. The elastomeric material is then introduced into the elastomeric areas and vulcanized. In this case occurs, in particular when the elastomer material is introduced in a high-pressure injection molding process, elastomeric material through the at least one gap in the free area and usually overlays on the surface of the corresponding annular element on which the Slit was left on. In addition, gases can escape through the gap in the free area. This facilitates the creation of a bubble-free elastomeric region. This corresponds to a transmission component wherein at least one of the free regions is sandwiched between at least a first surface layer of the elastomeric material covering one surface of the first or second annular element (the annular element to which the gap has been left) and a surface of the other extends annular element.
Die Erfindung betrifft auch ein Ausgleichsgetriebe mit einem Getriebebauteil in einer der in dieser Beschreibung sowie den beigefügten Figuren und Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltung.The The invention also relates to a differential with a transmission component in any of the descriptions in this description and the attached figures and claims described embodiment.
Insbesondere können in dem Ausgleichsgetriebe ein erstes und ein zweites der Getriebebauteile, hintereinander angeordnet sein und drehfest mit derselben Welle des Ausgleichsgetriebes verbunden sein. Bei den Getriebebauteilen handelt es sich um die oben beschriebenen besonderen Ausgestaltungen, die eine elastische Relativ-Auslenkung des ersten ringförmigen Elements und des zweiten ringförmigen Elements in Richtung der Drehachse (axiale Auslenkung) erlauben. Die Elastomer-Bereiche sind dabei derart gestaltet, dass eine axiale Auslenkung in einer bestimmten Richtung zu einer Elongation der Elastomer-Bereiche des ersten Getriebebauteils und zu einer Kompression der Elastomer-Bereiche des zweiten Getriebebauteils führt. Insbesondere können die Elastomer-Bereiche des ersten Getriebebauteils spiegelbildlich zu den Elastomer-Bereichen des zweiten Getriebebauteils angeordnet sein.Especially can in the differential a first and a second of the transmission components, be arranged one behind the other and rotatably with the same shaft be connected to the differential gear. For the transmission components these are the particular embodiments described above, the one elastic relative deflection of the first annular Elements and the second annular Allow elements in the direction of the axis of rotation (axial deflection). The elastomeric regions are designed such that an axial Deflection in a certain direction to an elongation of the elastomer areas of the first transmission component and to a compression of the elastomeric regions of the second transmission component leads. In particular, the Elastomer areas of the first transmission component mirror image arranged the elastomeric regions of the second transmission component be.
Vorzugsweise wird ein Gummimaterial für die Elastomer-Bereiche verwendet, das frei von Gaseinschlüssen ist. Unter „Gummi" wird in der vorliegenden Beschreibung jegliches elastomere Material verstanden, unabhängig davon, ob es aus natürlichen Stoffen wie z. B. Naturkautschuk gewonnen und/oder aus Kunststoff hergestellt wurde, beispielsweise aus einer Nitril- oder Ethylenacrylat-Mischung. Insbesondere bei der Verwendung des Getriebebauteils in einem Ausgleichsgetriebe wird vorgeschlagen, als Gummi bzw. elastomeres Material ein polares Kautschukmaterial, vorzugsweise eine hydrierte Nitril-Butadien-Kautschukverbindung (HNBR) zu verwenden. Es können aber alternativ beispielsweise ENR (Epoxidized Natural Rubber), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), AEM (Ethylen-Acrylat-Kautschuk) oder ACM (Polyacrylat-Kautschuk) verwendet werden.Preferably will be a rubber material for the Elastomer areas used, which is free of gas inclusions. Under "rubber" is in the present Description of any elastomeric material understood, regardless of whether it is natural Fabrics such. B. natural rubber and / or plastic was prepared, for example, from a nitrile or ethylene acrylate mixture. Especially when using the transmission component in a differential is proposed as a rubber or elastomeric material is a polar Rubber material, preferably a hydrogenated nitrile-butadiene rubber compound (HNBR). It can but alternatively, for example, ENR (Epoxidized Natural Rubber), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR (Nitrile Butadiene Rubber), AEM (Ethylene Acrylate Rubber) or ACM (polyacrylate rubber).
Das elastomere Material des zumindest einen Elastomer-Bereichs ist vorzugsweise fest, insbesondere unlösbar, mit sowohl einer Oberfläche des ersten ringförmigen Elements als auch mit einer Oberfläche des zweiten ringförmigen Elements verbunden.The elastomeric material of the at least one elastomeric region is preferably firm, in particular insoluble, with both a surface of the first annular Elements as well as with a surface of the second annular element connected.
Bei der Herstellung der Elastomer-Bereiche werden vorzugsweise zunächst die für das Aufbringen des elastomeren Materials vorgesehenen Kontaktflächen (insbesondere die Flanken an den Vorsprüngen) vorbehandelt (entfettet, phosphatiert und/oder sandgestrahlt) und dann das Material auf die Kontaktflächen aufgebracht. Gut geeignet ist hierfür ein Hochdruck-Spritzverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren (Injection Moulding). Durch ein nachfolgendes Vulkanisieren wird das Material stoffschlüssig mit dem Material der Kontaktfläche verbunden.at The preparation of the elastomer regions are preferably first for the Applying the elastomeric material provided contact surfaces (in particular the flanks at the projections) pretreated (degreased, phosphated and / or sandblasted) and then the material is applied to the contact surfaces. Well suited is for this a high-pressure spraying process, in particular injection molding (Injection molding). By a subsequent vulcanization is the material cohesively with the material of the contact surface connected.
Es sind jedoch auch Gestaltungen von der Erfindung umfasst, bei denen ein oder mehrere elastomere Elemente lediglich in Kontakt mit den Oberflächen der ringförmigen Elemente sind. Dabei können die Oberflächen jeweils so geformt sein, dass die elastomeren Elemente in dem Elastomer-Bereich gehalten werden.It However, embodiments of the invention are also included, in which one or more elastomeric elements merely in contact with the surfaces the annular Elements are. The can surfaces each be shaped so that the elastomeric elements in the elastomeric region being held.
Das Getriebebauteil kann mit einem Begrenzungselement zur Begrenzung einer Relativbewegung des ersten und zweiten ringförmigen Elements und der jeweils damit fest verbundenen Bauelemente kombiniert werden. Beispielsweise kann ein scheibenförmiges Element drehfest mit dem ersten ringförmigen Element verbunden werden, wobei das scheibenförmige Element sich in radialer Richtung nach außen in einen Bereich neben dem zweiten ringförmigen Element erstreckt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich unter Verformung des elastomeren Materials das zweite ringförmige Element über die durch das Begrenzungselement definierte Begrenzungsfläche hinaus gelangt. Zwar kann es durch einen Kontakt des zweiten ringförmigen Elements mit dem Begrenzungselement zu einer direkten Übertragung von Vibrationen kommen. Über die gesamte Zeit des Betriebes gesehen ist der damit verbundenen Effekt jedoch gering, da es nur kurzzeitig zu einem Kontakt kommt.The Transmission component can with a limiting element for limiting a relative movement of the first and second annular element and each of which firmly connected components are combined. For example, a disk-shaped element rotatably with the first annular Element are connected, wherein the disc-shaped element in radial Outward direction extends into an area adjacent to the second annular element. On this way is prevented from taking place under deformation of the elastomeric Material the second annular Element over the boundary surface defined by the boundary element arrives. Although it may be due to contact of the second annular element with the limiting element to a direct transmission of vibrations come. about the entire time the farm is seen is associated with it Effect however low, since it comes only briefly for a contact.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und alternative, nicht zur Erfindung (wie sie in beigefügten Patentansprüchen definiert ist) gehörende Bauformen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigen:in the Below are embodiments of the Invention and alternative not to the invention (as defined in the appended claims) belonging Designs closer explains which are shown schematically in the figures. The invention is but not on the embodiments limited. The same reference numerals in the individual figures indicate same or functionally identical or with regard to their functions corresponding elements. In detail show:
Das
in
Die
Nabe
Die
vierzählige
Symmetrie ist ebenfalls bei dem Zahnkranz
Die
ersten Vorsprünge
Die
freien Ende
Die
mäanderförmige Oberflächengestaltung sowohl
am Außenumfang
der Nabe
Die
zweiten Vorsprünge
Die
sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Flanken
der ersten Vorsprünge
Jeder
der ersten Vorsprünge
Die Übertragungskennlinie
des beschriebenen Getriebebauteils ist progressiv, d. h. das für eine relative
Verdrehung der Nabe
Eine
erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Getriebebauteils (
Die
vier ersten Vorsprünge
Der
Abstandsbereich weist insgesamt vier voneinander getrennte Elastomer-Bereiche
auf, wobei jeweils zwei der Elastomer-Bereiche durch einen freien
Bereich getrennt sind, der kein Elastomer-Material aufweist. In
der Darstellung von
Diese
Ausgestaltung wird beispielsweise durch ein besonders einfaches
Herstellungsverfahren erzielt, bei dem während des Prozessschritts des Einbringens
von elastomerem Material in den Abstandsbereich jeweils ein Element
(z. B. ein Stift) in die Bohrungen
Das
elastomere Material ist vorzugsweise HNBR oder AEM. Ferner wird
die Haftung des elastomeren Materials an den Oberflächen des
Zahnkranzes und der Nabe vorzugsweise durch Vulkanisation bewirkt.
Die Nabe besteht vorzugsweise aus gesintertem Metall. Der Zahnkranz
kann z. B. ein Zahnkranz mit Gerad- oder Schrägverzahnung sein. An Stelle
der Bohrungen
Claims (8)
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|---|---|---|---|
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
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