DE102008043628A1 - Vorrichtung mit einer ersten Einrichtung und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung - Google Patents

Vorrichtung mit einer ersten Einrichtung und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (5) mit einer ersten Einrichtung (4) und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung (2C), über welche sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte führbar sind, beschrieben. Die Einrichtungen (2C, 4) sind in axialer Richtung durch eine Sicherungseinrichtung (6) biegeweich miteinander verbunden. Eine Elastizität der biegeweichen Verbindung ist ausgehend von einer vordefinierten Anordnung der zweiten Einrichtung (2C) in Bezug auf die erste Einrichtung (4) in Richtung eines ersten Anschlages (7) und in dazu entgegengesetzter Richtung eines zweiten Anschlages (8) begrenzt. Die Sicherungseinrichtung (6) führt die zweite Einrichtung (2C) betriebszustandsabhängig in die vordefinierte Anordnung zurück.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer ersten Einrichtung und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden beispielsweise in Getriebevorrichtungen von Fahrzeugantriebssträngen oder auch in anderen Einrichtungen, wie Ladern, Verdichtern oder dergleichen verwendet, um sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte zwischen einzelnen Baugruppen auszutauschen. Beispielsweise umfassen Getriebevorrichtungen sich in axialer Richtung erstreckende Getriebeelemente, um Wellen von Planetenradsätzen miteinander zu verbinden. Die Verbindungen zwischen den Getriebeelementen und den Wellen der Planetenradsätze werden mit oder ohne axiales Spiel oftmals als ineinander steckbare Keilwellenprofile realisiert, die mittels Sprengringen in axialer Richtung gegen ein selbstständiges Lösen gesichert werden.
  • Während verschiedener Betriebszustände, d. h. bei anliegenden Axialkräften, sind diese Drehverbindungen darstellenden Vorrichtungen unerwünschterweise durch ein biegesteifes Verhalten gekennzeichnet. Dies führt im Betrieb bei Vorliegen von Bauteiltoleranzen, wie Fluchtungsfehlern im Bereich des Verbandes zwischen den Zahnrädern und dem Getriebeelement, oder bei Vorliegen von im lastlosen Zustand eingefrorener Fehlstellungen eines Radsatzes zur Störung des Verzahnungseingriffes im Bereich der Planetenradsätze, wodurch den Fahrkomfort beeinträchtigende Verzahnungsgeräusche auftreten.
  • Die im Bereich der Drehverbindungen von Getriebekomponenten aufgezeigte Problematik tritt wie bereits erwähnt auch im Bereich von Verdichtern, Ladern, Turbinen und dergleichen auf, die auch häufig in überkritischen Be triebsbereichen betrieben werden und bei welchen Fertigungstoleranzen im Betrieb in ähnlichem Umfang Abweichungen vom idealen Verhalten in Verbindung mit unerwünschten Betriebsgeräuschen verursachen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einer ersten Einrichtung und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung zur Verfügung zu stellen, über welche selbst bei Vorliegen von Fertigungstoleranzen sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte ohne unerwünschte Geräuschentwicklung übertragbar sind.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten Einrichtung und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung, über welche sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte führbar sind, sind die Einrichtungen in axialer Richtung durch eine Sicherungseinrichtung biegeweich miteinander verbunden, wobei die biegeweiche Verbindung ausgehend von einer vordefinierten Anordnung der zweiten Einrichtung in Bezug auf die erste Einrichtung in Richtung eines ersten Anschlages und in dazu entgegengesetzter Richtung eines zweiten Anschlages begrenzt ist und die Sicherungseinrichtung die zweite Einrichtung betriebszustandsabhängig in die vordefinierte Anordnung zurückführt.
  • Die Vorrichtung nach der Erfindung verbindet somit Drehmoment und Axialkraft übertragende Bauteile in montiertem Zustand drehfest und stellt zur Vermeidung von Verzwängungen ein Tangentialspiel zwischen den miteinander verbundenen Einrichtungen über die Sicherungseinrichtung zur Verfügung, welche die Einrichtungen axial zueinander fixiert und die erste Einrichtung in axialer Richtung elastisch mit der zweiten Einrichtung verbindet. Damit werden Fehlstellungen, welche aus Fertigungsabweichungen und Fluchtungsfehlern resultieren, beispielsweise im Bereich von Radsätzen von Getriebeeinrichtun gen, Verdichtern, Ladern, Turbinen und dergleichen, über die biegeweiche Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung zugelassen und unerwünschte Geräuschentwicklungen im Vergleich zu biegesteifen Drehverbindungen reduziert bzw. vollumfänglich vermieden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kippkraft aufgrund der ausgehend von der definierten Anordnung in beide axiale Richtungen elastisch bzw. biegeweich ausgeführten Verbindung zwischen den Einrichtungen im Wesentlichen gleich Null, womit beispielsweise im Betrieb einer Getriebevorrichtung im Bereich der Radsätze zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen Fehlstellungen bzw. Verkippungen zugelassen sind und ein sogenanntes Ausrichten der Verzahnungen möglich ist. Ohne diese Verkippungen führen unter anderem Radsätze bzw. Planetenradsätze sogenannte Taumelbewegungen aus, die bei Vorliegen äußerer Zwänge, im Bereich der Verzahnungen nicht ausgleichbar sind.
  • Mittels der Vorrichtung nach der Erfindung sind die beiden drehfest miteinander gekoppelten Einrichtungen elastisch miteinander verbunden und hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens voneinander entkoppelt, was sich insbesondere während überkritischer Betriebszustände als vorteilhaft erweist, da das Eigenfrequenzverhalten der beiden miteinander zu verbindenden Baugruppen dadurch abgesenkt ist.
  • Die Sicherungseinrichtung stellt die zweite Einrichtung bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung in wenigstens annähernd lastfreiem Zustand der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung in die vordefinierte Anordnung zurück, womit unter anderem in lastlosen Betriebszuständen eingefrorene Fehlstellungen, die unerwünschte Betriebsgeräusche verursachen, vermieden werden.
  • Bei einer konstruktiv einfachen und bauraumgünstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist die Sicherungseinrichtung eine zwischen den zwei Anschlägen in axialer Richtung angeordnete Federeinrichtung auf, über welche die zweite Einrichtung federnd mit der ersten Einrichtung wirkverbunden ist.
  • Die Federeinrichtung weist bei einer ebenfalls konstruktiv einfachen und kostengünstig herstellbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Federelemente einen ersten Sprengring und einen zweiten Sprengring auf, wobei ein Verbindungsbereich der zweiten Einrichtung mit der ersten Einrichtung axial zwischen den vorzugsweise tellerfederartig ausgebildeten Sprengringen angeordnet ist und die Sprengringe in axialer Richtung gegen die Anschläge angefedert sind.
  • Im Bereich der zweiten Einrichtung sind bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung jeweils mit den Sprengringen zusammenwirkende Noppenelemente vorgesehen, welche die Sprengringe in montiertem Zustand in Nuten der ersten Einrichtung halten, um ein selbstständiges Lösen der drehfesten Verbindung zwischen den beiden Einrichtungen auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise zu vermeiden.
  • Um einen Unwuchtausgleich im Bereich der zweiten Einrichtung auf einfache Art und Weise zu ermöglichen, sind die Noppenelemente bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Umfang der zweiten Einrichtung jeweils wenigstens annähernd um 180° versetzt zueinander angeordnet.
  • Alternativ zu der Ausführungsform der Vorrichtung mit federnden Sprengringen ist die Federeinrichtung bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem als durchgehendes Schraubenfederelement ausgebildeten Federelement ausgeführt, wobei ein Verbindungsbereich der zweiten Einrichtung mit der ersten Einrichtung im Bereich des Schraubenfederelementes angeordnet ist und das Schraubenfederelement in axialer Richtung gegen die Anschläge angefedert ist.
  • Wiederum alternativ hierzu weist die Federeinrichtung als Federelemente zwei Schraubenfederelemente auf, wobei ein Verbindungsbereich der zweiten Einrichtung mit der ersten Einrichtung axial zwischen den Schraubenfederelementen angeordnet ist und die Schraubenfederelemente in axialer Richtung gegen die Anschläge angefedert sind.
  • In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind die Federelemente als Druck- und/oder als Zugfedern ausgeführt und die Federkonstanten der Federelemente gleich oder verschieden voneinander.
  • Insbesondere bei unterschiedlicher Auslegung der Federkonstanten der Federelemente besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die Vorrichtung nach der Erfindung an asymmetrische Betriebsverhältnisse anzupassen und bei ungleichen axialen Betriebskräften jeweils den gleichen Federweg zu ermöglichen.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Teillängsschnittansicht eines Getriebes mit einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung;
  • 2 eine vergrößerte Einzelansicht eines in 1 näher gekennzeichneten Bereiches II;
  • 3 eine schematisierte Einzelansicht eines Sprengringes der Vorrichtung gemäß 1 und 2;
  • 4 eine Schnittansicht des Sprengringes gemäß 3 entlang einer Schnittlinie IV-IV;
  • 5a eine stark schematisierte Ansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung in wenigstens annähernd lastfreiem Zustand;
  • 5b mehrere mit dem in 5a dargestellten Betriebszustand korrespondierende Kraft-Weg-Kennlinien der elastischen bzw. biegeweichen Verbindung der Vorrichtung gemäß 1;
  • 6a eine 5a entsprechende Darstellung bei Anliegen eines Drehmomentes und einer Axialkraft bei exakter Fluchtung der über die biegeweiche Verbindung der Vorrichtung nach der Erfindung miteinander gekoppelten Bauteile;
  • 6b eine 5b entsprechende Darstellung mehrerer mit dem in 6a dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung gemäß 1 korrespondierender Kraft-Weg-Kennlinien;
  • 7a eine 5a entsprechende Darstellung bei an der erfindungsgemäßen Vorrichtung anliegendem Drehmoment und anliegender Axialkraft sowie überlagerter Biegung;
  • 7b eine 5b entsprechende Darstellung mehrerer mit dem in 7a dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung gemäß 1 korrespondierender Kraft-Weg-Kennlinien;
  • 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung mit zwei als Druckfedern ausgebildeten Schraubenfederelementen;
  • 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Schraubenfederelement; und
  • 10 ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung mit zwei als Zugfedern ausgebildeten Schraubenfederelementen.
  • 1 zeigt eine Teillängsschnittansicht einer Getriebevorrichtung 1 eines Fahrzeugantriebsstranges mit Getriebeelementen zur Darstellung verschiedener Übersetzungen. Die Getriebevorrichtung ist mit mehreren nicht näher dargestellten reibschlüssigen Schaltelementen und mehreren Planetenradsätzen 2, 3 ausgeführt, wobei einzelne Wellen der Planetenradsätze 2, 3 über die reibschlüssigen Schaltelemente in verschiedener und an sich bekannter Art und Weise miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.
  • Zusätzlich sind sich in axialer Richtung über einen längeren Bereich erstreckende Getriebeelemente 4 vorgesehen, wobei das in 1 dargestellte Getriebeelement 4 topf- bzw. zylinderförmig ausgeführt ist und ein Hohlrad 3A des getriebeausgangsseitig angeordneten Planetenradsatzes 2 mit einem Planetenträger 2C des getriebeeingangsseitig positionierten ersten Planetenradsatzes 2 verbindet. Das Getriebeelement 4 übergreift in axialer Erstreckung der Getriebevorrichtung 1 zwischen den beiden Planetenradsätzen 2 und 3 ange ordnete Getriebekomponenten, wie Schaltelemente und Planetenradsätze, über eine längere Wegstrecke.
  • Zur Vermeidung von Überbestimmungen und Verzwängungen ist das Getriebeelement 4 nur im Bereich einer durch einen Bereich II näher gekennzeichneten Lagerstelle radial spielarm geführt und im Bereich eines zweiten Hauptlagers mit großem Radialspiel gelagert, wobei das mit größerem Radialspiel ausgeführte zweite Hauptlager des Getriebeelementes 4 im Bereich der Verzahnung zwischen dem Hohlrad 3A und Planetenrädern 3B des Planetenradsatzes 3 vorgesehen ist.
  • Da im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 im Verzahnungsbereich der Planetenradsätze 2 und 3 aufgrund von Fertigungsabweichungen und Fluchtungsfehlern Fehlstellungen auftreten, die bei Vorliegen einer biegesteifen Verbindung zwischen den beiden Planetenradsätzen 2 und 3 im Bereich der Verzahnungen nicht ausgleichbar sind, ist das vorliegend eine erste Einrichtung darstellende Getriebeelement 4 einer Vorrichtung 5 mit dem eine zweite Einrichtung darstellenden Planetenträger 2C der Vorrichtung 5 biegeweich und drehfest verbunden, um sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte zwischen dem Planetenradsatz 2 und dem Planetenradsatz 3 austauschen und Fehlstellungen in der nachbeschriebenen Art und Weise ausgleichen zu können.
  • Die Einrichtungen 2C und 4 der Vorrichtung 5 sind in axialer Richtung durch eine Sicherungseinrichtung 6 biegeweich miteinander verbunden, wobei eine Elastizität der biegeweichen Verbindung ausgehend von einer vordefinierten Anordnung des Planetenträgers 2C in Bezug auf das Getriebeelement 4 in Richtung eines ersten Anschlages 7 und in dazu entgegengesetzter Richtung eines zweiten Anschlages 8 begrenzt ist. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes führt die Sicherungseinrichtung 6 den Planetenträger 2C in die vordefinierte Anordnung zurück, wobei dies vorliegend in wenigstens annähernd lastfreiem Zustand der Vorrichtung 5 bzw. der darüber miteinander verbundenen Einrichtungen 2C und 4 der Fall ist.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Einzelansicht des in 1 näher gekennzeichneten Bereiches II, der im Wesentlichen die Vorrichtung 5 mit der Sicherungseinrichtung 6 umfasst. Die Sicherungseinrichtung 6 weist eine zwischen den zwei Anschlägen 7 und 8 in axialer Richtung angeordnete Federeinrichtung 9 auf, über welche der Planetenträger 2C zur Darstellung der biegeweichen Verbindung federelastisch mit dem Getriebeelement 4 wirkverbunden ist.
  • Die Federeinrichtung 9 weist als Federelemente einen ersten Sprengring 10 und einen zweiten Sprengring 11 auf. Ein Verbindungsbereich 12 des Planetenträgers 2C mit dem Getriebeelement 4 ist axial zwischen den Sprengringen 10 und 11 angeordnet. Die Sprengringe 10 und 11 sind vorliegend in der in 3 und 4 näher dargestellten Art und Weise axial und radial elastisch und tellerfederartig ausgebildet, die sich in jeweils eine radiale Nut 13, 14 des Getriebeelementes 4 radial fügen lassen. Das radiale Fügen der Sprengringe 10 und 11 wird jeweils durch einen geschlitzten Stoßbereich 15 der Sprengringe 10 und 11 ermöglicht, der sich während der Montage derart zusammendrücken lässt, dass die ringförmigen Sprengringe 10 und 11 über die stützenden Flanken bzw. die Anschläge 7 und 8 führbar sind.
  • Im Bereich der den Nuten 13 und 14 abgewandten Innenseiten der Sprengringe 10 und 11 ist der Planetenträger 2C mit beidseitig durchgestellten Noppenelementen 16, 17 ausgebildet, welche die Sprengringe 10 und 11 in montiertem Zustand in den Nuten 13 und 14 des Getriebeelementes 4 halten, wobei die Noppenelemente 16 und 17 am Umfang des Getriebeelementes 4 jeweils um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, um einen Unwuchtausgleich des Planetenträgers 2C zu ermöglichen.
  • Der Planetenträger 2C ist vorliegend über das Keilwellenprofil 18 drehfest und in axialer Richtung verschiebbar mit dem Getriebeelement 4 verbunden und auch gegenüber diesem verkippbar ausgeführt, wobei der Planetenträger 2C über die beiden Sprengringe 10 und 11 gegen die beiden Anschläge 7 und 8 des Getriebeelementes 4 angefedert ist. Ein ungespannter Durchmesser d10, d11 der Sprengringe 10, 11 ist vorliegend größer als ein Nutgrunddurchmesser d13, d14 der Nuten 13 und 14, sodass die Sprengringe 10 und 11 in montiertem Zustand eine radiale Vorspannung in den Nuten 13 und 14 aufweisen.
  • In 5a, 6a und 7a ist die in 1 dargestellte Anordnung der Getriebevorrichtung 1 mit der Vorrichtung 5 in stark vereinfachter Darstellung gezeigt, wobei die Wirkungsweise der Vorrichtung 5 im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 anhand der Darstellungen gemäß 5b, 6b und 7b nachfolgend näher beschrieben wird.
  • In 5a befinden sich der Planetenradsatz 2 und der Planetenradsatz 3 jeweils im Wesentlichen in einem lastfreien Betriebszustand, während dem weder ein Drehmoment noch eine Axialkraft über die Vorrichtung 5 geführt wird. In 5b sind jeweils die Federkennlinien F10 und F11 der Sprengringe 10 und 11 sowie eine aus den Federkennungen der beiden Sprengringe 10 und 11 resultierende Federkennlinie F1011 über einem Federweg s ausgehend von einer vordefinierten Anordnung des Planetenträgers 2C in Bezug auf das Getriebeelement 4 dargestellt, wobei ein aktueller Arbeitspunkt AP0 der Vorrichtung 5 in lastfreiem Zustand der Vorrichtung 5 einem definierten Nullpunkt entspricht.
  • Bei dem 6a zugrunde liegenden Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 wird über die Vorrichtung 5 eine Axialkraft von vorzugsweise 440 Nm und ein Drehmoment von 100 Nm übertragen. Die verschiedenen Bauteile des Planetenradsatzes 2 und des Planetenradsatzes 3 sowie das die beiden Plane tenradsätze 2 und 3 verbindende Getriebeelement 4 weisen eine exakte Fluchtung auf, womit keine Verkippungen im Bereich zwischen dem Planetenträger 2C und dem Getriebeelement 4 vorliegen. Die Axialkraft F_ax führt zu einer Verschiebung S1 des Arbeitspunktes AP0 der Vorrichtung 5 in Richtung des in 6b dargestellten Arbeitspunktes AP1, wobei die Verschiebung des Arbeitspunktes AP0 sowohl aus der Axialkraft F_ax als auch aus dem Einsinkweg s1 entlang der resultierenden Federkennlinie F1011 resultiert.
  • 7a zeigt einen Betriebszustand der Vorrichtung 5 während der Übertragung eines Drehmomentes von 110 Nm und einer Axialkraft von etwa 440 Nm bei gleichzeitig überlagerter Biegung im Bereich des Planetenradsatzes 2 um einen Biegewinkel β, wobei der Arbeitspunkt AP1 gemäß 6b modellhaft in einen oberen Arbeitspunkt AP1o und einen unteren AP1u zerlegt ist, um die Wirkungsweise der Vorrichtung 5 besser darstellen zu können.
  • Der obere Arbeitspunkt AP1o stellt sich ausgehend vom Arbeitspunkt AP1 durch die Rückfederung su ein, während sich der untere Arbeitspunkt AP1u der Vorrichtung 5 aufgrund der überlagerten Biegung einstellenden weiteren Einfederung so entlang der resultierenden Federkennlinie F1011 ergibt. Die zwischen dem oberen Arbeitspunkt AP1o und dem unteren Arbeitspunkt AP1u vorliegende Differenzkraft entspricht der im Bereich der Vorrichtung 5 wirkenden Biegekraft F_B.
  • Mittels der die Sprengringe 10 und 11 aufweisenden Vorrichtung 5 ist die zur Vermeidung der den Fahrkomfort beeinträchtigenden Betriebsgeräusche erforderliche Verkippung des Planetenträgers 2C im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 und der hierfür erforderliche Verzahnungsausgleich im Bereich der Planetenräder 2 und 3 möglich.
  • Grundsätzlich sind die Federelastizitäten der Sprengringe 10 und 11 derart ausgelegt, dass sich der Planetenträger 2C und das Getriebeelement 4 in lastfreiem Zustand relativ zueinander in der in 5a dargestellten vordefinierten Anordnung befinden bzw. in die dort gezeigte Mittellage verbracht werden, wobei sich im Bereich der Sprengringe 10 und 11 in Richtung der Anschläge 7 und 8 in etwa der gleiche axiale Federweg einstellt.
  • In vordefinierten Betriebszuständen bzw. unterhalb einer vordefinierten Grenzbetriebslast, die von der Axialkraftrichtung und dem Verkippungszustand des Planetenträgers 2C und des Getriebeelementes 4 zueinander abhängig ist, bewegen sich der Planetenträger 2C und das Getriebeelement 4 aus der in 5a dargestellten Mittellage bzw. aus der vordefinierten Anordnung heraus, ohne eine der beiden Endlagen zu erreichen, die jeweils durch die Anschläge 7 und 8 definiert sind.
  • Bei Überschreiten der Grenzbetriebslast, bei der die elastischen Federkraftbereiche der Sprengringe 10 und 11 überschritten werden, wird wenigstens einer der beiden Sprengringe 10 oder 11 auf Block gedrückt und die Betriebskraft ohne weiteren Federweg über die Vorrichtung 5 geführt, wobei dann die wesentlich höheren Bauteilelastizitäten des Planetenträgers 2C und des Getriebeelementes 4 im Bereich der Vorrichtung 5 das Betriebsverhalten bestimmen.
  • In 8 bis 10 sind drei weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 5 dargestellt, welchen grundsätzlich dieselbe Wirkungsweise wie der in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 zugrunde liegt, weshalb bezüglich der Funktionsweise der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung 1 auf die vorstehende Beschreibung zu 1 bis 7b verwiesen wird.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5 zeigt 8 in stark vereinfachter Darstellung, wobei die Vorrichtung 5 bzw. deren Federeinrichtung 9 als Federelemente zwei als Druckfedern ausgebildete Schraubenfederele mente 10, 11 aufweist und der Verbindungsbereich 12 des Planetenträgers 2C zwischen den Schraubenfederelementen 10 und 11 angeordnet ist, während die Schraubenfederelemente 10 und 11 in axialer Richtung gegen die Anschläge 7 und 8 angefedert sind.
  • Bei dem in 9 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5 ist die Federeinrichtung 9 mit einem durchgehenden Schraubenfederelement 19 ausgebildet, das durch den Verbindungsbereich 12 des Planetenträgers 2C gedanklich in zwei Schraubenfederabschnitte aufgeteilt ist, die als Druck- und Zugfeder wirken. Der Verbindungsbereich 12 des Planetenträgers 2C ist zur Darstellung gleicher Federkonstanten der Schraubenfederabschnitte mittig im Schraubenfederelement 19 eingehängt, welches in axialer Richtung gegen die Anschläge 7 und 8 angefedert ist, während zur Darstellung verschiedener Federkonstanten der Schraubenfederabschnitte eine außermittige Verbindung des Planetenträgers 2C mit dem Schraubenfederelement 19 vorzusehen ist.
  • Das in 10 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5 entspricht im Wesentlichen dem in 8 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5, wobei die Schraubenfederelemente 10 und 11 bei der Ausführung der Vorrichtung 5 gemäß 10 als Zugfedern ausgeführt sind, zwischen welchen der Verbindungsbereich 12 des Planetenträgers 2C angeordnet ist und die in axialer Richtung gegen die Anschläge 7 und 8 angefedert sind.
  • Bei einer weiteren in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist die erste Einrichtung bzw. das Getriebeelement 4 nahe des Verbindungsbereiches mit der zweiten Einrichtung bzw. mit dem Planetenträger 2C entsprechend elastisch ausgeführt, um die beiden rotierenden Einrichtungen hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens voneinander zu entkoppeln, was insbesondere während überkritischen Be triebszuständen vorteilhaft ist, da dadurch das Eigenfrequenzverhalten der beiden miteinander zu verbindenden Baugruppen abgesenkt wird.
  • Die Elastizität der ersten Einrichtung bzw. des topfartigen Getriebeelementes 4 wird dabei derart ausgelegt, dass im Bereich der Einrichtung eine Biegung zugelassen wird und gleichzeitig die Torsionsfestigkeit zur Übertragung des Drehmomentes über die Einrichtung gewährleistet ist. Hierfür ist die Einrichtung bzw. das Getriebeelement 4 mit über den Umfang verteilt angeordneten Ausstanzungen ausgebildet, wobei die biegeweiche Verbindung zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung der Vorrichtung nach der Erfindung auch durch eine entsprechend elastische Ausführung der zweiten Einrichtung realisierbar ist.
  • Grundsätzlich umfasst die Vorrichtung nach der Erfindung wenigstens zwei Drehmoment und Axialkraft übertragende Einrichtungen, die im montierten Zustand drehfest und tangentialspielbehaftet miteinander verbunden sind. Zusätzlich ist eine Sicherungseinrichtung vorgesehen, welche die Einrichtungen axial zueinander fixiert, wobei die erste Einrichtung mit der zweiten Einrichtung axial in beiden Richtungen biegeweich verbunden bzw. elastisch eingespannt ist.
  • 1
    Getriebevorrichtung
    2
    Planetenradsatz
    2C
    Planetenträger
    3
    Planetenratsatz
    3A
    Hohlrad
    36
    Planetenrad
    4
    Getriebeelement
    5
    Vorrichtung
    6
    Sicherungseinrichtung
    7
    erster Anschlag
    8
    zweiter Anschlag
    9
    Federeinrichtung
    10, 11
    Sprengring
    12
    Verbindungsbereich des Planetenträgers
    13, 14
    Nut
    15
    geschlitzter Stoßbereich
    16, 17
    Noppenelement
    18
    Keilwellenprofil
    19
    Schraubenfederelement
    AP0, AP1
    Arbeitspunkt
    AP1o
    oberer Arbeitspunkt
    AP1u
    unterer Arbeitspunkt
    d10, d11
    Durchmesser
    d13, d14
    Nutgrunddurchmesser
    Fax
    Axialkraft
    F_B
    Biegekraft
    F10, F11
    Federkennlinie
    F1011
    resultierende Federkennlinie
    s1
    Einsinkweg
    so
    Einfederung
    su
    Rückfederung

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1) mit einer ersten Einrichtung (4) und einer damit drehfest verbundenen zweiten Einrichtung (2C), über welche sowohl Drehmoment als auch Axialkräfte führbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (2C, 4) in axialer Richtung durch eine Sicherungseinrichtung (6) biegeweich miteinander verbunden sind, wobei eine Elastizität der biegeweichen Verbindung ausgehend von einer vordefinierten Anordnung (AP0) der zweiten Einrichtung (2C) in Bezug auf die erste Einrichtung (4) in Richtung eines ersten Anschlages (7) und in dazu entgegengesetzter Richtung eines zweiten Anschlages (8) begrenzt ist und die Sicherungseinrichtung (6) die zweite Einrichtung (2C) betriebszustandsabhängig in die vordefinierte Anordnung zurückführt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (6) die zweite Einrichtung (2C) in wenigstens annähernd lastfreiem Zustand der ersten Einrichtung (4) und der zweiten Einrichtung (2C) in die vordefinierte Anordnung zurückstellt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (6) eine zwischen den zwei Anschlägen (7, 8) in axialer Richtung angeordnete Federeinrichtung (9) aufweist, über welche die zweite Einrichtung (2C) federnd mit der ersten Einrichtung (4) wirkverbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (9) als Federelemente einen ersten Sprengring (10) und einen zweiten Sprengring (11) aufweist, wobei ein Verbindungsbereich (12) der zweiten Einrichtung (2C) mit der ersten Einrichtung (4) axial zwischen den Sprengringen (10, 11) angeordnet ist und die Sprengringe (10, 11) in axialer Richtung gegen die Anschläge (7, 8) angefedert sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengringe (10, 11) tellerfederartig ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der zweiten Einrichtung (2C) jeweils mit den Sprengringen (10, 11) zusammenwirkende Noppenelemente (16, 17) vorgesehen sind, welche die Sprengringe (10, 11) in montiertem Zustand in Nuten (13, 14) der ersten Einrichtung (4) halten.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppenelemente (16, 17) am Umfang der zweiten Einrichtung (2C) jeweils wenigstes annähernd um 180° versetzt zueinander anordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (9) als Federelement ein durchgehendes Schraubenfederelement (19) aufweist, wobei ein Verbindungsbereich (12) der zweiten Einrichtung (2C) mit der ersten Einrichtung (4) im Bereich des Schraubenfederelementes (19) angeordnet ist und das Schraubenfederelement (19) in axialer Richtung gegen die Anschläge (7, 8) angefedert ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (9) als Federelemente zwei Schraubenfederelemente (10, 11) aufweist, wobei ein Verbindungsbereich (12) der zweiten Einrichtung (2C) mit der ersten Einrichtung (4) axial zwischen den Schraubenfederelementen (10, 11) angeordnet ist und die Schraubenfederelemente (10, 11) in axialer Richtung gegen die Anschläge (7, 8) angefedert sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (10, 11, 19) als Druck- und/oder als Zugfedern ausgeführt sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstanten der Federelemente (10, 11) gleich sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstanten der Federelemente (10, 11) verschieden sind.
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CH484376A (de) * 1966-11-24 1970-01-15 Ass Elect Ind Elastische Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten
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DE10161555A1 (de) * 2000-12-18 2002-06-20 Torrington Co Nachgiebiges Isolierglied

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