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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
zeigt:
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1 eine
Teillängsschnittansicht
eines Getriebes mit einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Einzelansicht
eines in 1 näher gekennzeichneten Bereiches II;
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3 eine
schematisierte Einzelansicht eines Sprengringes der Vorrichtung
gemäß 1 und 2;
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4 eine
Schnittansicht des Sprengringes gemäß 3 entlang
einer Schnittlinie IV-IV;
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5a eine
stark schematisierte Ansicht der in 1 gezeigten
Vorrichtung in wenigstens annähernd
lastfreiem Zustand;
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5b mehrere
mit dem in 5a dargestellten Betriebszustand
korrespondierende Kraft-Weg-Kennlinien der elastischen bzw. biegeweichen
Verbindung der Vorrichtung gemäß 1;
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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;
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6b eine 5b entsprechende
Darstellung mehrerer mit dem in 6a dargestellten
Betriebszustand der Vorrichtung gemäß 1 korrespondierender
Kraft-Weg-Kennlinien;
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7a eine 5a entsprechende
Darstellung bei an der erfindungsgemäßen Vorrichtung anliegendem
Drehmoment und anliegender Axialkraft sowie überlagerter Biegung;
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7b eine 5b entsprechende
Darstellung mehrerer mit dem in 7a dargestellten
Betriebszustand der Vorrichtung gemäß 1 korrespondierender
Kraft-Weg-Kennlinien;
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8 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach der Erfindung mit zwei als Druckfedern ausgebildeten
Schraubenfederelementen;
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9 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Schraubenfederelement;
und
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10 ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach der Erfindung mit zwei als Zugfedern ausgebildeten
Schraubenfederelementen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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- 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