DE102009015948A1

DE102009015948A1 - Rasselfreie Bauteilpaarung

Info

Publication number: DE102009015948A1
Application number: DE102009015948A
Authority: DE
Inventors: Claus-Hermann Lang
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-28
Also published as: DE102009015948B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bauteilpaarung (10) aus einem ersten Bauteil (12) mit einer ersten Bauteilverzahnung (16) und einem zweiten Bauteil (14) mit einer zweiten Bauteilverzahnung (18), die mit der ersten Bauteilverzahnung (16) in Eingriff steht, um über die Bauteilverzahnungen (16, 18) eine Antriebskraft in einer Antriebsrichtung (20) übertragen zu können, wobei dem ersten Bauteil (12) ferner eine erste Antirasselverzahnung (32) zugeordnet ist, wobei an dem zweiten Bauteil (14) ein Antirasselbauteil (30) befestigt ist, das eine zweite Antirasselverzahnung (33) aufweist, die mit der ersten Antirasselverzahnung (32) in Eingriff steht. Dabei ist das Antirasselbauteil (30) in Antriebsrichtung (20) in wenigstens zwei Antirasselsegmente (44) unterteilt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Bauteilverzahnung, die mit der ersten Bauteilverzahnung in Eingriff steht, um über die Bauteilverzahnungen eine Antriebskraft in einer Antriebsrichtung übertragen zu können.
Derartige Bauteilpaarungen sind allgemein bekannt, beispielsweise in Form von Zahnradpaarungen und/oder der Paarung einer Zahnstange mit einem Zahnrad. Solche Bauteilpaarungen werden häufig in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, beispielsweise in Stufengetrieben, in Antrieben für Nebenaggregate etc.
Eines der Hauptprobleme bei derartigen mechanischen Bauteilpaarungen ist das so genannte Rasselphänomen. Dieses tritt hauptsächlich aufgrund von Schwingungsanregungen im Antriebsstrang auf, die beispielsweise von einem Antriebsmotor wie einem Verbrennungsmotor des Antriebsstranges erzeugt werden. Das Rasseln (auch als unsympathische Schwingungen bezeichnet) entsteht dadurch, dass sich aufgrund der Schwingungsanregung das antreibende Bauteil verzögert, das angetriebene Bauteil (z. B. ein Losrad) sich aber mit einer eingeprägten Umlaufbewegung weiterdreht und nur durch Reibungs- und Schleppmomenteffekte verzögert wird. Dabei löst sich das angetriebene Bauteil von einer Zugflanke des Antriebsbauteils, um zur Schubflanke des Antriebsbauteils hin zu schwingen und gegebenenfalls dort anzustoßen. Derartige Phänomene treten nicht nur bei Lastwechselreaktionen auf, sondern insbesondere aufgrund der höherfrequenten Anregungen aus anderen Teilen des Antriebsstranges, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor.
Zur Verringerung von solchen Geräuschen gibt es mehrere Ansätze. Zum einen können aktive getriebeexterne Maßnahmen vorgesehen werden, die beispielsweise die Störanregung aus einem Verbrennungsmotor durch ein Zweimassenschwungrad entkoppeln. Derartige Zweimassenschwungräder sind jedoch aufwändig hinsichtlich des beanspruchten Bauraumes, des notwendigen Zusatzgewichtes und hinsichtlich der Kosten. Eine weitere Möglichkeit sind passive getriebeexterne Maßnahmen, wie etwa Kapselungen oder Dämmungen des Getriebegehäuses. Auch diese Maßnahmen sind ungünstig. Ferner sind aktive getriebeinterne Maßnahmen bekannt, die gezielt an den Hauptgeräuschquellen angeordnet werden. Solche aktiven getriebeinternen Maßnahmen zielen häufig darauf ab, die funktionsbedingten Spiele zu minimieren bzw. die Beweglichkeit innerhalb dieser funktionsbedingten Spiele zu behindern. Nachteilig hierbei sind häufig der verringerte Wirkungsgrad und die Erzeugung anderer unerwünschter Geräusche (wie z. B. Heulen). Ferner ist es bekannt, zur Geräuschverringerung passive getriebeinterne Maßnahmen vorzusehen, die direkt an den Geräuschquellen (also beispielsweise an den Zahnrädern) angeordnet sind und mechanische Schwingungen tilgen oder isolieren.
Bekannte Maßnahmen hierbei sind Losradbremsen, Maßnahmen zur Zahnlückenverspannung, Maßnahmen, bei denen eine Scheibe mit einer etwas anderen Übersetzung verwendet wird, Maßnahmen mit einer Reibrad-Nebenübersetzung, Schwingungstilger, magnetische Lösungen zum Verhindern eines Lösens der Zahnflanken voneinander, etc.
Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 103 28 482 A1 ein Zahnradgetriebe mit einer Antirasseleinrichtung bekannt. Dabei ist einem Losrad und einem Festrad jeweils ein Reibrad zugeordnet, die in Reibeingriff zueinander stehen.
Aus dem Dokument DE 197 21 851 A1 ist es bekannt, das Zahnflankenspiel in einer Zahnradpaarung zu verringern, indem an dem einen Zahnrad eine Zahnscheibe mit geringfügig verbiegbaren Zähnen angebracht wird. Die verbiegbaren Zähne der Zahnscheibe greifen in die Gegenverzahnung der Zahnradpaarung und sollen für eine Geräuschdämpfung ohne nennenswerten Verschleiß an dem anderen Zahnradelement sorgen.
Aus der DE 38 39 807 C1 ist es bekannt, das Zahnflankenspiel zwischen zwei Zahnrädern aufzuheben, indem an einem Zahnrad eine zusätzliche Zahnscheibe vorgesehen wird und indem die Zahnscheibe gegenüber dem zugeordneten Zahnrad durch Federn in Umfangsrichtung vorgespannt wird.
Ferner offenbart das Dokument DE 10 2004 008 171 A1 einen Stirnradtrieb für Nockenwellen, bei dem ein Zahnrad zweiteilig ausgebildet ist.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Antirasselmaßnahmen bekannt (z. B. DE 1 967 959 A1 , JP 62228735 A , US 4,577,525 B ), bei denen eine Antirasselverzahnung eines Antirasselbauteils einen Zahn mehr oder weniger hat als die Bauteilverzahnung des zugeordneten Bauteils.
Das Dokument JP 01153865 A offenbart eine Anordnung mit einer Bauteilpaarung und einem zugeordneten Antirasselbauteil, wobei die Antirasselverzahnung des Bauteils, mit dem das Antirasselbauteil in Eingriff steht, einen anderen Schrägungswinkel aufweist als dessen Bauteilverzahnung.
Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine mechanische Bauteilpaarung anzugeben, mit der sich eine effektive Geräuschverringerung realisieren lässt und die einen hohen Wirkungsgrad besitzt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Bauteilverzahnung, die mit der ersten Bauteilverzahnung in Eingriff steht, um über die Bauteilverzahnungen eine Antriebskraft in einer Antriebsrichtung übertragen zu können, wobei dem ersten Bauteil ferner eine erste Antirasselverzahnung zugeordnet ist und wobei an dem zweiten Bauteil ein Antirasselbauteil befestigt ist, das in Antriebsrichtung in wenigstens zwei Antirasselsegmente unterteilt ist.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Antirasselbauteils in mehrere Antirasselsegmente ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Verzahnungseingriff zwischen Bauteilverzahnungen nicht nur an einer Stelle in Antriebsrichtung gegeben ist, wie es beispielsweise bei einer Stirnradpaarung der Fall ist. Demzufolge ist die erfindungsgemäße Bauteilpaarung beispielsweise bei Bauteilpaarungen vorteilhafterweise zu verwenden, bei denen eine Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung in Eingriff steht, wie beispielsweise bei einer Welle-/Nabe-Verbindung. Ferner lässt sich die erfindungsgemäße Bauteilpaarung insbesondere bei solchen Anwendungen verwenden, bei denen das zweite Bauteil ein Stirnrad ist, das über seinen Umfang verteilt mit wenigstens zwei ersten Bauteilen in Eingriff steht, wie es beispielsweise bei Planetenradsätzen der Fall ist.
Der einfacheren Beschreibung halber wird nachstehend generell auf ein Antirasselbauteil Bezug genommen, ohne ausdrücklich zu erwähnen, dass dieses in wenigstens zwei Antirasselsegmente unterteilt ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Antirasselbauteils ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dieses in radialer Richtung (d. h. im Wesentlichen senkrecht bzw. quer zur Antriebsrichtung) elastisch verformbar ausgebildet und/oder in radialer Richtung elastisch gelagert ist.
Dieser erste Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das größte auftretende Drehflankenspiel der Bauteilverzahnungen durch die radiale Verformbarkeit bzw. radial elastische Lagerung des Antirasselbauteils ausgeglichen werden kann, da das Antirasselbauteil folglich im Bereich des Zahneingriffs radial elastisch ausweichen kann. Mit anderen Worten erfolgt der Zahneingriff zwischen den Antirasselverzahnungen so, dass eine solche Kraft zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil in Antriebsrichtung wirkt, dass die Bauteilverzahnungen auch bei hochfrequenten Anregungen (wie z. B. von einem Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor) nicht so innerhalb des Zahnflankenspiels umschlagen, dass ein Rasselgeräusch erzeugt wird. Ferner kann über die Antirasselverzahnungen ein Schleppmoment, insbesondere ein Reibmoment in Umfangsrichtung erzeugt werden, das die störenden Anregungen dämpft. Das Schleppmoment sollte dabei geeignet sein, die oszillierenden Massenkräfte zu verringern, insbesondere zu eliminieren.
Bei dieser Ausführungsform können alle fertigungsbedingten Toleranzen sowie thermischen Deformationen, die sich auf die Drehflankenspiele auswirken, bevorzugt bis zu 100% ausgeglichen werden.
Dabei kann das Antirasselbauteil selbst elastisch verformbar sein, so dass es im Bereich des Zahneingriffs radial elastisch ausweichen kann. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Antirasselbauteil in radialer Richtung elastisch gelagert sein. Bei dieser Ausführungsform würde bei einem einteiligen Antirasselbauteil aufgrund des radial elastischen Ausweichens im Bereich des Zahneingriffs ein Mittelpunkt des Antirasselbauteils exzentrisch gegenüber einem Mittelpunkt des zweiten Bauteils versetzt angeordnet sein. Hierbei würde mit anderen Worten ein beliebiger Punkt des Antirasselbauteils eine kreisförmige Bewegung um den Mittelpunkt des zweiten Bauteils herum ausführen. Aufgrund der erfindungsgemäß segmentierten Ausführungsform des Antirasselbauteils können solche Exzentrizitäten verhindert bzw. kompensiert werden.
Die Kräfte, die zu einer radialen Auslenkung des Antirasselbauteils führen, können beim Verlassen des Zahneingriffes wieder an das System zurückgegeben werden.
Die Bauteilpaarung kann eine Zahnradpaarung sein. In diesem Fall ist die Antriebsrichtung eine in Umfangsrichtung des antreibenden Zahnrades gerichtete Antriebsrichtung. In diesem Fall kann man das zweite Bauteil als geteiltes Rad auffassen, wobei ein Teil für die Lastübertragung verantwortlich ist und der andere Teil (Antirasselbauteil) für die Spielfreiheit sorgen kann. Die Bauteilpaarung kann jedoch auch eine Kombination aus einer Zahnstange und einem Zahnrad sein, wobei die Antriebsrichtung im Wesentlichen linear verläuft.
Die erfindungsgemäße Bauteilpaarung ist ferner in beiden Antriebsrichtungen (also bei Zahnrädern beispielsweise in beiden Drehrichtungen) wirksam. Ferner ist die erfindungsgemäße Bauteilpaarung sowohl bei gerad- als auch bei schrägverzahnten Bauteilverzahnungen anwendbar.
Die Antirasselverzahnungen können hinsichtlich der Zahnformen identisch oder ähnlich aufgebaut sein wie die Bauteilverzahnungen. Die Antirasselverzahnungen können jedoch auch eine beliebige andere Form besitzen, wobei es bevorzugt ist, wenn die Antirasselverzahnungen punkt- oder linienförmig aneinander angreifen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Antirasselverzahnungen punkt- oder linienförmig auf der Höhe des Wälzkreises miteinander in Eingriff stehen.
Bei der erfindungsgemäßen Bauteilpaarung ist es generell irrelevant, ob das erste oder das zweite Bauteil das antreibende Bauteil ist.
Ferner versteht sich, dass einem Bauteil wie einem Zahnrad auch zwei oder mehr Antirasselbauteile zugeordnet sein können, beispielsweise auf axial gegenüberliegenden Seiten eines Zahnrades. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das zweite Bauteil mit mehr als einem ersten Bauteil in Eingriff steht. Dabei kann jedes Antirasselbauteil auf die spezielle Verzahnung mit einem ersten Bauteil abgestimmt werden.
Zur Terminologie ist dabei Folgendes anzumerken. Wenn irgendeine Verzahnung eine andere Verzahnung antreibt, lastlos oder leistungsführend, dann zieht diese Verzahnung die angetriebene Verzahnung über die Zugflanke der treibenden Verzahnung an der Zugflanke der angetriebenen Verzahnung im Sinne der momentanen Antriebs- bzw. Umlaufrichtung. Kommt es zu Umschlägen der Flankenanlagen – wie etwa beim Rasseln oder Zug-Schub-Lastwechselreaktionen – dann kommen die Rückflanken dieser Zahnräder zum Eingriff. Diese Terminologie ändert sich dann, wenn sich der Drehsinn oder die Antriebs- bzw. Umlaufrichtung dieser Verzahnungspaarung ändert.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird die Zugflanke der treibenden Verzahnung auch als Schubflanke bezeichnet, und die Zugflanke der angetriebenen Verzahnung auch als Rückflanke. Gleichermaßen werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die nicht im Eingriff befindlichen Rückflanken ebenfalls als Schubflanke bzw. Rückflanke bezeichnet.
Ferner ist die Zahnzahl und/oder die Zahnteilung (Modul) der Bauteilverzahnungen und der jeweils zugeordneten Antirasselverzahnungen vorzugsweise identisch. Im Gegensatz zu Antirasselmaßnahmen, bei denen beispielsweise die Antirasselverzahnung des Antirasselbauteils einen Zahn mehr oder weniger hat als die zugeordnete Bauteilverzahnung, werden aufgrund der identischen Zahnzahl bzw. Zahnteilung ständige Verspannungen und eine damit einhergehende Wirkungsgradverschlechte rung vermieden. (Gegebenenfalls kann jedoch die Antirasselverzahnung dieselbe Teilung, aber weniger Zähne aufweisen als die zugeordnete Bauteilverzahnung, indem nur jedem zweiten, dritten, vierten (allgemein n-ten) Bauteilzahn ein Antirasselzahn zugeordnet ist, und zwar insbesondere in Abhängigkeit von dem Frequenzbereich der störenden Anregung; eine hinreichende Sprungüberdeckung sollte gegeben sein).
Auch ist es bevorzugt, wenn die Bauteilverzahnungen und die jeweils zugeordneten Antirasselverzahnungen hinsichtlich anderer Verzahnungseigenschaften im Wesentlichen identisch sind, beispielsweise hinsichtlich des Verzahnungstyps (z. B. Evolventenverzahnung), des Schrägungswinkels, des Kopfkreisdurchmessers, des Teilkreisdurchmessers, des Eingriffswinkels, etc.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Getriebe mit einer solchen Bauteilpaarung, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, und durch einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.
Sofern das Kraftfahrzeuggetriebe als Stufengetriebe in Vorgelegebauweise ausgebildet ist, können ein oder mehrere Radsätze (jeweils mit einem Losrad und wenigstens einem Festrad) eine erfindungsgemäße Bauteilpaarung aufweisen. Ferner kann das Kraftfahrzeuggetriebe eine oder mehrere Welle-/Nabe-Verbindungen aufweisen, die als erfindungsgemäße Bauteilpaarung realisiert sind. Die Rasselneigung derartiger Getriebe kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen so weit verringert werden, dass das Stufengetriebe ohne Zweimassenschwungrad (ZMS) ausgeführt sein kann. Dies führt zu einem deutlich höheren Wirkungsgrad, da die Gesamtmasse bzw. der so genannte Massenfaktor verringert werden können. Auch die erheblichen Kosten für ein ZMS können so eingespart werden. Ferner kann die bei ZMS störende Aufschaukelneigung verringert werden. Zudem kann durch die Verringerung der zu beschleunigenden Drehmassen ein besseres Ansprechverhalten erzielt werden (das so ausgestattete Fahrzeug „hängt besser am Gas”). Ein Antriebsstrang mit einem solchen Stufengetriebe kann dabei eine angepasste Anfahrkupplung aufweisen, die einen integrierten Torsionsdämpfer (torsionsgedämpfte Kupplungsscheibe) aufweist. Das Stufengetriebe kann ein manuelles, ein automatisiertes oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein.
Sofern das Getriebe als Wandlerautomat ausgebildet ist, kann wenigstens einer der Planetenradsätze eine erfindungsgemäße Bauteilpaarung aufweisen. Die hierdurch verringere Rasselneigung kann dazu genutzt werden, um eine den hydrodynamischen Wandler überbrückende Überbrückungskupplung häufiger (früher) zu schließen. Hierdurch kann der Wirkungsgrad gesteigert werden.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn jedes Antirasselsegment 1 bis N/3 Zähne der zweiten Antirasselverzahnung aufweist, wobei N die Gesamtzahl der Zähne der zweiten Antirasselverzahnung ist.
Bei dieser Ausführungsform ist das Antirasselbauteil in wenigstens drei Antirasselsegmente unterteilt. Insbesondere bei der Verwendung mit Welle-/Nabe-Verbindungen ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Zähne pro Antirasselsegment relativ klein ist, beispielsweise im Bereich von 1 bis 3. Hierdurch können Radialbewegungen der Antirasselsegmente und ein Zweiflankenkontakt der Antirasselverzahnungen leichter eingerichtet werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn benachbarte Antirasselsegmente in Antriebsrichtung voneinander jeweils um einen Abstand beabstandet sind, der größer ist als ein Zahnflankenspiel zwischen den Bauteilverzahnungen.
Bei dieser Ausführungsform kann ein sich im Eingriff mit der zugeordneten Antirasselverzahnung befindliches Antirasselsegment sich in Antriebsrichtung bewegen, ohne hierbei ein benachbartes Antirasselsegment zu berühren. Hierdurch können die Antirasselsegmente folglich im Wesentlichen unabhängig voneinander ihre jeweilige Antirasselwirkung entfalten.
Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn die Antirasselsegmente in Antriebsrichtung jeweils über einen Reibeingriff mit dem zweiten Bauteil gekoppelt sind. Dabei kann eine Reibfläche an dem zweiten Bauteil als durchgehende Reibfläche ausgebildet sein, mit der zugeordnete einzelne Reibflächen der jeweiligen Antirasselsegmente jeweils in Reibeingriff stehen. Auch hierdurch kann die unabhängige Funktion der Antirasselsegmente unterstützt werden.
Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn die Antirasselsegmente von wenigstens einem Radialfederelement in radialer Richtung in die erste Antirasselverzahnung elastisch vorgespannt sind.
Generell ist es zwar denkbar, für jedes Antirasselsegment ein separates Radialfederelement vorzusehen, das diese Funktion erfüllt. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn ein einzelnes Radialfederelement vorgesehen ist, das sämtliche Antirasselsegmente in radialer Richtung vorspannt. Dabei kann das Radialfederelement als beispielsweise über den Umfang durchgehendes Element ausgebildet sein, oder aber am Umfang an einer Stelle unterbrochen sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Antirasselsegmente in axialer Richtung benachbart zu den Bauteilverzahnungen angeordnet und mittels einer Axialsicherung axial an dem zweiten Bauteil festgelegt.
Eine solche Axialsicherung kann beispielsweise durch einen Sprengring oder Ähnliches erfolgen.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Axialsicherung durch das Radialfederelement eingerichtet ist, das axial an dem zweiten Bauteil festgelegt ist.
Wie bereits oben erläutert, ist es gemäß einer Ausführungsform bevorzugt, wenn die Bauteilpaarung eine Paarung aus einer Welle mit einer Außenverzahnung und einer Nabe mit einer Innenverzahnung ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Bauteilpaarung eine Paarung aus einem ersten und einem zweiten Zahnrad eines Planetenradsatzes, wobei das zweite Zahnrad mit wenigstens einem weiteren ersten Zahnrad in Eingriff steht.
Bei dieser Ausführungsform ist es von besonderem Vorteil, wenn die Antirasselsegmente in Bezug auf das zweite Bauteil in radialer Richtung beweglich gelagert sind, wobei ein Radialanschlag den Umfang der radialen Beweglichkeit begrenzt.
Während die Bewegung der Antirasselsegmente in radialer Richtung bei einer Welle-/Nabe-Verbindung durch die Nabe selbst begrenzt ist, ist ein Radialanschlag insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Antirasselsegmente einem Bauteil einer Stirnradpaarung zugeordnet sind. Denn in diesem Fall könnten die Antirasselsegmente aufgrund von Zentripetal- bzw. Zentrifugalkräften ohne einen Radialanschlag ihre Position verlieren. Der Radialanschlag kann beispielsweise zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil eingerichtet sein. Ein solcher Radialanschlag kann jedoch auch durch einen Sicherungsring oder Ähnliches eingerichtet sein, der die Antirasselsegmente in Umfangsrichtung umgreift.
Von besonderem Vorzug ist es, wie gesagt, wenn das Antirasselbauteil so angeordnet bzw. ausgebildet ist, dass es im Bereich des Zahneingriffs mit der ersten Antirasselverzahnung in radialer Richtung von dem ersten Bauteil weggedrückt wird, also im Bereich des Zahneingriffs radial elastisch ausweicht.
Dabei ist das Antirasselbauteil in der Regel zu dem ersten Bauteil hin vorgespannt, so dass das radiale Ausweichen gegen die Vorspannung erfolgt. In der Regel erfolgt jedenfalls ein radiales Auslenken des Antirasselbauteils im Bereich des Zahneingriffs.
Sofern das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil über einen Reibeingriff miteinander in Verbindung stehen, kann durch diese Auslenkung die Reibkraft erhöht werden, so dass Relativbewegungen zwischen dem zweiten Bauteil und dem Antirasselbauteil in Antriebsrichtung aufgrund des Reibeingriffes stärker gedampft werden.
Hierdurch kann ein Umschlagen der Bauteilverzahnungen und folglich ein Rasseln oder Klappern verhindert werden.
Die radiale Auslenkbarkeit des Antirasselbauteils gegenüber dem zweiten Bauteil, an dem das Antirasselbauteil festgelegt ist, ermöglicht jedoch nicht nur eine Erhöhung der Reibkräfte. Auch können Klemmeffekte während eines Zweiflanken-Eingriffes verringert und vorzugsweise vermieden werden.
Da das radiale Wegdrücken des Antirasselbauteils mit einer relativ geringen Kraft erfolgt, ist der Wirkungsgradverlust im Wesentlichen vernachlässigbar. Zudem können die zur radialen Auslenkung erforderlichen Kräfte beim Austritt aus dem Zahneingriff zumindest teilweise wieder zurückgegeben werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Antirasselbauteil derart angeordnet bzw. ausgebildet, dass zwischen der ersten und der zweiten Antirasselverzahnung ein permanenter Zweiflanken-Eingriff gegeben ist.
Mit anderen Worten stehen die erste und die zweite Antirasselverzahnung so in Eingriff, dass beispielsweise immer wenigstens ein Zahn von jedem Antirasselsegment der zweiten Antirasselverzahnung die beiden gegenüberliegenden Flanken einer Zahnlücke der ersten Antirasselverzahnung berührt. Zwar ist es generell auch denkbar, die Antirasselverzahnungen so aufeinander auszulegen, dass zwischen diesen ebenfalls ein gewisses Zahnflankenspiel herrscht (wie es auch in der Regel bei der Bauteilverzahnung vorhanden ist). In diesem Fall ist das Zahnflankenspiel der Antirasselverzahnungen jedoch vorzugsweise kleiner als das Zahnflankenspiel der Bauteilverzahnungen.
Durch den Zweiflanken-Eingriff können zudem Relativbewegungen der Bauteile in Antriebsrichtung in beide Drehrichtungen gedämpft werden.
Generell kann der Zweiflanken-Eingriff auf beliebige Art und Weise realisiert werden, beispielsweise durch eine positive Profilverschiebung und/oder dadurch, dass die zweite Antirasselverzahnung einen größeren Teilkreisdurchmesser aufweist als die zugeordnete zweite Bauteilverzahnung.
Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Zähne von einer der Antirasselverzahnungen eine Zahndicke aufweisen, die größer oder gleich der Zahnlücke der Zähne der anderen Antirasselverzahnung ist.
Mit anderen Worten wird der Zweiflanken-Eingriff dadurch realisiert, dass das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen zu null bzw. negativ ausgebildet wird. Wenn die Zahndicke größer ist als die Zahnlücke, dann wird das Antirasselbauteil im Bereich des Zahneingriffs der Antirasselverzahnungen in radialer Richtung weggedrückt, und zwar von dem ersten Bauteil weg bzw. zu dem zweiten Bauteil hin.
Wie oben erwähnt, kann hierdurch eine Reibkraft zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil in Antriebsrichtung erhöht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahndicke der Zähne von einer der Antirasselverzahnungen um 20 μm bis 500 μm, insbesondere um 50 μm bis 250 μm größer als die Zahndicke der Zähne des zugeordneten Bauteils, und/oder durch eine entsprechende Profilverschiebung.
Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die erste Antirasselverzahnung durch die erste Bauteilverzahnung gebildet wird. Durch dieses Zahndickenaufmaß kann erreicht werden, dass beispielsweise die Zahndicke der zweiten Antirasselverzahnung größer ist als die größte Zahnlücke der ersten Antirasselverzahnung, und zwar bei allen Betriebszuständen und allen Randbedingungen (funktionsbedingte, fertigungsbedingte Toleranzen sowie bei beliebiger thermischer und/oder mechanischer Deformation der Bauteile).
Von besonderem Vorzug ist es ferner, wenn die radiale Auslenkung des Antirasselbauteils im Bereich des Zahneingriffs mit der ersten Antirasselverzahnung kleiner ist als 500 μm, insbesondere kleiner als 250 μm, besonders bevorzugt kleiner als 150 μm.
Durch die Dimensionierung der Antirasselverzahnungen derart, dass nur eine derart kleine radiale Auslenkung erzielt wird, kann der Wirkungsgrad der Antirasselmaßnahme sehr hoch sein, auch wenn die hierdurch in das Antirasselbauteil eingeleiteten Kräfte hinreichend sind, um ein Rasseln oder Klappern der Bauteilverzahnungen zu verringern und vorzugsweise zu verhindern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt eine Federrate, mit der das Antirasselbauteil in radialer Richtung vorgespannt ist bzw. in radialer Richtung elastisch auslenkbar ist, im Bereich von 2 bis 100 N/mm, insbesondere im Bereich von 5 bis 20 N/mm.
Es hat sich gezeigt, dass derartige Federraten zum einen Klemmeffekte verringern können und andererseits der Wirkungsgrad der Antirasselmaßnahme hoch sein kann. Andererseits kann die erwünschte Dämpfungseigenschaft zum Verhindern eines Rasselns der Bauteilverzahnung sicher erzielt werden.
Die obigen Dimensionierungen betreffend die Zahndicke, die radiale Auslenkung und die Federrate beziehen sich auf ein übliches Kraftfahrzeuggetriebe für Personenkraftwagen, insbesondere auf einen Achsabstand der die Bauteile tragenden Wellen im Bereich von 60 mm bis 90 mm und/oder auf ein maximal über das Getriebe übertragbares Moment im Bereich von 150 Nm bis 300 Nm. Bei kleineren oder größeren Bauteilpaarungen sind diese Werte entsprechend anzupassen.
Von besonderem Vorteil ist es, wie gesagt, ferner, wenn zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil ein Radialfederelement angeordnet ist, mittels dessen das Antirasselbauteil in radialer Richtung elastisch auslenkbar bzw. zu dem ersten Bauteil hin vorgespannt ist.
Hierdurch kann das Drehflankenspiel der Bauteilverzahnungen zu 100% ausgeglichen werden, da das Antirasselbauteil radial in die erste Antirasselverzahnung des ersten Bauteils eingedrückt werden kann, so dass ein Zahn der zweiten Antirasselverzahnung mit den gegenüberliegenden Flanken von Zähnen der ersten Antirasselverzahnung in Eingriff steht.
Das Radialfederelement kann als ringförmiges Wellfederelement ausgebildet sein, kann jedoch auch als ”Coil”-Feder oder als Gummifeder ausgebildet sein.
Das Radialfederelement kann dabei ferner die Funktion des Reibeingriffes zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil erfüllen, sofern auch der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung realisiert wird.
Das Radialfederelement weist bevorzugt einen Schrägabschnitt bzw. Konusschenkel auf, mittels dessen auf das Antirasselbauteil auch eine Kraft in axialer Richtung wirkt.
Durch diese Maßnahme kann das Antirasselbauteil zum einen in axialer Richtung mittelbar (über das Radialfederelement) an dem zweiten Bauteil fixiert werden. Zum anderen kann dem Antirasselbauteil neben der Vorspannung in radialer Richtung auch eine Vorspannung in axialer Richtung erteilt werden. Hierdurch kann ein Reibeingriff zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil eingerichtet bzw. unterstützt werden, insbesondere zwischen einer Reibfläche des zweiten Bauteils, die radial oder schräg ausgerichtet ist, und zwischen einer entsprechenden Reibfläche des Antirasselbauteils.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Radialfederelement einen Lagerabschnitt auf, der in einer Radialnut des Antirasselbauteils eingesetzt ist.
Durch diese Maßnahme kann das Radialfederelement selbst in axialer Richtung an dem zweiten Bauteil fixiert werden. Zudem kann sich das Radialfederelement in dem Bereich der Radialnut an dem zweiten Bauteil abstützen, um auf das Antirasselbauteil eine elastische Vorspannung in radialer und/oder axialer Richtung auszuüben.
Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Radialfederelement als Ringfeder aus einem elastisch verformbaren Material wie Federstahl hergestellt ist.
Bei Verwendung von Federstahl für das Radialfederelement kann die Bauteilpaarung über weite Temperaturbereiche (insbesondere auch bei sehr tiefen oder sehr hohen Temperaturen, wie sie im Kraftfahrzeug üblich sind) zuverlässig eine Antirasselwirkung erzeugen.
Die Abmessungen des Federrings können dabei ähnlich sein wie bei einem O-Ring, wobei der Federring im Bereich zwischen dem Schrägabschnitt und dem Bogenabschnitt vorzugsweise hohl ausgebildet ist.
Ferner kann der Federring in Umfangsrichtung geschlossen sein, ist jedoch vorzugsweise in Umfangsrichtung an einer Stelle unterbrochen, insbesondere, um die Montage in der Radialnut des zweiten Bauteils zu erleichtern.
Ein Radialfederelement aus Stahl hat ferner den Vorteil, dass die Schmierstoffverträglichkeit besser ist als beispielsweise bei O-Ringen. Das Gleiche gilt hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Antirasselbauteil bzw. jedes Antirasselsegment selbst einen Radialfederabschnitt auf und stützt sich radial an dem zweiten Bauteil ab, so dass das Antirasselbauteil in radialer Richtung elastisch auslenkbar bzw. zu dem ersten Bauteil hin vorgespannt ist.
Die Funktion des Radialfederabschnittes ist dabei im Wesentlichen die gleiche wie jene des separaten Radialfederelementes. Die beiden Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert sein.
Bei Ausbildung des Antirasselbauteils mit einem Radialfederabschnitt kann jedoch die Teileanzahl der Bauteilpaarung verringert werden.
Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn der Radialfederabschnitt einen radial innerhalb der Antirasselverzahnung angeordneten Wellfederabschnitt aufweist.
Dieser kann dabei im Wesentlichen identisch aufgebaut sein wie ein separates ringförmiges Wellfederelement, ist jedoch bei dieser Ausführungsform in vorteilhafter Weise unmittelbar an das Antirasselbauteil angeformt und einstückig hiermit ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Radialfederabschnitt einen radial innerhalb der Antirasselverzahnung angeordneten, im Längsschnitt bogenförmigen Abschnitt auf.
Durch die Bogenform des Radialfederabschnittes kann die Radialelastizität des Radialfederabschnittes realisiert werden. Ferner kann der bogenförmige Abschnitt dazu verwendet werden, sich in radialer Richtung an dem zweiten Bauteil abzustützen. Schließlich kann der bogenförmige Abschnitt auch dazu verwendet werden, in eine Radialnut des zweiten Bauteils einzugreifen, um das Antirasselbauteil in Axialrichtung an dem zweiten Bauteil festzulegen.
Daher kann das Antirasselbauteil im Idealfall als einziges zusätzliches Bauteil zu der Bauteilpaarung hinzukommen, so dass die Teileanzahl insgesamt deutlich reduziert ist.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der Lagerabschnitt des Radialfederelementes einen Reibbelag aufweist.
Hierdurch kann die Reibkraft zwischen dem Lagerabschnitt und dem zweiten Bauteil erhöht werden.
Obgleich es generell bevorzugt ist, das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil über einen Reibeingriff in Antriebsrichtung miteinander zu verbinden, kann das Antirasselbauteil auch in Antriebsrichtung formschlüssig mit dem zweiten Bauteil verbunden sein.
Bei dieser Ausführungsform kann es von Vorteil sein, wenn das Antirasselbauteil selbst in Antriebsrichtung eine gewisse Elastizität zwischen der zweiten Antirasselverzahnung und dem Lageabschnitt des Antirasselbauteils aufweist, um Schwingungsanregungen in Antriebsrichtung dämpfen zu können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem zweiten Bauteil ein axial vorstehender koaxialer Vorsprung ausgebildet, der dem Antirasselbauteil zugewandt ist.
Der Vorsprung kann beispielsweise als Führungsmittel zur Führung des Antirasselbauteils in Antriebsrichtung verwendet werden. Der Vorsprung kann jedoch auch noch weitere Funktionen besitzen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Antirasselbauteil seitlich neben dem zweiten Bauteil angeordnet ist.
Dies vereinfacht die Konstruktion, wobei unter einer Anordnung seitlich neben dem zweiten Bauteil auch verstanden werden soll, dass das Antirasselbauteil auf einem axial vorstehenden Ringvorsprung des zweiten Bauteils geführt ist. Besonders bevorzugt ist es dabei jedoch, wenn die Antirasselverzahnungen seitlich neben den Bauteilverzahnungen angeordnet sind.
Das Antirasselbauteil kann aus einem beliebigen geeigneten Material, wie z. B. Stahl, hergestellt sein.
Es ist jedoch insgesamt vorteilhaft, wenn das Antirasselbauteil aus Kunststoff hergestellt ist.
Als Kunststoff kann beispielsweise Polyamid verwendet werden, das eine hohe Festigkeit und Steifigkeit sowie eine sehr gute chemische Beständigkeit besitzt. Ferner weist Polyamid einen hohen Verschleißwiderstand und gute Gleiteigenschaften auf.
Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Faserverbunde mit Glas- oder Kohlefasern anpassen, insbesondere, um die Wasseraufnahme zu senken.
Vorzugsweise werden Additive auf Polyolefin-Basis hinzugegeben, um eine hohe Schlagfähigkeit zu gewährleisten.
Ferner kann das Antirasselbauteil aus Kunststoff kostengünstig hergestellt werden. Zudem ist es möglich, das Antirasselbauteil aus Kunststoff mit relativ hoher Präzision zu fertigen, so dass das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen geringer ausgebildet sein kann als das Zahnflankenspiel zwischen den Bauteilverzahnungen.
Daher ist es bevorzugt, wenn das Antirasselbauteil mit einer höheren Präzision gefertigt ist als das zweite Bauteil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die zweite Antirasselverzahnung und/oder die erste Antirasselverzahnung Zähne auf, die in Antriebsrichtung elastisch verformbar sind.
Auf diese Weise können dann, wenn die Antirasselverzahnungen ein Zahnspiel aufweisen, Geräusche, die beim Umschlagen der Antirasselverzahnungen auftreten, gedämpft werden. Die elastische Verformbarkeit der Zähne in Antriebsrichtung kann jedoch auch bei einem Zweiflanken-Eingriff zwischen den Antirasselverzahnungen sinnvoll sein, und zwar aus den oben genannten Gründen.
Bevorzugt ist es ferner, wenn die zweite Antirasselverzahnung Zähne aufweist, die vom Zahnkopf aus mit radialen Schlitzen ausgebildet sind.
Auf diese Weise kann die elastische Verformbarkeit auch bei relativ steifen Kunststoffen (oder sonstigen Werkstoffen des Antirasselbauteils, wie z. B. Stahl) erhöht werden.
Die erste Antirasselverzahnung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an dem ersten Bauteil ausgebildet.
Hierdurch kann die Teileanzahl verringert werden.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die erste Antirasselverzahnung mit der ersten Bauteilverzahnung ausgerichtet ist, insbesondere in axialer Richtung. Mit anderen Worten können hierbei Zähne der ersten Bauteilverzahnung mit Zähnen der ersten Antirasselverzahnung ausgerichtet sein.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Antirasselverzahnung Teil der ersten Bauteilverzahnung ist.
Bei dieser Ausführungsform ist die erste Bauteilverzahnung generell breiter ausgebildet als die zweite Bauteilverzahnung, wobei der axial überstehende Teil der ersten Bauteilverzahnung die erste Antirasselverzahnung bildet.
Auf diese Weise kann das erste Bauteil kostengünstig gefertigt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die erste Antirasselverzahnung an einem Gegenbauteil ausgebildet, das an dem ersten Bauteil starr festgelegt ist.
Bei dieser Ausführungsform können die Antirasselverzahnungen von der Geometrie und/oder von der Materialauswahl her ideal aufeinander abgestimmt werden.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Gegenbauteil seitlich neben dem ersten Bauteil angeordnet ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Bauteilverzahnung, die mit der ersten Bauteilverzahnung. in Eingriff steht, um über die Bauteilverzahnungen eine Antriebskraft in einer Antriebsrichtung übertragen zu können, wobei dem ersten Bauteil ferner eine erste Antirasselverzahnung zugeordnet ist, wobei an dem zweiten Bauteil ein Antirasselbauteil befestigt ist, das gegenüber dem zweiten Bauteil in Antriebsrichtung versetzbar gelagert ist und eine zweite Antirasselverzahnung aufweist, die mit der ersten Antirasselverzahnung in Eingriff steht, und wobei dem zweiten Bauteil und dem Antirasselbauteil jeweils ein Reibabschnitt zugeordnet ist, die in Reibeingriff miteinander stehen.
Die Bauteilpaarungen gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung lassen sich mit den Merkmalen der Bauteilpaarungen des ersten Aspektes der Erfindung kombinieren, soweit vorliegend nichts anderes erwähnt ist.
Dadurch, dass das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil in Reibeingriff miteinander stehen, wird das Antirasselbauteil von dem zweiten Bauteil im stationären Zustand mitgenommen, ohne dass wirkungsgradverringernde Verspannungseffekte auftreten. Im Falle einer Schwingungsanregung kann, ausgehend aus dem stationären Zustand, sich die Zugflanke (auch als Vorderflanke oder als arbeitende Flanke bezeichenbar) des antreibenden Bauteils von einer Schubflanke (auch als Rückflanke oder als nicht arbeitende Flanke bezeichenbar) des angetriebenen Bauteils lösen und sogar bis zur gegenüberliegenden Flanke umschlagen (aufgrund des generell vorhandenen Zahnflankenspiels zwischen den Bauteilverzahnungen). Die Relativbewegung zwischen den zwei Bauteilen wird dabei mittels des Antirasselbauteils bzw. des Reibeingriffes zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil verzögert bzw. gedampft.
Dabei ist das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen vorzugsweise geringer als das Zahnflankenspiel zwischen den Bauteilverzahnungen. Wenn das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen größer Null ist, kann hierdurch erreicht werden, dass bei einer Verzögerung des antreibenden Bauteils zunächst die zweite Antirasselverzahnung umschlägt (aufgrund des kleineren Zahnflankenspiels). Während des weiteren Verlaufes der Bewegung des antreibenden Bauteils in Richtung zur Gegenflanke wird diese Bewegung dann aufgrund des Reibeingriffes zwischen dem zweiten Bauteil und dem Antirasselbauteil verzögert. Hierdurch kann erreicht werden, dass das zweite Bauteil beim Umschlagen nicht oder jedenfalls mit einer geringeren Relativgeschwindigkeit auf das erste Bauteil umschlägt. Da die Antirasselverzahnungen hierbei im normalen Betrieb, also beispielsweise unter Zug oder Schub, nicht ständig miteinander in Eingriff stehen bzw. vorzugsweise nicht gegeneinander verspannt sind, wird durch die Antirasselmaßnahmen gemäß der vorliegenden Erfindung auch kein sekundäres tonales Geräusch erzeugt, wie z. B. Heulen.
Das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen kann jedoch auch bei dem zweiten Aspekt der Erfindung Null sein, so dass ein Zweiflankenkontakt erzielt wird.
Vorzugsweise sind bei dem zweiten Aspekt der Erfindung die Reibabschnitte in einer Ebene parallel zur Antriebsrichtung ausgebildet.
Auf diese Weise kann der Reibeingriff effektiv erfolgen, während das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil in Antriebsrichtung gegeneinander versetzt werden.
Bei einer bevorzugten Zahnradpaarung können die Reibabschnitte sich folglich in Umfangsrichtung erstrecken. Bei Verwendung einer Zahnstange können die Reibabschnitte sich linear erstrecken.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Reibabschnitte radial ausgerichtet sind, also insbesondere quer zu der Erstreckung eines einzelnen Zahns der Bauteilverzahnungen.
Hierdurch können das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil kostengünstig hergestellt werden. Bei Schrägverzahnungen kann zudem die während des Zahneingriffs der Bauteilverzahnungen auftretende Axialkraft zum Andrücken verwendet werden, um also das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil in den Reibeingriff zu drücken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Reibabschnitte dabei im Bereich von seitlichen Stirnflächen des zweiten Bauteils bzw. des Antirasselbauteils ausgebildet.
Auf diese Weise können die Reibabschnitte kostengünstig gefertigt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Reibabschnitte schräg bzw. konisch geformt.
Auf diese Weise kann, ähnlich wie bei Synchronisierungen für Schaltgetriebe, mit relativ geringen Kräften eine hohe Reibwirkung erzielt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Reibabschnitt direkt an dem zweiten Bauteil ausgebildet ist.
Hierdurch kann die Teileanzahl der Bauteilpaarung verringert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Reibabschnitt direkt an dem Antirasselbauteil ausgebildet.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Teileanzahl verringert werden.
Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil in Axialrichtung elastisch gegeneinander verspannt sind, um die Reibabschnitte aneinander anzudrücken.
Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass auch über eine längere Lebensdauer der Bauteilpaarung immer eine hinreichende Reibkraft zum Verzögern des Umschlagens der Bauteilverzahnungen zur Verfügung steht.
Der Antirasselmechanismus der erfindungsgemäßen Bauteilpaarung ist kein Getriebe im maschinenbautechnischen Sinn sondern ein Abstützmechanismus zum Zurückhalten bzw. Verzögern bzw. Dämpfen der ansonsten im Drehflankenspiel hin- und herschwingenden Verzahnungen. Die Antirasselmaßnahme ist durch einen hohen Wirkungsgrad gekennzeichnet, da der Mechanismus nur bei dem Hin- und Herschwingen (Umschlagen) der Verzahnungen wirkt, ansonsten jedoch nur interne Kräfte zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil wirken. Da das Antirasselbauteil relativ schmal ausgebildet werden kann (beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 8 mm, insbesondere von 1 bis 5 mm), ergeben sich auch keine wesentlich erhöhten Planschverluste.
Der Antirasselmechanismus kann mit geringem Gewicht bereitgestellt werden und zu geringen Kosten. Nebengeräusche wie Heulen werden nicht erzeugt. Bei Lastwechselschlagen (also tieffrequentem Umschlagen) wird der Antirasselmechanismus überdruckt. Da der Mechanismus auch hierbei nur während der Phase des Umschlagens der Verzahnungen in Wirkung tritt, ergeben sich hierdurch keine Verschlechterungen beim Wirkungsgrad.
Im Gegensatz zu Maßnahmen des Standes der Technik sind bei dem zweiten Aspekt der Erfindung das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil in Antriebsrichtung gegeneinander beweglich. Da das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil über den Reibgriff in einer Wirkbeziehung stehen, kann folglich die Freiflugphase der Bauteilverzahnungen beim Umschlagen minimiert werden, insbesondere dann, wenn das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen kleiner ist als das Zahnflankenspiel zwischen den Bauteilverzahnungen.
Die erste und die zweite Antirasselverzahnung treten nach der Art von Verzahnungen formschlüssig miteinander in Eingriff. Die Verzahnungen müssen jedoch bei dem zweiten Aspekt der Erfindung in der Regel keine Evolventenverzahnungen wie die Bauteilverzahnungen sein. Vielmehr kann die Kontur der Zähne der Antirasselverzahnungen kugelförmig oder konvex profiliert sein. Im Idealfall berühren sich die Zähne der Antirasselverzahnungen in einem Punkt oder in einer Linie. Jegliche Profilpaarungen (konvex-konvex, plan-konvex oder konvex-plan) sind dabei denkbar.
Während das Antirasselbauteil bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt in Reibeingriff mit dem zweiten Bauteil steht (also im stationären Zustand im Reibschluss in Antriebsrichtung mit dem zweiten Bauteil verbunden ist), ist es in einer alternativen Ausführungsform des ersten Aspektes in der Erfindung auch möglich, das Antirasselbauteil in Antriebsrichtung formschlüssig mit dem zweiten Bauteil zu verbinden.
Bei dieser Ausführungsform kann die Antirassel-Eigenschaft des Antirasselbauteils im Wesentlichen über die radiale und/oder tangentiale Elastizität des Antirasselbauteils realisiert werden.
Dabei versteht sich ferner, dass auch bei dieser Ausführungsform, wie auch bei allen übrigen vorstehenden Ausführungsformen, die Antirasselverzahnung des Antirasselbauteils auch in Antriebsrichtung (also tangential) elastisch ausgebildet sein kann, um Relativbewegungen des ersten und des zweiten Bauteiles zu dämpfen.
Insgesamt ist ergänzend Folgendes anzumerken: Angestrebt wird eine möglichst 100%-ige Spieleliminierung durch das Antirasselbauteil, das vorzugsweise mit kleinen Kräften (etwa bis zu 50 N, insbesondere bis zu 30 N und besonders bevorzugt bis zu 10 N) und geringen Wegen (insbesondere kleiner 20 Mikrometer, vorzugsweise ca. 2–4 Mikrometer) in die Gegenzahnradlücke gedrückt wird. Die Abwälzeffekte bei umlaufenden Verzahnungen werden nicht behindert, tonale und andere stochastische Geräuscheffekte, insbesondere Rasseln, werden vermieden oder zumindest deutlich gemindert.
Wichtig sind daher folgende Aspekte:

• Die Anwendung kann bei beliebigen umlaufenden abwälzenden Außen- oder Innenverzahnungen angewendet werden, also Stirnradgetriebe, Planetengetriebe
• Die Anwendung kann auch bei beliebigen Spline-Verzahnungen angewendet werden, etwa Kupplungsspline/Steckverzahnungen,
• Die Anwendung kann auch bei beliebigen Klauenverzahnungen zum Einsatz kommen
• Die Anwendung kann auch ganz allgemein bei beliebigen Welle-/Nabe-Verbindungen verwendet werden, etwa als Ergänzung oder Ersatz der Passfeder. Deren Nachteil ist es, dass sie immer spielbehaftet ist. Dies ist bei Oszillation des einen oder anderen Bauteiles der Welle-/Nabe-Verbindung nachteilig, da es aufgrund des Spieles/Nichtlinearitäten zu Stoßeffekten/Rasseln kommen kann. Wird also etwa statt der klassischen Passfeder eine Passfeder nach Art des Antirasselbauteiles (bzw. Mikrozahnrades), etwa ein Zahn als Extremvereinfachung des Mikrozahnrades, radial- und/oder tangentialelastisch in die Gegenzahnlücke oder Passfedernut des Gegenbauteiles (Welle oder Nabe) gedrückt, kann es nicht mehr zu Rasseleffekten kommen bzw. diese können gelindert werden.
• Die Kräfte des Mikrozahnrades können vorzugsweise so erzeugt werden, dass das Antirasselbauteil (Mikrozahnrad) mit Zweiflanken-Eingriff bedingt durch seine dickeren Zähne gegenüber der größten Gegenzahnradlücke radialelastisch in die Gegenzahnradlücke gedrückt wird. Die hierzu aufgewendeten Kräfte können allgemein auch beliebig durch Magnetismus, Federkraft, Hydraulik, Pneumatik etc. erzeugt werden, auch wenn vorliegend nur die Variante der Federelastizität vorstellt wird.

Die Anordnung des Antirasselbauteils (Mikrozahnrades) kann bei Geradverzahnungen beliebig auf der einen oder anderen oder beiden Seiten gleichzeitig des Mutterzahnrades erfolgen. Bei Schrägverzahnungen können sich je nach Richtung des Schrägungswinkels Vorzugsseiten der axialen Anordnung ergeben, etwa die eine oder die andere Seite des Mutterzahnrades. Denn in diesem Fall könnte das Mikrozahnrad als Folge der resultierenden Kräfteüberlagerungen entweder auf das Mutterzahnrad axial aufgedrückt oder von diesem weggedrückt werden. Insgesamt sind aber die ausgeführten Konstruktionen vorzugsweise so zu dimensionieren, dass, egal welche Kräfte wirken, der Effekt des Rasselns zu möglichst 100% unterdrückt wird, die Radial- und/oder Tangentialscherelastizität gegeben ist und/oder das Mikrozahnrad kraft- oder formschlüssig in seiner Position verharrt, ohne ungewollt axial gegen das Mutterzahnrad zu drücken oder von diesem weggedrückt zu werden. In manchen ausgeführten Konstruktionen kann es sein, dass es keine freie Wahl der Anordnung des Mikrozahnrades auf einer beliebigen Stirnseite des Mutterzahnrades gibt. Sollte sich also in solchen Zwangsbedingungen eine ungünstige Lage des Mikrozahnrades ergeben, und damit einhergehend auch ungünstige Kräfteüberlagerungen, so sind geeignete Konstruktionen zu wählen, etwa Stützborde, Federringe, etc., damit das Mikrozahnrad nicht ungewollt axial vom Mutterzahnrad weggedrückt wird.
Das Antirasselbauteil ist vorzugsweise als Ringelement ausgebildet. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Außendurchmesser zu Innendurchmesser des Ringelements im Bereich von 100:50 bis 100:95, insbesondere im Bereich von 100:60 bis 100:85, insbesondere im Bereich von 100:70 bis 100:80. Hierdurch kann das Antirasselbauteil mit geringem Gewicht ausgebildet werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Abwicklung einer Bauteilpaarung aus einem Festrad und einem Losrad gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine der 1 vergleichbare Ansicht, wobei sich eine Schubflanke des Festrades von einer Rückflanke des Losrades löst;
3 eine der 1 vergleichbare Ansicht, wobei eine Rückflanke des Festrades an einer Schubflanke des Losrades anliegt;
4 eine Explosionsansicht einer Bauteilpaarung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
5 die Bauteilpaarung der 4 in zusammengebautem Zustand in perspektivischer Darstellung;
6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bauteilpaarung;
7 eine schematische Darstellung eines Zahneingriffs einer erfindungsgemäßen Bauteilpaarung;
8 eine schematische Querschnittsansicht einer Welle-/Nabe-Verbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
9 eine perspektivische Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Welle-/Nabe-Verbindung;
9a eine alternative Ausführungsform eines Radialfederelementes für die Welle-/Nabe-Verbindung der 9;
10 eine perspektivische Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Welle-/Nabe-Verbindung;
11 eine perspektivische Teilschnittansicht der Welle-/Nabe-Verbindung der 10;
12 eine perspektivische Teilschnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradatzes;
13 eine perspektivische Teilschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Planetenradsatzes;
14 eine perspektivische Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradsatzes;
15 eine perspektivische Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Planetenradsatzes;
16 eine schematische Darstellung eines ersten Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug; und
17 eine schematische Darstellung eines weiteren Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug.
Eine erste Ausführungsform einer mechanischen Bauteilpaarung ist in den 1 bis 3 dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
Die Bauteilpaarung 10 weist ein erstes Bauteil 12 in Form eines Losrades und ein zweites Bauteil 14 in Form eines Festrades auf. Das Festrad 14 ist im vorliegenden Fall das antreibende Bauteil. Das Losrad 12 weist eine erste Bauteilverzahnung 16 auf. Das Festrad 14 weist eine zweite Bauteilverzahnung 18 auf.
Das Losrad 12 wird mittels des Festrades 14 in einer Antriebsrichtung 20 angetrieben. Dabei berührt eine Schubflanke 22 der zweiten Verzahnung 18 eine Rückflanke 26 der ersten Verzahnung 16.
Die Verzahnungen 16, 18 sind mit einem gewissen Zahnflankenspiel ausgebildet, das in 1 mit 24 bezeichnet ist.
Das Zahnflankenspiel 24 ist im vorliegenden Fall die Distanz zwischen einer Rückflanke der zweiten Verzahnung 18 und einer Schubflanke 28 der ersten Verzahnung 16.
Derartige Verzahnungen sind allgemein bekannt. Aufgrund des Zahnflankenspiels 24 kann es bei höherfrequenten Anregungen auf der Antriebsseite zu so genannten Rasselgeräuschen kommen. Hierbei schlagen die Verzahnungen 16, 18 um, so dass sich abwechselnd die Flanken 27, 28 und die Flanken 22, 26 berühren.
Insbesondere können solche hochfrequenten Anregungen bei Verwendung einer solchen Bauteilpaarung 10 in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges auftreten, beispielsweise in einem Stufen- bzw. Stirnradgetriebe eines solchen Antriebsstranges. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Getriebe eingangsseitig mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, der Vibrationen erzeugt, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor.
Zum Verhindern dieser Rasselgeräusche ist die Bauteilpaarung 10 mit einem Antirasselmechanismus ausgestattet, der ein Antirasselbauteil 30 beinhaltet. Das Antirasselbauteil 30 ist mit dem Festrad 14 gekoppelt, und zwar so, dass das Antirasselbauteil 30 in Antriebsrichtung 20 beweglich gegenüber dem Festrad 14 ist. Das Antirasselbauteil 30 steht mit einer ersten Antirasselverzahnung 32 in Eingriff, die an dem Losrad 12 vorgesehen ist. Zu diesem Zweck weist das Antirasselbauteil 30 eine zweite Antirasselverzahnung 33 auf.
Die erste Antirasselverzahnung 32 kann ein axialer Abschnitt der ersten Verzahnung 16 sein. Die erste Antirasselverzahnung 32 kann jedoch auch anders geformt sein als die erste Verzahnung 16, jedoch axial ausgerichtet hierzu geformt sein.
Das Antirasselbauteil 30 wird mit einer relativ hohen Präzision gefertigt, derart, dass ein Umfangspiel 34 zwischen den Antirasselverzahnungen 32, 33 kleiner ist als das Zahnflankenspiel 24.
Das Antirasselbauteil 30 ist ferner an dem Festrad 14 über einen Reibeingriff 38 geführt. Hierzu sind an dem Antirasselbauteil 30 (bzw. hiermit verbundenen Komponenten) und an dem Festrad 14 (oder hiermit verbundenen Komponenten) entsprechende Reibflächen ausgebildet, die vorzugsweise durch eine axiale Andruckkraft 36 miteinander in Eingriff gebracht werden. Die entsprechende Darstellung ist in den 1 bis 3 schematischer Natur und soll lediglich andeuten, dass das Antirasselbauteil 30 in Antriebsrichtung 20 relativ zu dem Festrad 14 bewegt werden kann, wobei hierbei jedoch eine gewisse Reibkraft aufgrund des Reibeingriffes 38 zu überwinden ist. Durch diesen Antirasselmechanismus können Rasselgeräusche, wie oben beschrieben, deutlich reduziert oder sogar vollständig eliminiert werden.
Sofern sich aufgrund einer höherfrequenten Anregung die Schubflanke 22 der zweiten Verzahnung 18 von der Rückflanke 26 der ersten Verzahnung 16 löst, wird aufgrund des Reibeingriffes das Antirasselbauteil 30 hierbei mitgenommen. Zu einem gewissen Zeitpunkt, der in 2 gezeigt ist, schlägt die Rückflanke 26 der zweiten Antirasselverzahnung 33 an einer entsprechenden Schubflanke 22 der ersten Antirasselverzahnung 32 an (das Umfangsspiel 34 ist überwunden).
Aufgrund der höherfrequenten Anregung wird das Festrad 14 dann weiter in die Umschlagsrichtung bewegt. Hierbei wird diese Bewegung jedoch aufgrund des Reibeingriffes 38 verzögert bzw. gebremst bzw. gedämpft. Demzufolge trifft die Rückflanke 27 des Festrades 14 mit einer deutlich verringerten Geschwindigkeit (im Ideal fall mit der Geschwindigkeit Null oder gar nicht) auf der Schubflanke 28 des Losrades 16 auf.
Auf diese Weise können Rasselgeräusche, wie sie bei herkömmlichen Bauteilpaarungen auftreten, effizient verringert werden.
Das Antirasselbauteil 30 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, insbesondere aus Polyamid. Das erste Bauteil 12 und das zweite Bauteil 14 sind vorzugsweise aus Metall hergestellt, beispielsweise aus Stahllegierungen unter Verwendung von Chrom, Nickel, Molybdän etc.
Bei der Rückbewegung des Festrades 14 in Bezug auf das Losrad 12 erfolgt der gleiche Ablauf. Das Antirasselbauteil 30 wird zunächst von dem Festrad 14 mitgenommen, bis dessen Schubflanke 18 an der Rückflanke 26 der ersten Antirasselverzahnung 32 anschlägt. In der Folge wird die weitere Bewegung des Festrades 14 auf das Losrad 12 zu wiederum aufgrund des Reibeingriffes 38 verzögert. Daher kann erreicht werden, dass die Schubflanke 22 dann mit einer nur geringen Geschwindigkeit auf die Rückflanke 26 auftrifft (oder im Idealfall mit der Geschwindigkeit Null bzw. gar nicht auftrifft).
Das Antirasselbauteil 30 ist, obgleich dies in den 1 bis 3 nicht dargestellt ist, in Antriebsrichtung 20 in wenigstens zwei Antirasselsegmente unterteilt.
Die in den 1 bis 3 gezeigte Bauteilpaarung weist zwei Zahnräder 12, 14 auf, die geradverzahnt sind. Die erfindungsgemäße Bauteilpaarung kann jedoch auch als Paarung aus einer Zahnstange und einem Zahnrad ausgebildet sein. Die Abläufe sind vollkommen identisch.
In den folgenden Figuren sind alternative oder abgewandelte Ausführungsformen von Bauteilpaarungen gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Bauteilpaarung 10 der 1 bis 3 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Im Folgenden werden jeweils lediglich die Unterschiede erläutert.
So ist in den 4 und 5 eine Ausführungsform gezeigt, bei der alternativ oder zusätzlich das Antirasselbauteil 30 in radialer Richtung elastisch verformbar ausgebildet bzw. elastisch gelagert und durch geeignete Federmittel in radialer Richtung gegen die Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils 12 vorgespannt bzw. in radialer Richtung elastisch auslenkbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann das auftretende Drehflankenspiel 24 ausgeglichen werden. Ferner kann das Antirasselbauteil 30 über einen Reibeingriff mit dem zweiten Bauteil 14 verbunden sein (direkt oder indirekt). Alternativ ist es jedoch auch denkbar, das Antirasselbauteil 30 bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen starr an dem zweiten Bauteil 14 festzulegen, auch wenn dies nicht in Bezug auf sämtliche Ausführungsformen erwähnt ist.
Die Antirasselverzahnung 33 des Antirasselbauteils 30 kann dabei starr bzw. steif ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Antirasselverzahnung 33 des Antirasselbauteils 30 auch in Antriebsrichtung zumindest begrenzt elastisch verformbar ausgebildet ist.
Im Bereich des Zahneingriffs des ersten Bauteils 12 und des zweiten Bauteils 14 wird die Antirasselverzahnung 33 in radialer Richtung in die Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils 12 gedrückt bzw. aus dieser herausgedrückt, um für den gewünschten Spielausgleich (bis zu 100%) zu sorgen.
Die Ausführungsform mit radial elastischem bzw. radial gelagertem Antirasselbauteil 30 kann mit sehr wenigen Bauteilen realisiert werden.
Ein Innendurchmesser des Antirasselbauteils 30 ist größer als der Außendurchmesser eines Ringvorsprunges 42 des zweiten Bauteils 14. Ferner weist die Bauteilpaarung ein Radialfederelement 40 in der Form einer ringförmigen Wellfeder 40 auf, die im zusammengebautem Zustand (siehe 5) in radialer Richtung zwischen dem Ringvorsprung 42 und dem Innenumfang des Antirasselbauteils 30 angeordnet ist.
Das Radialfederelement 40 stützt sich in radialer Richtung an dem Ringvorsprung 42 ab und übt eine Federkraft in radialer Richtung 115 auf das Antirasselbauteil 30 aus.
Hierdurch wird die Antirasselverzahnung 33 des Antirasselbauteils 30 im Bereich des Zahneingriffs zwischen den Zahnrädern 12, 14 in radialer Richtung in die Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils 12 gedrückt, wie es in 5 dargestellt ist. Anders formuliert, kann das Antirasselbauteil 30 gegen die Federkraft aus der Antirasselverzahnung 32 herausgedrückt (ausgelenkt) werden. Es versteht sich hierbei, dass die Abmessungen der Zähne der Antirasselverzahnung 33 in geeigneter Weise angepasst seinkönnen, um einen Kontakt der Zahnspitzen der Antirasselverzahnung 33 mit dem Zahngrund der Antirasselverzahnung 32 zu vermeiden.
Das Radialfederelement 40 kann als separates Bauteil ausgeführt sein, wie es in den 4 und 5 dargestellt ist. Das Radialfederelement 40 kann ein Bauteil aus Kunststoff oder aus einem Federstahl sein. Das Antirasselbauteil 30 ist bevorzugt ein Kunststoffteil, kann jedoch auch aus Metall ausgebildet werden.
Ferner kann das Radialfederelement 40 einstückig mit Antirasselbauteil 30 ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Anzahl der Teile der Bauteilpaarung 10 weiter reduziert werden.
Das Antirasselbauteil 30 ist, wie es in 4 schematisch dargestellt ist, in Umfangsrichtung in zwei Antirasselsegmente 44 unterteilt. Zur radialen Fixierung der Antirasselsegmente 44 an dem zweiten Bauteil 44 ist ein Radialanschlag 46 vorgesehen, der zwischen den Antirasselsegmenten 44 und dem zweiten Bauteil 14 wirkt und in 4 schematisch angedeutet ist. Alternativ hierzu kann ein Radialanschlag auch dadurch eingerichtet sein, dass ein Sicherungsring die Antirasselsegmente 44 in Umfangsrichtung umgibt.
In 6 ist in schematischer Form eine Bauteilpaarung 10 gezeigt, bei der das Antirasselbauteil 30 in radialer Richtung 115 elastisch auslenkbar ist. In 6 ist links dabei eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Antirasselbauteil 30 insgesamt starr ausgebildet ist und radial elastisch gelagert ist. Beispielsweise aufgrund einer größeren Zahndicke (siehe unten) wird das Antirasselbauteil 30 dabei in radialer Richtung 115 aus der Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils herausgedrückt. Hierdurch ergibt sich zwischen den Verzahnungen im Bereich des Zahneingriffs ein Radialversatz 150.
Da das Antirasselbauteil 30 im Wesentlichen starr ausgebildet ist, wird dieses in Bezug auf das zweite Bauteil 40 insgesamt exzentrisch versetzt, so dass auch deren Mittelpunkte radial versetzt sind, wie es bei 152 gezeigt ist. Aus dieser Darstellung versteht sich, dass eine insgesamt starre Ausbildung des Antirasselbauteils 30 beispielsweise dann, wenn das zweite Bauteil 14 mit mehreren ersten Bauteilen 12 in Eingriff steht, und zwar über den Umfang verteilt, problematisch sein kann. Gleiches gilt dann, wenn das erste Bauteil 12 und das zweite Bauteil 14 konzentrisch zueinander angeordnet sind, wie bei einer Welle-/Nabe-Verbindung.
In 6 rechts ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der das Antirasselbauteil 30 beispielsweise selbst elastisch ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich im Bereich des Zahneingriffs wiederum ein Radialversatz 150, wohingegen auf der radial gegenüberliegenden Seite ein solcher Radialversatz nicht gegeben sein muss.
Dies gilt in entsprechender Weise auch für den Fall eines in Umfangsrichtung segmentiert ausgeführten Antirasselbauteils 30, so dass sich eine solche Ausführungsform insbesondere bei Welle-/Nabe-Verbindungen und beispielsweise Planetenradsätzen eignet.
In 7 ist in schematischer Form eine bevorzugte Ausführungsform einer Bauteilpaarung 10 gezeigt. Dabei wird beispielsweise das zweite Antirasselbauteil 14 mit einer Antriebskraft 160 in Antriebsrichtung angetrieben. Dabei liegt eine Flanke der zweiten Bauteilverzahnung 18 an einer Flanke der ersten Bauteilverzahnung 16 an.
Dort wird eine Antriebskraft 162 auf das erste Bauteil 12 übertragen. Dies findet an einem Ort 164 des Zahneingriffs zwischen den Verzahnungen 16, 18 statt. In 7 ist ferner das Zahnflankenspiel 24 zwischen den Verzahnungen 16, 18 gezeigt.
Die Antirasselverzahnung 33 des Antirasselbauteils 30 ist hingegen so ausgebildet, dass sie mit der ersten Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils 12 in einem Zweiflanken-Eingriff steht. Dabei findet ein Zahneingriff zwischen diesen Verzahnungen zum einen an einem Ort 166 statt, der beispielsweise mit dem Ort 164 zusammenfallen kann. Zum anderen berühren sich die Verzahnungen 33, 32 auch an einer gegenüberliegende Flanke, was bei 168 gezeigt ist.
Die Zähne der zweiten Antirasselverzahnung 32 sind so ausgebildet, dass sie eine Zahndicke 170 aufweisen, die größer ist als eine Zahnlücke 172 der ersten Antirasselverzahnung 32. Dies führt dazu, dass der Zahn über die Zahneingriffe 166, 168 in radialer Richtung 115 aus der ersten Antirasselverzahnung 32 herausgedrückt wird, und zwar gegen die Kraft eines schematisch dargestellten Radialfederelementes 40. Die hierdurch bedingte radiale Auslenkung ist in 7 wiederum mit 150 dargestellt. In Bezug auf 7 ist anzumerken, dass die Differenz zwischen der Zahndicke 170 und der Zahnlücke 172 übertrieben vergrößert dargestellt ist, um den Sachverhalt deutlicher darzustellen. Demzufolge ist auch der Radialversatz 150 bereits übertrieben dargestellt. In der Regel ist dieser kleiner als 500 μm.
Die Antirasselverzahnungen 32, 33 sind als Evolventenverzahnungen ausgebildet. Die Angaben der Zahndicke und der Zahnlücke beziehen sich dabei nach der üblichen Nomenklatur auf die Zahndicke im sogenannten Teilkreis.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen von Bauteilpaarungen erfüllen wenigstens einen der folgenden Vorteile:
Das Rasselproblem an einer spielbehafteten Bauteilpaarung wird durch nur ein Bauteil in einer Ebene gelöst.
Ein Spielausgleich erfolgt entweder durch eine Profilverschiebung, durch dickere Zähne der Antirasselverzahnung 33 des Antirasselbauteils 30, durch eine kleinere Zahnlücke der Antirasselverzahnung 32, durch radiales Eindrücken des Antirasselbauteils 30 in die Antirasselverzahnung 32 des ersten Bauteils, durch Volumenvergrößerung des Antirasselbauteils, bis ein Spielausgleich (”tight mesh”) erfolgt, durch elastische Abfederung mittels Federbereichen, die in das Antirasselbauteil 30 integriert sind, beispielsweise in radialer und/oder tangentialer (d. h. in Antriebsrichtung) Richtung, durch Reibeingriff des Antirasselbauteils 30 in axialer oder radialer Richtung gegenüber dem zweiten Bauteil 14, wobei der Reibeingriff direkt oder indirekt erfolgen kann, und/oder durch eine axiale oder radiale Fixierung des Antirasselbauteils 30 an dem zweiten Bauteil 14.
Bei der Verwendung von Metall für das Antirasselbauteil ist anstelle von Stahl auch die Verwendung von Aluminium (oder einem anderen Leichtmetall) denkbar. Bei einer Ausführungsform ist das Antirasselbauteil 30 bevorzugt aus Kunststoff oder einem Leichtmetall ausgebildet, da hierdurch eine gewünschte Wärmedehnungskompensation möglich ist.
In 8 ist im Querschnitt in schematischer Form eine Bauteilpaarung 10A in Form einer Welle-/Nabe-Verbindung gezeigt. Die Bauteilpaarung 10A weist ein erstes Bauteil 12A in Form einer Nabe und ein zweites Bauteil 14A in Form einer Welle auf. Die Nabe 12A weist eine erste Verzahnung 16A in Form einer Innenverzahnung auf. Die Welle 14A weist eine zweite Verzahnung 18A in Form einer Außenverzahnung auf, die in axialer Richtung in die erste Verzahnung 16A gesteckt ist, um die Nabe 12A in Umfangsrichtung 20A formschlüssig mit der Welle 14A zu verbinden.
Die Verzahnungen 16A, 18A weisen ein Zahnflankenspiel 24A auf. Demzufolge besteht auch bei der Welle-/Nabe-Verbindung die Gefahr des Rasselns.
Zu diesem Zweck ist der Welle-/Nabe-Verbindung ein Antirasselbauteil 30B zugeordnet, das in Umfangsrichtung 20 in vier Antirasselsegmente 44A unterteilt ist (von denen in 8 drei zu sehen sind).
Ferner ist in 8 zu erkennen, dass benachbarte Antirasselsegmente 44A jeweils durch einen Umfangsabstand 47 beabstandet sind, der vorliegend größer ist als die Hälfte des Zahnflankenspiels 24A, und insbesondere größer ist als das Zahnflankenspiel 24A.
In 8 ist ferner gezeigt, dass ein Radialfederelement 40A ein Antirasselsegment 44A (und bevorzugt sämtliche Antirasselsegmente 44A) in radialer Richtung in die erste Antirasselverzahnung 32A drückt, die im vorliegenden Fall durch die Innenverzahnung 16A gebildet ist. In 8 ist zudem gezeigt, dass die Welle 14A mit dem Antirasselsegment 44A (und vorzugsweise mit allen Antirasselsegmenten 44A) in Reibeingriff 38A steht. Der Reibeingriff 38A kann indirekt durch das Radialfederelement 40A eingerichtet sein, oder direkt zwischen der Welle 14A und dem Antirasselsegment 44A eingerichtet sein.
Die generelle Funktionsweise entspricht der oben in Bezug auf Stirnradpaarungen beschriebenen Funktionsweise.
Die Antirasselverzahnungen 32A, 33A stehen in einem Zweiflanken-Eingriff, und zwar bei 166, 168. Das Radialfederelement 40A ermöglicht ein radiales Herausdrücken des Antirasselsegmentes 44A aus der ersten Antirasselverzahnung 32A. Hierdurch kann ein Verklemmen vermieden werden. Sofern die Bauteile 12A, 14A durch eine Vibrationserregung angeregt werden, was zu einem Rasseln führen könnte, so wird durch den Zweiflanken-Eingriff 166, 168 eine solche aufkommende Relativbewegung durch den Reibeingriff bei 38A gedämpft.
In den 9 bis 11 sind weitere Ausführungsformen von Bauteilpaarungen 10A in Form von Welle-/Nabe-Verbindungen gezeigt. Diese entsprechen hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der in 8 beschriebenen Ausführungsform. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Die Welle-/Nabe-Verbindung 10A der 9 weist als Radialfederelement 40A einen O-Ring auf, der auf den konzentrischen Axialvorsprung 42A der Welle 14A aufgeschoben wird, und zwar radial innerhalb des Antirasselbauteils 30A. Das Antirasselbauteil 30A ist im vorliegenden Fall in drei Antirasselsegmente 44A unterteilt. Ferner ist in 9 ein Axialsicherungselement 48 in Form eines Sprengringes gezeigt, der im zusammengebauten Zustand in eine Radialnut 50 an den Vorsprung 42A greift, um das Antirasselbauteil 30A und das Radialfederelement 40A in axialer Richtung an der Welle 14A festzulegen.
9a zeigt eine alternative Ausführungsform eines Radialfederelementes in Form einer Wellfeder 40A, die an einer Stelle an ihrem Umfang unterbrochen ist. Die Wellfeder der 9 kann anstelle des O-Ringes der 9 verwendet werden.
In den 10 und 11 ist eine weitere Ausführungsform einer Welle-/Nabe-Verbindung 10A gezeigt, bei der das Radialfederelement 40A zur Axialsicherung verwendet wird.
Das Radialfederelement 40A ist hierbei als im Längsschnitt U- bzw. bogenförmiges Federelement ausgebildet, dessen Innenumfang in die Radialnut 50 eingeclipst werden kann. Die Antirasselsegmente (vorliegend achtzehn an der Zahl) weisen an ihrem Innenumfang eine Konusfläche 52 auf, die mit einer Längsachse einen Konuswinkel 54 im Bereich von 10 bis 60° einnimmt, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 45°. In entsprechender Weise weist das Radialfederelement 40A an seinem Außenumfang einen Konusschenkel 56 auf, der im zusammengebauten Zustand (11) an der durch die Antirasselsegmente 44A gebildeten Konusfläche 52 anliegt. Hierdurch wird das Antirasselbauteil 30 insgesamt in axialer Richtung an der Welle 14A fixiert. Ferner übt das Radialfederelement 40A aufgrund der im Längsschnitt bogenförmigen Ausgestaltung eine Radialkraft auf die Antirasselsegmente 44A aus, wie es bei 115 gezeigt ist. Zusätzlich übt das Radialfederelement 40A über den Konusschenkel 56 eine Axialkraft auf die Antirasselsegmente 44A aus, wie es bei 36 gezeigt ist. Folglich kann ein Reibeingriff zwischen den Antirasselsegmenten 44A und der Welle 14A an einer der gegenüberliegenden Radialflächen eingerichtet werden, wie es in 11 bei 38 gezeigt ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann ein Reibeingriff auch indirekt erfolgen, und zwar durch einen Reibeingriff 38a zwischen der Welle 14A und dem Radialfederelement 40A sowie zwischen dem Radialfederelement 40A und den Antirasselsegmenten 44A (wie es bei 38b gezeigt ist).
Der dem Konusschenkel 56 innenumfänglich gegenüberliegende Schenkel ist etwa halbkreisförmig ausgebildet und bildet einen Lagerabschnitt 51, der in die entsprechend kreisabschnittförmige Radialnut 50 greift.
In den 12 bis 15 sind jeweils Bauteilpaarungen 10B gezeigt, die in einen Planetenradsatz integriert sind. Der Planetenradsatz weist jeweils ein Sonnenrad 60, eine Mehrzahl von Planetenrädern 62, die an einem Planetenträger 64 gelagert sind, und ein Hohlrad 66 auf. Die Darstellung eines solchen Planetenradsatzes ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Generell sind die nachstehend ausgeführten Ausführungsformen auf jede Art von Umlaufradsatz bzw. auf jede Art von Radsatz anwendbar, bei denen das zweite Bauteil über den Umfang verteilt mit wenigstens zwei ersten Bauteilen in Eingriff steht, wie es bei einem Planetenradsatz der Fall ist.
In der Ausführungsform der Bauteilpaarung 10B der 12 ist das Sonnenrad 60 als zweites Bauteil 14B ausgebildet, dem ein Antirasselbauteil 30B zugeordnet ist, das in Umfangsrichtung in eine Mehrzahl von Antirasselsegmenten 44B unterteilt ist. Das Sonnenrad 60 weist hierbei einen Axialvorsprung 42B auf, an dessen Außenumfang sich wie bei den vorherigen Ausführungsformen das Antirasselbauteil 30B abstützt, und zwar über ein Radialfederelement 40B.
Der generelle Aufbau und die generelle Funktionsweise sind bei der Bauteilpaarung 10B der 12 und bei den Bauteilpaarungen der 13 bis 15 generell identisch wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Gleiche Elemente sind daher im Wesentlichen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede erläutert.
So ist bei dem Antirasselbauteil 30B der 12, das in eine Mehrzahl von Antirasselsegmenten 44B unterteilt ist, eine zum Außenumfang hin offene Sicherungsnut 68 vorgesehen, in die ein Sicherungsring 70 eingesetzt ist. Der Sicherungsring 70 dient als Radialanschlag, um zu verhindern, dass die einzelnen Antirasselsegmente 44B aufgrund von Zentrifugal- bzw. Zentripetalkräften radial nach außen ”wegfliegen”. Ein Radialanschlag könnte jedoch auch direkt zwischen dem zweiten Bauteil 14B und den Antirasselsegmenten 44B eingerichtet sein, beispielsweise durch entsprechend ausgeformte Schultern.
Durch das Antirasselbauteil 30B wird aufgrund des Zahneingriffes des Sonnenrades 60 mit den Planetenrädern 62 ein Rasseln auf die gleiche Art und Weise verhindert, wie es oben in Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen beschrieben worden ist.
13 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der das Hohlrad 66 als zweites Bauteil 14B ausgebildet ist, dem ein Antirasselbauteil 30B zugeordnet ist. In dieser Ausführungsform weist das Antirasselbauteil 30B eine Mehrzahl von Antirasselsegmenten 44B auf, deren gemeinsame zweite Antirasselverzahnung 33B am Innenumfang eingerichtet ist, entsprechend der innenumfänglichen Verzahnung des Hohlrades. Folglich ist ein Radialfederelement 40B zwischen einem außenumfänglich vorstehenden Ringvorsprung 42B des Hohlrades und dem Außenumfang des Antirasselbauteils 30B angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform kann zur Radialsicherung eine Sicherungsnut 68 an den Antirasselsegmenten 44B vorgesehen sein, die vorliegend jedoch am Innenumfang eingerichtet ist. In die Sicherungsnut 68 greift ein Sicherungsring 70, der verhindert, dass die Antirasselsegmente 44B beispielsweise im Stillstand radial nach innen wegfallen.
Das Antirasselbauteil 30B der 13 verhindert folglich ein Rasseln zwischen dem Hohlrad 66 und den Planetenrädern 62.
In 14 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, die im Wesentlichen eine Kombination der Ausführungsformen der 12 und 13 darstellt, wobei dem Sonnenrad 60 ein Antirasselbauteil 30B zugeordnet ist, und wobei dem Hohlrad 66 ebenfalls ein Antirasselbauteil zugeordnet ist. In diesem Fall kann ein Rasseln zwischen sämtlichen Zahnrädern des Planetenradsatzes verhindert werden.
15 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der den Planetenrädern 62 jeweils ein Antirasselbauteil 30B zugeordnet ist. Dessen Aufbau ist generell vergleichbar mit jenem des Sonnenrades 60 der 12. Da die Planeten 62 sowohl mit dem Hohlrad 66 als auch mit dem Sonnenrad 60 in Eingriff stehen, kann ein Rasseln sämtlicher Zahnräder des Planetenradsatzes verhindert werden.
Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Zahl der Antirasselsegmente 44 je nach Anwendung angepasst werden. Die Mindestanzahl der Antirasselsegmente 44 beträgt zwei. Vorzugsweise ist das Antirasselbauteil jeweils in wenigstens drei Antirasselsegmente unterteilt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jedes Antirasselsegment einen bis fünf Zähne auf, vorzugsweise zwei bis fünf Zähne.
Obgleich in Bezug auf die Ausführungsformen der 8 bis 11 das Antirasselbauteil 30A jeweils der Welle 14A zugeordnet ist, kann ein Antirasselbauteil 30A bei Welle-/Nabe-Verbindungen auch der Nabe zugeordnet sein, wobei die Antirasselsegmente in diesem Fall ähnlich wie bei den oben beschriebenen Hohlrad-Anwendungen radial nach innen in eine Verzahnung der Welle gedrückt werden.
In einem Getriebe mit mehreren Radsätzen ist eine Antirasselmaßnahme wie oben bevorzugt an wenigstens einem, vorzugsweise jedem der Radsätze ausgebildet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Antriebsstrang, in dem das Getriebe verwendet wird, an der Ausgangsseite des Verbrennungsmotors kein Zweimassenschwungrad aufweist. Für diesen Fall ist es bevorzugt, wenn nicht nur die Radsätze mit einer Antirasselmaßnahme ausgebildet sind, wie oben beschrieben, sondern wenn auch Rasselschwingungen der Synchronringe im Getriebe gemindert werden, beispielsweise durch Einclipsen von Wellfedern zwischen Kupplungskörper und Synchronring.
In den 16 und 17 sind beispielhafte Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge gezeigt, in denen die erfindungsgemäße Bauteilpaarung zum Einsatz kommen kann.
16 zeigt in schematischer Form einen Antriebsstrang 180 für ein Kraftfahrzeug, der einen Verbrennungsmotor 182 und eine Anfahrkupplung 184 aufweist. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 180 ein in Vorgelegebauweise ausgeführtes Stufengetriebe 186, das in üblicher Weise eine Mehrzahl von Radsätzen 188 beinhaltet. Die Radsätze 188 sind mittels Schaltkupplungen (Synchronkupplungen) schaltbar, um unterschiedliche Gangstufen des Stufengetriebes 186 ein- bzw. auszulegen. Die Radsätze 188 beinhalten in der Regel einen Konstanten-Radsatz und eine Mehrzahl von Radsätzen, die jeweils ein Losrad und ein oder mehrere Festräder beinhalten.
In 16 ist ferner beispielhaft dargestellt, dass wenigstens einer der Radsätze 188 eine Bauteilpaarung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Radsatz 188 beinhaltet ein erstes Bauteil 12 in Form eines Losrades, das mittels einer Synchronkupplung schaltbar ist, und ein zweites Bauteil 14 in Form eines Festrades. Dem Festrad 14 ist dabei ein Antirasselbauteil 30 der erfindungsgemäßen Art zugeordnet. Ferner ist beispielhaft gezeigt, dass einer nicht näher dargestellten Welle-/Nabe-Verbindung zwischen einem Festrad 12A und der zugeordneten Welle 14A ein Antirasselbauteil 30A zugeordnet sein kann.
17 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebsstranges 200 für ein Kraftfahrzeug, der einen Antriebsmotor 182, einen hydrodynamischen Wandler 202 und ein Planetengetriebe 204 beinhaltet. Das Planetengetriebe 204 beinhaltet wenigstens einen Planetenradsatz 206, der durch nicht näher bezeichnete Kupplungen bzw. Bremsen schaltbar ist. Dabei bilden beispielsweise die Planetenräder des Planetenradsatzes 206 zweite Bauteile 14 im Sinne einer erfindungsgemäßen Bauteilpaarung. Das Sonnenrad ist als erstes Bauteil 12A ausgebildet, das Hohlrad ist ebenfalls als erstes Bauteil 12B ausgebildet. Die Planetenräder (die zweiten Bauteile) 14 stehen sowohl mit dem Sonnenrad 12A als auch mit dem Hohlrad 12B in Eingriff. Dabei kann wenigstens einem der Planetenräder 14 (und/oder dem Hohlrad 12B und/oder dem Sonnenrad 12A) ein Antirasselbauteil 30B gemäß der vorliegenden Erfindung zugeordnet sein.
Bei dem Antriebsstrang 180 der 16 ist es vorteilhaft, dass der Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor 112 und der Kupplung 184 kein Zweimassen-Schwungrad beinhalten muss. Allerdings kann die Kupplung 184 selbst mit einem Torsionsdämpfer üblicher Bauart ausgestaltet sein, der eine zwei- oder mehrstufige Kennlinie beinhalten kann.
Bei dem Antriebsstrang 200 ist es vorteilhaft, dass eine Überbrückungskupplung 208 zum Überbrücken des hydrodynamischen Wandlers 202 häufiger bzw. früher zugeschaltet werden kann, so dass der Wirkungsgrad des Antriebsstranges 200 gesteigert werden kann. Neben der Anwendung in Radsätzen von Getrieben sind auch folgende Anwendungen generell denkbar: Motorsteuerräder, Industriegetriebe, Pumpen, Zahnradpumpen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, Lifescience-Produkte wie elektrische Zahnbürsten, Küchenmaschinen. Die Verwendung in Getrieben ist nicht auf die Verwendung in Personenkraftwagen beschränkt, sondern auch auf die Verwendung in Getrieben für Nutzfahrzeuge abstimmbar.
Hinsichtlich der Dimensionierung der erfindungsgemäßen Bauteilpaarungen ist ferner Folgendes zu beachten. In jedem Anwendungsfall sind die Dimensionierungen bzw. Geometrien gemäß den geforderten physikalischen Wirkprinzipien jeweils individuell durch brauchbare Rechenansätze und – sofern diese nicht hinreichend bekannt oder vorhanden sind – durch empirische Versuchsabstimmungen genau so festzulegen, dass die geforderte Funktion der Funktionsträger/Bauteile in jedem denkbaren Funktionsfall voll und wie gewünscht – wie oben beschrieben – erfüllt wird.
Die genannten Zahlenwerte gelten insbesondere für ein Schaltgetriebe eines Personenkraftfahrzeuges mit einem Hubraum von 1,6 Litern und einem maximal übertragbaren Moment von 217 Nm. Der Hauptachsstand beträgt dabei zwischen Antriebswelle und Nebenwelle 72 mm. Jede andere Auslegung der Bauteilpaarung muss individuell neu abgestimmt werden. Dabei gilt näherungsweise, dass die Parameter Drehzahl, Amplitude der Winkelbeschleunigung und Massenträgheitsmomente in einem rationalen Verhältnis linear diese benannten Kräfte und Federsteifigkeiten der Bauteilpaarung beeinflussen. Vereinfacht ausgedrückt gilt also: doppelte Drehzahl, oder doppelte Amplitude der Winkelbeschleunigung oder doppeltes Massenträgheitsmoment des durch die Bauteilpaarung am Klappern und Rasseln zu hindernden Losteiles muss mit einer Verdoppelung der Federkräfte und Steifigkeiten erreicht werden. Umgekehrt gilt das Gleiche auch bei einer Halbierung der benannten Parameter. Für die Zahndickenaufweitung des Mikrozahnrades gilt (zumindest bei dem ersten Aspekt der Erfindung) generell unabhängig von der Baugröße und Bauform der Getriebe: Die Zahndicke des Mikrozahnrades muss immer größer sein als die jemals durch Fertigungsschwankungen, Wärmedehnung oder mechanische Deformation auftretende Zahnlücke des Gegenrades, damit immer sicher gewährleistet ist, dass durch die Zweiflankenpaarung des Mikrozahnrades jegliches Drehflankenspiel zum Gegenrad zu 100% eliminiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10328482 A1 [0006]
- DE 19721851 A1 [0007]
- DE 3839807 C1 [0008]
- DE 102004008171 A1 [0009]
- DE 1967959 A1 [0010]
- JP 62228735 A [0010]
- US 4577525 B [0010]
- JP 01153865 A [0011]

Claims

Bauteilpaarung (10) mit einem ersten Bauteil (12) mit einer ersten Bauteilverzahnung (16) und einem zweiten Bauteil (14) mit einer zweiten Bauteilverzahnung (18), die mit der ersten Bauteilverzahnung (16) in Eingriff steht, um über die Bauteilverzahnungen (16, 18) eine Antriebskraft in einer Antriebsrichtung (20) übertragen zu können, wobei dem ersten Bauteil (12) ferner eine erste Antirasselverzahnung (32) zugeordnet ist, wobei an dem zweiten Bauteil (14) ein Antirasselbauteil (30) befestigt ist, das eine zweite Antirasselverzahnung (33) aufweist, die mit der ersten Antirasselverzahnung (32) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Antirasselbauteil (30) in Antriebsrichtung (20) in wenigstens zwei Antirasselsegmente (44) unterteilt ist.
Bauteilpaarung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Antirasselsegment (44) 1 bis N/3 Zähne der zweiten Antirasselverzahnung (33) aufweist, wobei N die Gesamtzahl der Zähne der zweiten Antirasselverzahnung (33) ist.
Bauteilpaarung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Antirasselsegmente (44) in Antriebsrichtung voneinander um einen Abstand (47) beabstandet sind, der größer ist als ein Zahnflankenspiel (24) zwischen den Bauteilverzahnungen (16, 18).
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antirasselsegmente (44) in Antriebsrichtung (20) jeweils über einen Reibeingriff (38) mit dem zweiten Bauteil (14) gekoppelt sind.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antirasselsegmente (44) von wenigstens einem Radialfederelement (40) in radialer Richtung in die erste Antirasselverzahnung (32) elastisch vorgespannt sind.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antirasselsegmente (44) in axialer Richtung benachbart zu den Bauteilverzahnungen (16, 18) angeordnet und mittels einer Axialsicherung axial an dem zweiten Bauteil (14) festgelegt sind.
Bauteilpaarung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialsicherung durch das Radialfederelement (40) eingerichtet ist, das axial an dem zweiten Bauteil festgelegt ist.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilpaarung (10A) eine Paarung aus einer Welle mit einer Außenverzahnung und einer Nabe mit einer Innenverzahnung ist.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilpaarung (10B) eine Paarung aus einem ersten und einem zweiten Zahnrad eines Planetenradsatzes ist, wobei das zweite Zahnrad mit wenigstens einem weiteren ersten Zahnrad in Eingriff steht.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antirasselsegmente (44) in Bezug auf das zweite Bauteil (14) in radialer Richtung (115) beweglich gelagert sind, wobei ein Radialanschlag (46; 70) den Umfang der radialen Beweglichkeit begrenzt.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zähne von einer (33) der Antirasselverzahnungen (32, 33) eine Zahndicke aufweisen, die größer oder gleich der Zahnlücke der Zähne der anderen Antirasselverzahnung (32) ist.
Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei an dem zweiten Bauteil (14) ein axial vorstehender Vorsprung (42) ausgebildet ist, der dem Antirasselbauteil (30) zugewandt ist.
Getriebe (186; 204) mit wenigstens einer Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Antriebsstrang (180; 200) für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe nach Anspruch 13.