DE102009015958B4 - Rattle-free component pairing - Google Patents
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Abstract
Bauteilpaarung (10) mit einem ersten Bauteil (12) in Form eines Zahnrades mit einer ersten Bauteilverzahnung (16) und einem zweiten Bauteil (14) in Form eines Zahnrades 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) in Form eines Zahnrades befestigt ist, das eine zweite Antirasselverzahnung (33) aufweist, die mit der ersten Antirasselverzahnung (32) in Eingriff steht, wobei das Antirasselbauteil (30) mittels einer Radialfederanordnung (56) in radialer Richtung (115) elastisch gelagert ist, wobei die Radialfederanordnung (56) als über den Umfang im Wesentlichen durchgehender Federring (70) ausgebildet ist, der an einem Innenumfang (74) des Antirasselbauteils (30) angreift, wobei das zweite Bauteil (14) eine Axialausnehmung (73) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (70) an einem Innenumfangsabschnitt (72) des zweiten Bauteils (14) gelagert ist, der durch eine radial äußere Umfangsfläche der Axialausnehmung (73) gebildet ist, wobei der Federring (70) die Axialausnehmung (73) axial hintergreift und wobei ein Axialsicherungsabschnitt (78) des Federrings (70) eine von dem zweiten Bauteil (14) axial abgewandte Radialfläche (80) des Antirasselbauteils (30) hintergreift, um das Antirasselbauteil (30) axial zu sichern.Component pairing (10) with a first component (12) in the form of a toothed wheel with a first component toothing (16) and a second component (14) in the form of a toothed wheel with a second component toothing (18) with the first component toothing (16) in Engaging is to be transmitted via the component gears (16, 18) a driving force in a drive direction (20), wherein the first component (12) further comprises a first anti-rattle toothing (32), wherein on the second component (14) Anti-rattle component (30) is mounted in the form of a gear having a second anti-rattle toothing (33) which is in engagement with the first anti-rattle toothing (32), wherein the anti-rattle component (30) by means of a radial spring assembly (56) in the radial direction (115) is elastically mounted, wherein the radial spring assembly (56) as over the circumference substantially continuous spring ring (70) is formed, the angre on an inner periphery (74) of the anti-rattle component (30) ift, the second component (14) having an axial recess (73), characterized in that the spring ring (70) is mounted on an inner circumferential section (72) of the second component (14), which is defined by a radially outer peripheral surface of the axial recess (73 ), wherein the spring ring (70) axially engages behind the axial recess (73) and wherein an axial securing section (78) of the spring ring (70) engages behind a radial surface (80) of the anti-rattle component (30) which faces away axially from the second component (14); to secure the anti-rattle component (30) axially.
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.The present invention relates to a mechanical component pairing of a first component having a first component toothing and a second component having a second component toothing, which is in engagement with the first component toothing in order to be able to transmit a drive force in a drive direction via the component toothings.
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.Such component pairings are well known, for example in the form of gear pairs and / or the pairing of a rack with a gear. Such component pairings are often used in powertrains of motor vehicles, for example in multi-step gearboxes, in drives for ancillary units, 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.One of the main problems with such mechanical component pairings is the so-called rattle phenomenon. This occurs mainly due to vibration excitations in the drive train, which are generated for example by a drive motor such as an internal combustion engine of the drive train. The rattling (also referred to as unsympathetic vibrations) arises from the fact that the driving component is decelerated due to the vibration excitation, but the driven component (eg a loose wheel) continues to rotate with an impressed rotational movement and is only delayed by friction and drag torque effects. In this case, the driven component from a pull flank of the drive component dissolves to swing to the trailing edge of the drive member and optionally abut there. Such phenomena occur not only in load change reactions, but in particular due to the higher-frequency excitations from other parts of the drive train, such as an internal combustion engine.
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.To reduce such sounds, there are several approaches. On the one hand active external gear measures can be provided, which decouple, for example, the disturbance excitation from an internal combustion engine by a dual mass flywheel. However, such dual-mass flywheels are complex in terms of the claimed installation space, the necessary additional weight and in terms of costs. Another possibility is passive external gear measures, such as encapsulation or insulation of the gear housing. These measures are unfavorable. Furthermore, active internal gear measures are known, which are arranged specifically to the main noise sources. Such active internal transmission measures are often aimed at minimizing the functional games or hindering the mobility within these functional games. The disadvantage here is often the reduced efficiency and the generation of other unwanted noise (such as howling). Furthermore, it is known to provide noise reduction passive internal gear measures that are located directly on the noise sources (ie, for example, the gears) and erase or isolate mechanical vibrations.
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.Well-known measures here are Losradbremsen, measures to Zahnlückenverspannung, measures in which a disc is used with a slightly different ratio, measures with a friction wheel Nebenübersetzung, vibration absorber, magnetic solutions to prevent release of the tooth flanks from each other, etc.
Beispielsweise ist aus dem Dokument
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Ferner offenbart das Dokument
Aus dem Stand der Technik sind ferner Antirasselmaßnahmen bekannt (z. B.
Das Dokument
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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.Against the above background, it is the object of the invention to provide a mechanical component pairing, with which an effective noise reduction can be realized and has a high efficiency.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Bauteilpaarung gemäß Anspruch 1The above object is achieved by a component pairing according to
Ein erster nicht erfindungsgemäßer Aspekt in Bezug auf Bauteilpaarungen wird beschrieben durch eine Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil in Form eines Zahnrades mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil in Form eines Zahnrades 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 in Form eines Zahnrades befestigt ist, wobei das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil direkt gegeneinander zentriert sind.A first noninventive aspect relating to component pairings is described by a component pairing of a first component in the form of a gear with a first component toothing and a second component in the form of a gear with a second component toothing, which is in engagement with the first component toothing to the component gears can transmit a driving force in a drive direction, wherein the first component is further associated with a first anti-rattle toothing and wherein on the second component an anti-rattle component is fixed in the form of a gear, wherein the anti-rattle component and the second component are directly centered against each other.
Durch die Zentrierung des Antirasselbauteils und des zweiten Bauteils können unerwünschte Exzentrizitäten des Antirasselbauteils in Bezug auf das zweite Bauteil vermieden werden.By centering the anti-rattle component and the second component unwanted eccentricities of the anti-rattle component with respect to the second component can be avoided.
Diese nicht erfindungsgemäße Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Antirasselbauteil in radialer Richtung (d. h. im Wesentlichen senkrecht bzw. quer zur Antriebsrichtung) elastisch verformbar ausgebildet und/oder in radialer Richtung elastisch gelagert ist.This non-inventive embodiment is particularly advantageous if the anti-rattle component is designed to be elastically deformable in the radial direction (that is, substantially perpendicular or transverse to the drive direction) and / or is elastically mounted in the radial direction.
Dieser erste nicht erfindungsgemäße Aspekt 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.This first non-inventive aspect is that the largest occurring rotational backlash of the component gears can be compensated by the radial deformability or radially elastic mounting of anti-rattle component, since the anti-rattle component can thus avoid radially elastic in the field of meshing. In other words, the tooth engagement between the anti-rattle toothings takes place in such a way that such a force acts between the anti-rattle component and the second component in the drive direction that the component toothings do not become so within the range even with high-frequency excitations (such as, for example, from an internal combustion engine, in particular a diesel engine) Backlash game turn that a rattle noise is generated. Furthermore, a drag torque, in particular a friction torque in the circumferential direction can be generated on the anti-rattle toothing, which damps the disturbing suggestions. The drag torque should be suitable to reduce the oscillating mass forces, in particular to eliminate.
Bei dieser Ausführungsform können alle fertigungsbedingten Toleranzen sowie thermischen Deformationen, die sich auf die Drehflankenspiele auswirken, bevorzugt bis zu 100% ausgeglichen werden.In this embodiment, all production-related tolerances and thermal deformations, which have an effect on the rotational flank play, can be compensated preferably up to 100%.
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 nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform kann aufgrund des radial elastischen Ausweichens im Bereich des Zahneingriffs ein Mittelpunkt des Antirasselbauteils exzentrisch gegenüber einem Mittelpunkt des zweiten Bauteils versetzt angeordnet sein. Hierbei kann mit anderen Worten ein beliebiger Punkt des Antirasselbauteils eine kreisförmige Bewegung um den Mittelpunkt des zweiten Bauteils herum ausführen.In this case, the anti-rattle component itself can be elastically deformable, so that it can yield radially elastically in the region of the tooth engagement. Alternatively or additionally, the anti-rattle component may be elastically mounted in the radial direction. In this non-inventive embodiment, due to the radially elastic deflection in the region of the tooth engagement, a center of the anti-rattle component can be arranged eccentrically offset relative to a center of the second component. Here, in other words, any point of the anti-rattle component can perform a circular movement around the center of the second component.
Die Kräfte, die zu einer radialen Auslenkung des Antirasselbauteils führen, können beim Verlassen des Zahneingriffes wieder an das System zurückgegeben werden.The forces that lead to a radial deflection of the anti-rattle component, can be returned to the system when leaving the meshing.
In einer Ausführungsform ist die Bauteilpaarung eine Zahnradpaarung. 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.In one embodiment, the component pairing is a gear pair. In this case, the driving direction is a driving direction directed in the circumferential direction of the driving gear. In this case, you can take the second component as a split wheel, with one part is responsible for the load transfer and the other part (anti-rattle component) can provide the backlash.
Die Bauteilpaarung ist ferner in beiden Antriebsrichtungen (also bei Zahnrädern beispielsweise in beiden Drehrichtungen) wirksam. Ferner ist die Bauteilpaarung sowohl bei gerad- als auch bei schrägverzahnten Bauteilverzahnungen anwendbar.The component pairing is also effective in both drive directions (ie gears in both directions of rotation). Furthermore, the component pairing is applicable to both straight as well as helical component gears.
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.The anti-rattle teeth can be identical or similar in construction with respect to the tooth shapes as the component teeth. However, the anti-rattle toothings can also have any other shape, it being preferred for the anti-rattle toothing to engage with one another in a punctiform or linear manner. It is particularly preferred if the anti-rattle toothings are punctiform or linearly engaged with each other at the height of the pitch circle.
Bei der Bauteilpaarung ist es generell irrelevant, ob das erste oder das zweite Bauteil das antreibende Bauteil ist. Bevorzugt ist das Antirasselbauteil jedoch mit einem Festrad (also einem Zahnrad, das fest mit einer Drehwelle verbunden ist) verbunden, da das hiermit in Eingriff stehende Losrad häufig durch Schaltkupplungen (Synchronisierungen etc.) verbaut ist, so dass das Antirasselbauteil dort nicht oder nur mit größerem Aufwand angebracht werden kann.In the case of component pairing, it is generally irrelevant whether the first or the second component is the driving component. The anti-rattle component is preferred However, with a fixed gear (ie, a gear that is fixedly connected to a rotary shaft) connected because the idler wheel hereby engaged is often installed by clutches (synchronizers, etc.), so that the anti-rattle component there are not or only with great effort can.
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.Furthermore, it is understood that a component such as a gear and two or more anti-rattle components may be assigned, for example, on axially opposite sides of a gear. This is particularly preferred when the second component is engaged with more than one first component. In this case, each anti-rattle component can be matched to the special toothing with a first component.
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.As regards terminology, the following should be noted. If any toothing drives another toothing, without load or performance, then this toothing pulls the driven toothing on the traction edge of the driving toothing on the traction edge of the driven toothing in the sense of the current drive or circumferential direction. If it comes to envelopes of the edge systems - such as when rattling or train-push-load change reactions - then come the trailing edges of these gears for engagement. This terminology changes when the direction of rotation or the drive or circumferential direction of this gear pairing changes.
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.In the context of the present application, the traction edge of the driving toothing is also referred to as the shear flank, and the traction flank of the driven toothing is also referred to as the trailing flank. Similarly, in the context of the present application, the non-engaged trailing edges are also referred to as a trailing edge or trailing edge.
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 Wirkungsgradverschlechterung 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).Furthermore, the number of teeth and / or the tooth pitch (module) of the component toothings and the respective associated anti-rattle toothings are preferably identical. In contrast to anti-rattle measures, in which, for example, the anti-rattle toothing of the anti-rattle component has a tooth more or less than the associated component teeth, constant strains and a concomitant deterioration in efficiency are avoided due to the identical number of teeth or tooth pitch. (Optionally, however, the anti-rattle toothing may have the same pitch but fewer teeth than the associated component toothing, with an anti-rattle tooth associated with only every second, third, fourth (generally n-th) tooth, especially depending on the frequency range of the spurious excitation; a sufficient jump coverage should be given).
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.It is also preferred if the component toothings and the respective associated anti-rattle toothings are substantially identical with respect to other toothing properties, for example with regard to the toothing type (eg involute toothing), the helix angle, the tip circle diameter, the pitch circle diameter, the pressure angle, 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.The above object is further achieved by a transmission with such a component pairing, in particular a motor vehicle transmission, and by a drive train with such a transmission.
Sofern das Kraftfahrzeuggetriebe als Stufengetriebe in Vorgelegebauweise ausgebildet ist, können ein oder mehrere Radsätze (jeweils mit einem Losrad und wenigstens einem Festrad) eine derartige Bauteilpaarung aufweisen. Die Rasselneigung derartiger Getriebe kann durch Maßnahmen soweit verringert werden, dass das Stufengetriebe ohne Zweimassenschwungrad (ZMS) ausgeführt sein kann. Dies führt zu einem deutlich höheren Wirkungsgrad, da die Gesamtmasse bzw. der sog. 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, eine automatisiertes oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein.If the motor vehicle transmission is designed as a stepped transmission in countershaft design, one or more sets of wheels (each with a loose wheel and at least one fixed gear) may have such a component pairing. The rattle tendency of such transmissions can be reduced by measures to the extent that the multistage transmission can be designed without a dual-mass flywheel (DMF). This leads to a significantly higher efficiency, since the total mass or the so-called mass factor can be reduced. The considerable costs for a ZMS can also be saved in this way. Furthermore, the tendency to spin up in the case of ZMS can be reduced. In addition, a better response can be achieved by reducing the rotational masses to be accelerated (the vehicle so equipped "better hangs on the gas"). A drive train with such a stepped transmission can have an adapted starting clutch, which has an integrated torsion damper (torsionally damped clutch disc). The multi-step transmission can be a manual, an automated or a dual-clutch transmission.
Sofern das Getriebe als Wandlerautomat ausgebildet ist, kann wenigstens einer der Planetenradsätze eine derartige Bauteilpaarung aufweisen. Die hierdurch verringerte Rasselneigung kann dazu genutzt werden, um eine den hydrodynamischen Wandler überbrückende Überbrückungskupplung häufiger (früher) zu schließen. Hierdurch kann der Wirkungsgrad gesteigert werden.If the transmission is designed as a torque converter, at least one of the planetary gear sets may have such a component pairing. The thus reduced rattle tendency can be used to more frequently close (earlier) a bypass clutch bridging the hydrodynamic converter. As a result, the efficiency can be increased.
Gemäß dem nicht erfindungsgemäßen ersten Aspekt ist es von besonderem Vorzug, wenn das Antirasselbauteil eine erste Konusfläche aufweist und das zweite Bauteil eine zweite Konusfläche aufweist, die an der ersten Konusfläche anliegt.According to the non-inventive first aspect, it is particularly advantageous if the anti-rattle component has a first conical surface and the second component has a second conical surface, which bears against the first conical surface.
Durch derartige Konusflächen kann eine direkte Zentrierung des Antirasselbauteils und des zweiten Bauteils realisiert werden. Die Konusflächen können dabei als Reibflächen gemäß dem zweiten Aspekt ausgebildet sein.By such conical surfaces, a direct centering of the anti-rattle component and the second component can be realized. The conical surfaces can be designed as friction surfaces according to the second aspect.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Konusflächen unter einem Konuswinkel von 20° bis 50°, insbesondere im Bereich von 30° bis 40° in Bezug auf eine Längsachse ausgerichtet sind. It is preferred if the conical surfaces are aligned at a cone angle of 20 ° to 50 °, in particular in the range of 30 ° to 40 ° with respect to a longitudinal axis.
Hierdurch kann, ähnlich wie bei Konusringen von Synchronkupplungen, eine Selbsthemmung verhindert werden.As a result, similar to cone rings of synchronous clutches, a self-locking can be prevented.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des nicht erfindungsgemäßen ersten Aspekts sind das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil axial gegeneinander verspannt.According to a further preferred embodiment of the first aspect not according to the invention, the anti-rattle component and the second component are braced axially against one another.
Hierdurch kann auch bei dem Auftreten einer Exzentrizität erreicht werden, dass sich das Antirasselbauteil durch die axiale Verspannung wieder zentriert, insbesondere über die Konusflächen. Mit anderen Worten wird das Antirasselbauteil durch die axiale Verspannung, bspw. durch eine axiale Andruckfeder immer in Richtung einer konzentrischen Lage zu dem zweiten Bauteil zurückgedrückt. Somit erfolgt eine ständige Rückstellwirkung gegenüber dem zweiten Bauteil.In this way, even when eccentricity occurs, it can be achieved that the anti-rattle component is centered again by the axial tension, in particular via the conical surfaces. In other words, the anti-rattle component is always pushed back by the axial tension, for example by an axial pressure spring in the direction of a concentric position to the second component. Thus, there is a constant restoring action relative to the second component.
Die Konusflächen können dabei an einem äußeren Umfangsabschnitt des Antirasselbauteils bzw. einem inneren Umfangsabschnitt des zweiten Bauteils oder umgekehrt eingerichtet sein.The conical surfaces can be arranged on an outer peripheral portion of the anti-rattle component or an inner peripheral portion of the second component or vice versa.
Ein zweiter nicht erfindungsgemäßer Aspekt in Bezug auf Bauteilpaarungen wird beschrieben durch eine Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil in Form eines Zahnrades mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil in Form eines Zahnrades 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 in Form eines Zahnrades befestigt ist, das mittels einer Radialfederanordnung in radialer Richtung elastisch gelagert ist, wobei die Radialfederanordnung eine Mehrzahl von einzelnen Federelementen aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind.A second non-inventive aspect with respect to component pairings is described by a pair of components of a first component in the form of a gear having a first component toothing and a second component in the form of a gear with a second component toothing, which is in engagement with the first component toothing to the component gears can transmit a driving force in a drive direction, wherein the first component is further associated with a first anti-rattle toothing and wherein on the second component an anti-rattle component is fixed in the form of a gear which is elastically supported by a radial spring assembly in the radial direction, wherein the radial spring assembly a plurality of individual spring elements which are distributed over the circumference.
Mit derartigen einzelnen Federelementen kann eine Radialfederanordnung aus sehr einfachen und damit kostengünstigen Bauteilen realisiert werden.With such individual spring elements, a radial spring arrangement of very simple and therefore inexpensive components can be realized.
Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn an dem Antirasselbauteil und/oder an dem zweiten Bauteil Radialtaschen zur Aufnahme der Federelemente ausgebildet sind.It is particularly advantageous if radial pockets for receiving the spring elements are formed on the anti-rattle component and / or on the second component.
Hierdurch kann eine definierte Lage der Federelemente in Bezug auf das Antirasselbauteil und/oder das zweite Bauteil eingerichtet werden. Falls an einem von Antirasselbauteil und zweitem Bauteil keine Radialtaschen vorhanden sind, stehen die Federelemente mit dem jeweiligen Bauteil in Umfangsrichtung in Reibeingriff.In this way, a defined position of the spring elements with respect to the anti-rattle component and / or the second component can be established. If no radial pockets are present on one of anti-rattle component and second component, the spring elements are in frictional engagement with the respective component in the circumferential direction.
Von besonderem Vorzug ist es ferner, wenn die Federelemente so ausgebildet sind, dass sie bei Kompression in radialer Richtung eine andere Federkonstante aufweisen als in Umfangsrichtung.It is also of particular advantage if the spring elements are designed so that they have a different spring constant when compressed in the radial direction than in the circumferential direction.
Bei dieser nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Federelemente mehrteilig ausgebildet sein, mit einem in radialer Richtung wirkenden Teil und mit einem in Umfangsrichtung wirkenden Teil. Vorzugsweise sind die Federelemente jedoch einstückig ausgebildet.In this non-inventive embodiment, the spring elements may be formed in several parts, with a part acting in the radial direction and with a circumferentially acting part. Preferably, however, the spring elements are integrally formed.
Durch die unterschiedlichen Federkonstanten in radialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass bspw. in radialer Richtung wirkende Kräfte relativ klein sind, wohingegen in Umfangsrichtung wirkende Kräfte im Vergleich hierzu relativ groß sein können. Demzufolge kann die Radialfederanordnung insgesamt besser an die Betriebsbedingungen angepasst werden.Due to the different spring constants in the radial direction or in the circumferential direction, the fact can be taken into account that, for example, forces acting in the radial direction are relatively small, whereas forces acting in the circumferential direction can be relatively large in comparison thereto. As a result, the radial spring arrangement can be better adapted to the operating conditions as a whole.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Federelemente als Röhrenelemente bzw. Ringelemente ausgebildet sind, deren Achse vorzugsweise parallel zu den Achsen des Antirasselbauteils und des zweiten Bauteils ausgerichtet ist.It is particularly advantageous if the spring elements are designed as tube elements or ring elements whose axis is preferably aligned parallel to the axes of the anti-rattle component and the second component.
Bei einer derartigen röhren- bzw. ringförmigen Gestaltung der einzelnen Federelemente können diese sowohl eine radiale als auch eine in Umfangsrichtung wirkende Elastizität aufweisen.In such a tubular or annular design of the individual spring elements, these can have both a radial and an acting in the circumferential direction elasticity.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Federelemente jeweils eine Verdrehsicherung auf.According to a further embodiment, the spring elements each have an anti-rotation.
Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Federelemente ihre Relativlage in Bezug auf das Antirasselbauteil bzw. das zweite Bauteil nicht verlieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Federelemente so ausgebildet sind, dass sie bei Kompression in radialer Richtung eine andere Federkonstante aufweisen als in Umfangsrichtung. Bei Federelementen in Form von Röhrenelementen bzw. Ringelementen kann eine solche unterschiedliche Elastizität dadurch eingerichtet werden, dass die Röhren- bzw. Ringstärke in einer Richtung größer ist als in der anderen Richtung. Ferner können derartige Ringelemente auch geschlitzt ausgebildet sein, so dass sich in einer Achse durch den Schlitz und einen Mittelpunkt des Rings eine höhere Federrate ergibt als in einer Richtung senkrecht hierzu.In this way it can be ensured that the spring elements do not lose their relative position with respect to the anti-rattle component or the second component. This is especially true when the spring elements are designed so that they have a different spring constant when compressed in the radial direction than in the circumferential direction. In the case of spring elements in the form of tubular elements or ring elements, such different elasticity can be set up by virtue of the fact that the tube or ring thickness is greater in one direction than in the other direction. Furthermore, such ring elements may also be formed slotted, so that in an axis through the slot and a center of the ring results in a higher spring rate than in a direction perpendicular thereto.
Bei sämtlichen vorliegend beschriebenen Bauteilpaarungen ist es generell von besonderer Bedeutung, dass das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil und die diesen zugeordneten weiteren Bauteilen in möglichst idealer Weise aufeinander zentriert sind. Demzufolge werden sich berührende und für die Konzentrizität sorgende Flächen vorzugsweise geschliffen. Dies gilt auch ggf. für die einzelnen Federelemente, sofern diese aus einem metallischen Werkstoff wie Federstahl hergestellt sind. In all component pairings described herein, it is generally of particular importance that the anti-rattle component and the second component and the other components associated therewith are centered on one another as ideally as possible. As a result, contacting and concentricity-providing surfaces are preferably ground. This also applies if necessary for the individual spring elements, provided that they are made of a metallic material such as spring steel.
Die einzelnen Federelemente können jedoch auch aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, z. B. ”Viton®”. In diesem Fall kann es ggf. bei der nicht erfindungsgemäßen Bauteilpaarung gemäß dem zweiten Aspekt vorteilhaft sein, wenn weitere Mittel zur Zentrierung des Antirasselbauteils in Bezug auf das zweite Bauteil vorgesehen sind.However, the individual spring elements can also be made of a plastic material, for. As "Viton ®". In this case, it may possibly be advantageous in the non-inventive component pairing according to the second aspect, if further means for centering the anti-rattle component are provided with respect to the second component.
Diese Mittel können bspw. durch Konusflächen eingerichtet sein, wie bei der nicht erfindungsgemäßen Bauteilpaarung gemäß dem ersten Aspekt.These means can be arranged, for example, by conical surfaces, as in the non-inventive component pairing according to the first aspect.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Antirasselbauteil und das zweite Bauteil über einen in Umfangsrichtung durchgehenden, elastischen nachgiebigen Ring, wie z. B. einen O-Ring, gegeneinander zentriert sind.However, it is particularly preferred if the anti-rattle component and the second component via a circumferentially continuous, resilient ring elastic, such as. B. an O-ring, are centered against each other.
Der elastische Ring kann dabei in radialer Richtung parallel zu den einzelnen Federelementen bzw. einem Radialfederelement wirken, wobei die für die Antirasselwirkung erforderlichen Federraten bzw. Elastizitäten im Wesentlichen durch die Radialfederanordnung eingerichtet werden und der elastische Ring im Wesentlichen für die Zentrierung verantwortlich ist. Diese parallele Anordnung von einem elastischen Ring und einer Radialfederanordnung zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil wird als ein eigenständiger nicht erfindungsgemäßer Aspekt angesehen.The elastic ring can act in the radial direction parallel to the individual spring elements or a radial spring element, wherein the spring rates or elasticities required for the anti-rattle effect are essentially established by the radial spring arrangement and the elastic ring is essentially responsible for the centering. This parallel arrangement of an elastic ring and a radial spring arrangement between the anti-rattle component and the second component is considered to be an independent aspect not according to the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gemäß Anspruch 1 gelöst durch eine Bauteilpaarung aus einem ersten Bauteil in Form eines Zahnrades mit einer ersten Bauteilverzahnung und einem zweiten Bauteil in Form eines Zahnrades 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 in Form eines Zahnrades befestigt ist, das eine zweite Antirasselverzahnung aufweist, die mit der ersten Antirasselverzahnung in Eingriff steht, wobei das Antirasselbauteil mittels einer Radialfederanordnung in radialer Richtung elastisch gelagert ist, wobei die Radialfederanordnung als über den Umfang der Bauteilpaarung im Wesentlichen durchgehender Federring ausgebildet ist, der an einem Innenumfangsabschnitt des zweiten Bauteils gelagert und an einem Innenumfang des Antirasselbauteils angreift, wobei das zweite Bauteil eine Axialausnehmung aufweist, wobei der Innenumfangsabschnitt durch eine radial äußere Umfangsfläche der Axialausnehmung gebildet ist, wobei der Federring die Axialausnehmung axial hintergreift und wobei ein Axialsicherungsabschnitt des Federrings eine von dem zweiten Bauteil axial abgewandte Radialfläche des Antirasselbauteils hintergreift, um das Antirasselbauteil axial zu sichern.According to a third aspect, the above object is achieved according to the invention according to claim 1 by a component pairing of a first component in the form of a gear with a first component toothing and a second component in the form of a gear with a second component toothing, which is in engagement with the first component toothing, in order to be able to transmit a drive force in a drive direction via the component toothings, wherein the first component is further associated with a first anti-rattle toothing, wherein on the second component an anti-rattle component in the form of a gear is fixed, which has a second anti-rattle toothing with the first anti-rattle toothing in Intervention is, wherein the anti-rattle component is elastically mounted by means of a radial spring assembly in the radial direction, wherein the radial spring assembly is formed as over the circumference of the component pairing substantially continuous spring ring, the d at an inner peripheral portion mounted thereon the second component and engages an inner circumference of the anti-rattle component, wherein the second component has an axial recess, wherein the inner peripheral portion is formed by a radially outer peripheral surface of the Axialausnehmung, wherein the spring ring axially engages behind the Axialausnehmung and wherein an axial securing portion of the spring ring one of the second Component axially remote radial surface of the anti-rattle component engages behind to secure the anti-rattle component axially.
Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht zum einen eine ideale Zentrierung des Antirasselbauteils in Bezug auf das zweite Bauteil. Ferner ist es durch eine derartige Radialfederanordnung möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen bzw. Anforderungen mit nur einem Bauteil zu realisieren.On the one hand, this embodiment of the invention makes possible an ideal centering of the anti-rattle component with respect to the second component. Furthermore, it is possible by such a radial spring arrangement to realize a variety of different functions or requirements with only one component.
Bei der Erfindung gemäß dem dritten Aspekt hintergreift ein Axialsicherungsabschnitt des Federrings eine Radialfläche des Antirasselbauteils, um das Antirasselbauteil axial zu sichern.In the invention according to the third aspect, an axial securing portion of the spring ring engages behind a radial surface of the anti-rattle member to axially secure the anti-rattle member.
Hierdurch kann das Antirasselbauteil allein mittels des Federrings an dem zweiten Bauteil festgelegt werden.As a result, the anti-rattle component can be fixed solely by means of the spring ring on the second component.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Innenumfangsabschnitt des zweiten Bauteils konisch ausgebildet ist, an dem ein konischer Lagerabschnitt des Federrings angreift, derart, dass der Federring gegenüber dem zweiten Bauteil zentriert ist.It is of particular advantage if the inner peripheral portion of the second component is conical, on which a conical bearing portion of the spring ring engages, such that the spring ring is centered relative to the second component.
Die konischen Flächen können, wie oben beschrieben, geschliffen sein, um für eine Zentrierung zu sorgen. Durch Anlage des Federringes an dem Innenumfang des Antirasselbauteils kann indirekt hierüber auch eine Zentrierung des Antirasselbauteils erreicht werden.The conical surfaces may be ground as described above to provide centering. By investing the spring ring on the inner circumference of the anti-rattle component indirectly centering the anti-rattle component can be achieved over this.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Innenumfangsabschnitt und der Lagerschnitt so ausgerichtet sind, dass der Federring an dem zweiten Bauteil axial gesichert ist.It is of particular advantage when the inner peripheral portion and the bearing section are aligned so that the spring ring is axially secured to the second component.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an einer Stirnfläche des zweiten Bauteils eine Axialausnehmung vorgesehen, die vorzugsweise konisch hinterschnitten ist, wobei der Federring mit seinem konischen Lagerabschnitt in diese konische Hinterschneidung greift. Hierdurch kann sowohl eine Axialsicherung als auch eine Zentrierung auf konstruktiv einfache Weise realisiert werden.In this embodiment according to the invention, an axial recess is provided on an end face of the second component, which is preferably undercut in the form of a bevel, wherein the spring ring with its conical bearing section engages in this conical undercut. As a result, both an axial securing and a centering can be realized in a structurally simple manner.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Federring in Umfangsrichtung beweglich in Bezug auf das Antirasselbauteil gelagert ist. Hierbei kann bspw. ein Reibeingriff zwischen dem Federring und dem Antirasselbauteil in Umfangsrichtung eingerichtet werden, um in Umfangsrichtung eine dämpfende Eigenschaft zu realisieren.Furthermore, it is advantageous if the spring ring is mounted in the circumferential direction movable with respect to the anti-rattle component. This may, for example, a Frictional engagement between the spring ring and the anti-rattle component are arranged in the circumferential direction to realize a damping property in the circumferential direction.
Gemäß einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Federring in Umfangsrichtung im Wesentlichen formschlüssig in Bezug auf das Antirasselbauteil gelagert. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Radialfederelement sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung eine Elastizität zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil einrichtet. Bei bevorzugten Ausgestaltungen können diese radialen und tangentialen Krafteffekte unabhängig voneinander eingerichtet werden.According to an alternative embodiment of the invention, the spring ring is mounted in the circumferential direction substantially positive fit with respect to the anti-rattle component. In this way it can be achieved that the radial spring element establishes an elasticity between the anti-rattle component and the second component both in the radial direction and in the circumferential direction. In preferred embodiments, these radial and tangential force effects can be set independently.
Die nachfolgenden Ausführungsformen beziehen sich auf die nicht erfindungsgemäße Bauteilpaarung gemäß dem ersten/zweiten Aspekt und/oder auf die Erfindung gemäß dem dritten Aspekt.The following embodiments relate to the non-inventive component pairing according to the first / second aspect and / or to the invention according to the third aspect.
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.It is of particular advantage, as stated above, when the anti-rattle component is arranged or pushed away in the region of the meshing engagement with the first anti-rattle toothing in the radial direction of the first component, ie radially elastically evades in the region of the tooth engagement.
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 Antirasselbauteil im Bereich des Zahneingriffs.In this case, the anti-rattle component is usually biased toward the first component, so that the radial deflection takes place against the bias. In any case, a radial deflection of the anti-rattle component generally takes place in the region of the meshing engagement.
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 gedämpft werden. Hierdurch kann ein Umschlagen der Bauteilverzahnungen und folglich ein Rasseln oder Klappern verhindert werden.If the anti-rattle component and the second component are connected to each other via a frictional engagement, the frictional force can be increased by this deflection so that relative movements between the second component and the anti-rattle component are more strongly damped in the drive direction due to the frictional engagement. As a result, a turning of the component gears and consequently rattling or rattling can be prevented.
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-Wälzeingriffes verringert und vorzugsweise vermieden werden.However, the radial deflectability of the anti-rattle component relative to the second component, on which the anti-rattle component is fixed, not only allows an increase in the frictional forces. Also, clamping effects during a two-flank rolling engagement can be reduced and preferably avoided.
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.Since the radial pushing away of the anti-rattle component takes place with a relatively small force, the loss of efficiency is essentially negligible. In addition, the forces required for radial deflection at the exit from the tooth engagement can be at least partially returned.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Antirasselbauteil derart angeordnet bzw. ausgebildet, dass zwischen der ersten und der zweiten Antirasselverzahnung ein permanenter Zweiflanken-Wälzeingriff gegeben ist.According to a further preferred embodiment, the anti-rattle component is arranged or formed such that a permanent two-flank rolling engagement is provided between the first and the second anti-rattle toothing.
Mit anderen Worten stehen die erste und die zweite Antirasselverzahnung so in Wälzeingriff, dass beispielsweise immer wenigstens ein Zahn 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.In other words, the first and the second anti-rattle toothing are in rolling engagement such that, for example, always at least one tooth of the second anti-rattle toothing touches the two opposite flanks of a tooth gap of the first anti-rattle toothing. Although it is generally also conceivable that the anti-rattle toothing be designed so that between them also a certain backlash prevails (as it is usually present in the component teeth). In this case, however, the backlash of anti-rattle teeth is preferably smaller than the backlash of the component gears.
Durch den Zweiflanken-Wälzeingriff können zudem Relativbewegungen der Bauteile in Antriebsrichtung in beide Drehrichtungen gedämpft werden.By the two-flank Wälzeingriff also relative movements of the components can be damped in the drive direction in both directions.
Generell kann der Zweiflanken-Wälzeingriff 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.In general, the two-flank rolling engagement can be realized in any desired manner, for example by a positive profile displacement and / or in that the second anti-rattle toothing has a larger pitch diameter than the associated second component toothing.
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.However, it is particularly preferred if the teeth of one of the anti-rattle toothings have a tooth thickness which is greater than or equal to the tooth gap of the teeth of the other anti-rattle toothing.
Mit anderen Worten wird der Zweiflanken-Wälzeingriff 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.In other words, the two-flank rolling engagement is realized by making the backlash between the anti-rattle teeth zero and negative, respectively. If the tooth thickness is greater than the tooth gap, then the anti-rattle component is pushed away in the radial direction in the region of the meshing engagement of the anti-rattle toothings, ie away from the first component or towards the second component.
Wie oben erwähnt, kann hierdurch eine Reibkraft zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil in Antriebsrichtung erhöht werden.As mentioned above, this can increase a frictional force between the anti-rattle component and the second component in the drive direction.
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.According to a further preferred embodiment, the tooth thickness of the teeth of one of the anti-rattle toothings is 20 μm to 500 μm, in particular 50 μm to 250 μm greater than the tooth thickness of the teeth of the associated component, and / or by a corresponding profile displacement.
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).This embodiment is particularly advantageous when the first Anti-rattle toothing is formed by the first component toothing. By this Zahndickenaufmaß can be achieved, for example, that the tooth thickness of the second anti-rattle toothing is greater than the largest tooth gap of the first anti-rattle toothing, under all operating conditions and all boundary conditions (functional, production-related (tolerances and any thermal and / or mechanical deformation of the components) ,
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.It is furthermore of particular advantage if the radial deflection of the anti-rattle component in the region of the tooth engagement with the first anti-rattle toothing is smaller than 500 μm, in particular smaller than 250 μm, particularly preferably smaller than 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.By dimensioning the anti-rattle toothing such that only such a small radial deflection is achieved, the efficiency of the anti-rattle measure can be very high, even if the hereby introduced into the anti-rattle component forces are sufficient to reduce rattling or rattling of the component gears and preferably to prevent.
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.According to a further preferred embodiment, a spring rate with which the anti-rattle component is prestressed in the radial direction or elastically deflectable in the radial direction is in the range from 2 to 100 N / mm, in particular in the range from 5 to 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.It has been found that such spring rates can reduce clamping effects and, on the other hand, the effectiveness of the anti-tampering measure can be high. On the other hand, the desired damping characteristic for preventing rattling of the component teeth can be surely obtained.
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.The above dimensions concerning the tooth thickness, the radial deflection and the spring rate relate to a conventional motor vehicle transmission for passenger cars, in particular to a center distance of the shafts carrying the components in the range of 60 mm to 90 mm and / or to a maximum transmissible via the transmission torque in the range of 150 Nm to 300 Nm. For smaller or larger component pairings, these values must be adjusted accordingly.
Von besonderem Vorteil ist es 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.It is also particularly advantageous if a radial spring element is arranged between the anti-rattle component and the second component, by means of which the anti-rattle component is elastically deflectable in the radial direction or biased towards the first component.
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.In this way, the rotational backlash of the component gears can be compensated to 100%, since the anti-rattle component can be pressed radially into the first anti-rattle toothing of the first component, so that a tooth of the second anti-rattle toothing with the opposite edges of teeth of the first anti-rattle toothing is engaged.
Das Radialfederelement kann als ringförmiges Wellfederelement ausgebildet sein, kann jedoch auch als „Coil”-Feder oder als Gummifeder ausgebildet sein.The radial spring element may be formed as an annular wave spring element, but may also be designed as a "coil" spring or as a rubber spring.
Das Radialfederelement kann dabei ferner die Funktion des Reibeingriffes zwischen dem Antirasselbauteil und dem zweiten Bauteil erfüllen, sofern auch der zweite nicht erfindungsgemäße Aspekt realisiert wird.The radial spring element can also fulfill the function of the friction engagement between the anti-rattle component and the second component, provided that the second non-inventive aspect is realized.
Das Radialfederelement weist bevorzugt einen Schrägabschnitt auf, mittels dessen auf das Antirasselbauteil auch eine Kraft in axialer Richtung wirkt.The radial spring element preferably has a sloping section, by means of which acts on the anti-rattle component and a force in the axial direction.
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.As a result of this measure, the anti-rattle component can be fixed to the second component indirectly (via the radial spring element) in the axial direction. On the other hand, the anti-rattle component in addition to the bias in the radial direction also be given a bias in the axial direction. In this way, a frictional engagement between the anti-rattle component and the second component can be set up or supported, in particular between a friction surface of the second component, which is aligned radially or obliquely, and between a corresponding friction surface of the anti-rattle component.
Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Radialfederelement einen radial elastischen Bogenabschnitt auf, der in einer Radialnut des Antirasselbauteils eingesetzt ist.According to a further non-inventive embodiment, the radial spring element has a radially elastic arc section which is inserted in a radial groove of the anti-rattle component.
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.By this measure, the radial spring element can be fixed even in the axial direction of the second component. In addition, the radial spring element can be supported in the region of the radial groove on the second component in order to exert on the anti-rattle component an elastic bias in the radial and / or axial direction.
Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Radialfederelement als Ringfeder aus einem elastisch verformbaren Material wie Federstahl hergestellt ist.It is preferred if the radial spring element is made as an annular spring made of an elastically deformable material such as spring steel.
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.When spring steel is used for the radial spring element, the component pairing can reliably produce an anti-rattle effect over wide temperature ranges (in particular even at very low or very high temperatures, as is usual in motor vehicles).
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.The dimensions of the spring ring can be similar to an O-ring, the Spring ring is preferably formed hollow in the region between the inclined portion and the arc portion.
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.Furthermore, the spring ring can be closed in the circumferential direction, but is preferably interrupted in the circumferential direction at one point, in particular in order to facilitate mounting in the radial groove of the second component.
Ein Radialfederelement aus Stahl hat ferner den Vorteil, die Schmierstoffverträglichkeit besser ist als beispielsweise bei O-Ringen. Das Gleiche gilt hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit.A steel radial spring element also has the advantage that the lubricant compatibility is better than, for example, O-rings. The same applies with regard to aging resistance.
Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Antirasselbauteil 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.According to a further non-inventive embodiment, the anti-rattle component on a radial spring portion and is supported radially on the second component, so that the anti-rattle component in the radial direction is elastically deflectable or biased toward the first component.
Die Funktion des Radialfederabschnittes ist dabei im Wesentlichen die Gleiche wie jene des separaten Radialfederelementes. Die beiden nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert sein.The function of the radial spring section is essentially the same as that of the separate radial spring element. The two non-inventive embodiments may also be combined with each other.
Bei Ausbildung des Antirasselbauteils mit einem Radialfederabschnitt kann jedoch die Teileanzahl der Bauteilpaarung verringert werden.When forming the anti-rattle component with a radial spring portion, however, the number of parts of the component pairing can be reduced.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Radialfederabschnitt einen radial innerhalb der Antirasselverzahnung angeordneten, im Längsschnitt bogenförmigen Abschnitt auf.According to a further preferred embodiment, the radial spring section has a section arranged radially inside the anti-rattle toothing and curved in longitudinal section.
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.Due to the curved shape of the radial spring section, the radial elasticity of the radial spring section can be realized. Further, the arcuate portion can be used to support in the radial direction of the second component. Finally, the arcuate portion can also be used to engage in a radial groove of the second component to set the anti-rattle component in the axial direction of the second component.
Daher kann das Antirasselbauteil im Idealfall als einziges zusätzliches Bauteil zu der Bauteilpaarung hinzukommen, so dass die Teileanzahl insgesamt deutlich reduziert ist.Therefore, the anti-rattle component can ideally be added as the only additional component to the component pairing, so that the number of parts is significantly reduced overall.
Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Radialfederabschnitt einen im Längsschnitt gekröpften Abschnitt auf.According to a further embodiment not according to the invention, the radial spring section has a section which is cranked in longitudinal section.
Bei dieser nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Antirasselbauteil folglich einen etwa radial ausgerichteten Abschnitt mit der Antirasselverzahnung sowie einen weiteren, etwa radial ausgerichteten Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des gekröpften Abschnittes auf, der sich an dem zweiten Bauteil abstützt.In this non-inventive embodiment, the anti-rattle member thus has an approximately radially aligned portion with the anti-rattle teeth and a further, approximately radially aligned portion on the opposite side of the cranked portion, which is supported on the second component.
Dieser weitere Abschnitt und der Abschnitt mit der Antirasselverzahnung sind in axialer Richtung gegeneinander versetzt. Durch den dazwischen liegenden gekröpften Abschnitt kann die elastische Verformbarkeit des Antirasselbauteils in radialer Richtung realisiert werden.This additional section and the section with the anti-rattle toothing are offset from each other in the axial direction. By the intermediate cranked portion, the elastic deformability of the anti-rattle component can be realized in the radial direction.
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.Although it is generally preferred to connect the anti-rattle component and the second component to one another via a frictional engagement in the drive direction, the anti-rattle component can also be positively connected to the second component in the drive direction.
Bei dieser nicht erfindungsgemäßen 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 dampfen zu können.In this non-inventive embodiment, it may be advantageous if the anti-rattle component itself has a certain elasticity between the second anti-rattle toothing and the locating portion of the anti-rattle component in the drive direction in order to vaporize vibration excitations in the drive direction.
Nach einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an dem zweiten Bauteil ein axial vorstehender Ringvorsprung ausgebildet, der dem Antirasselbauteil zugewandt ist.According to a further non-inventive embodiment, an axially projecting annular projection is formed on the second component, which faces the anti-rattle component.
Der Ringvorsprung kann beispielsweise als Führungsmittel zur Führung des Antirasselbauteils in Antriebsrichtung verwendet werden. Der Ringvorsprung kann jedoch auch noch weitere Funktionen besitzen.The annular projection can be used for example as a guide means for guiding the anti-rattle component in the drive direction. However, the annular projection may also have other functions.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Antirasselbauteil seitlich neben dem zweiten Bauteil angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the anti-rattle component is arranged laterally next to the second component.
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.This simplifies the construction, wherein an arrangement laterally next to the second component should also be understood to mean that the anti-rattle component is guided on an axially protruding annular projection of the second component. However, it is particularly preferred in this case if the anti-rattle toothings are arranged laterally next to the component toothings.
Das Antirasselbauteil kann aus einem beliebigen geeigneten Material, wie z. B. Stahl, hergestellt sein.The anti-rattle component may be made of any suitable material, such as. As steel, be made.
Es ist jedoch insgesamt vorteilhaft, wenn das Antirasselbauteil aus Kunststoff hergestellt ist.However, it is altogether advantageous if the anti-rattle component is made of plastic.
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.As a plastic, for example, polyamide can be used, which has a high strength and rigidity and a very good chemical Has durability. Furthermore, polyamide has a high resistance to wear and good sliding properties.
Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Faserverbunde mit Glas- oder Kohlefasern anpassen, insbesondere um die Wasseraufnahme zu senken.The mechanical properties can be adapted by fiber composites with glass or carbon fibers, in particular to reduce the water absorption.
Vorzugsweise werden Additive auf Polyolefin-Basis hinzugegeben, um eine hohe Schlagfähigkeit zu gewährleisten.Preferably, polyolefin-based additives are added to ensure high impact resistance.
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.Furthermore, the anti-rattle component made of plastic can be produced inexpensively. In addition, it is possible to manufacture the anti-rattle component made of plastic with relatively high precision, so that the backlash between the anti-rattle teeth can be made smaller than the backlash between the component gears.
Daher ist es bevorzugt, wenn das Antirasselbauteil mit einer höheren Präzision gefertigt ist als das zweite Bauteil.Therefore, it is preferred if the anti-rattle component is manufactured with a higher precision than the second component.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die zweite Antirasselverzahnung und/oder die erste Antirasselverzahnung Zähne auf, die in Antriebsrichtung elastisch verformbar sind.According to a further preferred embodiment, the second anti-rattle toothing and / or the first anti-rattle toothing have teeth which are elastically deformable in the drive direction.
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-Wälzeingriff zwischen den Antirasselverzahnungen sinnvoll sein, und zwar aus den oben genannten Gründen.In this way, when the anti-rattle teeth have a backlash, noise that occurs when turning the anti-rattle teeth can be damped. However, the elastic deformability of the teeth in the drive direction can be useful even with a two-flank rolling engagement between the anti-rattle teeth, for the reasons mentioned above.
Bevorzugt ist es ferner, wenn die zweite Antirasselverzahnung Zähne aufweist, die vom Zahnkopf aus mit radialen Schlitzen ausgebildet sind.It is further preferred if the second anti-rattle toothing has teeth which are formed by the tooth head with radial slots.
Auf diese Weise kann die elastische Verformbarkeit auch bei relativ steifen Kunststoffen (oder sonstigen Werkstoffen des Antirasselbauteils, wie z. B. Stahl) erhöht werden.In this way, the elastic deformability can be increased even with relatively stiff plastics (or other materials of anti-rattle component, such as steel).
Die erste Antirasselverzahnung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an dem ersten Bauteil ausgebildet.The first anti-rattle toothing is formed according to a preferred embodiment of the first component.
Hierdurch kann die Teileanzahl verringert werden.As a result, the number of parts can be reduced.
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.It is preferred if the first anti-rattle toothing is aligned with the first component toothing, in particular in the axial direction. In other words, in this case teeth of the first component toothing can be aligned with teeth of the first anti-rattle toothing.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Antirasselverzahnung Teil der ersten Bauteilverzahnung ist.Furthermore, it is advantageous if the first anti-rattle toothing is part of the first component toothing.
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.In this embodiment, the first component toothing is generally wider than the second component toothing, wherein the axially projecting part of the first component toothing forms the first anti-rattle toothing.
Auf diese Weise kann das erste Bauteil kostengünstig gefertigt werden.In this way, the first component can be manufactured inexpensively.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die erste Antirasselverzahnung an einem Gegenbauteil ausgebildet, das an dem ersten Bauteil starr festgelegt ist.According to an alternative embodiment, the first anti-rattle toothing is formed on a counterpart component which is rigidly fixed to the first component.
Bei dieser Ausführungsform können die Antirasselverzahnungen von der Geometrie und/oder von der Materialauswahl her ideal aufeinander abgestimmt werden.In this embodiment, the anti-rattle teeth can be ideally matched to one another based on the geometry and / or the material selection.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Gegenbauteil seitlich neben dem ersten Bauteil angeordnet ist.It is particularly advantageous if the counterpart component is arranged laterally next to the first component.
Ein zweiter nicht erfindungsgemäßer Aspekt 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.A second noninventive aspect relates to a component pairing of a first component with a first component toothing and a second component with a second component toothing, which is in engagement with the first component toothing in order to be able to transmit a driving force in a drive direction via the component toothings, wherein the first Component is further associated with a first anti-rattle toothing, wherein on the second component, a anti-rattle component is mounted, which is mounted relative to the second component displaceable in the drive direction and a second anti-rattle toothing, which is engaged with the first anti-rattle toothing, and wherein the second component and the Anti-rattle component is assigned in each case a friction portion which are in frictional engagement with each other.
Die Bauteilpaarungen gemäß dem zweiten nicht erfindungsgemäßen Aspekt lassen sich mit den Merkmalen der Bauteilpaarungen des ersten auch nicht erfindungsgemäßen Aspektes kombinieren, soweit vorliegend nichts anderes erwähnt ist. Ferner können der erste und/oder der zweite Aspekt bei der nicht erfindungsgemäßen Bauteilpaarung gemäß dem ersten/zweiten Aspekt und der Erfindung gemäß dem dritten Aspekt realisiert sein.The component pairings according to the second aspect not according to the invention can be combined with the features of the component pairings of the first aspect, which is also not according to the invention, unless otherwise mentioned herein. Furthermore, the first and / or the second aspect may be realized in the non-inventive component pairing according to the first / second aspect and the invention according to the third aspect.
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. gedämpft.Due to the fact that the second component and the anti-rattle component are in frictional engagement with one another, the anti-rattle component is taken along by the second component in the stationary state, without any effect-reducing tension effects occurring. In case of vibration excitation, Starting from the steady state, the traction edge (also referred to as leading edge or as working edge) of the driving component of a thrust edge (also known as trailing edge or as non - working edge) of the driven component solve and even turn to the opposite edge (due to the generally existing backlash between the component gears). The relative movement between the two components is delayed or damped by means of the anti-rattle component or the friction engagement between the anti-rattle component and the second component.
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.In this case, the backlash between the anti-rattle teeth is preferably less than the backlash between the component gears. If the backlash between the anti-rattle toothings is greater than zero, it can be achieved that, in the event of a delay of the driving component, the second anti-rattle toothing initially turns over (due to the smaller backlash). During the further course of the movement of the driving component in the direction of the counter flank, this movement is then delayed due to the frictional engagement between the second component and the anti-rattle component. In this way, it can be achieved that the second component does not turn over or at least with a lower relative speed to the first component during handling. Since the anti-rattle toothing here in normal operation, so for example under train or thrust, not constantly engaged or preferably are not braced against each other, by the anti-rattle measures according to the present invention, no secondary tonal noise generated such. B. howling.
Das Zahnflankenspiel zwischen den Antirasselverzahnungen kann jedoch auch bei der nicht erfindungsgemäßen Bauteilpaarung gemäß dem zweiten Aspekt Null sein, so dass ein Zweiflankenwälzkontakt erzielt wird.However, the backlash between the anti-rattle teeth can be zero even in the non-inventive component pairing according to the second aspect, so that a two-flank rolling contact is achieved.
Vorzugsweise sind bei dem zweiten Aspekt die Reibabschnitte in einer Ebene parallel zur Antriebsrichtung ausgebildet.Preferably, in the second aspect, the friction portions are formed in a plane parallel to the drive direction.
Auf diese Weise kann der Reibeingriff effektiv erfolgen, während das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil in Antriebsrichtung gegeneinander versetzt werden.In this way, the frictional engagement can be carried out effectively, while the second component and the anti-rattle component are offset in the drive direction against each other.
Bei einer bevorzugten Zahnradpaarung können die Reibabschnitte sich folglich in Umfangsrichtung erstrecken.In a preferred gear pairing, the friction portions may thus extend in the circumferential direction.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Reibabschnitte radial ausgerichtet sind, also insbesondere quer zu der Erstreckung eines einzelnen Zahns der Bauteilverzahnungen.It is of particular advantage if the friction sections are aligned radially, that is, in particular transversely to the extension of a single tooth of the component gears.
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.As a result, the second component and the anti-rattle component can be produced inexpensively. In helical gears also occurring during the meshing of the component gears axial force can be used to press, so as to press the anti-rattle component and the second component in the frictional engagement.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Reibabschnitte dabei im Bereich von seitlichen Stirnflächen des zweiten Bauteils bzw. des Antirasselbauteils ausgebildet.According to a further preferred embodiment, the friction sections are formed in the region of lateral end faces of the second component or of the anti-rattle component.
Auf diese Weise können die Reibabschnitte kostengünstig gefertigt werden.In this way, the friction portions can be manufactured inexpensively.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Reibabschnitte schräg bzw. konisch geformt.According to a further preferred embodiment, the friction sections are obliquely or conically shaped.
Auf diese Weise kann, ähnlich wie bei Synchronisierungen für Schaltgetriebe, mit relativ geringen Kräften eine hohe Reibwirkung erzielt werden.In this way, similar to synchronizations for manual transmission, with relatively low forces a high friction effect can be achieved.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Reibabschnitt direkt an dem zweiten Bauteil ausgebildet ist.Furthermore, it is advantageous if a friction section is formed directly on the second component.
Hierdurch kann die Teileanzahl der Bauteilpaarung verringert werden.As a result, the number of parts of the component pairing can be reduced.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Reibabschnitt direkt an dem Antirasselbauteil ausgebildet.According to a further preferred embodiment, a friction section is formed directly on the anti-rattle component.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Teileanzahl verringert werden.Also in this embodiment, the number of parts can be reduced.
Insgesamt ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn an dem zweiten Bauteil Führungsmittel zur Führung des Antirasselbauteils in Antriebsrichtung ausgebildet sind.Overall, it is also advantageous if guide means for guiding the anti-rattle component in the drive direction are formed on the second component.
Auf diese Weise kann der Versatz des Antirasselbauteils in Bezug auf das zweite Bauteil kontrolliert in Antriebsrichtung erfolgen.In this way, the offset of the anti-rattle component with respect to the second component can be controlled in the drive direction.
Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil elastisch gegeneinander verspannt sind, um die Reibabschnitte aneinander anzudrücken.Overall, it is also advantageous if the second component and the anti-rattle component are elastically braced against each other to press the friction portions together.
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.In this way it can be ensured that even over a longer life of the component pairing is always a sufficient frictional force for delaying the turning of the component gears available.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist es dabei bevorzugt, wenn zwischen dem zweiten Bauteil und dem Antirasselbauteil ein Sprengring angeordnet ist, der sich an einer konisch zulaufenden Fläche abstützt. According to a first embodiment, it is preferred if between the second component and the anti-rattle component, a snap ring is arranged, which is supported on a tapered surface.
Auf diese Weise kann der Sprengring über die Wirkung der konisch zulaufenden Fläche das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil elastisch aneinander andrücken, insbesondere in axialer Richtung.In this way, the snap ring on the action of the tapered surface, the second component and the anti-rattle component elastically press together, in particular in the axial direction.
Ferner ist es hierbei bevorzugt, wenn die konisch zulaufende Fläche an einem weiteren Ringvorsprung des zweiten Bauteils ausgebildet ist. Generell ist es jedoch auch denkbar, dass die konisch zulaufende Fläche an einem ersten Ringvorsprung ausgebildet ist, an dem das Antirasselbauteil geführt ist.Furthermore, it is preferred in this case if the conically tapered surface is formed on a further annular projection of the second component. In general, however, it is also conceivable that the conically tapered surface is formed on a first annular projection on which the anti-rattle component is guided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Antirasselbauteil gegen das zweite Bauteil mittels einer Tellerringfeder angedrückt, die sich an einem radialen Vorsprung des zweiten Bauteils abstützt, insbesondere an einem Federring.According to a further embodiment, the anti-rattle component is pressed against the second component by means of a plate-ring spring, which is supported on a radial projection of the second component, in particular on a spring ring.
Dabei ist es bevorzugt, wenn der Federring in einer Radialnut an einem Ringvorsprung des zweiten Bauteils festgelegt ist. Die Montage und Demontage kann hierbei sehr einfach sein.It is preferred if the spring ring is fixed in a radial groove on an annular projection of the second component. The assembly and disassembly can be very easy.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem zweiten Bauteil und dem Antirasselbauteil wenigstens ein Reibelement angeordnet.According to a further embodiment, at least one friction element is arranged between the second component and the anti-rattle component.
Bei dieser Ausführungsform ist wenigstens ein Reibabschnitt nicht an dem zweiten Bauteil oder dem Antirasselbauteil ausgebildet sondern an dem Reibelement, das wiederum an dem zweiten Bauteil oder dem Antirasselbauteil festgelegt ist.In this embodiment, at least one friction section is not formed on the second component or the anti-rattle component but on the friction element, which in turn is fixed to the second component or anti-rattle component.
Hierdurch kann ein Reibelement mit einem Material ausgewählt werden, das für den vorliegenden Anwendungszweck optimiert ist.In this way, a friction element can be selected with a material that is optimized for the present application.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das wenigstens ein Reibelement elastisch deformierbar ist.It is particularly advantageous if the at least one friction element is elastically deformable.
Bei dieser Ausführungsform kann auch über eine längere Lebensdauer die erfindungsgemäße Verzögerungswirkung beim Umschlagen der Bauteilverzahnungen erreicht werden.In this embodiment, the delay effect according to the invention can also be achieved over a longer service life when folding over the component toothings.
Bei dieser Ausführungsform ist es ebenfalls bevorzugt, wenn das zweite Bauteil und das Antirasselbauteil durch Befestigungsmittel gegen den Widerstand des wenigstens einen Reibelementes aufeinander zu angedrückt werden.In this embodiment, it is likewise preferred if the second component and the anti-rattle component are pressed against one another by fastening means against the resistance of the at least one friction element.
Auf diese Weise kann eine gewünschte Reibwirkung gut eingestellt werden.In this way, a desired friction effect can be well adjusted.
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.The anti-rattle mechanism of the component pairing according to the invention is not a gear in mechanical engineering sense but a support mechanism for retaining or decelerating or damping the otherwise backlash in the rotational backlash and forth toothings. The anti-rattle measure is characterized by a high degree of efficiency, since the mechanism acts only on the oscillation of the teeth, but otherwise only internal forces act between the anti-rattle component and the second component. Since the anti-rattle component can be formed relatively narrow (for example in the range of 0.5 to 8 mm, in particular from 1 to 5 mm), there are no significantly increased splashing losses.
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 überdrückt. Da der Mechanismus auch hierbei nur während der Phase des Umschlagens der Verzahnungen in Wirkung tritt, ergeben sich hierdurch keine Verschlechterungen beim Wirkungsgrad.The anti-rattle mechanism can be provided with low weight and at low cost. Noise such as howling is not generated. In load change beating (ie low-frequency turnover) the anti-rattle mechanism is suppressed. Since the mechanism in this case only during the phase of turning over the gears in effect, this results in no deterioration in the efficiency.
Im Gegensatz zu Maßnahmen des Standes der Technik sind bei dem nicht erfindungsgemäßen zweiten Aspekt 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.In contrast to measures of the prior art, in the non-inventive second aspect, the anti-rattle component and the second component in the drive direction are mutually movable. Since the anti-rattle component and the second component are in operative relationship via the friction grip, the free flight phase of the component toothings during turnover can consequently be minimized, in particular when the backlash between the anti-rattle toothings is smaller than the backlash between the component toothings.
Die erste und die zweite Antirasselverzahnung treten nach der Art von Verzahnungen formschlüssig miteinander in Eingriff. Die Verzahnungen müssen jedoch gemäß dem zweiten nicht erfindungsgemäßen Aspekt 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.The first and the second anti-rattle toothing come into positive engagement with each other according to the type of toothing. However, according to the second aspect not according to the invention, the toothings do not generally have to be involute toothings such as the component toothings. Rather, the contour of the teeth of the anti-rattle teeth can be profiled spherical or convex. Ideally, the teeth of the anti-rattle teeth are in one point or in a line. Any profile pairings (convex-convex, plano-convex or convex-plan) are conceivable.
Während das Antirasselbauteil gemäß dem zweiten nicht erfindungsgemäßen Aspekt 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 gemäß des nicht erfindungsgemäßen ersten Aspektes auch möglich, das Antirasselbauteil in Antriebsrichtung formschlüssig mit dem zweiten Bauteil zu verbinden.While the anti-rattle component according to the second non-inventive aspect is preferably in frictional engagement with the second component (ie in the stationary state in frictional engagement in the drive direction with the second component is connected), it is in an alternative embodiment according to the non-inventive first aspect also possible to connect the anti-rattle component in the drive direction form-fitting manner with the second component.
Bei dieser nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Antirassel-Eigenschaft des Antirasselbauteils im Wesentlichen über die radiale und/oder tangentiale Elastizität des Antirasselbauteils realisiert werden.In this non-inventive embodiment, the anti-rattle property of the anti-rattle component can be realized substantially via the radial and / or tangential elasticity of the anti-rattle component.
Dabei versteht sich ferner, dass auch bei dieser nicht erfindungsgemäßen 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.It is further understood that also in this non-inventive embodiment, as well as in all other preceding embodiments, the anti-rattle toothing of anti-rattle component in the drive direction (ie tangential) may be elastic to dampen relative movements of the first and second component.
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.Overall, the following is to be noted: The aim is a 100% as possible game elimination by anti-rattle component, preferably with small forces (about up to 50 N, in particular up to 30 N and more preferably up to 10 N) and small ways (especially smaller 20 microns, preferably about 2-4 microns) is pressed into the Gegenzahnradlücke. The rolling effects of circumferential gears are not hindered, tonal and other stochastic noise effects, especially rattles are avoided or at least significantly reduced.
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 Zweiflankenwälzeingriff bedingt durch seine dickeren Zähne gegenüber der größten Gegenzahnradlücke radial-elastisch 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.
- • The application can be applied to any circumferential rolling external or internal gears, ie spur gear, planetary gear
- • The application can also be used with any spline toothing, such as coupling splines / splines,
- • The application can also be used with any dog teeth
- • The application can also be used in general with any shaft-hub connections, for example as a supplement or replacement of the feather key. Their disadvantage is that it is always game-afflicted. This is disadvantageous in the case of oscillation of one or the other component of the shaft-hub connection, since due to the play / nonlinearities, impact effects / rattling can occur. So if, for example, instead of the classical feather key after the type of anti-rattle component (or micro gear), such as a tooth as extreme simplification of the micro gear, radially and / or tangentially elastic pressed into the mating tooth gap or keyway of Gegengegeniles (shaft or hub), it can not Rattle effects can occur or they can be alleviated.
- • The forces of the micro gear can be preferably generated so that the anti-rattle component (micro gear) is pressed with two flank rolling engagement due to its thicker teeth against the largest Gegenzahnradlücke radially elastic in the Gegenzahnradlücke. The forces used for this purpose can generally be generated arbitrarily by magnetism, spring force, hydraulics, pneumatics, etc., even if only the variant of the spring elasticity is presented here.
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. Sollten 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.The arrangement of the anti-rattle component (micro gear) can be done at Geradverzahnungen arbitrarily on one or the other or both sides of the mother gear. In helical gears can be depending on the direction of the helix angle preferential sides of the axial arrangement, such as one or the other side of the nut gear. Because in this case, the micro gear could be either pressed axially on the nut gear or pushed away from this as a result of the resulting superimposition of forces. Overall, however, the executed constructions are preferably to be dimensioned so that, no matter what forces act, the effect of rattling is suppressed as 100% as possible, the radial and / or Tangentialscherelastizität is given and / or the micro gear non-positively or positively in position remains unintentionally pressed axially against the nut gear or pushed away from it. In some designs made it may be that there is no free choice of the arrangement of the micro gear on any face of the nut gear. If an unfavorable position of the microgear thus results in such constraints, and thus also unfavorable superpositions of forces, then suitable constructions are to be selected, such as support rims, spring washers, etc., so that the microgear is not unintentionally pushed axially away from the nut gear.
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.The anti-rattle component is preferably designed as a ring element. Preferably, the ratio of outer diameter to inner diameter of the ring element is in the range of 100: 50 to 100: 95, in particular in the range of 100: 60 to 100: 85, in particular in the range of 100: 70 to 100: 80. As a result, the anti-rattle component can be formed with a low weight.
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 Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description. Show it:
Eine erste nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer mechanischen Bauteilpaarung gemäß dem zweiten Aspekt ist in den
Die Bauteilpaarung
Das Losrad
Die Verzahnungen
Das Zahnflankenspiel
Derartige Verzahnungen sind allgemein bekannt. Aufgrund des Zahnflankenspiels
Insbesondere können solche hochfrequenten Anregungen bei Verwendung einer solchen Bauteilpaarung
Zum Verhindern dieser Rasselgeräusche ist die Bauteilpaarung
Die erste Antirasselverzahnung
Das Antirasselbauteil
Das Antirasselbauteil
Sofern sich aufgrund einer höherfrequenten Anregung die Schubflanke
Aufgrund der höherfrequenten Anregung wird das Festrad
Auf diese Weise können Rasselgeräusche, wie sie bei herkömmlichen Bauteilpaarungen auftreten, effizient verringert werden.In this way, rattle noise, as they occur in conventional component pairings, can be reduced efficiently.
Das Antirasselbauteil
Bei der Rückbewegung des Festrades
Die in den
In den folgenden Figuren sind alternative oder abgewandelte Ausführungsformen von Bauteilpaarungen gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Bauteilpaarung
So ist in den
Die Antirasselverzahnung
Im Bereich des Zahneingriffs des ersten Bauteils
Die Ausführungsform mit radial elastischem bzw. radial gelagertem Antirasselbauteil
Ein Innendurchmesser des Antirasselbauteils
Das Radialfederelement
Hierdurch wird die Antirasselverzahnung
Das Radialfederelement
Ferner kann das Radialfederelement
Das Antirasselbauteil
- – es erfolgt ein
Spielausgleich zum Gegenzahnrad 12 , - – es wird eine radiale und/oder tangentiale (d. h. in Antriebsrichtung) Elastizität realisiert,
- – es wird eine axiale Fixierung realisiert und
- – es wird im stationären Zustand ein Reibschluss
zwischen dem Antirasselbauteil 30 und dem zweiten Bauteil14 realisiert (oder ggf. ein Formschluss).
- - There is a clearance compensation to the
counter gear 12 . - A radial and / or tangential (ie in the drive direction) elasticity is realized,
- - It is realized an axial fixation and
- - It is in the stationary state, a frictional engagement between the
anti-rattle component 30 and thesecond component 14 realized (or possibly a positive connection).
In
Da das Antirasselbauteil
In
In
Die Antirasselverzahnung
Die Zähne der zweiten Antirasselverzahnung
Die Antirasselverzahnungen
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.The embodiments of component pairings described above fulfill at least one of the following advantages:
The rattle problem with a component pairing subject to play is solved by only one component in one plane.
Ein Spielausgleich erfolgt entweder durch eine Profilverschiebung, durch dickere Zähne der Antirasselverzahnung
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
Wie oben beschrieben, können Bauteilpaarungen gemäß einem nicht erfindungsgemäßen ersten Aspekt und/oder gemäß einem nicht erfindungsgemäßen zweiten Aspekt realisiert sein. Vereinfacht gesagt, können gemäß dem ersten Aspekt die Antirasselverzahnungen in radialer Richtung gegeneinander beweglich gelagert sein, und zwar mit einer gewissen Elastizität und/oder dämpfenden Eigenschaft. Gemäß dem zweiten Aspekt können die Antirasselverzahnungen in Antriebsrichtung (d. h. in Umfangsrichtung) gegeneinander beweglich gelagert sein, und zwar wiederum entweder mit einer elastischen oder einer dämpfenden Kopplung wie einem Reibeingriff.As described above, component pairings may be realized according to a first aspect not according to the invention and / or according to a second aspect not according to the invention. Put simply, according to the first aspect, the anti-rattle toothings can be mounted so as to be movable relative to one another in the radial direction, with a certain elasticity and / or damping property. According to the second aspect, the anti-rattle gears may be movably supported (i.e., circumferentially) against each other, again with either elastic or damping coupling such as a frictional engagement.
Nachstehend werden verschiedene nicht erfindungsgemäße Bauteilpaarungen anhand der
In
Die Kröpfung des Antirasselbauteils
Das Antirasselbauteil
Dabei ist ein Axialfederelement
Das Axialfederelement
Demzufolge berühren sich das Antirasselbauteil
Durch die Konusflächen
Die Zentrierung erfolgt auch dadurch, dass das Antirasselbauteil
In
Die Bauteilpaarung
So ist bei der Bauteilpaarung
Bei der nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform in
Bei beiden nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen gemäß
Für die Bauteilpaarung gemäß dem nicht erfindungsgemäßen ersten Aspekt und auch für die nachstehende Bauteilpaarung gemäß dem nicht erfindungsgemäßen zweiten Aspekt und die Erfindung gemäß dem dritten Aspekt gilt es, dass die einander berührenden Flächen, mittels denen die Konzentrizität zwischen dem Antirasselbauteil
In den nachstehenden
Die nicht erfindungsgemäße Bauteilpaarung gemäß dem zweiten Aspekt zeichnet sich dadurch aus, dass das Antirasselbauteil
Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung der einzelnen Federelemente.This allows a simple design of the individual spring elements.
Eine erste nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer derartigen Bauteilpaarung ist in den
Auch bei dieser nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Zentrierung ein besonderer Vorteil. Sofern die Federelemente
Zur axialen Fixierung des Antirasselbauteils
Die Federelemente
Gemäß einer alternativen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform, wie sie in den
Diese Ausgestaltung kann noch dadurch verfeinert werden, dass die radiale und die Umfangselastizität durch Ausgestaltung der Federelemente
Dabei kann an dem Außenumfang der Federelemente
Bei den nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen der
In den
In den
Der Federring
Der Federring
In Umfangsrichtung kann zwischen dem Antirasselbauteil
In
In
So ist an dem Innenumfang des Federringes
In den
Dabei sind an dem Innenumfang des Antirasselbauteils
Bei dieser Ausführungsform kann auch in Umfangsrichtung eine Elastizität über die Radialfederzungen
Die Federringe
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 a gearbox with a plurality of sets of wheels, an anti-rattle measure is preferably formed on at least one, preferably each of the wheel sets, as above. In this case, it is preferable if the drive train in which the transmission is used has no dual-mass flywheel on the output side of the internal combustion engine. For this case, it is preferred if not only the wheelsets are formed with a anti-rattle measure, as described above, but also if rattle vibrations of the synchronizer rings are reduced in the transmission, for example by clipping corrugated springs between the coupling body and synchronizer ring.
In den
In
Bei dem Antriebsstrang
Bei dem Antriebsstrang
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.With regard to the dimensioning of the component pairings according to the invention, the following should also be noted. In each application, the dimensions or geometries according to the required physical principles of action are each individually determined by usable calculation approaches and - if they are not sufficiently known or existed - by empirical experiment votes exactly so that the required function of the function carrier / components in each conceivable functional case full and as desired - as described above - is met.
Die benannten 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 der nicht erfindungsgemäßen Bauteilpaarung gemäß dem ersten Aspekt) 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 Zweiflankenwälzpaarung des Mikrozahnrades jegliches Drehflankenspiel zum Gegenrad zu 100% eliminiert ist.The named numerical values apply in particular to a manual transmission of a passenger vehicle with a displacement of 1.6 liters and a maximum transmittable torque of 217 Nm. The main axle is between drive shaft and
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