-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsbaugruppe, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend zwei zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse miteinander gekoppelte oder zu koppelnde Bauteile, wobei ein erstes dieser Bauteile eine Innenumfangsverzahnung aufweist und ein zweites dieser Bauteile eine mit der Innenumfangsverzahnung in Drehkopplungseingriff stehende oder zu bringende Außenumfangsverzahnung aufweist, wobei bei einer Verzahnung von Innenumfangsverzahnung und Außenumfangsverzahnung die Zähne in einem ersten axialen Endbereich der einen Verzahnung, in welchem ersten axialen Endbereich die Zähne der einen Verzahnung zuerst in Drehkopplungseingriff mit den Zähnen der anderen Verzahnung gelangen, durch Stirnflächen begrenzt sind.
-
Die Offenlegungsschrift
US 6 968 144 B2 offenbart dabei eine Drehmomentübertragungsbaugruppe einer ersten Welle mit einer Innenverzahnung und eine zweite Welle mit einer Außenverzahnung, die in einen Drehkopplungseingriff axial zueinander geführt werden können, wobei bei einer Verzahnung von Innenverzahnung und Außenverzahnung die Zähne in einem ersten axialen Endbereich der einen Verzahnung, in welchem ersten axialen Endbereich die Zähne der einen Verzahnung zuerst in Drehkopplungseingriff mit den Zähnen der anderen Verzahnung gelangen.
-
Im Antriebsstrang eines Fahrzeugs sind an verschiedensten Stellen Bauteile bzw. Antriebsstrangkomponenten, die vor dem Zusammenfügen des Antriebsstrangs separat bereitgestellt sind, beim Zusammenfügen des Antriebsstrangs miteinander zu koppeln, um einen Drehmomentenfluss über den Antriebsstrang zu gewährleisten oder im Antriebsstrang einen Nebenabtrieb oder eine Drehmomentenabstützung bereitstellen zu können. Dies sei im Folgenden mit Bezug auf die 1 anhand eines dort schematisch dargestellten hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 veranschaulicht. Dieser umfasst ein Gehäuse 12, das über eine Kopplungsanordnung 14 mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, zu koppeln ist und durch diese zur Drehung um eine Drehachse A antreibbar ist. Im Inneren eines derartigen hydrodynamischen Drehmomentwandlers sind im Allgemeinen ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad angeordnet. Das Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug wird beispielsweise von einer Turbinenradnabe 16 auf eine Getriebeeingangswelle 18 übertragen. Das Leitrad ist mit einer Leitradnabe 20 auf einer Stützwelle 22 getragen, so dass es unter der Wirkung eines an der Leitradnabe 20 vorgesehenen Freilaufs in einer Richtung um die Drehachse A drehbar ist, gegen Drehung in der anderen Richtung aber blockiert ist. Eine durch das Gehäuse 12 bereitgestellte bzw. daran vorgesehene Pumpennabe 24 treibt im Rotationsbetrieb über eine Pumpenwelle 26 eine beispielsweise in einem Getriebe angeordnete Fluidpumpe, also beispielsweise Ölpumpe, an und ist, ebenso wie die Stützwelle 22 als Hohlwelle ausgebildet.
-
Zur Drehmomentenübertragungs- bzw. Drehmomentenabstützungskopplung zwischen diesen verschiedenen Systembereichen wirken Drehmomentübertragungsbaugruppen 28, 30, 32, die jeweils eine Verzahnung 34, 36, 38 an einem der miteinander zu koppelnden Bauteile und eine Verzahnung 40, 42, 44 am anderen der zu koppelnden Bauteile umfassen.
-
Im Falle eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers wird beim Aufbau eines Antriebsstrangs der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 in Richtung der Drehachse A auf die drei zueinander koaxial angeordneten Wellen 18, 22, 26 aufgeschoben. Man erkennt in der 1, dass dabei im Allgemeinen nicht die Möglichkeit besteht, durch visuelle Wahrnehmung zu erkennen, ob die Zähne der jeweils miteinander in Drehkopplungseingriff zu bringenden Verzahnungen so zueinander ausgerichtet sind, dass ein axiales Ineinandereinschieben möglich ist. Bei dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 ist der Aufbau dabei grundsätzlich derart, dass bei axialer Heranbewegung desselben an die in drei koaxial angeordneten Wellen 18, 22, 26 zunächst die Drehmomentübertragungsbaugruppe 28 mit ihren Verzahnungen 34, 40 in den Drehkopplungseingriffszustand gebracht wird, dann bei weiterer Axialbewegung die Drehmomentübertragungsbaugruppe 30 mit ihren Verzahnungen 36 und 38 und am Ende die Drehmomentübertragungsbaugruppe 32 mit ihren Verzahnungen 38, 44 in Drehkopplungseingriff gebracht wird.
-
Sollte bei der Axialbewegung durch gegenseitiges Anstoßen der Verzahnungen 34, 40 bzw. 36, 42 eine Axialbewegungsblockierung auftreten, kann dies durch geringfügige Verdrehung des Drehmomentwandlers 10 beseitigt werden. Das Auftreten einer derartigen Axialbewegungsblockierung hängt damit zusammen, dass, wie in 2 erkennbar, beispielsweise die Zähne 46 der Verzahnung 34 an der Turbinenradnabe in ihrem axialen Endbereich 48, in welchem sie bei Herstellung des Drehkopplungseingriffs zunächst in Eingriff mit den Zähnen der Verzahnung 40 an der Getriebeeingangswelle 18 treten, durch eine Stirnfläche 50 begrenzt sind, die grundsätzlich im Wesentlichen orthogonal zur Richtung der Drehachse und somit auch orthogonal zu einer Bewegungsrichtung R steht, in welcher die Verzahnungen 34, 40 aufeinander zu bewegt werden. Im Allgemeinen sind diese Stirnflächen 50 in axialer Richtung schräg angestellt, was die Darstellung der 2 erkennen lässt. Durch diese grundsätzlich aber zur Bewegungsrichtung R bzw. zur Drehachse A senkrechte Ausrichtung wird beim gegenseitigen Anstoßen von Zähnen der Verzahnungen 34, 40 eine weitere Axialbewegung verhindert. Das aktiv herbeigeführte Verdrehen der Verzahnungen bis zum Aufheben des gegenseitigen Anstoßes der Stirnflächen zweier Zähne bzw. Verzahnungen gestattet eine weitere Axialbewegung. Tritt ein entsprechender Zustand jedoch bei den Verzahnungen 38, 44 auf, führt die Verdrehung des gesamten hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 im Allgemeinen zu einer Mitdrehung der sehr leicht drehbaren Pumpenantriebswelle 26.
-
Da beim Versuch, den Drehmomentwandler 10 zu drehen, durch die axial aneinander anstoßenden Verzahnungen die Pumpenantriebswelle 26 mitgedreht wird, kann das Herstellen des Drehkopplungseingriffs der beiden Verzahnungen 38, 44 im Allgemeinen nur dadurch erreicht werden, dass der Drehmomentwandler 10 zunächst zurückgezogen, ohne Kontakt mit der Pumpenantriebswelle 26 geringfügig verdreht und dann wieder axial auf die Pumpenantriebswelle 26 zu bewegt wird, wobei jedoch visuell nicht erkennbar ist, ob dann eine korrekte Ausrichtung der Verzahnungen 38, 44 hergestellt ist, die eine Herstellung des Drehkopplungseingriffs gestattet.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomentübertragungsbaugruppe, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, vorzusehen, mit welcher der Drehkopplungseingriff zweier zur gemeinsamen Drehung zu koppelnden Systembereiche einfach und zuverlässig herstellbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehmomentübertragungsbaugruppe, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend zwei zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse miteinander gekoppelte oder zu koppelnde Bauteile, wobei ein erstes dieser Bauteile eine Innenumfangsverzahnung aufweist und ein zweites dieser Bauteile eine mit der Innenumfangsverzahnung in Drehkopplungseingriff stehende oder zu bringende Außenumfangsverzahnung aufweist, wobei bei einer Verzahnung von Innenumfangsverzahnung und Außenumfangsverzahnung die Zähne in einem ersten axialen Endbereich der einen Verzahnung, in welchem ersten axialen Endbereich die Zähne der einen Verzahnung zuerst in Drehkopplungseingriff mit den Zähnen der anderen Verzahnung gelangen, durch Stirnflächen begrenzt sind.
-
wobei die Axialpositionierung der Stirnflächen der Zähne der einen Verzahnung in Umfangsrichtung sich in regelmäßigem Muster wiederholt, wobei die Stirnflächen der Zähne der einen Verzahnung ausgehend von einer in maximalem Ausmaß vorverlagerten Umfangsabweis-Stirnfläche entlang eines kurvenartigen Verlaufs vorgesehen sind
-
Dabei ist weiter vorgesehen, dass die eine Verzahnung wenigstens einen Zahn mit bezüglich der Stirnflächen der anderen Zähne der einen Verzahnung axial vorgelagerter Stirnfläche aufweist und dass die Stirnfläche wenigstens eines Zahns mit axial vorgelagerter Stirnfläche der einen Verzahnung eine Umfangsabweis-Stirnfläche für die andere Verzahnung bildet.
-
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Drehmomentübertragungsbaugruppe werden zwei Ausgestaltungsaspekte in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert. Durch das vorgelagerte Positionieren der Stirnfläche von zumindest einem Zahn einer Verzahnung ist bei der axialen Aufeinanderzubewegung der beiden miteinander zu koppelnden Bauteile, sofern keine das axiale Ineinandereinschieben zulassende Ausrichtung der beiden Verzahnungen vorliegt, zwangweise dafür gesorgt, dass zunächst dieser Zahn mit vorgelagerter Stirnfläche axial an der Verzahnung des anderen Bauteils anstößt. Da die Stirnfläche dieses Zahns jedoch als Umfangsabweis-Stirnfläche ausgebildet ist, erzeugt sie bei axialer Belastung eine die axial belastende Baugruppe in Umfangsrichtung abweisende Wirkung, was nicht zu der vorangehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen Axialbewegungsblockierung, sondern einer Relativverdrehung der die beiden Verzahnungen aufweisenden Bauteile führt. Durch diese Relativdrehung wird eine zwangsweise Ausrichtung der Verzahnungen derart, dass diese dann axial ineinander eingeschoben und somit der Drehkopplungseingriff erreicht werden kann, erzeugt. Erst nach der zwangsweise herbeigeführten Relativdrehung und dann fortgesetzter Axialbewegung treten auch die anderen Zähne der beiden Verzahnungen im Sinne der Erzeugung des Drehkopplungseingriffs jeweils in Zahnlücken der anderen Verzahnung ein.
-
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche des wenigstens einen Zahns mit vorgelagerter Stirnfläche der einen Verzahnung bezüglich einer Relativbewegungsrichtung der Verzahnungen bei Herstellung des Drehkopplungseingriffs wenigstens bereichsweise in Umfangsrichtung schräg gestellt ist.
-
Um bei Herstellung des Drehkopplungseingriffs über den Umfang verteilt eine gleichmäßigere Entlastung der Verzahnungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die eine Verzahnung in Umfangsrichtung verteilt mehrere Zähne mit vorgelagerter Umfangsabweis-Stirnfläche umfasst. Bei einer baulich besonders einfach zu realisierenden Ausgestaltungsform wird vorgeschlagen, dass die eine Verzahnung Zähne mit an verschiedenen Axialpositionierungen angeordneten Umfangsabweis-Stirnflächen umfasst.
-
Um zumindest einen Zahn der einen Verzahnung in einfacher Weise mit einer Umfangsabweis-Stirnfläche beispielsweise durch Verzahnungsräumen bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Axialpositionierung der Stirnflächen der Zähne der einen Verzahnung in Umfangsrichtung sich in im Wesentlichen regelmäßigem Muster wiederholt. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Stirnflächen der Zähne der einen Verzahnung ausgehend von einer in maximalem Ausmaß vorverlagerten Umfangsabweis-Stirnfläche entlang eines kurvenartigen Verlaufs vorgesehen sind. Dies bedeutet also, dass ungeachtet der in Umfangsrichtung diskreten Abfolge der Zähne einer jeweiligen Verzahnung die Positionierung der Umfangsabweis-Stirnflächen sind im Wesentlichen kontinuierlich ändert.
-
Die eine Verzahnung kann eine Mehrzahl von Zähnen mit in maximalem Ausmaß vorverlagerter Umfangsabweis-Stirnfläche aufweisen. Bei derartiger Anordnung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Zähne mit in maximalem Ausmaß vorgelagerter Umfangsabweis-Stirnfläche zueinander in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordnet sind.
-
Die gleichmäßige Umfangsbeabstandung der Umfangsabweis-Stirnflächen ist besonders dann von Vorteil, wenn die eine Verzahnung eine ungerade Anzahl an Zähnen aufweist. Dies hat zur Folge, dass insbesondere dann, wenn die Stirnflächen der verschiedenen Zähne hinsichtlich ihrer Axialpositionierung in kurvenartigem Verlauf angeordnet sind, die Umfangsabweis-Stirnflächen an verschiedenen der in maximalem Ausmaß mit ihren Stirnflächen vorverlagerten Zähne auch mit verschiedener Geometrie ausgebildet sind und somit unterschiedliche Abweiswirkungen erzeugen können. Dies erleichtert die Erzwingung einer Relativdrehung der beiden Verzahnungen bei axialer Belastung.
-
Um die Wirkung der Umfangsabweis-Stirnflächen der Zähne der einen Verzahnung noch weiter zu verstärken, wird vorgeschlagen, dass die Zähne der anderen Verzahnung in einem ersten axialen Endbereich der anderen Verzahnung, in welchem ersten axialen Endbereich die Zähne der anderen Verzahnung zuerst in Drehkopplungseingriff mit den Zähnen der einen Verzahnung gelangen, durch Stirnflächen begrenzt sind und dass die Stirnflächen der Zähne der anderen Verzahnung im Wesentlichen an gleicher axialer Positionierung angeordnet sind. Es ist somit sichergestellt, dass unabhängig von der Relativdrehpositionierung der beiden Verzahnungen zueinander die Umfangsabweis-Wirkung im Wesentlichen immer bei gleicher Relativaxialpositionierung einsetzt.
-
Diese Umfangsabweis-Wirkung kann dadurch noch verstärkt werden, dass wenigstens ein Teil der, vorzugsweise alle Stirnflächen der Zähne der anderen Verzahnung Umfangsabweis-Stirnflächen für die eine Verzahnung bilden.
-
Aus Gründen der einfacheren Herstellbarkeit ist es vorteilhaft, wenn die eine Verzahnung die Innenumfangsverzahnung und die andere Verzahnung die Außenumfangsverzahnung ist.
-
Um in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs den Erfindungseffekt effizient nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass das erste Bauteil eine Abtriebsnabe, vorzugsweise eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, einer hydrodynamischen Kupplung oder einer Reibkupplungsanordnung, ist und dass das zweite Bauteil eine Welle, vorzugsweise eine Pumpenantriebswelle für eine Druckfluidpumpe oder Stützwelle, ist.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 in prinzipartiger Darstellung einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den drei damit zu koppelnden Wellen;
- 2 eine Ansicht eines Zahns einer Verzahnung in Blickrichtung II in 1;
- 3 eine Längsschnittansicht einer Pumpenantriebsnabe eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einer Zwischenfertigungsstufe;
- 4 eine Axialansicht der Pumpenantriebsnabe der 3 in Blickrichtung IV in 3;
- 5 eine Längsschnittansicht der fertiggestellten Pumpenantriebsnabe;
- 6 eine der 2 entsprechende Ansicht eines Zahns mit Umfangsabweis-Stirnfläche von radial innen;
- 7 eine der 6 entsprechende Ansicht eines alternativ ausgestalteten Zahns;
- 8 eine Gehäuseschale eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Pumpenantriebsnabe.
-
Mit Bezug auf die 3 bis 8 wird im Folgenden anhand der Pumpenantriebsnabe 24 des Gehäuses 12 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10, wie er in 1 schematisch dargestellt ist, die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Drehmomentübertragungsbaugruppe, in der 1 der Drehmomentübertragungsbaugruppe 32 mit den Verzahnungen 38 an der Pumpenantriebsnabe 24 und 44 an der Pumpenantriebswelle 26, detailliert erläutert. Es sei bereits hier darauf hingewiesen, dass eine derartige im Folgenden erläuterte Ausgestaltung der Drehmomentübertragungsbaugruppe selbstverständlich alternativ oder zusätzlich auch bei den anderen beiden Drehmomentübertragungsbaugruppen 28 bzw. 30 der 1 oder in anderen Bereichen oder Ausgestaltungsarten eines Antriebsstrangs, beispielsweise bei der Ankopplung des Ausgangsbereichs einer nasslaufenden Reibungskupplung, ggf. auch in einem Hybridantriebssystem, an eine Pumpenantriebswelle oder dergleichen, realisiert sein kann.
-
Die 3 und 4 zeigen die Pumpenantriebsnabe 24 in einer Zwischenproduktionsstufe. Man erkennt einen nach radial innen vorspringenden, zunächst ringartig ausgebildeten Bereich 52, welcher, wie dies der Vergleich mit der 5 zeigt, bei der fertiggestellten Pumpenantriebsnabe 24 die als Innenumfangsverzahnung ausgebildete Verzahnung 38 bereitstellt.
-
Der ringartige Bereich 52 ist grundsätzlich so gestaltet, dass er in dem den axialen Endbereich 48 der zu fertigenden Verzahnung 38 bildenden Endbereich 48 mit einer Stirnfläche 54 ausgebildet ist, die grundsätzlich, ähnlich wie dies bereits auch die Stirnfläche 52 des in 2 gezeigten Zahns 46 der Verzahnung 38 erkennen lässt, in axialer Richtung schräg angestellt ist. Diese axiale Anstellung oder Schrägstellung der Stirnfläche 54 führt dazu, dass am axialen Endbereich 48 ein schrägstufenartiger Übergang zu dem dann weiter radial außen liegenden Oberflächenniveau der Pumpenantriebsnabe 24 erfolgt, im Gegensatz zu dem im Wesentlichen rechtwinkligen stufenartigen Übergang, am anderen axialen Endbereich 56 des ringartigen Bereichs 52 und somit auch der daran zu bildenden Verzahnung 38.
-
Man erkennt in den 3 und 4 weiterhin, dass an mehreren Umfangsbereichen, im dargestellten Beispiel an vier Umfangsbereichen, die Stirnfläche 54 und damit der ringartige Bereich 52 wellenartig axiale Ausbauchungen 58 aufweist.
-
Ausgehend von einem Grundaxialniveau der Stirnfläche 54, das an zwischen derartigen Ausbauchungen 58 gebildeten Zwischenbereichen 60 des ringartigen Bereichs 52 und somit auch der Stirnfläche 54 vorgesehen ist, bilden die axialen Ausbauchungen 58 in Ausbauchungsspitzenbereichen 62 bezüglich des Grundaxialniveaus 60 maximal vorverlagerte Bereiche der Stirnfläche 54. Der Übergang von dem in den Zwischenumfangsbereich 60 vorgesehenen Grundaxialniveau der Stirnfläche 54 zu dem Ausbauchungsspitzenbereich 62 kann in zwei zu einer axialen Abkrümmung der Stirnfläche 54 führenden Übergangsbereichen 64, 66 jeweils in Umfangsrichtung beidseits des Ausbauchungsspitzenbereichs 62 realisiert sein. Diese Übergangsbereiche 64, 66 können in Umfangsrichtung gleich weit sich erstreckend ausgebildet sein, können jedoch, wie die 3 dies veranschaulicht, zueinander ungleich ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Übergangsbereich 64 eine Umfangserstreckung von etwa 9 bis 12 mm überdecken, während der Übergangsbereich 66 eine Umfangserstreckung von etwa 6 bis 8 mm überdecken kann.
-
Weiter erkennt man in der 4, dass die Ausbauchungsspitzenbereiche 62 zueinander in einem Winkelabstand α angeordnet sind, der für alle aufeinander folgenden Ausbauchungsspitzenbereiche 62 gleich ist und somit bei Ausgestaltung mit vier derartigen Ausbauchungsspitzenbereichen 90° beträgt.
-
Der in den 3 und 4 dargestellte Rohling für die Pumpenantriebsnabe 24 kann beispielsweise in einem Gussverfahren, einem Sinterverfahren oder einem Kaltumformungspressverfahren mit der in diesen Figuren dargestellten Geometrie bereitgestellt werden. In einer dann folgenden Fertigungsprozedur wird durch Einsatz entsprechender Werkzeuge in dem ringartigen Bereich 52 die Innenumfangsverzahnung 38 vorzugsweise durch Räumen hergestellt. Bei diesem Fertigungsvorgang zur Herstellung der Innenumfangsverzahnung 38 entstehen die Zähne 46 derselben mit den in den beiden axialen Endbereichen 48, 56 liegenden Stirnflächen. Während aufgrund des rechtwinkligen stufenartigen Übergangs die im axialen Endbereich 56 sich bildenden Stirnflächen der Zähne 46 im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse A stehen, sind aufgrund der Schrägstellung bzw. des schrägstufenartigen Übergangs im Bereich der am ringartigen Bereich 52 vorhandenen Stirnfläche 54, ähnlich wie dies bereits die 2 andeutet, die Stirnflächen 50 am axialen Endbereich 48 in axialer Richtung und nach radial innen hin schräg gestellt bzw. angestellt.
-
In denjenigen Umfangsbereichen der Verzahnung 38, welche dort entstehen, wo die im Wesentlichen ohne axiale Abkrümmung ausgebildeten Zwischenbereiche 60 des ringartigen Bereichs 52 bzw. der Stirnfläche 54 liegen, sind die Stirnflächen 50 am axialen Endbereich 48 im Wesentlichen so orientiert, wie in 2 angedeutet. Dort, wo die am Rohling vorhandene Stirnfläche 54 in Achsrichtung abgekrümmt ist, also in den zum jeweiligen Ausbauchungsspitzenbereich 62 führenden gekrümmten Übergangsbereichen 64, 66, sind die Stirnflächen 50 nicht nur in axialer Richtung schräggestellt bzw. angestellt, sondern auch in Umfangsrichtung. Dies wird im Folgenden anhand der 6 und 7 erläutert.
-
Die 6 zeigt eine Ansicht eines Zahns 46 der Innenumfangsverzahnung 38 an der Pumpenantriebsnabe 24 von radial innen, welcher mit seinem durch den Scheitel 68 in 6 definierten Umfangsmittenbereich exakt dort liegt, wo ein Ausbauchungsspitzenbereich 62 liegt. Durch die axiale Anstellung der Stirnfläche 54 entsteht beim Herstellen der Verzahnung 38 eine als Umfangsabweis-Stirnfläche 70 wirksame Stirnfläche 50. Aufgrund der Zentrierung bezüglich eines Ausbauchungsspitzenbereichs 62 ist die Umfangsabweis-Stirnfläche 70 mit zwei zueinander in Umfangsrichtung gegensinnig schräggestellten Flächenbereichen 70' und 70" ausgebildet. Aufgrund der axialen Schrägstellung und der Schrägstellung in Umfangsrichtung wird bei einer in Richtung des Pfeils F auf den Flächenbereich 70' einwirkenden Kraft eine Umfangskraftkomponente Fu erzeug. Durch diese Umfangskraftkomponente Fu wird zwischen den so in Kontakt miteinander tretenden Zähnen eine Umfangsabweiswirkung generiert, die zu einer Relativdrehung der diese Zähne tragenden Bauteile führt. Diese Relativdrehung wird bei fortgesetzter axialer Belastung so lange anhalten, bis ein am Flächenbereich 70' sich abstützender Zahn der Verzahnung 44 an der Pumpenantriebswelle 26 so weit in Umfangsrichtung bewegt wurde, dass der sich ohne weitere axiale Behinderung bezüglich des in 6 dargestellten Zahns 46 in Achsrichtung bewegen kann und somit der Drehkopplungseingriff zwischen den Verzahnungen 38 und 44 hergestellt werden kann.
-
In 7 ist ein Zahn 46 gezeigt, welcher nicht dort gebildet wird, wo im Rohling ein Ausbauchungsspitzenbereich 62 liegt, sondern in einem der Übergangsbereiche 64 bzw. 66. Aufgrund der dort vorhandenen axialen Erstreckung bzw. Krümmung der Stirnfläche 54 des ringartigen Bereichs 52 entsteht eine als Umfangsabweis-Stirnfläche 70 wirksame Stirnfläche 50, die nur in einer Umfangsrichtung angestellt ist und bei entsprechender Beaufschlagung mit einer Kraft F eine in Umfangsrichtung wirksame Abweiskraftkomponente Fu erzeugt.
-
Bei der Fertigung einer derartigen Pumpenantriebsnabe 24 muss nicht notwendigerweise so vorgegangen werden, dass der in der 3 erkennbare Rohling bezüglich eines Räumwerkzeugs für die herzustellende Verzahnung 38 exakt so ausgerichtet wird, dass dort, wo einer der Ausbauchungsspitzenbereiche 62 liegt, entsprechend zentriert auch der Scheitel 68 eines herzustellenden Zahns zu liegen kommt. Vielmehr kann der Rohling ohne definierte Umfangspositionierungsvorgabe der Ausbauchungsspitzenbereiche 62 bezüglich eines Räumwerkzeugs in dieses eingesetzt und dann bei einem Räumvorgang die Verzahnung 38 gebildet werden. Dabei werden dann insbesondere auch im Bereich der Ausbauchungsspitzenbereiche Zähne mit Stirnflächen 50 bzw. Umfangsabweis-Stirnflächen 70 gebildet, die aufgrund der Teilung der Ausbauchungsspitzenbereiche 62 einerseits und der Teilung der Zähne 46 der Verzahnung 38 andererseits zueinander unterschiedliche Geometrien aufweisen können. Es muss, um den erfindungsgemäßen Effekt erzielen zu können, nicht notwendigerweise ein Zahn vorhanden sein, wie er in der 6 gezeigt ist und bei dem aufgrund der zentrierten Lage des Scheitels 68 die beiden Flächenbereiche 70' und 70" der Umfangsabweis-Stirnfläche 70 zueinander im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut sind.
-
Durch die vorangehend mit Bezug auf die 3 beschriebene ausgebauchte Ausgestaltung der Stirnfläche 54 mit mehreren vorzugsweise in gleichmäßigem Umfangsabstand liegenden Ausbauchungsspitzenbereichen 62 wird bei der dann hergestellten Verzahnung 38 eine Struktur erhalten, bei welcher dort, wo im Rohling Ausbauchungsspitzenbereiche 62 vorhanden waren, Zähne 46' liegen, deren Stirnflächen 50 bzw. Umfangsabweis-Stirnflächen 70 bezüglich derjenigen Stirnflächen 50, die in den Zwischenbereichen 60 gebildet werden, in maximalem Ausmaß in einer axialen Richtung R vorgelagert sind, in welcher die Verzahnung 38 bei Herstellung des Drehkopplungseingriffs auf die Verzahnung 44 zu bewegt wird. Der axiale Abstand zwischen diesen maximal vorgelagerten Umfangsabweis-Stirnflächen 70 und den bezüglich diesen axial am weitesten zurückversetzten Stirnflächen 50, welche beispielsweise keine Abweisfunktionalitäten entfalten können, kann in einem Bereich von 1 bis 4 mm liegen. In Verbindung mit dem Umfangserstreckungsausmaß der gekrümmten Übergangsbereiche 64, 66 bzw. der Ausbauchungen 58 kann somit sichergestellt werden, dass an den Zähnen mit vorgelagerten Stirnflächen 50, insbesondere der Zähnen 46' mit den in maximalem Ausmaß vorgelagerten Stirnflächen 50 eine derart starke Schrägstellung in Umfangsrichtung erzielt wird, dass bei axialer Belastung eine ausreichend große Umfangskraftkomponente zur Erzwingung einer Relativdrehung erzeugt wird.
-
Man erkennt insbesondere in den 5 und 8 deutlich, dass durch das Bereitstellen der Ausbauchungen 58 bzw. das in Umfangsrichtung sich im Wesentlichen periodisch wiederholende wellenartige Muster der Axialpositionierung der Stirnflächen 50 nicht nur dort, wo im Bereich von Ausbauchungsspitzenbereichen 62 die Zähne 46' gebildet werden, sondern in Umfangsrichtung auch daran angrenzend etwas weniger weit vorgelagerte Stirnflächen 50 an Zähnen entstehen, die ebenfalls in Umfangsrichtung schräg gestellt sind und in diesem Sinne auch Umfangsabweis-Stirnflächen bilden. Gleichwohl ist darauf hinzuweisen, dass bei axialer Heranführung der beiden zu koppelnden Verzahnungen aneinander zunächst bzw. primär oder ausschließlich eine Umfangsabweiswirkung durch diejenigen Zähne 46' erzeugt wird, die im axialen Endbereich 48 der Verzahnung 38 als erste mit den Zähnen der Verzahnung 44 in Kontakt treten.
-
Um diesen Effekt noch verstärkt bereitstellen zu können, kann weiter vorgesehen sein, dass die Zähne der Verzahnung 44, welche mit der Verzahnung 38 zu koppeln ist, in ihrem axialen Endbereich, der bei Herstellung des Drehkopplungseingriffs zunächst mit den Zähnen 46 der Verzahnung 38 in Eingriff gebracht wird, alle näherungsweise auf gleichem axialen Niveau enden, ebenso wie dies bei den Zähnen 46 der Verzahnung 38 im Endbereich 56 der Fall ist. Somit ist gewährleistet, dass die mit maximal vorverlagerter Umfangsabweis-Stirnfläche 70 ausgebildeten Zähne zunächst in Kontakt mit der anderen Verzahnung 44 treten und die Umfangsabweiswirkung erzielen. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Zähne der Verzahnung 44, und zwar vorzugsweise alle Zähne dieser Verzahnung 44, ebenfalls mit Umfangsabweis-Schrägflächen ausgebildet sind, vorzugsweise in der in 6 gezeigten Art und Weise, bei welcher jede Umfangsabweis-Schrägfläche zwei gegensinnig schräg gestellte Flächenbereiche aufweist. Da die mit der Innenumfangsverzahnung 38 zu koppelnde Verzahnung 44 eine Außenumfangsverzahnung ist, können derartige in Achsrichtung spitzenartig zulaufende Zähne vergleichsweise einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Einsatz eines Glockenfräsers.
-
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch in anderer Weise ausgeführt sein kann, als vorangehend dargestellt. So könnte beispielsweise jeweils nur ein einziger Zahn der entsprechend gestalteten Verzahnung mit seiner Stirnfläche bezüglich allen anderen Zähnen axial vorgelagert sein, wobei dann nicht die in den 3 und 5 erkennbaren, zu der wellenartigen Struktur führenden Übergangsbereiche vorhanden sind bzw. die Umfangserstreckungslänge dieser Übergangsbereiche so bemessen ist, dass sie der Breite eines einzigen dort dann zu bildenden Zahns entspricht. Selbstverständlich können auch mehrere derartige Zähne in Umfangsrichtung beispielsweise mit gleichmäßigem Abstand zueinander verteilt angeordnet sein. Auch ist es selbstverständlich möglich, die Zähne mit maximal vorgelagerter Stirnfläche nicht mit gleichmäßiger Umfangsbeabstandung anzuordnen, im Rohlingsbereich beispielsweise also die Ausbauchungsspitzenbereiche 62 entsprechend nicht mit gleichem Umfangsabstand zu gestalten. Dadurch kann insbesondere dann, wenn bei der so auszugestaltenden Verzahnung eine gerade Zähneanzahl vorzusehen ist, eine Struktur mit unterschiedlich gestalteten Zähnen mit maximal vorverlagerter Umfangsabweis-Stirnfläche, wie sie in den 6 und 7 gezeigt sind, erhalten werden.
-
Auch sei noch einmal betont, dass selbstverständlich eine derartige Drehmomentübertragungsbaugruppe auch in anderen Systembereichen, z. B. eines Antriebsstrangs, welcher durch axiale Aufeinanderzubewegung für den Antriebszustand, vorzugsweise dann permanent miteinander zu koppeln sind, realisiert sein können.
