DE102011122136A1 - Gear wheel assembly for use in drive train of motor vehicle, has retaining ring that is arranged between outer surfaces of side gear wheel which is secured on main gear wheel in axial direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a gear arrangement with the features of the preamble of claim 1.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer gattungsgemäßen Zahnradanordnung einfacher zu gestalten.The invention has for its object to make the structure of a generic gear arrangement simpler.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features of independent claim 1.
Erfindungsgemäß ist der Sicherungsring während der Montageposition der Zahnradanordnung zwischen den beiden axial äußeren Oberflächen bzw. Stirnflächen des Nebenzahnrades angeordnet. Mit anderen Worten ist der Sicherungsring in Axialrichtung innerhalb der Zahnradanordnung angeordnet. Auf diese Weise kann die Nabe des Hauptzahnrades axial verhältnismäßig kurz dimensioniert werden, da sie axial nur innerhalb des Nebenzahnrades vorhanden sein muss. Es entsteht eine konstruktiv kompakte und raumsparende Zahnradanordnung, bei der die Nabe in Axialrichtung etwa bündig mit einer äußeren Stirnfläche des Nebenzahnrades abschließen kann. Diese Anordnung ermöglicht es zudem, dass der Sicherungsring ohne zusätzliche Bauteile (nämlich durch das Neben- und/oder Hauptzahnrad selbst) wirksam gegen unerwünschte äußere Einwirkungen geschützt werden kann. Darüber hinaus ist der Sicherungsring bei dieser Anordnung besonders verliersicher positionierbar. According to the invention, the locking ring is arranged during the mounting position of the gear arrangement between the two axially outer surfaces or end faces of the secondary gear. In other words, the locking ring is arranged in the axial direction within the gear arrangement. In this way, the hub of the main gear can be axially dimensioned relatively short, since it must be present axially only within the secondary gear. The result is a structurally compact and space-saving gear arrangement in which the hub can be completed in the axial direction approximately flush with an outer end face of the secondary gear. This arrangement also makes it possible that the retaining ring without additional components (namely by the secondary and / or main gear itself) can be effectively protected against undesirable external influences. In addition, the retaining ring is particularly captive positionable in this arrangement.
Vorzugsweise ist eine Sicherungsnut an dem Hauptzahnrad oder an dem Nebenzahnrad angeordnet. Der Sicherungsring liegt dann zumindest teilweise in dieser Sicherungsnut ein und wirkt mechanisch (z. B. kraft- oder formschlüssig) auf das jeweils andere Zahnrad ein, um die Axialsicherung zu erzielen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist an beiden Zahnrädern jeweils mindestens eine Sicherungsnut als Bestandteile der Axialsicherung vorgesehen. Diese Sicherungsnuten können abhängig von der technischen Konstruktion mit einem gemeinsamen Sicherungsring oder mehreren Sicherungsringen zusammenwirken, um die Axialsicherung zu gewährleisten.Preferably, a securing groove is disposed on the main gear or on the subordinate gear. The circlip then lies at least partially in this safety groove and acts mechanically (eg force-locking or positive-locking) on the respective other toothed wheel in order to achieve the axial securing. In a preferred embodiment, at least one securing groove is provided on each of the two gears as components of the axial securing device. Depending on the technical design, these safety grooves can interact with a common circlip or several circlips to ensure axial locking.
Vorteilhaft ist eine Sicherungsnut an einem von der Nabe zumindest teilweise durchsetzten Durchgangsloch des Nebenzahnrades angeordnet und radial nach innen geöffnet. Hierdurch kann der Sicherungsring im Sinne einer handhabungstechnisch einfachen Montage bereits vor der Montage beider Zahnräder in der Sicherungsnut des Nebenzahnrades fixiert werden.Advantageously, a securing groove is arranged on a through hole of the secondary gear wheel which is at least partially penetrated by the hub and is opened radially inwards. As a result, the securing ring can be fixed in the securing groove of the subordinate gear in the sense of a handling-technically simple assembly even before the assembly of both gears.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Sicherungsnut an der Außenseite der Nabe des Hauptzahnrades angeordnet und radial nach außen geöffnet sein. Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Sicherungsring zur Vereinfachung der Montage bereits vor dem Zusammenbau der Zahnradanordnung an dem Hauptzahnrad positioniert werden soll.Alternatively or additionally, a securing groove can be arranged on the outside of the hub of the main gear and be opened radially outwards. This variant is particularly advantageous if the securing ring is to be positioned on the main gearwheel prior to assembly of the gearwheel arrangement in order to simplify assembly.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Sicherungsring in Montageposition mit einzelnen Bestandteilen in einer Sicherungsnut des Nebenzahnrades und mit anderen Bestandteilen in einer Sicherungsnut des Hauptzahnrades ein. Beide Sicherungsnuten wirken zur gemeinsamen Einlage eines Sicherungsringes zusammen. Diese technische Konstruktion bewirkt einen radialen Überstand des Sicherungsringes von einer Sicherungsnut in die korrespondierende Sicherungsnut hinein. Hierdurch ist technisch besonders einfach gewährleistet, dass die axiale Sicherung des Nebenzahnrades am Hauptzahnrad während der Montageposition aufrechterhalten bleibt.In a preferred embodiment, the locking ring is in mounting position with individual components in a locking groove of the secondary gear and with other components in a locking groove of the main gear. Both safety grooves act together for joint insertion of a retaining ring. This technical design causes a radial projection of the locking ring of a locking groove in the corresponding Sicherungsnut inside. This ensures technically particularly simple that the axial securing of the secondary gear on the main gear is maintained during the mounting position.
Vorzugsweise sind die beiden Sicherungsnuten axial derart dimensioniert und axial in Montageposition derart angeordnet, dass ihre Nutöffnungen in Radialrichtung zumindest teilweise einander zugewandt sind und die Sicherungsnuten hierdurch in radialer Richtung einen geschlossenen Hohlraum bilden können, in dem der Sicherungsring stabil gelagert und vor unerwünschten äußeren Einwirkungen geschützt ist.Preferably, the two securing grooves are axially dimensioned and arranged axially in the mounting position such that their groove openings are at least partially facing each other in the radial direction and the securing grooves can thereby form a closed cavity in the radial direction, in which the retaining ring is stably supported and protected from undesired external influences is.
Weiter bevorzugt sind die beiden zusammenwirkenden Sicherungsnuten bzw. deren Nutöffnungen in derselben Radialebene angeordnet und können hierdurch gemeinsam einen geometrisch unaufwändigen, z. B. einen rechteckigen, Hohlraum zur Aufnahme eines Sicherungsringes bilden. Dieser Hohlraum ermöglicht es, den Sicherungsring geometrisch-konstruktiv besonders einfach und somit kostengünstig zu gestalten.More preferably, the two cooperating safety grooves or their groove openings are arranged in the same radial plane and can thereby jointly a geometrically unobtrusive, z. B. form a rectangular, cavity for receiving a retaining ring. This cavity makes it possible to make the retaining ring geometrically-constructive particularly simple and thus inexpensive.
Vorzugsweise weist der federelastische Sicherungsring zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Ringfreienden auf, deren Abstand voneinander mittels der Federelastizität veränderbar ist. Ein derart ausgestalteter Sicherungsring wird auch als sogenannter Sprengring bezeichnet. Der Sicherungsring liegt in Montageposition zumindest teilweise in einer Sicherungsnut ein, so dass es mittels der Ringfreienden und der Federelastizität mechanisch einfach möglich ist, die exakte Lagerposition des Sicherungsringes vor, während und nach der Montage zu verändern. Diese veränderbare Lagerposition unterstützt einen einfachen Montagevorgang für die gesamte Zahnradanordnung.Preferably, the resilient locking ring on two circumferentially spaced annular free ends, the distance from each other by means of spring elasticity is variable. Such a configured retaining ring is also referred to as a so-called snap ring. The retaining ring is in mounting position at least partially in a securing groove, so that it is mechanically easily possible by means of the Ringfreienden and the spring elasticity to change the exact storage position of the retaining ring before, during and after installation. This variable storage position supports a simple assembly process for the entire gear arrangement.
Ein kompakter und mechanisch stabiler Zusammenbau der Zahnradanordnung ist vorzugsweise dadurch verbessert, dass der Sicherungsring in Radialrichtung mit Vorspannung, also mit Federkraft, innerhalb der Zahnradanordnung einliegt und hierdurch eine Kraftbeaufschlagung erzielt. Diese Kraftbeaufschlagung kann z. B. erfolgen, indem der Sicherungsring in einer Sicherungsnut des Nebenzahnrades einliegt und gleichzeitig in Radialrichtung eine radiale Begrenzungswand des Hauptzahnrades, insbesondere einer weiteren Sicherungsnut des Hauptzahnrades, beaufschlagt. Das Hauptzahnrad und deren Sicherungsnut müssen zu diesem Zweck lediglich derart dimensioniert werden, dass der Sicherungsring mit radialer Vorspannung an einzelnen Bereichen des Hauptzahnrades anliegt. Umgekehrt kann auch der Sicherungsring derart dimensioniert werden, dass er mit der erwünschten Vorspannung an den beiden geometrisch vordefinierten Zahnrädern (Haupt- und Nebenzahnrad) angeordnet ist.A compact and mechanically stable assembly of the gear arrangement is preferably improved in that the retaining ring rests in the radial direction with bias, so with spring force within the gear assembly and thereby achieves a force application. This Kraftbeaufschlagung can z. Example, by the circlip rests in a locking groove of the secondary gear and simultaneously in the radial direction a radial boundary wall of the main gear, in particular a further securing groove of the main gear, applied. The main gear and the safety groove need only be dimensioned for this purpose so that the locking ring rests with radial bias on individual areas of the main gear. Conversely, the circlip can be dimensioned such that it is arranged with the desired bias on the two geometrically predefined gears (main and secondary gear).
Der Zusammenbau des Haupt- und des Nebenzahnrades ist weiter vereinfacht, indem der Querschnitt des Sicherungsringes in einer durch die Axialrichtung und die Radialrichtung aufgespannten Querschnittsebene vorzugsweise höchstens so groß ist wie der Querschnitt einer Sicherungsnut. Auf diese Weise ist es möglich, den federelastischen Sicherungsring während der Montage temporär vollständig innerhalb einer Sicherungsnut einliegen zu lassen, ohne dass er einen axialen Zusammenbau der beiden Zahnräder beeinträchtigt.The assembly of the main and the secondary gear is further simplified in that the cross section of the locking ring in a plane defined by the axial direction and the radial direction cross-sectional plane is preferably at most as large as the cross section of a locking groove. In this way, it is possible to temporarily leave the resilient locking ring during installation completely within a safety groove, without affecting an axial assembly of the two gears.
Vorzugsweise ist an dem Außenmantel der Nabe im Bereich des dem Nebenzahnrad zugewandten axialen Endabschnittes der Nabe eine Nabenfase vorgesehen. Sie ist im Querschnitt in Richtung des axialen Naben-Freiendes konisch verjüngt und kann auf diese Weise während der Montage den in einer Sicherungsnut der Lochwand des Nebenzahnrades einliegenden Sicherungsring elastisch aufweiten, so dass letzterer das axiale Zusammenführen der beiden Zahnräder (Haupt- und Nebenzahnrad) nicht beeinträchtigt. Hierdurch ist eine einfache Montage der Zahnradanordnung ohne aufwändiges Werkzeug unterstützt.Preferably, a hub bevel is provided on the outer casing of the hub in the region of the axial end portion of the hub facing the secondary gear. It is conically tapered in cross section in the direction of the axial hub Freiendes and can in this way during assembly, the elastic in a locking groove of the hole wall of the secondary gear circlip expand, so that the latter does not axial merging of the two gears (main and secondary gear) impaired. As a result, a simple assembly of the gear assembly is supported without complex tool.
In einer weiteren Ausführungsform ist (alternativ oder auch zusätzlich zur Nabenfase) am axial inneren Endabschnitt des Aufnahmeloches des Nebenzahnrades eine Fase vorgesehen, welche in Richtung der axial inneren Stirnfläche des Nebenzahnrades konisch aufgeweitet ist. Diese Aufnahmefase kann während der Montage einen in einer Sicherungsnut der Nabe einliegenden Sicherungsring elastisch verengen und dabei temporär vollständig in die Sicherungsnut zurückdrängen. Somit ist konstruktiv einfach gewährleistet, dass auch bei dieser Variante das axiale Zusammenführen der beiden Zahnräder (Haupt- und Nebenzahnrad) nicht beeinträchtigt wird.In another embodiment, (alternatively or in addition to the hub nose) at the axially inner end portion of the receiving hole of the secondary gear, a chamfer is provided, which is widened conically in the direction of the axially inner end face of the secondary gear. This receiving chamfer can elastically narrow a circlip inserted in a securing groove of the hub during assembly and thereby temporarily push back completely into the securing groove. Thus, structurally simple ensures that even in this variant, the axial merging of the two gears (main and secondary gear) is not affected.
Je nach Anwendungsfall kann die Fase der Nabe oder die Fase der Lochwand während der Montage einen Sicherungsring beaufschlagen.Depending on the application, the chamfer of the hub or the chamfer of the perforated wall can act on a circlip during assembly.
Die Zahnradanordnung wird vorzugsweise zur Kraftübertragung bei dem Antrieb von Aggregaten (z. B. Nebenaggregate, Nockenwelle, Antriebswelle) im Bereich eines Kfz-Antriebsstranges eingesetzt. Auch bei besonders beengten Raumverhältnissen im Motorraum eines Kraftfahrzeuges kann die Zahnradanordnung vorteilhaft verwendet werden.The gear arrangement is preferably used for power transmission in the drive of units (eg auxiliary units, camshaft, drive shaft) in the area of a motor vehicle drive train. Even in particularly confined spaces in the engine compartment of a motor vehicle, the gear arrangement can be used advantageously.
Die relative Verdrehbarkeit beider Zahnräder (Haupt- und Nebenzahnrad) gegeneinander ermöglicht einen geräuschminimierenden Spielausgleich, wenn die Zähne der Zahnradanordnung in Eingriff mit einem oder mehreren weiteren Bauteilen, insbesondere weiteren Zahnrädern, sind. Zum Zwecke dieses Spielausgleiches weist die Zahnradanordnung ein Federelement auf, dessen Federkraft in Umfangsrichtung wirkt und eine reversible Verdrehung beider Zahnräder (Haupt- und Nebenzahnrad) gegeneinander erreichen kann.The relative rotatability of both gears (main and secondary gear) against each other allows a noise-minimizing backlash when the teeth of the gear assembly in engagement with one or more other components, in particular further gears are. For the purpose of this clearance compensation, the gear arrangement has a spring element whose spring force acts in the circumferential direction and can achieve a reversible rotation of both gears (main and secondary gear) against each other.
Das Hauptzahnrad und/oder das Nebenzahnrad werden vorzugsweise pulvermetallurgisch, d. h. durch Sintern (z. B. Sinterstahl) hergestellt.The main gear and / or the subordinate gear are preferably powder metallurgical, i. H. produced by sintering (eg sintered steel).
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Die Zahnradanordnung
In Montageposition der Zahnradanordnung
Der Sicherungsring
Die in Umfangsrichtung
In einer durch die Axialrichtung
Der Sicherungsring
The
In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform liegt der Sicherungsring
Der Ordnung halber sei darauf hingewiesen, dass die in den Zeichnungen dargestellten Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.For the sake of order, it should be noted that the components shown in the drawings are not necessarily drawn to scale.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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