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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einem Antriebsstrang zum Antrieb einer Pumpe und einer Antriebsnabe eines Fahrzeuggetriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebsnabe und auch ein Antriebsrad gemäß der im Oberbegriff der Patentansprüche 10 bzw. 12 näher definierten Art.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
EP 1 598 576 A1 ist eine Anordnung zum Antrieb einer Ölpumpe für ein Automatikgetriebe bekannt. Der Antrieb der Ölpumpe erfolgt über ein Kettenrad, welches zum Antrieb mit einer Hohlwelle eines Drehmomentwandlers über eine Mitnahmeverbindung formschlüssig verbunden ist. Dazu sind am Innendurchmesser des Kettenrades zwei Ausnehmungen vorgesehen, in die jeweils ein Kettenantriebsradvorsprung der Hohlwelle einführbar ist, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Hohlwelle des Drehmomentwandlers und dem Kettenrad zu realisieren.
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Bei der Endmontage wird die Hohlwelle des Drehmomentwandlers in das Getriebegehäuse zum formschlüssigen Verbinden mit dem bereits montierten Kettenrad eingeführt. Da das Einfädeln der beiden Kettenantriebsradvorsprünge in die zugeordneten Ausnehmungen am Innendurchmesser des Kettenrades blind erfolgen muss, ergeben sich bei der Endmontage Probleme, da sich die Mitnahmeverbindung zwischen dem Wandler und dem Kettenrad stirnseitig beim Einbau verblockt. Ein einfaches Weiterdrehen der Hohlwelle des Drehmomentwandlers zur Auflösung der Verblockung ist nicht zielführend, da das Verdrehmoment der Pumpe bei der Montage zu gering ist, um ein Einfädeln zu ermöglichen. Denn das Kettenrad dreht sich im stirnseitig verblockten Zustand mit dem Drehmomentwandler mit.
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Ferner ist bekannt, dass die Hohlwelle des Drehmomentwandlers in das Kettenrad über das Wandlergehäuse eingerüttelt wird. Dies ist jedoch aufwändig und somit kostenintensiv. Darüber hinaus kann das Einrütteln bei Automatikgetrieben mit Hybridmodul nicht angewendet werden.
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Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Verbindungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der die Mitnahmeverbindung zwischen der Antriebsnabe und dem Antriebsrad kostengünstig und prozesssicher realisiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 10 bzw. 12 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben.
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Es wird eine Verbindungsanordnung zwischen einem Antriebsrad zum Antrieb einer Pumpe, insbesondere einer Ölpumpe eines Automatikgetriebes oder dergleichen, und einer Antriebsnabe des Getriebes vorgeschlagen, wobei das Antriebsrad und die Antriebsnabe koaxial zueinander angeordnet und über eine Mitnahmeverbindung formschlüssig bei der Endmontage verbunden werden. Als Mitnahmeverbindung sind an der Antriebsnabe mehrere etwa koaxial vorstehende Mitnahmefinger oder dergleichen vorgesehen, während das Antriebsrad mehrere am Innendurchmesser angeformte, etwa nach radial innen stehende Mitnahmezähne oder dergleichen zur formschlüssigen Aufnahme der Mitnahmefinger aufweist. Um das selbstständige Einfädeln bzw. Einführen der Antriebsnabe in das Kettenrad zu ermöglichen, sind an den Mitnahmefingern und an den Mitnahmezähnen korrespondierende stirnseitig bzw. axialseitig angeordnete Einführschrägung zur Synchronisation der Mitnahmeverbindung bei der Montage vorgesehen.
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Auf diese Weise wird beim axialen Einfädeln bei Bedarf eine Zwangsverdrehung zwischen der Antriebsnabe und dem Antriebsrad realisiert, um ein problemloses axiales Einfädeln bzw. Einführen der Mitnahmefinger zwischen den Mitnahmezähnen des Antriebsrades entlang der zugewandten Einführschrägen ohne stirnseitige bzw. axiale Verblockung sicherzustellen. Mit der erfindungsgemäßen Mitnahmeverbindung ergibt sich eine besonders bauformkompakte und integrale Bauweise der Verbindungsanordnung, da das zum Beispiel als Kettenrad ausgebildete Antriebsrad fluchtend zum Kraftangriffspunkt der Kette sowie zu seinem eigenen Schwerpunkt direkt auf dem Außendurchmesser der Mitnahmefinger an der zum Beispiel als Rotornabe ausgebildeten Antriebsnabe radial zentriert gelagert wird. Aufgrund der integralen Bauweise ergibt sich somit eine fluchtende Kraftaufnahme für die angreifenden Kettenkräfte und auch für die Massenkräfte.
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Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von beispielsweise zwei Einführschrägen quasi als symmetrische Dachschräge an jedem Mitnahmefinger und jedem Mitnahmezahn. Die Einführschrägen sind axialseitig in jede Umfangsrichtung an den Mitnahmefingern und den Mitnahmezähnen vorgesehen. Vorzugsweise kann der Winkel zwischen den beiden Einführschrägen der Dachschrägen etwa 120° oder dergleichen betragen. Dadurch wird nicht nur eine ausreichende mechanische Stabilität, sondern auch eine optimale Funktionalität beim formschlüssigen Verbinden erreicht. Besonders vorteilhaft sind fünf über den Umfang der Antriebsnabe verteilt angeordnete Mitnahmefinger. Hierbei ergibt sich eine optimale Mischung aus ausreichender mechanischer Robustheit und möglichst geringen Herstellungskosten.
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Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass an den Mitnahmefingern jeweils Zentrierschrägen vorgesehen sind, um bei der Montage während des Einfädelns eine Zentrierung zwischen Antriebsrad bzw. Kettenrad und Antriebsnabe bzw. Rotornarbe auf einfachste Weise zu ermöglichen. Die Zentrierschrägen können vorzugsweise radial innen und radial außen an den Mitnahmefingern vorgesehen sein.
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Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung die Mitnahmeverbindung an der Antriebsnabe und an dem Antriebsrad besonders kostengünstig hergestellt werden, indem beispielsweise die am Innendurchmesser des als Kettenrad ausgebildeten Antriebsrades vorgesehenen Mitnahmezähne bei der sintertechnischen Herstellung des Kettenrades berücksichtigt werden, ohne dass nachträgliche spanabhebende Bearbeitungen notwendig sind. Ebenso einfach können die als Mitnahmeverbindung vorgesehenen Mitnahmefinger an der zum Beispiel als Rotornabe ausgebildeten Antriebsnabe beispielsweise mittels Schlagdrehen kostengünstig hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kann bei Getrieben, insbesondere Automatikgetrieben, besonders vorteilhaft eingesetzt werden, um eine prozesssichere formschlüssige Verbindung zwischen dem Kettenrad zum Antrieb einer Ölpumpe eines Automatikgetriebes und einer Wandlernabe eines hydraulischen Drehmomentwandlers zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung bei einem hybridisierten Automatikgetriebe zum Verbinden des Kettenrades mit der Rotornabe einer elektrischen Maschine des Hybridmoduls eingesetzt werden. Insbesondere bei Automatikgetrieben mit Hybridmodul ist das erfindungsgemäße Einfädeln der Rotornabe aufgrund der Unzugänglichkeit innerhalb des Hybridmoduls besonders vorteilhaft.
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Die vorliegende Erfindung beansprucht auch das im Rahmen der Erfindung beschriebene Antriebsrad und die Antriebsnabe jeweils separat unabhängig von der Verbindungsanordnung. Demzufolge wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch jeweils durch das beanspruchte und beschriebene Antriebsrad und durch die beanspruchte und beschriebene Antriebsnabe gelöst.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung zwischen einem Antriebsrad und einer Antriebsnabe eines Fahrzeuggetriebes im montierten Zustand;
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2 eine schematische dreidimensionale Teilansicht eines als Kettenrad ausgeführten Antriebsrades;
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3 eine schematische dreidimensionale Einzelteilansicht einer als Rotornabe ausgeführten Antriebsnabe;
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4 eine schematische dreidimensionale Einzelteilansicht von der mit dem Kettenrad formschlüssig verbundenen Rotornabe;
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5 eine schematische Schnittansicht von Kettenrad und Rotornabe beim formschlüssigen Verbinden;
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6 eine schematische Schnittansicht von Kettenrad und Rotornarbe im montierten Zustand;
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7 eine schematische Schnittansicht des Getriebegehäuses beim Einführen der Rotornabe in ein Getriebegehäuse zum Verbinden mit dem Kettenrad;
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8 eine schematische Schnittansicht des Getriebegehäuses eines hybridisierten Automatikgetriebes beim Einführen von Mitnahmefingern der Rotornabe zwischen Mitnahmezähne des Kettenrades; und
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9 eine schematische Schnittansicht des Getriebegehäuses im verbundenen Zustand von Rotornabe und Kettenrad der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.
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In den 1 bis 9 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung zwischen einem als Kettenrad 1 ausgebildeten Antriebsrad zum Antrieb einer nicht weiter dargestellten Ölpumpe eines Automatikgetriebes und einer als Rotornabe 2 ausgeführten Antriebsnabe einer elektrischen Maschine eines Hybridmoduls eines Automatikgetriebes beispielshaft dargestellt, wobei der Einfachheit halber möglichst nur die für Erfindung interessant erscheinenden Bauteilen beschrieben werden.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, ist das Kettenrad 1 und die Rotornabe 2 koaxial in dem Getriebegehäuse 3 angeordnet. Die Rotornabe 2 ist mit einer Getriebeeingangswelle 4 des Automatikgetriebes drehfest verbunden. Die Rotornabe 2 und das Kettenrad 1 weisen eine Mitnahmeverbindung auf, über die das Kettenrad 1 und die Rotornabe 2 im montierten Zustand formschlüssig verbunden sind.
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Erfindungsgemäß umfasst die Rotornabe 2 als Mitnahmeverbindung mehrere in etwa axial vorstehende Mitnehmerfinger bzw. Mitnahmefinger 5, während das Kettenrad 1 als Mitnahmeverbindung mehrere Mitnehmerzähne bzw. Mitnahmezähne 6 aufweist, wobei zwischen benachbarten Mitnahmezähnen 6 jeweils ein Mitnahmefinger 5 formschlüssig aufgenommen werden kann, abhängig vom zu Grunde liegenden Zähnezahlverhältnis zwischen Rotornabe 2 und Kettenrad 1. Die Mitnahmefinger 5 und die Mitnahmezähne 6 weisen jeweils Einführschrägen 7, 7A, 8, 8A als Montagehilfe zum sicheren axialen Einführen bzw. Einfädeln der Mitnahmefinger 5 auf. Dies ist insbesondere aus den 2 bis 6 ersichtlich.
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Insbesondere 2 zeigt das Kettenrad 1 mit einer Außenverzahnung 11 zur Aufnahme einer Kette 10 und mit den vom Innendurchmesser radial nach innen angeformten bzw. vorstehenden Mitnahmezähnen 6. Die Mitnahmezähne 6 weisen an der der Rotornabe 2 zugewandten Seite in etwa axialseitig Einführschrägen 8, 8A auf. Gemäß 3 sind die Einführschrägen 7, 7A an jedem Mitnahmefinger 5 ebenfalls an der dem Kettenrad 1 zugewandten Seite axialseitig vorgesehen. Sowohl an den Mitnahmefingern 5 als auch an den Mitnahmezähnen 6 sind jeweils zwei Einführschrägen 7, 7A; 8, 8A als symmetrisch ausgebildete Dachschräge vorgesehen. Dies bedeutet, dass die jeweils in eine Umfangsrichtung ausgerichteten Einführschrägen 7, 7A; 8, 8A in einem definierten Winkel φ, vorzugsweise etwa 120°, symmetrisch an jedem Mitnahmefinger 5 und an jedem Mitnahmezahn 6 angeordnet sind.
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Darüber hinaus ergibt sich aus 2, dass die radial innen angeordnete Fläche 12 jedes Mitnahmezahnes 6 zur Vorzentrierung bei der Montage des Kettenrades 1 in dem Getriebegehäuse 3 verwendet wird. Hierbei stützt sich die Fläche 12 jedes Mitnahmezahnes 6 an einer vorgesehenen Stützwelle 13 in dem Getriebegehäuse 3 ab, wie dies insbesondere aus 7 ersichtlich ist.
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Ferner ergibt sich aus 1 bzw. 3, dass jeder Mitnahmefinger 5 zusätzlich Zentrierschrägen 9, 9A aufweist, die radial innen und radial außen an dem Mitnahmefinger 5 vorgesehen sind. Insbesondere aus 1 wird deutlich, dass beim Einführen der Mitnahmefinger 5 der Rotornabe 2 die Zentrierschrägen 9, 9A dafür sorgen, dass das vorzentrierte Kettenrad 1 bei der Verbindung mit der Rotornabe 2 ausgerichtet wird, wobei sich die radial äußere Zentrierschräge 9 am Innendurchmesser des Kettenrades 1 und die radial innere Zentrierschräge 9A an der koaxial zur Rotornabe 2 angeordneten Stützwelle 13 ausrichtet bzw. zentriert. Zur Unterstützung dieses Zentriereffektes ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante denkbar, seitens des Kettenrades 1 ebenfalls eine Zentrierschräge 9B vorzusehen.
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Gemäß 5 und 6 ist der Einführ- bzw. Einfädelvorgang bei der Montage der Rotornabe 2 schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Hierbei wird die axiale Einführbewegung der Rotornabe 2 durch einen Pfeil in 5 angedeutet. Wenn die Einführschrägen 7, 7A; 8, 8A von Mitnahmefingern 5 und Mitnahmezähne 6 in Anlage kommen, wie in 5 angedeutet, wird eine Zwangsverdrehung bzw. eine Relativbewegung zwischen Rotornabe 2 und Kettenrad 1 ermöglicht, wie es durch den gebogenen Pfeil in 5 angedeutet ist. Dadurch werden Rotornabe 2 und Kettenrad 1 zueinander ausgerichtet, um das problemlose axiale Einführen bzw. Einfädeln der Mitnahmefinger 5 zwischen zwei benachbarten Mitnahmezähne 6 zu ermöglichen, so dass, wie in 6 dargestellt, die Rotornabe 2 mit dem Kettenrad 1 formschlüssig und drehfest miteinander verbunden sind. Hierbei verdreht sich vorzugsweise das Kettenrad 1 und richtet sich somit mit seinen Einführschrägen 8 und 8A an den Einführschrägen 7 und 7A der Rotornabe 2 aus, während die Rotornabe 2 axial geradlinig und verdrehfrei eingeführt werden kann.
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Die radial nach innen vorstehenden Mitnahmezähne 6 können zur kettenradseitigen Vorzentrierung bei der Montage in das Getriebegehäuse 3 jeweils eine radial innenliegende Fläche 12 aufweisen. Die radiale Zentrierung des Kettenrades 1 kann über die radial außenliegende Fläche 14 des jeweiligen Mitnahmefingers 5 an der Rotornabe 2 erfolgen.
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In den 7 bis 9 ist das Einführen in das Getriebegehäuse 3 anhand von Schnittdarstellungen des Getriebegehäuses 3 dargestellt. 7 verdeutlicht, dass aufgrund der Bauraumsituation bei dem Automatikgetriebe mit Hybridmodul die Montage bzw. das formschlüssige Verbinden von Rotornabe 2 und Kettenrad 1 blind erfolgen muss. Hierzu wird die Rotornabe 2 axial in das Getriebegehäuse 3 in Richtung des Kettenrades 1, wie durch den Pfeil in 7 angedeutet, eingeführt. Das Kettenrad 1 wird über die radial innen angeordneten Flächen 12 der Mitnahmezähne 6 an der Stützwelle 13 vorzentriert.
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8 zeigt das Ausrichten von Kettenrad 1 und Rotornabe 2 über die an der Rotornabe 2 und dem Kettenrad 1 angeordneten Einführschrägen 7, 7A; 8, 8A, indem die Mitnahmefinger 5 der Rotornabe 2 entlang der Einführschrägen 7, 7A; 8, 8A jeweils zwischen zwei Mitnahmezähne 6 in das Kettenrad 1 eingeführt werden, welches durch einen Kreis in 8 markiert ist. Schließlich zeigt 9 den formschlüssig verbundenen Zustand von Rotornabe 2 und Kettenrad 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung übernehmen die vorgesehenen Mitnahmefinger mehrere Funktionen, da diese die Drehmomentübertragung, die radiale Zentrierung und zusätzlich auch den axialen Einfädelungsvorgang unterstützen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenrad
- 2
- Rotornabe
- 3
- Getriebegehäuse
- 4
- Getriebeeingangswelle
- 5
- Mitnahmefinger
- 6
- Mitnahmezähne
- 7, 7A
- Einführschrägen an dem Mitnahmefinger
- 8, 8A
- Einführschrägen an dem Mitnahmezahn
- 9, 9A, 9B
- Zentrierschräge
- 10
- Kette
- 11
- Außenverzahnung des Kettenrades
- 12
- radial innen angeordnete Flächen jedes Mitnahmezahnes
- 13
- Stützwelle
- 14
- radial außenliegende Fläche jedes Mitnahmefingers
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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