DE102013209579B3

DE102013209579B3 - Getriebeeinheit

Info

Publication number: DE102013209579B3
Application number: DE201310209579
Authority: DE
Inventors: Alex Nicolas Queck; Maximilian Wenninger; Georg Draser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: WO2014187459A1

Abstract

Getriebeeinheit (20) aufweisend eine Getriebewelle (2) mit einem ersten Zahnrad (3) und einem weiteren Getriebeelement (8), wobei das erste Zahnrad (3) und das weitere Getriebeelement (8) auf oder an der Getriebewelle (2) angeordnet sind, eine Distanzhülse (1), die zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem Getriebeelement (8) angeordnet ist und sich stirnseitig jeweils an diesen abstützt, wobei die Distanzhülse (1) an ihrer zum ersten Zahnrad (3) gerichteten, ersten Stirnseite (23) einen sich über den Umfang verändernden Radius aufweist und sich umfangsseitig sowohl am ersten Zahnrad (3) als auch an einem getriebewellefesten Bauteil abstützt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit einer Getriebewelle, einem Zahnrad und einem weiteren Getriebeelement, die beide auf oder an der Getriebewelle angeordnet sind, und einer Distanzhülse, die zwischen dem ersten Zahnrad und dem weiteren Getriebeelement angeordnet ist und sich stirnseitig jeweils an diesen abstützt.
Hintergrund der Erfindung
DE 38 07 310 A1 zeigt eine Getriebeeinheit, die aus einem Getriebewellenabschnitt, aus mehreren Zahnrädern auf dem Getriebewellenabschnitt und aus einer Distanzhülse gebildet ist. Die Distanzhülse ist axial zwischen zwei mittels Losradlagerungen auf dem Getriebeabschnitt gelagerten Zahnrädern angeordnet und hält diese axial auf Distanz. Axiale Distanzen zwischen zwei Zahnrädern sind beispielsweise nötig, um axialen Freiraum für die Beweglichkeit von Schaltelementen zu halten, mit denen die Zahnräder oder andere Bauteile betätigt werden, oder Bauraum für die Anordnung im Getriebe zu sichern. Beispiele für derartige Schaltelemente sind zum Beispiel Bauelemente von Synchronschaltkupplungen, mit denen diese Zahnräder wahlweise mit der Getriebewelle drehfest gekuppelt werden können.
Distanzhülsen sind in bestimmten Anordnungen kurzzeitig oder dauerhaft hohen axialen Kräften ausgesetzt. Diese Kräfte wirken beispielsweise bei der Montage auf die Distanzhülse, wenn diese beim Aufpressen in der Getriebeeinheit zum Beispiel zusammen mit Zahnrädern oder mit anderen Getriebeelementen durch die Aufpresskräfte mit belastet wird. Derartige Montagekräfte liegen in Größenordnungen von 60 bis 80 kN. Zwischen vorgespannten Schräglagern sind Distanzhülsen oft dauerhaft axial belastet. Für derartige Anwendungen müssen die Distanzhülsen axial hoch belastbar ausgelegt sein.
JP 11-303947 A zeigt eine Distanzhülse, die wenigstens einen Getriebewellenabschnitt umfangsseitig der Rotationsachse umgreift und dabei wenigstens ein Getriebeelement in Form eines Zahnrades zu einem Wälzlager auf einem Wellenabschnitt einer Antriebswelle auf axialer Distanz hält. Die Distanzhülse weist einen mit der Rotationsachse gleichgerichteten Abschnitt mit den Umrissen eines Hohlzylinders auf. In diesem Fall ist der Hohlzylinder kreiszylindrisch ausgebildet.
US 7 036 391 B2 zeigt zwei Distanzhülsen aus hohlzylindrischen Abschnitten in einer axial vorgespannten Lageranordnung eines Abtriebs.
Ferner gehen aus AT 243 580 B , US 2 397 905 A und US 4 485 686 A gattungsgemäße Getriebeeinheiten mit Distanzhülsen hervor. Den Anordnungen ist gemein, dass sie sich schwer kaltumformtechnisch herstellen lassen und keine Beölung der an die Distanzhülse anschließenden Bauteile zulassen.
Da Distanzhülsen meistens am axialen Kraftfluss beteiligt sind, weil sie die aufgrund der Schrägverzahnung eingebrachte axiale Kraft aufnehmen müssen, werden sie häufig geschmiedet oder gefräst. DE 10 2007 059 095 A1 und DE 10 2006 059 563 A1 zeigen jeweils eine tiefgezogene Distanzhülse mit einem Bord. Im Bereich, in dem der Bord in den Axialzylinder übergeht, ist die Distanzhülse herstellungsverfahrensbedingt verrundet, was ein Abstützen an einer Wellenschulter erschwert. Ein wirksames Abstützen an radial nur wenig auskragenden Wellenschultern oder Sicherungsringen ist damit nicht oder nur schwer möglich und erfordert größer dimensionierte Bauteile. Ist dann weiterhin eine Ölversorgung angrenzender Bauteile über die Distanzhülse erforderlich, muss die Distanzhülse mittels Öldurchtrittsbohrungen weiter geschwächt werden. Die Kerbspannungen vermindern ihre Festigkeit, so dass das Abstützen weiter erschwert wird. Die dadurch erforderliche Halbzeugdicke steht einem zunehmenden Leichtbau entgegen und verschlechtert das Abstützen an einem wellennahen Getriebebauteil wie einer Wellenschulter weiter, so dass unter Umständen doch auf eine spanend hergestellte Distanzhülse zurückgegriffen werden muss.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Getriebeeinheit und eine Distanzhülse für eine Getriebeeinheit zu schaffen, die jeweils kostengünstig herstellbar sind und die die vorstehend benannten Nachteile vermeiden.
Diese Aufgaben werden durch eine Getriebeeinheit nach Anspruch 1 und eine Distanzhülse nach Anspruch 5 gelöst. Die Distanzhülse stützt sich durch einen sich in Umfangsrichtung verändernden Radius am stirnseitigen ersten Ende an zwei verschiedenen Bauteilen der Getriebeeinheit ab. Dabei liegt der Erfindung die Idee zugrunde, dass für ein wirksames Abstützen ein simultanes Abstützen der Distanzhülse über den vollen Umfang nicht bei beiden Bauteilen erforderlich ist, sondern mehr oder weniger regelmäßig in Umfangsrichtung angeordnete diskrete Stützstellen ausreichend sind, so dass sich die Distanzhülse für einen vorgegebenen Winkel entweder am ersten Zahnrad oder am getriebewellefesten Bauteil abstützt. Auf die Anformung eines Kragens oder Bordes wird verzichtet, was im Falle einer Distanzhülse mit Längsnuten auch die Herstellung vereinfachen kann.
In einer Weiterbildung weist die Distanzhülse an ihrer ersten Stirnseite in Umfangsrichtung eine konstante Materialdicke mit einem Radius auf, der sich in Abhängigkeit des Umfangswinkels verändert. Zu diesem Zweck weist sie, im Querschnitt gesehen, über ihren Umfang beispielsweise einen wellenförmigen Verlauf auf, wobei die Wellentäler und die Wellenberge sich an unterschiedlichen, konzentrisch zueinander angeordneten Getriebebauteilen abstützen können. Ein endseitiger Bord ist dazu nicht erforderlich. Auch wenn sich eine derartige Ausbildung insbesondere für spanlos hergestellte Distanzhülsen eignet, lässt sich das wellenförmige Ende auch bei einer massiven Distanzhülse oder einer Distanzhülse aus Kunststoff ausbilden. In diesem Fall kann die Materialstärke am Distanzhülsenende sich über den Umfang verändern und damit zumindest teilweise der veränderliche Außenradius erzeugt werden, oder er kann wie bei einer aus Blech hergestellten Distanzhülse konstant sein.
Die maximale Anzahl der wellenförmigen Erhebungen über den Umfang richtet sich nach dem Radius der Distanzhülse. Besonders geeignet sind drei, vier oder fünf radiale Erhebungen, die jeweils gleichmäßig voneinander beabstandet sind. In den Wellentälern schmiegt sich die Distanzhülse bevorzugt an die Getriebewelle an; und die radial vorstehenden Bereiche können die Form einer sinusförmigen Halbwelle aufweisen.
Zu einem gegebenen Umfangswinkel erfolgt aufgrund der geringen Manteldicke der Distanzhülse in der Regel die Abstützung an nur einem benachbarten Getriebebauteil und nicht wie im Stand der Technik durch einen breiten Bord an zwei Getriebebauteilen. Durch das so gestaltete stirnseitige erste Ende der Distanzhülse kann dieser Bord entfallen. Mit dem Verzicht auf den Bord weist eine Distanzhülse, die kaltumformtechnisch aus Blech hergestellt ist, auch keinen Biegeradius an der Stirnseite auf, der sich beim Umformen aus der Zylindermantelfläche ergibt. Dadurch steht stirnseitig eine plane Fläche zur axialen Abstützung zur Verfügung, die bis an die Getriebewelle reicht. Obwohl aufgrund der diskreten Stützstellen keine ringförmige Abstützung erfolgt, ist die für die Abstützung am getriebewellefesten Bauteil tatsächlich anliegende Fläche aufgrund des nicht erforderlichen Biegeradius' nicht oder nur unwesentlich vermindert. Insbesondere bei einer Abstützung an einer Wellenschulter oder einem Sicherungsring als getriebewellefesten Bauteilen, die nur geringe Radiusdifferenzen zur Umgebungskonstruktion aufweisen, wird die Abstützung verbessert. Schließlich ist die Festigkeit der Distanzhülse erhöht, da die Bauteildicke konstant ist und nicht wie bei einer Bordhülse im Bereich des gewinkelten Bordübergangs geringer ausfällt.
Die wellenförmige Distanzhülse vereint weitere Vorteile: Durch den entfallenden Bord wird eine erfindungsgemäße Distanzhülse nicht mehr Biegespannungen ausgesetzt, sondern die Axialkraft wird direkt in den Hülsenmantel eingeleitet. Da die Distanzhülse somit nur auf Druck beansprucht ist, ist die Festigkeit weiter gesteigert.
Aufgrund der diskreten Stützstellen am Zahnrad bzw. am weiteren Getriebeelement kann zwischen diesen Öl aus der Umgebung an das Zahnrad anströmen. Ist das Zahnrad als Losrad auf der Welle gelagert, kann die Ölversorgung des Lagers somit sichergestellt werden, ohne dass die Distanzhülse mit zusätzlichen Bohrungen versehen werden muss. Das vereinfacht nicht nur die Herstellung; aufgrund der entfallenden Bohrungen wird auch eine Schwächung der Distanzhülse durch Kerbspannungen vermieden und die Festigkeit erhöht. Das Öl kann dazu auch axial durch die Distanzhülse geführt werden.
Die Distanzhülsen sind vorzugsweise als Abstandshalter zwischen zwei zueinander auf einem Getriebewellenabschnitt benachbarten Zahnrädern vorgesehen. Das weitere Getriebeelement ist damit ein zweites Zahnrad. Zahnräder sind sowohl auf dem Getriebewellenabschnitt, z. B. durch Presssitz, befestigte oder einteilig mit dem Getriebewellenabschnitt ausgebildete und somit zum Getriebewellenabschnitt nicht drehbare Zahnräder oder drehbar auf dem Getriebewellenabschnitt angeordnete Zahnräder. Letztere sind z. B. als Gangrad oder Losrad bezeichnet und häufig mittels Wälzlagerungen drehbar auf den Getriebewellenabschnitten gelagert. Es ist auch denkbar, dass die Distanzhülse zwischen einem fest auf dem Getriebewellenabschnitt sitzenden Zahnrad und einem Losrad angeordnet ist.
Alternativ sind die Distanzhülsen als Abstandshalter zwischen einem Zahnrad und einem anderen Getriebeelement, wie z. B. einem Getriebegehäuse, einem Wellenabsatz oder einem Lager angeordnet.
Die Distanzhülse hält weiterhin andere beliebige Getriebeelemente wie scheibenförmige Bauteile oder Getriebelager, die auf einer Getriebewelle, auf Wellenabschnitten oder ähnlichen Elementen sitzen, auf Distanz und/oder stützt sich dabei auch an Gehäusen oder Wellenabsätzen ab. Denkbar ist auch, dass die Distanzhülse zwei gegeneinander vorgespannte Schräglageranordnungen zum Beispiel in Achsgetrieben auf Distanz hält.
Die Distanzhülse ist im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet. So weist beispielsweise ein kreisförmiger oder polygonförmiger Hohlzylinder auch nach Anbringen eines radialen Kragens, nach dem Einbringen einer Umfangsnut innen oder außen oder nach dem Einbringen von Durchbrüchen oder Vertiefungen an der Oberfläche nach wie vor die Grundform bzw. den Umriss eines Hohlzylinders auf. Das Polygon kann auch Ecken aufweisen, die mit konvexen oder konkaven Radien verrundet sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Distanzhülse hülsenförmig als Ziehteil ausgebildet ist. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass derartige Distanzhülsen aus Blechstreifen hergestellt sind. Diese Distanzhülsen sind beispielsweise durch einen Blechstreifen gebildet, der kreisrund gebogenen ist, dessen Biegeenden aufeinander zu geführt und form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Distanzhülsen lassen sich sehr genau herstellen. Verschiedene Formteile sind ohne zusätzlichen Aufwand beim Ziehen, Schneiden oder Biegen herzustellen. Dadurch heben sich diese Teile besonders vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik aus spanabhebender Fertigung ab, denn in diese sind zusätzliche Formelemente wie Vertiefungen in Nuten und Kragen nur durch aufwändigen Materialabtrag wie Drehen, Hobeln und Fräsen und nur mit viel Materialabtrag zu erzeugen.
Erfindungsgemäße Distanzhülsen aus Blech können leichter sein als die massiven Ringe des Standes der Technik, insbesondere dann, wenn die Blechdicke des Bleches, der Distanzhülsen geringer ist als das Brückenmaß zwischen der Innenhüllkontur und der Außenhüllkontur der Distanzhülse. Die Innenhüllkontur ist beispielsweise bei einer massiv gestalteten Hülse durch den Innendurchmesser und die Außenhüllkontur durch den Außendurchmesser beschrieben. Das Brückenmaß ist in diesem Fall die halbe Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser. Unter Brückenmaß für zylindrische und nicht zylindrische Bauteile ist der Abstand zwischen der Außenabmessung des von der Distanzhülse umgriffenen Getriebewellenabschnitts im Nennmaß am Sitz der Distanzhülse und der radial nach außen darauf folgenden jeweiligen Außenabmessung der Distanzhülse im Nennmaß zu verstehen. Der Getriebewellenabschnitt ist zum Beispiel im Querschnitt gesehen ein Dreikant-, Vierkant- oder ein anderes Mehrkantprofil beziehungsweise ist, wie anfangs schon erwähnt, außenzylindrisch. Die Innenhüllkontur ist dann dem entsprechend durch ein Dreieck, Viereck oder durch ein anderes Polygon beschrieben. Die Außenhüllkontur ist ein dazu korrespondierendes sowie umseitig um das Brückenmaß vergrößertes Dreieck, Viereck oder Polygon beziehungsweise weist eine andere Geometrie auf. Der Begriff Hüllkontur ist gemäß der vorstehenden Erklärung somit nicht nur für zylindrische Querschnitte zutreffend. Die Abmessungen einer Innenhüllkontur für eine Distanzhülse, welche mit Presssitz auf dem Getriebewellenabschnitt sitzt, sind dem Presssitz entsprechend geringer als das Nennmaß des Getriebewellenabschnitts am Sitz der Distanzhülse.
Wenn das Blech der Distanzhülse dünner ist als das Brückenmaß, wird die Distanz zwischen Innenhüllkontur und Außenhüllkontur durch Formelemente wie Sicken, Prägungen, Radialborde, Doppelungen und anders durch spanlose Verformung gestaltete Formelemente überbrückt. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Blech der Distanzhülsen zumindest abschnittsweise rinnenförmige Vertiefungen aufweist. Die rinnenförmigen Vertiefungen sind längsgerichtet verlaufend. Die Vertiefungen sind entweder durchgestellt, geprägt oder gebogen, so dass bei deren Herstellung nur ein geringer Anteil (Biegeanteil) des Blechs plastisch verformt ist. Die Wandabschnitte, welche die Vertiefungen begrenzen, überbrücken somit das Brückenmaß zwischen Innenhüllkontur und Außenhüllkontur.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Blech, das die rinnenförmigen Vertiefungen radial begrenzt, in radialer Richtung so dick ist wie das Blech an den zu den Vertiefungen benachbarten Abschnitten. Derartige Distanzhülsen sind Ringe, die mittels Biegeverfahren und dem Biegen ähnlichen Verfahren hergestellt sind. Sie weisen somit einen geringen Umformgrad auf.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung sind die Vertiefungen an Ringen, die einen hohen Anteil an plastisch verdrängtem Material aufweisen, z. B. durch Ziehen oder Rollieren hergestellt. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Blech der Distanzhülse, das die rinnenförmigen Vertiefungen radial begrenzt, zumindest abschnittsweise in radialer Richtung dünner ist als das Blech der umfangsseitig benachbarten Abschnitte der Distanzhülse in radialer Richtung. Durch die Gestaltung und Abmessung der Abschnitte des Blechs, mit denen die rinnenförmigen Vertiefungen axial, umfangsseitig, tangential oder radial begrenzt sind, wird im Bedarfsfall eine radiale Bauhöhe gestaltet, die einem Vielfachen der Dicke des Blechs entspricht.
Eine, zwei, jedoch vorzugsweise drei oder mehrere der rinnenförmigen Vertiefungen erstrecken sich spiralförmig oder in Längsrichtung der Distanzhülse. Unter Längsrichtung sind die mit der Mittelachse der Distanzhülse bzw. des Getriebewellenabschnitts parallel gerichteten Richtungen zu verstehen. An(rotations-)symmetrisch ausgebildeten Distanzhülsen ist die Längsrichtung mit der (Rotations-) bzw. Symmetrieachse gleichgerichtet. Die rinnenförmigen Vertiefungen der Distanzhülse mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt sind radial nach innen oder nach außen durch das Blech der Hülse begrenzt. Wenn die Distanzhülse auf einem Getriebewellenabschnitt sitzt und die rinnenförmigen Vertiefungen radial nach außen begrenzt sind, schließen die Distanzhülse und der Getriebewellenabschnitt Kanäle zwischen sich ein, durch die Schmieröl z. B. von der Wälzlagerung eines Losrades zur Wälzlagerung eines mittels der Distanzhülse auf Distanz gehaltenen weiteren Losrades geleitet werden kann.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der umfangsseitig geschlossene Abschnitt, der Hülsenschaft, wenigstens einen radialen Durchbruch aufweist. Damit kann das Volumen und somit das vom Volumen abhängige Gewicht von Distanzhülsen mit relativ dicker Wand um den Anteil des Materials verringert werden, der zur Schaffung des Durchbruchs aus der Distanzhülse entfernt wird. In besten Fall sind mehrere umfangsseitig über den Abschnitt verteilte Durchbrüche vorgesehen. Außerdem sind mehrere in Distanzhülsen aus dünnem oder dickem Blech eingebrachte Durchbrüche Durchlässe für Schmiermittel oder Speicher für Fett. Derartige Durchbrüche sind weiterhin Mittel zum Verteilen von Schmierstoffen, die rotierend beispielsweise den Schmierstoff an der durchbrochenen Oberfläche und in der Umgebung der rotierenden Distanzhülsen verwirbeln oder verteilen.
Es ist nicht erforderlich, dass die Distanzhülse die Kontur des wellenförmigen, axialen Endes über ihre gesamte axiale Länge aufweist. In einer Ausbildung ist vorgesehen, dass sich der Abstand der endseitig von der Getriebewelle beabstandeten Bereiche im Längsschnitt gesehen ggf. nach einem kurzen konstanten Abstand, kontinuierlich an die Getriebewelle annähert. In einem zweiten axialen Schaftabschnitt weist die Distanzhülse eine ringförmige Kontur auf, die der Außenkontur der Getriebewelle entspricht und daher in der Regel kreiszylindrisch ist. In diesem zweiten axialen Schaftabschnitt kann die Distanzhülse kraftschlüssig auf der Getriebewelle befestigt sein.
Eine hohe Festigkeit der Distanzhülse wird erreicht, wenn der Werkstoff der Distanzhülse aus Stahl ist.
Zusammenfassend ist eine kaltumformtechnisch hergestellte, insbesondere gezogene Distanzhülse und eine Getriebeeinheit mit einer derartigen Distanzhülse vorgeschlagen. Durch den Verzicht auf einen gewinkelten Bord wird einerseits eine Biegespannung im Bereich des Überganges zwischen dem Bord und dem Distanzhülsenschaft vermieden. Das Blechmaterial steht auch in seiner vollen Wandstärke zur Verfügung, da es aufgrund des fehlenden Überganges dort nicht gestreckt wird. Ferner ist durch den entfallenden Biegeradius eine Abstützung an getriebewellennah angeordneten Bauteilen möglich, da kein hoch bauender Biegeradius vorhanden ist. Über ein gewelltes Schaftende, dessen Außenradius also über den Umfang variiert, kann dennoch eine Abstützung an mehreren, konzentrisch um die Getriebewelle angeordneten, der Distanzhülse axial benachbarten Bauteilen erreicht werden. Das gewellte Schaftende versteift die Distanzhülse zusätzlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit zwei Zahnrädern in Form von Losrädern, die durch eine Distanzhülse beabstandet sind, in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse einer Getriebewelle,
2 den Querschnitt der Distanzhülse aus 1, geschnitten entlang der Linie II-II,
3 einen Längsschnitt durch die gesamte Distanzhülse nach 1 entlang der Linie III-III,
4 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit zwei Zahnrädern in Form von Losrädern, die durch eine Distanzhülse beabstandet sind, in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse einer Getriebewelle,
5 den Querschnitt der Distanzhülse nach 4 in einer Frontalansicht,
6 einen Längsschnitt durch die Distanzhülse nach 4,
7 eine stirnseitige Ansicht einer schematisch dargestellten, weiteren Distanzhülse auf einer Getriebewelle,
8 einen Längsschnitt der Distanzhülse mit einem wellenförmigen Ende und einem Ende mit einem Bord,
9 einen Längsschnitt einer Distanzhülse mit zwei wellenförmigen Enden und
10 einen Längsschnitt einer Distanzhülse mit flachem Ende und einem wellenförmigen Ende.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Distanzhülse 1, die einen Abschnitt einer Getriebewelle 2 umgreift. Ein erstes Zahnrad 3 und ein weiteres Getriebeelement 8 in Form eines zweiten Zahnrads 4 sind mit axialem Abstand A zueinander auf der Getriebewelle 2 angeordnet. Die Zahnräder 3 und 4 sind ihrer Funktion als Losräder entsprechend mit Wälzlagern 15 und 16 auf der Getriebewelle 2 drehbar gelagert.
Die Distanzhülse 1 ist in den 2 und 3 als Einzelteil dargestellt. Sie ist als ein hülsenförmiges Ziehteil aus Blech gefertigt und weist einen radialen Kragen 7 auf. Der Aufbau, die Funktion und Wirkungsweise der in den 5, 6 und 8 bis 10 dargestellten Distanzhülsen 1 entspricht im wesentlichen der Distanzhülse 1 aus den 2 und 3.
In den 2 und 3 ist das zweite Zahnrad 4 axial an dem Kragen 7 abgestützt. Das erste Zahnrad 3 läuft an der ersten Stirnseite 23 axial an. Radial überbrückt die Distanzhülse 1 das Brückenmaß B, welches die Hälfte der Differenz aus dem Außendurchmesser D_a, der Außenkontur 10 und dem Innendurchmesser D_i der Innenhüllkontur 9 ist. Die Blechdicken S₁ und S₂ des Bleches, aus dem die Distanzhülse 1 gefertigt ist, sind geringer als das Brückenmaß B zwischen der zylindrischen Innenhüllkontur 9 und der zylindrischen Außenhüllkontur 10. Der Durchmesser D_i, der Innenhüllkontur 9 kann größer, gleich oder kleiner als der Getriebewellendurchmesser D_W des Abschnitts der Getriebewelle 2 sein, auf dem die Distanzhülse 1 angeordnet ist – je nachdem, ob ein spielbehafteter Sitz, eine Übergangspassung oder eine Presspassung zwischen der Distanzhülse 1 und der Getriebewelle 2 vorgesehen sind.
Das Blech der Distanzhülse 1 ist mit den Blechdicken S₁ und S₂ dünner als das Brückenmaß B und wird durch Formelemente in Form von radialen rinnenförmigen Vertiefungen 12 radial überbrückt. Die Vertiefungen 12 sind beim Umformen eingebracht und verlaufen längs gleichgerichtet und parallel zur Rotationsachse 13. Die Wandabschnitte 14, welche die Vertiefungen 12 umfangsseitig beziehungsweise tangential begrenzen, überbrücken somit das Brückenmaß B zwischen Innenhüllkontur 9 und Außenhüllkontur 10. Die Vertiefungen 12 sind radial außenseitig zur Außenhüllkontur 10 hin mit den Wandabschnitten 17 begrenzt, so dass die Vertiefungen 12 axiale Schmierkanäle zwischen den Zahnrädern 3 und 4 bilden können. Die Wandstärke ist von Belastung, Material und Umformgrad abhängig.
Die Blechdicke 52 der Distanzhülse 1 ist im Bereich der rinnenförmigen Vertiefungen 12 dünner als die Blechdicke S₁ der umfangsseitig benachbarten Flächenabschnitte 11. Durch die Gestaltung und Abmessung der Abschnitte des Blechs, mit denen die rinnenförmigen Vertiefungen 12 axial, umfangsseitig, tangential oder radial begrenzt sind, wird im Bedarfsfall eine radiale Bauhöhe gestaltet, die einem Vielfachen der Dicke S₁ des Blechs entspricht.
4 zeigt eine Getriebeeinheit 20, bei der eine Distanzhülse 1 so ausgebildet ist, dass sie an ihrer ersten Stirnseite 23, die in Richtung auf das erste Zahnrad 3 gerichtet ist, einen wellenförmigen Verlauf und an ihrer zweiten Stirnseite 24 wie im Stand der Technik einen Kragen 7 aufweist. Zur Beölung des Wälzlagers 16 sind in den Kragen 7 Ölbohrungen 18 kaltumformtechnisch eingebracht. An dem Übergang des Kragens 7 in den Axialabschnitt 25 stützt sich die Distanzhülse 1 an einer Wellenschulter 19 ab. An der ersten Stirnseite 23 hingegen weist die Distanzhülse 1 wellenförmig alternierende Radialabschnitte 21, 22 auf, die als erste Radialabschnitte 21 an der Getriebewelle 2 anliegen und als zweite Radialabschnitte 22 von der Getriebewelle 2 beabstandet sind. Die zweiten Radialabschnitte 22 bilden mit der Getriebewelle 2 Hohlräume 26, die zur Ölversorgung genutzt werden können.
Axial stützt sich die Distanzhülse 1 mit ihren ersten Radialabschnitten 21 an einem getriebewellefesten Bauteil ab, das axial gesichert ist. Das getriebewellenfeste Bauteil ist vorliegend als ein Sicherungsring 5 ausgebildet. In einer nicht dargestellten Variante kann das getriebewellenfeste Bauteil als ein anderes, zumindest axial fixiertes, separat von der Getriebewelle 2 hergestelltes Bauteil oder als ein integral mit der Getriebewelle 2 verbundenes Funktionselement wie eine Wellenschulter ausgebildet sein.
Die Distanzhülse 1 weist mehrere, im Falle von 5 drei alternierende erste und zweite Radialabschnitte 21, 22 auf. Die dünnwandige Distanzhülse 1 schneidet im Übergang zwischen diesen Radialabschnitten einen in Umfangsrichtung verlaufenden Spalt 6, der zwischen dem Sicherungsring 5 und dem Zahnrad 3 gebildet ist. Dadurch kann das Öl entweder direkt oder über den Hohlraum 26 an das Wälzlager 15 strömen. Das Einbringen von Ölbohrungen an der ersten Stirnseite 23 kann entfallen.
Die Distanzhülse 1 weist an ihrer ersten Stirnseite 23 auch keine Biegeradien auf, so dass sie sich mit ihrer gesamten Materialstärke an dem ersten Zahnrad 3 bzw. dem Sicherungsring 5 abstützen kann. Die Distanzhülse 1 ist daher hier nur auf Druck und nicht auf Biegung beansprucht.
Die durch die alternierenden Wellenabschnitte gebildeten Hohlräume 26 sind in der Ausführungsform nach den 5, 6 und 7–10 nicht als sich über die gesamte Länge der Distanzhülse 1 erstreckende Axialnuten ausgebildet, sondern verjüngen sich in Richtung der zweiten Stirnseite 24. Die Distanzhülse 1 weist damit zwischen der ersten Stirnseite 23 und der zweiten Stirnseite 24 einen axialen Komplementärabschnitt 27 auf, in dessen Bereich die Innenhüllkontur 9 der Distanzhülse 1 vollumfänglich der Außenmantelkontur der Getriebewelle 2 entspricht. Damit eignet sich auch ein Presssitz gut zur Befestigung der Distanzhülse 1 auf der Getriebewelle 2.
Die 8 bis 10 zeigen verschiedene Varianten der Distanzhülse 1. Gemeinsam ist den Distanzhülsen 1, dass sie an ihrem ersten stirnseitigen Ende 23 jeweils ein gewelltes Ende mit alternierenden ersten Radialabschnitten 21 und zweiten Radialabschnitten 22 aufweisen, die unterschiedlich von der Getriebewelle 2 beabstandet sind. An ihrer zweiten Stirnseite 24 weist die Distanzhülse 1 nach 8 einen Kragen 7 auf. Die Distanzhülse 1 nach 9 weist beidseitig gewellte Enden auf, und die Distanzhülse 1 nach 10 weist ein gewelltes und ein flaches Ende auf, wobei das flache Ende vollumfänglich an der Getriebewelle 2 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Distanzhülse
2: Getriebewelle
3: erstes Zahnrad
4: zweites Zahnrad
5: Sicherungsring
6: Spalt
7: Kragen
8: Getriebeelement
9: Innenhüllkontur
10: Außenhüllkontur
11: Flächenabschnitt
12: Vertiefung
13: Rotationsachse
14: Wandabschnitt
15: Wälzlager
16: Wälzlager
17: Wandabschnitt
18: Ölbohrung
19: Wellenschulter
20: Getriebeeinheit
21: erster Radialabschnitt
22: zweiter Radialabschnitt
23: erste Stirnseite
24: zweite Stirnseite
25: Axialabschnitt
26: Hohlraum
27: Komplementärabschnitt
A: axialer Abstand
B: Brückenmaß
D_a: Außendurchmesser
D_i: Innendurchmesser
S₁: Blechdicke
S₂: Blechdicke
D_W: Getriebewellendurchmesser

Claims

Getriebeeinheit (20) aufweisend eine Getriebewelle (2) mit einem ersten Zahnrad (3) und einem weiteren Getriebeelement (8), wobei das erste Zahnrad (3) und das weitere Getriebeelement (8) auf oder an der Getriebewelle (2) angeordnet sind, und eine Distanzhülse (1), die zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem Getriebeelement (8) angeordnet ist und sich stirnseitig jeweils an diesen abstützt, wobei die Distanzhülse (1) an ihrer zum ersten Zahnrad (3) gerichteten, ersten Stirnseite (23) einen sich über den Umfang verändernden Radius aufweist und sich stirnseitig sowohl am ersten Zahnrad (3) als auch an einem getriebewellefesten Bauteil abstützt, und wobei die Distanzhülse (1) in Umfangsrichtung an ihrem zum ersten Zahnrad (3) gerichteten Ende erste Radialabschnitte (21) mit einer Innenkontur aufweist, die an der Außenkontur der Getriebewelle (2) anliegen, und zweite Radialabschnitte (22) aufweist, die von der Außenkontur der Getriebewelle (2) beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Distanzhülse (1) mit ihren ersten Radialabschnitten (21) stirnseitig am getriebewellefesten Bauteil und mit den zweiten Radialabschnitten (22) am ersten Zahnrad (3) abstützt und dass zwischen dem getriebewellefesten Bauteil und dem ersten Zahnrad (3) radial ein ringsegmentförmiger Spalt (6) angeordnet ist, der, im Längsschnitt gesehen, den Mantel der Distanzhülse (1) schneidet.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das getriebewellenfeste Bauteil als ein Sicherungsring (5) für das erste Zahnrad (3) ausgebildet ist.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (1) aus Blech kaltumformtechnisch hergestellt ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (1), im Längsschnitt gesehen, an ihrer ersten Stirnseite (23) frei von Biegeradien ist.
Distanzhülse (1) einer Getriebeeinheit (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (1) einen Axialabschnitt (25) aufweist, der auf seinem gesamten Umfang komplementär zur Außenkontur der Getriebewelle (2) ist.
Distanzhülse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (1) an ihrer zweiten Stirnseite (24) einen Kragen (7) aufweist.
Distanzhülse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (1) frei von Bohrungen ist.