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Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Ausgleichsgetriebes, mit einer Triebwelle und mit einem Flansch, wobei die Triebwelle und der Flansch drehfest miteinander verbunden sind.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau einer Wellenanordnung eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Ausgleichsgetriebes, wobei eine Triebwelle und ein Flansch bereitgestellt wird, wobei die Triebwelle und der Flansch drehfest miteinander verbunden werden.
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Es ist bekannt, in einem Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges eine derartige eingangs genannte Wellenanordnung vorzusehen. Beispielsweise weist ein Ausgleichsgetriebe eine Triebwelle und einen Flansch auf. Der Flansch ist mit der Triebwelle drehfest verbunden. Diese Baueinheit bzw. Wellenanordnung ist in einem Gehäuse des Ausgleichsgetriebes gelagert. An den Flansch kann funktional wirksam eine Kardanwelle angeschlossen werden, so dass das vom Antriebsmotor bereitgestellte Drehmoment über ein nachgeschaltetes Fahrgetriebe zu dem Ausgleichsgetriebe übertragen wird. Die Triebwelle kann ein Antriebsritzel zur Übertragung des Antriebsmomentes auf ein Tellerrad des Achsgetriebes aufweisen. Die so als Ritzelwelle ausgebildete Triebwelle ist zumeist rechtwinklig zu den Abtriebswellen des Ausgleichsgetriebes angeordnet. Die Triebwelle ist über eine Dichtungsanordnung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Als Dichtungsanordnung kann ein Radialwellendichtring eingesetzt werden, der auf der Umfangsfläche der Triebwelle sitzt. Die Triebwelle ist über mindestens ein Lager, insbesondere über zwei Lager an dem Gehäuse gelagert. Der Radialwellendichtring dichtet das Gehäuse statisch und die Triebwelle dynamisch ab. Je größer der Durchmesser des Dichtungsbereiches ist, auf dem der Radialwellendichtring angeordnet ist, desto größer ist die Relativgeschwindigkeit zwischen der Triebwelle und dem Radialwellendichtring. Undichtigkeiten und Getriebeausfälle durch Ölkohlebildung sind zu vermeiden. Zudem ist auf eine festigkeitskritische Ausführung des Flansches und eine hinreichende Steifigkeit der Triebwelle beispielsweise durch Wahl eines entsprechenden Durchmessers zu achten. Ferner sind Bauraumrestriktionen bei der Wahl der Länge der Triebwelle und der Länge des Flansches zu beachten.
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Im Stand der Technik sind nun unterschiedliche Konzepte zur Verbindung des Flansches mit der Triebwelle bekannt.
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Aus der
DE 1 954 603 A1 ist eine Wellenanordnung mit einer Triebwelle und einem Flansch bekannt. Die Triebwelle ist als Hohlwelle ausgebildet. Die Hohlwelle ist in einem Gehäuse, nämlich in einem Achsgehäuse drehbar gelagert. Der Flansch und die Hohlwelle werden gesondert hergestellt und anschließend miteinander verschweißt. Im Inneren des Gehäuses ist die Hohlwelle mittels eines Nadellagers gelagert. Außen beziehungsweise am Ende des Gehäuses ist ein Doppelschulter- oder Radiaxlager zur Lagerung der Hohlwelle vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2005 055 597 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrokleinfahrzeug mit einem Motorgehäuses eines Außenläufer-Elektromotors bekannt. Hierbei ist eine entsprechende Wellenanordnung mit einer Triebwelle, nämlich mit einer Motorwelle vorgesehen. Ein Flansch ist mit der Motorwelle mittels zumindest einer Schraube verbunden, wobei die Schraube in eine Gewindebohrung geschraubt ist, welche sich teilweise im Flansch und teilweise in der Motorwelle im Wesentlichen achsparallel zur Motorwellenachse erstreckt.
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Aus der
GB 945,473 A ist ein Schienenfahrzeug mit einer Wellenanordnung bekannt. Die Wellenanordnung weist einen Flansch und eine Triebwelle auf, wobei die Triebwelle als Hohlwelle ausgebildet ist. Durch die Stirnseite des Flansches und die Stirnseite der Hohlwelle erstrecken sich entsprechende Bohrungen, die von Gewindebolzen durchgriffen sind. Die Gewindebolzen stellen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Flansch und der Hohlwelle sicher.
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Aus der
DE 42 09 953 A1 ist eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer durch die Bohrung einer Wandung geführten Welle bekannt. Diese Dichtungsanordnung weist einen Radialwellendichtring auf, der die abzudichtende Welle mit mindestens einer Dichtlippe aus einem elastomeren Werkstoff unter radialer Vorspannung umfangsseitig dichtend umschließt. Der Radialwellendichtring dichtet die relativ zur Wandung rotierende Welle dynamisch ab und die Wandung statisch ab. In die Dichtungsanordnung ist ein Wälzlager integriert.
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Die im Stand der Technik bekannten Wellenanordnungen und Verfahren sind noch nicht optimal ausgebildet. Die im Stand der Technik bekannten Wellenanordnungen benötigen verhältnismäßig viel Bauraum, um entsprechende Festigkeiten und Steifigkeiten zu erreichen. Hierdurch ist auch die Lagerung und die Abdichtung der Wellenanordnung noch nicht optimal. Ferner ist das akustische Verhalten der Wellenanordnung ebenfalls noch nicht optimal ausgebildet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Wellenanordnungen und Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass ein großer Bauraumbedarf vermieden, sowie eine verbesserte Festigkeit und Steifigkeit realisiert sind.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun für die Wellenanordnung dadurch gelöst, dass die Triebwelle eine Aufnahme aufweist, und wobei der Flansch mit einem Eingriffsbereich in die Aufnahme eingreift, wobei der Flansch gegen axiales Verschieben mittels eines Schnappringes an der Triebwelle gesichert ist, und wobei der Schnappring einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun für das Verfahren dadurch gelöst, dass die Triebwelle eine Aufnahme aufweist, wobei der Flansch mit einem Eingriffsbereich in die Aufnahme eingeschoben wird, wobei der Flansch gegen axiales Verschieben mittels eines Schnapprings gesichert wird, und wobei der Schnappring einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dies hat mehrere Vorteile. Durch das Einstecken des Flansches in die Triebwelle wird die zur Lagerung nutzbare Länge der Triebwelle maximiert. Beispielsweise ist es so möglich, die Wellenanordnung zur Realisierung unterschiedlicher Lagerkonzepte einzusetzen. In besonders bevorzugter Ausgestaltung sind zwei Lager vorgesehen, wobei die beiden Lager jeweils einen Innenring und einen Außenring aufweisen, wobei der Innenring der Triebwelle und der Außenring dem Gehäuse zugeordnet ist. Mindestens eines der beiden Lager kann nun in unterschiedlichen Funktionspositionen an dem Gehäuse und/oder der Triebwelle festgelegt werden, wobei die Funktionspositionen sich durch unterschiedlichen Abstand der Lager zueinander unterscheiden. Dadurch, dass der Flansch in die Triebwelle eingesteckt ist, sind große Abstände der Lager zueinander realisierbar. Der Eingriffsbereich des Flansches weist einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Aufnahme auf. Nahe des Eingriffsbereiches kann der Flansch einen Dichtungsbereich aufweisen, wobei ein Wellendichtring an diesen Dichtungsbereich angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass dieser Dichtungsbereich des Flansches einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser der Triebwelle. Hierdurch sind die relativen Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Wellendichtring und dem Dichtungsbereich gering. Die Belastungen des Wellendichtrings sind vermindert. Durch den kleineren Durchmesser werden geringere Umfangsgeschwindigkeiten realisiert, wodurch Undichtigkeiten und Getriebeausfälle durch Ölkohlebildung vermindert sind. Es können höhere Drehzahlen mit der Triebwelle realisiert werden. Der Wellendichtring läuft am maximalen möglichen Ende auf einem kleinen Durchmesser. Die Triebwelle weist vorzugsweise einen Kopfteil und einen Schaftteil auf, wobei das Schaftteil die Aufnahme aufweist. Das Kopfteil ist an dem Schaftteil befestigt. Das Kopfteil und das Schaftteil können insbesondere miteinander verschweißt sein. Das Kopfteil ist in bevorzugter Ausgestaltung als Schmiedeteil ausgebildet. Das Schaftteil kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein. Das Schaftteil kann aus einem günstigeren Werkstoff hergestellt werden. Die Aufnahme weist insbesondere eine Innenverzahnung und der Eingriffsbereich des Flansches weist eine Außenverzahnung auf. Der oder die Verzahnungsbereiche können hochlegiert ausgeführt sein. Dadurch, dass das Schaftteil aus einem günstigeren Werkstoff als das Kopfteil hergestellt werden kann, ist eine günstige Fertigung ermöglicht. Durch diesen Aufbau der Wellenanordnung kann bei einem gleich bleibenden Gewicht eine Festigkeits- und Steifigkeitssteigerung um bis zu 50% erzielt werden. Hierdurch sind ferner die akustischen Eigenschaften der Wellenanordnung verbessert.
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Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass der Flansch gegen axiales Verschieben mittels des Schnappringes an der Triebwelle gesichert ist, wobei der Schnappring einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dies hat den Vorteil, dass hohe axiale Kräfte übertragbar sind. Dadurch, dass der Schnappring einen rechteckigen Querschnitt aufweist, können besonders hohe axiale Kräfte übertragen werden. Durch den rechteckigen Querschnitt ist die Gefahr vermieden, dass durch eine Zugbelastung des Schnappringes Radialkräfte auftreten könnten, die den Schnappring komprimieren könnten. Durch den rechteckigen Querschnitt wird auch ein Einfedern des Schnappringes verhindert. Der Querschnitt kann beispielsweise insbesondere quadratisch sein. Der Flansch weist eine Sicherungsnut auf und die Triebwelle weist einen Anschlag auf, wobei der Schnappring zum einen in die Sicherungsnut eingreift und zum anderen an dem Anschlag axial abgestützt ist. Der Schnappring weist zwei freie Enden auf, wobei jedem der beiden freien Enden ein Spannfinger zugeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Schnappring durch Zusammenziehen der Spannfinger und damit der freien Enden gespannt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass durch die Spannfinger der Schnappring demontierbar ist. Im gespannten Zustand ist der Durchmesser des Schnappringes insbesondere kleiner oder gleich dem Durchmesser des Flansches. Die Sicherungsnut weist eine genügende Tiefe auf, so dass der Schnappring derart gespannt werden kann. Werden die Spannfinger auseinandergedrückt, so wird der Schnappring geweitet. Zur Montage des Schnappringes wird der Schnappring insbesondere auf einen Montagedorn aufgeschoben. Der Montagedorn weist insbesondere eine Nut auf, in die die Spannfinger eingreifen. Der Durchmesser des Montagedorns und/oder die Breite der Nut erweitert sich nun in Längsrichtung des Montagedorns, so dass wenn der Schnappring nunmehr in Längsrichtung über den Montagedorn geschoben wird, der Schnappring entsprechend aufgeweitet wird. Der Montagedorn wird dabei insbesondere fluchtend an die Stirnseite des Flansches gehalten, so dass der aufgeweitete Schnappring in die in der Nähe der Stirnseite ausgebildete Sicherungsnut geschoben werden kann, wobei der Schnappring derart in die Sicherungsnut zurückfedert, so dass der Schnappring zwar zum einen in die Sicherungsnut eingreift und zum anderen aber dennoch aus der Sicherungsnut hervorsteht, so dass der Schnappring auch an einem entsprechenden Anschlag der Triebwelle anschlagen kann. Die Spannfinger erstrecken sich insbesondere radial nach innen, wobei der Flansch eine randoffene Aussparung aufweist, und wobei die Spannfinger in der montierten Position in der Aussparung angeordnet sind. Hierdurch ist eine Orientierung des Schnappringes vorgegeben. Wenn der Schnappring mittels des Montagedorns aufgeschoben wird, so wird die stirnseitig randoffene Aussparung fluchtend zur Nut des Montagedorns angeordnet. Vorzugsweise weist der Flansch eine sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckende Durchgriffsöffnung auf. Der Flansch ist insbesondere hohl ausgebildet. Die Durchgriffsöffnung kann als Bohrung ausgebildet sein. Die Spannfinger greifen im montierten Zustand in die Durchgriffsöffnung zumindest teilweise ein. Hierdurch ist es möglich, in die Durchgriffsöffnung einen Spanndorn einzuschieben und den Schnappring zu spannen. Der Spanndorn weist an seinem freien Ende zwei konvergierende Schenkel auf, die eine Spannnut bilden. Wenn der Spanndorn in die Durchgriffsöffnung eingeschoben wird, werden die beiden Spannfinger und damit die beiden freien Enden des Schnappringes aufeinander zu bewegt. Hierdurch wird der Durchmesser des Schnappringes derart verkleinert, so dass der Schnappring nicht mehr über den Kopfkreis bzw. den Umfang des Flansches übersteht. Hierdurch kann der Flansch mit dem gespannten Schnappring in die Triebwelle eingeschoben werden. Wenn nun die Endposition des Flansches relativ zur Triebwelle erreicht ist, kann der Spanndorn aus dem Flansch herausgezogen werden, so dass der Schnappring entspannt wird und so über den Kopfkreis des Flansches übersteht und die Beweglichkeit des Flansches relativ zur Triebwelle sichert, indem der Spannring an einem Anschlag anliegt. Der Anschlag kann durch eine Stufe innerhalb der Triebwelle oder durch einen Vorsprung oder einer an der Innenumfangsfläche ausgebildeten, teilweise umlaufenden Nut gebildet sein.
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Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Wellenanordnung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 5 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. In der nachfolgenden Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung wird nun eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Wellenanordnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer schematischen, geschnittenen Detaildarstellung einen Teil eines Hinterachsgetriebes mit einer erfindungsgemäßen Wellenanordnung,
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2 in einer schematischen, geschnittenen perspektivischen Darstellung einen Teil der Wellenanordnung, nämlich die Triebwelle und den Flansch mit einem Schnappring,
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3 in einer schematischen, geschnittenen Detaildarstellung einen Endbereich des Flansches, wobei der Flansch innerhalb der Triebwelle mittels des Schnappringes gesichert ist,
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4 in einer schematischen, geschnittenen Detaildarstellung den Endbereich des Flansches ohne den Schnappring,
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5a, b in einer schematischen, teils perspektivischen, teils geschnittenen Darstellung den Flansch,
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6a, b, in einer schematischen, teils stirnseitigen, teils seitlichen Ansicht den Flansch mit dem Schnappring in einem entspannten Zustand,
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7 in einer schematischen Draufsicht den Schnappring mit zwei Spannfingern,
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8 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung den Schnappring,
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9 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung den Flansch, wobei der Schnappring mittels eines Montagedorns auf den Flansch aufgeschoben wird,
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10 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung den Flansch mit dem aufgeschobenen Schnappring, wobei ein Spanndorn zum Spannen des Schnappringes in den Flansch eingeschoben wird,
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11 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung den Flansch mit dem eingeschobenen Spanndorn und dem gespannten Schnappring,
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12 in einer schematischen Stirnansicht den Flansch mit dem eingeschobenen Spanndorn und dem gespannten Schnappring,
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13 in einer schematischen, perspektivischen, in Axialrichtung geschnittenen Detaildarstellung den Endbereich des Flansches angeordnet innerhalb der Triebwelle, wobei der Spanndorn eingeschoben ist und der Schnappring gespannt ist,
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14 in einer schematischen, perspektivischen, in Axialrichtung geschnittenen Detaildarstellung den Endbereich des Flansches innerhalb der Triebwelle, wobei der Spanndorn eingeschoben ist und der Schnappring gespannt ist.
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In 1 ist eine Wellenanordnung 1 gut zu erkennen. Die Wellenanordnung 1 ist Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes 2, das hier jedoch nur teilweise dargestellt ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe 2 ist insbesondere als Ausgleichgetriebe 3 ausgebildet. Das Ausgleichsgetriebe 3 kann insbesondere als Hinterachsgetriebe eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein.
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Die Wellenanordnung 1 weist eine Triebwelle 4 und einen Flansch 5 auf. Die Triebwelle 4 ist mit dem Flansch 5 drehfest verbunden. Ein von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) erzeugtes Antriebsmoment wird zumeist über eine Kardanwelle von einem Fahrgetriebe oder einem Verteilergetriebe zu dem Ausgleichsgetriebe 3 übertragen und über den Flansch 5 in das Ausgleichsgetriebe 3 eingeleitet. Der Flansch 5 kann dazu an seinem freien Ende (nicht näher bezeichnet) insbesondere mit der Kardanwelle drehfest verbunden werden.
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An dem eingangsseitigen Ende der Triebwelle 4 ist der Flansch 5 angeordnet. An dem anderen nicht näher dargestellten Ende der Triebwelle 4 kann ein Antriebsritzel (nicht näher dargestellt) zur Übertragung des Antriebsmomentes in ein Tellerrad des Ausgleichsgetriebes 3 vorgesehen sein. Die Triebwelle 4 erstreckt sich zumeist rechtwinklig zu den Abtriebswellen (nicht näher dargestellt) des Ausgleichsgetriebes 3.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Triebwelle 4 eine Aufnahme 6 aufweist, wobei der Flansch 5 mit einem Eingriffsbereich 7 in die Aufnahme 6 eingreift, wobei der Flansch 5 gegen axiales Verschieben mittels eines Schnappringes 30 an der Triebwelle 4 gesichert ist, und wobei der Schnappring 30 einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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Es werden nun zunächst die weiteren Merkmale der Wellenanordnung 1 anhand von 1 beschrieben, bevor auf die Sicherung mittels des Schnapprings 30 näher anhand der 2 bis 14 eingegangen werden darf.
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Der Flansch 5 weist den Eingriffsbereich 7 auf. Die Aufnahme 6 kann eine Innenverzahnung 8 aufweisen. Der Eingriffsbereich 7 weist eine Außenverzahnung 9 auf. Der Eingriffsbereich 7 greift vzw. formschlüssig in die Aufnahme 6 ein. Der Flansch 5 und die Triebwelle 4 sind durch die Innenverzahnung 8 und die Außenverzahnung 9 miteinander drehfest verbunden, wobei die Innenverzahnung 8 in die Außenverzahnung 9 eingreift. Denkbar sind auch andere drehfeste Verbindungen zwischen dem Eingriffsbereich 7 des Flansches 5 und der Aufnahme 6 wie bspw. auch andere Steckverbindungen, Polygonverbindungen oder Press-Press-Lötverbindungen (PPLV).
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Der Dichtungsbereich 10 ist hier gegenüber dem Eingriffsbereich 7 durch eine Stufe 12 beziehungsweise Schulter abgesetzt. Die Stufe 12 bildet einen nicht näher bezeichneten Anschlag für die Stirnseite 13 der Triebwelle 4. Hierdurch ist festgelegt, wie tief der Eingriffsbereich 7 in die Aufnahme 6 eingreifen kann.
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Das Kraftfahrzeuggetriebe 2 beziehungsweise das Ausgleichsgetriebe 3 weist ein Gehäuse 15 auf, wobei die Triebwelle 4 innerhalb des Gehäuses 15 gelagert ist. Die Wellenanordnung 1 durchgreift eine Gehäuseöffnung 16.
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Der Flansch 5 weist einen Dichtungsbereich 10 zur Aufnahme eines Wellendichtrings 11 auf. Der Dichtungsbereich 10 weist hier einen größeren Durchmesser auf als der Eingriffsbereich 7. In alternativer Ausgestaltung kann der Dichtungsbereich 10 und der Eingriffsbereich 7 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen. Der Außendurchmesser des Dichtungsbereiches 10 ist kleiner als der Außendurchmesser der Triebwelle 4. Der Wellendichtring 11 ist als Radialwellendichtring 14 ausgebildet. Der Wellendichtring 11 ist an einem Gehäuse 15 des Ausgleichsgetriebes 3 angeordnet. Der Wellendichtring 11 dichtet das Gehäuse 15 statisch und den Dichtungsbereich 10 beziehungsweise den Flansch 5 dynamisch ab. Es ist vorteilhaft, dass der Wellendichtring 11 an einem Dichtungsbereich 10 mit einem geringen Durchmesser angeordnet ist. Hierdurch sind die Umlaufgeschwindigkeiten des Dichtungsbereiches 10 relativ zum Wellendichtring 11 gering. Der Wellendichtring 11 ist nahe an der Gehäuseöffnung 16 angeordnet oder anordenbar.
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Die Triebwelle 4 weist in besonders bevorzugter Ausgestaltung einen Kopfteil 17 und einen Schaftteil 18 auf. Das Kopfteil 17 ist an dem Schaftteil 18 befestigt. Das Kopfteil 17 und das Schaftteil 18 sind insbesondere durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden (hier nicht näher dargestellt). Das Kopfteil 17 besteht insbesondere aus einem hochlegierten Material. Das Kopfteil 17 ist insbesondere als Schmiedeteil 19 ausgebildet. Das Schaftteil 18 ist als Rohr 20 ausgebildet. Das Schaftteil 18 weist die Aufnahme 6 auf. Die Triebwelle 4 ist dadurch hohl gebaut. Hierdurch wird bei gleich bleibendem Gewicht eine Festigkeits- und Steifigkeitssteigerung um bis zu 50% erzielt, die sich auch akustisch positiv auswirkt. Gleichzeitig werden Materialkosten gespart, da nur der Bereich mit den beiden Verzahnungen, das heißt der Bereich der Innenverzahnung 8 und der Außenverzahnung 9 insbesondere gehärtet ausgeführt werden, der für die Funktion notwendig ist.
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Das Schaftteil 18 beziehungsweise das Rohr 20 kann aus einem günstigeren Werkstoff hergestellt werden. Hierdurch sind zum einen die Festigkeit und Steifigkeit als auch die akustischen Eigenschaften verbessert. Dadurch, dass der Radialwellendichtring 14 auf dem Dichtungsbereich 10 mit einem geringeren Durchmesser sitzt, ist die Gefahr einer Ölkohlebildung oder einer Wirkungsgradbeeinträchtigung vermindert.
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Im Folgenden darf auf eine bevorzugte Lagerung der Wellenanordnung 1 innerhalb des Gehäuses 15 näher eingegangen werden. In der dargestellten Ausgestaltung weist das Kraftfahrzeuggetriebe 2 zwei Lager 21, 22 zur Lagerung der Wellenanordnung 1 auf. Die beiden Lager 21, 22 weisen jeweils einen Außenring 23, 24 und einen Innenring 25, 26 auf. Der Außenring 23, 24 ist jeweils dem Gehäuse 16 zugeordnet und der Innenring 25, 26 ist der Triebwelle 4 zugeordnet. Die Außenringe 23, 24 liegen mit ihrem Außenumfang (nicht näher bezeichnet) am Gehäuse 15 und die Innenringe 25, 26 liegen an der Außenumfangsfläche der Triebwelle 4 an. Zumindest eines der beiden Lager 21, 22 ist in unterschiedlichen Funktionspositionen an dem Gehäuse 15 und/oder der Triebwelle 4 festlegbar. In der dargestellten Ausgestaltung ist das Lager 21 in unterschiedlichen Funktionspositionen festlegbar. Die anderen Funktionspositionen sind durch eine gestrichelte Darstellung des Lagers 21 angedeutet. Die Funktionspositionen unterscheiden sich durch einen unterschiedlichen Abstand zwischen den beiden Lagern 21, 22.
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Die Triebwelle 4 weist an ihrer Außenumfangsfläche eine Nut 27 auf, wobei die Nut 27 in ein Sicherungsmittel 28 eingreift. Das Sicherungsmittel 28 bildet funktional wirksam einen Anschlag für das Lager 21. Ferner ist die Funktionsposition des Lagers 21 durch ein Distanzstück 29 festgelegt, wobei das Distanzstück 29 sich am Außenring 23 und an einem entsprechenden Bereich des Gehäuses 15 abstützt. Durch den Einsatz entsprechender weiterer Distanzstücke (nicht dargestellt) kann das Lager 21 an den anderen Funktionspositionen festgelegt sein.
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Durch den Einbau der Wellenanordnung 1 mit den Lagern 21, 22 in unterschiedlichen Funktionspositionen und der hiermit einhergehenden Veränderung des Lagerabstandes zwischen den beiden Lagern 21, 22 lassen sich Biegeschwingungen der Wellenanordnung 1, insbesondere der Triebwelle 4 und die hiermit verbundenen akustischen Auffälligkeiten des Kraftfahrzeuggetriebes 2 erfolgreich reduzieren. Hierbei kann der Lagerabstand in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps beziehungsweise der fahrzeugspezifischen kritischen Drehzahlen und Übersetzungsvarianten angepasst werden, so dass die Biege- und Resonanzschwingungen reduziert werden. In vorteilhafter Weise können bei den unterschiedlichen Fahrzeugtypen gleiche Teile, insbesondere gleiche Wellenanordnungen 1, verwendet werden.
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Im Folgenden darf auf 2 bis 14 Bezug genommen und die Verbindung der Triebwelle 4 und des Flansches 5 sowie die axiale Sicherung mittels des Schnapprings 30 näher eingegangen werden.
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Der Flansch 5 ist gegen axiales Verschieben mittels des Schnappringes 30 relativ zur Triebwelle 4 gesichert. Der Schnappring 30 weist – wie insbesondere in 3 und 4 gut zu erkennen ist – einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Hierdurch ist ein Einfedern des Schnappringes 30 auch bei axialer Belastung vermieden. Auch bei einer axialen Zugbelastung treten am Schnappring 30 keine radialen Kräfte auf, die zu einem Einfedern führen könnten.
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Die Triebwelle weist einen Anschlag 31 auf, an dem der Schnappring 30 abgestützt ist. Der Anschlag 31 ist hier dadurch gebildet, dass die Aufnahme 6 im Übergang zur Innenverzahnung 8 gestuft ausgebildet ist. In alternativer Ausgestaltung ist es denkbar (vgl. 1), dass an der Innenumfangsfläche der Aufnahme 6 eine umlaufende Nut 32 vorgesehen ist.
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Der Schnappring 30 greift ferner in eine an dem Flansch 5 ausgebildete Sicherungsnut 33 ein. Die Sicherungsnut 33 ist im Eingriffsbereich 7 ausgebildet. Die Sicherungsnut 33 ist nahe der Stirnseite 34 des Eingriffsbereiches 7 ausgebildet. Die Sicherungsnut 33 erstreckt sich in Umfangsrichtung.
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Der Schnappring 30 (vgl. 7 und 8) weist zwei freie Enden 35, 36 auf. Den freien Enden 35, 36 ist jeweils ein Spannfinger 37, 38 zugeordnet. Die Spannfinger 37, 38 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander nach innen ausgehend vom restlichen Ringsegment 39. Das Ringsegment 39 verbindet die beiden Spannfinger 37, 38 und damit auch die freien Enden 35, 36. Der Flansch 5 weist mindestens eine randoffene Aussparung 40 auf, wobei die Spannfinger 37, 38 im montierten Zustand in der Aussparung 40 angeordnet sind. Die Aussparung 40 ist zur Stirnseite 34 hin randoffen ausgebildet. In der dargestellten Ausgestaltung ist zu erkennen, dass hier zwei sich radial gegenüberliegende Aussparungen 40 vorgesehen sind, so dass der Schnappring 30 in zwei unterschiedliche Stellungen montierbar ist.
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Der Montagevorgang des Schnappringes 30 ist in 9 dargestellt.
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Zur Montage des Schnappringes 30 wird der Schnappring 30 auf einen Montagedorn 41 aufgeschoben. Der Montagedorn 41 weist eine Nut 42 auf, wobei der Schnappring 30 mit den Spannfinger 38, 39 in die Nut 42 eingreift. Der Montagedorn 41 ist leicht konisch ausgebildet, wobei sich der Durchmesser und Breite der Nut 42 in Aufschubrichtung 43 vergrößern. Die Aufschubrichtung 43 entspricht hier im Wesentlichen der Axialrichtung bzw. der Längsrichtung des Montagedorns 41 und der Längsrichtung des Eingriffsbereichs 7. Der Flansch 5 ist mit dem Eingriffsbereich 7 fluchtend zum Montagedorn 41 ausgerichtet. Die Nut 42 ist dabei fluchtend zu einer der beiden Aussparungen 40 angeordnet. Durch Aufschieben des Schnappringes 30 wird nun der Schnappring 30 derart aufgeweitet, sodass der Schnappring 30 die Innenverzahnung 9 umgreifen kann. Nach dem Aufschieben schnappt der Schnappring 30 in die Sicherungsnut 33 ein. Das Aufschieben kann mittels einer Presshülse 44 erfolgen. Die Presshülse 44 umgreift dabei den Montagedorn 41. Mittels der nicht näher bezeichneten Stirnseite der Presshülse 44 wird der Schnappring 30 in Montagerichtung 43 aufgeschoben.
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In 10 ist der erreichte Zustand nun dargestellt, wobei der Schnappring 30 entspannt ist und in der Sicherungsnut 33 angeordnet ist. Im entspannten Zustand blockiert der Schnappring 30 das Einschieben des Flansches 5 in die Triebwelle 4. Um den Schnappring 30 zu spannen, ist nun ein Spanndorn 45 vorgesehen. Der Spanndorn 45 weist eine Spannnut 46 zum Eingriff der Spannfinger 37, 38 auf. Die Spannnut 46 verjüngt sich konisch, so dass mittels der Spannnut 46 die Spannfinger 37, 38 aufeinander zu bewegt werden.
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Der Flansch 5 weist eine durchgehende, sich im Wesentlichen axial erstreckende Durchgriffsöffnung 47, wobei die Spannfinger 37, 38 in die Durchgriffsöffnung 47 eingreifen. Durch die Durchgriffsöffnung 47 kann der Spanndorn 45 eingeschoben werden. Die in die Durchgriffsöffnung 47 ragenden Spannfinger 37, 38 werden dabei von der Spannnut 46 erfasst und aufeinander zu bewegt, so dass der Schnappring 30 gespannt wird und somit die Außenverzahnung 9 freigibt. Im gespannten Zustand kann nun der Flansch 5 mit der Außenverzahnung 9 in die entsprechende Innenverzahnung 8 der Triebwelle 4 eingeschoben werden.
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Nach dem Einschieben ist der in 13 und 14 dargestellte Zustand erreicht, wobei der Spanndorn 45 weiterhin den Schnappring 30 spannt, aber der Flansch 5 bereits in der Endposition angelangt ist. Wird nun der Spanndorn 45 zurückgezogen, so gibt die Spannnut 46 die Spannfinger 37, 38 freigibt und hierdurch wird der Schnappring 30 entspannt. Der Schnappring 30 federt hierbei in die in 2 und 3 dargestellte Endposition zurück und sichert so den Flansch 5 gegen axiales Verschieben relativ zu der Triebwelle 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wellenanordnung
- 2
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 3
- Ausgleichsgetriebe
- 4
- Triebwelle
- 5
- Flansch
- 6
- Aufnahme
- 7
- Eingriffsbereich
- 8
- Innenverzahnung
- 9
- Außenverzahnung
- 10
- Dichtungsbereich
- 11
- Wellendichtring
- 12
- Schulter
- 13
- Stirnseite
- 14
- Radialwellendichtring
- 15
- Gehäuse
- 16
- Gehäuseöffnung
- 17
- Kopfteil
- 18
- Schaftteil
- 19
- Schmiedeteil
- 20
- Rohr
- 21
- Lager
- 22
- Lager
- 23
- Außenring
- 24
- Außenring
- 25
- Innenring
- 26
- Innenring
- 27
- Nut
- 28
- Sicherungsmittel
- 29
- Distanzstück
- 30
- Schnappring
- 31
- Anschlag
- 32
- Nut
- 33
- Sicherungsnut
- 34
- Stirnseite
- 35
- freies Ende
- 36
- freies Ende
- 37
- freies Ende
- 38
- Spannfinger
- 39
- Spannfinger
- 40
- Aussparung
- 41
- Montagedorn
- 42
- Nut
- 43
- Montagerichtung
- 44
- Presshülse
- 45
- Spanndorn
- 46
- Spannnut
- 47
- Durchgriffsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1954603 A1 [0005]
- DE 102005055597 A1 [0006]
- GB 945473 A [0007]
- DE 4209953 A1 [0008]
