DE102015213731A1

DE102015213731A1 - Connecting arrangement comprising two shafts

Info

Publication number: DE102015213731A1
Application number: DE102015213731.7A
Authority: DE
Inventors: Inaki Fernandez; Harald Martini; Umberto Rocca
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste und eine zweite Welle (1a, 1b), wobei die erste Welle (1a) eine erste Steckverzahnung (2a) aufweist, und wobei die zweite Welle (1b) eine zweite Steckverzahnung (2b) aufweist, und wobei ferner die beiden Wellen (1a, 1b) zur Drehmomentübertragung über die jeweilige Steckverzahnung (2a, 2b) drehfest miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Wellen (1a, 1b) über ein im Wesentlichen radial zwischen den beiden Wellen (1a, 1b) angeordneten Sicherungsring (3) axial gesichert, wobei zumindest axial zwischen den beiden Wellen (1a, 1b) ein elastisches Element (4) zur Begrenzung eines Axialspiels zwischen den beiden Wellen (1a, 1b) angeordnet ist.The invention relates to a connection arrangement for a transmission device of a motor vehicle, comprising a first and a second shaft (1a, 1b), wherein the first shaft (1a) has a first spline (2a), and wherein the second shaft (1b) has a second spline (2b), and further wherein the two shafts (1a, 1b) for torque transmission via the respective splines (2a, 2b) are rotatably connected to each other. According to the invention, the two shafts (1a, 1b) are axially secured via a retaining ring (3) arranged essentially radially between the two shafts (1a, 1b), wherein at least axially between the two shafts (1a, 1b) an elastic element (4) for limiting an axial play between the two shafts (1a, 1b) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste und eine zweite Welle, wobei die erste Welle eine erste Steckverzahnung aufweist, und wobei die zweite Welle eine zweite Steckverzahnung aufweist, und wobei ferner die beiden Wellen zur Drehmomentübertragung über die jeweilige Steckverzahnung drehfest miteinander verbunden sind.The invention relates to a connection arrangement for a transmission device of a motor vehicle, comprising a first and a second shaft, wherein the first shaft has a first spline, and wherein the second shaft has a second spline, and further wherein the two shafts for torque transmission via the respective splines rotatably connected to each other.

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die DE 10 2012 213 392 A1 offenbart eine besonders kompaktbauende Getriebekombination mit einer Überlagerungsstufe, die als zusätzliche Planetenstufe ausbildbar ist, welche an einem Planetengetriebe angebunden ist. Das Planetengetriebe weist, insbesondere gemäß 3 eine erste Sonne, die mit einem ersten Planetensatz kämmt, und eine zweite Sonne, die mit einem zweiten Planetensatz kämmt, auf. Beide Sonnen weisen eine jeweilige Steckverzahnung zur Aufnahme einer jeweiligen Welle mit einer korrespondierend dazu ausgebildeten Steckverzahnung auf, um eine Drehmomentübertragung zwischen der jeweiligen Sonne und der jeweiligen Welle zu realisieren. Insbesondere bei einer Drehrichtungsumkehr der Wellen kommt es zu einem Axialspiels zwischen den Wellen. Dieses Axialspiel erzeugt mitunter ungewollte Geräuschemissionen.The DE 10 2012 213 392 A1 discloses a particularly compact construction gear combination with a superposition stage, which can be formed as an additional planetary stage, which is connected to a planetary gear. The planetary gear has, in particular according to 3 a first sun, which meshes with a first planetary gear set, and a second sun, which meshes with a second planetary gear set, on. Both suns have a respective spline for receiving a respective shaft with a correspondingly formed spline to realize a torque transmission between the respective sun and the respective shaft. In particular, with a reversal of the direction of rotation of the shafts it comes to an axial play between the waves. This axial play sometimes generates unwanted noise emissions.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbindungsanordnung mit zwei Wellen für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die besonders zuverlässig ist und ein Axialspiel zwischen den beiden Wellen begrenzt.The object of the present invention is to provide a connection arrangement with two shafts for a transmission device of a motor vehicle, which is particularly reliable and limits an axial play between the two shafts.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Erfindungsgemäß sind die beiden Wellen über ein im Wesentlichen radial zwischen den beiden Wellen angeordneten Sicherungsring axial gesichert, wobei zumindest axial zwischen den beiden Wellen ein elastisches Element zur Begrenzung eines Axialspiels zwischen den beiden Wellen angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Sicherungsring dazu vorgesehen ein ungewolltes axiales lösen der beiden Wellen zu verhindern, wobei der Sicherungsring ein geringes Axialspiel realisiert. Dieses Axialspiel wird durch die axiale Belastung der beiden Wellen in Folge einer Stauchung des elastischen Elements durch die beiden Wellen begrenzt. Eine axiale Verschiebung der beiden Wellen relativ zueinander ist nur bei einer axialen Belastung zumindest einer Welle entgegen der Axialkraft des elastischen Elements möglich, sofern die axiale Belastung zumindest einer Welle die Vorspannkraft des elastischen Elements übersteigt. Somit wird ein axiales Spiel unter einer vorhersehbaren axialen Belastung zumindest einer Welle durch das elastische Element sicher vermieden.According to the invention, the two shafts are axially secured by a retaining ring arranged substantially radially between the two shafts, wherein an elastic element for limiting an axial clearance between the two shafts is arranged at least axially between the two shafts. In other words, the locking ring is intended to prevent unwanted axial release of the two shafts, wherein the locking ring realized a small axial play. This axial play is limited by the axial loading of the two shafts as a result of a compression of the elastic element by the two shafts. An axial displacement of the two shafts relative to each other is only possible with an axial load of at least one shaft against the axial force of the elastic element, provided that the axial load of at least one shaft exceeds the biasing force of the elastic element. Thus, an axial play under a foreseeable axial load of at least one shaft by the elastic element is reliably avoided.

Vorzugsweise ist das elastische Element als Federelement ausgebildet und belastet die beiden Wellen axial. Das Federelement, insbesondere eine Druckfeder, ist dabei spiralförmig um eine Außenumfangsfläche der zweiten Welle ausgebildet.Preferably, the elastic element is designed as a spring element and loads the two shafts axially. The spring element, in particular a compression spring, is formed spirally around an outer peripheral surface of the second shaft.

Des Weiteren bevorzugt kommt das elastische Element in einer jeweiligen dafür vorgesehenen Aussparung an der jeweiligen Welle axial zur Anlage. Insbesondere ist die jeweilige Aussparung an der jeweiligen Welle ringförmig ausgebildet. Entweder ist die jeweilige Aussparung stirnseitig an einer jeweiligen Stirnfläche der jeweiligen Welle oder stirnseitig an einem jeweiligen radial aufgeweiteten Abschnitt der jeweiligen Welle ausgebildet.Furthermore preferably, the elastic element comes into axial contact with a respective recess provided on the respective shaft. In particular, the respective recess on the respective shaft is annular. Either the respective recess is formed on the end face on a respective end face of the respective shaft or on the face side on a respective radially widened portion of the respective shaft.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die erste Welle als Rotorwelle ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist an der ersten Welle ein Rotor ausgebildet, der insbesondere zur Drehmomenterzeugung mit einem Stator zusammenwirkt und somit einen Elektromotor bildet. Ferner ist es denkbar, dass der Elektromotor auch als Generator wirkt.The invention includes the technical teaching that the first shaft is designed as a rotor shaft. In other words, a rotor is formed on the first shaft, which cooperates in particular for torque generation with a stator and thus forms an electric motor. Furthermore, it is conceivable that the electric motor also acts as a generator.

Vorzugsweise ist die Rotorwelle über ein Lagerelement drehbar in einem Gehäuse gelagert. Besonders bevorzugt ist das Lagerelement als Rillenkugellager ausgebildet und umfasst einen an der ersten Welle drehfest angeordneten Innenring, einen drehfest an einem stationär festgelegten Gehäuse angeordneten Außenring sowie radial dazwischen angeordnete Wälzkörper. Andere Lagerelemente sind ebenfalls denkbar.Preferably, the rotor shaft is rotatably supported in a housing via a bearing element. Particularly preferably, the bearing element is designed as a deep groove ball bearing and comprises a rotatably mounted on the first shaft inner ring, a non-rotatably mounted on a stationary fixed housing arranged outer ring and radially interposed rolling elements. Other bearing elements are also conceivable.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die zweite Welle als Sonne ausgebildet ist. Vorzugsweise kämmt die Sonne mit einem Planetensatz. Demnach ist das Getriebe vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildet. Insbesondere sind die Sonne und die Planeten des Planetensatzes schrägverzahnt ausgebildet. Je größer der Steigungswinkel der Schrägverzahnung ist, umso größer sollte die Vorspannkraft des elastischen Elements sein, um das Axialspiel zwischen den beiden Wellen zu begrenzen.The invention includes the technical teaching that the second wave is designed as a sun. Preferably, the sun combs with a planetary gear set. Accordingly, the transmission is preferably designed as a planetary gear. In particular, the sun and the planets of the planetary gear set are helical. The greater the pitch angle of the helical gear, the greater should be the biasing force of the elastic member to limit the axial play between the two shafts.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kommt der Sicherungsring in einer radial an der ersten Welle ausgebildeten Nut zur Anlage und wirkt mit einer radial an der zweiten Welle ausgebildeten Nut zur axialen Sicherung der beiden Wellen zusammen. Mithin werden die beiden Wellen bei einem Einrasten des Sicherungsringes in den beiden Nuten zwischen den beiden Wellen axial gesichert. Ein axiales Lösen der beiden Wellen geht mit einer Zerstörung des Sicherungsringes einher. Die Nut an der zweiten Welle dient im Wesentlichen dazu den Sicherungsring bei der Montage zu positionieren. Bei einem Einschieben der zweiten Welle in die erste Welle wird der Sicherungsring radial gestaucht. Durch die erste Nut an der ersten Welle wird eine radiale Aufweitung des Sicherungsrings ermöglicht. Somit rastet der Sicherungsring zwischen den beiden Nuten ein und sichert dadurch im Wesentlichen die axiale Position der beiden Wellen zueinander.According to a preferred embodiment of the locking ring comes in a radially formed on the first shaft groove to the plant and cooperates with a radially formed on the second shaft groove for axially securing the two shafts together. Thus, the two shafts are axially secured at a latching of the locking ring in the two grooves between the two shafts. An axial release of the two waves is accompanied by a destruction of the retaining ring. The groove at the Second shaft essentially serves to position the retaining ring during assembly. Upon insertion of the second shaft into the first shaft, the retaining ring is radially compressed. The first groove on the first shaft allows a radial widening of the securing ring. Thus, the locking ring snaps between the two grooves and thus ensures substantially the axial position of the two shafts to each other.

Kurzbeschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigenFurther measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it

1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung für eine Getriebevorrichtung in einem teilweise montierten Zustand, und 1 a schematic sectional view of a connecting arrangement according to the invention for a transmission device in a partially assembled state, and

2 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung für eine Getriebevorrichtung gemäß 1 in einem vollständig montierten Zustand. 2 a schematic sectional view of the connecting arrangement according to the invention for a transmission device according to 1 in a fully assembled condition.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing

Gemäß der 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung für eine – hier nur teilweise dargestellte – Getriebevorrichtung eines – hier nicht dargestellten – Kraftfahrzeugs eine erste und eine zweite Welle 1a, 1b auf. Die erste Welle 1a umfasst eine erste Steckverzahnung 2a und die zweite Welle 1b umfasst eine zweite Steckverzahnung 2b. Die beiden Wellen 1a, 1b werden zur Drehmomentübertragung über die jeweilige Steckverzahnung 2a, 2b drehfest miteinander verbunden. Gemäß 1 ist die zweite Welle 1b nur teilweisen in die erste Welle 1a eingeschoben, sodass die beiden Steckverzahnungen 2a, 2b nicht ineinander greifen und somit in dieser Position kein Drehmoment übertragen.According to the 1 and 2 has a connection arrangement according to the invention for a - here only partially shown - gear device of a - not shown here - motor vehicle, a first and a second shaft 1a . 1b on. The first wave 1a includes a first spline 2a and the second wave 1b includes a second spline 2 B , The two waves 1a . 1b are used for torque transmission via the respective splines 2a . 2 B rotatably connected. According to 1 is the second wave 1b only partially in the first wave 1a pushed in, so that the two splines 2a . 2 B do not mesh with each other and thus transmit no torque in this position.

Die erste Welle 1a ist als Rotorwelle 7 ausgebildet und weist an einer Außenumfangsfläche einen Rotor 13 auf. Dabei bilden der Rotor 13 und ein – hier nur teilweise dargestellter – Stator 14 einen Elektromotor 15. Ferner ist die erste Welle 1a über ein Lagerelement 8, das als Rillenkugellager 9 ausgebildet ist, drehbar in einem Gehäuse 16 der Getriebevorrichtung gelagert.The first wave 1a is as a rotor shaft 7 formed and has on an outer peripheral surface a rotor 13 on. This form the rotor 13 and a - here only partially shown - stator 14 an electric motor 15 , Further, the first wave 1a via a bearing element 8th as a deep groove ball bearing 9 is formed, rotatably in a housing 16 stored the transmission device.

An einer Außenumfangsfläche der zweiten Welle 1b ist ein als Federelement 5 ausgebildetes elastisches Element 4 angeordnet. Das Federelement 5 kommt gemäß 1 axial in einer dafür vorgesehenen Aussparung 6b an der zweiten Welle 1b zur Anlage und ist spiralförmig an der Außenumfangsfläche der zweiten Welle 1b geführt. Ferner ist ein Sicherungsring 3 in einer radial an der zweiten Welle 1b ausgebildeten Nut 12b angeordnet. Zur axialen Sicherung der beiden Wellen 1a, 1b wirkt der Sicherungsring 3 mit einer an der ersten Welle 1a ausgebildeten Nut 12a und der an der zweiten Welle 1b ausgebildeten Nut 12b zusammen. Dazu ist die an der ersten Welle 1a ausgebildete Nut 12a rampenförmig ausgebildet. Dadurch ist ein axiales Eindringen der zweiten Welle 1b in die erste Welle 1a unter einer radialen Stauchung des Sicherungsrings 3 möglich. Ein axiales Ausfahren der zweiten Welle 1b aus der ersten Welle 1a ist nur bei einer Zerstörung des Sicherungsrings möglich. Die zweite Welle 1b ist als Sonne 10 ausgebildet und weist eine Schrägverzahnung auf.On an outer peripheral surface of the second shaft 1b is as a spring element 5 formed elastic element 4 arranged. The spring element 5 comes according to 1 axially in a recess provided for this purpose 6b at the second wave 1b to the plant and is spirally on the outer peripheral surface of the second shaft 1b guided. Further, a snap ring 3 in a radial on the second shaft 1b trained groove 12b arranged. For axial securing of the two shafts 1a . 1b the circlip acts 3 with one on the first wave 1a trained groove 12a and the second wave 1b trained groove 12b together. This is the first wave 1a trained groove 12a formed ramp-shaped. As a result, an axial penetration of the second shaft 1b in the first wave 1a under a radial compression of the locking ring 3 possible. An axial extension of the second shaft 1b from the first wave 1a is only possible if the security ring is destroyed. The second wave 1b is as sun 10 formed and has a helical toothing.

Gemäß 2 greifen die beiden Steckverzahnungen 2a, 2b zur Drehmomentübertragung ineinander. Somit treibt die erste Welle 1a die zweite Welle 1b an. Ferner kämmt die Sonne 10 mit einem – hier nur teilweise dargestellten – Planetensatz 11. Mithin ist die Verbindungsanordnung in einem vollständig montierten Zustand dargestellt. Das Federelement 5 kommt nicht nur in der dafür vorgesehenen Aussparung 6b an der zweiten Welle 1b sondern auch in einer dafür vorgesehenen Aussparung 6a an der ersten Welle 1a axial zur Anlage. Mithin stützt sich das Federelement 5 axial an den beiden Wellen 1a, 1b ab und belastet die beiden Wellen 1a, 1b aufgrund der Vorspannung axial. Dadurch erfolgt eine Begrenzung eines Axialspiels zwischen den beiden Wellen 1a, 1b. Der Sicherungsring ist sowohl axial als auch radial zwischen den beiden Nuten 12a, 12b eingeklemmt. Eine die Vorspannkraft übersteigende axiale Belastung der zweiten Welle 1b zur ersten Welle 1a hin führt zu einer gedämpften axialen Verschiebung der zweiten Welle 1b in der ersten Welle 1a.According to 2 grab the two splines 2a . 2 B for torque transmission into each other. Thus, the first wave drives 1a the second wave 1b at. Furthermore, the sun combs 10 with a - here only partially shown - planetary gear set 11 , Thus, the connection arrangement is shown in a fully assembled state. The spring element 5 not only comes in the recess provided 6b at the second wave 1b but also in a designated recess 6a at the first wave 1a axially to the plant. Thus, the spring element is supported 5 axially on the two shafts 1a . 1b off and loaded the two waves 1a . 1b due to the bias axial. This limits the axial play between the two shafts 1a . 1b , The locking ring is both axially and radially between the two grooves 12a . 12b trapped. An axial load of the second shaft exceeding the preload force 1b to the first wave 1a leads to a damped axial displacement of the second shaft 1b in the first wave 1a ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1a, 1b1a, 1b: Welle wave
2a, 2b2a, 2b: Steckverzahnung splines
33: Sicherungsring circlip
44: elastisches Element elastic element
55: Federelement spring element
66: Aussparung recess
77: Rotorwelle rotor shaft
88th: Lagerelement bearing element
99: Rillenkugellager Deep groove ball bearings
1010: Sonne Sun
1111: Planetensatz planetary set
12a, 12b12a, 12b: Nut groove
1313: Rotor rotor
1414: Stator stator
1515: Elektromotor electric motor
1616: Gehäuse casing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012213392 A1 [0002]

Claims

Connecting arrangement for a transmission device of a motor vehicle, comprising a first and a second shaft ( 1a . 1b ), the first wave ( 1a ) a first spline ( 2a ), and wherein the second wave ( 1b ) a second spline ( 2 B ), and further wherein the two shafts ( 1a . 1b ) for torque transmission via the respective splines ( 2a . 2 B ) are rotatably connected to each other, characterized in that the two shafts ( 1a . 1b ) over a substantially radial between the two shafts ( 1a . 1b ) arranged retaining ring ( 3 ) are axially secured, at least axially between the two shafts ( 1a . 1b ) an elastic element ( 4 ) for limiting axial play between the two shafts ( 1a . 1b ) is arranged.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 4 ) as a spring element ( 5 ) is formed and the two shafts ( 1a . 1b ) loaded axially.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 4 ) in a respective recess ( 6a . 6b ) at the respective shaft ( 1a . 1b ) comes to rest axially.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the first shaft ( 1a ) as a rotor shaft ( 7 ) is trained.

Connecting arrangement according to claim 4, characterized in that the rotor shaft ( 7 ) via a bearing element ( 8th ) rotatable in a housing ( 16 ) is stored.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 8th ) as deep groove ball bearings ( 9 ) is trained.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the second shaft ( 1b ) as the sun ( 10 ) is trained.

Connecting arrangement according to claim 7, characterized in that the sun ( 10 ) with a planetary gear set ( 11 ) combs.

Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the retaining ring ( 3 ) in a radial direction on the first shaft ( 1a ) formed groove ( 12a ) comes to rest and with a radially on the second shaft ( 1b ) formed groove ( 12b ) for axially securing the two shafts ( 1a . 1b ) cooperates.