DE102015214257A1

DE102015214257A1 - Welle-Nabe Verbindung mit einer Schrägverzahnung

Info

Publication number: DE102015214257A1
Application number: DE102015214257.4A
Authority: DE
Inventors: Achim Hagmayer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe Verbindung, zumindest aufweisend eine Welle mit einer Außenverzahnung und eine koaxial dazu angeordnete Nabe mit einer Innenverzahnung, die sich entlang einer axialen Richtung erstrecken, wobei Außenverzahnung und Innenverzahnung ineinandergreifen; wobei eine Verzahnung von Außenverzahnung und Innenverzahnung eine Schrägverzahnung und die andere Verzahnung eine Geradverzahnung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe Verbindung, zumindest aufweisend eine Welle mit einer Außenverzahnung und eine koaxial dazu angeordnete Nabe mit einer Innenverzahnung, die sich entlang einer axialen Richtung erstrecken, wobei Außenverzahnung und Innenverzahnung ineinandergreifen.
Die Welle-Nabe Verbindung ist insbesondere für Anwendungen bei Doppelkupplungsgetrieben, CVT-Getrieben (Continuous Variable Transmission), Hybridgetrieben (automatisierte Fahrzeuggetriebe mit elektrischer Regelung) aber auch bei anderen Getrieben vorgesehen. Insbesondere ist die Welle-Nabe Verbindung für Anwendungen geeignet, bei denen die Momenteneinleitung in das Getriebe über eine verzahnte Welle-Nabe Verbindung (z. B. über eine Passverzahnung) erfolgt.
Die Verzahnungen von Welle-Nabe-Verbindungen durchlaufen in der Fertigung zahlreiche Herstellungsschritte. So sind beispielsweise ein Drehvorgang, ein Räum- oder Fräsvorgang sowie, um die Zähne der Verzahnung widerstandsfähig zu machen, eine Wärmebehandlung üblich. Aufgrund dieser zahlreichen Herstellungsschritte sind Welle-Nabe-Verbindungen toleranzbehaftet. Die Toleranz (das Spiel) zwischen der Verzahnung der Welle und der Verzahnung der Nabe kann bei wechselndem Lastverhalten eine Geräuschemission in der Welle-Nabe-Verbindung verursachen.
Aus der DE 10 2010 054 283 A1 ist z. B. bekannt, das eine verbesserte Nabe für eine Welle-Nabe-Verbindung bereitgestellt werden kann, indem die Nabe eine Nabenscheibe mit einer ersten Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung einer Welle korrespondiert. Ferner weist die Nabe eine Gegenscheibe und ein Federelement auf, wobei die Gegenscheibe eine zweite Innenverzahnung aufweist, die mit der Außenverzahnung der Welle korrespondiert, und wobei die Gegenscheibe an der Nabenscheibe axial angeordnet ist. Das Federelement verspannt die Gegenscheibe an der Welle gegenüber der Nabe tangential zu einer Rotationsachse der Welle. Dies hat den Vorteil, dass ein Flankenwechsel, also ein Wechsel zwischen gegenüberliegenden Flanken von Zähnen, in der Welle-Nabe-Verbindung vermieden werden kann, wenn wechselnde Drehmomente in die Welle-Nabe-Verbindung eingebracht werden. Dies resultiert in einem verbesserten Verhalten der Welle-Nabe-Verbindung.
Für diese Ausführungsform einer Welle-Nabe Verbindung sind jedoch außer Welle und Nabe noch weitere Bauteile erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine einfach aufgebaute Welle-Nabe Verbindung bereitzustellen, die ein sogenanntes Verzahnungsklappern beseitigt.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Welle-Nabe Verbindung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegeben Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe Verbindung, zumindest aufweisend eine Welle mit einer Außenverzahnung und eine koaxial dazu angeordnete Nabe mit einer Innenverzahnung, die sich entlang einer axialen Richtung erstrecken, wobei Außenverzahnung und Innenverzahnung ineinandergreifen; wobei eine Verzahnung von Außenverzahnung und Innenverzahnung eine Schrägverzahnung und die andere Verzahnung eine Geradverzahnung aufweist.
Insbesondere weist die Schrägverzahnung einen Schrägungswinkel zwischen 0,2 und 5 Winkelgrad, insbesondere zwischen 0,2 und 2 Winkelgrad aufweist.
Insbesondere bilden die Geradverzahnung und die Schrägverzahnung eine Überdeckung, so dass im zusammengebauten Zustand eine Verspannung der Verzahnungen vorliegt. Dabei liegt die Überdeckung zumindest über einen Teil der Kontaktfläche zwischen Außenverzahnung der Welle und Innenverzahnung der Nabe vor.
Bevorzugt weist die Nabe die Schrägverzahnung auf.
Insbesondere ist die Welle eine Getriebeeingangswelle.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:
1: eine Nabe mit einer Innenverzahnung, die als Geradverzahnung ausgeführt ist, in einer perspektivischen Ansicht;
2: eine Nabe mit einer Innenverzahnung, die als Schrägverzahnung ausgeführt ist, in einer perspektivischen Ansicht;
3: eine Welle mit einer Außenverzahnung, die als Geradverzahnung ausgeführt ist, in einer Draufsicht;
4: eine Nabe mit einer Innenverzahnung, die als Schrägverzahnung ausgeführt ist, in einer Draufsicht; und
5: eine Welle-Nabe Verbindung der Welle aus 3 mit der Nabe aus 4 mit Überdeckung.
1 zeigt eine Nabe 4 mit einer Innenverzahnung 5, die als Geradverzahnung 8 ausgeführt ist, in einer perspektivischen Ansicht. Die Kontaktflächen 12 der Zähne 13 erstrecken sich hier parallel zur axialen Richtung 6.
2 zeigt eine Nabe 4 mit einer Innenverzahnung 5, die als Schrägverzahnung 7 ausgeführt ist, in einer perspektivischen Ansicht. Dabei bilden die Kontaktflächen 12 der Zähne 13 einen Schrägungswinkel 9 mit der axialen Richtung 6.
3 zeigt eine Welle 2, z. B. eine Getriebeeingangswelle 10, mit einer Außenverzahnung 3, die als Geradverzahnung 8 ausgeführt ist, in einer Draufsicht.
4 zeigt eine Nabe 4 mit einer Innenverzahnung 5, die als Schrägverzahnung 7 ausgeführt ist, in einer Draufsicht; Die Kontaktflächen 12 der Zähne bilden einen Schrägungswinkel 9 mit der axialen Richtung 6.
5 zeigt eine Welle-Nabe Verbindung 1 der Welle 2 aus 3 mit der Nabe 4 aus 4 mit Überdeckung 11. Die Zähne 13 der Innenverzahnung 5 der Nabe 4 greifen in Zahnzwischenräume 14 der Außenverzahnung 3 der Welle 2. Die Zähne 13 der Außenverzahnung 3 der Welle 2 greifen in Zahnzwischenräume 14 der Innenverzahnung 5 der Nabe 4. Die Zähne 13 der Innenverzahnung 5 bilden aufgrund der Schrägverzahnung 7 der Nabe 4 eine Überdeckung 11 mit den Zähnen 13 der Außenverzahnung 3. Dadurch wird die Welle-Nabe Verbindung 1 verspannt und ein mögliches Verzahnungsklappern wird beseitigt. Die Überdeckung 11 kann insbesondere über einen Teil oder die gesamte Erstreckung der Kontaktfläche 12 entlang der axialen Richtung 6 zwischen zwei benachbarten Zähnen 13 vorliegen.
Bezugszeichenliste

1: Well-Nabe Verbindung
2: Welle
3: Außenverzahnung
4: Nabe
5: Innenverzahnung
6: Axiale Richtung
7: Schrägverzahnung
8: Geradverzahnung
9: Schrägungswinkel
10: Getriebeeingangswelle
11: Überdeckung
12: Kontaktfläche
13: Zahn
14: Zahnzwischenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010054283 A1 [0004]

Claims

Welle-Nabe Verbindung (1), zumindest aufweisend eine Welle (2) mit einer Außenverzahnung (3) und eine koaxial dazu angeordnete Nabe (4) mit einer Innenverzahnung (5), die sich entlang einer axialen Richtung (6) erstrecken, wobei Außenverzahnung (3) und Innenverzahnung (5) ineinandergreifen; wobei eine Verzahnung von Außenverzahnung (3) und Innenverzahnung (5) eine Schrägverzahnung (7) und die andere Verzahnung eine Geradverzahnung (8) aufweist.
Welle-Nabe Verbindung (1) nach Anspruch 1, wobei die Schrägverzahnung (7) einen Schrägungswinkel (9) zwischen 0,2 und 5 Winkelgrad aufweist.
Welle-Nabe Verbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nabe (4) die Schrägverzahnung (7) aufweist.
Welle-Nabe Verbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (2) eine Getriebeeingangswelle (10) ist.