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Die Erfindung betrifft eine Nabe für eine Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Innenprofil, insbesondere einer Innenverzahnung, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Außenprofil, insbesondere einer Außenverzahnung, einer um eine Drehachse drehbaren Welle, und einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Spannmittels zur Spielfreistellung zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil, wobei das Innenprofil abschnittsweise von dem Aufnahmeraum durchbrochen ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Nabe mit einem Spannmittel.
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Aus der
DE 10 2008 045 254 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang bekannt, mit zwei als Eingangsteil und als Ausgangsteil um eine gemeinsame Drehachse gegeneinander gegen die Wirkung zumindest eines Energiespeichers begrenzt verdrehbaren Flanschteilen, wobei der zumindest eine Energiespeicher gegen Fliehkrafteinwirkung mittels zumindest eines Abstützelements, das radial innerhalb des zumindest einen Energiespeichers gelagert ist, abgestützt ist, und das zumindest eine Abstützelement gegenüber den Flanschteilen um die Drehachse verdrehbar abgestützt ist, um die Eigenschaften des Drehschwingungsdämpfers bezüglich ihres Verhaltens gegenüber Fliehkrafteinflüssen zu verbessern. Dabei können die beiden Flanschteile aufeinander oder gemeinsam auf einer Nabe gelagert sein, wobei ein Flanschteil verdrehbar und das andere fest sein kann und daher die Ein- oder Ausleitung des in den Drehschwingungsdämpfer eingetragenen Drehmoments über die Nabe, beispielsweise über eine Innenverzahnung der Nabe, erfolgen kann. Ein über das Eingangsteil in den Drehschwingungsdämpfer eingeleitetes Drehmoment kann über die Bogenfedern auf das Ausgangsteil und damit in die Nabe eingeleitet werden, die über eine Innenverzahnung das Drehmoment an ein Getriebeeingangsteil, beispielsweise an eine Getriebeeingangswelle, weiterleiten kann.
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Aus der
DE 10 2009 029 723 A1 ist eine Kupplungsscheibe mit einer mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbaren Nabe und radial außerhalb der Nabe drehfest mit der Nabe verbundenen Reibflächen bekannt, bei der die Reibflächen durch eine einzige Reibscheibe gebildet sind, die eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer der Nabe drehfest zugeordneten Außenverzahnung verzahnt ist, um eine kostengünstige Kupplungsscheibe vorzuschlagen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Nabe für eine Welle-Nabe-Verbindung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere sollen Verzahnungsgeräusche vermieden werden. Insbesondere soll ein Spannmittel zwischen einem Innenprofil der Nabe und einem Außenprofil einer Welle ein Reibmoment erzeugen, das Geräusche reduziert. Insbesondere soll ein Verzahnungsspiel zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle verringert werden. Insbesondere soll die Wahrnehmbarkeit eines Verzahnungsspiels zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle reduziert werden. Insbesondere soll eine innenverzahnte Nabe mit einem Spannmittel zur Reduzierung eines Verzahnungsspiels zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle bereitgestellt werden. Insbesondere soll eine Nabe mit einem Spannmittel für eine spielreduzierte Welle-Nabe-Verbindung mit einer Steckverzahnung bereitgestellt werden, wobei die Steckverzahnung ein Verzahnungsspiel aufweist, um die Nabe problemlos auf sie Welle aufstecken zu können. Insbesondere soll bei Nabe mit Innenverzahnung möglichst wenig tragende Zahnfläche durch eine Integration eines Spannmittels verloren gehen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Nabe für eine Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Innenprofil, insbesondere einer Innenverzahnung, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Außenprofil, insbesondere einer Außenverzahnung, einer um eine Drehachse drehbaren Welle, und einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Spannmittels zur Reduzierung eines Spiels zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil, wobei das Innenprofil abschnittsweise von dem Aufnahmeraum durchbrochen ist, und der Aufnahmeraum an wenigstens einer Stelle eine radial innen angeordnete Nabeninnenseite mit einer radial außen angeordneten Nabenaußenseite mittels wenigstens einer in axialer Richtung zwischen einem ersten Nabenende und einem zweiten Nabenende angeordneten Öffnung durchgehend verbindet. Die Drehachse der Nabe und die Drehachse der mit der Nabe verbindbaren Welle können im montierten Zustand miteinander fluchten.
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Dadurch, dass der Aufnahmeraum an wenigstens einer Stelle eine radial innen angeordnete Nabeninnenseite mit einer radial außen angeordneten Nabenaußenseite mittels wenigstens einer in axialer Richtung zwischen einem ersten Nabenende und einem zweiten Nabenende angeordneten Öffnung durchgehend verbindet, kann ein Spannmittel derart in den Aufnahmeraum montiert werden, dass das Spannmittel teilweise im Bereich der Nabenaußenseite und teilweise im Bereich der Nabeninnenseite verläuft. Die Öffnungen können einem Durchtritt des Spannmittels von der Nabenaußenseite in Richtung der Nabeninnenseite und in umgekehrter Richtung dienen. Die Öffnungen können ein elastisches Verformen des Spannmittels ermöglichen.
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Der Aufnahmeraum der Nabe kann eine wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung der Nabe verlaufende Nut aufweisen. Der Aufnahmeraum der Nabe kann eine in Umfangsrichtung der Nabe vollständig umlaufende Nut aufweisen. Nuten können fertigungstechnisch einfach und kostengünstig in Naben eingebracht werden. Die Nut kann einen über den Umfang der Nabe konstanten Querschnitt haben. Die Nut kann einen rechteckigen Querschnitt haben. Die Nut kann einen polygonalen Querschnitt haben. Die Nut kann einen kreissegmentförmigen Querschnitt haben. Die Nut kann einen stetig verlaufenden Querschnitt haben. Die Nut kann Bestandteil des Aufnahmeraums für das Spannmittel sein. Die Nut kann gemeinsam mit wenigstens einem zusätzlichen Hohlraum den Aufnahmeraums für das Spannmittel bilden. Die Nut kann gemeinsam mit wenigstens einer Öffnung den Aufnahmeraums für das Spannmittel bilden.
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Die Nabe kann abschnittsweise eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur haben. In die Nabe kann von radial außen eine Nut eingearbeitet sein. Die Nut kann in die Nabe gefräst sein. Die Nut kann in umlaufender Richtung orientiert sein. Die Nabenaußenseite kann ein in einem nicht verbauten Zustand von radial außerhalb der Nabe zumindest teilweise zugänglicher Bereich der Nabe sein. Eine auf der Nabenaußenseite angeordnete Nut kann an wenigstens einer Stelle derart vertieft sein, dass eine Öffnung zwischen der Nabeninnenseite und der Nabenaußenseite gebildet ist. Die Nut kann an genau zwei Stellen derart vertieft sein, dass eine Öffnung zwischen der Nabeninnenseite und der Nabenaußenseite gebildet ist. Die Nut kann an mehr als zwei Stellen derart vertieft sein, dass eine Öffnung zwischen der Nabeninnenseite und der Nabenaußenseite gebildet ist.
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Die Nut kann an wenigstens einer Stelle in radialer Richtung vertieft sein. Die Nut kann an wenigstens einer Stelle in radialer Richtung nach innen vertieft sein. Die Nut kann an wenigstens einer Stelle derart in radialer Richtung vertieft sein, dass eine Öffnung in dem Innenprofil ausgebildet ist. Die Öffnung in dem Innenprofil kann in Form eines Schlitzes in dem Innenprofil ausgebildet sein. Die Nut kann an genau zwei Stellen in radialer Richtung nach innen vertieft sein. Die Nut kann an genau zwei Stellen derart in radialer Richtung vertieft sein, dass jeweils eine Öffnung in dem Innenprofil ausgebildet ist. Zwei Öffnungen können in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sein. Zwei Öffnungen können bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegend angeordnet sein.
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In die Nabe kann von radial innen eine Nut eingearbeitet sein. Eine Nut kann auf der Nabeninnenseite angeordnet sein. Die Nut kann das Innenprofil wenigstens abschnittsweise durchbrechen. Die Nut kann das Innenprofil in Umfangsrichtung umlaufend durchbrechen. Die Nut kann das Innenprofil, in axialer Richtung betrachtet, in zwei benachbarte Innenprofilabschnitte teilen. Die beiden Innenprofilabschnitte können in axialer Richtung eine gleiche Breite haben. Die beiden Innenprofilabschnitte können in axialer Richtung ungleich breit sein. Eine Öffnung kann in Richtung einer Sekante durch die Nut verlaufen. Zwei Öffnungen können in Richtung einer Sekante durch die Nut verlaufen. Jeweils zwei Öffnungen können auf zwei parallel zueinander verlaufenden Sekanten durch die Nut verlaufen. Eine Öffnung kann als Bohrung ausgeführt sein. Zwei Öffnungen können als eine durch die Nut verlaufende Bohrung ausgeführt sein.
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Die Nabe kann ein an der Nabe befestigtes Spannmittel aufweisen. Die Nabe kann ein in dem Aufnahmeraum der Nabe angeordnetes Spannmittel aufweisen. Die Nabe kann ein teilweise in dem Aufnahmeraum der Nabe angeordnetes Spannmittel aufweisen. Mit dem Spannmittel können Welle-Nabe-Verbindungen effektiv miteinander verspannt werden, um störende Geräusche zu vermeiden.
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Ein Stützring kann auf dem Außenumfang der Nabe montiert sein. Der Stützring kann auf die Nabe aufgeschoben sein. Der Stützring kann auf die Nabe aufgepresst sein. Der Stützring kann auf die Nabe aufgeschrumpft sein. Der Stützring kann eine auf der Nabenaußenseite angeordnete Nut teilweise nach außen verschließen. Der Stützring kann eine auf der Nabenaußenseite angeordnete Nut vollständig nach außen verschließen. Der Stützring kann ein in einer auf der Nabenaußenseite angeordnete Nut angeordnetes Spannmittel abstützen. Der Stützring kann dadurch verhindern, dass das Spannmittel unter Drehzahl nicht durch Zentrifugalkräfte aus der Nut bewegt wird. Der Stützring kann ringförmig sein. Der Stützring kann kreisringförmig sein. Ein Innendurchmesser des Stützrings kann annähernd dem Außendurchmesser der Nabe entsprechen.
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Zwei Spannabschnitte des Spannmittels können bezüglich einer Drehachse der Nabe diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Mehrere Spannabschnitte des Spannmittels können gleichmäßig über dem Umfang der Nabe verteilt angeordnet sein. Mehrere Spannabschnitte des Spannmittels können ungleichmäßig über dem Umfang der Nabe verteilt angeordnet sein.
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Das Spannmittel kann aus Draht geformt sein. Das Spannmittel kann aus Federdraht geformt sein. Das Spannmittel kann aus Stahl sein. Das Spannmittel kann aus einem Verbundwerkstoff sein. Das Spannmittel kann einen runden Querschnitt haben. Das Spannmittel kann einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt haben. Das Spannmittel kann einen ovalen Querschnitt haben. Das Spannmittel kann einen quadratischen Querschnitt haben. Das Spannmittel kann einen polygonalen Querschnitt haben. Das Spannmittel kann in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Querschnitte haben.
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Das Spannmittel kann einen Spannabschnitt aufweisen. Das Spannmittel kann zwei Spannabschnitte aufweisen. Das Spannmittel kann mehr als zwei Spannabschnitte aufweisen. Ein Spannabschnitt kann linear verlaufen. Zwei Spannabschnitte können parallel zueinander verlaufen. Ein Bogenabschnitt kann zwei Spannabschnitte miteinander verbinden. An einen Spannabschnitt kann sich ein Endabschnitt anschließen. Ein Endabschnitt kann bogenförmig gekrümmt sein. Ein Endabschnitt kann kreissegmentförmig gekrümmt sein. Ein Endabschnitt kann vor einer Montage des Spannmittels an die Nabe gekrümmt sein. Ein Endabschnitt kann nach einer Montage des Spannmittels an die Nabe umgebogen sein. Ein zuvor linear verlaufender Endabschnitt kann nach einer Montage des Spannmittels an die Nabe gekrümmt sein. Das Spannmittel kann weitgehend U-förmig sein. Das Spannmittel kann weitgehend O-förmig sein.
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Ein Spannmittel kann wenigstens eine Öffnung in der einen Nabe durchdringen. Ein Spannmittel kann wenigstens eine Öffnung in der einen Nabe derart durchdringen, dass das Spannmittel abschnittsweise auf der Nabenaußenseite und abschnittweise auf der Nabeninnenseite angeordnet ist. Der Spannabschnitt des Spannmittels kann in einem Bereich der Nabe, in dem das Innenprofil abschnittsweise von dem Aufnahmeraum durchbrochen ist, abschnittsweise zwischen einem Kopfkreis und einem Fußkreis des Innenprofils angeordnet sein. Unter einem Kopfkreis ist die umlaufende Verbindungslinie der radial am weitesten innen gelegenen Punkte des Innenprofils zu verstehen. Unter einem Fußkreis ist die umlaufende Verbindungslinie der radial am weitesten außen gelegenen Punkte des Innenprofils zu verstehen. Der Spannabschnitt des Spannmittels kann im montierten Zustand nach radial außen elastisch verformbar sein. Der Aufnahmeraum kann derart gestaltet sein, dass der Spannabschnitt des Spannmittels im montierten Zustand nach radial außen federn kann. Der Spannabschnitt des Spannmittels kann im unmontierten Zustand nach radial außen elastisch verformbar sein. Der Spannabschnitt des Spannmittels kann im montierten Zustand nach radial innen elastisch verformbar sein. Der Spannabschnitt des Spannmittels kann im unmontierten Zustand nach radial innen elastisch verformbar sein.
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Das Innenprofil der Nabe und/oder das Außenprofil der Welle können als Keilwellenprofil ausgebildet sein. Das Innenprofil der Nabe und/oder das Außenprofil der Welle können als Zahnwellenprofil ausgebildet sein. Das Innenprofil der Nabe und/oder das Außenprofil der Welle können als Verzahnung ausgebildet sein. Das Innenprofil der Nabe und/oder das Außenprofil der Welle können als Polygonprofil ausgebildet sein.
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Die Nabe kann in einem Antriebsstrang ein Bauteil mit einer Welle verbinden. Der Antriebsstrang kann zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe sein. Die Nabe kann auf die Welle aufgeschoben werden. Die Nabe kann einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Getriebeeingangswelle verbinden. Die Nabe des Drehschwingungsdämpfers kann auf die Getriebeeingangswelle aufgeschoben werden. Die Nabe kann in ein Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers integriert sein. Die Nabe kann mit einem Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers fest verbunden sein. Die Nabe kann in ein Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers integriert sein. Die Nabe kann eine Kupplungsscheibe mit einer Getriebeeingangswelle verbinden. Die Nabe der Kupplung kann auf die Getriebeeingangswelle aufgeschoben werden.
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Das Nabe kann in ein Schwungradelement eines Drehschwingungsdämpfers integriert sein, insbesondere eines Zweimassenschwungrads, das ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse aufweist, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind. Die Nabe kann in ein Schwungradelement eines Drehschwingungsdämpfers integriert sein, der ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse aufweist. Die Drehachse kann mit einer Drehachse einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors fluchten.
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Der Antriebsstrang kann ein Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug sein. Der Antriebsstrang kann ein Parallelhybrid-Antriebsstrang sein. Der Antriebsstrang kann ein Vollhybrid-Antriebsstrang sein. Der Antriebsstrang kann einen ersten Energiewandler und einen zweiten Energiewandler aufweisen. Der erste Energiewandler kann zur Wandlung chemischer Energie in kinetische Energie dienen. Eine Brennkraftmaschine kann der erste Energiewandler sein. Die Brennkraftmaschine kann mit einem Kohlenwasserstoff, wie Benzin, Diesel, Flüssiggas (Liquefied Petroleum Gas, LPG, GPL), verdichtetem Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) oder flüssigem Erdgas (Liquefied Natural Gas, LNG) betreibbar sein. Die Brennkraftmaschine kann mit Wasserstoff betreibbar sein. Zur Energieversorgung des ersten Energiewandlers kann ein erster Energiespeicher vorgesehen sein. Der erste Energiespeicher kann ein Fluidtank sein. Der zweite Energiewandler kann zur Wandlung elektrischer Energie in kinetische Energie dienen. Die elektrische Maschine kann der zweite Energieumwandler sein. Die elektrische Maschine kann als Motor betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann als Generator betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann einen Motor und einen Generator baulich vereinigen. Zur Energieversorgung des zweiten Energiewandlers kann ein zweiter Energiespeicher vorgesehen sein. Der zweite Energiespeicher kann ein elektrischer Energiespeicher sein. Der zweite Energiespeicher kann ein Akkumulator sein. Der erste Energiewandler und/oder der zweite Energiewandler können zum wahlweisen oder parallelen Antrieb des Kraftfahrzeugs dienen. Der Antriebsstrang kann eine Reibungskupplungseinrichtung aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Der Antriebsstrang kann wenigstens ein antreibbares Rad aufweisen.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Nabenverspanneinrichtung, die grundsätzlich für alle bekannten Welle-Nabe-Verbindungen einsetzbar ist, beispielsweise für eine abtriebsseitige Nabe eines an einem Motor montierten Dämpfers und eine Getriebeeingangswelle, die mittels einer Steckverzahnung miteinander verbindbar sind. Solche Welle-Nabe-Verbindungen mit Steckverzahnung weisen ein gewisses Verzahnungsspiel auf, damit das Getriebe problemlos an den Motor montiert werden kann. Bei diesem Montagevorgang wird die Getriebeeingangswelle mit der Nabe gefügt. Das Spiel in der Verzahnung hat jedoch den Nachteil, dass es insbesondere bei lastlosen Betriebszuständen zu Geräuschen kommen kann. In die Nabe kann außenseitig eine umlaufende Nut eingebracht sein. Die Nut kann an zwei Stellen (können auch mehr oder weniger sein) beispielsweise durch eine Fräsoperation vertieft sein, so dass radial durchgehende Schlitze entstehen. Eine O-förmige Federdraht (die Geometrie des Drahtquerschnitts ist beliebig, beispielsweise auch oval oder quadratisch) wird nun derart eingelegt, dass er an diesen Stellen auf die Verzahnung der Getriebeeingangswelle drücken kann. Somit sind die Nabe und die Getriebeeingangswelle über ein gewisses (Reib-)Moment gekoppelt, so dass keine Geräusche mehr entstehen können. Damit der Federdraht unter Drehzahl nicht wegfliegen und damit er seine volle Kraft entfalten kann, wird er durch einen Stützring gesichert, der über die Nabe geschoben wird. Es geht wenig tragende Zahnfläche verloren. In die Nabe kann ein Aufnahmeraum mit einer innenseitig umlaufenden Nut eingebracht sein. Dabei werden zunächst zwei parallele Bohrungen gesetzt und eine innenliegende Nut angebracht. Die Nut ist erforderlich, damit die Feder Freiraum zum Federn hat. Danach wird ein U-förmiger Federdraht in die Bohrungen geschoben. Zur Sicherung werden die freien Enden des Drahtes umgebogen. Die Sicherung kann aber auch durch andere Maßnahmen erfolgen. Die Drahtenden können vor der Montage gerade sein.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Mit der erfindungsgemäßen Nabe für eine Welle-Nabe-Verbindung werden Verzahnungsgeräusche vermieden. Insbesondere erzeugt ein Spannmittel zwischen einem Innenprofil der Nabe und einem Außenprofil einer Welle ein Reibmoment, das Geräusche reduziert. Insbesondere ist ein Verzahnungsspiel zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle verringert. Insbesondere ist die Wahrnehmbarkeit eines Verzahnungsspiels zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle reduziert. Insbesondere ist eine innenverzahnte Nabe mit einem Spannmittel zur Reduzierung eines Verzahnungsspiels zwischen einer innenverzahnten Nabe und einer außenverzahnten Welle bereitgestellt. Insbesondere ist eine Nabe mit einem Spannmittel für eine spielreduzierte Welle-Nabe-Verbindung mit einer Steckverzahnung bereitgestellt, wobei die Steckverzahnung ein Verzahnungsspiel aufweist, um die Nabe problemlos auf sie Welle aufstecken zu können. Insbesondere geht bei einer erfindungsgemäßen Nabe mit Innenverzahnung wenig tragende Zahnfläche durch eine Integration des Spannmittels verloren.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine Welle-Nabe-Verbindung zwischen einem Drehschwingungsdämpfer und einer Getriebeeingangswelle gemäß eines ersten Ausführbeispiels,
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2 ein Spannmittel zur Spielreduzierung der Welle-Nabe-Verbindung aus 1,
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3 einen Stützring zur radialen Abstützung des Spannmittels aus 2,
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4 eine perspektivische Ansicht auf das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers aus 1,
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5 einen Schnitt durch das Ausgangsteil entlang der Linie V-V in 4,
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6 einen 4 entsprechende Ansicht, wobei die Nabe entlang der Linie VI-VI in 1 geschnitten dargestellt ist,
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7 eine Detailansicht auf den Schnitt aus 6,
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8 ausschnittsweise einen Schnitt durch eine Welle-Nabe-Verbindung zwischen einem Drehschwingungsdämpfer und einer Getriebeeingangswelle gemäß eines zweiten Ausführbeispiels,
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9 ein Spannmittel zur Spielreduzierung der Welle-Nabe-Verbindung aus 8,
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10 eine perspektivische Ansicht auf das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers aus 8,
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11 einen Schnitt durch das Ausgangsteil entlang der Linie XI-XI in 10,
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12 eine Draufsicht auf das Ausgangsteil aus 10, wobei die Nabe entlang der Linie XII-XII in 8 geschnitten dargestellt ist und
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13 eine Detailansicht auf den Schnitt aus 12.
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1 zeigt ausschnittsweise eine Welle-Nabe-Verbindung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Ein Drehschwingungsdämpfer 100 weist ein annähernd scheibenförmiges Ausgangsteil 102 auf. Das Ausgangsteil 102 weist eine Nabe 104 auf. Die Nabe 104 ist einteilig in das Ausgangsteil 102 integriert. Die Nabe 104 weist eine annähernd rotationssymmetrische Grundform auf und steht einseitig von dem Ausgangsteil 102 in axialer Richtung ab. Die Nabe 104 weist ein als Innenverzahnung 106 ausgeführtes Innenprofil auf.
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Eine Welle 108, vorliegend eine Getriebeeingangswelle, weist an einem Ende der Welle 108 einen Wellenabschnitt 110 mit einem als Außenverzahnung 112 ausgeführten Außenprofil auf. Die Welle 108 ist um eine Drehachse 114 drehbar. Die Drehachse 114 definiert die verwendeten Richtungsangaben, insbesondere eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung.
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Die Innenverzahnung 106 der Nabe 104 und die Außenverzahnung 112 der Welle 108 sind in axialer Richtung ausgerichtet und komplementär zueinander ausgebildet, so dass die Nabe 104 auf die Welle 108 montiert werden kann, insbesondere durch ein Aufstecken in axialer Richtung. In Umfangsrichtung können aufgrund der Paarung von Innenverzahnung 106 und Außenverzahnung 112 Drehmomente von der Nabe 104 auf die Welle 108 und in umgekehrter Richtung übertragen werden.
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1 zeigt die Nabe 104 in einer auf die Welle 108 aufgesteckten Anordnung. Die Innenverzahnung 106 ist in axialer Richtung auf die Außenverzahnung 112 aufgesteckt. In dieser aufgesteckten Anordnung ist auch die Nabe 104 um die Drehachse 114 drehbar. Die Drehachse 114 definiert auch die verwendeten Richtungsangaben in Bezug auf die Nabe 104, insbesondere eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung.
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Die Nabe 104 weist einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Spannmittels 116 auf. Das Spannmittel 116 dient zur Reduzierung eines Spiels zwischen der Innenverzahnung 106 und der Außenverzahnung 112. Der Aufnahmeraum umfasst eine Nut 118, die auf einer Nabenaußenseite 120 angeordnet ist, das heißt, die Nut 118 ist außenseitig in die Nabe 104 eingebracht. Die Nut 118 ist umlaufend. Die Nut 118 ist an zwei Stellen durch eine Fräsoperation derart vertieft, dass jeweils eine Öffnung 122 zwischen einer Nabeninnenseite 124 und der Nabenaußenseite 120 gebildet ist. Die beiden Öffnungen 122 haben die Form eines Schlitzes in Umfangsrichtung der Nabe 104. Die beiden Öffnungen 122 durchbrechen jeweils die Innenverzahnung 106. Die Nut 118 und die beiden Öffnungen 122 sind in axialer Richtung zwischen einem ersten Nabenende 126 und einem zweiten Nabenende 128 angeordnet. Das erste Nabenende 126 befindet sich an dem in axialer Richtung vom Ausgangsteil 102 abstehenden Ende der Nabe 104. Die Nut 118 und die beiden Öffnungen 122 sind in axialer Richtung sowohl von dem ersten Nabenende 126 als auch von dem zweiten Nabenende 128 beabstandet. Die Nut 118 und die beiden Öffnungen 122 sind in axialer Richtung gleich weit von dem ersten Nabenende 126 beabstandet. Der die Nut 118 und die beiden Öffnungen 122 umfassende Aufnahmeraum verbindet in den Bereichen der beiden Öffnungen 122 jeweils die Nabeninnenseite 124 mit der Nabenaußenseite 120. Die beiden Öffnungen 122 erstrecken sich bezogen auf die Drehachse 114 über einen Öffnungswinkel 154 von annähernd 50°.
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In dem Aufnahmeraum 118, 122 befindet sich das Spannmittel 116. Das Spannmittel 116 befindet sich vollständig innerhalb der Nut 118 und der Öffnungen 122. Ein Stützring 130 ist in axialer Richtung auf die Nabenaußenseite 120 aufgepresst und schließt die Nut 118 nach radial außen, so dass das Spannmittel 116 nicht nach außen aus der Nut 118 hinaus bewegt werden kann.
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2 zeigt eine perspektivische Sicht auf das Spannmittel 116. Das Spannmittel 116 ist ein gebogener Federdraht. Der Querschnitt des Federdrahts und somit des Spannmittels 116 ist kreisrund. Das Spannmittel 116 ist in einer Ebene gebogen. Das Spannmittel 116 besteht aus zwei linearen Spannabschnitten 132, einem Bogenabschnitt 134 und zwei Endabschnitten 136. Die beiden von den Spannabschnitten 132 abgewandten Enden der Endabschnitte 136 sind in einem Zwischenabstand 138 zueinander angeordnet. Das Spannmittel 116 ist einteilig ausgeführt. Die beiden Spannabschnitte 132 verlaufen parallel zueinander. Der Abstand zwischen den beiden Spannabschnitten 132 ist kleiner als das Zweifache eines Fußkreisradius 140 eines durch die Zahnfüße 144 definierten Fußkreises 142 der Innenverzahnung 106 und größer als das Zweifache eines durch die Zahnköpfe 150 definierten Kopfkreisradius 146 eines Kopfkreises 148 der Innenverzahnung 106. Unter dem Abstand zwischen den Spannabschnitten 132 ist die lichte Weite zwischen den Spannabschnitten 132 zu verstehen. Der Bogenabschnitt 134 ist kreissegmentförmig und verbindet die beiden Spannabschnitte 132 miteinander. Ein Innenradius des Bogenabschnitts 134 ist annähernd gleich einem Innenradius 152 der Nut 118. An den von dem Bogenabschnitt 134 abgewandten Enden der Spannabschnitte 132 schließt sich an jeden Spannabschnitt 132 jeweils ein Endabschnitt 136 an. Jeder der beiden Endabschnitte 136 ist kreissegmentförmig und erstreckt sich über einen Winkel kleiner 90 Grad. Ein Innenradius der Endabschnitte 136 ist annähernd gleich dem Innenradius 152 der Nut 118. Die von den Spannabschnitten 132 abgewandten Enden der Endabschnitte 136 weisen aufeinander zu. Das Spannmittel 116 ist somit ein zweiseitig abgeflachter, offener Ring mit einem Innenradius, der annähernd gleich dem Innenradius 152 der Nut 118 ist und mit zwei abgeflachten, linear und parallel zueinander verlaufenden Spannabschnitten 132.
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3 zeigt eine perspektivische Sicht auf den Stützring 130. Der Stützring 130 ist kreisrund. Der Innendurchmesser des Stützrings 130 ist annähernd gleich dem Außendurchmesser der Nabe 104. Die Materialstärke des Stützrings 130 in radialer Richtung ist kleiner als die Materialstärke des Stützrings 130 in axialer Richtung. Der Stützring 130 schließt die Nut 118 nach radial außen.
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Die 4 bis 7 zeigen im Detail, wie das Spannmittel 116 in dem aus der Nut 118 und den Öffnungen 122 bestehenden Aufnahmeraum aufgenommen ist. Das Spannmittel 116 ist in die Nut 118 eingebracht. Die Winkellage des Spannmittels 116 relativ zu der Nabe 104 ist dabei derart, dass sich jeweils ein Spannabschnitt 132 in einer der beiden Öffnungen 122 der Nut 118 befindet. Die in Richtung der Drehachse 114 weisenden Konturen der beiden Spannabschnitte 132 sind jeweils zwischen dem Fußkreis 142 und dem Kopfkreis 148 der Innenverzahnung 106 angeordnet. Die beiden Spannabschnitte 132 können nach radial außen federn.
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Die Montage des Spannmittels 116 in den Aufnahmeraum 118, 122 erfolgt, indem das Spannmittel 116 in axialer Richtung aus Richtung des ersten Nabenendes 126 auf die Nabe 104 aufgeschoben wird. Dabei federt das Spannmittel 116 etwas auf, so dass das Spannmittel 116 über die Nabe 104 geschoben werden kann. Nach Erreichen der Nut 118 federt das Spannmittel 116 in den Aufnahmeraum 118, 122 ein und erreicht dadurch seine endgültige Soll-Lage. Das Aufschieben des Spannmittels 116 auf die Nabe 104 ist durch eine Fase 158 am ersten Nabenende 126 erleichtert. In einem nächsten Montageschritt wird der Stützring 130 in axialer Richtung aus Richtung des ersten Nabenendes 126 auf die Nabe 104 aufgeschoben, vorzugsweise aufgepresst. Der Stützring 130 vermeidet ein Austreten des Spannmittels 116 nach radial außen aus der Nut 118, insbesondere bei höheren Drehzahlen der Welle-Nabe-Verbindung.
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Beim Aufschieben der mit dem Spannmittel 116 versehenen Nabe 104 in axialer Richtung auf die Welle 108 federn die Spannabschnitte 132 aufgrund eines Kontaktes mit den Zahnköpfen der Außenverzahnung 112 soweit auf, dass die Spannabschnitte 132 während des Aufschiebens auf den Zahnköpfen der Außenverzahnung 112 gleiten. Das Aufschieben der Nabe 104 auf die Welle 108 wird zu Beginn durch eine Fase 156 am zweiten Nabenende 128 erleichtert. Im vollständig aufgeschobenen Zustand der Nabe 104 auf die Welle 108 üben die beiden Spannabschnitte 132 in radialer Richtung eine Kraft auf die Zahnköpfe der Außenverzahnung 112 aus, so dass ein Spiel zwischen der Innenverzahnung 106 und der Außenverzahnung 112 reduziert ist. Des Weiteren sind aufgrund der Vorspannung der Spannabschnitte 132 die Nabe 104 und die Welle 108 über ein Reibmoment gekoppelt, so dass Geräusche aufgrund des Spiels zwischen der Innenverzahnung 106 und der Außenverzahnung 112 reduziert, insbesondere vollständig vermieden sind.
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8 zeigt ausschnittsweise eine Welle-Nabe-Verbindung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Ein Drehschwingungsdämpfer 200 weist ein annähernd scheibenförmiges Ausgangsteil 202 auf. Das Ausgangsteil 202 weist eine Nabe 204 auf. Die Nabe 204 ist einteilig in das Ausgangsteil 202 integriert. Die Nabe 204 weist eine annähernd rotationssymmetrische Grundform auf und steht einseitig von dem Ausgangsteil 202 in axialer Richtung ab. Die Nabe 204 weist ein als Innenverzahnung 206 ausgeführtes Innenprofil auf.
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Eine Welle 208, vorliegend eine Getriebeeingangswelle, weist an einem Ende der Welle 208 einen Wellenabschnitt 210 mit einem als Außenverzahnung 212 ausgeführten Außenprofil auf. Die Welle 208 ist um eine Drehachse 214 drehbar. Die Drehachse 214 definiert die verwendeten Richtungsangaben, insbesondere eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung.
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Die Innenverzahnung 206 der Nabe 204 und die Außenverzahnung 212 der Welle 208 sind in axialer Richtung ausgerichtet und komplementär zueinander ausgebildet, so dass die Nabe 204 auf die Welle 208 montiert werden kann, insbesondere durch ein Aufstecken in axialer Richtung. In Umfangsrichtung können aufgrund der Paarung von Innenverzahnung 206 und Außenverzahnung 212 Drehmomente von der Nabe 204 auf die Welle 208 und in umgekehrter Richtung übertragen werden.
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8 zeigt die Nabe 204 in einer auf die Welle 208 aufgesteckten Anordnung. Die Innenverzahnung 206 ist in axialer Richtung auf die Außenverzahnung 212 aufgesteckt. In dieser aufgesteckten Anordnung ist auch die Nabe 204 um die Drehachse 214 drehbar. Die Drehachse 214 definiert auch die verwendeten Richtungsangaben in Bezug auf die Nabe 204, insbesondere eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung.
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Die Nabe 204 weist einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Spannmittels 216 auf. Das Spannmittel 216 dient zur Reduzierung eines Spiels zwischen der Innenverzahnung 206 und der Außenverzahnung 212. Der Aufnahmeraum umfasst eine Nut 218, die auf einer Nabeninnenseite 224 angeordnet ist, das heißt, die Nut 218 ist innenseitig in die Nabe 204 eingebracht. Die Nut 218 ist umlaufend und in Umfangsrichtung kreisrund geformt. Der Querschnitt der Nut 218 ist annähernd rechteckig.
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Auf zwei parallel zueinander verlaufenden Sekanten, die durch jeweils zwei Punkte in der Nut 218 verlaufen, sind jeweils zwei, insbesondere mittels eines Bohrprozesses, erzeugte Öffnungen 222 angeordnet. Unter eine Sekante ist hierbei eine virtuelle Gerade zu verstehen, die durch zwei Punkte der Nut 218 verläuft. Die Sekante durchdringt dabei die Nabe 204. Jeweils zwei Öffnungen 222 liegen auf einer der beiden Sekanten und sind derart angeordnet, dass zwei Verbindungslinien zwischen der Drehachse 214 und jeweils einer der beiden Öffnungen 222 einen Winkel 254 von annähernd 65° einschließen. Insgesamt sind 4 Öffnungen 222 vorhanden. Jede der Öffnungen 222 verbindet eine Nabeninnenseite 224 mit der Nabenaußenseite 220. Die Öffnungen 222 haben einen kreisrunden Querschnitt.
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Die Nut 218 unterbricht die Innenverzahnung 206 in axialer Richtung. Die vier Öffnungen 222 verbinden den Nutgrund der Nut 218 mit der Nabenaußenseite 220. Die Öffnungen 222 verlaufen jeweils in einem spitzen Winkel zur Nut 218. Die Nut 218 und die Öffnungen 222 sind in axialer Richtung zwischen einem ersten Nabenende 226 und einem zweiten Nabenende 228 angeordnet. Das erste Nabenende 226 befindet sich an dem in axialer Richtung vom Ausgangsteil 202 abstehenden Ende der Nabe 204. Die Nut 218 und die vier Öffnungen 222 sind in axialer Richtung sowohl von dem ersten Nabenende 226 als auch von dem zweiten Nabenende 228 beabstandet. Die Nut 218 und die Öffnungen 222 sind in axialer Richtung gleich weit von dem ersten Nabenende 226 beabstandet. Der die Nut 218 und die vier Öffnungen 222 umfassende Aufnahmeraum verbindet in den Bereichen der vier Öffnungen 222 jeweils die Nabeninnenseite 224 mit der Nabenaußenseite 220. In dem Aufnahmeraum 218, 222 befindet sich das Spannmittel 216. Das Spannmittel 216 befindet sich nur abschnittsweise innerhalb der Nut 218 und der Öffnungen 222.
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9 zeigt eine perspektivische Sicht auf das Spannmittel 216. Das Spannmittel 216 ist ein gebogener Federdraht. Der Querschnitt des Federdrahts und somit des Spannmittels 216 ist kreisrund. Das Spannmittel 216 ist in einer Ebene gebogen. Das Spannmittel 216 besteht aus zwei linearen Spannabschnitten 232, einem Bogenabschnitt 234 und zwei Endabschnitten 236. Die beiden von den Spannabschnitten 232 abgewandten Enden der Endabschnitte 236 sind zueinander beabstandet. Das Spannmittel 216 ist einteilig ausgeführt. Die beiden Spannabschnitte 232 verlaufen parallel zueinander. Der Abstand zwischen den beiden Spannabschnitten 232 ist kleiner als das Zweifache eines Fußkreisradius 240 eines durch die Zahnfüße 244 definierten Fußkreises 242 der Innenverzahnung 206 und größer als das Zweifache eines durch die Zahnköpfe 250 definierten Kopfkreisradius 246 eines Kopfkreises 248 der Innenverzahnung 206. Unter dem Abstand zwischen den Spannabschnitten 232 ist die lichte Weite zwischen den Spannabschnitten 232 zu verstehen. Der Bogenabschnitt 234 ist kreissegmentförmig und verbindet die beiden Spannabschnitte 232 miteinander. Ein Innenradius des Bogenabschnitts 234 ist annähernd gleich einem Außenradius 260 der Nabe 204. An den von dem Bogenabschnitt 234 abgewandten Enden der Spannabschnitte 232 schließt sich an jeden Spannabschnitt 232 jeweils ein Endabschnitt 236 an. Jeder der beiden Endabschnitte 236 ist kreissegmentförmig und erstreckt sich über einen Winkel kleiner 10 Grad. Ein Innenradius der Endabschnitte 236 ist annähernd gleich dem Außenradius 260 der Nabe 204. Die Endabschnitte 236 sind erst nach der Montage des Spannmittels 216 an die Nabe 204 durch einen Biegeprozess ausgebildet und dienen der Sicherung des Spannmittels 216 an der Nabe 204. Vor der Montage sind die beiden Endabschnitte 236 jeweils linear verlaufende und mit Spannabschnitten 232 fluchtende Abschnitte. Das Spannmittel 216 ist ein zweiseitig abgeflachter, offener Ring mit einem Innenradius, der annähernd gleich dem Außenradius 260 der Nabe 204 ist und mit zwei abgeflachten, linear und parallel zueinander verlaufenden Spannabschnitten 232.
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Die 10 bis 13 zeigen im Detail, wie das Spannmittel 216 in dem aus der Nut 218 und den Öffnungen 222 bestehenden Aufnahmeraum aufgenommen ist. Die Spannabschnitte 232 des Spannmittels 216 sind in die Nut 218 eingebracht. Die Winkellage des Spannmittels 216 relativ zu der Nabe 204 ist dabei derart, dass jeweils ein Spannabschnitt 232 durch zwei auf einer Sekanten angeordneten Öffnungen 222 erstreckt. Die in Richtung der Drehachse 214 weisenden Konturen der beiden Spannabschnitte 232 sind jeweils zwischen dem Fußkreis 242 und dem Kopfkreis 248 der Innenverzahnung 206 angeordnet. Die beiden Spannabschnitte 232 können in einem mittleren Bereich nach radial außen federn, bis sie am auf einem Innenradius 252 des Nutgrunds der Nut 218 anliegen.
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Die Montage des Spannmittels 216 in den Aufnahmeraum 218, 222 erfolgt, indem die noch nicht verformten Endabschnitte 236 und die Spannabschnitte 232 des Spannmittels 216 in radialer Richtung, von der Nabenaußenseite 220 ausgehend, in die zugehörigen Öffnungen 222 eingeschoben werden. Dabei wird das Spannmittel 216 soweit in radialer Richtung geschoben, bis der Bogenabschnitt 234 an der Außenseite der Nabe 204 anliegt. Anschließend werden die beiden Endabschnitte 236 des Spannmittels 216 derart umgebogen, dass diese auch an der Außenseite der Nabe 204 anliegen.
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Beim Aufschieben der mit dem Spannmittel 216 versehenen Nabe 204 in axialer Richtung auf die Welle 208 federn die Spannabschnitte 232 aufgrund eines Kontaktes mit den Zahnköpfen der Außenverzahnung 212 soweit auf, dass die Spannabschnitte 232 während des Aufschiebens auf den Zahnköpfen der Außenverzahnung 212 gleiten. Das Aufschieben der Nabe 204 auf die Welle 208 wird zu Beginn durch eine Fase 256 am zweiten Nabenende 228 erleichtert. Im vollständig aufgeschobenen Zustand der Nabe 204 auf die Welle 208 üben die beiden Spannabschnitte 232 in radialer Richtung eine Kraft auf die Zahnköpfe der Außenverzahnung 212 auf, so dass ein Spiel zwischen der Innenverzahnung 206 und der Außenverzahnung 212 reduziert ist. Des Weiteren sind aufgrund der Vorspannung der Spannabschnitte 232 die Nabe 204 und die Welle 208 über ein Reibmoment gekoppelt, so dass Geräusche aufgrund des Spiels zwischen der Innenverzahnung 206 und der Außenverzahnung 212 reduziert, insbesondere vollständig vermieden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Drehschwingungsdämpfer
- 102
- Ausgangsteil
- 104
- Nabe
- 106
- Innenprofil, Innenverzahnung
- 108
- Welle
- 110
- Wellenabschnitt
- 112
- Außenprofil, Außenverzahnung
- 114
- Drehachse
- 116
- Spannmittel
- 118
- Nut
- 120
- Nabenaußenseite
- 122
- Öffnung
- 124
- Nabeninnenseite
- 126
- erstes Nabenende
- 128
- zweites Nabenende
- 130
- Stützring
- 132
- Spannabschnitt
- 134
- Bogenabschnitt
- 136
- Endabschnitt
- 138
- Zwischenabstand
- 140
- Fußkreisradius
- 142
- Fußkreis
- 144
- Zahnfuß
- 146
- Kopfkreisradius
- 148
- Kopfkreis
- 150
- Zahnkopf
- 152
- Innenradius
- 154
- Öffnungswinkel
- 156
- Fase
- 158
- Fase
- 200
- Drehschwingungsdämpfer
- 202
- Ausgangsteil
- 204
- Nabe
- 206
- Innenprofil, Innenverzahnung
- 208
- Welle
- 210
- Wellenabschnitt
- 212
- Außenprofil, Außenverzahnung
- 214
- Drehachse
- 216
- Spannmittel
- 218
- Nut
- 220
- Nabenaußenseite
- 222
- Öffnung
- 224
- Nabeninnenseite
- 226
- erstes Nabenende
- 228
- zweites Nabenende
- 230
- Stützring
- 232
- Spannabschnitt
- 234
- Bogenabschnitt
- 236
- Endabschnitt
- 240
- Fußkreisradius
- 242
- Fußkreis
- 244
- Zahnfuß
- 246
- Kopfkreisradius
- 248
- Kopfkreis
- 250
- Zahnkopf
- 252
- Innenradius
- 254
- Winkel
- 256
- Fase
- 260
- Außenradius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008045254 A1 [0002]
- DE 102009029723 A1 [0003]
