DE102016207966A1

DE102016207966A1 - Zahnradanordnung

Info

Publication number: DE102016207966A1
Application number: DE102016207966.2A
Authority: DE
Inventors: Marián Cintula
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung (1) für ein Getriebe, umfassend eine erste und eine zweite axial benachbart angeordnete Zahnradhälfte (2a, 2b), die über ein elastisches Element (4) um eine Mittelachse (5) begrenzt relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei das elastische Element (4) zwischen zwei axial benachbarten Stirnflächen (3a, 3b) der jeweiligen Zahnradhälfte (2a, 2b) angeordnet ist, wobei ferner das elastische Element (4) ein erstes und ein zweites axial abstehendes Ende (7a, 7b) aufweist, wobei das jeweilige axial abstehende Ende (7a, 7b) in einer jeweiligen dafür vorgesehenen Aussparung (6a, 6b) an der jeweiligen Stirnfläche (3a, 3b) der jeweiligen Zahnradhälfte (2a, 2b) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung für ein Getriebe, insbesondere ein Planetenrad für ein Planetengetriebe. Die Zahnradanordnung umfasst zwei Zahnradhälften die elastisch drehbar miteinander verbunden sind.
Wenn sich Zahnräder eines Getriebes im Leerlauf befinden oder von einer Drehrichtung in eine andere Drehrichtung wechseln, kann es zu störenden Rattergeräuschen aufgrund aufeinander stoßender Zahnflanken der Zahnräder kommen.
Aus der DE 689 04 429 T2 geht eine Vorrichtung zum Verhindern mechanischer Rattergeräusche hervor. Diese weist unter anderem ein Zahnrad auf, das in zwei Teile unterteilt ist. Dabei hat das eine Zahnradteil die Form einer dünnen Ringscheibe. Demgegenüber ist das andere Zahnradteil ein Teil eines üblichen Zahnrades. Die Ringscheibe ist auf einer Schulter an einem Nabenabschnitt des Zahnrades drehbar gelagert, wobei Hohlräume auf der Innenseite der Ringscheibe und der Schulter Gummielemente beherbergen. Diese Gummielemente bilden ein elastisches Element, gegenüber dessen Kraft die Ringscheibe relativ zum Zahnrad drehbar ist. Eine dünne Platte zwischen dem Nabenabschnitt des Zahnrades und einem angrenzenden Lager legt die Ringscheibe und die Gummielemente axial relativ zum Zahnrad fest. Ferner können die Gummielemente entweder lose in den Hohlräumen angeordnet sein oder mit Hilfe von Hitze in diesen befestigt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zahnradanordnung mit zwei Zahnradhälften zu schaffen, die unter Berücksichtigung einer akustischen Optimierung eines Getriebes kostengünstig und montagefreundlich ist sowie eine zuverlässige Verbindung zwischen den beiden Zahnradhälften gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Zahnradanordnung für ein Getriebe umfasst eine erste und eine zweite axial benachbart angeordnete Zahnradhälfte, die über ein elastisches Element um eine Mittelachse begrenzt relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei das elastische Element zwischen zwei axial benachbarten Stirnflächen der jeweiligen Zahnradhälfte angeordnet ist, wobei ferner das elastische Element ein erstes und ein zweites axial abstehendes Ende aufweist, wobei das jeweilige axial abstehende Ende in einer jeweiligen dafür vorgesehenen Aussparung an der jeweiligen Stirnfläche der jeweiligen Zahnradhälfte angeordnet ist. Insbesondere ist das elastische Element als Torsionsfeder ausgebildet. Mithin wird das elastische Element durch eine Verdrehung der beiden axial abstehenden Enden gespannt.
In einem unbelasteten Zustand weisen die beiden Zahnradhälften aufgrund des elastischen Elements, das auf sie einwirkt, eine maximale Relativdrehung zueinander auf, wobei die Vorspannung des elastischen Elements minimal ist. Je nach Anforderung können die maximale Relativdrehung und die Vorspannung des elastischen Elements bei der Herstellung des elastischen Elements oder der Positionierung der jeweiligen Aussparung eingestellt werden.
In einem belasteten Zustand weisen die beiden Zahnradhälften aufgrund eines Zahneingriffs, beispielsweise eines weiteren Zahnrads, Hohlrads oder Sonnenrads, eine minimale Relativdrehung zueinander auf, wobei die Vorspannung des elastischen Elements maximal ist. Mit anderen Worten werden bei einer Kraftübertragung durch Zahneingriff beide Zahnradhälften derart relativ zueinander verdreht, dass die Relativdrehung zwischen den beiden Zahnradhälften Null werden kann. Mithin würden die beiden Zahnradhälften keine Relativdrehung mehr aufweisen.
Vorzugsweise weisen die beiden Zahnradhälften an den axial benachbarten Stirnflächen jeweils eine umlaufende Ringnut zur Aufnahme des elastischen Elements auf. Somit wird das elastische Element axial zwischen den beiden Zahnradhälften in den beiden Ringnuten vollständig aufgenommen. Die beiden Zahnradhälften kommen stirnseitig aneinander zur Anlage.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die beiden Zahnradhälften dasselbe Zahnprofil und dieselbe Zähnezahl aufweisen. Insbesondere sind die beiden zahnradhälften identisch ausgebildet. Vorzugsweise bilden die beiden Zahnradhälften ein Planetenrad eines Planetengetriebes. Insbesondere ist das Planetenrad mittels eines Gleitlagers an einem Planetenbolzen drehbar gelagert.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Planetengetriebes mit einer erfindungsgemäßen Zahnradanordnung,
2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 1,
3 eine schematische Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 1,
4 eine schematische Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 1 in einem unbelasteten Zustand,
5 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 1 im unbelasteten Zustand, und
6 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 1 in einem belasteten Zustand.
1 zeigt ein Planetengetriebe, umfassend ein Sonnenrad 10, ein Hohlrad 11 sowie vier radial zwischen dem Sonnenrad 10 und dem Hohlrad 11 kämmende Planetenräder 9. Das jeweilige Planetenrad 9 ist über einen jeweiligen Bolzen 12 an einem Planetenträger 13 des Planetengetriebes drehbar gelagert.
In 2 ist das Planetengetriebe aus 1 teilweise dargestellt, wobei 2 eine Schnittdarstellung zeigt. Gemäß 2 besteht das Planetenrad 9 aus einer erfindungsgemäßen Zahnradanordnung 1, umfassend eine erste und eine zweite axial benachbart angeordnete Zahnradhälfte 2a, 2b, die über ein elastisches Element 4 um eine Mittelachse 5 begrenzt relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind.
Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b weisen an den axial benachbarten Stirnflächen 3a, 3b jeweils eine umlaufende Ringnut 8a, 8b zur Aufnahme des elastischen Elements 4 auf. Das Planetenrad 9 ist über ein Gleitlager 14 drehbar an dem im Planetenträger 13 aufgenommenen Bolzen 12 gelagert.
3 zeigt die Zahnradanordnung 1 in einer Explosionsdarstellung. Das elastische Element 4 ist zwischen den beiden axial benachbarten Stirnflächen 3a, 3b der jeweiligen Zahnradhälfte 2a, 2b angeordnet. Das elastische Element 4 ist als Torsionsfeder ausgebildet und weist ein erstes und zweites axial abstehendes Ende 7a, 7b auf, wobei das jeweilige axial abstehende Ende 7a, 7b in einer jeweiligen dafür vorgesehenen Aussparung 6a, 6b an der jeweiligen Stirnfläche 3a, 3b der jeweiligen Zahnradhälfte 2a, 2b angeordnet ist. Dabei ist die Aussparung 6a nicht dargestellt, jedoch angedeutet. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b sind axial benachbart und stirnseitig aneinander anliegend an einer Außenumfangsfläche des Gleitlagers 14 aufgenommen.
Nach 4 weisen beide Zahnradhälften 2a, 2b dasselbe Zahnprofil und dieselbe Zähnezahl auf, sind aber aufgrund des elastischen Elements 4 in einem unbelasteten Zustand um einen Winkel 15 relativ zueinander verdreht.
5 zeigt die in 4 dargestellte Zahnradanordnung 1 in einer Perspektivdarstellung. In dem hier dargestellten unbelasteten Zustand der Zahnradanordnung 1 überträgt ein Planetengetriebe kein Drehmoment. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b weisen eine maximale Relativdrehung zueinander auf, wobei die Vorspannung des elastischen Elements 4 minimal bzw. Null ist. Mithin ist das elastische Element 4 nicht verformt.
Die in 6 dargestellte Zahnradanordnung 1 stellt einen belasteten Zustand der beiden Zahnradhälften 2a, 2b dar. In diesem belasteten Zustand rotieren die Zahnradhälften 2a, 2b, so dass das Planetengetriebe Drehmoment überträgt. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b weisen keine Relativdrehung mehr zueinander auf. Dementsprechend ist aber das elastische Element 4 elastisch verformt. Die Vorspannung des elastischen Elements 4 ist nun maximal.
Bezugszeichenliste

1: Zahnradanordnung
2a, 2b: Zahnradhälfte
3a, 3b: Stirnfläche
4: elastisches Element
5: Mittelachse
6a, 6b: Aussparung
7a, 7b: axial abstehendes Ende
8a, 8b: Ringnut
9: Planetenrad
10: Sonnenrad
11: Hohlrad
12: Bolzen
13: Planetenträger
14: Gleitlager
15: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 68904429 T2 [0003]

Claims

Zahnradanordnung (1) für ein Getriebe, umfassend eine erste und eine zweite axial benachbart angeordnete Zahnradhälfte (2a, 2b), die über ein elastisches Element (4) um eine Mittelachse (5) begrenzt relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei das elastische Element (4) zwischen zwei axial benachbarten Stirnflächen (3a, 3b) der jeweiligen Zahnradhälfte (2a, 2b) angeordnet ist, wobei ferner das elastische Element (4) ein erstes und ein zweites axial abstehendes Ende (7a, 7b) aufweist, wobei das jeweilige axial abstehende Ende (7a, 7b) in einer jeweiligen dafür vorgesehenen Aussparung (6a, 6b) an der jeweiligen Stirnfläche (3a, 3b) der jeweiligen Zahnradhälfte (2a, 2b) angeordnet ist.
Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnradhälften (2a, 2b) an den axial benachbarten Stirnflächen (3a, 3b) jeweils eine umlaufende Ringnut (8a, 8b) zur Aufnahme des elastischen Elements (4) aufweisen.
Zahnradanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnradhälften (2a, 2b) dasselbe Zahnprofil und dieselbe Zähnezahl aufweisen.
Zahnradanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnradhälften (2a, 2b) ein Planetenrad (9) eines Planetengetriebes bilden.