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Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung mit zwei Zahnradhälften für ein Getriebe, insbesondere für ein Planetengetriebe eines Wankstabilisators.
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Wenn sich Zahnräder eines Getriebes im Leerlauf befinden oder von einer Drehrichtung in eine andere Drehrichtung wechseln, kann es zu störenden Geräuschen aufgrund aufeinander stoßender Zahnflanken der Zahnräder kommen.
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Die
DE 10 2005 041 357 A1 offenbart ein Scherzahnrad, umfassend ein Hauptzahnrad mit einer vorbestimmten Zahl von Zähnen und ein Nebenzahnrad, das dieselbe Form und dieselbe Anzahl von Zähnen wie das Hauptzahnrad aufweist. Das Nebenzahnrad ist axial an das Hauptzahnrad angrenzend angeordnet und derart ausgebildet, dass es zusammen mit dem Hauptzahnrad in ein Gegenzahnrad eingreifen kann. Ferner umfasst das Scherzahnrad eine Feder, die zwischen dem Hauptzahnrad und dem Nebenzahnrad angeordnet ist, um das Nebenzahnrad relativ zu dem Hauptzahnrad in Rotationsrichtung vorzuspannen.
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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.
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Die erfindungsgemäße Zahnradanordnung für ein Getriebe umfasst eine erste und eine zweite Zahnradhälfte, die über ein elastisches Element um eine Mittelachse relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei das elastische Element stirnseitig zwischen den beiden Zahnradhälften angeordnet und mit der jeweiligen Zahnradhälfte verbunden ist, wobei ferner das elastische Element aus Blechmaterial ausgebildet ist.
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Mit anderen Worten weist das elastische Element eine flache Form mit einem rechtwinkligen Querschnitt auf und ist aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Das elastische Element ist kreisförmig gebogen. Insbesondere ist das elastische Element als Torsionsfeder ausgebildet und weist eine hohe Verdrehsteifigkeit auf. Die beiden Zahnradhälften weisen bevorzugt dasselbe Zahnprofil und dieselbe Zähnezahl auf.
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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 über die Ausbildung des elastischen Elements die maximale Relativdrehung und die Vorspannung des elastischen Elements eingestellt werden.
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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. Dadurch werden störende Geräusche aufgrund aufeinander stoßender Zahnflanken minimiert. Mithin erfolgt eine akustische Optimierung des Zahneingriffs.
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Vorzugsweise weist die jeweilige Zahnradhälfte an einer Stirnfläche jeweils eine Ringnut zur Aufnahme des elastischen Elements auf. Insbesondere weist die jeweilige Ringnut eine axiale Tiefe von nur wenigen Millimetern auf.
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Bevorzugt weist das elastische Element zwei im Wesentlichen axial abstehende Formelemente auf, die dazu vorgesehen sind, formschlüssig in einer jeweiligen Ausnehmung an der jeweiligen Zahnradhälfte aufgenommen zu werden. Insbesondere werden die beiden Formelemente axial in eine jeweilige dafür vorgesehene Ausnehmung an der jeweiligen Zahnradhälfte gesteckt. Die jeweilige Ausnehmung ist schlitzförmig ausgebildet.
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Ferner bevorzugt weist das elastische Element eine Beschichtung aus einem Polymer auf. Insbesondere ist die Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet und dazu vorgesehen, akustische Emissionen weiter zu senken.
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Vorzugsweise bilden die beiden Zahnradhälften ein Planetenrad eines Planetengetriebes. Eine Gleitlagerbuchse, auf der die beiden Zahnradhälfte angeordnet sind, wird drehbar auf einen Planetenträger gelagert. Insbesondere handelt es sich bei dem Planetengetriebe um ein Planetengetriebe eines akustisch optimierten Wankstabilisators.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der fünf Figuren näher dargestellt. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Planetensatzes,
- 2 eine schematische Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Zahnradanordnung,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 2,
- 4 eine schematische Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 2 in einem unbelasteten Zustand, und
- 5 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Zahnradanordnung gemäß 4.
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Gemäß 1 umfasst ein Planetensatzes eines Getriebes vier erfindungsgemäße Zahnradanordnungen 1, die drehbar an einem Planetenträger 8 gelagert sind und mit einer Sonne 9 und einem Hohlrad 10 kämmen. Mithin ist die jeweilige Zahnradanordnung 1 als Planetenrad ausgebildet und steht im Zahneingriff mit der Sonne 9 und dem Hohlrad 10.
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Nach 2 weist die erfindungsgemäße Zahnradanordnung 1 eine erste und eine zweite Zahnradhälfte 2a, 2b, die über ein elastisches Element 3 um eine Mittelachse 13 relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b sind drehbar auf einer gemeinsamen Gleitlagerbuchse 14 angeordnet. Das elastische Element 3 ist stirnseitig zwischen den beiden Zahnradhälften 2a, 2b angeordnet und mit der jeweiligen Zahnradhälfte 2a, 2b verbunden. Ferner ist das elastische Element 3 aus Blechmaterial ausgebildet und zur Reibungsreduzierung mit einer Beschichtung 7 aus einem Polymer überzogen.
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Aus 3 geht besonders gut hervor, dass die jeweilige Zahnradhälfte 2a, 2b an einer Stirnflächen jeweils eine Ringnut 4a, 4b zur Aufnahme des elastischen Elements 3 aufweist. Das elastische Element 3 weist zwei im Wesentlichen axial abstehende Formelemente 5a, 5b auf, die dazu vorgesehen sind, formschlüssig in einer jeweiligen Ausnehmung 6a, 6b an der jeweiligen Zahnradhälfte 2a, 2b aufgenommen zu werden.
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In den 4 und 5 ist die Zahnradanordnung 1, insbesondere die beiden Zahnradhälften 2a, 2b in einem unbelasteten Zustand dargestellt. In diesem Zustand überträgt die Zahnradanordnung 1 kein Drehmoment und keine Drehzahl. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b weisen eine maximale Relativdrehung zueinander auf, wobei die Vorspannung des elastischen Elements 3 minimal bzw. Null ist. Mithin ist das elastische Element 3 nicht verformt. Beide Zahnradhälften 2a, 2b weisen dasselbe Zahnprofil und dieselbe Zähnezahl auf, sind aber aufgrund des elastischen Elements 3 um einen Winkel 12 relativ zueinander verdreht.
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In einem - hier nicht dargestellten - belasteten Zustand der Zahnradanordnung 1 rotieren die beiden Zahnradhälften 2a, 2b. Die beiden Zahnradhälften 2a, 2b weisen im belasteten Zustand keine Relativdrehung mehr zueinander auf. Dementsprechend ist aber das elastische Element 3 elastisch verformt. Die Vorspannung des elastischen Elements 3 ist im belasteten Zustand maximal.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnradanordnung
- 2a, 2b
- Zahnradhälfte
- 3
- elastisches Element
- 4a, 4b
- Ringnut
- 5a, 5b
- Formelement
- 6a, 6b
- Ausnehmung
- 7
- Beschichtung
- 8
- Planetenträger
- 9
- Sonne
- 10
- Hohlrad
- 11
- Gleitlager
- 12
- Winkel
- 13
- Mittelachse
- 14
- Gleitlagerbuchse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005041357 A1 [0003]
