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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem Verzahnungsbauteil sowie einem drehfest mit dem Verzahnungsbauteil verbundenen Aufnahmebauteil, wobei das Verzahnungsbauteil relativ zu dem Aufnahmebauteil über einen Sperrstift drehgesichert ist und der Sperrstift in einer ersten Ausnehmung seitens des Verzahnungsbauteils sowie in einer zweiten Ausnehmung seitens des Aufnahmebauteils abgestützt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, wobei die Antriebsachse weiter bevorzugt insbesondere als E-Achse ausgebildet ist und somit zusätzlich einen Elektromotor aufweist, der mit dem Planetengetriebe wirkverbunden ist.
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Gattungsgemäße Planetengetriebe sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die
DE 10 2013 224 499 A1 offenbart bspw. eine optimierte Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit mindestens einem Gehäuse, das einen Getrieberaum bildet, in dem mindestens ein Planetenradsatz sowie ein Stirnrad untergebracht sind, die auf einer gemeinsamen Rotorwelle angeordnet sind. In einem Motorraum ist an dieser Rotorwelle ein Rotor einer Elektromaschine ausgebildet, der um einen Stator der Elektromaschine rotiert.
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Die
DE 11 35 256 A beschreibt ferner ein Planetengetriebe mit einem Innenzahnkranz, der gegenüber einem Gehäuse mit einem Sperrbolzen drehgesichert ist, der mit einem Dämpfungselement versehen ist.
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Die
DE 10 2012 105 549 A1 beschreibt ein Planetengetriebe mit einem verzahnten Hohlradbereich, der elastisch gegenüber dem Gehäuse verdrehfest aufgehängt ist.
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Die
DE 10 2014 202 494 A1 beschreibt ein Planetengetriebe, in dem das Hohlrad über einen Bolzen mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei sich zwischen Bolzen und Hohlrad eine Elastomerhülse erstreckt.
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Insbesondere bei Planetengetrieben können sich durch die Koppelung der Verzahnungsbauteile an den Aufnahmebauteilen unerwünschte NVH-Probleme (Noise, Vibration, Harshness / NVH) einstellen. Durch die bisher umgesetzten Koppelungen breiten sich häufig störende Schwingungen, etwa im Schallbereich, die insbesondere durch einen Zahneingriff am Verzahnungsbauteil verursacht werden, aus. Dies führt zu einer negativen Beeinträchtigung des Befindens des Fahrers.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Planetengetriebe zur Verfügung zu stellen, bei dem die am Fahrer ankommenden Schwingungen weiter reduziert werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Sperrstift ein Dämpfungselement angebracht ist, über das der Sperrstift in der ersten Ausnehmung und/oder in der zweiten Ausnehmung abgestützt ist.
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Durch das Anbringen dieses Dämpfungselementes wird die Schwingungsübertragung zwischen dem Verzahnungsbauteil und dem Aufnahmebauteil deutlich herabgesenkt. Als Folge hieraus kann das bisherige NVH-Problem deutlich abgeschwächt werden.
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Erfindungsgemäß sind mehrere Sperrstifte in Umfangsrichtung verteilt vorgesehen. Dadurch wird die Verdrehsicherung zwischen dem Verzahnungsbauteil und dem Aufnahmebauteil weiter verstärkt.
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Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass ein erster Sperrstift mit dem Dämpfungselement ausgestattet ist und ein weiterer zweiter Sperrstift frei von einem Dämpfungselement, unter direktem Abstützen in beiden Ausnehmungen, ausgestaltet ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Ist das Dämpfungselement als Hülse ausgebildet, ist es besonders platzsparend auf dem Sperrstift angebracht.
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Zudem ist es besonders vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement ausschließlich auf einem in der ersten Ausnehmung befindlichen Längsbereich des Sperrstiftes aufgeschoben ist oder ausschließlich auf einem in der zweiten Ausnehmung befindlichen zweiten Längsbereich des Sperrstiftes aufgeschoben ist.
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Besteht das Dämpfungselement aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise aus einem Elastomer, wie einem Gummimaterial, ist es besonders kostengünstig ausgeführt.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Sperrstift das Dämpfungselement durchdringt, wodurch sichergestellt ist, dass das Dämpfungselement über seine gesamte Länge hin durch den Sperrstift abgestützt ist. Dadurch ist das Dämpfungselement auch besonders fest auf dem Sperrstift angebracht.
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Dient das Dämpfungselement zudem als radiales Anschlagselement (des Sperrstiftes), ist vermieden dass der Sperrstift an anderen Bereichen als dem Dämpfungselement mit dem Verzahnungsbauteil bzw. dem Aufnahmebauteil in Kontakt gelangt.
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Ist das Aufnahmeteil ein Gehäuse, ist das Dämpfungselement besonders geschickt einsetzbar.
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Das Verzahnungsbauteil ist wiederum vorzugsweise als ein eine Innenverzahnung aufweisendes Hohlrad ausgebildet.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Antriebsachse als E-Achse ausgebildet ist und ein Rotor eines Elektromotors mit einem Drehteil des Planetengetriebes, etwa mit einem Sonnenrad oder einem Planetenträger, drehgekoppelt ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine NVH-optimierte Anbindung eines Verzahnungsbauteils mittels Zylinderstiften (Sperrstifte) umgesetzt. Der vorliegende Gegenstand sieht ein zusätzliches elastisches Dämpfungselement zwischen dem Zylinderstift und der entsprechenden Ausnehmung vor.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
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Es zeigt die einzige 1 eine Längsschnittdarstellung eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes zwischen einem als Hohlrad ausgebildeten Verzahnungsbauteil und einem als Gehäuse ausgebildeten Aufnahmebauteil.
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Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Planetengetriebe 1 ist in einem radialen Aufnahmebereich zwischen einem Aufnahmebauteil 3 und einem Verzahnungsbauteil 2 dargestellt. Das Aufnahmebauteil 3 ist als Gehäuse ausgeführt und bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt. Das Verzahnungsbauteil 2 ist ein Hohlrad des Planetengetriebes 1. Das Hohlrad ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass das Aufnahmebauteil 3 prinzipiell auch anders als ein Gehäuse ausgeführt sein kann. Auch das Verzahnungsbauteil 2 ist nicht zwingend als Hohlrad auszuführen und ist in weiteren Ausführungen als anderes Bauteil ausgeführt. Das Gehäuse kann bspw. auch ein Planetenträger, ein Sonnenrad oder ein weiteres Hohlrad sein. Auf die Darstellung der weiteren Bestandteile des Planetengetriebes 1 ist der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
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Das Verzahnungsbauteil 2 weist auf übliche Weise eine (radiale) Innenverzahnung 8 auf, die als Schrägverzahnung ausgebildet ist. Das Verzahnungsbauteil 2 ist mittels mehrerer in Umfangsrichtung verteilter Sperrstifte 4, wobei in einem Schnitt in 1 einer dieser Sperrstifte 4 exemplarisch dargestellt ist, relativ zu dem Verzahnungsbauteil 2 drehgesichert. Das Planetengetriebe 1 ist auf übliche Weise ausgestaltet und weist demnach mehrere Planetenräder eines oder mehrerer Planetenradsätze auf, die mit dem Verzahnungsbauteil 2 kämmen. Die Planetenräder sind in einem Planetenträger des Planetengetriebes 1 drehbar gelagert. Mit den Planetenrädern des jeweiligen Planetenradsatzes kämmt ein Sonnenrad des Planetengetriebes 1. Das Planetengetriebe 1 ist im Betrieb bevorzugt in einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Die Antriebsachse ist vorzugsweise als elektrische Achse / E-Achse ausgestaltet. Neben dem Planetengetriebe 1 weist die Antriebsachse dann insbesondere einen Elektromotor auf, der mit seinem Rotor mit einem Eingangsdrehteil des Planetengetriebes 1, bevorzugt dem Sonnenrad, alternativ auf dem Planetenträger drehgekoppelt ist.
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In 1 ist die Verdrehsicherung des Verzahnungsbauteils 2 mittels des Sperrstiftes 4 relativ zu dem Aufnahmebauteil 3 besonders gut zu erkennen. Der Sperrstift 4 ist zu diesem Zwecke in jeweils einer Ausnehmung 5, 6 seitens des Verzahnungsbauteils 2 sowie des Aufnahmebauteils 3 eingeschoben. Das Verzahnungsbauteil 2 wird somit in erster Linie mittels des Sperrstiftes 4 in Drehrichtung abgestützt.
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Zudem ist in dem Aufnahmebauteil 3 ein Sicherungsring 9 derart angeordnet, dass das Verzahnungsbauteil 2 zwischen einem radialen Absatz 10 und dem Sicherungsring 9 in axialer Richtung gesichert ist. Eine radiale Außenseite 11 des Verzahnungsbauteils 2 ist auf typische Weise im Wesentlichen als zylindrische Mantelumfangsfläche ausgebildet. In radialer Richtung zwischen dem Verzahnungsbauteil 2 und dem Aufnahmebauteil 3 ist ein Spalt 12 vorgesehen.
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Der Sperrstift 4 ist mit einem ersten Längsbereich 13 seitens des Verzahnungsbauteils 2 in einer (ersten) Ausnehmung 5 dieses Verzahnungsbauteils 2 abgestützt / aufgenommen. Insbesondere ist der erste Längsbereich 13 in diesem Ausführungsbeispiel über einen Presssitz in der als Bohrung / Sacklochbohrung ausgebildeten ersten Ausnehmung 5 befestigt.
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Mit einem in axialer Richtung benachbart zu dem ersten Längsbereich 13 ausgebildeten zweiten Längsbereich 14 ragt der Sperrstift 4 in eine (zweite) Ausnehmung 6 des Aufnahmebauteils 3 hinein und ist in dem Aufnahmebauteil 3 aufgenommen / abgestützt. Die zweite Ausnehmung 6 ist in einem radialen Absatz 10 des Aufnahmebauteils 3 ausgebildet. Die zweite Ausnehmung 6 ist wiederum als eine Sacklochbohrung / Bohrung ausgebildet. Der Sperrstift 4 ist in der zweiten Ausnehmung 6 spielbehaftet aufgenommen.
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In diesem Zusammenhang sei jedoch prinzipiell darauf hingewiesen, dass sowohl die zweite Ausnehmung 6 als auch die erste Ausnehmung 5 nicht zwingend als Sacklochbohrungen ausgeführt sein müssen, sondern prinzipiell jede andere Ausbildung eines Loches / Sackloches einnehmen können. Auch ist es möglich den Sperrstift 4 in der zweiten Ausnehmung 6 mit einem Presssitz anzubringen, während er in der ersten Ausnehmung 5 spielbehaftet angeordnet ist.
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Der zylindrische Sperrstift 4 weist an seinem zweiten Längsbereich 14, also jenem Längsbereich, der in der zweiten Ausnehmung 6 spielbehaftet aufgenommen ist, ein Dämpfungselement 7 auf. Dieses Dämpfungselement 7 ist als ein elastisches Dämpfungselement aus einem Elastomer, nämlich einem Gummi, hergestellt. Das Dämpfungselement 7 ist hülsenförmig ausgebildet und in dem zweiten Längsbereich 14 über den Sperrstift 4 gestülpt. Der Sperrstift 4 durchdringt das Dämpfungselement 7 vollständig, wobei das Dämpfungselement 7 fest an der radialen Außenseite des Sperrstiftes 4 anliegt. Zwischen der radialen Außenseite des Dämpfungselementes 7 sowie der Innenseite der zweiten Ausnehmung 6 ist ein gewisses Spiel in Umfangsrichtung sowie in radialer Richtung vorgesehen.
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Der Vollständigkeit halber sei auch darauf hingewiesen, dass die mehreren Sperrstifte, die in Umfangsrichtung verteilt zueinander angeordnet sind, nicht allesamt mit dem Dämpfungselement 7 versehen sein müssen, sondern auch teilweise - frei von dem Dämpfungselement 7 - in der zweiten Ausnehmung und/oder der ersten Ausnehmung 5 angeordnet sein können.
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In anderen Worten ausgedrückt, findet die Drehmomentübertragung des Verzahnungsbauteils 2 durch axial positionierte Zylinderstifte (Sperrstifte 4) statt. Auf den Zylinderstiften 4 sind Hülsen (Dämpfungselement 7) aus einem dämpfenden Material, wie einem Elastomer, aufgezogen. Dadurch werden die entstehenden Schwingungen abgedämpft.
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Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 1 ist ein Hohlrad (Verzahnungsbauteil 2) an einem Getriebegehäuse (Aufnahmebauteil 3) angebunden. Im Hohlrad 2 sind Stifte (Sperrstifte 4) eingepresst. Auf den Stiften 4 sind Hülsen (Dämpfungselemente 7) aus dämpfenden Material aufgezogen. Die Stifte 4 greifen in Bohrungen (zweite Ausnehmung 6) im Gehäuse 3 ein und übertragen somit das Moment, mit dem sich die Planeten / Planetenräder im Hohlrad 2 abstützen, auf das Gehäuse 3. Da zwischen den Stiften 4 und den Gehäusebohrungen 6 ein dämpfendes Element (Dämpfungselement 7) eingebunden ist, wird die Geräuschentwicklung im Getriebe 1 verringert. Es ist nicht zwangsläufig notwendig, dass alle Stifte 4 mit dämpfenden Hülsen 7 versehen sind. Eine Geräuschreduzierung sollte auch schon bei wenigen Hülsen 7 zu erwarten sein. Anbindungen zwischen anderen Bauteilen als dem Gehäuse 3 und dem Hohlrad 2 sind ebenfalls denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Verzahnungsbauteil
- 3
- Aufnahmebauteil
- 4
- Sperrstift
- 5
- erste Ausnehmung
- 6
- zweite Ausnehmung
- 7
- Dämpfungselement
- 8
- Innenverzahnung
- 9
- Sicherungsring
- 10
- Absatz
- 11
- Außenseite
- 12
- Spalt
- 13
- erster Längsbereich
- 14
- zweiter Längsbereich
