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Die Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe für einen Getriebemotor einer elektrisch betätigbaren Bremse. Die Erfindung betrifft ferner einen Getriebemotor für eine elektrisch betätigbare Bremse, eine Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug sowie eine Betriebsbremsanlage für ein Kraftfahrzeug.
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Eine Getriebebaugruppe der hier angesprochenen Art ist aus der
WO 2012/010256 A1 bekannt. Die Getriebebaugruppe bildet dort zusammen mit einem Elektromotor eine Getriebemotoreinheit, welche zum Betätigen einer elektrisch betätigbaren Bremse eines Kraftfahrzeuges dient. Die Getriebebaugruppe umfasst mehrere Getriebestufen mit jeweils wenigstens zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, von denen wenigstens ein Zahnrad an einem Achsenelement drehbar gelagert ist. Das Achsenelement selbst wiederum ist an einer die Getriebestufen tragenden Tragstruktur angeordnet.
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Es hat sich gezeigt, dass bei einer solchen Getriebebaugruppe eine Geräuschentwicklung im Betrieb begünstigt ist. Es wurde festgestellt, dass das Auftreten von Geräuschen durch im Betrieb auftretende lokale Lastüberhöhungen im Eingriffsbereich der miteinander kämmenden Verzahnungen der Zahnräder verursacht sein kann. Diese lokalen Lastüberhöhungen resultieren daraus, dass bei hohen zu übertragenden Kräften es an einzelnen Bauteilen der Getriebebaugruppe, wie beispielsweise der Tragstruktur, zu Verformungen kommen kann, durch welche ungewollte Zwangskräfte entstehen, die beispielsweise über die Achsenelemente auf die Zahnräder beziehungsweise den Eingriffsbereich ihrer miteinander kämmenden Verzahnungen belastend wirken. Beispielsweise wurde beobachtet, dass bei Verformungen der Tragstruktur ein Schrägstellen der Achsenelemente und damit auch ein Schrägstellen der jeweils zugehörigen Zahnräder begünstigt ist und es dadurch zu einem ungünstigeren Eingriffsverhalten der miteinander kämmenden Verzahnungen der Zahnräder kommen kann, infolgedessen die Lastüberhöhungen und damit etwaige Geräusche auftreten können.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art wenigstens eine Möglichkeit vorzuschlagen, um einer Geräuschentwicklung im Betrieb entgegenzuwirken.
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Diese Aufgabe wird mit einer Getriebebaugruppe gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden ferner ein Getriebemotor mit den Merkmalen des Anspruches 13, eine Feststellbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 14 und eine Betriebsbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Eine grundsätzliche Getriebebaugruppe für einen Getriebemotor einer elektrisch betätigbaren Bremse, wie beispielsweise einer Feststellbremse oder einer Betriebsbremse, ist eingangsseitig mit einer Antriebsmaschine und ausgangsseitig mit vorzugsweise einem Betätigungselement der elektrisch betätigbaren Bremse, wie beispielsweise einer Gewindespindel oder einer Gewindemutter eines Hubgetriebes der elektrisch betätigbaren Bremse wirkverbindbar. Die Getriebebaugruppe umfasst wenigstens eine Getriebestufe, welche wiederum wenigstens zwei miteinander kämmende Zahnräder umfasst, von denen wenigstens ein Zahnrad an einem Achsenelement drehbar gelagert ist, indem das Achsenelement in eine beispielsweise zentrale Aufnahme des wenigstens einen Zahnrades eingreift.
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Es ist vorgesehen, dass die Aufnahme des wenigstens einen Zahnrades und das Achsenelement einander korrespondierende Umfangsflächen aufweisen, von denen in axialer Richtung zumindest eine Umfangsfläche eine nach außen gewölbte Kontur und die andere Umfangsfläche eine derart ausgebildete Kontur umfassen, dass die Umfangsflächen an den Konturen gegeneinander abrollen, um das wenigstens eine Zahnrad und das Achsenelement relativ zueinander, beispielsweise von einer Ausgangslage, in eine Schräglage zu bringen.
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Dadurch werden dem wenigstens einen Zahnrad und dem zugehörigen Achsenelement relativ zueinander eine gewisse Bewegungsfreiheit zugestanden, so dass ein dauerhaftes oder kurzzeitiges Schrägstellen des Achsenelementes, beispielsweise aufgrund von betriebsbedingten Verformungen von Bauteilen der Unterbaugruppe, ausgeglichen werden kann. Etwaige Lageänderungen des wenigstens einen Zahnrades im Hinblick auf die Lage seiner Mittelachse können auf diese Weise vermieden oder zumindest auf ein Mindestmaß reduziert werden, so dass das Eingriffsverhalten der miteinander kämmenden Verzahnungen der Zahnräder im Betrieb der Getriebebaugruppe unverändert oder weitgehend unverändert bleibt. Es ist auf diese Weise somit möglichen lokalen Lastüberhöhungen im Eingriffsbereich der miteinander kämmenden Verzahnungen und einer dadurch bedingten Geräuschentwicklung entgegengewirkt. Auch ist dadurch einem erhöhten Bauteilverschleiß entgegengewirkt und damit eine lange Lebensdauer der Unterbaugruppe begünstigt.
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Unter dem Begriff „abrollen“ ist insbesondere zu verstehen, dass die eine Umfangsfläche gegenüber der anderen Umfangsfläche eine rollende Bewegung ausführt bzw. ausführen kann. In entsprechender Weise sind die dazu vorgesehenen Konturen ausgebildet. Unter dem Begriff „nach außen gewölbte Kontur“ ist insbesondere eine konvex gekrümmte Kontur zu verstehen. Die Bezeichnung „nach außen gewölbt“ ist insbesondere derart zu verstehen, dass die Wölbung in Richtung zur Mittelachse gerichtet ist, wenn die nach außen gewölbte Kontur der Umfangsfläche der Aufnahme zugeordnet ist, und dass die Wölbung von der Mittelachse weg, also beispielsweise radial nach außen gerichtet ist, wenn die nach außen gewölbte Kontur der Umfangsfläche des wenigstens einen Achsenelementes zugeordnet ist. Unter dem Begriff „in axialer Richtung“ ist insbesondere in Richtung der Längsachse der Aufnahme und/oder in Richtung der Längsachse des Achsenelementes zu verstehen. Die vorstehend genannte Schräglage kann eine erste Schräglage sein. Beispielsweise ist die Ausgangslage dann keine Schräglage, sondern die Längsachse des Zahnrades und die Längsachse des Achsenelementes liegen auf einer gemeinsamen Achse. Die Schräglage kann eine zweite, dritte oder sonstige Schräglage sein. Die Ausgangslage ist in diesem Fall bereits eine Schräglage.
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Um das Abrollen der einen nach außen gewölbten Kontur gegenüber der anderen Kontur zu erreichen, kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die andere Kontur, also die Kontur der anderen Umfangsfläche, in axialer Richtung gerade verlaufen oder im Wesentlichen gerade verlaufen. Dadurch kann auf bestehende Zahnräder oder Achsenelemente zurückgegriffen werden, deren Umfangskontur üblicherweise in axialer Richtung geradlinig ist. Es können dadurch Kostenvorteile erzielt werden. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Kontur der anderen Umfangsfläche in axialer Richtung ebenfalls nach außen gewölbt ist. Auch durch diese Maßnahme ist ein Abrollen der Konturen gegeneinander ermöglicht.
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Eine Paarung, bestehend aus dem wenigstens einen Zahnrad und dem zugehörigen Achsenelement, kann wie folgt realisiert sein: Die nach außen gewölbte Kontur ist der Umfangsfläche der Aufnahme zugeordnet und die Kontur der Umfangsfläche des Achsenelementes verläuft in axialer Richtung gerade. Alternativ ist die nach außen gewölbte Kontur der Umfangsfläche des Achsenelementes zugeordnet und die Kontur der Umfangsfläche der Aufnahme verläuft in axialer Richtung gerade. Wiederum alternativ sind beide Konturen nach außen gewölbt ausgebildet.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass wenigstens eine der Konturen umlaufend ist. Auch können die beiden Konturen jeweils umlaufend vorgesehen sein. Beispielsweise ist die Aufnahme des Zahnrades im Querschnitt rund, insbesondere kreisrund ausgebildet. Beispielsweise ist das Achsenelemente im Querschnitt rund, insbesondere kreisrund ausgebildet. Beispielsweise ist die Aufnahme durch ein zylindrisches Loch, insbesondere eine Bohrung gebildet. In entsprechender Weise kann das Achsenelement zylinderförmig ausgebildet sein. Das Zahnrad mit der Aufnahme lässt sich in technisch einfacher Weise realisieren, wenn die Aufnahme einen Durchgang durch das wenigstens eine Zahnrad bildet und die Kontur der Umfangsfläche der Aufnahme sich bis in den Endbereich zumindest einer, vorzugsweise beider Eingänge des Durchganges erstreckt.
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Nach einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Zahnrad ein Bestandteil eines Doppel- oder Mehrfachzahnrades ist, welches wenigstens ein weiteres Zahnrad umfasst, indem beispielsweise das wenigstens eine Zahnrad und das wenigstens eine weitere Zahnrad an einem gemeinsamen Grundkörper vorgesehen sind, insbesondere an dem gemeinsamen Grundkörper angeformt oder daraus ausgeformt sind. Beispielsweise ist das wenigstens eine weitere Zahnrad einer anderen der Getriebestufen der Getriebebaugruppe zugeordnet. Dadurch ist eine kompakte Ausführung der Getriebebaugruppe erleichtert, da die wenigstens zwei Zahnräder in einem gemeinsamen Bauteil vereint sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Zahnrad und das wenigstens eine weitere Zahnrad in axialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind und die Aufnahme einen Durchgang durch die Zahnräder in axialer Richtung bildet.
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Es bietet sich an, dass das wenigstens eine Zahnrad ein Kunststoffteil ist, insbesondere aus Kunststoff besteht oder Kunststoff aufweist. Beispielsweise ist das wenigstens eine Zahnrad ein Spritzgießteil. Es ist dadurch eine technisch eine Herstellung des wenigstens einen Zahnrades und der gewünschten Innengeometrie seiner Aufnahme begünstigt.
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Es bietet sich ferner an, dass das wenigstens eine Achsenelement ein Metallteil ist, insbesondere aus Metall besteht oder Metall aufweist. Dadurch ist möglichen Verschleißerscheinungen in der drehbaren Verbindung zwischen dem Achsenelement und dem wenigstens einen Zahnrad entgegengewirkt. Beispielsweise ist das Achsenelement ein Lagerstift oder ein Lagerzapfen oder ein sonstiges, vorzugsweise zylinderförmiges Verbindungselement, welches in die Aufnahme des wenigstens einen Zahnrades eingeführt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Zahnrad ein Stirnrad ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Zahnrad ein Stirnrad mit untersetzender Funktion in der wenigstens einen Getriebestufe ist. Beispielsweise ist die wenigstens eine Getriebestufe eine Stirnradstufe. Dadurch ist die Schrägstellung bei demjenigen Zahnrad der wenigstens einen Getriebestufe zugelassen, bei dem das Auftreten von etwaigen unerwünschten Zwangskräften im Betrieb der Getriebebaugruppe begünstig ist, da es gegenüber dem anderen Zahnrad der wenigstens einen Getriebestufe den größeren Durchmesser aufweist und damit eine größere Hebelwirkung hat.
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Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Getriebestufe eine Planetenradstufe ist und das wenigstens eine Zahnrad ein Sonnenrad oder wenigstens ein Planetenrad der Planetenradstufe ist.
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Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass das wenigstens eine Achsenelement an einer Tragstruktur und/oder einem Gehäuse gehalten ist. Das Achsenelement kann an der Tragstruktur beziehungsweise dem Gehäuse drehbar oder drehfest befestigt sein, beispielsweise in ein Loch der Tragstruktur beziehungsweise ein Loch des Gehäuses eingesteckt sein. Sofern mehrere Achsenelemente vorgesehen sind, können einzelne oder sämtliche der Achsenelemente an der Tragstruktur und/oder dem Gehäuse angeordnet sein.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Tragstruktur in dem Gehäuse lose angeordnet ist und/oder sich gegen das Gehäuse abstützt. Beispielsweise sind zur Abstützung gummielastische oder sonstige elastische Elemente, beispielsweise Dämpfungselemente vorgesehen, um eine Kraftübertragung und/oder Geräuschübertragung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Alternativ kann die Tragstruktur auch gegen das Gehäuse befestigt sein, um im Betrieb auftretende Lastüberhöhungen zumindest teilweise von der Tragstruktur in das Gehäuse abzuleiten. Beispielsweise umfasst die Tragstruktur eine Trägerplatte oder besteht aus einer Trägerplatte oder einem sonstigen plattenförmigen Bauteil.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Getriebemotor für eine elektrisch betätigbare Bremse vorgesehen. Der Getriebemotor umfasst eine Antriebsmaschine und die vorstehend beschriebene Getriebebaugruppe, welche mit der Antriebsmaschine wirkverbunden oder wirkverbindbar ist. Beispielsweise ist die Antriebsmaschine ein Elektromotor. Grundsätzlich ist der Getriebemotor für eine Nutzung im Zusammenhang mit einer Park- bzw. Feststellbremse und/oder einer Betriebsbremse geeignet.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Feststellbremsanlage umfasst den vorstehend beschriebenen Getriebemotor, welcher zum Betätigen wenigstens einer Bremsbacke dient. Die Feststellbremsanlage umfasst ferner ein elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des Getriebemotors, wobei das Steuergerät und die Antriebsmaschine eingerichtet sind, eine von der wenigstens einen Bremsbacke ausgeübten Feststellbremskraft nach einem oder mehreren Vorgabewerten einzustellen, insbesondere stufenlos einzustellen, um eine Parkbremsung bzw. Feststellbremsung auszuführen. Beispielsweise sind in den Vorgabewerten Informationen über die Neigung der Fahrbahn und/oder den Reibwert des Fahrbahnbelages und/oder über den momentanen Fahr- oder Stillstandzustand des Kraftfahrzeuges und/oder über Kenngrößen des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise dem Belastungszustand, enthalten oder zugrunde gelegt. Damit ist ein kontrolliertes Einstellen der von der wenigstens einen zugehörigen Bremsbacke ausgeübten Feststellbremskraft ermöglicht und eine Bremskraftdosierung, beispielsweise für ein komfortables Anfahren des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einer geneigten Fahrbahn, durchführbar.
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Unter der Bezeichnung „Parkbremsung“ ist insbesondere eine Funktion der Feststellbremsanlage zu verstehen, durch welche ein mit der Feststellbremsanlage ausgerüstetes Kraftfahrzeug, insbesondere in Abwesenheit des Fahrers, im Stillstand gehalten wird, wenn eine Parkbremsung erfolgt ist. Es soll dadurch verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug ungewollt davonrollt, selbst wenn das Kraftfahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn steht. Der Vorgang der Parkbremsung ist auch als Feststellbremsung zu bezeichnen.
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Nach einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Betriebsbremsanlage für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Betriebsbremsanlage umfasst den vorstehend beschriebenen Getriebemotor, welcher zum Betätigen wenigstens einer Bremsbacke dient. Die Betriebsbremsanlage umfasst ferner ein elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des Getriebemotors, wobei das Steuergerät und die Antriebsmaschine eingerichtet sind, eine von der wenigstens einen Bremsbacke ausgeübten Bremskraft nach einem oder mehreren Vorgabewerten einzustellen, insbesondere stufenlos einzustellen, um eine Betriebsbremsung auszuführen. Beispielsweise sind in den Vorgabewerten Informationen über den vom Fahrer, einem Fahrerassistenzsystem oder einem autonomen Fahrsystem angeforderten Bremswunsch und/oder die Neigung der Fahrbahn und/oder den Reibwert des Fahrbahnbelages und/oder über den momentanen Fahr-, Verzögerungs- oder Beschleunigungszustand des Kraftfahrzeuges und/oder über Kenngrößen des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise dem Belastungszustand, enthalten oder zugrunde gelegt. Damit ist ein kontrolliertes Einstellen der von der wenigstens einen zugehörigen Bremsbacke ausgeübten Bremskraft ermöglicht und eine Bremskraftdosierung, beispielsweise für ein komfortables Abbremsen des Kraftfahrzeuges durchführbar.
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Unter der Bezeichnung „Betriebsbremsung“ ist insbesondere eine Funktion der Betriebsbremsanlage zu verstehen, durch welche es dem Fahrer, einem Fahrerassistenzsystem oder einem autonomen Fahrsystem ermöglicht ist, die Geschwindigkeit eines mit der Betriebsbremsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeuges während seines Betriebs zu verringern oder das Kraftfahrzeug in den Stillstand zu bringen.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
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Es zeigen:
- 1 eine mögliche Ausführungsform eines Getriebemotors in schematisierter Darstellung,
- 2 eine mögliche Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares mit einem Achsenelement und einem daran drehbar gelagerten Zahnrad in einer Schnittdarstellung,
- 3 eine weitere Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares mit einem Achsenelement und einem daran drehbar gelagerten Zahnrad in einer Schnittdarstellung,
- 4 eine nochmals weitere Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares mit einem Achsenelement und einem daran drehbar gelagerten Zahnrad in einer Schnittdarstellung,
- 5 zwei miteinander kämmende Zahnräder und zwei zugehörige Achsenelemente in der Zahnrad-Achsen-Paarung gemäß der 2, wobei die Achsenelemente sich einerseits an einer Tragstruktur und andererseits an einem Gehäuse abstützen, in einem unbelasteten Zustand der Tragstruktur und
- 6 die Anordnung gemäß der 5 in einem belasteten Zustand der Tragstruktur.
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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Getriebemotors 200, welcher beispielsweise zum Betätigen einer elektrischen Park- bzw. Feststellbremse (EPB) und/oder einer elektromechanischen Betriebsbremse (EMB) eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann. Der Getriebemotor 200 umfasst eine Antriebsmaschine 50, welche beispielsweise ein Elektromotor ist. Ferner umfasst der Getriebemotor 200 eine Getriebebaugruppe 100. Bevorzugt sind die Antriebsmaschine 50 und die Getriebebaugruppe 100 in einem Gehäuse 12, insbesondere einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
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Die Getriebebaugruppe 100 ist eingangsseitig mit der Antriebsmaschine 50 wirkverbunden. Bevorzugt weist die Getriebebaugruppe 100 dazu eine Getriebeeingangswelle 1 auf, welche mit der Abtriebswelle der Antriebsmaschine 50 triebmäßig gekoppelt ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Auch kann die Getriebeeingangswelle 1 durch die Abtriebswelle der Antriebsmaschine 50 gebildet sein. Die Getriebebaugruppe 100 weist ferner eine Getriebeausgangswelle 2 auf, welche mit der Park- bzw. Feststellbremse und/oder der Betriebsbremse, beispielsweise mit einem Hubgetriebe der Park- bzw. Feststellbremse und/oder der Betriebsbremse koppelbar ist. Bevorzugt ist dazu die Getriebeausgangswelle 2 beispielsweise an einem Ende mit einem Zahnrad 14 oder einem sonstigen Übertragungselement gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden ist, oder das Zahnrad 14 bzw. das sonstige Übertragungselement ist an der Getriebeausgangswelle 2 angeformt. Bevorzugt ragt das eine Ende mit dem Zahnrad 14 aus dem Gehäuse 12 heraus und bevorzugt ist an dem Gehäuse 12 im Bereich um das Zahnrad 14 ein Flansch 16 vorgesehen, insbesondere ausgebildet.
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Weiterhin umfasst die Getriebebaugruppe 100 wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Getriebestufen GS1, GS2, GS3, GS4, insbesondere eine erste Getriebestufe GS1, eine zweite Getriebestufe GS2, eine dritte Getriebestufe GS3 und eine vierte Getriebestufe GS4. Bevorzugt sind in Richtung des Kraftflusses gesehen, ausgehend von der Antriebsmaschine 50 die Getriebestufen GS1, GS2, GS3, GS4 in der Reihenfolge erstes Getriebestufe GS1, zweite Getriebestufe GS2, dritte Getriebestufe GS3, vierte Getriebestufe GS4 angeordnet. Bevorzugt sind die erste Getriebestufe GS1, die zweite Getriebestufe GS2 und die dritte Getriebestufe GS3 jeweils Stirnradstufen mit jeweils wenigstens zwei miteinander kämmenden Zahnrädern 1.1, 1.2 bzw. 2.1, 2.2 bzw. 3.1, 3.2, insbesondere einem ersten Zahnrad 1.1 und einem zweiten Zahnrad 1.2 der ersten Getriebestufe GS1, einem ersten Zahnrad 2.1 und einem zweiten Zahnrad 2.2 der zweiten Getriebestufe GS2 und einem ersten Zahnrad 3.1 und einem zweiten Zahnrad 3.2 der dritten Getriebestufe GS3. Bevorzugt ist die vierte Getriebestufe GS4 eine Planetenradstufe mit wenigstens zwei Zahnrädern 4.1, 4.2, von denen beispielsweise ein erstes Zahnrad 4.1 ein Sonnenrad und ein zweites Zahnrad 4.2 ein mit dem Sonnenrad kämmendes Planetenrad ist. Bevorzugt ist wenigstes ein weiteres zweites Zahnrad 4.2' vorgesehen, welches ein Planetenrad ist. Bevorzugt ist ferner ein drittes Zahnrad 4.3 vorgesehen, welches als Hohlrad mit Innenverzahnung ausgebildet ist. Das dritte Zahnrad 4.3 kämmt über die Innenverzahnung mit dem wenigstens einen zweiten Zahnrad 4.2 bzw. 4.2'.
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Bezüglich der ersten Getriebestufe GS1 ist das erste Zahnrad 1.1 mit der Getriebeeingangswelle 1 drehfest verbunden und das zweite Zahnrad 1.2 ist an einem ersten Achsenelement 3 drehbar gelagert. Bezüglich der zweiten Getriebestufe GS2 ist das erste Zahnrad 2.1 ebenfalls an dem ersten Achsenelement 3 drehbar gelagert und es ist das zweite Zahnrad 2.2 an einem zweiten Achsenelement 4 drehbar gelagert. Bezüglich der dritten Getriebestufe GS3 ist das erste Zahnrad 3.1 ebenfalls an dem zweiten Achsenelement 4 drehbar gelagert und es ist das zweite Zahnrad 3.2 an einem dritten Achsenelement 5 drehbar gelagert. Bevorzugt sind das erste Achsenelement 3 und/oder das zweite Achsenelement 4 und/oder das dritte Achsenelement 5 an einer Tragstruktur 10, insbesondere einer gemeinsamen Tragstruktur 10, und/oder an dem Gehäuse 12 befestigt oder gehalten, insbesondere in Einsteckaufnahmen lösbar eingesteckt. Die Tragstruktur 10 kann plattenförmig ausgebildet sein oder zumindest einen plattenförmigen Abschnitt aufweisen. Beispielsweise ist die Tragstruktur 10 lose in dem Gehäuse 12 angeordnet und/oder stützt sich gegen das Gehäuse 12 ab. Beispielsweise ist die Tragstruktur 10 ein Kunststoffteil, welches aus einem Kunststoffmaterial besteht oder ein Kunststoffmaterial aufweist.
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Zur Weiterleitung des Kraftflusses von der ersten Getriebestufe GS1 an die zweite Getriebestufe GS2 sind bevorzugt das zweite Zahnrad 1.2 der ersten Getriebestufe GS1 und das erste Zahnrad 2.1 der zweiten Getriebestufe GS2 miteinander drehfest verbunden oder als Doppelzahnrad aus einem gemeinsamen Grundkörper 30 gebildet, insbesondere geformt. Zur Weiterleitung des Kraftflusses von der zweiten Getriebestufe GS2 an die dritte Getriebestufe GS3 ist beispielsweise bei der Getriebebaugruppe 100 ein einziges Zahnrad vorgesehen, welches die Funktion des zweiten Zahnrades 2.2 der zweiten Getriebestufe GS2 und ebenso die Funktion des ersten Zahnrades 3.1 der dritten Getriebestufe GS3 ausübt. Dieses Zahnrad ist ein Zwischenrad und dient beispielsweise der Stabilisierung der Getriebebaugruppe 100 bei der Kraftübertragung. Zur Weiterleitung des Kraftflusses von der dritten Getriebestufe GS3 an die vierte Getriebestufe GS4 sind bevorzugt das zweite Zahnrad 3.2 der dritten Getriebestufe GS3 und das erste Zahnrad 4.1 der vierten Getriebestufe GS4 miteinander drehfest verbunden oder als Doppelzahnrad aus einem gemeinsamen Grundkörper 30' gebildet, insbesondere geformt.
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Bezüglich der vierten Getriebestufe GS 4 ist das wenigstens eine zweite Zahnrad 4.2 bzw. 4.2' an einem zugehörigen vierten Achsenelement 6 bzw. 6' drehbar gelagert. Bevorzugt ist das wenigstens eine vierte Achsenelement 6 bzw. 6' an einem Planetenradträger 4.4 der vierten Getriebestufe GS4 befestigt oder gehalten, insbesondere in einer Einsteckaufnahme lösbar eingesteckt. Um den Kraftfluss von der vierten Getriebestufe GS4 auf die Getriebeausgangswelle 2 oder das Zahnrad 14 weiterzuleiten, ist der Planetenradträger 4.4 mit der Getriebeausgangswelle 2 oder dem Zahnrad 14 drehfest verbunden oder daran angeformt. Bevorzugt ist es ferner vorgesehen, dass das als Hohlrad ausgebildete dritte Zahnrad 4.3 gegen das Gehäuse 12 und/oder die Tragstruktur 10 festgesetzt ist, insbesondere mit der Tragstruktur 10 und/oder dem Gehäuse 12 angeformt ist.
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2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares 60 mit einem Achsenelement L1 und einem daran drehbar gelagerten Zahnrad Z1 in einer Schnittdarstellung. Bei dem Achsenelement L1 kann es sich um wenigstens eines der vorstehend beschriebenen Achsenelemente der Getriebebaugruppe 100 handeln, beispielsweise um das erste Achsenelement 3 und/oder das zweite Achsenelement 4 und/oder das dritte Achsenelement 5 und/oder das vierte Achsenelement 6 bzw. 6'. Insofern kann es sich bei dem Zahnrad Z1 um das zweite Zahnrad 1.2 der ersten Getriebestufe GS1 und/oder das erste Zahnrad 2.1 der zweiten Getriebestufe GS2 und/oder das erste Zahnrad 3.1 der dritten Getriebestufe GS3 und/oder das zweite Zahnrad 3.2 der dritten Getriebestufe GS3 und/oder das erste Zahnrad 4.1 der vierten Getriebestufe GS4 und/oder das wenigstens eine zweite Zahnrad 4.2 bzw. 4.2' der vierten Getriebestufe GS4 handeln.
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Wie aus der 2 ersichtlich ist, weist das Zahnrad Z1 eine Aufnahme 18 auf, in welche das Achsenelement L1 eingreift. Beispielsweise ist die Aufnahme 18 ein Loch oder Durchgangsloch, insbesondere eine Bohrung oder Durchgangsbohrung. Bevorzugt ist die Aufnahme 18 im Querschnitt rund, insbesondere kreisrund ausgebildet. Bevorzugt ist das Achsenelement L1 im Querschnitt entsprechend rund, insbesondere kreisrund ausgebildet. Beispielsweise ist das Achsenelement L1 ein Zapfenelement oder ein Stiftelement, welches insbesondere zylinderförmig ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Aufnahme 18 eine Umfangsfläche 20 und das Achsenelement L1 eine mit der Umfangsfläche 20 korrespondierende Umfangsfläche 22 umfassen. Bevorzugt ist es ferner vorgesehen, dass in Richtung der Längsachse 24 der Aufnahme 18 die Umfangsfläche 20 eine nach außen gewölbte Kontur 26 und in Richtung der Längsachse 25 des Achsenelementes L1 die Umfangsfläche 22 eine derart ausgebildete Kontur 28 umfassen, dass die Umfangsflächen 20, 22 an den Konturen 26, 28 gegeneinander abrollen, um das Zahnrad Z1 und das Achsenelement L1 relativ zueinander in eine Schräglage zu bringen. In der 2 sind das Achsenelement L1 und das Zahnrad Z1 zueinander in einer Ausgangslage angeordnet. Bevorzugt liegen in der Ausgangslage die Längsachse 24 der Aufnahme 18 und die Längsachse 25 des Zahnrades Z1 auf einer gemeinsamen Achse. In der 2 ist die Kontur 28 der Umfangsfläche 22 des Achsenelementes L1 in axialer Richtung gerade verlaufend ausgebildet. Beispielsweise weist das Achsenelement L1 einen in Richtung seiner Längsachse 25 einen gleichbleibenden oder im Wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser auf.
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Durch die Konturen 26, 28 der Umfangsflächen 20, 22 weisen das Zahnrad Z1 und das zugehörige Achsenelement L1 relativ zueinander eine gewisse Bewegungsfreiheit auf, so dass ein dauerhaftes oder kurzzeitiges Schrägstellen des Achsenelementes L1 ausgeglichen werden kann, ohne dass sich die Lage des Zahnrades Z1 ändert oder zumindest nur geringfügig ändert. Es ist auf diese Art und Weise gewährleistet, dass bei Lageänderungen des Achsenelementes L1 das Zahnrad Z1 mit einem damit kämmenden anderen (in der 2 nicht dargestellten) Zahnrad der Eingriffsbereich der Verzahnungen unverändert aufrecht erhalten bleibt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares 60' in einer Schnittdarstellung. Das Zahnrad-Achsen-Paar 60' der 3 unterscheidet sich von dem Zahnrad-Achsen-Paar 60 der 2 unter anderem dadurch, dass ein Achsenelement L1' vorgesehen ist, welches eine Umfangsfläche 22' aufweist, die in axialer Richtung eine nach außen gewölbte Kontur 28' hat, und dass ein Zahnrad Z1' vorgesehen ist, welches eine Umfangsfläche 20' hat, die in axialer Richtung eine geradlinig verlaufende oder im Wesentlichen geradlinig verlaufende Kontur 26' hat. Beispielsweise ist die Aufnahme 18' des Zahnrades Z1' durch eine Bohrung oder Durchgangsbohrung mit in axialer Richtung im Wesentlichen gleichbleibendem oder gleichbleibendem Querschnitt gebildet. Demgegenüber ist durch die nach außen gewölbte Kontur 28' des Achsenelementes L1' die Umfangsfläche 22' des Achsenelementes L1' durch eine konvexe Außengeometrie realisiert.
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4 zeigt eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Zahnrad-Achsen-Paares 60' in einer Schnittdarstellung. Das Zahnrad-Achsen-Paar 60" ist eine Kombination der Zahnrad-Achsen-Paare 60 der 1 und des Zahnrad-Achsen-Paares 60' der 3 im Hinblick auf die nach außen gewölbten Konturen. Das Zahnrad-Achsen-Paar 60" weist das Zahnrad Z1 der 2 und das Achsenelement L1' der 3 auf. Insofern ist sowohl das Achsenelement L1' als auch das Zahnrad Z1 durch eine nach außen gewölbte Kontur gebildet.
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5 zeigt beispielhaft eine Anordnung des Zahnrad-Achsen-Paares 60 der 2 mit einem weiteren Zahnrad-Achsen-Paar, welches baugleich mit dem Zahnrad-Achsen-Paar 60 sein kann. Das Zahnrad Z1 des Zahnrad-Achsen-Paares 60 kämmt mit einem Zahnrad Z2 des anderen Zahnrad-Achsen-Paares, wobei das Achsenelement L1 des Zahnrad-Achsen-Paares 60 einerseits gegen eine Tragstruktur und andererseits gegen ein Gehäuse sich abstützt oder jeweils darin gehalten ist. Die Tragstruktur kann die Tragstruktur 10 der Getriebebaugruppe 100 gemäß der 1 sein. Ebenso kann das Gehäuse das Gehäuse 12 der Getriebebaugruppe 100 gemäß der 1 sein. Bei dem Zahnrad Z2 ist ebenfalls ein zugehöriges Achsenelement L2 einerseits an der Tragstruktur 10 und andererseits an dem Gehäuse 12 abgestützt, insbesondere an diesen gehalten.
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Die 5 zeigt die Anordnung in einem unbelasteten Zustand. Beispielsweise liegt ein solcher unbelasteter Zustand vor, wenn die Getriebebaugruppe 100 bzw. der Getriebemotor 200 ausgeschaltet ist und insofern keine oder nur geringfügige Kräfte zu übertragen sind. Im Falle, dass nunmehr eine Kraftübertragung über die Unterbaugruppe 100 bzw. durch den Getriebemotor 200 stattfinden soll, kann es passieren, dass beispielsweise die Tragstruktur 10 und/oder das Gehäuse 12 sich verformen. 6 zeigt einen solchen Zustand, in dem sich zumindest die Tragstruktur 10 geringfügig verformt hat, beispielsweise in eine Richtung gewölbt ausgebogen ist, wodurch sich die Position der Achsenelemente L1 und L2 zueinander verändert hat. Aufgrund der vorgesehenen Konturen 26 und 28 an den einander korrespondieren Umfangsflächen 20 und 22 der Aufnahme 18 an dem Zahnrad Z1 und dem Außenumfang des Achsenelementes L1 und in gleicher Weise im Hinblick auf das Zahnrad Z2 und das Achsenelement L2 wird dem gesamten System eine solche Verformung zugestanden, ohne dass dadurch sich die Position der einander kämmenden Zahnräder Z1 und Z2 in ihrer Lage zueinander ändert. Es bleibt daher der Eingriffsbereich der gegeneinander kämmenden Verzahnungen des Zahnrades Z1 und des Zahnrades Z2 auf diese Weise unverändert aufrechterhalten.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Bezugnahme auf einen bestimmten Aspekt oder eine bestimmte Ausführungsform oder eine bestimmte Ausgestaltung, dass ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem jeweiligen Aspekt oder der jeweiligen Ausführungsform oder der jeweiligen Ausgestaltung beschrieben ist, zumindest dort enthalten ist, aber nicht notwendigerweise in allen Aspekten oder Ausführungsformen oder Ausgestaltungen der Erfindung enthalten sein muss. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jede Kombination der verschiedenen Merkmale und/oder Strukturen und/oder Eigenschaften, welche in Bezug auf die Erfindung beschrieben sind, von der Erfindung umfasst sind, sofern dies nicht ausdrücklich oder eindeutig durch den Zusammenhang widerlegt ist.
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Die Verwendung von einzelnen oder allen Beispielen oder einer beispielhaften Ausdrucksweise im Text soll lediglich die Erfindung beleuchten und stellt keine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Erfindung dar, wenn nichts anders behauptet wird. Auch ist keine Ausdrucksweise oder Formulierung der Beschreibung so zu verstehen, dass es sich um ein nicht beanspruchtes, aber für die Praxis der Erfindung wesentliches Element handelt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeingangswelle
- 2
- Getriebeausgangswelle
- 3
- erstes Achsenelement
- 4
- zweites Achsenelement
- 5
- drittes Achsenelement
- 6
- viertes Achsenelement
- 6'
- weiteres viertes Achsenelement
- L1
- Achsenelement
- L1'
- Achsenelement
- L2
- Achsenelement
- Z1
- Zahnrad
- Z1'
- Zahnrad
- Z2
- Zahnrad
- 10
- Tragstruktur
- 12
- Gehäuse
- 14
- Zahnrad
- 16
- Flansch
- 18
- Aufnahme
- 18'
- Aufnahme
- 20
- Umfangsfläche
- 20'
- Umfangsfläche
- 22
- Umfangsfläche
- 22'
- Umfangsfläche
- 24
- Längsachse
- 25
- Längsachse
- 26
- Kontur
- 26'
- Kontur
- 28
- Kontur
- 28'
- Kontur
- 30
- Grundkörper
- 30'
- Grundkörper
- GS1
- erste Getriebestufe
- GS2
- zweite Getriebestufe
- GS3
- dritte Getriebestufe
- GS4
- vierte Getriebestufe
- 1.1
- erstes Zahnrad der ersten Getriebestufe
- 1.2
- zweites Zahnrad der ersten Getriebestufe
- 2.1
- erstes Zahnrad der zweiten Getriebestufe
- 2.2
- zweites Zahnrad der zweiten Getriebestufe
- 3.1
- erstes Zahnrad der dritten Getriebestufe
- 3.2
- zweites Zahnrad der dritten Getriebestufe
- 4.1
- erstes Zahnrad der vierten Getriebestufe
- 4.2
- zweites Zahnrad der vierten Getriebestufe
- 4.2'
- weiteres zweites Zahnrad der vierten Getriebestufe
- 4.3
- drittes Zahnrad der vierten Getriebestufe
- 4.4
- Planetenradträger der vierten Getriebestufe
- 50
- Antriebsmaschine
- 60
- Zahnrad-Achsen-Paar
- 60'
- Zahnrad-Achsen-Paar
- 60"
- Zahnrad-Achsen-Paar
- 100
- Getriebebaugruppe
- 200
- Getriebemotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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