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Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe mit einer Doppelkupplungsvorrichtung, umfassend eine Welle und eine Nabe, die an einer Außenumfangsfläche der Welle angeordnet und drehfest mit der Welle verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Doppelkupplungsvorrichtung und eine Welle-Nabe-Verbindung.
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Die
EP 2 990 678 A1 offenbart eine Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend Drehmomenteingangsmittel, die dazu bestimmt sind, mit einer Kurbelwelle gekoppelt zu werden, eine erste Drehmomentausgangswelle, eine zweite Drehmomentausgangswelle, einen ersten Kupplungsmechanismus, der geeignet ist, die Drehmomenteingangsmittel und die erste Drehmomentausgangswelle zu koppeln oder zu entkoppeln, und einen zweiten Kupplungsmechanismus, der geeignet ist, die Drehmomenteingangsmittel und die zweite Drehmomentausgangswelle zu koppeln oder zu entkoppeln. Der erste und der zweite Kupplungsmechanismus weisen erste bzw. zweite Scheiben auf, die auf einer ersten bzw. einer zweiten äußeren Halterung angebracht sind, die zu den Drehmomenteingangsmitteln gehört. Der erste und der zweite Kupplungsmechanismus weist außerdem erste bzw. zweite Gegenscheiben auf, die auf einer ersten bzw. einer zweiten inneren Halterung angebracht sind, die mit der ersten bzw. mit der zweiten Drehmomentausgangswelle drehgekoppelt ist. Die erste innere Halterung und/oder die zweite innere Halterung weist eine radial innere Nabe auf, die um die entsprechende Drehmomentausgangswelle angebracht ist, wobei die Nabe und die entsprechende Drehmomentausgangswelle komplementäre Drehkopplungsmittel und Mittel zur axialen Positionierung der Nabe auf der entsprechenden Drehmomentausgangswelle aufweisen. Die Mittel zur axialen Positionierung umfassen wenigstens eine Nut, die in der entsprechenden Drehmomentausgangswelle ausgebildet ist, wenigstens eine Nut, die in der Nabe ausgebildet ist, und wenigstens einen Federring, der geeignet ist, zwischen einer entriegelten Position, in welcher der Federring in der Nut der entsprechenden Drehmomentausgangswelle aufgenommen ist, um die Anbringung der Nabe um die entsprechende Ausgangswelle zu ermöglichen, und einer verriegelten Position, in welcher der Federring gleichzeitig in der Nut der entsprechenden Ausgangswelle und in der Nut der Nabe aufgenommen ist, um die entsprechende innere Halterung auf der entsprechenden Ausgangswelle axial zu arretieren, verformt zu werden. Mit anderen Worten ist die Ausgangswelle drehfest mit der Nabe verbunden und in axialer Richtung über den Federring starr mit der Nabe gekoppelt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Welle-Nabe-Verbindung weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe mit einer Doppelkupplungsvorrichtung umfasst eine Welle und eine Nabe, die an einer Außenumfangsfläche der Welle angeordnet und drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei ein Sicherungsring zur axialen Positionierung der Welle zur Nabe in einer umlaufenden Nut an einer Innenumfangsfläche der Nabe sowie in einer umlaufenden Nut an einer Außenumfangsfläche der Welle angeordnet ist, wobei ferner wirksam zwischen der Welle und der Nabe ein Federelement angeordnet ist, wobei das Federelement axial zwischen einer ersten Schulter an der Welle und einer zweiten Schulter an der Nabe vorgespannt ist, um die Welle und die Nabe in axialer Richtung zu verspannen.
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Die Welle-Nabe-Verbindung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment und eine Drehzahl von der Welle auf die Nabe zu übertragen bzw. umgekehrt ein Drehmoment und eine Drehzahl von der Nabe auf die Welle zu übertragen. Dazu sind die Welle und die Nabe drehfest miteinander verbunden.
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Das Federelement ist dazu eingerichtet einen Kraftausgleich zu den Zug- und Schubkräften, die aus der drehfesten Verbindung zwischen der Welle und der Nabe resultieren, zu erzeugen. Mit anderen Worten sind die Welle und die Nabe über das dazwischen wirksam angeordnete Federelement derart in axialer Richtung zueinander verspannt, dass eine spielfreie axiale Verbindung zwischen der Welle und der Nabe erzeugt wird.
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Unter einer Schulter ist ein Anlageabschnitt oder ein Versatz an der Welle oder Nabe zu verstehen, der dazu eingerichtet ist, das Federelement axial aufzunehmen. Insbesondere ist die jeweilige Schulter in radialer Richtung an der Welle bzw. an der Nabe ausgebildet und weist eine jeweilige stirnseitige Anlagefläche für das Federelement auf. Die Vorspannung des Federelements erfolgt durch eine Stauchung des Federelements in axialer Richtung bzw. in Längsrichtung der Welle.
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Bevorzugt ist an der jeweiligen ersten und zweiten Schulter eine jeweilige umlaufende Nut zur zumindest teilweisen axialen Aufnahme des Federelements ausgebildet. Insbesondere bildet die jeweilige Nut einen umlaufenden Ringabschnitt an der Nabe bzw. an der Welle aus, um eine Verlagerung des Federelements radial nach außen zu begrenzen. Radial nach innen ist das Federelement insbesondere durch die Außenumfangsfläche der Welle begrenzt.
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Vorzugsweise ist ein axiales Abmaß mindestens einer der beiden umlaufenden Nuten größer als ein axiales Abmaß des Sicherungsrings. Mit anderen Worten ist zwischen dem Sicherungsring und mindestens einer der beiden umlaufenden Nuten Spiel ausgebildet. Dieses Spiel ermöglicht eine vordefinierte sowie begrenzte axiale Verschiebung zwischen der Welle und der Nabe. Ferner ist aufgrund der Vorspannung mittels des Federelements eine präzise sowie reproduzierbare axiale Positionierung der Welle zur Nabe möglich.
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Beispielsweise ist das axiale Abmaß der umlaufenden Nut an der Innenumfangsfläche der Nabe oder das axiale Abmaß der umlaufenden Nut an der Außenumfangsfläche der Welle größer als das axiale Abmaß des Sicherungsrings. Alternativ sind sowohl das axiale Abmaß der umlaufenden Nut an der Innenumfangsfläche der Nabe als auch das axiale Abmaß der umlaufenden Nut an der Außenumfangsfläche der Welle jeweils größer als das axiale Abmaß des Sicherungsrings. Insbesondere weist der Sicherungsring eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf, wobei ein Durchmesser der Querschnittsfläche des Sicherungsringes kleiner als ein axiales Abmaß mindestens einer der beiden umlaufenden Nuten ist.
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Bevorzugt ist das Federelement als Druckfeder ausgebildet und erstreckt sich umlaufend entlang eines axialen Abschnittes der Außenumfangsfläche der Welle. Somit ist die Druckfeder spiralförmig ausgebildet und an einem axialen Abschnitt der Außenumfangsfläche der Welle derart angeordnet, dass die Druckfeder einerseits an der Nabe sowie andererseits an der Welle axial zur Anlage kommt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Nabe mit einem Lamellenträger für eine Kupplung drehfest verbunden. Insbesondere ist der Lamellenträger als Innenlamellenträger ausgebildet, wobei die Kupplung als Doppelkupplung ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Nabe und der Lamellenträger einteilig ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Welle mit einem Sonnenrad drehfest verbunden. Mithin ist die Welle als Sonnenradwelle ausgebildet. Insbesondere ist die Welle als Eingangswelle vorgesehen, wobei über die Welle eine Eingangsdrehzahl und ein Eingangsdrehmoment von einer Antriebsmaschine eingespeist werden kann. Alternativ kann die Welle als Ausgangswelle ausgebildet sein.
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Im Wesentlichen hängt die Vorspannkraft des Federelements von der Axialkraft der Verzahnung an der Sonnenradwelle ab. Die Vorspannkraft des Federelements ist insbesondere größer als die maximal auftretende Axialkraft der Verzahnung an der Sonnenradwelle.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine Passverzahnung radial zwischen der Welle und der Nabe ausgebildet ist. Unter einer Passverzahnung bzw. Steckverzahnung ist ein verzahnter Bereich an der Innenumfangsfläche der Nabe sowie ein verzahnter Bereich an der Außenumfangsfläche der Welle zu verstehen, wobei die beiden verzahnten Bereiche korrespondierend zueinander ausgebildet sind, um eine formschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen der Welle und der Nabe zu realisieren. Zur Montage der Welle-Nabe-Verbindung wird die Welle axial in die Nabe eingeführt, wobei dadurch die verzahnten Bereiche formschlüssig zusammenwirken.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Doppelkupplungsvorrichtung und eine erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe, und
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines teilweise dargestellten Getriebes mit einer Doppelkupplungsvorrichtung und einer Welle-Nabe-Verbindung.
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Gemäß den 1 und 2 umfasst eine jeweilige erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe 11, das zumindest teilweise in 2 dargestellt ist, eine Welle 1 und eine Nabe 2, die an einer Außenumfangsfläche der Welle 1 angeordnet und drehfest mit der Welle 1 verbunden ist.
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In 1 ist die Welle-Nabe-Verbindung während einer Montage von Welle 1 und der Nabe 2 dargestellt. Deswegen ist eine Passverzahnung 9, die radial zwischen der Welle 1 und der Nabe 2 ausgebildet ist, zumindest teilweise abgebildet. Nach der Montage ist die Welle 1 so weit axial in die Nabe 2 eingedrungen, dass es zu einer vollständigen Überdeckung der Passverzahnung 9 kommt.
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Ein Sicherungsring 5 ist zur axialen Positionierung der Welle 1 zur Nabe 2 in einer umlaufenden Nut 7 an einer Außenumfangsfläche der Welle 1 angeordnet. Nach der Montage greift der Sicherungsring 5 zusätzlich in eine umlaufende Nut 6 an einer Innenumfangsfläche der Nabe 2, wodurch die axiale Positionierung der Welle 1 zur Nabe 2 erfolgt. Ein axiales Abmaß beider umlaufender Nuten 6, 7 ist größer als ein axiales Abmaß des Sicherungsrings 5. Mithin ist ein axiales Spiel zwischen dem Sicherungsring 5 und den beiden Nuten 6, 7 vorgesehen.
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Axial zwischen der Welle 1 und der Nabe 2 ist ein Federelement 3 angeordnet, wobei das Federelement 3 dazu ausgebildet ist, nach der Montage axial zwischen einer ersten Schulter 4a an der Welle 1 und einer zweiten Schulter 4b an der Nabe 2 zur Anlage zu kommen, um die Welle 1 und die Nabe 2 in axialer Richtung zu verspannen. Das Federelement 3 ist als Druckfeder ausgebildet und erstreckt sich umlaufend entlang eines axialen Abschnittes der Außenumfangsfläche der Welle 1. An der jeweiligen ersten und zweiten Schulter 4a, 4b ist eine jeweilige umlaufende Nut 10a, 10b zur zumindest teilweisen axialen Aufnahme des Federelements 3 ausgebildet. Die Nabe 2 ist mit einem Lamellenträger 2a für eine Kupplung 8a, die in 2 dargestellt ist, drehfest verbunden. Ferner ist die Welle 1 mit einem Sonnenrad 1a drehfest verbunden.
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Gemäß 2 ist die Welle-Nabe-Verbindung im Montierten Zustand in dem teilweise dargestellten Getriebe 11 gezeigt. Bis auf das axiale Abmaß der Welle 1 ist die Welle-Nabe-Verbindung gemäß 2 identisch zu der Welle-Nabe-Verbindung gemäß 1 ausgebildet. Der Sicherungsring 5 befindet sich zur axialen Positionierung der Welle 1 zur Nabe 2 in einer umlaufenden Nut 6 an einer Innenumfangsfläche der Nabe 2 sowie in einer umlaufenden Nut 7 an einer Außenumfangsfläche der Welle 1, wobei wirksam zwischen der Welle 1 und der Nabe 2 das Federelement 3 vorgespannt ist, um die Welle 1 und die Nabe 2 in axialer Richtung zu verspannen und eine spielfreie axiale Verbindung zu ermöglichen.
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Das Getriebe 11 umfasst eine Doppelkupplungsvorrichtung 12 mit einer ersten und zweiten Kupplung 8a, 8b. Der Innenlamellenträger 2a der ersten Kupplung 8a ist einteilig mit der Nabe 2 verbunden. Ferner ist die Welle 1 einteilig mit dem Sonnenrad 1a verbunden und bildet eine erste Eingangswelle des Getriebes 11. Koaxial zur Welle 1 ist eine Sonnenradwelle 13 angeordnet, die drehfest mit einem zweiten Innenlamellenträger 2b der zweiten Kupplung 8b verbunden ist und eine zweite Eingangswelle bildet. Eine Ausgangswelle 14 ist koaxial zu der Welle 1 und der Sonnenradwelle 13 angeordnet sowie drehfest mit einem jeweiligen Außenlamellenträger 15a, 15b der jeweiligen Kupplung 8a, 8b verbunden. Ein Lagerelement 16 ist an der Sonnenradwelle 13 angeordnet, um die Sonnenradwelle 13 gegenüber eines - hier nicht dargestellten - Bauteils, beispielsweise eines Gehäuses, drehbar zu lagern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Welle
- 1a
- Sonnenrad
- 2
- Nabe
- 2a
- Lamellenträger
- 2b
- Lamellenträger
- 3
- Federelement
- 4a, 4b
- Schulter
- 5
- Sicherungsring
- 6
- Nut
- 7
- Nut
- 8a, 8b
- Kupplung
- 9
- Passverzahnung
- 10a, 10b
- Nut
- 11
- Getriebe
- 12
- Doppelkupplungsvorrichtung
- 13
- Welle
- 14
- Ausgangswelle
- 15a, 15b
- Außenlamellenträger
- 16
- Lagerelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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