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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung für eine Getriebeanordnung mit zwei Getriebeelementen.
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Die Erfindung betrifft weiter einen Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung.
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Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Getriebeelemente anwendbar ist, wird diese in Bezug auf Getriebeelemente in Form von Zahnrädern erläutert.
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Zahnräder, welche beispielsweise in einem Getriebe laufen und in Eingriff mit einem weiteren Zahnrad stehen, weisen ein Zahnspiel auf, welches bei einer Drehrichtungsumkehr zu einem Schlagen in der Verzahnung führen kann. Dies führt zu einem erhöhten Verschleiß und verringert die Lebensdauer des Getriebes insgesamt. Darüber hinaus führt dies zu ungewollten Geräuschen und Vibrationen.
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Aus der
WO 03/056141 A1 ist ein Zahnrad bekannt geworden, bei dem zwei axial angeordnete Zahnräder über eine kreisringsegmentförmige Torsionsfeder gegeneinander verspannt werden, sodass das Zahnspiel bei geringen Drehmomentübertragungsmomenten zumindest reduziert werden kann.
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Aus der
DE 10 2015 206 063 A1 ist weiter ein Zahnrad für ein Zahnradgetriebe bekannt geworden. Dabei ist das Zahnrad in zwei axial einander benachbarte Stimmräder geteilt und weist eine kreisringsegmentförmige Torsionsfeder auf, zwischen deren umfangseitig einander gegenüberliegenden Federenden ein Schlitz ausgebildet ist, in den zwei jeweils einem der beiden Stimmräder zugeordnete Nocken eingreifen, von denen der eine Nocken einem der beiden Federenden und der andere Nocken dem anderen Federende zugeordnet ist, wobei die Nocken in axialer Richtung zumindest im wesentlichen überdeckungsfrei angeordnet sind.
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Aus der
DE 20 2010 016 197 U1 ist weiter ein spielfrei laufendes Zahnrad mit einer Achse bekannt geworden. Das Zahnrad weist eines bezüglich dieser Achse drehfestes erstes Teilzahnrad und eines bezüglich dieser Achse drehverstellbares zweites Teilzahnrad mit im wesentlichen identischer Zahnausbildung und -teilung wie beim ersten Teilzahnrad auf, wobei die beiden Teilzahnräder koaxial und benachbart angeordnet sind und zusammen ein Gesamtzahnrad bilden. Dabei ist das bezüglich der Achse drehverstellbare zweite Teilzahnrad mittels einer Hirth-Verzahnung und Spanneinrichtungen bezüglich des ersten Teilzahnrades in eine Drehstellung vorgespannt, in der die Zähne der beiden Teilzahnräder in Umfangsrichtung gegeneinander verstellt sind.
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Nachteilig dabei ist, dass der Aufbau kompliziert ist und erheblichen Bauraum, insbesondere in axialer Richtung, benötigt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache und kompakte Dämpfungsvorrichtung für eine Getriebeanordnung bereitzustellen, die eine verbesserte Dämpfung zum Vermeiden von Schlagen oder Spiel beim Zusammenwerken der beiden Getriebeelemente, insbesondere eine Verringerung des Zahnspiels auch bei größeren Übertragungsmomenten ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe bei einer Dämpfungsvorrichtung für eine Getriebeanordnung mit zwei Getriebeelementen, insbesondere in Form vom Zahnrädern, umfassend einer Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen den beiden Getriebeelementen, dadurch, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet ist, zumindest teilweise eine rotatorische Relativbewegung zwischen den beiden Getriebeelementen in eine axiale Relativbewegung zwischen den beiden Getriebeelementen umzusetzen, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung in axialer Richtung zwischen den beiden Getriebeelementen angeordnet ist und mit einer Spanneinrichtung zum axialen Verspannen der beiden Getriebeelemente gegeneinander zusammenwirkt.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung und einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-10.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass zum einen ein kompakter Aufbau ermöglicht wird, zum anderen wird das Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen auch bei größeren Übertragungsmomenten durch sowohl die rotatorische als auch axiale Bewegung von erstem und zweitem Zahnrad zueinander reduziert.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar:
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Hülse mit zumindest einer Vertiefung und/oder einer Erhöhung auf ihrer Umfangsfläche, die in zumindest eine entsprechende Erhöhung und/oder Vertiefung zumindest eines der Getriebeelemente eingreift. Vorteil hiervon ist, dass damit auf einfache Weise eine rotatorische oder eine axiale Bewegung zwischen den beiden Getriebeelementen, insbesondere Zahnrädern ermöglicht werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Vertiefung und/oder Erhöhung mit einer Steigung verlaufend ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass gleichzeitig eine axiale als auch rotatorische Bewegung zwischen erstem und zweitem Zahnrad auf einfache und zuverlässige Weise ermöglicht wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Spanneinrichtung ein Federelement insbesondere in Form einer Tellerfeder auf. Damit kann auf einfache Weise eine axiale Verspannung zwischen den beiden Zahnrädern bei gleichzeitig kompakten Bauraum zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Hülse mit dem ersten Getriebeelement fest verbunden, insbesondere über eine Pressverbindung. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Festlegung der Hülse an dem ersten Getriebeelement.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das zweite Getriebeelement eine Aussparung auf, in der zumindest eine Erhöhung angeordnet ist, und die Hülse auf ihrer Umfangsfläche zumindest eine Vertiefung, die zu der zumindest einen Erhöhung des zweiten Getriebeelements korrespondiert. Vorteil hiervon ist, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung auf besonders einfache Weise herstellbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Hülse in einer Aussparung des ersten Getriebeelements festgelegt. Vorteil hiervon ist, dass die Hülse noch einfacher am ersten Getriebeelement festlegbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Innendurchmesser der Aussparung des ersten Getriebeelements kleiner als der des zweiten Getriebeelements. Damit lässt sich auf besonders einfache Weise eine Drehmomentübertragung von erstem Getriebeelement zu zweitem Getriebeelement mittels der Hülse ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Hülse in axialer Richtung radial gestuft ausgebildet, wobei auf der äußeren Stufe die zumindest eine Vertiefung und/oder Erhöhung angeordnet ist. Damit lässt sich eine besonders zuverlässige und gleichzeitig einfache Montage der Hülse am ersten Getriebeelement in dessen Aussparung vornehmen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Getriebeelemente als Zahnräder ausgebildet und/oder koaxial zueinander angeordnet. Vorteil hiervon ist eine einfache Montage und Integration, beispielsweise in ein Planetengetriebe.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt in schematischer Form
- 1 eine Getriebeanordnung mit einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung und
- 2 im Querschnitt eine Getriebeanordnung mit einer Dämpfungsvorrichtung im zusammengebauten Zustand der Ausführungsform der 1,
- 3 einen Wankstabilisator mit einem Getriebe und einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Getriebeanordnung mit einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung.
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1 zeigt eine Zahnradanordnung umfassend zwei koaxial gelagerte Zahnräder 1, 2, welche durch ein Federelement 3 und ein Spindelelement 4 gegeneinander verspannbar sind. Im Detail ist das Spindelelement 4 in Form einer Spindelhülse 4 ausgebildet, die fest mit dem ersten Zahnrad 1 verbunden ist. Dies kann beispielsweise über einen Pressverband erfolgen. Andere form-, kraft- oder stoffschlüssige Fügeverfahren sind ebenso denkbar. Eine einstückige Ausbildung von erstem Zahnrad 1 und der Spindelhülse 4 ist ebenso möglich. Die Spindelhülse 4 weist eine spindelförmige Vertiefung 4a auf. Die Steigung der spindelförmigen Vertiefung 4a muss so gering sein, dass keine Selbsthemmung auftritt. Das zweite Zahnrad 2 weist das Gegenteil 4b der Vertiefung 4a der Spindelhülse 4 auf, sodass das zweite Zahnrad 2 auf der Spindelhülse 4 spindelförmig verbunden ist. Hierzu ist im zweiten Zahnrad eine Aussparung 27 vorgesehen, die auf ihrer inneren Umfangsfläche Erhebungen bzw. Vorsprünge 4b radial nach innen korrespondierend zu den Vertiefungen 4a der Hülse 4 aufweist. Alternativ kann das zweite Zahnrad 2 die Vertiefung 4a und die Spindelhülse 4 das entsprechende Gegenteil 4b aufweisen. Durch die Spindelform wird eine lineare axiale Bewegung in Richtung der Hauptachse 5 des zweiten Zahnrades 2 mit einer rotatorischen Bewegung überlagert. Zwischen dem ersten Zahnrad 1 und dem zweiten Zahnrad 2 wird ein Federelement 3 eingebracht. Das Federelement 3 ist insbesondere eine Tellerfeder. Durch das Federelement 3 werden die Zahnräder 1, 2 voneinander weggedrückt, wobei dann zudem eine Verdrehung zueinander entsteht.
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Die Spindelhülse 4 weist weiter eine in axialer Richtung radiale Stufe 6 auf, die als Anschlag beim Einführen und Festlegen der Spindelhülse 4 in der Aussparung 17 des ersten Zahnrades 1 dient. Die radiale Stufe 6 kann dabei so ausgeführt sein, dass der Radius der Stufe 6 im Wesentlichen der Tiefe der Vertiefung 4a entspricht. Die Tellerfeder 3 weist dabei eine Aussparung auf, deren Durchmesser dem äußersten Durchmesser der Hülse 4 entspricht.
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2 zeigt im Querschnitt eine Getriebeanordnung mit einer Dämpfungsvorrichtung im zusammengebauten Zustand der Ausführungsform der 1.
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In 2 ist nun die Zahnradanordnung im zusammengebauten ungespannten Zustand im Schnitt dargestellt. Die Spindelhülse 4 ist dabei in den beiden Aussparungen 17, 27 der beiden Zahnräder 1, 2 angeordnet. Zwischen den beiden Zahnrädern 1, 2 ist das Federelement 3 in Form einer Tellerfeder angeordnet, welches die beiden Zahnräder 1, 2 voneinander wegdrückt, sodass eine Verdrehung der Zahnräder zueinander entsteht und entsprechendes Zahnspiel, beispielsweise bei einem Lastwechsel reduziert.
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3 zeigt einen Wankstabilisator mit einem Getriebe und einer Verspannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt einen Teil eines bekannten Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs.
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In 3 ist im Detail der Bereich einer Hinterachse eines Fahrzeugs gezeigt. In üblicher Weise sind hier Räder 202 über eine Fahrzeughinterachse 203 mit einem Dämpfer 200 und einem Federbein 201 verbunden. Federbein 201 und Dämpfer 200 sind wiederum mit einer Karosserie 204 des Fahrzeugs verbunden. Die Fahrzeugachse 203 ist weiter mit einer Stabilisatoranordnung 30 verbunden, um Wankbewegungen beim Einlenken des Fahrzeugs zu minimieren. Die Stabilisatoranordnung 30 umfasst dabei einen Aktuator 205, der einen Elektromotor 40 und ein Getriebe 50 umfasst, mit dem zwei Teilabschnitte 30a, 30b der Stabilisatoranordnung 30 gegeneinander verdrehbar sind, um besagte Wankbewegungen des Fahrzeugs auszugleichen. Das Getriebe 50 umfasst dabei eine Dämpfungsvorrichtung gemäß 1, sodass bei Lastwechsel des Fahrzeugs ein Schlagen des Getriebes 50 der Stabilisatoranordnung minimiert wird.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
- • Kompakter Aufbau
- • Reduzierung des Verzahnungsspiels auch bei höheren Übertragungsmomenten
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeelement / Zahnrad
- 2
- Getriebeelement / Zahnrad
- 3
- Verspannelement
- 4
- Drehmomentübertragungseinrichtung / Spindelhülse
- 4a
- Vertiefung
- 4b
- Erhöhung
- 5
- Hauptachse
- 6
- Radiale Stufe
- 17
- Aussparung
- 20
- Steigung
- 27
- Aussparung
- 30
- Stabilisatoranordnung
- 30a, b
- Teilabschnitt
- 40
- Elektromotor
- 50
- Getriebe
- 200
- Dämpfer
- 201
- Federbein
- 202
- Räder
- 203
- Fahrzeughinterachse
- 204
- Karosserie
- 205
- Aktuator
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03/056141 A1 [0005]
- DE 102015206063 A1 [0006]
- DE 202010016197 U1 [0007]
