DE102019120247A1 - Gear housing and gearbox - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse (2) für ein Planetengetriebe (1), wobei das Getriebegehäuse (2) eine Aufnahme (5) zur Halterung eines Hohlrades (8) des Planetengetriebes (1) aufweist, wobei das Getriebegehäuse (2) ein Gehäuseeinsatzteil (9) aufweist, in dem die Aufnahme (5) zur Lagerung des Hohlrades angeordnet ist, und dass das Gehäuseeinsatzteil (9) einen lasttragenden Grundträger (11) umfasst, an dessen Innenseite die Aufnahme (5) ausgebildet ist, und an dessen Außenseite ein Dämpfungselement (12) angeordnet ist.The invention relates to a gear housing (2) for a planetary gear (1), the gear housing (2) having a receptacle (5) for holding a ring gear (8) of the planetary gear (1), the gear housing (2) having a housing insert part (9 ), in which the receptacle (5) for mounting the ring gear is arranged, and that the housing insert part (9) comprises a load-bearing base carrier (11), on the inside of which the receptacle (5) is formed, and on the outside of which a damping element ( 12) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse für ein Planetengetriebe sowie ein Planetengetriebe mit einem solchen Getriebegehäuse gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a gear housing for a planetary gear and a planetary gear with such a gear housing according to the preamble of the independent claims.
Bei Getrieben kommt es durch interne Schwingungsanregungen zu einer systembedingten Geräuschbildung. Eine Hauptgeräuschquelle sind unter Last abrollende Zahnflanken von in Eingriff stehenden Zahnrädern, da es aufgrund von den beim Abrollen auftretenden Kräften und Momenten zu Schwingungsanregungen kommt, welche als Getrieberasseln oder Getriebeheulen von einem Maschinenbenutzer, insbesondere von den Insassen des Kraftfahrzeuges, wahrgenommen werden. Daneben können auch an anderen Stellen des Getriebes Geräusche entstehen, beispielsweise beim Abrollen der Wälzkörper in den Wälzlagern. Diese in dem Getriebe erzeugten Geräusche werden als Körperschall über Zahnräder, Getriebewellen und Lager auf das Getriebegehäuse übertragen und von dort als Luftschall an die Umgebung abgegeben oder in Form von Körperschall in die Maschinenstruktur weitergeleitet.In the case of gearboxes, internal vibration excitations lead to system-related noise generation. A main source of noise are tooth flanks of meshing gears that roll under load, since the forces and moments that occur during rolling cause vibration excitations, which are perceived by a machine user, especially the occupants of the motor vehicle, as gear rattles or gear howls. In addition, noises can also arise at other points of the transmission, for example when the rolling elements roll in the rolling bearings. These noises generated in the transmission are transmitted as structure-borne noise via gears, gear shafts and bearings to the gearbox housing and from there released as air-borne noise to the environment or passed on to the machine structure in the form of structure-borne noise.
Um die Geräuschentwicklung in einem Getriebe zu reduzieren, können Maßnahmen ergriffen werden, um die Schwingungsanregungen zu minimieren, welche als Primärmaßnahmen bezeichnet werden. Ferner können Sekundärmaßnahmen ergriffen werden, um die Übertragung von Schallwellen auf das Getriebegehäuse oder ein Abstrahlen von Schallwellen von dem Getriebegehäuse des Getriebes zu reduzieren. Zu den Primärmaßnahmen zählen beispielsweise die Optimierung des Steifigkeitsverlaufes der Zahnflanken sowie die Reduktion der Abweichungen zwischen den Zahnflanken. Diese führen jedoch in der Regel zu einer deutlichen Erhöhung der Fertigungskosten, da diese Maßnahmen mit geringeren Fertigungstoleranzen und damit verbundenen höheren Bearbeitungszeiten der Bauteile einhergehen. Zudem können diese Maßnahmen nicht in allen Lastfällen zur Geräuschminimierung beitragen, so dass diese Primärmaßnahmen in der Regel nicht als alleinige Maßnahmen zur Geräuschreduzierung geeignet sind.In order to reduce the noise development in a transmission, measures can be taken to minimize the vibration excitations, which are referred to as primary measures. Furthermore, secondary measures can be taken in order to reduce the transmission of sound waves to the transmission housing or an emission of sound waves from the transmission housing of the transmission. The primary measures include, for example, optimizing the course of the stiffness of the tooth flanks and reducing the deviations between the tooth flanks. However, these usually lead to a significant increase in production costs, since these measures are associated with lower production tolerances and the associated higher processing times for the components. In addition, these measures cannot contribute to noise minimization in all load cases, so that these primary measures are generally not suitable as the sole measures for noise reduction.
Zu den Sekundärmaßnahmen, mit denen die Übertragung von Schallwellen auf das Gehäuse und die Abstrahlung der Schallwellen minimiert werden sollen, zählen verschiedene Arten von Dämmungs- und Dämpfungsmaßnahmen sowie Maßnahmen, die auf eine Veränderung des Eigenschwingverhaltens der maßgeblich an der Körperschallentwicklung und Körperschallleitung beteiligten Komponenten abzielen. Eine Möglichkeit der Geräuschreduktion besteht darin, die Lagerstellen vom Getriebegehäuse zu isolieren.The secondary measures with which the transmission of sound waves to the housing and the emission of sound waves are to be minimized include various types of insulation and damping measures, as well as measures aimed at changing the natural vibration behavior of the components that are significantly involved in structure-borne noise development and structure-borne sound conduction. One way of reducing noise is to isolate the bearing points from the gear housing.
Aus der
Aus der
Die
Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass die Isolierung der Getriebebauteile im Kraftfluss zu einer Reduzierung der Steifigkeit führt. Dadurch kann die Belastung der Zahnräder im Getriebe steigen, wodurch die Dauerhaltbarkeit reduziert wird und die Anregung von Schwingungen im Getriebe verstärkt werden kann.However, the known solutions have the disadvantage that the isolation of the transmission components in the power flow leads to a reduction in the rigidity. This can increase the load on the gears in the transmission, which reduces the durability and can increase the excitation of vibrations in the transmission.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Kraftfahrzeuggetriebe die Geräuschentwicklung zu minimieren und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.The object of the invention is to minimize the development of noise in a motor vehicle transmission and to overcome the disadvantages known from the prior art.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach Anspruch 1 durch ein Getriebegehäuse für ein Planetengetriebe gelöst, wobei das Getriebegehäuse eine Aufnahme zur Lagerung eines Hohlrades des Planetengetriebes aufweist und vorgeschlagen wird, dass das Getriebegehäuse ein Gehäuseeinsatzteil aufweist, in dem die Aufnahme zur Lagerung des Hohlrades angeordnet ist, und dass das Gehäuseeinsatzteil einen lasttragenden Grundträger umfasst, an dessen Innenseite die Aufnahme ausgebildet ist, und an dessen Außenseite ein Dämpfungselement angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved according to
Der Erfindungsgedanke basiert dabei auf zwei Schritten. Zunächst wird der Teil des Getriebegehäuses, welcher die Aufnahme für das Hohlrad bildet, durch ein gesondertes Gehäuseeinsatzteil gebildet, also konstruktiv von dem Getriebegehäuse getrennt. In einem zweiten Schritt wird das Gehäuseeinsatzteil dann konstruktiv aus einem lasttragenden Grundträger und einem daran angeordneten Dämpfungselement ausgebildet. Durch den vorgesehenen lasttragenden Grundträger wird es erstens ermöglicht, die bei der Bewegung des Getriebes auftretenden Reaktionskräfte aufzunehmen. Zweitens werden die Schwingungen, welche durch die Aufnahme der bei der Bewegung des Getriebes auftretenden Kräfte verursacht werden, durch das Dämpfungselement gezielt gedämpft. Das Gehäuseeinsatzteil hat damit zwei Aufgaben, nämlich die Aufnahme der Kräfte bei einer gleichzeitigen Dämpfung der Schwingungen. Das Gehäuseeinsatzteil nimmt dabei bevorzugt ausschließlich torsionale Kräfte auf, soweit das Planetengetriebe ansonsten in der Lagerung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung in gesonderten Lagerstellen gelagert ist. Durch das Dämpfungselement kann sowohl der auf das Getriebegehäuse übertragene Körperschallpegel als auch der über die Luft an die Umgebung abgegebene Schall reduziert werden. Das Dämpfungselement ist dabei ein integraler Bestandteil des gesamten Gehäuseeinsatzteils, wobei das Dämpfungselement bevorzugt auch eine lasttragende Funktion aufweisen kann, wodurch wiederrum der lasttragende Grundträger schlanker ausgeführt werden kann. Je nach der Ausgestaltung kann das Dämpfungselement zur Dämpfung der Schwingungen größere Bewegungen als der Grundträger ausführen, wobei diese größeren Bewegungen zur Erzielung der Dämpfung nicht zwingend erforderlich sind, da der zu erzielende Dämpfungseffekt aufgrund der größeren Hysterese des Dämpfungselementes auch bei gleich oder ähnlich großen Bewegungen auftritt.The idea of the invention is based on two steps. First of all, the part of the gear housing which forms the receptacle for the ring gear is formed by a separate housing insert part, that is, structurally separated from the gear housing. In a second step, the housing insert is then constructed from a load-bearing base support and a damping element arranged on it. Due to the load-bearing base carrier provided, it is first possible to prevent the movement of the gear to absorb occurring reaction forces. Secondly, the vibrations that are caused by the absorption of the forces occurring during the movement of the gearbox are specifically dampened by the damping element. The housing insert thus has two tasks, namely to absorb the forces while at the same time damping the vibrations. The housing insert preferably only absorbs torsional forces, provided that the planetary gear is otherwise mounted in the bearing in separate bearing points both in the axial and in the radial direction. The damping element can reduce both the structure-borne sound level transmitted to the transmission housing and the sound emitted to the environment via the air. The damping element is an integral part of the entire housing insert part, the damping element preferably also being able to have a load-bearing function, whereby the load-bearing base carrier can in turn be made slimmer. Depending on the design, the damping element can perform larger movements than the base support to dampen the vibrations, these larger movements not being absolutely necessary to achieve damping, since the damping effect to be achieved due to the greater hysteresis of the damping element also occurs with movements of the same or similar size .
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Getriebegehäuse ein Getriebegehäuseteil aufweist, und das Gehäuseeinsatzteil mit einer Seite an dem Getriebegehäuseteil angeflanscht oder verbunden ist und an der anderen Seite einen Anschluss für eine Antriebseinrichtung aufweist. Das mit dem Dämpfungselement versehene Gehäuseeinsatzteil dient damit zusätzlich zur Verbindung des Getriebes mit einer Antriebseinrichtung und dämpft damit zusätzlich die von der Antriebseinrichtung auf das Getriebe übertragenen Körperschallschwingungen.It is further proposed that the gear housing has a gear housing part, and the housing insert part is flanged or connected with one side to the gear housing part and has a connection for a drive device on the other side. The housing insert provided with the damping element thus additionally serves to connect the transmission to a drive device and thus additionally dampens the structure-borne sound vibrations transmitted from the drive device to the transmission.
Dabei weist das Dämpfungselement bevorzugt ein kleineres E-Modul als der Grundträger auf. Durch das höhere E-Modul des Grundträgers kann der Grundträger höhere Kräfte aufnehmen, ohne sich dabei zu verformen bzw. bei einer sehr geringen Verformung, während das Dämpfungselement aufgrund des kleineren E-Moduls bewusst leichter verformbar ist und damit bei der Übertragung von Schwingungen größere Bewegungen ausführt, welche in sich zu einer höheren Dämpfung der Schwingungen führen. Trotz des kleineren E-Moduls liefert das Dämpfungselement einen wesentlichen Beitrag zu der Gesamtsteifigkeit des Gehäuseeinsatzteiles. Dadurch kann die Steifigkeit des Grundträgers reduziert werden, der Grundträger kann also bewusst geschwächt werden, da die zu erzielende Gesamtsteifigkeit des Gehäuseeinsatzteiles dann durch die Ergänzung mit dem Dämpfungselement erreicht wird. Da das Dämpfungsmaterial bewusst ein kleineres E-Modul als der Grundträger aufweist, ist das Gesamtvolumen des Gehäuseeinsatzteils bestehend aus dem Grundträger und dem Dämpfungselement notwendigerweise etwas größer als das Volumen eines ausschließlich aus einem Grundträger bestehenden Gehäuseeinsatzteils. Dabei ist das größere Volumen aber insofern nicht von Nachteil, da das Gehäuseeinsatzteil dadurch insbesondere mit dem Dämpfungselement mit einem größeren Volumen im Krafteingriff mit dem Getriebegehäuse steht.The damping element preferably has a smaller modulus of elasticity than the base support. Due to the higher modulus of elasticity of the base support, the base support can absorb higher forces without deforming or with very little deformation, while the damping element is deliberately more easily deformed due to the smaller modulus of elasticity and thus larger movements when transmitting vibrations executes, which in itself lead to a higher damping of the vibrations. Despite the smaller modulus of elasticity, the damping element makes a significant contribution to the overall rigidity of the housing insert. As a result, the rigidity of the base support can be reduced, the base support can therefore be deliberately weakened, since the overall rigidity of the housing insert to be achieved is then achieved by adding the damping element. Since the damping material deliberately has a smaller modulus of elasticity than the base support, the total volume of the housing insert consisting of the base support and the damping element is necessarily somewhat larger than the volume of a housing insert consisting exclusively of a base support. In this case, however, the larger volume is not disadvantageous, since the housing insert is thereby in force engagement with the transmission housing, in particular with the damping element with a larger volume.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform eines Dämpfungselementes kann dadurch verwirklicht sein, indem das Dämpfungselement durch eine Kunststoffschicht gebildet ist. Kunststoff ist ein sehr kostengünstiger Werkstoff und kann sehr einfach mit dem Grundträger verbunden werden, indem der Grundträger mit dem Kunststoff umspritzt wird, oder mit dem Dämpfungselement anderweitig verbunden wird. Das Dämpfungselement kann z.B. aus einem Polymerwerkstoff sein. Ein Polymerwerkstoff, insbesondere ein Duroplast oder ein Thermoplast, hat eine hochdämpfende Wirkung, so dass der Körperschall stark gedämpft wird. Unter dem Begriff Kunststoffschicht soll dabei nicht nur eine dünne Kunststoffschicht verstanden werden, die Kunststoffschicht kann auch durch eine Kunststoffstruktur oder einen Kunststoffaufbau größerer Dicke verwirklicht sein.A structurally particularly simple embodiment of a damping element can be realized in that the damping element is formed by a plastic layer. Plastic is a very inexpensive material and can be connected very easily to the base support by overmoulding the base support with the plastic or otherwise connected to the damping element. The damping element can for example be made of a polymer material. A polymer material, in particular a thermosetting plastic or a thermoplastic, has a highly damping effect, so that the structure-borne sound is strongly attenuated. The term plastic layer should not only be understood as a thin plastic layer, the plastic layer can also be realized by a plastic structure or a plastic structure of greater thickness.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundträger aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Dadurch kann der Grundträger besonders einfach und kostengünstig als Dreh-, Stanz- oder Tiefziehteil hergestellt werden. Ein metallischer Grundträger weist gegenüber einem Dämpfungsmaterial aus einem Polymerwerkstoff einen entsprechend höheren E-Modul und eine höhere Biegesteifigkeit auf.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the base support is formed from a metallic material. As a result, the base support can be produced particularly simply and inexpensively as a turned, stamped or deep-drawn part. Compared to a damping material made from a polymer material, a metallic base support has a correspondingly higher modulus of elasticity and greater flexural strength.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels eines kostengünstigen Spritzgussverfahrens oder durch ein Bekleben des Grundträgers, mit dem Grundträger verbunden ist.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the damping element is connected to the base support by means of a material connection, in particular by means of an inexpensive injection molding process or by gluing the base support.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:
-
1 ein Gehäuseeinsatzteil in zwei verschiedenen Ansichten; -
2 ein Planetengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Getriebegehäuse in Schnittdarstellung.
-
1 a housing insert in two different views; -
2 a planetary gear with a gear housing according to the invention in a sectional view.
In
Das Getriebegehäuse
Das Gehäuseeinsatzteil
Das Gehäuseeinsatzteil
Das Dämpfungselement
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- PlanetengetriebePlanetary gear
- 22
- GetriebegehäuseGear housing
- 33
- GetriebegehäuseteilGear housing part
- 44th
- Antriebswelledrive shaft
- 55
- Aufnahmeadmission
- 66
- PlanetenradPlanetary gear
- 77th
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 88th
- HohlradRing gear
- 99
- GehäuseeinsatzteilHousing insert
- 1010
- SonnenradSun gear
- 1111
- (metallischer) Grundträger(metallic) base support
- 1212
- DämpfungselementDamping element
- 1313
- erste Befestigungsöffnungenfirst fastening openings
- 1414th
- zweite Befestigungsöffnungensecond fastening openings
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19914607 A1 [0005]DE 19914607 A1 [0005]
- DE 102007013494 A1 [0006]DE 102007013494 A1 [0006]
- DE 112008004241 A1 [0007]DE 112008004241 A1 [0007]
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Legal Events
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