DE102019132603A1

DE102019132603A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102019132603A1
Application number: DE102019132603.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Ferber; Oleg Schneider
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung, umfassend mindestens ein auf einer Getriebekomponente (2, 7) aufgesetztes Ausgleichsgewicht (5) zum Ausgleich einer Unwucht. Bei einer Getriebevorrichtung, welche nach der vollständigen Montage ausgewuchtet werden kann, ohne das Verunreinigungen, wie Späne bzw. Schweißspritzer in die Getriebevorrichtung gelangen, ist an der Getriebekomponente (2, 7) eine als Führung dienende Nut (4) ausgebildet, in welche das sich an einer Nutwand (6) abstützende Ausgleichsgewicht (5) eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung, umfassend mindestens ein auf einer Getriebekomponente aufgesetztes Ausgleichsgewicht zum Ausgleich einer Unwucht.
Bei der Herstellung von Getriebevorrichtungen für Fahrzeugen entstehen durch die unterschiedlichen Fertigungstechnologien, wie Schmieden, Drehen, Fräsen, Umformen, Sintern und ähnlichem, in Folge von Fertigungstoleranzen der Getriebekomponenten unzulässige Unwuchten an diesen. Dies bedingt eine mit einer Geräuschentwicklung verbundene zusätzliche Schwingung und eine erhöhte Lagerbelastung. Deshalb müssen diese ausgewuchtet werden.
Aus der DE 39 20 794 C1 ist ein selbsthemmendes Differenzialgetriebe bekannt, in dessen Differenzialkorb Bohrungen zum Ausgleich einer Unwucht eingebracht sind.
Die DE 10 2009 054 103 A1 offenbart ein Verfahren zum Wuchten eines Massebauteiles durch CMT-Schweißen, bei welchem durch ein Kalt-Metall-Transfer-Schweißen eine Vielzahl von einzelnen Massepunkten auf das Massebauteil aufgetragen werden.
Bei diesen Lösungen besteht die Gefahr, dass Späne bzw. Schweißspritzer in das Innere der Getriebevorrichtung gelangen, wodurch eine Verschmutzung der Getriebevorrichtung erfolgt, die einen verfrühten Ausfall der Baugruppe nach sich ziehen kann.
Die Träger von Getriebevorrichtungen, beispielsweise ein Planetengetriebe bzw. ein Differenzial, werden gewuchtet, da diese die einflussreichste Massekomponente besitzt. Ein nachträgliches Wuchten ist auf Grund der Späne-Problematik nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung anzugeben, welche nach der vollständigen Montage ausgewuchtet werden kann, ohne das Verunreinigungen, wie Späne bzw. Schweißspritzer in die Getriebevorrichtung gelangen.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Getriebevorrichtung mindestens ein auf einer Getriebekomponente aufgesetztes Ausgleichsgewicht zum Ausgleich einer Unwucht umfasst. An der Getriebekomponente ist eine als Führung dienende Nut ausgebildet, in welche das sich an einer Nutwand abstützende Ausgleichsgewicht eingesetzt ist. Dies hat den Vorteil, dass auf spanende oder Spritzererzeugende Prozesse bei dem Ausgleich der Unwuchten an der fertig montierten Baugruppe verzichtet werden kann. Es müssen lediglich die Ausgleichsgewichte in verschiedene Nuten eingesetzt und/oder in diesen fest fixiert werden. Da das Auswuchten erst nach der vollständigen Montage der Getriebevorrichtung erfolgt, wird eine präzise Wuchtermittlung und -beseitigung möglich, da alle verbauten Komponenten der Getriebevorrichtung dabei erfasst werden.
Vorteilhafterweise ist in der rotationssymmetrisch ausgebildeten Getriebekomponente eine umlaufende Ringnut ausgebildet, in welche mindestens ein als Ringsegment ausgebildetes Ausgleichsgewicht eingesetzt ist, wobei sich das Ringsegment radial an der Nutwand abstützt. Dies erlaubt eine der auftretenden Unwucht der Getriebevorrichtung entsprechende Verteilung mehrerer Ringsegmente entlang der umlaufenden Ringnut. Ein Lösen der Ringsegmente aus der Ringnut wird durch deren Abstützung oder Verklemmung an der Nutwand sicher verhindert. Die Nutwand nimmt Kräfte in zwei Richtungen auf (am Durchmesser und an der Planseite).
In einer Ausgestaltung ist die Nut bei einer Herstellung der Getriebekomponente in diese einbringbar. Deshalb kann die Nut auch mit einem spanenden Verfahren hergestellt werden. Die Späne können vor der Montage der gesamten Getriebevorrichtung zuverlässig aus der Nut entfernt werden. Die Einbringung der Nut ist prozessunabhängig. Sie kann auch geschmiedet oder gegossen eingebracht werden.
In einer Variante entspricht eine Länge des Ringsegmentes einer auszugleichenden Unwucht. Dadurch wird die der Unwucht entsprechende Ausgleichmasse zuverlässig eingestellt.
In einer Ausführungsform ist das Ringsegment durch ein plastisches Umformen, insbesondere durch ein Verstemmen, gegen ein tangentiales Verschieben in der Ringnut gesichert. Dadurch wird ein Lösen des Ringsegmentes aus der Ringnut zuverlässig verhindert.
In einer Alternative weist das Ringsegment zur Sicherung in der Ringnut in einem Kreisumfang und/oder in einer Dicke eine Wellenform auf. Dieses wellenförmige Ringsegment ist in die Ringnut eingepresst, wobei eine Klemmkraft entsteht. Eine Sicherung der radialen Richtung ist nicht erforderlich, da diese Kräfte durch die Ringnut aufgenommen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung sind zur Sicherung in der Ringnut ein Durchmesser des Ringsegments und ein Durchmesser der Ringnut unterschiedlich groß ausgebildet. Dabei erfolgt die Sicherung des Ringsegmentes durch eine Schenkelkraft (Federkraft) des Ringsegmentes auf die Ringnut.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Ringsegment zur Sicherung in der Ringnut gerändelt. Beim Einpressen in die Ringnut verformt sich die Rändelung des Ringsegmentes plastisch, was zum Auftreten einer Klemmkraft führt.
Vorteilhafterweise weist das Ringsegment zur Sicherung in der Ringnut an seiner Außenfläche eine vorgegebene Oberflächenrauheit auf. Diese Oberflächenrauheit erhöht die Haftkraft des Ringsegmentes beim Einpressen in die Ringnut.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Getriebevorrichtung als Differenzial oder Planetengetriebe, insbesondere für Achsgetriebe mit einem Elektromotor, ausgebildet.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Ringnut mit Ringsegmenten,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung.

In 1 und 2 sind zwei Getriebevorrichtungen, wie Differentiale oder Planetengetriebe, gezeigt, welche vorzugsweise in Achsgetrieben mit einem Elektromotor zum Einsatz kommen. Planetenträger und Planetengetriebe müssen ausgewuchtet werden, um durch Fertigungstoleranzen verursachte Unwuchten auszugleichen.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung am Beispiel einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges. Das elektrisch angetriebene Planetengetriebe 1 weist einen rotationssymmetrische Planetenträger 2 auf, welcher an einer Seitenfläche 3 eine ringförmig umlaufende Ringnut 4 besitzt. In die Ringnut 4 werden ein oder mehrere Ringsegmente 5 verteilt eingesetzt, die als Auswuchtmassen zum Ausgleich der Unwucht dienen (2). Die Ringnut 4 kann in einem Rohling des Planetenträgers 2 eingebracht werden, so dass zwischen beliebigen Fertigungstechnologien, wie einem spanenden Bearbeitungsverfahren, einem umformenden Bearbeitungsverfahren oder ein Gießen des Bauteils zur Herstellung der Ringnut gewählt werden kann.
Die Länge jedes Ringsegmentes 5 wird dabei in Abhängigkeit von der zu beseitigenden Unwucht bestimmt. Jedes Ringsegment 5 wird entsprechend der auszugleichenden Unwucht in der Ringnut 4 positioniert. Auch das Material der Ringsegmente 5 ist mit einer entsprechenden Dichte anpassbar. Die Ringsegmente 5 werden so in die Ringnut 4 eingesetzt, dass diese radial an den Nutwänden 6 abgestützt sind.
Zur Sicherung des Ringsegmentes 5 in der Ringnut 4 gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann jedes Ringsegment 5 nach dem Einlegen in die Ringnut 4 verstemmt werde. Dabei führt eine plastische Umformung zu einer Verbindung mit der Ringnut 4, insbesondere mit der Nutwand 6. Dadurch wird das Ringsegment 5 tangential gegen ein Verschieben gesichert. In einer alternativen Variante wird ein in seinem Kreisumfang und/oder seiner Dicke wellenförmig ausgebildetes Ringsegment 5 genutzt, welches mit der Ringnut 4 verpresst wird. Eine Sicherung in radiale Richtung ist nicht
notwendig, da die beim Einsatz des Planetengetriebes 1 in der Vorderachse auftretenden Kräfte durch die Ringnut 4 aufgenommen werden.
Des Weiteren ist eine Sicherung des Ringsegmentes 5 durch eine Klemmkraft des Ringsegmentes 5 auf die Ringnut 4 möglich. Hierzu müssen die Durchmesser von der Ringnut 4 und dem Ringsegment 5 voneinander abweichen, um das Ringsegment 5 nach dem Einpressen in der Ringnut 4 in seiner Position zu halten.
Gleichzeitig oder alternativ kann das Ringsegment 5 gerändelt sein. Beim Einpressen des Ringsegmentes 5 in die Ringnut 4 verformt sich die Rändelung plastisch und führt zur Befestigung des Ringsegmentes 5 in der Ringnut 4. Durch eine gezielte Oberflächenrauheit des Ringsegmentes 5 wird deren Befestigung in der Ringnut 4 verbessert.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 8, wie diese für eine Twin-Achse in einem Fahrzeug Anwendung findet. An dem Planetenträger 7 des Planetengetriebes 8 sind verschiedene Möglichkeiten zum Anbringen von Ringnuten 4 gezeigt, die sich entlang einer Stirnseite 9 und/oder einer Seitenfläche 10 erstrecken. Die Ringsegmente 5 werden in der zuvor erläuterten Art und Weise in den einzelnen Ringnuten 4 befestigt. Es können auch mehrere Ringnuten 4 mit Ringsegmenten 5 an dem rotationssymmetrischen Bauteil der Getriebevorrichtung 8 verwendet werden.
Die beschriebene Lösung erlaubt es den Auswuchtvorgang nach einer Montage der Getriebevorrichtung 1, 8 durchzuführen, da die Unwuchtbeseitigung spanfrei erfolgt. Die Lösung ist nicht auf eine Antriebsart begrenzt. So kann diese Lösung auch bei einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
2: Planetenträger
3: Seitenfläche des Planetenträgers
4: Ringnut
5: Ringsegment
6: Nutwand
7: Planetenträger
8: Planetengetriebe
9: Stirnseite des Planetenträgers
10: Seitenfläche des Planetenträgers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3920794 C1 [0003]
DE 102009054103 A1 [0004]

Claims

Getriebevorrichtung, umfassend mindestens ein auf einer Getriebekomponente (2, 7) aufgesetztes Ausgleichsgewicht (5) zum Ausgleich einer Unwucht, dadurch gekennzeichnet, dass an der Getriebekomponente (2, 7) eine als Führung dienende Nut (4) ausgebildet ist, in welche das sich an einer Nutwand (6) abstützende Ausgleichsgewicht (5) eingesetzt ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der rotationssymmetrisch ausgebildeten Getriebekomponente (2, 7) eine umlaufende Ringnut (4) ausgebildet ist, in welche mindestens ein als Ringsegment (5) ausgebildetes Ausgleichsgewicht (5) eingesetzt ist, wobei sich das Ringsegment (5) radial an der Nutwand (6) abstützt.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (4) bei einer Herstellung der Getriebekomponente (2, 7) in diese einbringbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Ringsegmentes (5) der auszugleichenden Unwucht entspricht.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegment (5) durch ein plastisches Umformen, insbesondere durch ein Verstemmen, gegen ein tangentiales Verschieben in der Ringnut (4) gesichert ist.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung in der Ringnut (4) das Ringsegment (5) in einem Kreisumfang und/oder in einer Dicke eine Wellenform aufweist.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung in der Ringnut (4) ein Durchmesser des Ringsegments (5) und ein Durchmesser der Ringnut (4) unterschiedlich groß ausgebildet sind.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung in der Ringnut (4) das Ringsegment (5) gerändelt ist.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung in der Ringnut (4) das Ringsegment (5) an seiner Außenfläche eine vorgegebene Oberflächenrauheit aufweist.
Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung als Differenzial oder Planetengetriebe (1, 8), insbesondere für Achsgetriebe mit einem Elektromotor, ausgebildet ist.