DE102020113112A1

DE102020113112A1 - Einstellvorrichtung und Verfahren zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in Stirnradstufen eines Stirnradgetriebes, Getriebeanordnung, Fahrzeug mit der Getriebeanordnung und Set mit Gehäusestrukturen für die Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102020113112A1
Application number: DE102020113112.7A
Authority: DE
Inventors: Simon Leubner; Bastian Rupp
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Es wird eine Getriebeanordnung 1 mit einem Stirnradgetriebe 2 und mit einer Einstellvorrichtung 10 zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe 3, 4 des Stirnradgetriebes 2 vorgeschlagen. Die Einstellvorrichtung 10 umfasst eine Zwischenwelle 9 zur drehfesten Anordnung mindestens eines Zwischenstirnrads 12, 13 des Stirnradgetriebes 2 und weist mindestens eine Lagerstelle 14 auf, in welcher die Zwischenwelle 9 rotierbar gelagert ist, wobei die mindestens eine Lagerstelle 14 zur Anordnung an einer Gehäusestruktur der Getriebeanordnung 1 ausgebildet ist. Die Einstellvorrichtung 10 weist mindestens eine Exzenterscheibe 11 auf, wobei die Lagerstelle 14 in der mindestens einen Exzenterscheibe 11 integriert und/oder durch diese gebildet ist. Die Exzenterscheibe 11 ist in einer von mehreren Schwenkpositionen S1, S2 in der Gehäusestruktur anordbar, sodass dadurch mindestens ein Achsabstand in der mindestens einen Stirnradstufe 3, 4 verändert und eine geänderte Gesamtübersetzung des Stirnradgetriebes 2 erreicht werden kann. Somit können Stirnradgetriebe 2 mit unterschiedlichen Gesamtübersetzungen in baugleichen Gehäusestrukturen aufgenommen sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes für eine Getriebeanordnung, wobei die Einstellvorrichtung eine Zwischenwelle zur drehfesten Anordnung mindestens eines Zwischenstirnrads der mindestens einen Stirnradstufe umfasst, wobei die Einstellvorrichtung mindestens eine Lagerstelle umfasst, wobei die Zwischenwelle rotierbar in der Lagerstelle gelagert ist und wobei die Lagerstelle zur Anordnung an einer Gehäusestruktur der Getriebeanordnung ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Getriebeanordnung mit der Einstellvorrichtung und ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Set mit zwei Gehäusestrukturen für eine Getriebeanordnung und ein Verfahren zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes einer Getriebeanordnung.
Zur Einstellung von Zahneingriffsabständen und Zahneingriffsspielen in Planetengetrieben ist es bereits bekannt, die Achspositionen der Verzahnungsachsen durch Bereitstellung von Exzentereinrichtungen zu verändern.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 10 2012 216 4515 A1 einen Planeten-Getriebemechanismus mit Zahnrädern und mit einer an einem Gehäuse fixierbaren Welle, auf welcher eines der Zahnräder um eine Rotationsachse rotierbar angeordnet ist. Die axial in dem Getriebemechanismus ausgerichtete Rotationsachse ist durch Schwenken der Welle relativ zu dem Gehäuse achsparallel verschiebbar, um Spiele der im Zahneingriff stehenden Verzahnungen von Zahnrädern zu ermöglichen. Das Schwenken der Welle relativ zu dem Gehäuse wird durch eine Exzentrizität an der als Planetenbolzen ausgeführten Welle ermöglicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für eine kostenreduzierte Getriebeanordnung durch Bauteilvereinheitlichung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Einstellvorrichtung zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes für eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Getriebeanordnung für eine E-Achse eines Fahrzeugs mit der Einstellvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3, durch ein Set aus einer ersten Gehäusestruktur und einer zweiten Gehäusestruktur für eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8, durch ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung gemäß dem Anspruch 9 und durch ein Verfahren zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes einer Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einstellvorrichtung, welche zur Einstellung von zumindest einem Achsabstand in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes ausgebildet ist. Das Stirnradgetriebe ist zur Integration in einer Getriebeanordnung für eine E-Achse eines Fahrzeugs ausgebildet. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein batterieelektrisches Fahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug.
Die Einstellvorrichtung umfasst eine Zwischenwelle. Die Zwischenwelle ist zur drehfesten Anordnung mindestens eines Zwischenstirnrads der mindestens einen Stirnradstufe ausgebildet. Insbesondere kann das mindestens eine Zwischenstirnrad auf der Zwischenwelle drehfest angeordnet werden und gemeinsam mit der Zwischenwelle rotieren.
Die Einstellvorrichtung umfasst mindestens eine Lagerstelle für die Zwischenwelle. Die Zwischenwelle ist der mindestens einen Lagerstelle rotierbar gelagert. Bevorzugt umfasst die Einstellvorrichtung zwei Lagerstellen. Insbesondere ist die Zwischenwelle in den beiden Lagerstellen rotierbar gelagert.
Die mindestens eine Lagerstelle ist dazu ausgebildet, an einer Gehäusestruktur der Getriebeanordnung angeordnet zu werden. Beispielsweise kann die mindestens eine Lagerstelle an oder in der Gehäusestruktur befestigt sein.
Es ist vorgesehen, dass die Einstellvorrichtung mindestens eine Exzenterscheibe aufweist. Die Lagerstelle ist in der mindestens einen Exzenterscheibe integriert. Alternativ oder ergänzend ist die Lagerstelle durch die mindestens eine Exzenterscheibe gebildet. Insbesondere ist die mindestens eine Exzenterscheibe dazu ausgebildet, an der Gehäusestruktur der Getriebeanordnung angeordnet zu werden. Vorzugsweise umfasst die Einstellvorrichtung zwei Exzenterscheiben, wobei in jeder Exzenterscheibe eine Lagerstelle für die Zwischenwelle angeordnet und/oder integriert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Exzenterscheibe einen kreisrunden Außendurchmesser auf. Bevorzugt erstreckt sich eine Schwenkachse der Exzenterscheibe durch einen auf den Außendurchmesser bezogenen Mittelpunkt der Exzenterscheibe. Insbesondere ist die Exzenterscheibe in einer von mehreren möglichen Schwenkstellungen um die Schwenkachse an der Gehäusestruktur der Getriebeanordnung angeordnet. Bevorzugt kann die Exzenterscheibe in einer ersten Schwenkposition an der Gehäusestruktur angeordnet werden/sein. Insbesondere kann die Exzenterscheibe in mindestens eine zweite, geänderte Schwenkposition angeordnet werden/sein.
Eine konstruktive Realisierung der Erfindung sieht vor, dass die Lagerstelle eine Bohrung in der Exzenterscheibe ist. Optional ist in der Bohrung eine Lagereinrichtung für die Zwischenwelle angeordnet. Die Lagereinrichtungen kann beispielsweise als ein Wälzlager oder als ein Gleitlager ausgebildet sein.
In einer besonders bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist die Bohrung exzentrisch zu dem Außendurchmesser angeordnet. Insbesondere weist die Bohrung einen Bohrungsmittelpunkt auf, welcher versetzt zu dem auf den Außendurchmesser bezogenen Mittelpunkt der Exzenterscheibe angeordnet ist. Bevorzugt definiert die Zwischenwelle eine Zwischendrehachse, wobei die Zwischenwelle um die Zwischendrehachse rotieren kann. Insbesondere verläuft die Zwischendrehachse durch den Bohrungsmittelpunkt.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Getriebeanordnung für eine E-Achse eines Fahrzeugs. Die Getriebeanordnung umfasst die Einstellvorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach Anspruch 1 oder 2. Die Getriebeanordnung umfasst ein Stirnradgetriebe. Das Stirnradgetriebe weist mindestens eine Getriebestufe, bevorzugt eine erste Stirnradstufe und eine zweite Stirnradstufe, auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung eine Gehäusestruktur. Vorzugsweise weist die Gehäusestruktur mindestens eine Aufnahmepassung für die mindestens eine Exzenterscheibe auf. Die Aufnahmepassung ist insbesondere als eine an den Außendurchmesser der Exzenterscheibe angepasste Öffnung in der Gehäusestruktur ausgebildet. In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung in verschiedenen, insbesondere auf die Schwenkachse bezogenen, Schwenkstellungen anordbar. Insbesondere kann die Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung in einer ursprünglichen Schwenkstellung oder in mindestens einer geänderten Schwenkstellung, vorzugsweise in einer von mehreren geänderten Schwenkstellungen, angeordnet sein.
Bevorzugt umfasst die Gehäusestruktur zwei Aufnahmepassungen, in denen die bevorzugt zwei Exzenterscheiben in übereinstimmenden Schwenkstellungen aufgenommen sind. Vorzugsweise ist die Zwischendrehachse über die beiden Exzenterscheiben und die darin integrierten Lagerstellen drehbar mit der Gehäusestruktur verbunden.
Optional ergänzend ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass in die Gehäusestruktur mehrere Passstiftbohrungen eingebracht ist. Vorzugsweise sind die Passstiftbohrungen zur Positionssicherung der Exzenterscheibe in der gewählten Schwenkstellung ausgebildet. Bevorzugt umfasst die Getriebeanordnung einen Passstift, welcher in einer für die gewählte Schwenkstellung passenden Passstiftbohrung in der Gehäusestruktur und in einer weiteren Passstiftbohrung in der Exzenterscheibe eingepasst ist. Insbesondere ist die Exzenterscheibe über den Passstift an der Gehäusestruktur in der gewählten Schwenkstellung positionsgesichert angeordnet und/oder anordbar. Diese Art der Positionssicherung kann fertigungstechnisch einfach umgesetzt und somit kostengünstig erfolgen.
Alternativ zu der Positionssicherung durch den Passstift kann die Positionssicherung auch über eine alternative Außenform der Exzenterscheibe umgesetzt sein. In diesem Fall ist die Exzenterscheibe nicht kreisrund ausgebildet, sondern weist an ihrer Außenkontur eine Positioniereinrichtung auf. Die Positioniereinrichtung kann z.B. ein von der Außenkontur abstehender Nocken sein.
In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist das Stirnradgetriebe in der Gehäusestruktur aufgenommen, insbesondere von dieser umgeben. Vorzugsweise umfasst das Stirnradgetriebe mindestens ein Zwischenstirnrad, z.B. genau ein Zwischenstirnrad oder ein erstes Zwischenstirnrad und ein zweites Zwischenstirnrad. Insbesondere sitzt das mindestens eine Zwischenstirnrad auf der Zwischenwelle der Einstellvorrichtung, insbesondere ist es drehfest mit der Zwischenwelle verbunden. Bevorzugt kann das mindestens eine Zwischenstirnrad, insbesondere gemeinsam mit der Zwischenwelle, um die Zwischendrehachse rotieren.
Bevorzugt umfasst das Stirnradgetriebe eine Eingangswelle und ein erstes Stirnrad, welches drehfest auf der Eingangswelle sitzt. Vorzugsweise definiert die Eingangswelle eine erste Drehachse für das erste Stirnrad. Insbesondere können die erste Drehachse und das erste Stirnrad um die erste Drehachse rotieren. Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass die Eingangswelle und das erste Stirnrad mit der Zwischenwelle und dem genau einen Zwischenstirnrad oder mit dem ersten Zwischenstirnrad die erste Getriebestufe des Stirnradgetriebes bilden.
Optional ergänzend umfasst das Stirnradgetriebe auch eine Ausgangswelle und ein zweites Stirnrad, welches drehfest auf der Ausgangswelle sitzt. Vorzugsweise definiert die Ausgangswelle eine zweite Drehachse für das zweite Stirnrad. Insbesondere können die zweite Drehachse und das zweite Stirnrad um die zweite Drehachse rotieren. Es ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass die Ausgangswelle und das zweite Stirnrad mit der Zwischenwelle und dem zweiten Zwischenstirnrad die zweite Getriebestufe des Stirnradgetriebes bilden.
Eine bevorzugte konstruktive Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass die erste Drehachse, die Zwischendrehachse und optional die zweite Drehachse zueinander in ursprünglichen Achsabständen angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung eine ursprüngliche Schwenkposition einnimmt und/oder wenn der Passstift in den Passstiftbohrungen eine ursprüngliche Rotationsposition einnimmt.
In einer weiteren bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung sind die erste Drehachse, die Zwischendrehachse und optional ergänzend die zweite Drehachse zueinander in geänderten Achsabständen, vorzugsweise achsparallel, angeordnet, wenn die Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung die geänderte Schwenkposition einnimmt und/oder wenn der Passstift die geänderte Rotationsposition einnimmt. Insbesondere sind die Drehachsen zueinander achsparallel in den geänderten Achsabständen angeordnet, wenn die Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung die geänderte Schwenkposition einnimmt und/oder wenn der Passstift in einer für die geänderte Schwenkposition passenden Passstiftbohrung in der Gehäusestruktur angeordnet ist.
Eine bevorzugte konstruktive Realisierung der Erfindung sieht vor, dass die Eingangswelle und die optionale Ausgangswelle und somit die erste Drehachse und optional ergänzend die zweite Drehachse positionsfest, insbesondere nicht achsparallel verschiebbar, angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Zwischenwelle und somit die Zwischendrehachse, insbesondere mittels der in der Exzenterscheibe exzentrisch angeordneten Bohrung als Lagerstelle, achsparallel von einer ursprünglichen Zwischenposition in eine zu der Schwenkachse, zu der ersten und/oder zu der zweiten Drehachse achsparallele Verschiebeposition verschiebbar. Die achsparallele Verschiebung der Zwischendrehachse erfolgt insbesondere durch die Anordnung der Exzenterscheibe in der Aufnahmepassung in der geänderten Schwenkstellung. Bevorzugt ist die Zwischenwelle und somit die Zwischendrehachse in der geänderten Schwenkposition der Exzenterscheibe von der ursprünglichen Zwischenposition in die Verschiebeposition verschoben.
Vorzugsweise weist das Stirnradgetriebe in der ursprünglichen Zwischenposition der Zwischenwelle eine ursprüngliche Gesamtübersetzung und in der Verschiebeposition eine geänderte Gesamtübersetzung auf.
Durch die Möglichkeit der Veränderung des Achsabstands in der ersten Stirnradstufe und optional ergänzend in der zweiten Stirnradstufe können Zahneingriffsabstände und Zahneingriffsspielen des mindestens einen Zwischenstirnrads relativ zu dem ersten Stirnrad und optional ergänzend zu dem zweiten Stirnrad eingestellt werden. Es wird außerdem in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, Stirnräder und/oder Ritzel mit veränderter Zähnezahl in der ersten Stirnradstufe und/oder in der zweiten Stirnradstufe anzuordnen, sodass eine Übersetzung der Stirnradstufe/n geändert und somit eine veränderte Gesamtübersetzung des Stirnradgetriebes erreicht werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, dass das Stirnradgetriebe unabhängig von seiner Gesamtübersetzung in der Gehäusestruktur angeordnet und/oder aufgenommen werden kann. Insbesondere werden bei mehreren Stirnradgetrieben mit unterschiedlichen Gesamtübersetzungen keine unterschiedlich ausgebildeten Gehäusestrukturen benötigt. Vielmehr können baugleiche Gehäusestrukturen für die Stirnradgetriebe mit den unterschiedlichen Gesamtübersetzungen verwendet werden.
Insbesondere kann ein Baukastensystem mit gleichartigen Gehäusestrukturen zur Aufnahme von Stirnradgetrieben mit unterschiedlichen Gesamtübersetzung bereitgestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Werkzeug oder mehrere baugleiche Werkzeuge zur Herstellung für die Gehäusestruktur benötigt werden und somit Werkzeugkosten zur Herstellung angepasster Gehäusestrukturen entfallen.
Ein Set aus einer ersten Gehäusestruktur und einer zweiten Gehäusestruktur für eine Getriebeanordnung nach der bisherigen Beschreibung und/oder einem der Ansprüche 3 bis 7 bildet einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Die erste Gehäusestruktur ist baugleich zu der zweiten Gehäusestruktur ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass in der ersten Gehäusestruktur ein erstes Stirnradgetriebe aufgenommen ist und dass in der zweiten Gehäusestruktur ein zweites Stirnradgetriebe aufgenommen ist. Das erste Stirnradgetriebe weist eine ursprüngliche Gesamtübersetzung auf und das zweite Stirnradgetriebe eine geänderte Gesamtübersetzung, insbesondere durch unterschiedliche Schwenkstellungen der Exzenterscheiben in den Gehäusestrukturen.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 3 bis 7.
Ein Verfahren zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe eines Stirnradgetriebes einer Getriebeanordnung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 3 bis 7 bildet einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Es ist vorgesehen, dass die mindestens eine Exzenterscheibe im Rahmen des Verfahrens in der Aufnahmepassung der Gehäusestruktur in einer von mehreren möglichen Schwenkstellungen angeordnet wird.
Vorzugsweise wird der Achsabstand während des Schwenkens der Exzenterscheibe zwischen der ersten Drehachse und der Zwischendrehachse und optional ergänzend zwischen der zweiten Drehachse und der Zwischendrehachse verändert. Insbesondere wird die Zwischenwelle während des Schwenkens der Exzenterscheibe achsparallel zu der Eingangswelle und optional ergänzend achsparallel zu der Ausgangswelle verschoben. Im Speziellen wird die Zwischendrehachse während des Schwenkens der Exzenterscheibe achsparallel zu der ersten Drehachse und zu der Schwenkachse der Exzenterscheibe und optional ergänzend achsparallel zu der zweiten Drehachse verschoben.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Getriebeanordnung mit einem zweistufigen Stirnradgetriebe;
2 die Getriebeanordnung aus der 1 mit einer axial geschnittenen Einstellvorrichtung zur Verstellung von Achsabständen in dem Stirnradgetriebe, wobei die Einstellvorrichtung eine Zwischenwelle und zwei Exzenterscheiben umfasst;
3a-c verschiedene Ansichten eines Exzenterrings der Einstellvorrichtung;
4a eine axiale Draufsicht auf die Getriebeanordnung der 1 und 2 ohne Zwischenwelle, wobei die Exzenterscheibe eine ursprüngliche Schwenkposition aufweist;
4b die axiale Draufsicht der Getriebeanordnung aus der 4a mit der Exzenterscheibe in einer veränderten Schwenkposition, wobei das Stirnradgetriebe eine veränderte Gesamtübersetzung aufweist;
5a eine axiale Draufsicht auf die Getriebeanordnung aus der 4a mit der Exzenterscheibe in der ursprünglichen Schwenkposition;
5b die axiale Draufsicht der Getriebeanordnung aus der 4b mit der Exzenterscheibe in der veränderten Schwenkposition, wobei das Stirnradgetriebe eine andere Gesamtübersetzung durch Einsetzen anderer Zwischenstirnräder aufweist.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer perspektivischen dreidimensionalen Darstellung eine Getriebeanordnung 1, welche für eine E-Achse eines elektromotorbetriebenen oder hybridgetriebenen Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Getriebeanordnung 1 weist ein Stirnradgetriebe 2 mit einer ersten Stirnradstufe 3 und mit einer zweiten Stirnradstufe 4 auf. Das Stirnradgetriebe 2 ist in einer nicht gezeigten Gehäusestruktur der Getriebeanordnung 1 aufgenommen. Die Gehäusestruktur umgibt das Stirnradgetriebe 2 zumindest teilweise.
Das Stirnradgetriebe 2 umfasst eine Eingangswelle 5 mit einem ersten Stirnrad 6, wobei das erste Stirnrad 6 drehfest auf der Eingangswelle 5 sitzt und mit dieser um eine erste Drehachse A1 rotiert, welche durch die Eingangswelle 5 definiert ist. Das Stirnradgetriebe 2 umfasst eine zeichnerisch unterdrückte Ausgangswelle 7 mit einem zweiten Stirnrad 8, wobei das zweite Stirnrad 8 ein Endantriebsrad (final drive wheel) bildet. Das zweite Stirnrad 8 sitzt drehfest auf der Ausgangswelle 7 und rotiert mit dieser um eine zweite Drehachse A2, welche durch die Ausgangswelle 7 definiert ist. Die Eingangswelle 5 und die Ausgangswelle 7 sind positionsfest in der Gehäusestruktur oder in einer anderen Haltestruktur der Getriebeanordnung 1 gelagert, sodass diese und deren Drehachsen A1, A2 nicht relativ zueinander parallelverschoben werden können.
Die 2 zeigt die Getriebeanordnung 1 aus der 1, wobei die Getriebeanordnung 1 eine Einstellvorrichtung 10 umfasst, welche in einer axialen Schnittdarstellung gezeigt ist. Die Einstellvorrichtung 10 umfasst eine Zwischenwelle 9, welche in zwei Lagerstellen 14 rotierbar gelagert ist. In jeder Lagerstelle 14 ist eine Lagereinrichtung 15, z.B. ein Wälzlager, angeordnet.
Die Zwischenwelle 9 definiert eine Zwischendrehachse Az. Auf der Zwischenwelle 9 sind ein erstes Zwischenstirnrad 12 und ein zweites Zwischenstirnrad 13 des Stirnradgetriebes 2 drehfest angeordnet. Das zweite Zwischenstirnrad 13 ist z. B. als ein Ritzel ausgebildet. Das erste und zweite Zwischenstirnrad 12, 13 rotieren gemeinsam mit der Zwischenwelle 9 um die Zwischendrehachse Az.
In der ersten Getriebestufe 3 kämmt das erste Stirnrad 6 mit dem ersten Zwischenstirnrad 12, wobei das zweite Zwischenstirnrad 13 in der zweiten Getriebestufe 4 mit dem als Endantriebsrad ausgebildeten zweiten Stirnrad 8 kämmt. Insbesondere sind alle Stirnräder als Stirnzahnräder ausgebildet.
Die Einstellvorrichtung 10 ist zur Einstellung der Achsabstände in den Stirnradstufen 3, 4, insbesondere zwischen der Zwischendrehachse Az, der ersten Drehachse A1 und der zweiten Drehachse A2, ausgebildet.
Die Einstellvorrichtung 10 umfasst mindestens eine Exzenterscheibe 11, insbesondere eine erste und eine zweite Exzenterscheibe 11. Eine der Exzenterscheiben 11 ist in der 3a in einer perspektivischen Draufsicht von vorne, in der 3b in einer perspektivischen Draufsicht von hinten und in der 3c in einem Querschnitt durch eine Schwenkachse S gezeigt.
Jede Exzenterscheibe 11 weist einen um einen Mittelpunkt verlaufenden kreisrunden Außendurchmesser auf. Die Schwenkachse S, um welche die Exzenterscheibe 11 in verschiedenen Schwenkstellungen S1, S2 anordbar ist, verläuft durch den Mittelpunkt.
Jede der beiden Exzenterscheiben 11 ist in einer Aufnahmepassung der nicht gezeigten Gehäusestruktur der Getriebeanordnung 1 aufgenommen, wenn sie einen in der Einstellvorrichtung 10 integrierten Bestandteil der Getriebeanordnung 1 gemäß der 1 und 2 bilden. Die Exzenterscheiben 11 sind in den Aufnahmepassungen in den verschiedenen Schwenkstellungen S1, S2 nach Bedarf anordbar. Zur achsparallelen Anordnung der Zwischenwelle 9 zu der Eingangs- und Ausgangswelle 6, 7 sind beide Exzenterscheiben 11 in den Aufnahmepassungen in einer übereinstimmenden Schwenkstellung S1, S2 anzuordnen und/oder angeordnet.
Zur Positionssicherung jeder Exzenterscheibe 11 in einer gewählten Schwenkstellung S1, S2 sind in die Gehäusestruktur mehrere Passstiftbohrungen und in jede Exzenterscheibe 11 eine weitere Passstiftbohrung 17 eingebracht. Nicht dargestellte Passstifte der Getriebeanordnung 1 dienen zur positionsrichtigen Anordnung der Exzenterscheiben 11 in den Aufnahmepassungen. Jeder Passstift ist hierzu in einer zu der gewählten Schwenkstellung S1, S2 passenden Passstiftbohrung in der Gehäusestruktur und in der weiteren Passstiftbohrung 17 in der Exzenterscheibe 11 eingepasst.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Positionssicherung der Exzenterscheiben 11 in der gewählten Schwenkstellung S1, S2 auch dadurch gewährleistet werden, dass die Exzenterscheiben 11 keine kreisrunde Außenkontur aufweisen, sondern eine von der Außenkontur abragende Positioniereinrichtung, z.B. einen radial abstehenden Nocken. In die Gehäusestruktur sind in diesem Fall mehrere für die Positioniereinrichtungen beider Exzenterscheiben 11 passende Positionieraufnahmen vorgesehen. Die Positioniereinrichtungen können in die für die gewählte Schwenkstellung S1, S2 passenden Positionieraufnahmen eingreifen und somit die Positionierung der Exzenterscheiben 11 in der gewählten Schwenkstellung S1, S2 sicherstellen.
Die Exzenterscheibe 11 weist eine Bohrung 16 auf, welche exzentrisch zu dem Mittelpunkt und/oder zu der Schwenkachse S angeordnet ist. Die Bohrung 16 bildet die Lagerstelle 14 für die in der Lagereinrichtung 15 drehbar gelagerten Zwischenwelle 9 (1 und 2). Somit ist die Zwischenwelle 9 über die Exzenterscheibe 11 an der Gehäusestruktur rotierbar angeordnet. An dem Umfang der Bohrung 16 ist eine umlaufende Schulter 18 angeordnet, an welcher die Lagereinrichtung 15 in axialer Richtung bezogen auf die Zwischendrehachse Az anliegt (siehe 2).
Wie aus einer Zusammenschau der 2 und 3c zu entnehmen, verläuft die Zwischendrehachse Az der Zwischenwelle 9 durch einen Bohrungsmittelpunkt der Bohrung 16 und erstreckt sich somit exzentrisch, insbesondere parallel versetzt, zu der Schwenkachse S der Exzenterscheibe 11. Aufgrund dieses Umstands ist der Achsabstand der Zwischendrehachse Az zu der ersten Drehachse A1 und zu der zweiten Drehachse A2 abhängig von der gewählten Schwenkposition S1, S2 der Exzenterscheiben 11 in den Aufnahmepassungen.
In den 4a und 5a ist die Getriebeanordnung 1 der 1 und 2 in einer axialen Draufsicht gezeigt. Die Exzenterscheiben 11 der in der 2 dargestellten Verschiebevorrichtung 10 sind in einer ursprünglichen Schwenkstellung S1 angeordnet, sodass die Zwischendrehachse Az in ursprünglichen Achsabständen zu der ersten Drehachse A1 und zu der zweiten Drehachse A2 angeordnet ist. Gemäß der 5a weist das Stirnradgetriebe 2 eine ursprüngliche Gesamtübersetzung auf, welche durch eine ursprüngliche Zähnezahl der Zwischenstirnräder 12, 13 bedingt ist.
Die 4b und 5b zeigen die Getriebeanordnung 1 in der axialen Draufsicht wie in den 4a und 5a, jedoch sind die Exzenterscheiben 11 in einer geänderten Schwenkstellung S2 angeordnet. Durch die Anordnung der Exzenterscheiben 11 in der geänderten Schwenkstellung S2 ist die Lage des jeweiligen Bohrungsmittelpunkts der Bohrung 16 und somit der jeweiligen Lagerstelle 14 relativ zu dem Mittelpunkt der jeweiligen Exzenterscheibe 11 verändert, sodass die Zwischendrehachse Az der in der Lagerstelle 14 gelagerten Zwischenwelle 9 von einer ursprünglichen Zwischenposition P1 in eine Verschiebeposition P2, insbesondere achsparallel zu der ersten und zweiten Drehachse A1, A2, verschoben ist. Durch dies Verschiebung haben sich die Achsabstände zwischen der Zwischendrehachse Az, der ersten Drehachse A1 und der zweiten Drehachse A2 verändert. Insbesondere hat sich der Abstand in der ersten Stirnradstufe 3 zwischen der ersten Drehachse A1 und der Zwischendrehachse Az vergrößert und der Abstand in der zweiten Stirnradstufe 4 zwischen der Zwischendrehachse Az und der zweiten Drehachse A2 verkleinert.
Wie aus einem Vergleich der 5a und 5b zu entnehmen, ist aufgrund des vergrößerten Achsabstands in der ersten Stirnradstufe 3 ein gegenüber dem ersten Zwischenstirnrad 12 (5a) geändertes erstes Zwischenstirnrad 19 mit einer erhöhten Zähnezahl (5b) eingesetzt. Weiterhin ist aufgrund des verkleinerten Achsabstands in der zweiten Stirnradstufe 4 ein gegenüber dem zweiten Zwischenstirnrad 13 (5a) geändertes zweites Zwischenstirnrad 20 mit einer verringerten Zähnezahl (5b) eingesetzt. Somit ist die Gesamtübersetzung des Stirnradgetriebes 2 gemäß der 5b mit den Exzenterscheiben 11 in der geänderten Schwenkstellung S2 größer als die Gesamtübersetzung des Stirnradgetriebes 2 gemäß der 5a mit den Exzenterscheiben 11 in der ursprünglichen Schwenkstellung S1.
Vorteilhaft ist, dass die beiden Stirnradgetriebe 2 mit den unterschiedlichen Gesamtübersetzungen in zwei baugleich ausgebildeten Gehäusestrukturen der Getriebeanordnung 1 aufgenommen sind/werden können. Dies ist dadurch möglich, dass die Exzenterscheiben 11 in der Gehäusestruktur entsprechend der benötigten Gesamtübersetzung des Stirnradgetriebes 2 in der hierfür passenden Schwenkstellung S1, S2 angeordnet werden können. Somit wird zur Herstellung der baugleichen Gehäusestrukturen nur ein Werkzeug oder mehrere baugleiche Werkzeuge benötigt, was erhebliche Kostenvorteile bietet.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeanordnung
2: Stirnradgetriebe
3: Erste Stirnradstufe
4: Zweite Stirnradstufe
5: Eingangswelle
6: Erstes Stirnrad
7: Ausgangswelle
8: Zweites Stirnrad
9: Zwischenwelle
10: Einstellvorrichtung
11: Exzenterscheibe
12: Erstes Zwischenstirnrad
13: Zweites Zwischenstirnrad
14: Lagerstelle
15: Lagereinrichtung
16: Bohrung
17: Passstiftbohrung
18: Schulter
19: Erstes Zwischenstirnrad mit erhöhter Zähnezahl
20: Zweites Zwischenstirnrad mit verringerter Zähnezahl
A1: erste Drehachse
A2: zweite Drehachse
Az: Zwischendrehachse
S: Schwenkachse
S1: ursprüngliche Schwenkstellung
S2: geänderte Schwenkstellung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1020122164515 A1 [0003]

Claims

Einstellvorrichtung (10) zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe (3, 4) eines Stirnradgetriebes (2) für eine Getriebeanordnung (1), wobei die Einstellvorrichtung (10) eine Zwischenwelle (9) zur drehfesten Anordnung mindestens eines Zwischenstirnrads (12, 13) des Stirnradgetriebes (2) umfasst, wobei die Einstellvorrichtung (10) mindestens eine Lagerstelle (14) umfasst, wobei die Zwischenwelle (9) rotierbar in der mindestens einen Lagerstelle (14) gelagert ist, wobei die mindestens eine Lagerstelle (14) zur Anordnung an einer Gehäusestruktur der Getriebeanordnung (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (10) mindestens eine Exzenterscheibe (11) aufweist, wobei die Lagerstelle (14) in der mindestens einen Exzenterscheibe (11) integriert und/oder durch diese gebildet ist.
Einstellvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Exzenterscheibe (11) einen kreisrunden Außendurchmesser aufweist, wobei die Lagerstelle (14) eine Bohrung (16) in der Exzenterscheibe (11) ist, wobei die Bohrung (16) exzentrisch zu dem Außendurchmesser angeordnet ist.
Getriebeanordnung (1) für eine E-Achse eines Fahrzeugs mit der Einstellvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2 und mit einem Stirnradgetriebe (2), wobei das Stirnradgetriebe (2) mindestens eine Getriebestufe (3, 4) aufweist.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1) eine Gehäusestruktur umfasst, wobei die Gehäusestruktur mindestens eine Aufnahmepassung umfasst, wobei die Exzenterscheibe (11) in der Aufnahmepassung in einer von mehreren Schwenkstellungen (S1, S2) anordbar ist, wobei die Schwenkstellungen (S1, S2) auf eine Schwenkachse (S) bezogen sind, wobei die Schwenkachse (S) durch einen Mittelpunkt des Außendurchmessers der Exzenterscheibe (11) verläuft.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe (2) in der Gehäusestruktur aufgenommen ist, wobei das Stirnradgetriebe (2) eine erste Getriebestufe (3) und eine zweite Getriebestufe (4) aufweist, wobei das Stirnradgetriebe (2) ein erstes Zwischenstirnrad (12) und ein zweites Zwischenstirnrad (13) umfasst, wobei das erste Zwischenstirnrad (12) und das zweite Zwischenstirnrad (13) auf der Zwischenwelle (9) der Einstellvorrichtung (10) drehfest angeordnet sind, wobei das Stirnradgetriebe (2) eine Eingangswelle (5) und ein drehfest auf der Eingangswelle (5) sitzendes erstes Stirnrad (6) umfasst, welche mit der Zwischenwelle (9) und dem ersten Zwischenstirnrad (12) die erste Getriebestufe (3) bilden und wobei das Stirnradgetriebe (2) eine Ausgangswelle (7) und ein drehfest auf der Ausgangswelle (7) sitzendes zweites Stirnrad (8) umfasst, welche mit der Zwischenwelle (9) und dem zweiten Zwischenstirnrad (13) die zweite Getriebestufe (4) bilden.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (5) eine erste Drehachse (A1) für das erste Stirnrad (6) definiert, dass die Ausgangswelle (7) eine zweite Drehachse (A2) für das zweite Stirnrad (8) definiert und dass die Zwischenwelle (9) eine Zwischendrehachse (Az) für das erste und zweite Zwischenstirnrad (12, 13) definiert, wobei die erste Drehachse (A1), die zweite Drehachse (A2) und die Zwischendrehachse (Az) zueinander in ursprünglichen Achsabständen angeordnet sind, wenn die Exzenterscheibe (11) in der Aufnahmepassung eine ursprüngliche Schwenkposition (S1) einnimmt und dass die erste Drehachse (A1), die zweite Drehachse (A2) und die Zwischendrehachse (Az) zueinander in geänderten Achsabständen angeordnet sind, wenn die Exzenterscheibe (11) in der Aufnahmepassung in einer geänderten Schwenkposition (S2) angeordnet ist.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (5) und die Ausgangswelle (7) positionsfest angeordnet sind und/oder dass die Zwischenwelle (9) in der geänderten Schwenkposition (S2) der Exzenterscheibe (11) von einer ursprünglichen Zwischenposition (P1) in eine zu der Schwenkachse (S), zu der Eingangswelle (5) und zu der Ausgangswelle (7) achsparallele Verschiebeposition (P2) verschoben ist, wobei das Stirnradgetriebe (2) in der ursprünglichen Zwischenposition (P1) der Zwischenwelle (9) eine ursprüngliche Gesamtübersetzung aufweist und wobei das Stirnradgetriebe (2) in der Verschiebeposition (P2) eine geänderte Gesamtübersetzung aufweist.
Set aus einer ersten Gehäusestruktur und einer zweiten Gehäusestruktur für eine Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die erste Gehäusestruktur baugleich zu der zweiten Gehäusestruktur ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gehäusestruktur ein erstes Stirnradgetriebe mit einer ursprünglichen Gesamtübersetzung aufgenommen ist und dass in der zweiten Gehäusestruktur ein zweites Stirnradgetriebe mit einer geänderten Gesamtübersetzung aufgenommen ist.
Fahrzeug mit der Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7.
Verfahren zur Einstellung mindestens eines Achsabstands in mindestens einer Stirnradstufe (3, 4) eines Stirnradgetriebes (2) einer Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (11) in der Aufnahmepassung der Gehäusestruktur in einer von mehreren möglichen Schwenkstellungen (S1, S2) angeordnet wird.