-
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, umfassend ein äußeres Getriebeelement, ein inneres Getriebeelement, wobei äußeres Getriebeelement eine Innenverzahnung und inneres Getriebeelement eine Außenverzahnung aufweisen, die miteinander in formschlüssigem Eingriff zur Übertragung von Drehmomenten ausgebildet sind, und zumindest ein Spannelement, welches sich einerseits an dem äußeren, andererseits an dem inneren Getriebeelement abstützt, derart, dass die Außenverzahnung des inneren Getriebeelements zumindest in Umfangsrichtung gegenüber der Innenverzahnung des äußeren Getriebeelements verspannt ist.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bereitstellen einer Getriebeanordnung.
-
Bei Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, dass vom Antriebsmotor erzeugte Drehmoment an die Antriebsräder mittels eines Antriebsstrangs zu übertragen. An dem Antriebsmotor sind abtriebsseitig in bekannter Weise Komponenten wie Kupplung, Getriebe und dergleichen angebunden. Die Übertragung von Drehmomenten zwischen rotierenden Bauteilen kann mittels einer gegenseitigen Verzahnung der beiden Bauteile ermöglicht werden. Dabei weist das innere Bauteil am Außenumfang und das äußere Bauteil am Innenumfang entsprechende, ineinandergreifende Verzahnungen auf.
-
Nachteilig an diesen Verzahnungen ist jedoch, dass sie aufgrund des für die Montage nötigen radialen Spiels in manchen Betriebszuständen, beispielsweise bei Lastwechselreaktionen des Antriebsmotors, zur Geräuschentwicklung neigen, was den Fahrkomfort beeinträchtigt und den Verschleiß erhöht.
-
Zur Lösung dieses Problems ist aus der
EP 2 855 956 B1 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bekannt geworden mit einer Welle, welche an ihrem Außenumfang eine Wellenverzahnung aufweist, einer Nabe, welche an einem Innenumfang eine Nabenverzahnung aufweist, wobei die Nabe derart auf der Welle angeordnet ist, dass die Wellenverzahnung und die Nabenverzahnung ineinandergreifen, um Drehmoment zu übertragen, zumindest einem Federelement, welches die Nabe vollständig durchdringt und sich an der Welle und der Nabe abstützt und eine Federkraft auf die Nabe und die Welle ausübt, wobei zumindest eine Komponente der Federkraft derart gerichtet ist, dass über den gesamten Umfang von Welle und Nabe benachbarte Flanken der Wellenverzahnung und der Nabenverzahnung aneinandergedrückt werden, wobei das Federelement zwei Schenkel aufweist, welche an unterschiedlichen Positionen zwischen der Welle und der Nabe angeordnet sind.
-
Nachteilig dabei ist wiederum, dass das Federelement zwischen den beiden rotierenden Elementen angeordnet ist, was zum einen die Herstellung der Drehmomentübertragungsvorrichtung erschwert und gleichzeitig die Lebensdauer des Federelements herabsetzt. Ebenso ist die Demontage schwierig und aufwendig.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Getriebeanordnung und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Getriebeanordnung zur Verfügung zu stellen, welche einfacher und schneller herstellbar beziehungsweise durchführbar ist, eine geringere Montagekraft benötigt, einfacher demontierbar ist und eine lange Lebensdauer der Getriebeanordnung aufweist beziehungsweise bereitstellt.
-
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Getriebeanordnung und ein alternatives Verfahren zum Bereitstellen einer Getriebeanordnung zur Verfügung zu stellen.
-
In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben bei einer Getriebeanordnung, umfassend
ein äußeres Getriebeelement,
ein inneres Getriebeelement,
wobei äußeres Getriebeelement eine Innenverzahnung und inneres Getriebeelement eine Außenverzahnung aufweisen, die miteinander in formschlüssigem Eingriff zur Übertragung von Drehmomenten ausgebildet sind, und
zumindest ein Spannelement, welches sich einerseits an dem äußeren, andererseits an dem inneren Getriebeelement abstützt, derart, dass die Außenverzahnung des inneren Getriebeelements zumindest in Umfangsrichtung gegenüber der Innenverzahnung des äußeren Getriebeelements verspannt ist,
dadurch, dass
sich das zumindest eine Spannelement an dem inneren Getriebeelement auf dessen radialer Innenseite abstützt.
-
In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-12, umfassend die Schritte
- - Bereitstellen eines äußeren Getriebeelements und eines inneren Getriebeelements, wobei äußeres Getriebeelement eine Innenverzahnung und inneres Getriebeelement eine Außenverzahnung aufweisen, die miteinander in formschlüssigem Eingriff zur Übertragung von Drehmomenten ausgebildet sind,
- - Bereitstellen zumindest eines Spannelements, welches zur Abstützung einerseits an dem äußeren, andererseits an dem inneren Getriebeelement ausgebildet ist,
- - Festlegen des zumindest einen Spannelements am äußeren Getriebeelement, und
- - Einbringen des inneren Getriebeelements in das Innere des äußeren Getriebeelements derart, dass das zumindest eine Spannelement beim Einbringen des inneren Getriebeelements, die Außenverzahnung des inneren Getriebeelements zumindest in Umfangsrichtung gegenüber der Innenverzahnung des äu-ßeren Getriebeelements verspannt, wobei sich das zumindest eine Spannelement an dem inneren Getriebeelement auf dessen radialer Innenseite abstützt.
-
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass neben einer deutlichen Geräuschreduzierung durch die Vorspannung eine geringe Montagekraft und eine einfache Demontage ermöglicht wird. Ein weiterer damit erzielter Vorteil ist, dass eine hohe Lebensdauer ermöglicht wird.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Abstützung des Spannelements an dem inneren Getriebeelement über einen radialen Vorsprung. Damit kann auf besonders einfache Weise eine Abstützung des Spannelements erfolgen
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der radiale Vorsprung schräg zu einer Drehachse des inneren Getriebeelements angeordnet. Damit kann einerseits das Spannelement besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden, andererseits eine zuverlässige Verspannung bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Bereich des Spannelements zwischen äußerem und inneren Getriebeelement angeordnet. Vorteil hiervon ist eine einfache Festlegung des Spannelements an dem äußeren Getriebeelement. Ein weiterer Vorteil ist die zuverlässige Festlegung des Spannelements.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Spannelement zumindest formschlüssig in einem der beiden Getriebeelemente festgelegt. Damit wird eine einfache und kostengünstige Festlegung bereitgestellt, ohne den Bauraum zu vergrößern.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in zumindest einem der Getriebeelemente eine Auslassung in der jeweiligen Verzahnung oder eine Aussparung angeordnet zum formschlüssigen Einbringen des Spannelements. Vorteil hiervon ist eine einfache und zuverlässige Festlegung des Spannelements.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zumindest eine Spannelement einen im Wesentlichen mäanderförmigen, symmetrischen Verlauf auf. Vorteil hiervon ist eine einfache Herstellung und gleichzeitig eine hohe Vorspannwirkung.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verläuft das zumindest eine Spannelement im Wesentlichen in einer Ebene. Damit wird eine besonders einfache Herstellung und eine einfache Handhabbarkeit des Spannelements bei der Montage ermöglicht.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zumindest eine Spannelement mehrere Abschnitte auf, die im Wesentlichen in einer Ebene verlaufen, und zumindest einen Abschnitt, der über die Ebene hervorragt, insbesondere vorgewölbt ist, vorzugsweise wobei zumindest zwei Abschnitte über die Ebene hervorragen, wobei die zumindest zwei Abschnitte auf unterschiedlichen Seiten über die Ebene hervorragen. Damit kann eine verbesserte Vorspannwirkung erzielt werden. Die Ebene wird hier vorzugsweise durch die Endbereiche und die sich an die beiden Endbereiche jeweils direkt anschließenden Bereiche gebildet. Vorzugsweise ist das Spannelement somit in zumindest zwei Ebenen verrundet ausgebildet.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zumindest eine Spannelement einen oder mehrere elliptisch verrundete Bereiche auf. Dadurch kann eine verbesserte Spannungsverteilung im Spannelement erreicht werden und die Lebensdauer erhöht werden.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Enden des Spannelements gegen Verdrehen gesichert an einem der Getriebeelemente angeordnet, insbesondere mittels jeweils einer Nut. Vorteil hiervon ist die Sicherung des Spannelements gegenüber einem Verdrehen, mithin wird also eine zuverlässige Festlegung des Spannelements ermöglicht.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Enden des Spannelements in einer zu den Enden korrespondierenden Aussparung an dem einen Getriebeelement festlegbar. Vorteil hiervon ist eine besonders zuverlässige Festlegung des Spannelements.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
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.
-
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden 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.
-
Dabei zeigt
- 1 ein inneres und äußeres Getriebeelement sowie ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 ein äußeres Getriebeelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 ein inneres Getriebeelement sowie ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 6 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt ein inneres und äußeres Getriebeelement sowie ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Im Detail ist in 1 von links nach rechts ein inneres Getriebeelement in Form einer Welle 3, ein Spannelement 4 sowie ein äußeres Getriebeelement 2 gezeigt. Die Welle 3 kann als Sinterteil hergestellt sein und weist eine Außenverzahnung 3a auf, die in eine Innenverzahnung 2a des äußeren Getriebeelements 2 eingreifen kann. In der Au-ßenverzahnung 3a ist wie auch in der Innenverzahnung 2a ein fehlender Zahn 5, 7 ausgebildet. Diese Lücke in der Verzahnung 5, 7 dient zur Anordnung des Spannelements 4, hier in Form einer Drahtspange. Darüber hinaus erzwingt diese Lücke eine geeignete Montageposition des Spannelements 4 gegenüber einer schrägen Fläche beziehungsweise einem Vorsprung 6, der kaltumgeformt hergestellt sein kann. Zwei dieser Vorsprünge 6 sind auf der radialen Innenseite der Welle 3 angeordnet und verlaufen schräg, das heißt gegenüber der Drehachse erstrecken sich diese Vorsprünge 6 nicht parallel und sind um 180 Grad versetzt zueinander und mit symmetrischer Kontur angeordnet, um bei montiertem Spannelement 4, dieses gegenüber dem äußeren Getriebeelement 2, genauer dessen Verzahnung 2a zu verspannen. Das äußere Getriebeelement 2 in Form einer Nabe weist, wie bereits erwähnt, ebenfalls eine Lücke 5 in der Verzahnung 2a auf, sprich die Lücke wird in Form von geräumten Nuten bereitgestellt, in die dann das Spannelement 4 eingeschoben wird.
-
Das Spannelement 4 verläuft im Wesentlichen in einer Ebene und hat zwei um ca. 90 Grad abgewinkelte Endabschnitte 4a, einen sich daran in 1 horizontal verlaufenden Abschnitt 4b, einen daran anschließenden halbkreisförmig gebogenen Abschnitt 4c, einen sich daran anschließenden horizontalen Abschnitt 4d, einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Abschnitt 4e, der in Richtung des horizontalen Abschnitts 4b eine Ausbuchtung aufweist und an den sich ein vertikaler Abschnitt 4f anschließt, durch den die Symmetrieachse 10 des Spannelements parallel zu den horizontalen Abschnitten 4b, 4d verläuft. Auf der anderen Seite der Symmetrieachse 10 weist das Spannelement 4 den gleichen Aufbau auf.
-
2 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Im Detail zeigt 2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit Nabe 2 und Welle 3 gemäß 1. Die Nabe 2 wird hier in die Welle 3 eingeschoben, wobei an der Nabe 2 bereits das Spannelement 4 festgelegt ist. Durch die schrägen Vorsprünge 6 verdreht sich das als Drahtspanne ausgebildete Spannelement 4 beim Einschieben der Welle 3 in die Nabe 2 gegenüber der Nabe 2 und sorgt für eine Verspannung der Verzahnungen 2a, 3a in Umfangsrichtung.
-
3 zeigt ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
In 3 ist im Wesentlichen ein Spannelement 4 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Spannelement 4 gemäß 1, ist bei dem Spannelement 4 gemäß 3 nun ein elliptisch verrundeter Bereich 4cd zwischen den Bereichen 4c und 4d angeordnet. Der Bereich 4c ist nicht mehr halbkreisförmig ausgebildet, sondern im wesentlichen viertelkreisförmig. Er kann aber ebenfalls bereits elliptisch verrundet sein. An diesen Bereich schließt sich dann der genannte Bereich 4cd an, der in den Bereich 4d mündet. Der Bereich 4d ist hierbei aber nicht mehr parallel zum Bereich 4b ausgebildet, sondern läuft in Richtung des Endbereichs 4a auf diesen zu und geht schließlich in den Bereich 4e und letztendlich in den Bereich 4f über. Sämtliche Bereiche 4a-4f sind an der Symmetrieachse 10 gespiegelt und bilden dann insgesamt das Spannelement 4.
-
4 zeigt ein äußeres Getriebeelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
In 4 ist im Wesentlichen ein äußeres Getriebeelement 2 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum äußeren Getriebeelement 2 gemäß 1 sind beim äußeren Getriebeelement 2 gemäß 4 zwei um 180 Grad versetzte radiale Nuten 8 auf der axialen Außenseite des äußeren Getriebeelements 2 angeordnet, in die die beiden Abschnitte 4a eines Spannelements zur Verdrehsicherung eingreifen können. Damit kann der Spannungsbereich des Spannelements 4 auf den axial verlaufenden Bereich 4b erweitert werden, was die Lebensdauer beziehungsweise Vorspannung verbessert.
-
5 zeigt ein inneres Getriebeelement sowie ein Spannelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
In 5 sind im Wesentlichen ein inneres Getriebeelement 3 sowie ein Spannelement 4 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum inneren Getriebeelement 3 und Spannelement 4 gemäß 1 sind beim inneren Getriebeelement 3 nun die radial inneren Vorsprünge 6 parallel zur Drehachse ausgebildet. Um trotzdem eine Vorspannung durch das Spannelement 4 bereitzustellen, weist nun das Spannelement 4 die Abschnitte 4d1 und 4d2 und teilweise auch die Abschnitte 4c1, 4c2 beziehungsweise 4e1 und 4e2 auf, die aus der Ebene des Spannelements 4 vorgewölbt sind. Dabei sind die Abschnitte 4c1, 4d1, 4e1 und die Abschnitte 4c2, 4d2, 4e2 zu unterschiedlichen Seiten der Ebenen des Spannelements 4 vorgewölbt. Bei der Montage des Spannelements 4 erfolgt dann wiederum die Vorspannung gegenüber den beiden Verzahnungen 2a, 3a. Die genannte Ebene wird in 5 durch die Abschnitte 4a, 4b jeweils auf unterschiedlichen Seiten der Symmetrieachse 10 gebildet.
-
6 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
In 6 sind schematisch Schritte eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-12 gezeigt. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte:
- - Bereitstellen S1 eines äußeren Getriebeelements und eines inneren Getriebeelements, wobei äußeres Getriebeelement eine Innenverzahnung und inneres Getriebeelement eine Außenverzahnung aufweisen, die miteinander in formschlüssigem Eingriff zur Übertragung von Drehmomenten ausgebildet sind,
- - Bereitstellen S2 zumindest eines Spannelements, welches zur Abstützung einerseits an dem äußeren, andererseits an dem inneren Getriebeelement ausgebildet ist,
- - Festlegen S3 des zumindest einen Spannelements am äußeren Getriebeelement, und
- - Einbringen S4 des inneren Getriebeelements in das Innere des äußeren Getriebeelements derart, dass das zumindest eine Spannelement beim Einbringen des inneren Getriebeelements, die Außenverzahnung des inneren Getriebeelements zumindest in Umfangsrichtung gegenüber der Innenverzahnung des äu-ßeren Getriebeelements verspannt, wobei sich das zumindest eine Spannelement an dem inneren Getriebeelement auf dessen radialer Innenseite abstützt.
-
Zusammenfassend weist zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest eines der folgenden Merkmale auf beziehungsweise stellt zumindest einen der folgenden Vorteile bereit:
- - Einfache Herstellung.
- - Kostengünstige Herstellung.
- - Einfache Montage.
- - Geringere Montagekraft bei der Montage.
- - Einfache Demontage.
- - Hohe Lebensdauer.
- - Reduzierung der Geräuschentwicklung bei Lastwechseln eines Antriebs.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Getriebeelement
- 2a
- Innenverzahnung
- 3
- Welle
- 3a
- Außenverzahnung
- 4
- Spannelement
- 4a
- Endabschnitte
- 4b
- horizontal verlaufender Abschnitt
- 4c
- gebogener Abschnitt
- 4cd
- elliptisch verrundeter Abschnitt
- 4c1, 4c2
- Abschnitte
- 4d
- horizontal verlaufender Abschnitt
- 4d1, 4d2
- Abschnitte
- 4e
- halbkreisförmiger Abschnitt
- 4e1, 4e2
- Abschnitte
- 4f
- vertikal verlaufender Abschnitt
- 5
- Lücke/fehlender Zahn
- 6
- Vorsprung/schräge Fläche
- 7
- Lücke/fehlender Zahn
- 8
- Nut
- 10
- Symmetrieachse
- S1-S4
- Schritte eines Verfahrens
-
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
-
