WO2012159788A1 - Gehäuseseitige befestigungsanordnung eines hohlrades - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a housing-side mounting arrangement of a ring gear of a planetary gear according to the closer defined in the preamble of claim 1.
- EP 0 230 843 B1 discloses a system for resiliently fastening an inner ring of a planetary gear in relation to a stationary transverse plate.
- the attachment comprises a plate to which a disc is secured, are held in the axially aligned needles.
- the needles each engage in incisions on the outer circumference of the internal ring gear.
- Each incision has two opposing teeth between which the needle engaging the incision is held. Since the needles are embedded in the bottom of longitudinal sections of the disc and the end edges of the longitudinal slots have a profile, a certain bending of the needles is made possible. This results in a change in the flexibility of the needles. It has been found that the known attachment of the inner ring is structurally complex and cost-intensive due to the large number of components required.
- the present invention is based on the object to propose a housing-side mounting arrangement of a ring gear of the type described above, which is as simple as possible structurally simple and inexpensive to produce.
- a housing-side mounting arrangement of a ring gear or a Hohlradan Kunststoff a planetary stage or a planetary gear proposed as an intermediate gear for an electric traction drive.
- a sufficient support of the ring gear on the housing and on the other hand an optimal vibration decoupling one can sufficient torsional stiffness for receiving the ring gear torque exhibiting bearing plate or the like may be provided with a connecting portion with low radial stiffness and consequently high radial compliance, on which a ring gear for receiving the ring gear is provided.
- the fastening arrangement Due to the preferably one-piece construction of the fastening arrangement according to the invention not only low production costs, but also a simplified assembly.
- the particularly low radial stiffness in the connecting portion also causes an additional degree of freedom of movement of the ring gear in the radial plane.
- connection section can be made with as little material as possible.
- undercuts or undercuts for example in the region of the webs formed by the longitudinal grooves or slots, can be provided on the connecting section.
- the grooves or elongated holes and back- or undercuts are provided with appropriate radii to avoid voltage spikes.
- the ring gear carrier may preferably be designed in such a way that it can receive the ring gear designed as a rigid component inside.
- a positive connection in the form of pins or a toothing between the ring gear and the ring gear can be provided, wherein the ring gear on the teeth or the pins in the Clamped ring gear and additionally secured axially or axially by a snap ring. It is also conceivable that the ring gear is glued into the ring gear carrier.
- the present invention thus claims the separately proposed mounting arrangement of the ring gear on a housing. Furthermore, the mounting arrangement is claimed in connection with an electric traction drive, which may be formed for example as a final drive or as a single-wheel drive.
- an electric traction drive which may be formed for example as a final drive or as a single-wheel drive.
- a shaft of the electric machine can be coupled, for example, via the sun gear with the planetary gear set acting as an intermediate gear, wherein the planet gear carrier realizes, for example, a coaxial output.
- the planet carrier is connected to an intermediate shaft, which in turn is coupled via a spur gear with an off-axis or paraxial output.
- FIGURE of the invention shows a possible embodiment of a housing-side mounting arrangement according to the invention of a ring gear 1 designed as an intermediate gear planetary gear set for a non-illustrated electric traction drive of a vehicle.
- the proposed mounting arrangement or Hohlradan Kunststoff is preferably designed as a one-piece component.
- the fastening arrangement comprises a particularly stiff designed bearing plate 2, which for storing the output wave or the ridge of the planetary gear is provided, and a ring gear 3 for receiving the ring gear 1 and a bearing plate 2 with the ring gear 3 connecting connecting portion 4 for transmitting the Hohlradmomentes.
- an aluminum alloy or the like may preferably be used while the ring gear 1 is made of a hardened steel or the like.
- the connecting portion 4 is designed such that it has at least a lower radial rigidity with respect to the ring gear carrier 3.
- a mounting arrangement is proposed in which the bearing plate 2 has a very high rigidity for the bearing of the output shaft of the planetary gear set and in which the connecting portion 4 has sufficient torsional rigidity for receiving or transmitting the ring gear torque and at the same time a low radial stiffness. Consequently, the connecting portion 4 realizes a high radial compliance, so that the compliant designed connecting portion realizes a jump in stiffness to the ring gear carrier or to the very stiff designed bearing plate 2.
- the noise transmission behavior of the proposed mounting arrangement is optimized.
- the mounting assembly is at least partially annular or sleeve-shaped, wherein the bearing plate 2 has a radially outer portion as a flange, with the housing-side attachment via a screw 5.
- a radially inner portion of the bearing plate 2 serves to receive a bearing 6, in particular a roller bearing, in order to be able to receive a shaft (not shown), for example the output shaft or the like, in the end plate 2.
- the adjoining in the axial direction of the bearing plate 2 connecting portion 4 has a background rotation or undercut 7 with a predetermined radius R2. Furthermore, a plurality of oblong holes 8 are provided over the circumference of the approximately annular or sleeve-shaped connecting section 4, so that only thin-walled narrow webs 9 remain between the intended oblong holes 8. In this way the rigidity in the radial direction at the connection reduced section 4, so that the ring gear 1 is connected by the connecting portion 4 acoustically advantageous yielding. This results in an advantageous acoustic vibration decoupling between ring gear 1 and housing despite sufficiently high rigidity of the bearing plate 2 and the Hohlradismes 3 for supporting the ring gear 1 on the housing. In order to avoid voltage peaks at the connecting section 4, the elongated holes 8 also have a corresponding radius R1 at their end regions.
- the ring gear carrier 3 which adjoins the connecting section 4 in the axial direction is likewise approximately annular or sleeve-shaped.
- the ring gear carrier 3 has at its inner diameter the non-rotatably connected to the ring gear 3 ring gear 1.
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Abstract
Es wird eine gehäuseseitige Befestigungsanordnung eines Hohlrades (1) eines Planetenradsatzes mit einem Lagerschild (2) zum Lagern einer Abtriebswelle des Planetenradsatzes für einen elektrischen Fahrantrieb vorgeschlagen, wobei zwischen dem Lagerschild (2) und einem das Hohlrad (1) aufnehmenden Hohlradträger (3) ein Verbindungsabschnitt (4) zum Übertragen des Hohlradmomentes vorgesehen ist, und wobei der Verbindungsabschnitt (4) derart gestaltet ist, dass der Verbindungsabschnitt (4) in Bezug auf den Hohlradträger (3) zumindest eine geringere radiale Steifigkeit aufweist.
Description
Gehäuseseitiqe Befestiqunqsanordnunq eines Hohlrades
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gehäuseseitige Befestigungsanordnung eines Hohlrades einer Planetenradstufe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 230 843 B1 ist ein System zur elastischen Befestigung eines Innenkranzes eines Planetengetriebes im Verhältnis zu einer feststehenden Querplatte bekannt. Die Befestigung umfasst eine Platte, an der eine Scheibe befestigt ist, in der axial ausgerichtete Nadeln gehalten sind. Die Nadeln greifen jeweils in Einschnitte an dem äußeren Umfang des Innenzahnkranzes ein. Jeder Einschnitt weist zwei gegenüberliegende Zähne auf, zwischen denen die in den Einschnitt eingreifende Nadel gehalten wird. Da die Nadeln im Boden von Längsschnitten der Scheibe eingelassen sind und die Abschlussränder der Längsschlitze ein Profil aufweisen, wird eine bestimmte Biegung der Nadeln ermöglicht. Somit ergibt sich eine Veränderung der Flexibilität bei den Nadeln. Es hat sich gezeigt, dass die bekannte Befestigung des Innenkranzes aufgrund der Vielzahl der erforderlichen Bauteile konstruktiv aufwändig und kostenintensiv ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gehäuseseitige Befestigungsanordnung eines Hohlrades der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche möglichst konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.
Demnach wird eine gehäuseseitige Befestigungsanordnung eines Hohlrades bzw. eine Hohlradanbindung einer Planetenstufe bzw. eines Planetengetriebes beispielsweise als Zwischengetriebe für einen elektrischen Fahrantrieb vorgeschlagen. Um einerseits eine ausreichende Abstützung des Hohlrades an dem Gehäuse und andererseits eine optimale Schwingungsabkopplung zu realisieren, kann ein eine
ausreichende Torsionssteifigkeit zum Aufnehmen des Hohlradmomentes aufweisendes Lagerschild oder dergleichen mit einem Verbindungsabschnitt mit geringer radialer Steifigkeit und folglich hoher radialer Nachgiebigkeit vorgesehen sein, an dem ein Hohlradträger zum Aufnehmen des Hohlrades vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Gestaltung der Hohlradanbindung mit dem einerseits steif ausgeführten Lagerschild oder Flanschring, um eine ausreichend hohe Torsionssteifigkeit zum Abstützen der Hohlradmomente zu gewährleisten, und andererseits mit dem zumindest in radialer Richtung weichen Verbindungsabschnitt, werden nur begrenzt Schwingungen aus dem Planetenradsatz auf das Gehäuse übertragen, so dass die Getriebeakustik positiv beeinflusst wird. Zudem ergibt sich aus der geringen radialen Steifigkeit und der damit verbundenen hohen Nachgiebigkeit eine positive Beeinflussung der Bauteillebensdauer insbesondere bei einer möglichen Überbestimmung der Planetenradsatzlagerung oder bei Schiefstellung der Bauteile des Planetengetriebes.
Aufgrund der vorzugsweise einteiligen Bauweise der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ergeben sich nicht nur geringe Herstellungskosten, sondern auch eine vereinfachte Montage. Die besonders geringe radiale Steifigkeit bei dem Verbindungsabschnitt bewirkt zudem einen zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad des Hohlrades in radialer Ebene.
Um die elastische bzw. weiche Anbindung über den Verbindungsabschnitt zwischen dem Lagerschild und dem Hohlradträger realisieren zu können, sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung mehrere Ausnehmungen oder dergleichen über den Umfang vorgesehen, so dass mehrere möglichst dünnwandige und schmale Stege oder dergleichen als Verbindungsabschnitt zur Schwingungsdämpfung bzw. -entkopplung verbleiben. Auf diese Weise kann der Verbindungsabschnitt mit möglichst wenig Material ausgeführt werden. Zur weiteren Materialreduzierung können Hinterdrehungen oder Hinterschneidungen zum Beispiel im Bereich der durch die Längsnuten oder Langlöcher gebildeten Stege an dem Verbindungsabschnitt vorgesehen werden. Die Nuten bzw. Langlöcher und Hinterdrehun-
gen bzw. Hinterschneidungen sind mit entsprechenden Radien versehen, um Spannungsspitzen zu vermeiden.
Der Hohlradträger kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass dieser im Inneren das als steifes Bauteil ausgeführte Hohlrad aufnehmen kann. Um die drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlradträger und dem Hohlrad mit einem gewissen Spiel in Drehrichtung auszugestalten, kann beispielsweise eine formschlüssige Verbindung in Form von Stiften oder einer Verzahnung zwischen dem Hohlrad und dem Hohlradträger vorgesehen werden, wobei das Hohlrad über die Verzahnung oder die Stifte in den Hohlradträger eingehängt und zusätzlich axial bzw. durch einen Sprengring axial gesichert wird. Es ist auch denkbar, dass das Hohlrad in den Hohlradträger eingeklebt wird.
Die vorliegende Erfindung beansprucht somit die separat vorgeschlagene Befestigungsanordnung des Hohlrades an einem Gehäuse. Ferner wird auch die Befestigungsanordnung im Zusammenhang mit einem elektrischen Fahrantrieb beansprucht, der beispielsweise als Achsantrieb oder auch als Einzelradantrieb ausgebildet sein kann. Dazu kann eine Welle der elektrischen Maschine zum Beispiel über das Sonnenrad mit dem als Zwischengetriebe fungierenden Planetenradsatz gekoppelt sein, wobei der Planetenradträger zum Beispiel einen koaxialen Abtrieb realisiert. Es ist auch möglich, dass der Planetenradträger mit einer Zwischenwelle verbunden ist, die wiederum über eine Stirnradstufe mit einem achsversetzten bzw. achsparallelen Abtrieb gekoppelt ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt eine mögliche Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen gehäuseseitigen Befestigungsanordnung eines Hohlrades 1 einem als Zwischengetriebe ausgebildeten Planetenradsatz für einen nicht weiter dargestellten elektrischen Fahrantrieb eines Fahrzeuges.
Die vorgeschlagene Befestigungsanordnung bzw. Hohlradanbindung ist bevorzugt als einteiliges Bauteil ausgeführt. Dazu umfasst die Befestigungsanordnung ein besonders steif ausgeführtes Lagerschild 2, welches zum Lagern der Abtriebs-
welle bzw. der Stegwelle des Planetenradsatzes vorgesehen ist, und ein Hohlradträger 3 zur Aufnahme des Hohlrades 1 sowie einen das Lagerschild 2 mit dem Hohlradträger 3 verbindenden Verbindungsabschnitt 4 zur Übertragung des Hohlradmomentes. Als Werkstoff für die Befestigungsanordnung kann vorzugsweise eine Aluminiumlegierung oder dergleichen verwendet werden, während das Hohlrad 1 aus einem gehärteten Stahl oder dergleichen hergestellt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ist der Verbindungsabschnitt 4 derart gestaltet, dass dieser in Bezug auf den Hohlradträger 3 zumindest eine geringere radiale Steifigkeit aufweist. Dadurch wird eine Befestigungsanordnung vorgeschlagen, bei der das Lagerschild 2 eine sehr hohe Steifigkeit für die Lagerung der Abtriebswelle des Planetenradsatzes aufweist und bei der der Verbindungsabschnitt 4 eine ausreichende Torsionssteifigkeit zum Aufnehmen bzw. Übertragen des Hohlradmomentes und zugleich eine geringe radiale Steifigkeit aufweist. Folglich realisiert der Verbindungsabschnitt 4 eine hohe radiale Nachgiebigkeit, so dass der nachgiebig gestaltete Verbindungsabschnitt einen Steifigkeitssprung zum Hohlradträger bzw. zum sehr steif gestalteten Lagerschild 2 realisiert. Somit wird das Geräuschübertragungsverhalten der vorgeschlagene Befestigungsanordnung optimiert.
Die Befestigungsanordnung ist zumindest abschnittsweise ringförmig oder hülsenförmig ausgeführt, wobei das Lagerschild 2 einen radial äußeren Abschnitt als Flansch aufweist, mit dem über eine Verschraubung 5 die gehäuseseitige Befestigung erfolgt. Ein radial innerer Abschnitt des Lagerschildes 2 dient zur Aufnahme eines Lagers 6, insbesondere eines Wälzlagers, um eine nicht weiter dargestellte Welle zum Beispiel die Abtriebswelle oder dergleichen in dem Lagerschild 2 aufnehmen zu können.
Der sich in axialer Richtung an das Lagerschild 2 anschließende Verbindungsabschnitt 4 weist eine Hinterdrehung bzw. Hinterschneidung 7 mit vorbestimmtem Radius R2 auf. Ferner sind über den Umfang des etwa ringförmigen bzw. hül- senförmigen Verbindungsabschnittes 4 mehrere Langlöcher 8 vorgesehen, so dass lediglich dünnwandige schmale Stege 9 zwischen den vorgesehenen Langlöchern 8 verbleiben. Auf diese Weise wird die Steifigkeit in radialer Richtung an dem Verbin-
dungsabschnitt 4 reduziert, so dass das Hohlrad 1 durch den Verbindungsabschnitt 4 akustisch vorteilhaft nachgiebig angebunden ist. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte akustische Schwingungsentkopplung zwischen Hohlrad 1 und Gehäuse trotz ausreichend hoher Steifigkeit des Lagerschildes 2 und des Hohlradträgers 3 zur AbStützung des Hohlrades 1 am Gehäuse. Um Spannungsspitzen an dem Verbindungsabschnitt 4 zu vermeiden, weisen auch die Langlöcher 8 an ihren Endbereichen einen entsprechenden Radius R1 auf.
Der sich in axialer Richtung an den Verbindungsabschnitt 4 anschließende Hohlradträger 3 ist ebenfalls etwa ringförmig bzw. hülsenförmig ausgeführt. Der Hohlradträger 3 weist an seinem Innendurchmesser das drehfest mit dem Hohlradträger 3 verbundene Hohlrad 1 auf.
Bezuqszeichen
1 Hohlrad
Lagerschild
Hohlradträger
Verbindungsabschnitt
Verschraubung
6 Lager
7 Hinterdrehung bzw. Hinterschneidung
8 Langloch
9 Steg
R1 Radius am Langloch
R2 Radius an der Hinterdrehung
Claims
LGehäuseseitige Befestigungsanordnung eines Hohlrades (1 ) eines Planetenradsatzes mit einem Lagerschild (2) zum Lagern einer Abtriebswelle des Planetenradsatzes für einen elektrischen Fahrantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerschild (2) und einem das Hohlrad (1 ) aufnehmenden Hohlradträger (3) ein Verbindungsabschnitt (4) zum Übertragen des Hohlradmomentes vorgesehen ist, wobei der Verbindungsabschnitt (4) derart gestaltet ist, dass der Verbindungsabschnitt (4) in Bezug auf den Hohlradträger (3) zumindest eine geringere radiale Steifigkeit aufweist.
2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (2), der Verbindungsabschnitt (4) und der Hohlradträger (3) einteilig ausgebildet sind.
3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das etwa ringförmige Lagerschild (2) an einem radial äußeren Abschnitt einen Flansch zum Befestigen an einem Gehäuse und an einem radial inneren Abschnitt ein Lager (6) zum Aufnehmen einer Welle aufweist, wobei sich in axialer Richtung der Verbindungsabschnitt (4) anschließt, an dem der etwa ringförmige Hohlradträger (3) vorgesehen ist.
4. Befestigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (4) zumindest eine Ausnehmung zum Reduzieren der radialen Steifigkeit aufweist.
5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausnehmung mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Langlöcher (8) mit vorbestimmtem Radius (R1 ) vorgesehen sind, zwischen denen dünnwandige Stege (9) gebildet sind.
6. Befestigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (4) zum Verringern seiner radialen Dicke eine Hinterdrehung (7) mit vorbestimmtem Radius (R2) aufweist.
7. Befestigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlradträger (3) an seinem Innendurchmesser formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungen zum Befestigen des Hohlrades (1 ) aufweist.
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