WO2023213342A1 - Nabe mit einer rotationsachse für eine verzahnte welle-nabe-verbindung - Google Patents

Nabe mit einer rotationsachse für eine verzahnte welle-nabe-verbindung Download PDF

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WO2023213342A1
WO2023213342A1 PCT/DE2023/100254 DE2023100254W WO2023213342A1 WO 2023213342 A1 WO2023213342 A1 WO 2023213342A1 DE 2023100254 W DE2023100254 W DE 2023100254W WO 2023213342 A1 WO2023213342 A1 WO 2023213342A1
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WO
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hub
shaft
compensating sleeve
stop
circumferential
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PCT/DE2023/100254
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English (en)
French (fr)
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Nicolas Waltz
Mathieu Bertheleme
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/104—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting only by friction

Definitions

  • the invention relates to a hub with a rotation axis for a toothed shaft-hub connection, a shaft-hub connection with such a hub for a transmission, a drive train with such a shaft-hub connection, a motor vehicle with such a drive train, and a method for assembling such a shaft-hub connection.
  • Splined shaft-hub connections are known from industrial practice, particularly in the area of clutches and transmissions in vehicle technology.
  • An externally toothed shaft is pushed into a complementary internally toothed through-receiving opening in the hub and thus meshes with it.
  • Such noise emissions can be heard particularly well when the environment is otherwise quiet, for example because the vehicle's drive train operates particularly quietly when idling. This occurs, for example, in hybrid vehicles, which have both an electric motor and an internal combustion engine, and in purely electric vehicles, with users finding mechanically caused noise emissions from the drive train in such vehicles to be particularly annoying.
  • the invention relates to a hub with a rotation axis for a toothed shaft-hub connection, having a hub body with an internally toothed through-receiving opening for receiving a complementary externally toothed shaft.
  • the hub is primarily characterized in that a compensating sleeve is also provided, the compensating sleeve comprising:
  • the hub is designed for a toothed shaft-hub connection and accordingly has an axis of rotation, which is preferably identical to the axis of rotation of a shaft of the shaft-hub connection.
  • a hub body of the hub has a through-receiving opening for receiving the shaft.
  • the through-receiving opening has internal teeth and the shaft has complementary external teeth.
  • the hub has a compensating sleeve.
  • the compensating sleeve comprises, for example, a cylindrical axial section and a radially extending front section.
  • the compensating sleeve is preferably made of steel, aluminum and/or another metal or a metallic alloy.
  • the sleeve is made, for example, from a plastic, preferably with elastomeric properties and/or a thermoplastic, for example polypropylene, or additionally comprises a plastic.
  • a plastic with fiber reinforcement is preferably provided (at least in highly stressed areas).
  • the hub has at least one driving tongue, preferably at least two, particularly preferably an even plurality of driving tongues.
  • a plurality of driving tongues are arranged equidistant from one another along the circumference of the compensating sleeve.
  • a pair of driving tongues is arranged offset from one another by 180 ° [one hundred and eighty degrees of 360 °] on the circumference of the compensating sleeve.
  • the at least one driving tongue is designed to engage in a force-transmitting manner in the complementary externally toothed shaft.
  • the driving tongue preferably extends from the front section radially inwards in the direction of the shaft.
  • the at least one driving tongue engages between two teeth of the external toothing of the shaft.
  • force transmission is to be understood as meaning that at least one force with a force component in the circumferential direction can be transmitted between the compensating sleeve and the shaft by means of the driving tongue.
  • the hub also has an energy storage element.
  • the energy storage element is designed to maintain a preload in the circumferential direction between the hub body and the compensating sleeve.
  • the preload is caused by a force acting in the circumferential direction between the hub body and the Compensating sleeve caused, which is provided by the energy storage element by means of energy stored therein.
  • the energy storage element is, for example, a deformation spring; like a bending spring or a torsion spring; a hydraulic spring, a pneumatic spring, a rubber spring and/or a solid spring.
  • the energy storage element has, for example, a straight or curved force line.
  • a plurality of energy storage elements are preferably provided.
  • a plurality of energy storage elements are arranged equidistant from one another along the circumference of the compensating sleeve.
  • a pair of energy storage elements is arranged offset from one another by 180° [one hundred and eighty degrees of 360°] along the circumference of the compensating sleeve.
  • the compensating sleeve In an operating state in which the shaft is mounted in the hub and the shaft-hub connection is thus set up for torque transmission, the compensating sleeve is supported on the complementary externally toothed shaft by means of the driving tongue.
  • the compensating sleeve is preferably moved in rotation relative to the hub body and the shaft, so that the driving tongue is pressed against the shaft in the circumferential direction and presses against it.
  • a driving tongue engaging in the external toothing of the shaft is pressed against a flank of an adjacent tooth of the external toothing.
  • the hub with compensating sleeve enables a damping bridging of a play between the hub and the shaft, i.e. a play in the toothing between the shaft and the hub.
  • a relative movement between the hub body and the shaft is dampened.
  • the hub therefore offers the advantage of preventing or reducing unwanted noise emissions in a shaft-hub connection.
  • a reduction means that the noise occurs less frequently, meaning that noise emissions are prevented in most load cases, and/or a reduction in the noise level because the impact speed or resulting impact force is reduced.
  • the hub body further comprises a circumferential stop
  • the compensating sleeve further comprises a circumferential counter-stop, wherein in an assembled state the compensating sleeve is supported by means of the circumferential counter-stop on the circumferential stop relative to the hub body.
  • the hub body comprises a circumferential stop and the compensating sleeve comprises a circumferential counter-stop, wherein the circumferential stop and the circumferential counter-stop are in contact with one another in an assembled state in such a way that they support each other or the hub body against the compensating sleeve.
  • the circumferential stop therefore fixes the compensating sleeve in the circumferential direction against a rotational movement on the hub body.
  • the preload of the energy storage element thus acts in the assembled state between an attachment point or support point of the energy storage element on the hub body and the circumferential stop of the hub body, to which the force of the preload acting in the circumferential direction is transmitted from the circumferential counterstop of the compensating sleeve.
  • the hub is therefore kept in a prestressed state in the assembled state.
  • the prestressed state exists accordingly even without the shaft being accommodated in the through-receiving opening of the hub and the driving tongue on the shaft being moved away.
  • the contact, i.e. the support, between the circumferential stop and the circumferential counter-stop is designed to be detachable.
  • the assembly state can thus be converted into the operating state after the shaft has been inserted into the hub by releasing the contact between the circumferential stop and the circumferential counter-stop. This means that the preload of the energy storage element is no longer supported on the hub body itself, but on the shaft by means of the driving tongue. If there is play between the shaft and the driving tongue of the hub during assembly, when the hub is transferred from the assembled state and into the operating state, a rotational relative movement of the compensating sleeve to the hub body occurs until contact between the driving tongue and the shaft is established.
  • the circumferential stop and the circumferential counter-stop are a pairing of a projection and a complementary recess on or in the hub body or the compensating sleeve.
  • the circumferential counter-stop is a projection on the compensating sleeve and the circumferential stop is a complementary recess in the hub body.
  • the circumferential stop is detachable from the circumferential counter-stop by means of an axial relative movement between the circumferential stop and the circumferential counter-stop, particularly preferably by means of an axial relative movement between the hub body and the compensating sleeve.
  • the circumferential stop is arranged on a front surface of the hub body and the circumferential counter-stop on a corresponding (for example parallel extending) surface (of the front section) of the compensating sleeve.
  • a hub with such a prestressed assembly state therefore offers the advantage that assembly of a shaft-hub connection (i.e. inserting a shaft into the through-receiving opening of the hub) is particularly simple, quick and less prone to errors. It is further proposed in an advantageous embodiment of the hub that the hub further has an axial securing means, with the compensating sleeve relative to the hub body by means of the axial securing means:
  • the hub further has an axial securing means, by means of which the compensating sleeve is held in a first axial position and a second axial position on the hub body.
  • the axial securing means allows the compensating sleeve to be held on the hub body both in the assembled state (in the first axial position) and in the operating state (in the second axial position). This ensures increased safety and enables particularly easy installation.
  • the axial positions are defined by the relative position of the compensating sleeve to the hub body.
  • the circumferential stop In the first axial position (assembly state), the circumferential stop is in contact with the circumferential counter-stop and is supported on it.
  • the compensating sleeve does not move by itself in the axial direction, but is held in the axial direction.
  • the hub is held in the preloaded state by means of the circumferential stop. This means that the shaft can be easily mounted in the hub without a fitter having to hold individual components or manually maintain the preload of the hub through the energy storage element.
  • the hub is (by itself) transferred to the operating state and the contact between the circumferential stop and the circumferential counter-stop is released. Consequently, as explained above, the driving tongue is then supported on the shaft to transmit the force of the energy storage element.
  • the compensating sleeve is prevented, for example, from falling off during operation and/or slipping back into the first axial position.
  • the axial securing means is designed such that the compensating sleeve can be moved from the first axial position to the second axial position when a predetermined axial force on the compensating sleeve is exceeded.
  • a predetermined axial force is, for example, a usual manual force for a fitter, for example less than 50 N [fifty Newtons] and/or for a transport lock more than 2 N [two Newtons], preferably more than 5 N.
  • the compensating sleeve is guided axially on the outer peripheral surface of the hub body by means of the axial section of the compensating sleeve extending along the axial direction.
  • a hub with a corresponding axial securing means therefore offers the advantage that assembly of a shaft-hub connection, i.e. inserting a shaft into the through-receiving opening of the hub, is possible particularly easily and quickly and at the same time a high level of security of the shaft Hub connection is guaranteed with regard to the cohesion of the components (safety from loss, safety from incorrect assembly, operational safety). Furthermore, it is possible to provide the hub with a compensating sleeve pre-assembled on the hub body, which offers efficiency advantages in production.
  • the axial securing means comprises two recesses, which are axially offset from one another, and an engagement hook that is complementary to the recesses and can be snapped into one of the recesses.
  • the axial securing means comprises two recesses and a complementary engagement hook.
  • the recesses are axially offset from one another and the engagement hook is designed and arranged to engage the recesses.
  • the engagement hook and the first recess are arranged so that the engagement hook engages, or is engaged, in the first axial position in the first recess, and the second The recess is arranged so that the engagement hook engages, or is engaged, in the second recess in the second axial position.
  • the first axial position is determined via the arrangement of the first recess and the engagement hook or the second axial position is determined via the arrangement of the second recess and the engagement hook.
  • the engagement hook is, for example, a spring hook or a retaining finger, which can be snapped into the recesses and holds the compensating sleeve in the corresponding recess up to a predefined axial force which acts on the compensating sleeve. If the predefined axial force is exceeded, the engagement hook is moved (preferably transversely to the axial direction) out of the recess and releases the one axial relative movement between the compensating sleeve and the hub body. If the engagement hook passes through another recess during the axial relative movement, it is preferably automatically pressed into it by a restoring force and locks into place.
  • first recess and the second recess are identical.
  • the first recess and the second recess are preferably designed as two identical, circumferential grooves. This enables particularly simple and cost-effective production.
  • the first recess and the second recess are designed differently from one another.
  • at least one flank or both flanks of the first recess is flatter than at least one flank or both flanks of the second recess.
  • at least the flank which delimits the first recess in the axial direction of movement of the compensating sleeve when the hub is transferred from an assembly state to an operating state i.e. when moving the compensating sleeve from the first axial position to the second axial position
  • this corresponding edge is the second Recess designed with an overlap to prevent unintentional further movement of the compensating sleeve beyond the second axial position.
  • the recesses are preferably arranged and formed axially spaced apart from one another in an outer peripheral surface of the hub body and the engagement hook is a part of the axial securing means on the compensation sleeve side.
  • An engagement hook is preferably a projection on the axial section of the compensating sleeve or a hook at the end of a resilient lever, which is arranged on a front section of the compensating sleeve.
  • several engagement hooks are arranged, preferably equidistant from one another, along the circumference of the compensating sleeve.
  • the axial securing means includes two engagement hooks and a recess.
  • a bayonet lock is formed by means of the at least one recess and the at least one complementary engagement hook, with engagement and release of an engagement (using permissible assembly forces) solely by means of a transverse movement to the desired offset direction, for example a rotation about the axis of rotation with axial offset direction, can be carried out.
  • a transverse movement to the desired offset direction for example a rotation about the axis of rotation with axial offset direction
  • the engagement hook is part of the compensating sleeve and the recess is part of the hub body.
  • the first recess is formed to correspond to the assembled state, and the circumferential stop and the circumferential counter-stop are formed by means of the first recess and the engagement hook.
  • the circumferential counter-stop is formed by the axial securing means.
  • the first recess, into which the engagement hook engages in the first axial position is limited in the circumferential direction.
  • a flank of the first recess that delimits the first recess in the circumferential direction forms the circumferential stop and the engagement hook forms the circumferential counter-stop.
  • the first recess is preferably a circumferentially limited depression in an outer peripheral surface of the hub body and the second recess is a circumferential groove or a groove which extends further in the circumferential direction in the outer peripheral surface of the hub body than the first recess.
  • the compensating sleeve further comprises a driving stop, by means of which the compensating sleeve is taken along in the axial direction when the shaft is pushed through the through-receiving opening.
  • the compensating sleeve further comprises a driving stop.
  • the driving stop is arranged and designed in such a way that it comes into contact with the shaft when the shaft is pushed through the through-receiving opening and is taken along by it in the axial direction.
  • the circumferential counter-stop can also be detached from the circumferential stop and the hub can be transferred from the assembled state to the operating state.
  • the driving stop is arranged on an end face of the hub body, projecting in front of the through-receiving opening.
  • a shaft-hub connection for a transmission having at least the following components:
  • the shaft-hub connection is preferably designed for use in a transmission or a clutch, particularly preferably in dual clutch transmissions and/or transmissions in hybrid vehicles or purely electric vehicles.
  • the shaft-hub connection has an externally toothed shaft next to the hub.
  • a drive train having at least the following components:
  • a shaft-hub connection according to an embodiment according to the above description, wherein a torque can be transmitted between the at least one drive machine and the consumer by means of the shaft-hub connection, preferably arranged within the transmission.
  • the drive train proposed here comprises a drive machine, for example an internal combustion engine with a combustion engine shaft and/or at least one (preferably two) electric drive machine(s), and a transmission for transmitting a torque between the drive machine and a consumer, for example the propulsion wheels in a motor vehicle.
  • a drive machine for example an internal combustion engine with a combustion engine shaft and/or at least one (preferably two) electric drive machine(s)
  • a transmission for transmitting a torque between the drive machine and a consumer, for example the propulsion wheels in a motor vehicle.
  • the drive train has a shaft-hub connection according to the description above.
  • the shaft-hub connection is preferably arranged in the transmission.
  • Torque transmission between the consumer and the combustion engine shaft is preferably possible in both directions, for example in a motor vehicle to accelerate the motor vehicle (traction operation) and in the opposite direction (overrun operation), for example to use the engine brake and / or for recuperation to decelerate the motor vehicle.
  • a motor vehicle comprising a drive train according to an embodiment according to the above description and at least one propulsion wheel, wherein the at least one propulsion wheel can be driven by means of the drive train to propel the motor vehicle.
  • a motor vehicle is proposed that has at least one, preferably two or four propulsion wheels, and a drive train according to the above description for driving the at least one propulsion wheel in order to thus drive the motor vehicle.
  • Noise emissions from the drive train are often perceived as annoying by users of motor vehicles. This applies in particular to hybrid vehicles, i.e. vehicles equipped with an internal combustion engine and at least one electric drive machine, where users do not expect corresponding noises or are not used to them. However, particularly in a no-load or low-load operating state, for example when idling, noise emissions occur when there is play in the toothed shaft-hub connection.
  • a method of assembling a shaft-hub connection comprising the following steps: a. providing the hub; b. providing the shaft and inserting the shaft into the hub so that the internally toothed through-receiving opening comes into torque transmitting engagement with the complementary internally toothed shaft; c. Transfer to the operating state so that the driving tongue is in force-transmitting engagement with the complementary internally toothed shaft.
  • Such a hub is used in step a. provided in the assembly state described above, so that the shaft in step b. can be easily inserted into the through-receiving opening.
  • Step c is preferred. carried out in which the shaft is pushed through the through-receiving opening of the hub and thereby (preferably at a front exit end of the through-receiving opening) the driving stop of the compensating sleeve takes with you.
  • the compensating sleeve is thus preferably displaced in the axial direction relative to the hub body and the contact between the circumferential stop and the circumferential counter-stop is released.
  • a rotational relative movement of the compensating sleeve is triggered with respect to the hub body until the driving tongue is supported on the shaft, preferably a tooth of the external toothing of the shaft.
  • the hub is manually held in a preload during assembly and released when the shaft is in a desired position in the hub and preferably the driving tongue is threaded into the external teeth of the shaft.
  • Fig. 2 a schematic sectional view of a shaft-hub connection with the shaft and the hub from Fig. 1 in an operating state;
  • Fig. 3 a motor vehicle with a drive train.
  • the hub 1 shows a preferred embodiment of a hub 1 in an assembled state.
  • the hub 1 includes an internally toothed through-receiving opening 5.
  • an externally toothed shaft 6 to be mounted in the internally toothed through-receiving opening 5 of the hub 1 for producing a shaft-hub connection 3 is shown.
  • the shaft 6 is not yet completely mounted in the hub 1. Rather, as shown, the shaft 6 is inserted straight along an axial direction 11 into the through-receiving opening 5 of the hub 1 for assembly.
  • the hub 1 is in the assembled state.
  • the hub 1 comprises a hub body 4, in which the through-receiving opening 5 is arranged.
  • a compensating sleeve 7 is attached to the hub body 4.
  • the compensating sleeve 7 comprises a front section 29 which extends in the radial direction 28 and rests on an end face 19 of the hub body 4 and an adjacent axial section 30 which rests on an outer peripheral surface 31 of the hub body 4.
  • the front section 29 of the compensating sleeve 7 further comprises an energy storage element 9, which is arranged between the compensating sleeve 7 and the hub body 4 in order to generate a preload between the compensating sleeve 7 and the hub body 4.
  • the energy storage element 9 is a helical compression spring, which is supported at one end on the compensating sleeve 7 and at an opposite end on the hub body 4.
  • a driving tongue 8 extends radially inwards in front of the through-receiving opening 5.
  • a driving stop 18 is arranged behind the driving tongue 8, which also extends from the radially inner end of the front section 29, which extends in the radial direction in front of the through-receiving opening 5 and purely optionally in the axial direction away from the hub body 4.
  • a projection or an engagement pin is arranged on the front section 29 of the compensating sleeve 7, which engages in a recess or bore in the front side 19 of the hub body 4.
  • a circumferential stop 12 From the recess in the hub body 4 there is a circumferential stop 12 and from the projection of the compensating sleeve 7 there is a complementary stop to the circumferential stop Circumferential counter stop 13 is formed.
  • the circumferential stop 12 in the circumferential counter-stop 13 a rotational relative movement between the compensating sleeve 7 and the hub body 4 forced by the biasing force of the energy storage element 9 is blocked.
  • the circumferential counter-stop 13 is pressed against the circumferential stop 12 in the circumferential direction 10.
  • the hub 1 comprises an axial securing means 14, by means of which the compensating sleeve 7 can be held in a first axial position and a second axial position on the hub body 4 in the axial direction 11 (i.e. is held in the respective axial position with appropriate locking).
  • an engagement hook 17 which is bent radially inwards is formed at one end of the axial securing means 14. In the assembly state shown, the engagement hook 17 engages in a first recess 15 in the outer peripheral surface 31 of the hub body 4.
  • the first recess 15 is spaced from the end face 19 of the hub body 4 so that when (as shown) the engagement hook 17 is in the first recess 15 intervenes, the circumferential stop 12 and the circumferential counter-stop 13 engage one another and block a rotational relative movement between the compensating sleeve 7 and the hub body 4.
  • the first recess 15 is purely optionally a circumferential groove.
  • a second recess 16 is arranged on the outer peripheral surface 31 of the hub body 4, as a circumferential groove.
  • a plurality of energy storage elements 9, driving stops 18 and driving tongues 8 are preferably provided (not visible in the illustration). Both the energy storage elements 9, the driving stops 18 and the driving tongues 8 are preferably distributed equidistant from one another in the circumferential direction 10.
  • a driving tongue 8 is arranged between two driving stops 18.
  • only one driving stop 18 but a plurality of driving tongues 8 is provided. In one exemplary embodiment, this applies
  • a driving tongue 8 is located between two teeth of the external toothing 32 of the shaft 6.
  • two driving tongues 8, energy storage element 9 and/or driving stops 18 are each in relation to the axis of rotation 2 Arranged 180° offset from each other. This reduces the risk of jamming.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a shaft-hub connection 3 with a hub 1 from FIG. 1 in an operating state.
  • the shaft 6 was completely pushed into the through-receiving opening 5, so that a front end of the shaft 6 emerges from the end face 19 of the hub 1.
  • the shaft 6 has taken the compensating sleeve 7 along to the second axial position via the at least one driving stop 18, so that the compensating sleeve 7 has been moved axially away from the hub body 4.
  • the shaft 6 was pushed with an axial force which is sufficient to overcome a first axial holding force of the axial securing means 14.
  • the engagement hook 17 has moved radially outwards on a flank of the first recess 15 and thus out of the first recess 15.
  • the engagement hook 17 automatically moves radially inwards into the second recess 16 when the compensating sleeve 7 has been moved axially to such an extent that the engagement hook 17 is in the corresponding axial position.
  • the engagement hook 17 thus snaps into the second recess 16 in the second axial position.
  • This preferably also defines the end position of the shaft 6 and the shaft 6 is not moved any further.
  • the at least one driving stop 18 is designed so that it is bent radially outwards when there is a sufficiently large axial force acting on the shaft 6 before a second axial holding force, which the axial securing means 14 exerts in the second recess 16, is overcome.
  • the shaft 6 can be pushed further through the hub 1 without the compensating sleeve 7 being displaced beyond the second axial position.
  • the compensating sleeve 7 In the second axial position, the compensating sleeve 7 is arranged such that the circumferential counter-stop 13 has been moved out of the circumferential stop 12 and is no longer in contact with it.
  • the energy storage element 9 due to the preload by the energy storage element 9, there was a rotational movement between the compensating sleeve 7 and the hub body 4 until the at least one driving tongue 8 came into contact with at least one tooth of the external toothing 32 of the shaft 6 and is correspondingly supported on this tooth.
  • the energy storage element 9 thus exerts a force between the driving tongue 8 and the hub body 4, which presses the driving tongue 8 against the external teeth 32 of the shaft 6 in such a way that there is no play in the shaft even in low-load or no-load operation, for example idling. Hub connection 3 is present, which could cause unwanted noise emissions.
  • the drive train 21 includes a left propulsion wheel 25 and a right propulsion wheel 26, via which the motor vehicle 27 can be propelled.
  • the drive train 21 comprises, as a hybrid drive train, an internal combustion engine 22 (as shown below), a first electric drive machine 23 connected thereto (arranged here in a hybrid module with an unnamed and purely optional separating clutch), of which a hybrid group is formed is.
  • the drive train 21 includes a second electric drive machine 24 (as shown above). The hybrid group and the second electric drive machine 24 are connected to the drive wheels 25, 26 in a torque-transmitting manner by means of a transmission 20.
  • a switchable friction clutch is arranged between the hybrid module with the first electric drive machine 23.
  • the drive train 21 shown can be operated purely electrically to propel the motor vehicle 27 with the second electric drive machine 24 and, if necessary, additionally the first electric drive machine 23.
  • the drive train 21 (with the first electric drive machine 23 dragged along or decoupled) can be operated solely by means of the internal combustion engine 22.
  • charging a traction battery (generator operation) and/or starting the internal combustion engine 22 is possible, while the motor vehicle 27 is driven purely electrically by the second electric drive machine 24.
  • a shaft-hub connection 3 is presently arranged in the transmission 20.
  • the transmission input shaft is the externally toothed shaft 6 of the shaft-hub connection 3.
  • the motor axis is arranged transversely to a longitudinal axis 34 and corresponds to the axis of rotation 2, with the longitudinal axis 34 running from left to right through the motor vehicle 27, as shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nabe (1) mit einer Rotationsachse (2) für eine verzahnte Welle-Nabe-Verbindung (3), aufweisend einen Nabenkörper (4) mit einer innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung (5) zum Aufnehmen einer komplementären außenverzahnten Welle (6). Die Nabe (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Ausgleichshülse (7) vorgesehen ist, wobei die Ausgleichshülse (7) umfasst: - zumindest eine Mitnahmezunge (8) zum kraftübertragenden Eingreifen in eine aufgenommene komplementäre außenverzahnte Welle (6); und - ein Energiespeicherelement (9) zum Vorhalten einer Vorspannung in Umfangsrichtung (10) zwischen dem Nabenkörper (4) und der Ausgleichshülse (7), wobei in einem Betriebszustand die Ausgleichshülse (7) mittels der Mitnahmezunge (8) an der komplementären außenverzahnten Welle (6) abgestützt ist. Mit der hier vorgeschlagenen Nabe ist eine Verminderung von Lärm im Betrieb einer Welle-Nabe-Verbindung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs darstellbar.

Description

Nabe mit einer Rotationsachse für eine verzahnte Welle-Nabe-Verbindung
Die Erfindung betrifft eine Nabe mit einer Rotationsachse für eine verzahnte Welle- Nabe-Verbindung, eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer solchen Nabe für ein Getriebe, einen Antriebsstrang mit einer solchen Welle-Nabe-Verbindung, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang, sowie ein Verfahren zum Montieren einer solchen Welle-Nabe-Verbindung.
Verzahnte Welle-Nabe-Verbindungen sind aus der industriellen Praxis, insbesondere im Bereich von Kupplungen und Getrieben in der Fahrzeugtechnik, bekannt. Dabei ist eine außenverzahnte Welle in eine komplementäre innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe geschoben und so mit dieser verzahnt. Zwischen der Welle und der Nabe, insbesondere in der Verzahnung, besteht dabei gängiger Weise ein Spiel, welches im lastfreien Betrieb (auch als Leerlauf bezeichnet) ungewollte Geräuschemissionen und Verschleiß verursacht.
Solche Geräuschemission sind besonders dann gut zu hören, wenn die Umgebung ansonsten geräuscharm ist, zum Beispiel weil der Antriebsstrang des Fahrzeugs in dem Leerlauf besonders leise arbeitet. Dies kommt zum Beispiel bei Hybridfahrzeugen, die sowohl über einen Elektromotor als auch einen Verbrennungskraftmotor verfügen, und bei rein elektrischen Fahrzeugen vor, wobei Nutzer mechanisch bedingte Geräuschemissionen des Antriebsstrangs bei solchen Fahrzeugen als besonders störend empfinden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Erfindung betrifft eine Nabe mit einer Rotationsachse für eine verzahnte Welle- Nabe-Verbindung, aufweisend einen Nabenkörper mit einer innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung zum Aufnehmen einer komplementären außenverzahnten Welle.
Die Nabe ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Ausgleichshülse vorgesehen ist, wobei die Ausgleichshülse umfasst:
- zumindest eine Mitnahmezunge zum kraftübertragenden Eingreifen in eine aufgenommene komplementäre außenverzahnte Welle; und
- ein Energiespeicherelement zum Vorhalten einer Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse, wobei in einem Betriebszustand die Ausgleichshülse mittels der Mitnahmezunge an der komplementären außenverzahnten Welle abgestützt ist.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
Die Nabe ist für eine verzahnte Welle-Nabe-Verbindung ausgelegt und weist entsprechend eine Rotationsachse auf, welche bevorzugt identisch mit der Rotationsachse einer Welle der Welle-Nabe-Verbindung ist.
Ein Nabenkörper der Nabe weist eine Durchgangsaufnahmeöffnung zum Aufnehmen der Welle auf. Dabei ist die Durchgangsaufnahmeöffnung innenverzahnt und die Welle komplementär außenverzahnt. Durch ein Einschieben der Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe entsteht eine Verzahnung, welche auch bei hohen Lasten eine sichere Drehmomentübertragung zwischen der Welle und der Nabe gewährleistet. Damit die Welle-Nabe-Verbindung montierbar ist, beziehungsweise die Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe einführbar ist, besteht ein Spiel zwischen der Welle und dem Nabenkörper beziehungsweise zwischen der entsprechenden Innenverzahnung der Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der Außenverzahnung der Welle.
Die Nabe weist eine Ausgleichshülse auf. Die Ausgleichshülse umfasst beispielsweise einen zylindrischen Axialabschnitt und einen sich radial erstreckenden stirnseitigen Abschnitt. Bevorzugt ist die Ausgleichshülse aus Stahl, Aluminium und/oder einem anderen Metall beziehungsweise einer metallischen Legierung hergestellt. Alternativ ist die Hülse beispielsweise aus einem Kunststoff, bevorzugt mit elastomeren Eigenschaften und/oder einem Thermoplast, beispielsweise Polypropylen, hergestellt oder umfasst zusätzlich einen Kunststoff. Bei einer Ausführungsform umfassend Kunststoff ist (zumindest in hoch-belasteten Bereichen) bevorzugt ein Kunststoff mit Faserverstärkung vorgesehen.
Die Nabe weist zumindest eine Mitnahmezunge, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt eine gerade Mehrzahl von Mitnahmezungen auf. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Mitnahmezungen äquidistant zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Paar an Mitnahmezungen um 180° [einhundertachtzig Grad von 360°] versetzt zueinander am Umfang der Ausgleichshülse angeordnet. Die zumindest eine Mitnahmezunge ist dazu eingerichtet, in die komplementäre außenverzahnte Welle kraftübertragend einzugreifen. Dazu erstreckt sich die Mitnahmezunge bevorzugt von dem stirnseitigen Abschnitt nach radial-innen in Richtung der Welle. Besonders bevorzugt greift die zumindest eine Mitnahmezunge zwischen zwei Zähne der Außenverzahnung der Welle. Kraftübertragend ist vorliegend so zu verstehen, dass zumindest eine Kraft mit einem Kraftanteil in Umfangsrichtung zwischen der Ausgleichshülse und der Welle mittels der Mitnahmezunge übertragbar ist.
Ferner weist die Nabe ein Energiespeicherelement auf. Das Energiespeicherelement ist dazu eingerichtet, eine Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse vorzuhalten. Die Vorspannung wird durch eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse hervorgerufen, welche von dem Energiespeicherelement mittels einer darin gespeicherten Energie bereitgestellt wird. Das Energiespeicherelement ist beispielsweise eine Verformungsfeder; wie eine Biegefeder oder eine Torsionsfeder; eine hydraulische Feder, eine pneumatische Feder, eine Gummifeder und/oder eine Festkörperfeder. Das Energiespeicherelement weist beispielsweise eine gerade oder gebogene Kraftwirklinie auf. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen (besonders bevorzugt zumindest zwei) vorgesehen. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen äquidistant zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Paar an Energiespeicherelementen um 180° [einhundertachtzig Grad von 360°] versetzt zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet.
In einem Betriebszustand, in welchem die Welle in der Nabe montiert ist und die Welle-Nabe-Verbindung somit für eine Drehmomentübertragung eingerichtet ist, ist die Ausgleichshülse mittels der Mitnahmezunge an der komplementären außenverzahnten Welle abgestützt. Bevorzugt wird die Ausgleichshülse dazu relativ zu dem Nabenkörper und der Welle rotatorisch bewegt, sodass die Mitnahmezunge in Umfangsrichtung gegen die Welle gedrückt wird und sich daran abdrückt. Bevorzugt wird eine in die Außenverzahnung der Welle eingreifende Mitnahmezunge gegen eine Flanke eines angrenzenden Zahns der Außenverzahnung gedrückt.
Die Nabe mit Ausgleichshülse ermöglicht ein dämpfendes Überbrücken eines Spiels zwischen der Nabe und der Welle, d.h. eines Spiels in der Verzahnung zwischen der Welle und der Nabe. Infolge der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft beziehungsweise Vorspannung, welche mittels der Ausgleichshülse zwischen dem Nabenkörper und der Welle in dem Betriebszustand übertragen wird, wird eine Relativbewegung zwischen dem Nabenkörper und der Welle gedämpft.
Insbesondere bei einem Betriebszustand mit geringer Last, beispielsweise im Leerlauf, wird so ein Anschlägen der Verzahnung der Welle gegen die Verzahnung der Nabe verhindert oder abgedämpft, beispielsweise ein direkter Kontakt zwischen den Zahnflanken der Innenverzahnung der Welle und den Zahnflanken der Außenverzahnung der Nabe verhindert oder abgefangen. Somit werden unerwünschte Geräusche, welche durch ein spielbedingtes Aneinanderschlagen von Welle und Nabe entstehen können, unterbunden.
Die Nabe bietet somit den Vorteil ungewollte Geräuschemissionen in einer Welle- Nabe-Verbindung zu verhindern oder zu reduzieren. Eine Reduktion bedeutet ein selteneres Auftreten der Geräusche, also dass in den meisten Lastfällen eine Geräuschemission verhindert ist, und/oder eine Reduktion des Geräuschpegels, weil eine Anschlaggeschwindigkeit beziehungsweise resultierende Anschlagkraft vermindert wird.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass der Nabenkörper ferner einen Umfangsanschlag umfasst, und die Ausgleichshülse ferner einen Umfangsgegenanschlag umfasst, wobei in einem Montagezustand die Ausgleichshülse mittels des Umfangsgegenanschlags an dem Umfangsanschlag relativ zu dem Nabenkörper abgestützt ist.
In dieser Ausführungsform umfasst der Nabenkörper einen Umfangsanschlag und die Ausgleichshülse eine Umfangsgegenanschlag, wobei der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag in einem Montagezustand derart in Kontakt miteinander stehen, dass sie sich gegeneinander beziehungsweise den Nabenkörper gegen die Ausgleichshülse abstützen.
Der Umfangsanschlag fixiert also die Ausgleichshülse in Umfangsrichtung gegen eine rotatorische Bewegung an dem Nabenkörper. Somit wirkt die Vorspannung des Energiespeicherelements also in dem Montagezustand zwischen einem Befestigungspunkt oder Abstützpunkt des Energiespeicherelements an dem Nabenkörper und dem Umfangsanschlag des Nabenkörpers, auf welchen die in Umfangsrichtung wirkende Kraft der Vorspannung von dem Umfangsgegenanschlag der Ausgleichshülse übertragen wird. Die Nabe wird also in dem Montagezustand in einem vorgespannten Zustand gehalten. Der vorgespannte Zustand besteht entsprechend auch ohne, dass die Welle in der Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe aufgenommen ist und die Mitnahmezunge an der Welle abgerückt wird. In dem Montagezustand der Nabe lässt sich die Welle-Nabe-Verbindung somit besonders einfach montieren, also die Welle in die Nabe einführen.
Der Kontakt, also das Abstützen, zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag ist lösbar eingerichtet. So ist der Montagezustand in den Betriebszustand überführbar, nachdem die Welle in die Nabe eingeführt wurde, indem der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag gelöst wird. Dies führt dazu, dass die Vorspannung des Energiespeicherelements nicht mehr an dem Nabenkörper selbst abgestützt ist, sondern mittels der Mitnahmezunge an der Welle. Wenn bei der Montage ein Spiel zwischen der Welle und der Mitnahmezunge der Nabe vorliegt, kommt es beim Überführen der Nabe von dem Montagezustand und in den Betriebszustand zu einer rotatorischen Relativbewegung der Ausgleichshülse zu dem Nabenkörper bis der Kontakt zwischen der Mitnahmezunge und der Welle hergestellt ist.
Bevorzugt sind der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag eine Paarung aus einem Vorsprung und einer komplementären Aussparung auf oder in dem Nabenkörper beziehungsweise der Ausgleichshülse. Besonders bevorzugt ist der Umfangsgegenanschlag ein Vorsprung auf der Ausgleichshülse und der Umfangsanschlag eine komplementäre Aussparung in dem Nabenkörper. Bevorzugt ist der Umfangsanschlag von dem Umfangsgegenanschlag lösbar mittels einer axialen Relativbewegung zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag, besonders bevorzugt mittels einer axialen Relativbewegung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse. Beispielsweise ist der Umfangsanschlag auf einer stirnseitigen Fläche des Nabenkörpers angeordnet und der Umfangsgegenanschlag auf einer korrespondierenden (beispielsweise sich parallel erstreckenden) Fläche (des stirnseitigen Abschnitts) der Ausgleichshülse.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem solchen vorgespannten Montagezustand bietet somit den Vorteil, dass eine Montage einer Welle-Nabe-Verbindung (also das Einschieben einer Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe) besonders einfach, schnell und wenig fehleranfällig möglich ist. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die Nabe weiterhin ein Axialsicherungsmittel aufweist, wobei die Ausgleichshülse relativ zu dem Nabenkörper mittels des Axialsicherungsmittels:
- in dem Montagezustand in einer ersten Axialposition gehalten ist, und
- in dem Betriebszustand in einer zu der ersten Axialposition axial versetzten zweiten Axialposition gehalten ist.
In einer solchen Ausführungsform weist die Nabe ferner ein Axialsicherungsmittel auf, mittels welchem die Ausgleichshülse in einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition auf dem Nabenkörper haltbar ist. Das Axialsicherungsmittel erlaubt es, dass die Ausgleichshülse auf dem Nabenkörper sowohl in dem Montagezustand (in der ersten Axialposition) als auch in dem Betriebszustand (in der zweiten Axialposition) gehalten ist. Dies sorgt für eine erhöhte Sicherheit und ermöglicht eine besonders einfache Montage.
Die Axialpositionen sind über die relative Lage der Ausgleichshülse zu dem Nabenkörper definiert. In der ersten Axialposition (Montagezustand) befindet sich der Umfangsanschlag entsprechend in Kontakt mit dem Umfangsgegenanschlag und ist an diesem abgestützt. Mittels des Axialsicherungsmittels bewegt sich die Ausgleichshülse nicht von selbst in axialer Richtung, sondern ist in axialer Richtung gehalten. Zugleich ist die Nabe mittels des Umfangsanschlags in dem vorgespannten Zustand gehalten. So ist die Welle einfach in der Nabe montierbar, ohne dass ein Monteur einzelne Bauteil festhalten muss oder die Vorspannung der Nabe durch das Energiespeicherelement manuell aufrechterhalten muss.
Infolge eines axialen Bewegens der Ausgleichshülse relativ zu dem Nabenkörper in die zweite Axialposition wird (von selbst) die Nabe in den Betriebszustand überführt und der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag gelöst. Folglich ist dann, wie vorstehend erläutert, die Mitnahmezunge die Kraft des Energiespeicherelements übertragend an der Welle abgestützt. Mittels des Axialsicherungsmittels, von welchem die Ausgleichshülse in der zweiten Axialposition gehalten ist, ist beispielsweise verhindert, dass die Ausgleichshülse im Betrieb abfällt und/oder zurück in die erste Axialposition rutscht. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Axialsicherungsmittel derart ausgelegt ist, dass die Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition verschiebbar ist, wenn eine vorbestimmte Axialkraft auf die Ausgleichshülse überschritten wird. Eine solche vorbestimmte Axialkraft ist beispielsweise eine übliche Handkraft für einen Monteur, beispielsweise weniger als 50 N [fünfzig Newton] und/oder für eine Transportsicherung mehr als 2 N [zwei Newton], bevorzugt mehr als 5 N. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Ausführungsform ist ferner vorgeschlagen, dass die Ausgleichshülse mittels dem sich entlang der Axialrichtung erstreckenden Axialabschnitt der Ausgleichshülse axial auf der Außenumfangsfläche des Nabenkörpers geführt ist.
Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden Axialsicherungsmittel bietet somit den Vorteil, dass eine Montage einer Welle-Nabe-Verbindung, also das Einschieben einer Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe, besonders einfach und schnell möglich ist und gleichzeitig eine hohe Sicherheit der Welle-Nabe-Verbindung hinsichtlich des Zusammenhalts der Komponenten (Verliersicherheit, Fehlmontagesicherheit, Betriebssicherheit) gewährleistet ist. Ferner ist es möglich die Nabe mit einer an dem Nabenkörper vormontierten Ausgleichshülse bereitzustellen, was Effizienzvorteile in der Fertigung bietet.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass das Axialsicherungsmittel zwei Aussparungen, welche axial zueinander versetzt sind, und einen zu den Aussparungen komplementären Eingriffshaken umfasst, welcher in jeweils eine der Aussparungen einrastbar ist.
In einer solchen Ausführungsform umfasst das Axialsicherungsmittel zwei Aussparungen und einen komplementären Eingriffshaken. Die Aussparungen sind axial zueinander versetzt und der Eingriffshaken ist dazu ausgelegt und angeordnet, in die Aussparungen einzurasten. Dabei sind der Eingriffshaken und die erste Aussparung so angeordnet, dass der Eingriffshaken in der ersten Axialposition in die erste Aussparung einrastet, beziehungsweise eingerastet ist, und die zweite Aussparung ist so angeordnet, dass der Eingriffshaken in der zweiten Axialposition in die zweite Aussparung einrastet, beziehungsweise eingerastet ist. Entsprechend ist über die Anordnung der ersten Aussparung und des Eingriffshakens die erste Axialposition beziehungsweise über die Anordnung der zweiten Aussparung und des Eingriffshakens die zweite Axialposition festgelegt.
Der Eingriffshaken ist beispielsweise ein Federhaken oder ein Rückhaltefinger, der in die Aussparungen einrastbar ist und die Ausgleichshülse bis zu einer vordefinierten Axialkraft, welche auf die Ausgleichshülse wirkt, in der entsprechenden Aussparung hält. Wird die vordefinierte Axialkraft überschritten, wird der Eingriffshaken (bevorzugt quer zu der Axialrichtung) aus der Aussparung bewegt und gibt die eine axiale Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse und dem Nabenkörper frei. Passiert der Eingriffshaken in der axialen Relativbewegung eine weitere Aussparung, wird er bevorzugt durch eine Rückstellkraft automatisch in diese hineingedrückt und rastet ein.
In einem Ausführungsbeispiel dieser Ausführungsform sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung identisch. Bevorzugt sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung als zwei identische, umlaufende Nuten ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung.
In einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Ausführungsform sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung voneinander verschieden ausgeführt. Bevorzugt ist zumindest eine Flanke oder sind beide Flanken der ersten Aussparung flacher als zumindest eine Flanke oder beide Flanken der zweiten Aussparung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist zumindest die Flanke, welche die erste Aussparung in der axialen Bewegungsrichtung der Ausgleichshülse beim Überführen der Nabe von einem Montagezustand in eine Betriebszustand (also bei einem Bewegen der Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition) begrenzt, steiler ausgebildet als eine korrespondierende Flanke der zweiten Aussparung (welche die zweite Aussparung in dieser Bewegungsrichtung begrenzt). Alternativ oder zusätzlich ist diese korrespondierende Flanke der zweiten Aussparung mit einem Übergriff ausgebildet, um eine unbeabsichtigte Weiterbewegung der Ausgleichshülse über die zweite Axialposition zu verhindern.
Bevorzugt sind die Aussparungen axial zueinander beabstandet in einer Außenumfangsfläche des Nabenkörpers angeordnet und ausgebildet und der Eingriffshaken ist ein ausgleichshülsenseitiger Teil des Axialsicherungsmittels. Bevorzugt ist ein Eingriffshaken dabei ein Vorsprung an dem Axialabschnitt der Ausgleichshülse oder ein Haken am Ende eines federnden Hebels, welcher an einem stirnseitigen Abschnitt der Ausgleichshülse angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Eingriffshaken, bevorzugt äquidistant zueinander, entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet.
Alternativ umfasst das Axialsicherungsmittel zwei Eingriffshaken und eine Aussparung.
In einer Ausführungsform ist mittels der zumindest einen Aussparung und des zumindest einen komplementären Eingriffshakens ein Bajonett-Verschluss gebildet, wobei also ein Einrasten und Lösen eines Eingriffs (unter Einsatz zulässiger Montagekräfte) einzig mittels einer Querbewegung zu der gewünschten Versatzrichtung, beispielsweise einer Drehung um die Rotationsachse bei axialer Versatzrichtung, ausführbar ist. Zu möglichen Ausführungsformen wird (zumindest analog) auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingriffshaken Teil der Ausgleichshülse und die Aussparung Teil des Nabenkörpers.
Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden Axialsicherungsmittel mit Aussparungen und einem Eingriffshaken bietet somit den Vorteil, dass sie kostengünstig herstellbar ist und das Axialsicherungsmittel gleichzeitig sicher (bevorzugt reversibel) lösbar und einrastbar ist.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die erste Aussparung zu dem Montagezustand korrespondierend gebildet ist, und mittels der ersten Aussparung und des Eingriffshakens der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag gebildet sind.
In dieser Ausführungsform ist der Umfangsgegenanschlag durch das Axialsicherungsmittel gebildet. Dazu ist die erste Aussparung, in welche der Eingriffshaken in der ersten Axialposition eingreift, in Umfangsrichtung begrenzt. So bildet beispielsweise eine die erste Aussparung in Umfangsrichtung begrenzende Flanke der ersten Aussparung den Umfangsanschlag und der Eingriffshaken den Umfangsgegenanschlag.
Bevorzugt ist in dieser Ausführungsform die erste Aussparung eine in Umfangsrichtung begrenzte Vertiefung in einer Außenumfangsfläche des Nabenkörpers und die zweite Aussparung eine umlaufende Nut oder eine Nut, welche sich in der Außenumfangsfläche des Nabenkörpers in Umfangsrichtung weiter erstreckt als die erste Aussparung.
Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden von dem Axialsicherungsmittel gebildeten Umfangsanschlag und Umfangsgegenanschlag bietet den Vorteil einer besonders kostengünstigen und einfachen Herstellung und Vormontage.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die Ausgleichshülse weiterhin einen Mitnahmeanschlag umfasst, mittels welchem die Ausgleichshülse bei einem Durchschieben der Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung in axialer Richtung mitgenommen wird.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Ausgleichshülse ferner einen Mitnahmeanschlag. Der Mitnahmeanschlag ist derart angeordnet und ausgeführt, mit der Welle bei einem Durchschieben der Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung in Kontakt zu kommen und von dieser in der Axialrichtung mitgenommen zu werden. Somit ist infolge des Durchschiebens der Welle auch der Umfangsgegenanschlag von dem Umfangsanschlag lösbar und die Nabe von dem Montagezustand in den Betriebszustand überführbar. Bevorzugt wird mittels des Mitnahmeanschlags die gesamte Ausgleichshülse axial mit der Welle mitbewegt, sodass so die Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition verschoben wird. Dazu ist der Mitnahmeanschlag an einer Stirnseite des Nabenkörpers vor die Durchgangsaufnahmeöffnung ragend angeordnet.
Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem Mitnahmeanschlag ermöglicht eine besonders einfache Montage der Welle in der Nabe.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Nabe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung; und
- eine zu der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe komplementäre außenverzahnte Welle, wobei mittels der Ausgleichshülse ein Spiel zwischen der innverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der außenverzahnten Welle in Umfangsrichtung gedämpft überbrückbar ist.
Die Welle-Nabe-Verbindung ist bevorzugt für den Einsatz in einem Getriebe beziehungsweise einer Kupplung, besonders bevorzugt in Doppelkupplungsgetrieben und/oder Getrieben in Hybridfahrzeugen oder rein elektrischen Fahrzeugen, ausgelegt. Die Welle-Nabe-Verbindung weist neben der Nabe eine außenverzahnte Welle auf. Dabei ist mittels der Ausgleichshülse, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Nabe erläutert, ein Spiel zwischen der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der außenverzahnten Welle in Umfangsrichtung überbrückbar.
Mit der hier vorgeschlagenen Welle-Nabe-Verbindung, welche die oben beschriebene Nabe umfasst, werden unerwünschte Geräuschemissionen in der Welle-Nabe-Verbindung verringert oder minimiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- zumindest eine Antriebsmaschine zum Abgeben eines Drehmoments; - zumindest einen Verbraucher zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine und einem Verbraucher; und
- eine Welle-Nabe-Verbindung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei mittels der Welle-Nabe-Verbindung, bevorzugt angeordnet innerhalb des Getriebes, ein Drehmoment zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine und dem Verbraucher übertragbar ist.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle und/oder zumindest eine (bevorzugt zwei) elektrische Antriebsmaschine(n), und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Antriebsmaschine und einem Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug den Vortriebsrädern.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang eine Welle-Nabe-Verbindung gemäß der obigen Beschreibung aufweist. Bevorzugt ist die Welle-Nabe-Verbindung dabei in dem Getriebe angeordnet.
Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbraucher und der Verbrennerwelle ist bevorzugt in beiden Richtungen möglich, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Zugbetrieb) und in Gegenrichtung (Schubbetrieb) beispielsweise zum Einsatz der Motorbremse und/oder zur Rekuperation zum Entschleunigen des Kraftfahrzeugs.
Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang, welcher die oben beschriebene Welle- Nabe-Verbindung umfasst, werden ungewollte Geräuschemissionen des Antriebsstrangs verringert oder minimiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und zumindest ein Vortriebsrad, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs das zumindest eine Vortriebsrad mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist. Hier ist nun ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, dass zumindest ein, bevorzugt zwei oder vier Vortriebsräder, und einen Antriebsstrang gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Antreiben des zumindest einen Vortriebsrads aufweist, um somit das Kraftfahrzeug anzutreiben.
Geräuschemission aus dem Antriebsstrang werden von Nutzem bei Kraftfahrzeugen häufig als störend wahrgenommen. Dies gilt insbesondere für hybride, also mit einer Verbrennungskraftmaschine und zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeuge, bei denen die Nutzer entsprechende Geräusche nicht erwarten oder diese nicht gewöhnt sind. Insbesondere in einem lastfreien oder lastarmen Betriebszustand, beispielsweise im Leerlauf, kommt es jedoch bei spielbehafteten, verzahnten Welle-Nabe-Verbindung zur Geräuschemission.
Mit dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug, welches einen Antriebsstrang mit der oben beschriebenen Welle-Nabe-Verbindung umfasst, wird eine solche Geräuschemission reduziert oder vermieden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Montieren einer Welle-Nabe- Verbindung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen, aufweisend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der Nabe; b. Bereitstellen der Welle und Einschieben der Welle in die Nabe, sodass die innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung mit der komplementären innenverzahnten Welle in drehmomentübertragenden Eingriff kommt; c. Überführen in den Betriebszustand, sodass die Mitnahmezunge mit der komplementären innenverzahnten Welle in kraftübertragendem Eingriff steht.
Dabei wird eine solche Nabe in Schritt a. in dem vorstehend beschriebenen Montagezustand bereitgestellt, sodass die Welle in Schritt b. einfach in die Durchgangsaufnahmeöffnung einschiebbar ist. Bevorzugt wird der Schritt c. durchgeführt, in dem die Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe geschoben wird und dabei (bevorzugt an einem stirnseitigen Austrittsende der Durchgangsaufnahmeöffnung) den Mitnahmeanschlag der Ausgleichshülse mitnimmt. Somit wird die Ausgleichshülse bevorzugt in der Axialrichtung relativ zu dem Nabenkörper verschoben und der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag aufgelöst. Somit wird aufgrund der Vorspannung mittels des Energiespeicherelements eine rotatorische Relativbewegung der Ausgleichshülse in Bezug auf den Nabenkörper ausgelöst bis die Mitnahmezunge an der Welle, bevorzugt einem Zahn der Außenverzahnung der Welle, abgestützt ist.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Nabe beim Montieren manuell in einer Vorspannung gehalten und losgelassen, wenn die Welle sich in einer gewünschten Position in der Nabe befindet und bevorzugt die Mitnahmezunge in die Außenverzahnung der Welle eingefädelt ist.
Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren ist eine besonders einfache Montage einer geräuscharmen Welle-Nabe-Verbindung möglich.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht einer Welle und einer Nabe in einem Montagezustand;
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung mit der Welle und der Nabe aus Fig. 1 in einem Betriebszustand; und
Fig. 3: ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Nabe 1 in einem Montagezustand dargestellt. Die Nabe 1 umfasst eine innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung 5. Ferner ist eine in der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 zu montierende außenverzahnten Welle 6 zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung 3 dargestellt. In dem dargestellten Zustand ist die Welle 6 noch nicht vollständig in der Nabe 1 montiert. Vielmehr wird die Welle 6 darstellungsgemäß zur Montage gerade entlang einer Axialrichtung 11 in die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 eingeschoben. Die Nabe 1 befindet sich dazu in dem Montagezustand.
Die Nabe 1 umfasst einen Nabenkörper 4, in welchem die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 angeordnet ist. An dem Nabenkörper 4 ist eine Ausgleichshülse 7 angebracht. Die Ausgleichshülse 7 umfasst einen sich in Radialrichtung 28 erstreckenden stirnseitigen Abschnitt 29, welcher an einer Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 anliegt und einen daran angrenzenden Axialabschnitt 30, welcher an einer Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4 anliegt.
Der stirnseitige Abschnitt 29 der Ausgleichshülse 7 umfasst ferner ein Energiespeicherelement 9, welches zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 angeordnet ist, um eine Vorspannung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 zu erzeugen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Energiespeicherelement 9 eine Schrauben-Druck-Feder, welche an einem Ende an der Ausgleichshülse 7 und mit einem gegenüberliegenden Ende an dem Nabenkörper 4 abgestützt ist. An einem radial innenliegenden Ende des stirnseitigen Abschnitts der Ausgleichshülse 7 erstreckt sich eine Mitnahmezunge 8 nach radial-innen vor die Durchgangsaufnahmeöffnung 5. Darstellungsgemäß ist hinter der Mitnahmezunge 8 ein sich ebenfalls von dem radial-innen liegenden Ende des stirnseitigen Abschnitts 29 erstreckender Mitnahmeanschlag 18 angeordnet, welcher sich in radialer Richtung vor die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 und rein optional in axialer Richtung von dem Nabenkörper 4 weg erstreckt.
Ferner ist an dem stirnseitigen Abschnitt 29 der Ausgleichshülse 7 ein Vorsprung beziehungsweise ein Eingriffspin angeordnet, welcher in eine Aussparung beziehungsweise Bohrung in der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 eingreift. Von der Aussparung in dem Nabenkörper 4 ist dabei ein Umfangsanschlag 12 und von dem Vorsprung der Ausgleichshülse 7 ein zu dem Umfanganschlag komplementärer Umfangsgegenanschlag 13 gebildet. Infolge des Eingreifens des Umfangsanschlags 12 in den Umfangsgegenanschlag 13 ist eine von der Vorspannkraft des Energiespeicherelements 9 erzwungene rotatorische Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 blockiert. Dazu drückt sich der Umfangsgegenanschlag 13 in Umfangsrichtung 10 an dem Umfangsanschlag 12 ab.
Ferner umfasst die Nabe 1 ein Axialsicherungsmittel 14, mittels welchem die Ausgleichshülse 7 in einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition auf dem Nabenkörper 4 in der Axialrichtung 11 haltbar (also bei entsprechender Verrastung in der jeweiligen Axialposition gehalten ist) ist. Dazu ist an einem Ende des Axialsicherungsmittels 14 ein nach radial-innen gebogener Eingriffshaken 17 ausgebildet. Der Eingriffshaken 17 greift in dem dargestellten Montagezustand in eine erste Aussparung 15 in der Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4. Die erste Aussparung 15 ist von der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 so beabstandet, dass wenn (wie dargestellt) der Eingriffshaken 17 in die erste Aussparung 15 eingreift, der Umfangsanschlag 12 und der Umfangsgegenanschlag 13 ineinandergreifen und eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 blockieren. Die erste Aussparung 15 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel rein optional eine umlaufende Nut.
Von der ersten Aussparung 15 axial in Richtung der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 beabstandet ist eine zweite Aussparung 16 auf der Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4, als umlaufende Nut, angeordnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind (in der Darstellung nicht erkennbar) bevorzugt eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen 9, Mitnahmeanschlägen 18 und Mitnahmezungen 8 vorgesehen. Sowohl die Energiespeicherelemente 9, die Mitnahmeanschläge 18 als auch die Mitnahmezungen 8 verteilen sich bevorzugt in Umfangsrichtung 10 äquidistant zueinander. In einem Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Mitnahmezunge 8 zwischen zwei Mitnahmeanschlägen 18 angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Mitnahmeanschlag 18 jedoch eine Mehrzahl von Mitnahmezungen 8 vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel greift in einem montierten Zustand der Welle 6 (vergleiche Fig. 2) jeweils eine Mitnahmezunge 8 zwischen zwei Zähne der Außenverzahnung 32 der Welle 6. In einem Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Mitnahmezungen 8, Energiespeicherelement 9 und/oder Mitnahmeanschläge 18 in Bezug auf die Rotationsachse 2 jeweils um 180° versetzt zu zueinander angeordnet. Dies reduziert die Gefahr eines Verkantens.
Beim Einschieben der Welle 6 werden Zähne einer Außenverzahnung 32 der Welle 6 zwischen die Zähne der Innenverzahnung 33 der Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 geschoben, sodass die Innenverzahnung 33 und die Außenverzahnung 32 miteinander in Eingriff stehen.
In Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung 3 mit einer Nabe 1 aus Fig. 1 in einem Betriebszustand dargestellt. Dabei wurde die Welle 6 vollständig in die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 eingeschoben, sodass ein vorderes Ende der Welle 6 an der Stirnseite 19 der Nabe 1 austritt. Dabei hat die Welle 6 die Ausgleichshülse 7 über den zumindest einen Mitnahmeanschlag 18 bis auf die zweite Axialposition mitgenommen, sodass die Ausgleichshülse 7 axial von dem Nabenkörper 4 wegbewegt wurde. Die Welle 6 wurde dabei mit einer Axialkraft geschoben, welche ausreicht, um eine erste axiale Haltekraft des Axialsicherungsmittels 14 zu überwinden. Dabei hat sich der Eingriffshaken 17 an einer Flanke der ersten Aussparung 15 nach radial-außen und somit aus der ersten Aussparung 15 heraus bewegt. Durch eine Rückstellkraft bewegt sich der Eingriffshaken 17 automatisch nach radial-innen in die zweite Aussparung 16, wenn die Ausgleichshülse 7 axial so weit bewegt wurde, dass sich der Eingriffshaken 17 auf der entsprechenden axialen Position befindet. Somit rastet der Eingriffshaken 17 in der zweiten Axialposition in die zweite Aussparung 16 ein. Bevorzugt ist hierdurch auch die Endposition der Welle 6 definiert und die Welle 6 wird nicht weiterbewegt.
In einer alternativen Ausführungsform ist der zumindest eine Mitnahmeanschlag 18 so ausgelegt, dass er bei einer ausreichend großen, auf die Welle 6 wirkenden Axialkraft nach radial außen umgebogen wird, bevor eine zweite axiale Haltekraft, welche das Axialsicherungsmittel 14 in der zweiten Aussparung 16 ausübt, überwunden wird. In dieser Ausführungsform lässt sich die Welle 6 weiter durch die Nabe 1 schieben, ohne dass die Ausgleichshülse 7 über die zweite Axialposition verschoben wird.
In der zweiten Axialposition ist die Ausgleichshülse 7 derart angeordnet, dass der Umfangsgegenanschlag 13 aus dem Umfangsanschlag 12 herausbewegt wurde und nicht mehr mit diesem in Kontakt steht. Somit kam es auf Grund der Vorspannung durch das Energiespeicherelement 9 zu einer Rotationsbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4, bis die zumindest eine Mitnahmezunge 8 in Kontakt mit zumindest einem Zahn der Außenverzahnung 32 der Welle 6 kam und entsprechend an diesem Zahn abgestützt ist.
Das Energiespeicherelement 9 übt somit eine Kraft zwischen der Mitnahmezunge 8 und dem Nabenkörper 4 aus, welche die Mitnahmezunge 8 derart gegen die Außenverzahnung 32 der Welle 6 drückt, dass auch in einem lastarmen oder lastfreien Betrieb, beispielsweise einem Leerlauf, kein Spiel in der Welle-Nabe- Verbindung 3 vorliegt, welches ungewünschte Geräuschemission hervorrufen könnte.
In Fig. 3 ist ein Kraftfahrzeug 27 mit einem Antriebsstrang 21 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Antriebsstrang 21 umfasst ein linkes Vortriebsrad 25 und ein rechtes Vortriebsrad 26, über welche das Kraftfahrzeug 27 vortreibbar ist. Der Antriebsstrang 21 umfasst in der gezeigten Ausführungsform als Hybrid- Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine 22 (darstellungsgemäß unten), eine daran angeschlossene erste elektrische Antriebsmaschine 23 (hier in einem Hybrid- Modul mit einer nicht bezeichneten und rein optionalen Trennkupplung angeordnet), von welchen eine Hybridgruppe gebildet ist. Weiterhin umfasst der Antriebsstrang 21 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 24 (darstellungsgemäß oben). Die Hybridgruppe und die zweite elektrische Antriebsmaschine 24 sind mittels eines Getriebes 20 mit den Vortriebsrädern 25,26 drehmomentübertragend verbunden. In der Hybridgruppe ist zwischen dem Hybrid-Modul mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 eine schaltbare Reibkupplung angeordnet. Der dargestellte Antriebsstrang 21 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 27 rein elektrisch mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 24 und gegebenenfalls zusätzlich der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 betreibbar. Alternativ ist der Antriebsstrang 21 (mit mitgeschleppter oder entkoppelter erster elektrischer Antriebsmaschine 23) allein mittels der Verbrennungskraftmaschine 22 betreibbar. Zusätzlich ist mit einer Trennkupplung in dem Hybrid-Modul mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 ein Aufladen einer Traktionsbatterie (Generatorbetrieb) und/oder ein Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 22 möglich, während das Kraftfahrzeug 27 rein elektrisch von der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 24 angetrieben wird.
Eine Welle-Nabe-Verbindung 3 ist vorliegend in dem Getriebe 20 angeordnet. Dabei ist die Getriebeeingangswelle die außenverzahnte Welle 6 der Welle-Nabe- Verbindung 3.
Die Motorachse ist quer zu einer Längsachse 34 angeordnet und entspricht der Rotationsachse 2, wobei die Längsachse 34 darstellungsgemäß von links nach rechts durch das Kraftfahrzeug 27 verläuft.
Mit der hier vorgeschlagenen Nabe ist eine Verminderung von Lärm im Betrieb einer Welle-Nabe-Verbindung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs darstellbar.
Bezuqszeichenliste
1 Nabe 34 Längsachse
2 Rotationsachse
3 Welle-Nabe-Verbindung
4 Nabenkörper
5 Durchgangsaufnahmeöffnung
6 Welle
7 Ausgleichshülse
8 Mitnahmezunge
9 Energiespeicherelement
10 Umfangsrichtung
11 Axialrichtung
12 Umfangsanschlag
13 Umfangsgegenanschlag
14 Axialsicherungsmittel
15 erste Aussparung
16 zweite Aussparung
17 Eingriffshaken
18 Mitnahmeanschlag
19 Stirnseite
20 Getriebe
21 Antriebsstrang
22 Verbrennungskraftmaschine
23 erste elektrische Antriebsmaschine
24 zweite elektrische
Antriebsmaschine
25 linkes Vortriebsrad
26 rechtes Vortriebsrad
27 Kraftfahrzeug
28 Radialrichtung
29 stirnseitiger Abschnitt
30 Axialabschnitt
31 Außenumfangsfläche
32 Außenverzahnung
33 Innenverzahnung

Claims

Patentansprüche Nabe (1 ) mit einer Rotationsachse
(2) für eine verzahnte Welle-Nabe- Verbindung
(3), aufweisend einen Nabenkörper
(4) mit einer innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung
(5) zum Aufnehmen einer komplementären außenverzahnten Welle (6), dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Ausgleichshülse (7) vorgesehen ist, wobei die Ausgleichshülse (7) umfasst:
- zumindest eine Mitnahmezunge (8) zum kraftübertragenden Eingreifen in eine aufgenommene komplementäre außenverzahnte Welle
(6); und
- ein Energiespeicherelement (9) zum Vorhalten einer Vorspannung in Umfangsrichtung (10) zwischen dem Nabenkörper (4) und der Ausgleichshülse (7), wobei in einem Betriebszustand die Ausgleichshülse
(7) mittels der Mitnahmezunge
(8) an der komplementären außenverzahnten Welle (6) abgestützt ist. Nabe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Nabenkörper (4) ferner einen Umfangsanschlag (12) umfasst, und die Ausgleichshülse (7) ferner einen Umfangsgegenanschlag (13) umfasst, wobei in einem Montagezustand die Ausgleichshülse (7) mittels des Umfangsgegenanschlags (13) an dem Umfangsanschlag (12) relativ zu dem Nabenkörper (4) abgestützt ist. Nabe (1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, aufweisend weiterhin ein Axialsicherungsmittel (14), wobei die Ausgleichshülse (7) relativ zu dem Nabenkörper (4) mittels des Axialsicherungsmittels (14):
- in dem Montagezustand in einer ersten Axialposition gehalten ist, und
- in dem Betriebszustand in einer zu der ersten Axialposition axial versetzten zweiten Axialposition gehalten ist. Nabe (1 ) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Axialsicherungsmittel (14) zwei Aussparungen (15,16), welche axial zueinander versetzt sind, und einen zu den Aussparungen (15,16) komplementären Eingriffshaken (17) umfasst, welcher in jeweils eine der Aussparungen (15,16) einrastbar ist. Nabe (1 ) nach Anspruch 4, wobei die erste Aussparung (15) zu dem Montagezustand korrespondierend gebildet ist, und mittels der ersten Aussparung (15) und des Eingriffshakens (17) der Umfangsanschlag (12) und der Umfangsgegenanschlag (13) gebildet sind. Nabe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgleichshülse (7) weiterhin einen Mitnahmeanschlag (18) umfasst, mittels welchem die Ausgleichshülse (7) bei einem Durchschieben der Welle (6) durch die Durchgangsaufnahmeöffnung (5) in axialer Richtung mitgenommen wird. Welle-Nabe-Verbindung (3) für ein Getriebe (20), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Nabe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und
- eine zu der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung (5) der Nabe (1 ) komplementäre außenverzahnte Welle (6), wobei mittels der Ausgleichshülse (7) ein Spiel zwischen der innverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung (5) der Nabe (1) und der außenverzahnten Welle (6) in Umfangsrichtung (10) gedämpft überbrückbar ist. Antriebsstrang (21), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- zumindest eine Antriebsmaschine (22,23,24) zum Abgeben eines Drehmoments;
- zumindest einen Verbraucher (25,26) zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- ein Getriebe (20) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine (22,23,24) und einem Verbraucher (25,26); und
- eine Welle-Nabe-Verbindung (3) nach Anspruch 7, wobei mittels der Welle-Nabe-Verbindung (3), bevorzugt angeordnet innerhalb des Getriebes (20), ein Drehmoment zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine (22,23,24) und dem Verbraucher (25,26) übertragbar ist.
9. Kraftfahrzeug (27), aufweisend einen Antriebsstrang (21 ) nach Anspruch 8 und zumindest ein Vortriebsrad (25,26), wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs (27) das zumindest eine Vortriebsrad (25,26) mittels des Antriebsstrangs (21 ) antreibbar ist.
10. Verfahren zum Montieren einer Welle-Nabe-Verbindung (3) nach Anspruch 7, aufweisend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der Nabe (1 ); b. Bereitstellen der Welle (6) und Einschieben der Welle (6) in die Nabe (1 ), sodass die innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung (5) mit der komplementären innenverzahnten Welle (6) in drehmomentübertragenden Eingriff kommt; c. Überführen in den Betriebszustand, sodass die Mitnahmezunge (8) mit der komplementären innenverzahnten Welle (6) in kraftübertragendem Eingriff steht.
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