-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil an einem Innenprofil auf einem Außenprofil des zweiten Bauteils drehfest und axial verschiebbar geführt ist, wobei das Außenprofil in Zusammenspiel mit dem Innenprofil die drehfeste und axial verschiebbare Führung der Bauteile herstellt, und wobei radial zwischen den Bauteilen ein elastisch verformbarer Ring platziert ist, welcher an dem einen Bauteil in einer umlaufenden Nut aufgenommen ist und einerseits seitens des einen Bauteils an der Nut sowie andererseits seitens des anderen Bauteils an einer Anlagefläche jeweils anliegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe mit mindestens einer vorgenannten Anordnung.
-
Zur drehfesten Verbindung von Bauteilen sind Anordnungen in Form von Welle-Nabe-Verbindungen bekannt, in welchen üblicherweise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem einen, als Nabe vorliegenden Bauteil und dem anderen, als Welle vorliegenden Bauteil hergestellt ist. Für die formschlüssige Verbindung werden die beiden Bauteile dabei häufig mit als Gegenstücke zueinander gestalteten Profilen versehen, beispielsweise in Form von Mitnahmeverzahnungen. Aufgrund eines vorhandenen Spiels zwischen den Profilen kann es allerdings zu ungewollten radialen Bewegungen der Bauteile zueinander und dadurch auch zu Vibrationen und Geräuschentwicklungen kommen. Teilweise wird daher zwischen den aneinander geführten Bauteilen ein Bauteil zur Einschränkung der radialen Bewegungen vorgesehen.
-
Die
JP 2008064192 A offenbart eine Anordnung im Bereich eines Drehmomentwandlers, wobei in dieser Anordnung zwei Bauteile drehfest aneinander geführt sind. Dazu ist das eine Bauteil mit einem Innenprofil in Form einer Mitnahmeverzahnung ausgestattet, an welcher ein Zahneingriff mit einer Mitnahmeverzahnung hergestellt ist, die als Außenprofil an dem anderen Bauteil ausgebildet ist. Radial zwischen den beiden Bauteilen ist zum einen ein Sicherungsring vorgesehen, welcher seitens des Innenprofils des einen Bauteils in einer umlaufenden, rechteckförmigen Nut platziert ist sowie seitens des Außenprofils des anderen Bauteils in eine umlaufende, V-förmige Nut einfasst. Zum anderen ist radial zwischen den beiden Bauteilen noch ein elastisch verformbarer Ring aufgenommen, der dabei axial neben dem Innenprofil des einen Bauteils liegend in einer weiteren Nut aufgenommen ist. Dabei liegt dieser Ring einerseits radial an einem Nutgrund der weiteren Nut sowie andererseits radial an einer Anlagefläche seitens des anderen Bauteils an und wird dadurch zwischen den Bauteilen eingequetscht, wodurch Bewegungen zwischen den Bauteilen gedämpft werden sollen.
-
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einer Anordnung zu schaffen, in welcher zwei Bauteile drehfest miteinander verbunden sind, wobei eine permanente Dämpfung von radialen Bewegungen der Bauteile zueinander auf zuverlässige Weise und bei niedrigem Herstellungsaufwand realisiert sein soll.
-
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Getriebe, welches mindestens eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 11.
-
Gemäß der Erfindung ist bei einer Anordnung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil das erste Bauteil an einem Innenprofil auf einem Außenprofil des zweiten Bauteils drehfest und axial verschiebbar geführt. Hierbei stellt das Außenprofil in Zusammenspiel mit dem Innenprofil die drehfeste und axial verschiebbare Führung der Bauteile her. Des Weiteren ist radial zwischen den Bauteilen ein elastisch verformbarer Ring platziert, welcher an dem einen Bauteil in einer umlaufenden Nut aufgenommen ist und einerseits seitens des einen Bauteils an der Nut sowie andererseits seitens des anderen Bauteils an einer Anlagefläche jeweils anliegt.
-
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind also ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil vorgesehen, wobei diese beiden Bauteile dabei drehfest miteinander verbunden sind, indem das erste Bauteil mit einem Innenprofil auf ein Außenprofil des zweiten Bauteils aufgesetzt und die drehfeste Verbindung zwischen den Bauteilen dabei über das Innenprofil und das Außenprofil realisiert ist. Das Zusammenspiel der beiden Profile ermöglicht dabei bei der drehfesten Verbindung eine axiale Relativverschiebbarkeit der beiden Bauteile zueinander. Bevorzugt ist die drehfeste und axial verschiebbare Führung des ersten Bauteils auf dem zweiten Bauteil über die beiden Profile dabei formschlüssig verwirklicht. Ganz besonders bevorzugt ist das eine Profil als Gegenstück zu dem anderen Profil ausgebildet.
-
Zumindest im Bereich der Verbindung über die Profile ist das erste Bauteil insbesondere als Nabe oder nabenartig gestaltet, während das zweite Bauteil in diesem Bereich bevorzugt als Welle oder als Wellenstück ausgeführt ist. Das Innenprofil ist an dem ersten Bauteil insbesondere an einer Wand bzw. einem Wandabschnitt einer Bohrung ausgebildet, die dabei bevorzugt als Durchgangsbohrung gestaltet ist und mit der das erste Bauteil seitens des zweiten Bauteils insbesondere auf einen Wellenabschnitt aufgeschoben ist, an welchem das zweite Bauteil mit dem Außenprofil ausgestattet ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist zudem ein Ring vorgesehen, der elastisch verformbar ist. Dieser Ring ist dabei radial zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil platziert, wobei der Ring bei dieser Platzierung einerseits an einer Nut aufliegt, welche umlaufend an dem einen Bauteil ausgestaltet ist, sowie andererseits an einer Anlagefläche anliegt, die seitens des anderen Bauteils vorgesehen ist. Seitens der Nut kommt der Ring hierbei bevorzugt an einem Nutgrund der Nut zur Auflage. Durch die radial zwischenliegende Anordnung zwischen den beiden Bauteilen und das Anliegen sowohl seitens des einen Bauteils, als auch seitens des anderen Bauteils dämpft der Ring durch seine elastische Verformung radiale Bewegungen, welche die beiden Bauteile aufgrund eines vorhandenen Spiels zwischen den Profilen ausführen. Hierzu ist der Ring, insbesondere im Vergleich zu den beiden Bauteilen, aus einem Material mit einer hohen Elastizität ausgeführt, bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial. Der zwischenliegende Ring kann dabei unverformt als Querschnitt prinzipiell einen ovalen, einen rechteckigen oder einen kreisrunden Querschnitt aufweisen oder als Querschnitt mit einer sonstigen Geometrie gestaltet sein, wobei der Ring aber unverformt insbesondere kreisrund in seinem Querschnitt ausgeführt ist.
-
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass mindestens eines der Bauteile in je eine axiale Richtung vorgespannt und die Anlagefläche bei dem anderen Bauteil an einem konischen Abschnitt ausgestaltet ist. Dabei weitet sich der konische Abschnitt an dem anderen Bauteil in einer Bewegungsrichtung auf, in welche durch die jeweilige axiale Vorspannung eine relative, axiale Bewegung des anderen Bauteils zum einen Bauteil hervorgerufen ist.
-
Mit anderen Worten ist also zumindest eines der beiden Bauteile jeweils in je einer axialen Richtung vorgespannt, wobei diese zumindest eine axiale Vorspannung eine relative axiale Bewegungsrichtung des anderen Bauteils zum einen Bauteil definiert. An dem anderen Bauteil ist zudem ein konischer Abschnitt ausgestaltet, der die Anlagefläche für den elastisch verformbaren Ring bildet und hierbei so orientiert ist, dass sich ein Durchmesser des konischen Abschnitts in der relativen axialen Bewegungsrichtung des anderen Bauteils vergrößert.
-
Eine derartige Ausgestaltung einer Anordnung hat dabei den Vorteil, dass die axiale Vorspannung zumindest eines der beiden Bauteile in Kombination mit der Ausgestaltung der Anlagefläche an dem konischen Abschnitt dazu führt, dass der elastisch verformbare Ring auf zuverlässige Weise stets an beiden Bauteilen jeweils zur Anlage kommt und dadurch radiale Bewegungen der Bauteile dämpfen kann. Denn die jeweilige axiale Vorspannung zumindest eines der beiden Bauteile bewirkt, dass der konische Abschnitt mit der Anlagefläche aufgrund der axialen Relativbewegung der Bauteile zueinander auf den in der Nut befindlichen Ring aufläuft. Somit führen auch geringfügige axiale, toleranzbedingte Lageabweichungen bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht dazu, dass der zwischenliegende Ring nicht mehr mit beiden Bauteilen in Kontakt steht und damit deren Radialbewegungen zueinander nicht mehr dämpfen kann. Da sich der konische Abschnitt seitens des anderen Bauteils auf einfache Art und Weise herstellen lässt, zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung zudem durch einen niedrigen Herstellungsaufwand aus.
-
Über die jeweilige axiale Vorspannung zumindest eines der beiden Bauteile sind die beiden Bauteile bevorzugt zueinander in eine axiale Endstellung bewegt, in welcher der elastisch verformbare Ring aufgrund des konischen Abschnitts unter elastischer Verformung radial zwischen den Bauteilen eingequetscht ist. Dabei werden dann radiale Bewegungen, welche die Bauteile aufgrund eines vorhandenen Spiels zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil zueinander ausführen können, durch eine weitere elastische Verformung des zwischenliegenden Rings gedämpft.
-
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist der konische Abschnitt mit einem Schrägungswinkel im Bereich von 1° bis 7° ausgeführt. Bevorzugt liegt der dieser Schrägungswinkel dabei in einem Bereich von 2° bis 6°, wobei der Schrägungswinkel ganz besonders bevorzugt 4° beträgt. Dies hat sich als vorteilhaft herausgestellt.
-
Gemäß einer hierzu alternativen oder ergänzenden Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Ring ein Elastomerring. Hierdurch lässt sich eine geeignete elastische Verformbarkeit des Ringes realisieren. Prinzipiell kann der Ring dabei unverformt mit einem rechteckigen, einem ovalen oder einem kreisrunden Querschnitt ausgeführt sein oder als Querschnitt auch eine sonstige Geometrie aufweisen, wobei der Querschnitt des Rings unverformt aber ganz besonders bevorzugt kreisrund ist, indem der Ring als O-Ring gestaltet ist. Hierdurch kann auf ein genormtes Standardbauteil zurückgegriffen werden, wodurch sich der Herstellungsaufwand weiter reduzieren lässt.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Nut axial neben dem Außen- oder dem Innenprofil liegend an dem einen Bauteil ausgestaltet. Handelt es sich bei dem die Nut aufweisenden Bauteil um das zweite Bauteil, so ist die Nut an dem zweiten Bauteil axial neben dem Außenprofil ausgebildet, während im Falle einer Ausgestaltung der Nut an dem ersten Bauteil diese axial neben dem Innenprofil des ersten Bauteils ausgestaltet ist.
-
Alternativ, bevorzugt aber ergänzend zu der vorgenannten Weiterbildung ist der konische Abschnitt axial neben dem Innen- oder dem Außenprofil liegend an dem anderen Bauteil ausgebildet. Ist der konische Abschnitt dabei an dem ersten Bauteil vorgesehen, so ist der konische Abschnitt axial neben dem Innenprofil des ersten Bauteils ausgestaltet. Handelt es sich bei dem den konischen Abschnitt aufweisenden Bauteil dagegen um das zweite Bauteil, so ist der konische Abschnitt axial neben dem Außenprofil des zweiten Bauteils am zweiten Bauteil ausgebildet.
-
Besonders bevorzugt ist die Nut an dem zweiten Bauteil ausgestaltet und damit an dessen Außenumfang vorgesehen, während der konische Abschnitt seitens des ersten Bauteils ausgebildet und damit an einem Innenumfang des ersten Bauteils ausgestaltet ist. Im Rahmen der Erfindung könnte der Aufbau allerdings auch gespiegelt hierzu realisiert sein, indem die Nut an dem ersten Bauteil und damit an dessen Innenumfang vorgesehen ist, wohingegen der konische Abschnitt seitens des zweiten Bauteils ausgestaltet und damit an dessen Außenumfang vorgesehen ist.
-
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass das erste Bauteil ein Zahnrad ist, wobei es sich bei dem Zahnrad dabei besonders bevorzugt um ein Parksperrenrad eines Parksperrensystems eines Getriebes handelt. Alternativ, bevorzugt aber ergänzend hierzu ist das zweite Bauteil eine Welle, die dabei insbesondere als Getriebewelle vorliegt.
-
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das erste Bauteil über ein axial benachbart liegendes Bauteil axial vorgespannt. In diesem Fall ist also eine axiale Vorspannung des ersten Bauteils realisiert, wobei diese axiale Vorspannung dabei über ein weiteres Bauteil vorgenommen ist, welches axial benachbart zum ersten Bauteil liegt. Insbesondere handelt es sich bei diesem weiteren Bauteil dabei um einen Lagerinnenring eines Lagers, über welches das erste Bauteil und das zweite Bauteil gemeinsam drehbar gelagert sind und das selbst axial vorgespannt ist, wobei diese axiale Vorspannung über den Lagerinnenring dann auf das erste Bauteil übertragen wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Außenprofil und das Innenprofil als Mitnahmeverzahnungen ausgeführt, wodurch die drehfeste und axial verschiebbare Führung des ersten Bauteils auf dem zweiten Bauteil auf besonders vorteilhafte Weise gestaltet werden kann. Alternativ können die beiden Profile aber auch als Keilwellenprofile ausgeführt sein.
-
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Getriebe, bei welchem mindestens eine Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Varianten vorgesehen ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Getriebe dabei um ein Kraftfahrzeuggetriebe, wobei eine erfindungsgemäße Anordnung dabei dann insbesondere bei der Anordnung eines Parksperrenrades auf eine Getriebewelle zur Anwendung kommt. Denn in diesem Bereich hat sich die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung als vorteilhaft zur Dämpfung einer radialen Bewegung des Parksperrenrades zur Getriebewelle erwiesen, wodurch Vibrationen und damit auch Geräusche im Bereich des Parksperrenrades in verschiedensten Drehzahlbereichen reduziert werden konnten.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine Schnittansicht eines Bereichs eines Getriebes im Bereich einer Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
- 2 eine Detailansicht der Anordnung aus 1.
-
Aus 1 geht eine Schnittansicht eines Bereichs eines Getriebes 1 hervor, bei welchem es sich um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt und das mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 2 ausgestattet ist. In dieser Anordnung 2 ist ein Bauteil 3 in Form eines Parksperrenrades 4 drehfest auf einem Bauteil 5 angeordnet, bei welchem es sich um eine Welle 6 des Getriebes 1 handelt. Für die drehfeste Verbindung ist das Parksperrenrad 4 an einer zentrischen Durchgangsbohrung 7 mit einem Innenprofil 8 versehen und mit diesem Innenprofil 8 auf einem Außenprofil 9 aufgesetzt, mit welchem die Welle 6 an ihrem Außenumfang in einem Wellenabschnitt 10 ausgestattet ist.
-
Das Innenprofil 8 und das Außenprofil 9 sind dabei jeweils als Mitnahmeverzahnungen ausgebildet, wobei das Außenprofil 9 hierbei als Gegenstück zu dem Innenprofil 8 vorliegt. Durch Zusammenspiel des Innenprofils 8 mit dem Außenprofil 9 wird dadurch die drehfeste Verbindung des Parksperrenrades 4 mit der Welle 6 hergestellt, wobei hierbei aber eine axiale Verschiebbarkeit des Parksperrenrades 4 gegenüber der Welle 6 gegeben ist.
-
Die Welle 6 ist in einem Gehäuse 11 des Getriebes 1 über ein Lager 12 drehbar gelagert, wobei dieses Lager 12 dabei vorliegend als Rillenkugellager ausgestaltet ist und gegenüber dem Gehäuse 11 axial in Richtung des Parksperrenrades 4 vorgespannt ist. Dabei sorgt ein Innenring 13 des Lagers 12 auch für eine axiale Vorspannung des Parksperrenrades 4 in seine axiale Endlage auf der Welle 6, indem der Innenring 13 axial auf das axial benachbart liegende Parksperrenrad 4 einwirkt.
-
Ein Verzahnungsspiel zwischen dem Innenprofil 8 und dem Außenprofil 9 kann nun in bestimmten Drehzahlbereichen der Welle 6 und des Parksperrenrades 4 aufgrund der möglichen radialen Bewegungen des Parksperrenrades 4 gegenüber der Welle 6 zu Vibrationen und damit auch zu entsprechenden Geräuschen führen. Um diese radialen Bewegungen nun zu dämpfen, ist zwischen der Welle 6 und dem Parksperrenrad 4 ein Ring 14 vorgesehen, welcher aus einem Elastomer besteht und dementsprechend eine hohe Elastizität aufweist. Konkret ist dieser Ring 14 dabei als O-Ring ausgeführt und weist dementsprechend in einem unverformten Zustand einen kreisrunden Querschnitt auf.
-
Wie in 1 und insbesondere auch in einer Detailansicht in 2 jeweils zu erkennen ist, ist der Ring 14 seitens der Welle 6 in einer Nut 15 aufgenommen, die umlaufend in einen Außenumfang der Welle 6 axial benachbart zum Wellenabschnitt 10 und damit zum Außenprofil 9 eingebracht ist. Der Ring 14 dämpft dabei die radialen Bewegungen des Parksperrenrades gegenüber der Welle 6, indem er in der axialen Endlage des Parksperrenrades 4 zwischen dem Parksperrenrad 4 und der Welle 6 unter elastischer Verformung eingequetscht ist und die Dämpfung der radialen Bewegungen jeweils durch je ein weiteres elastisches Verformen realisiert.
-
Dabei liegt der Ring 14 einerseits seitens der Welle 6 an einem Nutgrund 16 der Nut 15 sowie andererseits seitens des Parksperrenrades 4 an einer Anlagefläche 17 an, welche an einem Abschnitt 18 des Innenumfangs der Durchgangsbohrung 7 ausgestaltet ist. Der Abschnitt 18 ist dabei axial benachbart zu dem Innenprofil 8 am Innenumfang der Durchgangsbohrung 7 ausgebildet, wobei insbesondere in 2 zu erkennen ist, dass der Abschnitt 18 zudem konisch ausgeführt ist. Hierbei ist der Abschnitt 18 axial derartig orientiert, dass sich ein Innendurchmesser des Abschnitts 18 in die axiale Richtung aufweitet, in welche das Parksperrenrad 4 axial in seine Endlage vorgespannt ist. Dies hat zur Folge, dass der Ring 14 bei der axialen Vorspannung des Parksperrenrades 4 und der hierdurch bei der Bewegung des Parksperrenrades 4 in die Endlage hervorgerufenen relativen, axialen Bewegung des Parksperrenrades 4 gegenüber der Welle 6 zunehmend mit einem kleineren Innendurchmesser des Abschnitts 18 axial in Überdeckung gelangt. Dadurch läuft der Ring 14 zwangsweise auf den Abschnitt 18 auf und gelangt dadurch zuverlässig mit der Anlagefläche 17 in Kontakt, welche an dem Abschnitt 18 ausgestaltet ist.
-
Wie in 2 zu erkennen ist, ist der Abschnitt 18 zur Realisierung seines konischen Verlaufs mit einem Schrägungswinkel 19 ausgeführt, der hierbei in einem Bereich von 2° bis 6° liegt und besonders bevorzugt 4° beträgt.
-
Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung kann eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Bauteilen realisiert werden, wobei radiale Bewegungen der Bauteile dabei auf zuverlässige Weise und mit niedrigem Herstellungsaufwand gedämpft werden.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Getriebe
- 2
- Anordnung
- 3
- Bauteil
- 4
- Parksperrenrad
- 5
- Bauteil
- 6
- Welle
- 7
- Durchgangsbohrung
- 8
- Innenprofil
- 9
- Außenprofil
- 10
- Wellenabschnitt
- 11
- Gehäuse
- 12
- Lager
- 13
- Innenring
- 14
- Ring
- 15
- Nut
- 16
- Nutgrund
- 17
- Anlagefläche
- 18
- Abschnitt
- 19
- Schrägungswinkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-