DE102022005001B4

DE102022005001B4 - Kraftempfangsbauteil und getriebebaugruppe

Info

Publication number: DE102022005001B4
Application number: DE102022005001.3A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Stefan For
Original assignee: Sumitomo SHI Cyclo Drive Germany GmbH
Current assignee: Sumitomo SHI Cyclo Drive Germany GmbH
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2025-11-13
Anticipated expiration: 2042-04-26
Also published as: DE102022005001A1

Abstract

Kraftempfangsbauteil (3), das dazu gestaltet ist, eine in einer Querrichtung des Kraftempfangsbauteils (3) wirkende Querkraft zu empfangen,
wobei an dem Kraftempfangsbauteil (3) eine Stufe (S) ausgebildet ist, bei der sich eine Bauteilquerschnittsfläche ändert, sodass die Stufe (S) eine erste Stufenfläche (S1) und eine zweite Stufenfläche (S2) hat, die unter einem Stufenwinkel zueinander angeordnet sind,
wobei sich die zweite Stufenfläche (S2) im Wesentlichen in einer zu der Querrichtung des Kraftempfangsbauteils (3) senkrechten Richtung erstreckt,
wobei zwischen der ersten Stufenfläche (S1) und der zweiten Stufenfläche (S2) eine Verrundung ausgebildet ist, die einen ersten Verrundungsabschnitt (RB1), der einen ersten Verrundungsradius (rb) hat, und einen zweiten Verrundungsabschnitt (RA) aufweist, der einen zweiten Verrundungsradius (ra) hat,
wobei der erste Verrundungsradius (rb) von dem zweiten Verrundungsradius (ra) verschieden ist,
wobei der erste Verrundungsabschnitt (RB1) bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) an der Seite der ersten Stufenfläche (S1) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Öffnungswinkel (ζ) des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) in einem Bereich von 51,5° bis 55,5° ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftempfangsbauteil und eine das Kraftempfangsbauteil aufweisende Getriebebaugruppe, insbesondere eine Zykloidgetriebebaugruppe.
Eine herkömmliche Zykloidgetriebebaugruppe hat beispielweise den in 6 gezeigten Aufbau. Die in 6 gezeigte herkömmliche Getriebebaugruppe 101 hat eine Antriebswelle 102, die mehrere exzentrische Abschnitte 102a hat. Ferner hat die Getriebebaugruppe 101 ein Gehäuse 105, das aus einem ersten Gehäusebauteil 151 und einem zweiten Gehäusebauteil 152 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 102 ist in dem ersten Gehäusebauteil 151 drehbar gestützt. Darüber hinaus hat die Getriebebaugruppe 101 einen Abtriebsflansch 103, der aus einem Abtriebsflanschhauptkörper 103b und mehreren Mitnehmerbolzen 103a ausgebildet ist. Die Mitnehmerbolzen 103a sind in den Abtriebsflanschhauptkörper 103b eingepresst. Der Abtriebsflanschhauptkörper 103b ist an der Antriebswelle 102 drehbar gestützt.
Eine Übertragung der Antriebskraft von der Antriebswelle 102 zu dem Abtriebsflansch 103 erfolgt über drei Zykloscheiben 142, die an den exzentrischen Abschnitten 102a der Antriebswelle 102 durch jeweils ein Wälzlager gestützt sind. Die Wälzlager ermöglichen eine Relativbewegung der Antriebswelle 102 und der Zykloscheiben 142 in einer Umfangsrichtung der Antriebswelle 102. Die Zykloscheiben 142 sind ferner an ihrem Außenumfang durch Stützbolzen 141 gestützt. Die Stützbolzen 141 sind in eine Gehäuseverzahnung 152a eingesetzt, die an einer Innenumfangsfläche des zweiten Gehäusebauteils 152 ausgebildet ist. Ferner ist eine Bewegung der Stützbolzen 141 in einer Axialrichtung der Getriebebaugruppe 101 (der Antriebswelle 102) durch einen Axialstützabschnitt 151a des ersten Gehäusebauteils 151 beschränkt.
Eine Drehung der Antriebswelle 102 durch eine Antriebskraft bewirkt eine exzentrische Drehbewegung der Zykloscheiben 142, die dabei an den Stützbolzen 141 abwälzen. Eine Drehrichtung der Zykloscheiben 142 ist zu einer Drehrichtung der Antriebswelle 102 entgegengesetzt. Die Mitnehmerbolzen 103a sind mit in den Zykloscheiben 142 ausgebildeten Öffnungen in Eingriff. Dadurch wird der Abtriebsflansch 103 bei einer Drehung der Antriebswelle 102 ebenfalls in Drehung versetzt. Eine Drehzahl des Abtriebsflansches 103 ist dabei niedriger als eine Drehzahl der Antriebswelle 102. Eine Drehrichtung des Abtriebsflansches 103 ist zu der Drehrichtung der Antriebswelle 102 entgegengesetzt.
Bei der vorstehend beschriebenen Getriebebaugruppe 101 wird somit eine Drehzahländerung zwischen der Antriebswelle 102 und dem Abtriebsflansch 103 durch das an sich bekannte Wirkprinzip eines Zykloidgetriebes erreicht.
Eine herkömmliche Getriebebaugruppe (wie beispielsweise die vorstehend beschriebene Getriebebaugruppe 101) hat jedoch einen komplizierten Aufbau mit einer großen Anzahl von Einzelteilen, die bei der Herstellung der Getriebebaugruppe zusammengebaut werden müssen. Dies erhöht die Herstellkosten der Getriebebaugruppe. Darüber hinaus ist auch die Herstellung der Einzelteile einer herkömmlichen Getriebebaugruppe teilweise sehr aufwändig und kostenintensiv. Dies erhöht die Herstellkosten der herkömmlichen Getriebebaugruppe weiter.
Die DE 10 2020 125 792 A1 offenbart ein Kraftempfangsbauteil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die DE 10 2019 114 097 A1 offenbart eine Getriebebaugruppe mit einem Abtriebselement. Weitere Getriebebaugruppen sind aus der CN 1 14 251 418 A , der JP 2014- 70 706 A , der DE 10 2010 048 778 A1 , der JP 2002- 39 287 A sowie der DE 10 2013 017 925 A1 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftempfangsbauteil, das eine verringerte Kerbspannung aufweist, vorzusehen und mit diesem den Aufbau einer Getriebebaugruppe zu vereinfachen.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Kraftempfangsbauteil gemäß Anspruch 1 und einer Getriebebaugruppe gemäß Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Kraftempfangsbauteil vorgesehen, das dazu gestaltet ist, eine in einer Querrichtung des Kraftempfangsbauteils wirkende Querkraft zu empfangen. An dem Kraftempfangsbauteil ist eine Stufe ausgebildet, bei der sich eine Bauteilquerschnittsfläche ändert, sodass die Stufe eine erste Stufenfläche und eine zweite Stufenfläche hat, die unter einem Stufenwinkel zueinander angeordnet sind, wobei sich die zweite Stufenfläche im Wesentlichen in einer zu der Querrichtung des Kraftempfangsbauteils senkrechten Richtung erstreckt. Zwischen der ersten Stufenfläche und der zweiten Stufenfläche ist eine Verrundung ausgebildet, die einen ersten Verrundungsabschnitt, der einen ersten Verrundungsradius hat, und einen zweiten Verrundungsabschnitt aufweist, der einen zweiten Verrundungsradius hat, wobei der erste Verrundungsradius von dem zweiten Verrundungsradius verschieden ist. Der erste Verrundungsabschnitt ist bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts an der Seite der ersten Stufenfläche angeordnet. Ein Öffnungswinkel des zweiten Verrundungsabschnitts ist in einem Bereich von 51,5° bis 55,5°.
Demgemäß kann das Kraftempfangsbauteil einen Stufenabschnitt haben, bei dem sich eine Querschnittsfläche des Kraftempfangsbauteils ändert. Anders gesagt kann das Kraftempfangsbauteil einen Bereich mit einer kleineren Querschnittsfläche und einen Bereich mit einer größeren Querschnittsfläche haben (beispielsweise Querschnittsflächen in einem Schnitt, der eine Mittelachse des Kraftempfangsbauteils enthält). Somit kann das Kraftempfangsbauteil einen Übergangsbereich von dem Bereich mit der kleineren Querschnittsfläche und dem Bereich mit der größeren Querschnittsfläche haben.
An dieser Stufe (dem Übergangsbereich) können gekrümmte Flächen (Verrundungsabschnitte) ausgebildet sein, die Außenflächen des Bereichs mit der kleineren Querschnittsfläche und des Bereichs mit der größeren Querschnittsfläche verbinden. Es können mindestens zwei gekrümmte Flächen mit unterschiedlichen Krümmungsradien ausgebildet sein, die in einer Längsrichtung des Kraftempfangsbauteils aufeinanderfolgend angeordnet sind. Durch die vorstehende Gestaltung der Verrundung zwischen den Stufenflächen der Stufe kann eine durch Aufbringen einer Querkraft auf das Kraftempfangsbauteil an der Stufe auftretende Kerbspannung verringert werden, sodass das Kraftempfangsbauteil eine größere Antriebskraft bei gleichbleibendem Querschnitt (gleichbleibender Querschnittsfläche) übertragen kann, ohne dass es zu Beschädigungen (z.B. Rissen) kommt. Die wie vorstehend beschrieben gestaltete Verrundung mit den zwei Verrundungsabschnitten mit unterschiedlichen Verrundungsradien kann darüber hinaus einfach hergestellt werden.
Der erste Verrundungsabschnitt kann mit dem zweiten Verrundungsabschnitt tangierend verbunden sein. Das heißt, der Übergang von dem ersten Verrundungsabschnitt zu dem zweiten Verrundungsabschnitt kann stetig sein. Somit können der erste Verrundungsabschnitt und der zweite Verrundungsabschnitt an einer Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts und des zweiten Verrundungsabschnitts dieselbe Steigung haben. Dadurch kann die Kerbspannung weiter verringert werden.
Jedoch ist es nicht notwendig, dass die Verrundungsabschnitte tangierend verbunden sind. Auch ein nicht-stetiger Übergang von dem ersten Verrundungsabschnitt zu dem zweiten Verrundungsabschnitt ist möglich, solange die Kerbspannung in ausreichendem Maße reduziert wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Steigungen des ersten Verrundungsabschnitts und des zweiten Verrundungsabschnitts an der Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts und des zweiten Verrundungsabschnitts in geringem Maße abweichen. Hierbei können die Steigungen der Verrundungsabschnitte an deren Verbindungsstelle zum Beispiel um bis zu 10°, bevorzugt um bis zu 5° und am meisten bevorzugt um bis zu 2° voneinander abweichen.
Alternativ kann bei dem Kraftempfangsbauteil die Verrundung einen dritten Verrundungsabschnitt aufweisen, der den ersten Verrundungsradius hat, wobei der dritte Verrundungsabschnitt bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts an der Seite der zweiten Stufenfläche angeordnet ist, wobei der zweite Verrundungsabschnitt mit dem dritten Verrundungsabschnitt tangierend verbunden ist, und wobei der dritte Verrundungsabschnitt mindestens teilweise bezüglich der zweiten Stufenfläche vertieft ist. Zudem kann der erste Verrundungsabschnitt mindestens teilweise bezüglich der ersten Stufenfläche vertieft sein.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Gestaltungen kann an der Stufe des Kraftempfangsbauteils eine einfache Absatz-Verrundung, ein Radial-Freistich oder ein Radial-Axial-Freistich geschaffen werden, die jeweils einfach herzustellen sind und die Kerbspannung wie vorstehend beschrieben reduzieren können, was mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen verbunden ist. Der Radial-Freistich und der Radial-Axial-Freistich ermöglichen darüber hinaus beispielsweise eine anschließende Feinbearbeitung der Stufenflächen.
Jedoch ist es nicht notwendig, dass die Verrundungsabschnitte und Stufenflächen jeweils tangierend verbunden sind. Auch ein nicht-stetiger Übergang zwischen Verrundungsabschnitten und Stufenflächen ist jeweils möglich, solange die Kerbspannung in ausreichendem Maße reduziert wird. Hierbei können die Steigungen der Verrundungsabschnitte und der Stufenflächen an den jeweiligen Verbindungsstellen zum Beispiel um bis zu 10°, bevorzugt um bis zu 5° und am meisten bevorzugt um bis zu 2° voneinander abweichen.
Bei dem Kraftempfangsbauteil kann, wenn rb den ersten Verrundungsradius bezeichnet, ra den zweiten Verrundungsradius bezeichnet und Φ die goldene Zahl bezeichnet, die Beziehung rb = ra/(2Φ) erfüllt sein.
Bei der vorstehenden Beziehung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Durch die vorstehende Festlegung der Verrundungsradien der Verrundung kann eine besonders vorteilhafte Reduzierung der Kerbspannung an dem Kraftempfangsbauteil erzielt werden.
Vorzugsweise ist der Öffnungswinkel des zweiten Verrundungsabschnitts in einem Bereich von 53° bis 53,3°.
Bei dem Kraftempfangsbauteil kann, wenn in einer Schnittansicht des zweiten Eingriffsabschnitts der kürzeste Abstand zwischen dem Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des ersten Verrundungsabschnitts und dem Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des dritten Verrundungsabschnitts mit RC bezeichnet ist, ra den zweiten Verrundungsradius bezeichnet und Φ die goldene Zahl bezeichnet, die Beziehung RC = ra/Φ erfüllt sein.
Bei der vorstehenden Beziehung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
In einer Schnittansicht des Kraftempfangsbauteils können eine Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts und des zweiten Verrundungsabschnitts, das Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des ersten Verrundungsabschnitts und das Zentrum eines Kreises mit dem zweiten Verrundungsradius des zweiten Verrundungsabschnitts auf einer Geraden liegen, die bezüglich einer Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des ersten Verrundungsabschnitts und einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Verrundungsabschnitt und der ersten Stufenfläche oder dem zweiten Verbindungsabschnitt um einen Winkel α geneigt ist, wobei die Beziehung α = 360° × (Φ-1)/Φ erfüllt ist.
Bei der vorstehenden Beziehung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Bei einer einfachen Absatz-Verrundung mit der vorstehenden Gestaltung kann, insbesondere durch ein Zusammenspiel der in der vorstehenden Beziehung zueinander stehenden Radien ra und rb mit dem gemäß der vorstehenden Beziehung bestimmten Winkel α und dem gemäß der vorstehenden Beziehung bestimmten Abstand RC, im Vergleich zu einer herkömmlichen Verrundungsgestaltung eine Reduzierung der Kerbspannung um bis zu 19% bei gleicher radialer Ausnutzungslänge erreicht werden. Bei einem Radial-Freistich kann im Vergleich zu einem herkömmlich gestalteten Radial-Freistich eine Reduzierung der Kerbspannung um bis zu 19% bei gleichem Vertiefungsbetrag bezüglich der zweiten Stufenfläche und mehr als 15% geringerer radialer Ausnutzungslänge erreicht werden.
Die vorstehend genannten Beziehungen zwischen den Radien ra, rb, dem Winkel a und dem Abstand RC sind jeweils in Abhängigkeit von der irrationalen Zahl Φ definiert. Die vorstehend genannten Verhältnisse zwischen den Größen ra, rb, a und RC, die die Gestaltung der erfindungsgemäßen Verrundungen festlegen, sind somit als theoretischer Idealfall anzusehen. In der Praxis können Abweichungen von diesem theoretischen Idealfall aufgrund von konstruktions- und fertigungsgerechter Bemaßung, die mit einer Auf- bzw. Abrundung der sich zwangsläufig ergebenden irrationalen Zahlenwerte einhergeht, nicht vermieden werden. Verrundungsgestaltungen die aus diesem Grund von dem durch die vorstehend genannten Beziehungen definierten theoretischen Idealfall abweichen, sind somit als erfindungsgemäße Verrundungsgestaltungen anzusehen.
Darüber hinaus sind Verrundungen an Bauteilen, die aufgrund von üblichen Fertigungstoleranzen (z.B. DIN-Allgemeintoleranzen) von dem durch die vorstehend genannten Beziehungen definierten theoretischen Idealfall abweichen, als erfindungsgemäße Verrundungsgestaltungen anzusehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Kraftempfangsbauteil ein Abtriebselement einer Getriebebaugruppe.
Somit kann eine einfache, kostengünstig herzustellende und zuverlässige Gestaltung des Abtriebselements bzw. der Getriebebaugruppe mit dem Abtriebselement ermöglicht werden.
Das Abtriebselement kann als Ersatzbauteil ohne die restliche Getriebebaugruppe als Verbesserungslösung angeboten werden.
Die Getriebebaugruppe kann ein Zykloidgetriebe sein.
Die Erfindung wird näher anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe in einer Schnittansicht;
2 ein Gehäuse der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe in einer isometrischen Ansicht;
3(a) und 3(b) einen Stützring der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe;
4(a) einen Abtriebsflansch und Zykloscheiben der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe in einem Teilschnitt; 4(b) den Abtriebsflansch der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe in einem Schnitt; und 4(c) den Abtriebsflansch in einer isometrischen Ansicht;
5(a), 5(b) und 5(c) an dem Abtriebsflansch der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe ausbildbare Verrundungen.
5(d) den Konstriktionsgang der Kontur der in 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigten Verrundungen.
6 eine Getriebebaugruppe gemäß dem Stand der Technik.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Zykloidgetriebebaugruppe 1 in einer Schnittansicht in einer Ebene, die eine Drehachse einer Antriebswelle 2 der Zykloidgetriebebaugruppe 1 enthält.
Die in 1 gezeigte Getriebebaugruppe 1 hat eine Antriebswelle 2 (Antriebselement), die mehrere exzentrische Abschnitte 2a hat. Ferner hat die Getriebebaugruppe 1 ein Gehäuse 5, das aus einem ersten Gehäuseabschnitt 51 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 52 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 2 ist in dem ersten Gehäuseabschnitt 51 drehbar gestützt. Der erste Gehäuseabschnitt 51 und der zweite Gehäuseabschnitt 52 sind einstückig ausgebildet. Das heißt, das Gehäuse 5 ist einteilig als Gehäuse-Integralbauteil ausgebildet. Darüber hinaus hat die Getriebebaugruppe 1 einen Abtriebsflansch 3 (Abtriebselement), der aus einem Abtriebsflanschhauptkörper 3b (Abtriebselementhauptkörper) und sechs Mitnehmerbolzen 3a (zweite Eingriffsabschnitte) ausgebildet ist, von denen in dem in 1 gezeigten Schnitt nur einer gezeigt ist. Die Mitnehmerbolzen 3a sind an gleichen Intervallen entlang des Umfangs des Abtriebsflanschhauptkörpers 3b angeordnet (siehe 4(c)). Die Mitnehmerbolzen 3a und der Abtriebsflanschhauptkörper 3b sind einstückig ausgebildet. Das heißt, das der Abtriebsflansch 3 ist einteilig als Abtriebs-Integralbauteil ausgebildet. Der Abtriebsflanschhauptkörper 3b ist an der Antriebswelle 2 drehbar gestützt.
Eine Übertragung der Antriebskraft von der Antriebswelle 2 zu dem Abtriebsflansch 3 erfolgt über drei Zykloid- bzw. Zykloscheiben 42 (Kraftübertragungsbauteile), die an den exzentrischen Abschnitten 2a der Antriebswelle 2 durch jeweils ein Wälzlager gestützt sind. Die Wälzlager ermöglichen eine Relativbewegung der Antriebswelle 2 und der Zykloscheiben 42 in einer Umfangsrichtung der Antriebswelle 2. Die Zykloscheiben 42 sind ferner an ihrem Außenumfang durch Stützbolzen 41 (Stützelemente) gestützt. Die Stützbolzen 41 sind in eine Gehäuseverzahnung 52a eingesetzt, die an einer Innenumfangsfläche des zweiten Gehäuseabschnitts 52 ausgebildet ist (siehe 2). Ferner ist eine Bewegung der Stützbolzen 41 in einer Axialrichtung der Getriebebaugruppe 1 (der Antriebswelle 2) durch einen Stützring 6 (Axialstützbauteil) begrenzt, der wiederum durch einen Axialstützabschnitt 51a des ersten Gehäuseabschnitts 51 in der Axialrichtung gestützt ist. Anders gesagt sind die Stützbolzen 41 in der Axialrichtung durch den Axialstützabschnitt 51a des ersten Gehäuseabschnitts 51 mittels des Stützrings 6 gestützt. Darüber hinaus ist eine Bewegung der Stützbolzen 41 in der Axialrichtung durch ein ringförmiges Begrenzungsbauteil 4 begrenzt, das an dem zweiten Gehäuseabschnitt 52 angebracht ist. Wie in 1 gezeigt, hat der erste Gehäuseabschnitt 51 einen ringförmigen Bund 51c, der eine Relativbewegung des Stützrings 6 und des Gehäuses 5 in einer Radialrichtung der Getriebebaugruppe 1 (der Antriebswelle 2) begrenzt.
Eine Drehung der Antriebswelle 2 durch eine Antriebskraft bewirkt eine exzentrische Drehbewegung der Zykloscheiben 42, die sich dabei an den Stützbolzen 41 abwälzen. Eine Drehrichtung der Zykloscheiben 42 ist dabei zu einer Drehrichtung der Antriebswelle 2 entgegengesetzt. Die Mitnehmerbolzen 3a sind mit in den Zykloscheiben 42 ausgebildeten Öffnungen 42a (erste Eingriffsabschnitte) in Eingriff. Dadurch wird der Abtriebsflansch 3 bei einer Drehung der Antriebswelle 2 ebenfalls in Drehung versetzt. Eine Drehzahl des Abtriebsflansches 3 ist dabei niedriger als eine Drehzahl der Antriebswelle 2. Eine Drehrichtung des Abtriebsflansches 3 ist zu der Drehrichtung der Antriebswelle 2 entgegengesetzt.
Bei der vorstehend beschriebenen Getriebebaugruppe 1 wird somit eine Drehzahländerung zwischen der Antriebswelle 2 und dem Abtriebsflansch 3 erreicht.
Der erste Gehäuseabschnitt 51 hat darüber hinaus einen Zentrierbund 51b, mit dem das Gehäuse 5 der Getriebebaugruppe 1 an einer benachbarten Antriebsbaugruppe, wie beispielsweise einer Motorbaugruppe, zentriert werden kann. Ein Abtrieb der Antriebsbaugruppe kann mit der Antriebswelle 2 der Getriebebaugruppe verbunden werden, sodass eine Antriebskraft von der Antriebsbaugruppe zu der Antriebswelle 2 übertragen werden kann. Der Abtriebsflansch 3 der Getriebebaugruppe weist Befestigungsbohrungen 3c auf, die dazu verwendet werden können, den Abtriebsflansch 3 mit einem Antriebsflansch einer benachbarten Arbeitsbaugruppe zu verbinden, sodass eine Antriebskraft von dem Abtriebsflansch 3 der Getriebebaugruppe zu der Arbeitsbaugruppe übertragen werden kann.
2 zeigt das Gehäuse 5 der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe 1 in einer isometrischen Ansicht. An einer Innenumfangsfläche des zweiten Gehäuseabschnitts 52 ist die Gehäuseverzahnung 52a für die Stützbolzen 41 ausgebildet. Eine im Wesentlichen zu der Axialrichtung der Getriebebaugruppe 1 senkrechte Fläche des ersten Gehäuseabschnitts 51 bildet den Axialstützabschnitt 51a. Wie in 1 und 2 gezeigt, ist zwischen der Gehäuseverzahnung 52a und dem Axialstützabschnitt 51a ein in der Radialrichtung der Getriebebaugruppe 1 bezüglich der Gehäuseverzahnung 52a vertiefter Abschnitt ausgebildet, der bei der Fertigung des Gehäuses 5 als ein Auslauf für das für die Herstellung der Gehäuseverzahnung 52a verwendete Werkzeug dient. Anders gesagt ist der Axialstützabschnitt 51a von der Gehäuseverzahnung 52a in der Axialrichtung der Getriebebaugruppe 1 beabstandet.
Ferner weist der erste und zweite Gehäuseabschnitt axiale Bohrungen (nicht gezeigt) auf. Diese Bohrungen sind Montagebohrungen zur Befestigung des Gehäuses 5 an einer angrenzenden Antriebsbaugruppe und/oder Fluiddurchlässe.
3 zeigt den Stützring 6 der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe 1 in einer isometrischen Ansicht. Hierbei zeigt 3(a) den Stützring der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe im Halbzeug-Stadium nach einem Drehprozess. Ferner zeigt 3(b) den Stützring der in 1 gezeigten Getriebebaugruppe 1 in einem einbaufähigen Endzustand nach einem Fräs-, Schneid-, oder Stanzprozess.
Genauer gesagt zeigt 3(a) den Stützring 6 in einem Zustand, bei dem durch einen vorausgehenden Drehprozess aus einem Rohteil, wie beispielsweise einem Rundstab, ein ringförmiges Halbzeug mit einem an einem axialen Ende des Halbzeugs angeordneten ringförmigen Vorsprung hergestellt wurde. Ferner zeigt 3(b) den Stützring in einem Zustand, bei dem durch einen vorausgehenden Fräs-, Schneid-, oder Stanzprozess eine zu der Gehäuseverzahnung 52a korrespondierende Außenverzahnung 6a (Stützverzahnung) an dem ringförmigen Vorsprung des in 3(a) gezeigten Halbzeugs hergestellt wurde. Somit ist der Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs des in 3(a) gezeigten Halbzeugs größer als oder gleich wie ein größter Außendurchmesser der Außenverzahnung 6a.
Der in 3(b) gezeigte Stützring 6 mit der zu der Gehäuseverzahnung 52a korrespondierenden Außenverzahnung 6a ist wie in 1 gezeigt in das Gehäuse 5 der Getriebebaugruppe 1 eingesetzt. Hierbei ist die Außenverzahnung 6a an einem Ende der Gehäuseverzahnung 52a an der Seite des Axialstützabschnitts 51a angeordnet. Die Außenverzahnung 6a und die Gehäuseverzahnung 52a überlappen sich in der Axialrichtung. Somit sind die Außenverzahnung 6a und die Gehäuseverzahnung 52a miteinander in Eingriff. Eine Bewegung der Stützbolzen 41 in der Axialrichtung ist somit durch die in 3(b) gezeigten stirnseitigen Flächen der Zähne der Außenverzahnung 6a begrenzt.
4(a) zeigt den Eingriff der Mitnehmerbolzen 3a des Abtriebsflansches 3 mit den Öffnungen 42a der Zykloscheiben 42. Bei einer Drehung der Zykloscheiben 42 kommt eine Außenumfangsfläche der Mitnehmerbolzen 3a des Abtriebsflansches 3 mit einer Innenumfangsfläche der Öffnungen 42a der Zykloscheiben 42 in Berührung. Dadurch kann eine Antriebskraft von den Zykloscheiben 42 zu dem Abtriebsflansch 3 übertragen werden. Bei der Übertragung der Antriebskraft von den Zykloscheiben 42 zu den Mitnehmerbolzen 3a wird somit eine Querkraft auf die Mitnehmerbolzen 3a aufgebracht, die von der übertragenen Antriebskraft (dem übertragenen Drehmoment) abhängig ist. Wie in 4(b) gezeigt, ändert sich an dem Übergang (Übergangsabschnitt) zwischen den Mitnehmerbolzen 3a und dem Abtriebsflanschhauptkörper 3b ein Querschnitt des Abtriebsflansches 3. Somit ist an dem Übergang zwischen den Mitnehmerbolzen 3a und dem Abtriebsflanschhauptkörper 3b jeweils eine Stufe S (siehe Kreismarkierung in 4(b)) ausgebildet. Im Bereich der Stufe S entstehen durch die auf die Mitnehmerbolzen 3a aufgebrachte Querkraft aufgrund der Kerbwirkung der Querschnittänderung Spannungsspitzen, eine sogenannte Kerbspannung.
4(c) zeigt den Abtriebsflansch 3 in einer isometrischen Ansicht. Hier sind die regelmäßig über den Umfang des Abtriebsflanschhauptkörpers 3b verteilten, zueinander beabstandeten Mitnehmerbolzen 3a zu erkennen. Des Weiteren sind die Befestigungsbohrungen 3c zu erkennen, die an der den Mitnehmerbolzen 3a entgegengesetzten axialen Endfläche des Abtriebsflanschhauptkörpers 3b ausgebildet sind. Wie in 4(c) gezeigt, überlappen sich die Befestigungsbohrungen 3c und die Mitnehmerbolzen 3a mindestens teilweise in der Umfangsrichtung des Abtriebsflansches 3 (d.h. in der Axialrichtung der Getriebebaugruppe 1 gesehen).
Während die axialen Befestigungsbohrungen des ersten und zweiten Gehäuseabschnitts in der einen Achsenrichtung eine feste Verbindung mit der Antriebsbaugruppe gewährleisten können, können die Befestigungsbohrungen 3c des Abtriebsflansch 3 in der entgegengesetzten Achsenrichtung eine feste Verbindung mit der Arbeitsbaugruppe gewährleisten. Somit kann die Arbeitsbaugruppe mit dem verbundenen Abtriebsflansch 3 in axialer Richtung mit dem Rest der Getriebebaugruppe, der wiederum mit der Antriebsbaugruppe verbunden ist, zusammengeführt und voneinander getrennt werden. Dementsprechend kann der separate Abtriebsflansch als Ersatzbauteil ohne die restliche Getriebebaugruppe als Verbesserungslösung angeboten werden. Gleichermaßen kann die restliche Getriebebaugruppe ohne den Abtriebsflansch als Ersatzbauteil bzw. -baugruppe als Verbesserungslösung angeboten werden.
5 zeigt an dem Abtriebsflansch 3 der Getriebebaugruppe 1 ausgebildete Verrundungen. Genauer gesagt zeigt 5 Verrundungen, die im Bereich einer der Stufen S des Abtriebsflansches 3 ausgebildet sind, in einer Schnittansicht in einer Ebene, die eine Mittelachse des Mitnehmerbolzens 3a enthält, an dem die in 5 gezeigte Stufe S ausgebildet ist. Obgleich in 5 nur eine Stufe S des Abtriebsflansches 3 gezeigt ist, sind die in 5 gezeigten Verrundungen an jeder Stufe S des Abtriebsflansches 3 ausgebildet, das heißt an jedem Übergang zwischen einem der Mitnehmerbolzen 3a und dem Abtriebsflanschhauptkörper 3b.
5(a) zeigt einen im Bereich der Stufe S ausgebildeten Radial-Freistich als eine erste Verrundungsform. Wie in 5(a) gezeigt, hat die Stufe S eine erste Stufenfläche S1, die im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung ist und eine zweite Stufenfläche S2, die sich im Wesentlichen parallel zu der Axialrichtung erstreckt. Die erste Stufenfläche S1 und die zweite Stufenfläche S2 sind somit unter einem Stufenwinkel zueinander angeordnet, der im Wesentlichen 90° ist. Zwischen der ersten Stufenfläche S1 und der zweiten Stufenfläche S2 ist der Radial-Freistich ausgebildet.
Der Radial-Freistich hat einen ersten Verrundungsabschnitt RB1, der mit der ersten Stufenfläche verbunden ist. Ferner hat der Radial-Freistich einen zweiten Verrundungsabschnitt RA, der mit dem ersten Verrundungsabschnitt RB1 verbunden ist. Genauer gesagt ist der zweite Verrundungsabschnitt RA mit dem ersten Verrundungsabschnitt RB1 tangierend verbunden. Das heißt, der Übergang von dem ersten Verrundungsabschnitt RB1 zu dem zweiten Verrundungsabschnitt RA ist stetig. Somit haben der erste Verrundungsabschnitt RB1 und der zweite Verrundungsabschnitt RA an einer Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA dieselbe Steigung. Wie in 5(a) gezeigt, ist der zweite Verrundungsabschnitt RA in der Axialrichtung näher bei der zweiten Stufenfläche S2 angeordnet als der erste Verrundungsabschnitt RB1. Das heißt, der erste Verrundungsabschnitt RB1 ist bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts RA an der Seite der ersten Stufenfläche S1 angeordnet.
Das Zentrum eines Kreises mit dem zweiten Verrundungsradius des zweiten Verrundungsabschnitts RA liegt auf einer Geraden, die durch die Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA und das Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des ersten Verrundungsabschnitts RB1 verläuft. Die Gerade ist um einen Winkel α (goldener Winkel) gegenüber einer Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und einer Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des ersten Verrundungsabschnitts RB1 geneigt.
Darüber hinaus hat der Radial-Freistich einen dritten Verrundungsabschnitt RB2, der mit dem zweiten Verrundungsabschnitt RA tangierend verbunden ist. Wie in 5(a) gezeigt, ist der dritte Verrundungsabschnitt RB2 bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts RA an der Seite der zweiten Stufenfläche S2 angeordnet. Der zweite Verrundungsabschnitt RA ist somit in der Axialrichtung zwischen dem ersten Verrundungsabschnitt RB1 und dem dritten Verrundungsabschnitt RB2 angeordnet. Zusätzlich hat der in 5(a) gezeigte Radial-Freistich einen ebenen (in der in 5(a) gezeigten Schnittansicht durch eine Gerade dargestellten) ersten Verbindungsabschnitt V1, der mit dem dritten Verrundungsabschnitt RB2 tangierend verbunden ist. Der erste Verbindungsabschnitt V1 ist darüber hinaus mit der zweiten Stufenfläche S2 verbunden. In der in 5(a) gezeigten Schnittansicht ist ein Winkel zwischen der Außenfläche des ersten Verbindungsabschnitts V1 und der zweiten Stufenfläche S2 ein Winkel β.
Außenflächen des dritten Verrundungsabschnitts RB2 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA sind in einer Radialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a bezüglich einer Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 mindestens teilweise an einer Seite der Mittelachse des Mitnehmerbolzens 3a angeordnet. Das heißt, der zweite Verrundungsabschnitt RA und der dritte Verrundungsabschnitt RB2 sind mindestens teilweise bezüglich der zweiten Stufenfläche S2 vertieft. Der dritte Verrundungsabschnitt RB2 ist bezüglich der zweiten Stufenfläche S2 um einen Betrag t vertieft. Das heißt, eine maximale Entfernung von der Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 zu einer Außenfläche des dritten Verrundungsabschnitts RB2 hat einen Betrag t.
In der in 5(a) gezeigten Schnittansicht bezeichnet Ir eine radiale Ausnutzungslänge des Radial-Freistichs, das heißt eine Entfernung von der Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des ersten Verrundungsabschnitts RB1 zu einer Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 in der Radialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a. Darüber hinaus bezeichnet lax eine axiale Ausnutzungslänge des Radial-Freistichs, das heißt eine Entfernung von einer Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des ersten Verrundungsabschnitts RB1 zu einer Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 in einer Axialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a.
5(b) zeigt einen im Bereich der Stufe S ausgebildeten Radial-Axial-Freistich als eine alternative zweite Verrundungsform. Wie in 5(b) gezeigt, hat der Radial-Axial-Freistich einen ersten Verrundungsabschnitt RB1, einen zweiten Verrundungsabschnitt RA, einen dritten Verrundungsabschnitt RB2 und einen ersten Verbindungsabschnitt V1 die jeweils tangierend miteinander verbunden sind und wie bei dem in 5(a) gezeigten Radial-Freistich in der Axialrichtung zueinander angeordnet sind.
Darüber hinaus hat der in 5(b) gezeigte Radial-Axial-Freistich einen ebenen (in der in 5(b) gezeigten Schnittansicht durch eine Gerade dargestellten) zweiten Verbindungsabschnitt V2, der mit dem ersten Verrundungsabschnitt RB1 tangierend verbunden ist. Der zweite Verbindungsabschnitt V2 ist darüber hinaus mit der ersten Stufenfläche S1 verbunden. In der in 5(b) gezeigten Schnittansicht ist ein Winkel zwischen der Außenfläche des zweiten Verbindungsabschnitts V2 und der ersten Stufenfläche S1 ein Winkel γ.
Somit sind bei dem in 5(b) gezeigten Radial-Axial-Freistich nicht nur der zweite Verrundungsabschnitt RA und der dritte Verrundungsabschnitt RB2 bezüglich der zweiten Stufenfläche S2 um einen Betrag t vertieft, sondern der erste Verrundungsabschnitt RB1 ist darüber hinaus bezüglich der ersten Stufenfläche S1 vertieft.
Es ist zu beachten, dass bei dem in 5(b) gezeigten Radial-Axial-Freistich eine durch eine Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA, das Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius rb des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und das Zentrum eines Kreises mit dem zweiten Verrundungsradius ra des zweiten Verrundungsabschnitts RA verlaufende Gerade um einen Winkel α (goldener Winkel) gegenüber einer Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius rb des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und einer Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und des zweiten Verbindungsabschnitts V2 geneigt ist.
Es ist ferner zu beachten, dass bei dem vorstehend beschriebenen Radial-Axial-Freistich eine radiale Ausnutzungslänge Ir als eine Entfernung von einer Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des zweiten Verbindungsabschnitts V2 zu einer Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 in der Radialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a definiert ist und eine axiale Ausnutzungslänge lax als eine Entfernung von der Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des zweiten Verbindungsabschnitts V2 zu der Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des ersten Verbindungsabschnitts V1 in der Axialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a definiert ist.
5(c) zeigt eine im Bereich der Stufe S ausgebildete Absatz-Verrundung als eine alternative dritte Verrundungsform. Wie in 5(c) gezeigt, hat die Absatz-Verrundung einen ersten Verrundungsabschnitt RB1 und einen zweiten Verrundungsabschnitt RA. Der erste Verrundungsabschnitt RB1 und der zweite Verrundungsabschnitt RA sind tangierend miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der erste Verrundungsabschnitt RB1 mit der ersten Stufenfläche S1 tangierend verbunden und der zweite Verrundungsabschnitt RA ist mit der zweiten Stufenfläche S2 tangierend verbunden.
Es ist zu beachten, dass bei der vorstehend beschriebenen Absatz-Verrundung eine radiale Ausnutzungslänge Ir als eine Entfernung von einer Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des ersten Verrundungsabschnitts RB1 zu einer Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA in der Radialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a definiert ist und eine axiale Ausnutzungslänge lax als eine Entfernung von der Verbindungsstelle der ersten Stufenfläche S1 und des ersten Verrundungsabschnitts RB1 zu der Verbindungsstelle der zweiten Stufenfläche S2 und des zweiten Verrundungsabschnitts RA in der Axialrichtung des Mitnehmerbolzens 3a definiert ist.
In Bezug auf die vorstehenden Erklärungen ist ferner zu beachten, dass 5(a), 5(b) und 5(c) jeweils Schnittansichten zeigen und in 5(a), 5(b) und 5(c) somit jeweils ein Schnitt durch die jeweilige Verrundung dargestellt ist. Somit erstrecken sich bei dem in 5(a) gezeigten Radial-Freistich, bei dem in 5(b) gezeigten Radial-Axial-Freistich und bei der in 5(c) gezeigten Absatz-Verrundung die erste Stufenfläche S1, die zweite Stufenfläche S2, der erste Verrundungsabschnitt RB1, der zweite Verrundungsabschnitt RA, der dritte Verrundungsabschnitt RB2, der erste Verbindungsabschnitt V1 und der zweite Verbindungsabschnitt V2 jeweils ringförmig entlang des Umfangs des Mitnehmerbolzens 3a um die Mittelachse des Mitnehmerbolzens 3a.
Ferner haben bei dem in 5(a) gezeigten Radial-Freistich und bei dem in 5(b) gezeigten Radial-Axial-Freistich der erste Verrundungsabschnitt RB1 und der dritte Verrundungsabschnitt RB2 denselben Verrundungsradius rb (erster Verrundungsradius) und der zweite Verrundungsabschnitt RA hat den Verrundungsradius ra (zweiter Verrundungsradius). Bei der in 5(c) gezeigten Absatz-Verrundung hat der erste Verrundungsabschnitt RB1 den Verrundungsradius rb und der zweite Verrundungsabschnitt RA hat den Verrundungsradius ra.
Die Verrundungsradien ra und rb können in Abhängigkeit von den Abmessungen des Abtriebsflansches 3 (des Abtriebsflanschhauptkörpers 3b und der Mitnehmerbolzen 3a) beliebig gewählt werden, solange die folgende Beziehung erfüllt ist: $r b = \frac{ra}{2 \times ϕ}$
Bei der vorstehenden Beziehung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Der Winkel α (goldener Winkel) bei den vorstehend beschriebenen Verrundungen ist gemäß folgender Gleichung festgelegt: $α = \frac{360^{\circ} x (ϕ−1)}{ϕ}$
Bei der vorstehenden Gleichung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Bei dem in 5(a) gezeigten Radial-Freistich und bei dem in 5(b) gezeigten Radial-Axial-Freistich ist der kürzeste Abstand zwischen dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius rb des ersten Verrundungsabschnitts RB1 und dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius rb des dritten Verrundungsabschnitts RB2 durch einen Radius RC dargestellt. Der Radius RC ist in Abhängigkeit von dem zweiten Verrundungsradius ra gemäß folgender Gleichung festgelegt: $R C = \frac{ra}{ϕ}$
Bei der vorstehenden Gleichung steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Die ideale Kontur der vorstehend beschriebenen und in 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigten Verrundungen kann auch mit Hilfe der in 5(d) gezeigten Konstruktionsschritte (Schritte 1 bis 10) beschrieben werden.
Der Verrundungsradius ra wird in Abhängigkeit von den Abmessungen des Abtriebsflansches 3 (des Abtriebsflanschhauptkörpers 3b und der Mitnehmerbolzen 3a) geeignet gewählt (Schritt 1). Das untere Ende der bei Schritt 1 erzeugten ersten Linie mit der Länge ra entspricht dem Zentrum des Kreises mit dem zweiten Verrundungsradius ra des zweiten Verrundungsabschnitts RA. Wie vorstehend genannt, ergeben sich weitere Konstruktionsgrößen gemäß den folgenden Gesetzmäßigkeiten: $r b = \frac{ra}{2 \times ϕ}$ $R C = \frac{ra}{ϕ}$ $α = \frac{360^{\circ} \times (ϕ - 1)}{ϕ}$
Bei den vorstehenden Gleichungen steht Φ für die irrationale Zahl Φ (1.6180339887...), die in Verbindung mit der sogenannten Fibonacci-Folge und dem sogenannten „Goldenen Schnitt“ steht und auch als „Goldene Zahl“ bezeichnet wird.
Bei Schritt 2 wird eine zweite Linie mit der Länge RC an das obere Ende der ersten Linie mit der Länge ra angefügt, die dann bei Schritt 3 um 90° geklappt wird. Bei Schritt 4 wird die zweite Linie mit der Länge RC um den Betrag rb verschoben, wobei der Betrag rb der Hälfte der Länge RC entspricht. Nach Schritt 4 liegen somit das obere Ende der ersten Linie mit der Länge ra und der Mittelpunkt der zweiten Linie mit der Länge RC aufeinander. Bei Schritt 5 werden das untere Ende der ersten Linie und die Enden der zweiten Linie durch weitere gerade Linien verbunden.
Bei Schritt 6 wird die zweite Linie mit der Länge RC entlang der ersten Linie verschoben, bis ein Kreis mit dem Radius rb um ein Ende der zweiten Linie einen Kreis mit dem Radius ra um das untere Ende der ersten Linie tangiert. Verbindet man anschließend die Enden der ersten Linie und der zweiten Linie, ergibt sich eine drachenförmige Fläche, die aufgrund der der vorstehend genannten Gleichungen, bei denen die „Goldene Zahl“ eine maßgebliche Rolle spielt auch als „Goldener Drache“ bezeichnet werden kann (Schritt 7). Hierbei ergibt sich als Öffnungswinkel ζ des Kreissegments mit dem Radius ra um das untere Ende der ersten Linie (Winkel zwischen den Linien, die das untere Ende der ersten Linie mit der Länge ra und die Enden der zweiten Linie mit der Länge RC verbinden) immer ein irrationaler Winkel von 53,13184423...°.
Bei Schritt 8 wird die Kontur durch einen weiteren Kreis mit dem Radius rb um das andere Ende der zweiten Linie mit der Länge RC vervollständigt. Ferner wird die Kontur bei Schritt 9 um den Winkel α gedreht. Wie bei Schritt 10 gezeigt, können die vorstehend beschriebenen Verrundungen durch Anlegen der so erzeugten Kontur an die Stufe des Abtriebsflansches 3 erzeugt werden.
Durch die vorstehend beschriebene Gestaltung der Verrundungen, insbesondere durch Erfüllen der vorstehenden Beziehung zwischen dem Verrundungsradius rb und dem Verrundungsradius ra kann die an der Stufe S auftretende Kerbspannung (auftretende Spannungsspitzen) gegenüber herkömmlichen Verrundungen und Freistichen deutlich reduziert werden.
Darüber hinaus bewirkt die vorstehend beschriebene Festlegung des Winkels α, sowie des Öffnungswinkels ζ (bzw. des Abstands RC zwischen den Zentren der Radien des ersten und des dritten Verrundungsabschnitts) im Zusammenspiel mit dem vorstehend beschriebenen Verhältnis der Verrundungsradien ra und rb eine optimale Anpassung der Verrundungen an den beim Aufbringen der Querkraft entstehenden Spannungsverlauf und eine optimale Reduzierung der auftretenden Kerbspannung (auftretenden Spannungsspitzen). Bei einer einfachen Absatz-Verrundung mit der vorstehend beschriebenen Gestaltung kann im Vergleich zu einer herkömmlichen Verrundungsgestaltung eine Reduzierung der Kerbspannung um bis zu 19% bei gleicher radialer Ausnutzungslänge Ir erreicht werden. Bei einem Radial-Freistich mit dem vorstehend genannten Verhältnis der Verrundungsradien ra und rb kann im Vergleich zu einem herkömmlich gestalteten Radial-Freistich (beispielsweise einem Freistich gemäß DIN509-E) eine Reduzierung der Kerbspannung um bis zu 19% bei gleichem Vertiefungsbetrag t bezüglich der zweiten Stufenfläche S2 und mehr als 15% geringerer radialer Ausnutzungslänge Ir erreicht werden.
Die vorstehend genannten Beziehungen zwischen den Radien ra, rb, dem Winkel α und dem Abstand RC sind jeweils in Abhängigkeit von der irrationalen Zahl Φ definiert. Die vorstehend genannten Verhältnisse zwischen den Größen ra, rb, a und RC, die die Gestaltung der erfindungsgemäßen Verrundungen festlegen, sind somit als theoretischer Idealfall anzusehen. In der Praxis können Abweichungen von diesem theoretischen Idealfall aufgrund von konstruktions- und fertigungsgerechter Bemaßung, die mit einer Auf- bzw. Abrundung der sich zwangsläufig ergebenden irrationalen Zahlenwerte einhergeht, nicht vermieden werden. Verrundungsgestaltungen die aus diesem Grund von dem durch die vorstehend genannten Beziehungen definierten theoretischen Idealfall abweichen, sind somit als erfindungsgemäße Verrundungsgestaltungen anzusehen.
Darüber hinaus sind Verrundungen an Bauteilen, die aufgrund von üblichen Fertigungstoleranzen (z.B. DIN-Allgemeintoleranzen) von dem durch die vorstehend genannten Beziehungen definierten theoretischen Idealfall abweichen, als erfindungsgemäße Verrundungsgestaltungen anzusehen.

Claims

Kraftempfangsbauteil (3), das dazu gestaltet ist, eine in einer Querrichtung des Kraftempfangsbauteils (3) wirkende Querkraft zu empfangen, wobei an dem Kraftempfangsbauteil (3) eine Stufe (S) ausgebildet ist, bei der sich eine Bauteilquerschnittsfläche ändert, sodass die Stufe (S) eine erste Stufenfläche (S1) und eine zweite Stufenfläche (S2) hat, die unter einem Stufenwinkel zueinander angeordnet sind, wobei sich die zweite Stufenfläche (S2) im Wesentlichen in einer zu der Querrichtung des Kraftempfangsbauteils (3) senkrechten Richtung erstreckt, wobei zwischen der ersten Stufenfläche (S1) und der zweiten Stufenfläche (S2) eine Verrundung ausgebildet ist, die einen ersten Verrundungsabschnitt (RB1), der einen ersten Verrundungsradius (rb) hat, und einen zweiten Verrundungsabschnitt (RA) aufweist, der einen zweiten Verrundungsradius (ra) hat, wobei der erste Verrundungsradius (rb) von dem zweiten Verrundungsradius (ra) verschieden ist, wobei der erste Verrundungsabschnitt (RB1) bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) an der Seite der ersten Stufenfläche (S1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungswinkel (ζ) des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) in einem Bereich von 51,5° bis 55,5° ist.
Kraftempfangsbauteil (3) nach Anspruch 1, wobei der erste Verrundungsabschnitt (RB1) mit dem zweiten Verrundungsabschnitt (RA) tangierend verbunden ist.
Kraftempfangsbauteil (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verrundung einen dritten Verrundungsabschnitt (RB2) aufweist, der den ersten Verrundungsradius (rb) hat, wobei der dritte Verrundungsabschnitt (RB2) bezüglich des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) an der Seite der zweiten Stufenfläche (S2) angeordnet ist, wobei der zweite Verrundungsabschnitt (RA) mit dem dritten Verrundungsabschnitt (RB2) tangierend verbunden ist, und wobei der dritte Verrundungsabschnitt (RB2) mindestens teilweise bezüglich der zweiten Stufenfläche (S2) vertieft ist.
Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Verrundungsabschnitt (RB1) mindestens teilweise bezüglich der ersten Stufenfläche (S1) vertieft ist.
Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Öffnungswinkel (ζ) des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) in einem Bereich von 53° bis 53,3° ist.
Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn in einer Schnittansicht des Kraftempfangsbauteils (3) der kürzeste Abstand zwischen dem Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius (rb) des ersten Verrundungsabschnitts (RB1) und dem Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius (rb) des dritten Verrundungsabschnitts (RB2) mit RC bezeichnet ist, ra den zweiten Verrundungsradius (ra) bezeichnet und Φ die goldene Zahl bezeichnet, folgende Beziehung erfüllt ist: $RC = ra / ϕ .$
Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn rb den ersten Verrundungsradius (rb) bezeichnet, ra den zweiten Verrundungsradius (ra) bezeichnet und Φ die goldene Zahl bezeichnet, folgende Beziehung erfüllt ist: $rb = ra/ (2 ϕ) .$
Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in einer Schnittansicht des Kraftempfangsbauteils (3) eine Verbindungsstelle des ersten Verrundungsabschnitts (RB1) und des zweiten Verrundungsabschnitts (RA), das Zentrum eines Kreises mit dem ersten Verrundungsradius (rb) des ersten Verrundungsabschnitts (RB1) und das Zentrum eines Kreises mit dem zweiten Verrundungsradius (ra) des zweiten Verrundungsabschnitts (RA) auf einer Geraden liegen, die bezüglich einer Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des Kreises mit dem ersten Verrundungsradius (rb) des ersten Verrundungsabschnitts (RB1) und einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Verrundungsabschnitt (RB1) und der ersten Stufenfläche (S1) oder dem zweiten Verbindungsabschnitt (V2) um einen Winkel α geneigt ist, wobei, wenn Φ die goldene Zahl bezeichnet, folgende Beziehung erfüllt ist: $α = 360^{\circ} \times (ϕ - 1) / ϕ .$
Getriebebaugruppe (1) mit: einem Antriebselement (2); einem Abtriebselement (3); einer Drehzahländerungsvorrichtung zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (3); und einem Gehäuse (5), in dem die Drehzahländerungsvorrichtung untergebracht ist, wobei das Gehäuse (5) einen ersten Gehäuseabschnitt (51) und einen zweiten Gehäuseabschnitt (52) hat, wobei der erste Gehäuseabschnitt (51) das Antriebselement (2) stützt und einen Axialstützabschnitt (51a) hat, wobei der zweite Gehäuseabschnitt (52) eine Innenumfangsfläche hat, an der eine Gehäuseverzahnung (52a) ausgebildet ist, wobei die Drehzahländerungsvorrichtung mindestens einen Stützbolzen (41) hat, der an der Innenumfangsfläche des zweiten Gehäuseabschnitts (52) angeordnet ist und mit der Gehäuseverzahnung (52a) in Eingriff ist, wobei die Drehzahländerungsvorrichtung mindestens ein Kraftübertragungsbauteil (42) hat, wobei das Kraftübertragungsbauteil (42) durch einen Exzenterabschnitt (2a) des Antriebselements (2) gestützt ist und das Kraftübertragungsbauteil (42) an dessen Außenumfang durch den Stützbolzen (41) gestützt ist, sodass eine Antriebskraft von dem Antriebselement (2) zu dem Kraftübertragungsbauteil (42) übertragen werden kann, wobei das Kraftübertragungsbauteil (42) mindestens einen ersten Eingriffsabschnitt (42a) hat, wobei das Abtriebselement (3) mindestens einen zweiten Eingriffsabschnitt (3a) hat, wobei der erste Eingriffsabschnitt (42a) und der zweite Eingriffsabschnitt (3a) miteinander in Eingriff sind, sodass die Antriebskraft von dem Kraftübertragungsbauteil (42) zu dem Abtriebselement (3) übertragen werden kann, wobei das Abtriebselement (3) das Kraftempfangsbauteil (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
Getriebebaugruppe (1) nach Anspruch 9, wobei der zweite Eingriffsabschnitt (3a) bolzenförmig ist und einstückig an dem Abtriebselement (3) ausgebildet ist, wobei das Abtriebselement (3) einen Abtriebselementhauptkörper (3b) hat, und wobei die Stufe (S) an dem zweiten Eingriffsabschnitt (3a) oder an einem Übergangsabschnitt des zweiten Eingriffsabschnitts (3a) und des Abtriebselementhauptkörpers (3b) ausgebildet ist.
Getriebebaugruppe (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der erste Gehäuseabschnitt (51) und der zweite Gehäuseabschnitt (52) einstückig ausgebildet sind.
Getriebebaugruppe (1) nach Anspruch 11, die ferner ein Axialstützbauteil (6) aufweist, wobei der Axialstützabschnitt (51a) des ersten Gehäuseabschnitts (51) das Axialstützbauteil (6) in der Axialrichtung der Getriebebaugruppe (1) stützt, und wobei das Axialstützbauteil (6) den Stützbolzen (41) in der Axialrichtung der Getriebebaugruppe (1) stützt.
Getriebebaugruppe (1) nach Anspruch 12, wobei das Axialstützbauteil (6) ringförmig ist und eine Stützverzahnung (6a) hat, die an einem Außenumfang des Axialstützbauteils (6) ausgebildet ist und zu der Gehäuseverzahnung (52a) korrespondiert.
Getriebebaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Getriebebaugruppe (1) ein Zykloidgetriebe ist.