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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Getrieberadmechanismus für parallelachsige Getriebe und im Spezielleren einen Getrieberadmechanismus zum Verringern von Getrieberasseln bei parallelachsigen Getrieben.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In Kraftfahrzeugen kommen gemeinhin Getrieberadanordnungen zum Einsatz, bei denen sich in Zahneingriff stehende Getrieberäder gegenläufig auf parallelen Achsen drehen. Es werden beispielsweise bei Getrieben Ausgleichswellen eingesetzt, welche parallelachsige Getrieberäder verwenden. Schwingungen, die an der Antriebswelle solcher Getrieberadanordnungen beispielsweise infolge von Motorschwingungen auftreten, können jedoch bewirken, dass die miteinander in Zahneingriff stehenden Getrieberäder des parallelen Getrieberadmechanismus gegeneinander schlagen, wodurch es zu Getrieberasseln kommt.
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Die
US 1 067 144 A offenbart eine Vorrichtung zur Vermeidung von Getrieberasseln in Getriebeanordnungen mit parallelachsigen Getrieberädern, die auf einer der parallelen Achsen eine feststehende und eine axial verschiebbare Gleitscheibe einsetzt, um eine auf der anderen parallelen Achse angeordnete Festscheibe dazwischen einzuklemmen.
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In der
DE 103 28 482 A1 ist ein Zahnradgetriebe mit Antirasseleinrichtung offenbart, bei dem zwei miteinander kämmende Zahnräder jeweils eine mit dem jeweiligen Zahnrad drehfest verbundene Reibungsumfangsfläche aufweisen, wobei die Reibungsumfangsflächen zur Übertragung eines Reibmoments in gegenseitiger Berührung stehen.
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Die
US 6 997 076 B2 offenbart eine verstellbare Vorrichtung zur Beseitigung von Getrieberasseln, bei der an zwei parallelen Achsen jeweils miteinander kämmende Zahnräder sowie miteinander in Kontakt stehende konische Reibelemente angeordnet sind, wobei eines der konischen Elemente über eine Feder axial so vorgespannt ist, dass ein optimaler Reibkontakt zwischen den konischen Elementen vorliegt.
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In der
US 5 257 543 A ist ein Zahnradgetriebe mit einem Antirasselsystem offenbart, das zwei an parallelen Achsen angeordnete, miteinander kämmende Zahnräder aufweist. An einem der Zahnräder sind zwei parallele Druckscheiben rechtwinklig zur Zahnradachse befestigt, und am anderen Zahnrad ist eine Reibscheibe befestigt, deren Rand zwischen den Druckscheiben eingeklemmt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Getrieberasseln in Getriebeanordnungen mit parallelachsigen Getrieberädern zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Getrieberadmechanismus weist eine erste Welle mit einem daran angebrachten, ersten Getrieberad auf. Die erste Welle und das erste Getrieberad drehen sich in einer ersten Drehrichtung. Eine zweite Welle verläuft parallel zu der ersten Welle. Die zweite Welle weist ein daran angebrachtes zweites Getrieberad auf und dreht sich in einer zu der ersten Drehrichtung gegenläufigen, zweiten Drehrichtung. Eine Festscheibe ist an der ersten Welle angebracht und dreht sich in der ersten Drehrichtung. Eine erste Gleitscheibe ist an der zweiten Welle angebracht und dreht sich in der zweiten Drehrichtung und eine zweite Gleitscheibe ist an der zweiten Welle angebracht und dreht sich in der zweiten Drehrichtung. Die erste Gleitscheibe und die zweite Gleitscheibe stehen mit der Festscheibe in Kontakt.
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Ein Verfahren zur Verringerung des Getrieberasselns für den Getrieberadmechanismus umfasst, dass die erste Welle in der ersten Drehrichtung gedreht wird. Ein erstes Getrieberad, das an der ersten Welle angebracht ist und sich gemeinsam mit dieser dreht, treibt eine zweite Welle an. Die zweite Welle wird in der zweiten Drehrichtung angetrieben und weist ein daran angebrachtes zweites Getrieberad auf, welches sich gemeinsam mit dieser dreht. Die erste Gleitscheibe schließlich ist in eine erste axiale Richtung vorgespannt, um mit der Festscheibe in Kontakt zu stehen, und die zweite Gleitscheibe ist in eine zweite axiale Richtung vorgespannt, um mit der Festscheibe in Kontakt zu stehen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der besten Umsetzungsarten der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines parallelachsigen Getrieberadmechanismus für ein Getriebe für ein Fahrzeug; und
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2 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung einer anderen Ausführungsform eines parallelachsigen Getrieberadmechanismus für ein Getriebe für ein Fahrzeug.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In den Figuren, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen sich gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg auf die gleichen oder auf ähnliche Bauteile beziehen, ist 1 eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Fahrzeugs 10, das ein Getriebe 11 mit einem parallelachsigen Getrieberadmechanismus 12 aufweist. Der parallelachsige Getrieberadmechanismus 12 weist ein erstes Getrieberad 14 auf, das an einer ersten Welle 16 angebracht ist und sich mit der ersten Welle 16 in einer ersten Drehrichtung 18 um die erste Achse 20 dreht. Die erste Achse 20 ist durch die erste Welle 16 definiert. Ein zweites Getrieberad 24 ist an einer zweiten Welle 26 angebracht und dreht sich mit der zweiten Welle 26 in einer zweiten Drehrichtung 28 um eine zweite Achse 30. Das erste Getrieberad 14 und das zweite Getrieberad 24 befinden sich miteinander in Zahneingriff. Die zweite Achse 30 ist durch die zweite Welle 26 definiert und verläuft parallel zu der ersten Welle 16 und der ersten Achse 20. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Welle 16 und dem ersten Getrieberad 14 vorzugsweise um die Antriebswelle und das Antriebsgetrieberad und bei der zweiten Welle 26 und dem zweiten Getrieberad 24 vorzugsweise um die angetriebene Welle und das angetriebene Getrieberad.
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Eine Festscheibe 32 ist an der ersten Welle 16 angebracht und dreht sich mit dieser in der ersten Drehrichtung 18. Die Festscheibe 32 umfasst einen ersten Verjüngungsabschnitt 34 und einen zweiten Verjüngungsabschnitt 36. Der erste Verjüngungsabschnitt 34 und der zweite Verjüngungsabschnitt 36 befinden sich an entgegengesetzten Seiten der Festscheibe 32.
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Eine erste Gleitscheibe 38 ist verschiebbar an der zweiten Welle 26 angebracht. Die erste Gleitscheibe 38 dreht sich mit der zweiten Welle 26 und ist entlang der zweiten Welle 26 axial verschiebbar. Die erste Gleitscheibe 38 ist durch eine erste Feder 40 in eine erste axiale Richtung 42 entlang der zweiten Welle 26 vorgespannt. Durch die erste Gleitscheibe 38 wird Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 34 der Festscheibe 32 ausgeübt. Bei der ersten Feder 40 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder, die um die zweite Welle 26 herum angebracht ist. Eine erste Stütze 44 kann an der zweiten Welle 26 als Auflager und zur Schaffung von Vorspannkraft für die erste Feder 40 angebracht sein. Die erste Stütze 44 setzt die erste Feder 40 unter Druck. Daher verschiebt die erste Feder 40 die erste Gleitscheibe 38 in die erste axiale Richtung 42, um Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 34 auszuüben. Eine erste Buchse 46 kann sich zwischen der ersten Gleitscheibe 38 und der zweiten Welle 26 befinden, um bei der axialen Bewegung der ersten Gleitscheibe 38 relativ zu der zweiten Welle 26 unterstützend zu wirken.
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Eine zweite Gleitscheibe 48 ist ebenfalls verschiebbar an der zweiten Welle 26 angebracht. Die zweite Gleitscheibe 48 dreht sich mit der zweiten Welle 26 in der zweiten Drehrichtung 28 und ist entlang der zweiten Welle 26 axial verschiebbar. Die zweite Gleitscheibe 48 ist durch eine zweite Feder 50 in eine zweite axiale Richtung 52 entlang der zweiten Welle 26 vorgespannt. Durch die zweite Gleitscheibe 48 wird Kraft auf den zweiten Verjüngungsabschnitt 36 der Festscheibe 32 ausgeübt. Bei der zweiten Feder 50 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder, die um die zweite Welle 26 herum angebracht ist. Die zweite Feder 50 kann an dem zweiten Getrieberad 24 angebracht sein, das ihr als Auflage dient. Das zweite Getrieberad 24 würde außerdem die zweite Feder 50 in zusammengedrückten Zustand versetzen. Daher verschiebt die zweite Feder 50 die zweite Gleitscheibe 48 in die zweite axiale Richtung 52, um Kraft auf den zweiten Verjüngungsabschnitt 36 auszuüben. Eine zweite Buchse 56 kann sich zwischen der zweiten Gleitscheibe 48 und der zweiten Welle 26 befinden, um bei der axialen Bewegung der zweiten Gleitscheibe 48 relativ zu der zweiten Welle 26 unterstützend zu wirken.
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Die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 üben Druck auf die Festscheibe 32 aus. Durch die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 wird somit eine auf die Festscheibe 32 wirkende Dauerlast ausgeübt. Durch die durch die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 auf die Festscheibe 32 ausgeübte Last werden Schwingungen aufgenommen, die zwischen der ersten Welle 16 und der zweiten Welle 26 auftreten können, wodurch das zwischen dem ersten Getrieberad 14 und dem zweiten Getrieberad 24 auftretende Schlagen verringert oder beseitigt werden kann.
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Der erste Verjüngungsabschnitt 34 und der zweite Verjüngungsabschnitt 36 der Festscheibe 32 können eine Reibbeschichtung oder Reibfläche aufweisen, um die Dauerreibung, die zwischen der Festscheibe 32 und der ersten und der zweiten Gleitscheibe 38 und 48 ausgeübt wird, zu verringern. Die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 können gleichfalls eine Reibbeschichtung oder Reibfläche in den mit der Festscheibe 32 in Kontakt stehenden Bereichen aufweisen. Die Art der Reibbeschichtung oder Reibfläche kann auf der Grundlage der zwischen den entsprechenden Flächen auftretenden Reibungsmenge bestimmt werden. Es ist davon auszugehen, dass dem Fachmann die geeignete Reibbeschichtung oder Reibfläche, die für einen bestimmten parallelen Getrieberadmechanismus 10 erforderlich ist, bekannt ist.
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Die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 sind so angeordnet, dass sie eine ungefähr gleich große Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 34 und den zweiten Verjüngungsabschnitt 36 der Festscheibe 32 ausüben. Die Festscheibe 32 kann zur Berücksichtigung von unterschiedlichen Kraftaufwendungen auf den ersten Verjüngungsabschnitt 34 und den zweiten Verjüngungsabschnitt 36 eine Buchse 58 umfassen.
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Die Größe und Länge der ersten Feder 40 und der zweiten Feder 50 können auf der Grundlage der auf die Festscheibe 32 aufzuwendenden Sollkraft sowie der Sollreibung zwischen der Festscheibe 32 und der ersten und der zweiten Gleitscheibe 38 und 48 bestimmt werden. Es ist davon auszugehen, dass dem Fachmann die geeignete Größe und Länge der ersten Feder 40 und der zweiten Feder 50, die zur Erzielung einer bestimmten Soll-Andrückkraft für einen gegebenen, parallelen Getrieberadmechanismus 12 erforderlich sind, bekannt sind.
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In der in 1 schematisch veranschaulichten Ausführungsform sind die Festscheibe 32, die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 schematisch links von dem ersten Getrieberad 14 und dem zweiten Getrieberad 24 gezeigt. Die Festscheibe 32, die erste Gleitscheibe 38 und die zweite Gleitscheibe 48 können sich auch schematisch auf der rechten Seite des ersten Getrieberads 14 und des zweiten Getrieberads 24 befinden.
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2 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht eines anderen beispielhaften Fahrzeugs 110, das ein Getriebe 111 mit einem parallelachsigen Getrieberadmechanismus 112 aufweist. Der parallelachsige Getrieberadmechanismus 112 weist ein erstes Getrieberad 114 auf, das an einer ersten Welle 116 angebracht ist und sich mit der ersten Welle 116 in einer ersten Drehrichtung 118 um die erste Achse 120 dreht. Die erste Achse 120 ist durch die erste Welle 116 definiert. Ein zweites Getrieberad 124 ist an einer zweiten Welle 126 angebracht und dreht sich mit der zweiten Welle 126 in einer zweiten Drehrichtung 128 um eine zweite Achse 130. Das erste Getrieberad 114 und das zweite Getrieberad 124 befinden sich miteinander in Zahneingriff. Die zweite Achse 130 ist durch die zweite Welle 126 definiert und verläuft somit parallel zu der ersten Welle 116 und der ersten Achse 120.
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Eine Festscheibe 132 ist an der ersten Welle 114 angebracht oder einstückig mit dieser ausgebildet. Die Festscheibe 132 umfasst einen ersten Verjüngungsabschnitt 134 und einen zweiten Verjüngungsabschnitt 136. Der erste Verjüngungsabschnitt 134 und der zweite Verjüngungsabschnitt 136 befinden sich an entgegengesetzten Seiten der ersten Getrieberads 114.
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Eine erste Gleitscheibe 138 ist verschiebbar an der zweiten Welle 126 angebracht. Die erste Gleitscheibe 138 dreht sich mit der zweiten Welle 126 und ist entlang der zweiten Welle 126 axial verschiebbar. Die erste Gleitscheibe 138 ist durch eine erste Feder 140 in eine erste axiale Richtung 142 entlang der zweiten Welle 126 vorgespannt. Die erste Gleitscheibe 138 befindet sich auf einer ersten Seite 158 des zweiten Getrieberads 124 und übt Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 134 des ersten Getrieberads 114 aus. Bei der ersten Feder 140 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder, die um die zweite Welle 126 herum angebracht ist. Eine erste Stütze 144 kann an der zweiten Welle 126 als Auflager und zur Schaffung von Vorspannkraft für die erste Feder 140 angebracht sein. Die erste Stütze 144 versetzt die erste Feder 140 in zusammengedrückten Zustand. Daher verschiebt die erste Feder 140 die erste Gleitscheibe 138 in die erste axiale Richtung 142, um Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 134 auszuüben. Eine erste Buchse 146 kann sich zwischen der ersten Gleitscheibe 138 und der zweiten Welle 126 befinden, um bei der Bewegung der ersten Gleitscheibe 138 relativ zu der zweiten Welle 126 unterstützend zu wirken.
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Eine zweite Gleitscheibe 148 ist ebenfalls verschiebbar an der zweiten Welle 126 auf einer zweiten Seite 160 des zweiten Getrieberads 124 angebracht. Die zweite Gleitscheibe 148 dreht sich mit der zweiten Welle 126 und ist entlang der zweiten Welle 126 axial verschiebbar. Die zweite Gleitscheibe 148 ist durch eine zweite Feder 150 in eine zweite axiale Richtung 152 entlang der zweiten Welle 126 vorgespannt. Durch die zweite Gleitscheibe 148 wird Kraft auf den zweiten Verjüngungsabschnitt 136 des ersten Getrieberads 114 ausgeübt. Bei der zweiten Feder 150 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder, die um die zweite Welle 126 herum angebracht ist. Eine zweite Stütze 154 kann an der zweiten Welle 126 als Auflager und zur Schaffung von Vorspannkraft für die zweite Feder 150 angebracht sein. Die zweite Stütze 154 versetzt die zweite Feder 150 in zusammengedrückten Zustand. Daher verschiebt die zweite Feder 150 die zweite Gleitscheibe 148 in die zweite axiale Richtung 152, um Kraft auf den zweiten Verjüngungsabschnitt 136 auszuüben. Eine zweite Buchse 156 kann sich zwischen der zweiten Gleitscheibe 148 und der zweiten Welle 126 befinden, um bei der Bewegung der zweiten Gleitscheibe 148 relativ zu der zweiten Welle 126 unterstützend zu wirken.
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Die erste Gleitscheibe 138 und die zweite Gleitscheibe 148 üben Druck auf das erste Getrieberad 114 aus. Durch die erste Gleitscheibe 138 und die zweite Gleitscheibe 148 wird somit eine auf die Festscheibe 132 wirkende Dauerlast erzeugt. Durch die durch die erste Gleitscheibe 138 und die zweite Gleitscheibe 148 auf die Festscheibe 132 ausgeübte Last werden Schwingungen aufgenommen, die zwischen der ersten Welle 116 und der zweiten Welle 126 auftreten können, wodurch das zwischen dem ersten Getrieberad 114 und dem zweiten Getrieberad 124 auftretende Schlagen verringert oder beseitigt werden kann.
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Aufgrund der zwischen dem ersten Getrieberad 114, der ersten Gleitscheibe 138 und der zweiten Gleitscheibe 148 ausgeübten Dauerreibung können der erste Verjüngungsabschnitt 134 und der zweite Verjüngungsabschnitt 136 eine Reibbeschichtung oder Reibfläche aufweisen. Die erste Gleitscheibe 138 und die zweite Gleitscheibe 148 können gleichfalls eine Reibbeschichtung oder Reibfläche in den mit dem ersten Getrieberad 114 in Kontakt stehenden Bereichen aufweisen. Die Art der Reibbeschichtung oder Reibfläche kann auf der Grundlage der zwischen den entsprechenden Flächen auftretenden Reibungsmenge bestimmt werden. Es ist davon auszugehen, dass dem Fachmann die geeignete Reibbeschichtung oder Reibfläche, die für einen bestimmten parallelen Getrieberadmechanismus 112 erforderlich ist, bekannt ist.
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Die erste Gleitscheibe 138 und die zweite Gleitscheibe 148 sind so angeordnet, dass sie eine ungefähr gleich große Kraft auf den ersten Verjüngungsabschnitt 134 und den zweiten Verjüngungsabschnitt 136 ausüben. Die Größe und Länge der ersten Feder 140 und der zweiten Feder 150 können auf der Grundlage der auf das erste Getrieberad 114 aufzuwendenden Sollkraft sowie der Sollreibung zwischen dem ersten Getrieberad 114 und der ersten Gleitscheibe 138 und der zweiten Gleitscheibe 148 bestimmt werden.
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Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten der Erfindung im Detail beschrieben, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Erfindung gehört, sind jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche erkenntlich.
