-
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, umfassend ein drehbar um eine Antriebsachse angeordnetes Antriebsrad mit einem Antriebsverzahnungsabschnitt und ein drehbar um eine Abtriebsachse angeordnetes Abtriebsrad mit einer Abtriebsverzahnung. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf eine Getriebeanordnung für eine Aktuatorvorrichtung, die vorzugsweise zur Niveauregulierung eines Fahrzeugaufbaus vorgesehen ist. Die Niveauregulierung von Fahrzeugaufbauten dient zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Kraftfahrzeugen sowie zu deren Tieferlegung bei ebenen Fahrbahnen.
-
Aus der
DE 10 2014 209 939 A1 geht eine Getriebeanordnung mit einer Sperrfunktion hervor. Die Getriebeanordnung weist ein Antriebsrad auf, welches drehbar um eine Antriebsachse angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Antriebsverzahnungsabschnitt aufweist. Ferner weist die Getriebeanordnung ein Abtriebsrad auf, welches drehbar um eine Abtriebsachse angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Abtriebsverzahnungsabschnitt aufweist, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnungsabschnitt durch eine Drehung des Antriebsrads miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung in einem Antriebszustand ist. Das Antriebsrad weist dabei einen Antriebssperrabschnitt auf, wobei das Abtriebsrad ein Abtriebssperrabschnitt aufweist. Der Antriebssperrabschnitt und der Abtriebssperrabschnitt sind durch eine weitere Drehung des Antriebsrads aus dem Antriebszustand miteinander in Eingriff bringbar, so dass die Getriebeanordnung in einem Sperrzustand ist.
-
Ein Wechsel zwischen dem Sperrzustand und dem Antriebszustand verursacht Geräuschemissionen, insbesondere schlagende Geräusche, da bei einem Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt und dem Abtriebsverzahnungsabschnitt der rotierende Antriebsverzahnungsabschnitt auf den nicht rotierenden Abtriebsverzahnungsabschnitt trifft.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Getriebeanordnung weiterzuentwickeln, um insbesondere Geräuschemissionen während des Betriebs der Getriebeanordnung zu senken.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
-
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung umfasst ein drehbar um eine Antriebsachse angeordnetes Antriebsrad mit einem Antriebsverzahnungsabschnitt und ein drehbar um eine Abtriebsachse angeordnetes Abtriebsrad mit einer Abtriebsverzahnung, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebsrad auf das Abtriebsrad während eines Antriebszustandes mit der Abtriebsverzahnung im Zahneingriff bringbar ist, wobei ferner eine drehfest am Antriebsrad angeordnete Sperrscheibe zur Sperrung einer Drehbewegung des Abtriebsrads während eines Sperrzustandes mit einem drehfest am Abtriebsrad angeordneten Abtriebssperrrad in Verbindung bringbar ist, und wobei drehfest am Antriebsrad eine Antriebsscheibe angeordnet ist, die einen ersten Durchmesser und einen gegenüber dem ersten Durchmesser größeren zweiten Durchmesser aufweist, wobei der zweite Durchmesser zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebsrad auf das Abtriebsrad zwischen dem Sperrzustand und dem Antriebszustand des Abtriebsrads mit einem Abtriebsabschnitt am Abtriebssperrrad in Verbindung bringbar ist.
-
Mit anderen Worten ist die Antriebsscheibe dazu vorgesehen, das Abtriebsrad bei einem Wechsel zwischen dem Sperrzustand und dem Antriebszustand durch die Übertragung der Drehbewegung von dem Antriebsrad auf das Abtriebsrad zu beschleunigen, um einen geräuschoptimierten Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnung zu realisieren. Insbesondere werden schlagende Geräusche beim Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnung vermieden.
-
Vorzugsweise weist die Antriebsscheibe an einer Umfangsfläche eine erste und eine zweite radial ausgebildete Ausbauchung auf, wobei die beiden Ausbauchungen zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebsrad auf das Abtriebsrad reibschlüssig am Abtriebsabschnitt des Abtriebssperrrads zur Anlage kommen. Insbesondere ist die jeweilige Ausbauchung in Umfangsrichtung – je nach Drehrichtung – unmittelbar vor bzw. nach dem Antriebsverzahnungsabschnitt angeordnet. Die Ausbildung der beiden Ausbauchungen an der Antriebsscheibe ermöglicht eine drehrichtungsunabhängige Minimierung der schlagenden Geräusche beim Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnung.
-
Bevorzugt ist die Antriebscheibe stirnseitig an der Sperrscheibe angeordnet und formschlüssig mit der Sperrscheibe verbunden. Insbesondere weist die Antriebscheibe eine axiale Ausprägung auf, die dazu vorgesehen ist, in einer axialen Einbuchtung an der Sperrscheibe einzugreifen. Somit ist die Antriebsscheibe über die Sperrscheibe drehfest mit dem Antriebsrad verbunden. Eine Drehbewegung des Antriebsrads wird schlupffrei über die Sperrscheibe auf die Antriebsscheibe übertragen.
-
Ferner bevorzugt ist das Abtriebssperrrad stirnseitig an dem Abtriebsrad angeordnet und formschlüssig mit dem Abtriebsrad verbunden. Insbesondere weist das Abtriebssperrrad mehrere Ausprägungen auf, die in dafür vorgesehene Einbuchtungen am Abtriebsrad eingreifen, um eine schlupffrei Verbindung zu generieren.
-
Des Weiteren bevorzugt weist das Abtriebssperrrad mehrere am Umfang verteilte Sperrkulissen auf, wobei die jeweilige Sperrkulisse im Wesentlichen komplementär zu einem Antriebssperrabschnitt an der Sperrscheibe ausgebildet ist. Insbesondere sind die Sperrkulissen gleichmäßig über den Umfang des Abtriebssperrrads verteilt und dazu vorgesehen, den Antriebssperrabschnitt aufzunehmen um das Abtriebsrad gegen eine Drehbewegung zu sperren.
-
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Getriebeanordnung bei einer Drehung des Antriebsrads abwechselnd in den Antriebszustand und den Sperrzustand bringbar ist. Mithin ist die Getriebeanordnung als Schrittgetriebe ausgebildet. Dabei ist der Antriebszustand im Sperrzustand aufgehoben, wobei im Sperrzustand bei einer Drehung des Antriebsrads das Abtriebsrad drehstationär verbleibt.
-
Bevorzugt ist das Abtriebsrad zumindest mittelbar mit einem rotierbaren Bauteil einer Niveauregulierung für ein Kraftfahrzeug verbunden. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Getriebeanordnung Teil einer Aktuatorvorrichtung für eine mechanische Niveauregulierung, wobei die Aktuatorvorrichtung entweder zwischen dem Fahrzeugaufbau und einer Fahrwerksfeder oder zwischen der Fahrwerksfeder und einem Radträger angeordnet ist. Im ersten Fall kann die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung am oberen Federteller der Fahrwerksfeder angeordnet sein. Im zweiten Fall kann die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung am unteren Federteller der Fahrwerksfeder angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Niveauregulierung durch einen Gewindetrieb gebildet, der eine entlang einer Hubachse angeordnete, ein erstes Hubteil bildende Gewindespindel sowie eine ein zweites Hubteil bildende Spindelmutter aufweist. Der Gewindetrieb ist insbesondere durch einen Kugelgewindetrieb gebildet, dessen Kugeln an schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen der Spindelmutter und der Gewindespindel abwälzen. Mit derartigen Kugelgewindetrieben können zuverlässige Stellbewegungen der Aktuatorvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Aktuatorvorrichtung für eine Hinterachsverstellung oder für eine Spur-/Sturzverstellung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung findet bevorzugt Verwendung in einer Aktuatorvorrichtung für eine mechanische Niveauregulierung und/oder für eine Hinterachsverstellung und/oder für eine Spur-/Sturzverstellung eines Kraftfahrzeugs.
-
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiden Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
-
1 eine schematische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, und
-
2 eine schematische Draufsicht auf eine an einem Antriebsrad angeordnete Antriebsscheibe der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung gemäß 1.
-
Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung ein Antriebsrad 2 sowie ein Abtriebsrad 5 auf. Das Antriebsrad 2 kann beispielsweise mit einem – hier nicht dargestellten – Elektromotor verbunden sein, wobei das Abtriebsrad 5 mit einem – hier nicht dargestellten – Spindelantrieb verbunden sein kann. In dieser Ausgestaltung bildet die Getriebeanordnung einen elektromotorischen Aktuator, der beispielsweise zum Umsetzen einer Stellbewegung bei einer Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Das Antriebsrad 2 ist um eine Antriebsachse 1 drehbar angeordnet und das Abtriebsrad 5 ist um eine Abtriebsachse 4 drehbar angeordnet. Die Antriebsachse 1 und die Abtriebsachse 4 sind parallel zueinander angeordnet. Ferner ist das Antriebsrad 2 im Durchmesser kleiner ausgebildet als das Abtriebsrad 5.
-
Das Antriebsrad 2 umfasst einen Antriebsverzahnungsabschnitt 3, in dem eine Antriebsverzahnung mit radial nach außen weisenden Zähnen angeordnet ist. Der Antriebsverzahnungsabschnitt 3 erstreckt sich nur teilweise über einen Außenumfang des Antriebsrads 2. Stirnseitig am Antriebsrad 2 ist eine Sperrscheibe 7 angeordnet und drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden. Des Weiteren ist stirnseitig und drehfest an der Sperrscheibe 7 eine Antriebsscheibe 9 angeordnet, wobei die Antriebsscheibe 9 über die Sperrscheibe 7 drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist. Die Antriebscheibe 9 ist formschlüssig mit der Sperrscheibe 7 verbunden. Dazu weist die Antriebscheibe 9 eine axiale Ausprägung 13 auf, die in einer axialen Einbuchtung 16 an der Sperrscheibe 7 eingreift. Ferner weist die Sperrscheibe 7 an einer Umfangsfläche eine erste und eine zweite radial ausgebildete Ausbauchung 12a, 12b auf.
-
Demgegenüber weist das Abtriebsrad 5 an einem Außenumfang eine umlaufende Abtriebsverzahnung 6 mit radial nach außen weisenden Abtriebszähnen auf, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt 3 während eines Antriebszustandes mit der Abtriebsverzahnung 6 im Zahneingriff bringbar ist, um die Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebsrad 2 auf das Abtriebsrad 5 zu ermöglichen. Ferner ist stirnseitig am Abtriebsrad 5 ein Abtriebssperrrad 8 drehfest und formschlüssig angeordnet. Das Abtriebssperrrad 8 weist mehrere am Umfang verteilte Sperrkulissen 15 auf, wobei die jeweilige Sperrkulisse 15 im Wesentlichen komplementär zu einem Antriebssperrabschnitt 14 an der Sperrscheibe 7 ausgebildet ist. Ferner weist das Abtriebssperrrad 8 einen Abtriebsabschnitt 11 auf, der axial benachbart zu den Sperrkulissen 15 ausgebildet ist.
-
Die Sperrkulissen 15 wirken während eines Sperrzustandes zur Sperrung einer Drehbewegung des Abtriebsrads 5 mit einem Antriebssperrabschnitt 14 an der Sperrscheibe 7 zusammen. Mithin ist der Antriebszustand im Sperrzustand aufgehoben, wobei das Abtriebsrad 5 im Sperrzustand drehstationär verbleibt, obwohl das Antriebsrad 2 eine Drehbewegung aufweist. Der Antriebssperrabschnitt 14 ist als Positivkontur ausgebildet. Ferner ist der Antriebssperrabschnitt 14 um 180° um die Antriebsachse 6 versetzt zum Antriebsverzahnungsabschnitt 3 angeordnet, somit um die Antriebsachse 6 gegenüberliegend zueinander positioniert. Die Sperrkulissen 15 sind als Negativkonturen im radial äußeren Randbereich des Abtriebssperrrads 8 ausgebildet. Das Antriebsrad 2 und das Abtriebsrad 5 sind aufeinander abgestimmt, sodass der Antriebsverzahnungsabschnitt 3 mit der Abtriebsverzahnung 6 kämmen kann und ein Verzahnungsuntergetriebe bildet. Ferner bildet der Antriebssperrabschnitt 14 an der Sperrscheibe 7 mit den Sperrkulissen 15 am Abtriebssperrrad 8 ein Sperruntergetriebe. Mit anderen Worten ist die Getriebeanordnung bei einer Drehung des Antriebsrads 2 abwechselnd in den Antriebszustand und den Sperrzustand bringbar.
-
In 2 ist die um die – in die Zeichnungsebene hineinragende – Antriebsachse 1 drehende Antriebseinheit, bestehend aus dem Antriebsrad 2 mit dem Antriebsverzahnungsabschnitt 3 sowie der Sperrscheibe 7 mit dem Antriebssperrabschnitt 14 und der Antriebsscheibe 9 mit den beiden Ausbauchungen 12a, 12b, dargestellt. Aus 2 geht hervor, dass die Antriebsscheibe 9 einen ersten Durchmesser 10a und einen gegenüber dem ersten Durchmesser 10a größeren zweiten Durchmesser 10b aufweist. Dabei ist der zweite Durchmesser 10b lokal begrenzt an den beiden Ausbauchungen 12a, 12b ausgebildet. Der zweite Durchmesser 10b ist zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebsrad 2 auf das Abtriebsrad 5 vorgesehen. Mithin kommt die jeweilige Ausbauchung 12a, 12b bei einer Rotation des Antriebsrads 2 reibschlüssig am Abtriebsabschnitt 11 zur Anlage, um eine Drehbewegung des Antriebsrads 2 auf das Abtriebsrad 5 zu übertragen und dadurch das Abtriebsrad 5 nach einem Sperrzustand in eine Drehbewegung zu versetzen. Der Antrieb des Abtriebsrads 5 über die Antriebsscheibe 9 minimiert einen Drehgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Antriebsrad 2 und dem Abtriebsrad 5. Dadurch wird auch ein Aufschlagen eines ersten Zahns des Antriebsverzahnungsabschnitts 3 auf einen Abtriebszahn der Abtriebsverzahnung 6 minimiert, sodass insbesondere die daraus erwachsenden akustischen Emissionen minimiert werden. Mithin ermöglicht die Antriebsscheibe 9 die Senkung der akustischen Emissionen bei einem Wechsel zwischen dem Sperrzustand und dem Antriebszustand des Abtriebsrads 5.
-
Im Sperrzustand des Abtriebsrads 5 greift der Antriebssperrabschnitt 14 an der Sperrscheibe 7 in die Sperrkulisse 15 am Abtriebssperrrad 8. Das Abtriebssperrrad 8 ist im Sperrzustand gesperrt und weist keine Drehbewegung auf. Demgegenüber rotiert das Antriebsrad 2 weiter, wobei unmittelbar nach einem lösen des Sperrzustands und vor einem Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt 3 und der Abtriebsverzahnung 6 die jeweilige Ausbauchung 12a, 12b reibschlüssig an dem Abtriebsabschnitt 11 zur Anlage kommt, um das Abtriebsrad 5 zu beschleunigen. Der Zahneingriff zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt 3 und der Abtriebsverzahnung 6 erfolgt dadurch geräuschoptimiert. Schlagende Geräusche beim Zahneingriff werden vermieden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsachse
- 2
- Antriebsrad
- 3
- Antriebsverzahnungsabschnitt
- 4
- Abtriebsachse
- 5
- Abtriebsrad
- 6
- Abtriebsverzahnung
- 7
- Sperrscheibe
- 8
- Abtriebssperrrad
- 9
- Antriebsscheibe
- 10a
- erster Durchmesser
- 10b
- zweiter Durchmesser
- 11
- Abtriebsabschnitt
- 12a, 12b
- Ausbauchung
- 13
- Ausprägung
- 14
- Antriebssperrabschnitt
- 15
- Sperrkulisse
- 16
- Einbuchtung
-
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
-
- DE 102014209939 A1 [0002]
