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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit einem Sicherungselement, wodurch vier Ausgleichskegelräder drehbar auf zwei Ausgleichswellen in einem Differenzialkorb angeordnet werden.
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Aus dem Stand der Technik sind Ausgleichsgetriebe und dazugehörige Sicherungselemente bekannt. So offenbart bspw.
DE 10 2005 024 737 A1 ein Ausgleichsgetriebe mit vier Ausgleichskegelrädern. Ferner weist das Ausgleichsgetriebe Bolzen und einen Bolzenträger auf. Mittels Durchgangsbohrungen in dem Bolzenträger können die Bolzen zumindest teilweise in diesen eingebracht werden, wobei die Bolzen über Flächen verfügen, welche sich in einem montierten Zustand überlappen. Spannstifte greifen jeweils in eine Nut eines Bolzens ein, wodurch diese im montierten Zustand fixiert und so in Position gehalten werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Ausgleichsgetriebe bereitzustellen, welches mit reduziertem Aufwand montierbar und demontierbar ist.
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Die Aufgabe wird mit einem Ausgleichsgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei das Ausgleichsgetriebe vier Ausgleichskegelräder aufweist, welche drehbar und jeweils paarweise auf einer ersten und einer zweiten Ausgleichsachse angeordnet sind. Die paarweise Anordnung der Ausgleichskegelräder bedeutet in diesem Zusammenhang, dass diese in Bezug auf einen gemeinsamen Mittelpunkt der Ausgleichsachsen dazu gegenüberliegend paarweise angeordnet sind. Die erste Ausgleichsachse ist vorteilhaft einstückig, also durchgehend, ausgebildet, während die zweite Ausgleichsachse aus zwei Teilachsen zusammengesetzt wird. Besonders vorteilhaft sind die beiden Teilachsen dabei baugleich, sodass Gleichteile verwendet und mögliche Montagefehler verhindert werden können.
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Die beiden Ausgleichsachsen sind in einem montierten Zustand orthogonal zueinander in einem Differenzialkorb angeordnet. Dabei wird durch ein Sicherungselement eine verdrehfeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Ausgleichsachse hergestellt. Unter verdrehfest ist dabei in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die beiden Ausgleichsachsen zueinander in der orthogonalen Anordnung beharren. Das Sicherungselement weist eine zylindrische Kontur auf und verfügt über ein erstes und ein zweites freies Ende. Das erste und zweite freie Ende sind in Bezug auf eine Längsachse des Sicherungselements diametral zueinander angeordnet. An den beiden freien Enden weist das Sicherungselement Öffnungen zur Aufnahme der Teilachsen auf. Dabei wird insbesondere eine kreisförmige Aufnahme bereitgestellt, in welche jeweils eine Teilachse zumindest teilweise eingeführt werden kann. Mittig und orthogonal zu der durch die Öffnungen verlaufenden Längsachse des Sicherungselements ist eine Ausnehmung vorgesehen, durch welche die erste Ausgleichsachse hindurchragt. Insbesondere ist die Ausnehmung als Durchgangsbohrung vorgesehen, wobei die Bohrung beispielsweise den gleichen Durchmesser aufweisen kann, wie ein Innendurchmesser des zylindrischen Sicherungselements. Insbesondere entspricht der Durchmesser der Ausnehmung weiterstgehend einem Durchmesser der ersten Ausgleichsachse.
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Weiter vorteilhaft weist die erste Ausgleichsachse wenigstens eine Ausnehmung auf. In einem montierten Zustand des Ausgleichsgetriebes fluchtet diese Ausnehmung mit der Ausnehmung des Sicherungselements. Hierdurch kann wenigstens eine der Teilachsen, oder aber auch beide Teilachsen, in die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse hineinragen. Vorteilhaft weist die erste Ausgleichsachse zwei gegenüberliegende Ausnehmungen, bspw. in Form von Sacklöchern auf, sodass jeweils eine Teilachse in jeweils eine Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse zumindest teilweise hineinragt. Alternativ kann die wenigstens eine Ausnehmung in Form einer Durchgangsbohrung ausgeführt sein, sodass die beiden Teilachsen insoweit in die Ausnehmung hineinragen, dass diese mit ihren Stirnflächen aneinander anliegen.
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Weiter vorteilhaft weist das Sicherungselement des Ausgleichsgetriebes an jedem freien Ende Fixiermittel auf. Diese greifen in einem montierten Zustand der Ausgleichsachsen bzw. des Ausgleichsgetriebes in dazu korrespondierende Aufnahmen an den Teilachsen ein. Insbesondere können die Fixiermittel und die korrespondierenden Aufnahmen als Rasten ausgeführt sein, sodass eine Klinke in eine Vertiefung einrastet und somit ein Herauswandern der Teilachsen aus dem Sicherungselement verhindern. Dadurch, dass die Teilachsen durch die Fixiermittel des Sicherungselements in Position gehalten werden, bleibt auch der Eingriff der Teilachsen in die Ausnehmung(en) der ersten Ausgleichsachse gewährleistet, sodass die orthogonale Anordnung der ersten und zweiten Ausgleichsachse in dem Differenzialkorb dauerhaft sichergestellt ist. Die hier beschriebene Anordnung bietet ferner den Vorteil, dass auf Kleinteile wie Sicherungsstifte oder Schrauben verzichtet werden kann. Dementsprechend kann der Montagevorgang deutlich vereinfacht werden, im Idealfall ist auch eine automatisierte Montage realisierbar. Gleichzeitig können arbeitsintensive Bearbeitungsschritte in Bezug auf die Fertigung des Differenzialkorbs reduziert werden (z.B. das Vorsehen von Bohrungen zur Aufnahme der Sicherungsstifte). Darüber hinaus kann durch die Reduzierung der Bauteile das Gewicht des Ausgleichsgetriebes reduziert werden.
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Weiter vorteilhaft sind die Fixiermittel des Sicherungselements in Form einer sich an den freien Enden verjüngenden Kontur in Bezug auf die zylindrische Kontur des Sicherungselements ausgeführt. Dies bedeutet, dass ein Abstand zwischen den gegenüberliegend angeordneten Fixiermitteln geringer ist, als der Innendurchmesser des Sicherungselements. Ferner entspricht der Innendurchmesser des Sicherungselements im Wesentlichen einem Außendurchmesser der Teilachsen an den Stirnflächen. Dabei ist eine Eingriffskontur an der Stirnseite der Teilachsen vorgesehen, mit welcher diese in das Sicherungselement und die Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse hineinragen. Da ggf. ein Spiel zwischen Innendurchmesser des Sicherungselements und Außendurchmesser der Teilachsen bzw. deren Eingriffskontur vorzusehen ist, entsprechen sich die Durchmesser nur im Wesentlichen. Alternativ können Presspassungen vorgesehen werden, auch ein Aufweiten des Sicherungselements durch eine thermische Behandlung ist denkbar.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes erstrecken sich die Fixiermittel partiell entlang des Umfangs der jeweiligen Öffnung des Sicherungselements. Mit anderen Worten sind diese lediglich abschnittsweise in Bezug auf den Umfang der Öffnung angeordnet, vorteilhaft einander gegenüberliegend. Alternativ kann an jeder Öffnung auch ein vollumfänglich umlaufendes Fixiermittel angeordnet sein.
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Weiter vorteilhaft sind die zueinander gegenüberliegend angeordneten Fixiermittel nachgiebig hinsichtlich einer Änderung ihres Abstandes zueinander ausgeführt. Insbesondere ist hierunter zu verstehen, dass die Fixiermittel flexibel sind und somit eine Ausweichbewegung vollziehen könne. Dabei sind die Fixiermittel vorteilhaft federnd ausgebildet, sodass sie wieder ihren Ausgangszustand anstreben, wenn sie eine Ausgleichsbewegung vollzogen haben. Mit anderen Worten können die Fixiermittel über ein Gegenstück geschoben werden, dessen Außendurchmesser einen größeren Wert annimmt, als der Wert des Abstands zwischen den gegenüberliegenden Fixiermitteln. Vorteilhaft sind die Fixiermittel an jeder Öffnung des Sicherungsmittels paarweise angeordnet. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei denen mehr als zwei Fixiermittel je Öffnung vorgesehen sind. Insbesondere sind die Fixiermittel als Fortbildung des zylindrischen Korpus des Sicherungselements ausgeführt, sodass diese über das Sicherungselement hinausragen. Bspw. könnten die Fixiermittel als Klammer, Klemme oder Krampe ausgeführt sein.
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Weiter betrifft die vorliegende Erfindung auch Verfahren zum Montieren eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes, wobei zunächst das Sicherungselement innerhalb des Differenzialkorbs positioniert wird und anschließend die erste Ausgleichsachse durch die Ausnehmung des Sicherungselements durchgeführt wird, bis diese Ausnehmung und die Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse zueinander fluchtend angeordnet sind. Anschließend wird jeweils eine Teilachse durch jeweils eine der Öffnungen des Sicherungselements geführt und soweit in das Sicherungselement eingebracht, bis die Fixiermittel mit den dazu korrespondierenden Aufnahmen der Teilachsen in Eingriff stehen. Dies beschreibt dann eine Endlage der Ausgleichsachsen und des Sicherungselements.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese auch einen Antriebsstrang mit einem Antriebselement, einem (Mehrgang-) Getriebe und einem mit dessen Getriebeausgang verbundenen erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebe. Bei dem Antriebselement handelt es sich bevorzugt um eine Verbrennungskraftmaschine, aber auch eine elektrische Maschine oder eine hybride Kombination kann hinsichtlich des Antriebselements vorgesehen sein. Bei dem Mehrganggetriebe kann es sich um ein Handschalt-, ein automatisiertes, ein Stufenautomat- oder ein Doppelkupplungsgetriebe handeln. Weiter können Leistungsverzweigungsgetriebe, rein hydrostatische Getriebe oder Stufengetriebe mit einer fixen Übersetzung hiervon umfasst sein. Die Verbindung zwischen Getriebeausgang und Ausgleichsgetriebe erfolgt üblicherweise mittels entsprechender Wellen, bspw. Antriebswellen.
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Das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Ausgleichsgetriebes;
- 2: einen Teilschnitt des Sicherungselements mit erster und zweiter Ausgleichsachse;
- 3: eine Schnittdarstellung eines Sicherungselements.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung schematisch einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes 1. Dabei sind eine erste und eine zweite Ausgleichsachse 2, 3 in einem Differenzialkorb 4 angeordnet. Auf den Ausgleichsachsen 2, 3 sind jeweils paarweise Ausgleichskegelräder 5 drehbar angeordnet, wobei die verjüngte Kontur der Ausgleichskegelräder nach innen, also einander zugewandt, gerichtet ist. Aus Gründen der besseren Übersicht ist vorliegend jeweils ein Ausgleichskegelrad 5 je Ausgleichsachse 2, 3 dargestellt.
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Die erste und zweite Ausgleichsachse 2, 3 sind mittels eines Sicherungselements 6 miteinander verbunden. Dabei ragt die erste Ausgleichsachse 2 durch eine Ausnehmung 7 des Sicherungselements 6 hindurch. Die erste und zweite Ausgleichsachse 2, 3 sind orthogonal zueinander angeordnet, bilden demnach ein Kreuz. Neben der Ausnehmung 7 weist das Sicherungselement 6 ein erstes und ein zweites freies Ende 8 auf, an welchen jeweils eine Öffnung angeordnet ist. Die beiden freien Enden 8 bzw. die Öffnungen sind gegenüberliegend in Bezug zu einer nicht eingezeichneten Längsachse des Sicherungselements 6 angeordnet. Dabei verläuft die Längsachse punktgleich zu einer ebenfalls nicht eingezeichneten Symmetrieachse der zweiten Ausgleichsachse.
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An jedem feien Ende 8 sind vorliegend jeweils zwei Fixiermittel 9 vorgesehen. Diese greifen in eine dazu korrespondierende Aufnahmen 10 an der zweiten Ausgleichsachse ein. Es ist gut erkennbar, dass die Fixiermittel 9 an jeder Öffnung jeweils paarweise und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Durch das Sicherungselement 6 sind die erste und zweite Ausgleichsachse 2, 3 zueinander verdrehfest angeordnet.
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2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Teilschnitt des Sicherungselements 6 und der ersten und zweiten Ausgleichsachse 2, 3. Hierbei ist ersichtlich, dass sich die zweite Ausgleichsachse 3 aus zwei Teilachsen 11.1, 11.2 zusammensetzt. Die Fixiermittel 9 greifen in die jeweils dazu korrespondierende Aufnahmen 10 ein. Dabei sind die Aufnahmen 10 bspw. als Erhebung, insbesondere als Raste ausgeführt.
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Ebenfalls zeigt die Darstellung eine sich verjüngende Eingriffskontur der Teilachsen 11.1, 11.2, mit welchen die Teilachsen 11.1, 11.2 in eine Ausnehmung 12 der ersten Ausgleichsache 2 hineinragen. Die konusähnliche Eingriffskontur der Teilachsen 11.1, 11.2 hat auch den Vorteil, dass die Fixiermittel 9 aufgeweitet werden, wenn die Teilachsen 11.1, 11.2 in das Sicherungselement 6 eingebracht werden.
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3 zeigt in einer Schnittzeichnung eine mögliche Ausführungsform des Sicherungselements 6 des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes 1. An den freien Enden 8 sind die Öffnungen angeordnet, wobei ferner die Fixiermittel 9 paarweise an den freien Enden 8 positioniert sind. Es zeigt sich, dass die Fixiermittel 9 über den zylindrischen Korpus des Sicherungselements 6 als Fortbildung hinausragen. Ferner wird deutlich, dass in einem entspannten Zustand der Fixiermittel 9 ein Abstand 13 zwischen diesen einen geringeren Wert annimmt, als ein Innendurchmesser 14 des zylindrischen Korpus des Sicherungselements 6. Weiter ist klar zu erkennen, dass die Ausnehmung 12 mittig in dem Sicherungselement 6 angeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft erweist sich, dass das Sicherungselement 6 punktsymmetrisch zu einem Mittelpunkt der Ausnehmung 12 ausgeführt ist. Somit gibt es keine Einschränkungen bei der Montage des Ausgleichsgetriebes 1, bzw. eine fehlerhafte Montage wird vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ausgleichsgetriebe
- 2
- Erste Ausgleichsachse
- 3
- Zweite Ausgleichsachse
- 4
- Differenzialkorb
- 5
- Ausgleichskegelrad
- 6
- Sicherungselement
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Freies Ende
- 9
- Fixiermittel
- 10
- Aufnahme
- 11.1, 11.2
- Teilachse
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Abstand
- 14
- Innendurchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005024737 A1 [0002]
