DE102019120260A1

DE102019120260A1 - Zahnradanordnung mit einem Axialfedermittel

Info

Publication number: DE102019120260A1
Application number: DE102019120260.4A
Authority: DE
Inventors: Mikhail Gvozdev; Olaf Werner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung (10) für ein Getriebe und aufweisend ein um eine erste Drehachse (A) drehbares erstes Verzahnungselement (12) mit einem ersten Verzahnungsbereich (14), ein um eine zweite Drehachse (B) drehbares und gegenüber dem ersten Verzahnungselement (12) verdrehbares zweites Verzahnungselement (18) mit einem zweiten Verzahnungsbereich (16) zum Verzahnungseingriff (20) mit dem ersten Verzahnungsbereich (14), wobei das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber einem Anschlussbauteil (24, 34) axial abgestützt ist und zwischen dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement (12, 18) und dem Anschlussbauteil (24, 34) ein zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff (20) im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von einem Frequenzbereich liegenden Schwingungen wirksamer Schwingungsdämpfer (48) mit mindestens einem axial wirkenden Axialfedermittel (50) zur federelastischen axialen Abstützung des jeweiligen Verzahnungselements (12, 18) an dem Anschlussbauteil (24, 34) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei modernen, elektrifizierten Fahrzeugantrieben wird das NVH-Verhalten der Getriebe immer wichtiger. Die Geräusche, die durch die Getriebe abgestrahlt werden, werden nicht mehr durch die Geräusche des Verbrennungsmotors überdeckt. Eine der bekannten Quellen für Getriebegeräusche ist die Anregung von Schwingungen durch die Ungleichförmigkeit des Verzahnungseingriffs. Bekannte Maßnahmen zur Reduzierung der Anregung sind die Optimierung der Verzahnungsparameter und sogenannte Zahnflankenkorrekturen. Speziell diese Korrekturen optimieren oft nur bestimmte Lastbereiche und führen in anderen Lastbereichen zur Verschlechterung des NVH-Verhaltens.
Bei einer weiteren bekannten Maßnahme zur Verringerung der durch den Verzahnungseingriff entstehenden Geräusche werden in dem Körperschallpfad beispielsweise Kunststoffelemente an den Lagerstellen der Wellen oder Zahnräder angeordnet, die eine geräuschdämmende Wirkung aufweisen. Diese haben jedoch den Nachteil, dass bei hohen Lasten eine hohe Verformung auftritt, die zur Verschiebung der Wellen und somit zu einer nicht zu vernachlässigenden Verschlechterung des Verzahnungseingriffs führt. In der Folge können noch höheren Anregungen und Geräuschen oder gar Dauerhaltbarkeitsproblemen auftreten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zahnradanordnung zu verbessern. Die durch den Verzahnungseingriff entstehenden Geräusche sollen verringert und die Zahnradanordnung soll kompakt aufgebaut werden.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Zahnradanordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Dadurch kann eine Verringerung der Verzahnungsgeräusche und eine kompakte und kostengünstige Umsetzung der Zahnradanordnung ermöglicht werden. Insbesondere werden die durch die Ungleichförmigkeit des Verzahnungseingriffs verursachten Schwingungen verringert. Die Schwingungsfrequenzen können von einer Antriebsdrehzahl eines Antriebselements abhängig sein.
Die Zahnradanordnung kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein. Die Zahnradanordnung kann ein Antriebsdrehmoment eines Antriebselements übertragen. Das Antriebselement kann ein Elektromotor sein. Die Zahnradanordnung kann mit dem Elektromotor mittelbar oder unmittelbar verbunden sein. Die Zahnradanordnung kann in einem Getriebe angeordnet sein. Das Getriebe kann ein Handschaltgetriebe, Automatikgetriebe und/oder Differenzialgetriebe sein.
Das erste und/oder zweite Verzahnungselement kann ein, insbesondere von einem Elektromotor kommendes, Antriebsdrehmoment übertragen. Das erste und zweite Verzahnungselement können koaxial angeordnet sein. Das erste Verzahnungselement kann gegenüber dem zweiten Verzahnungselement radial festgelegt sein. Das erste Verzahnungselement kann gegenüber dem zweiten Verzahnungselement radial versetzt angeordnet sein.
Die erste Drehachse kann parallel zu der zweiten Drehachse sein. Die erste Drehachse kann mit der zweiten Drehachse übereinstimmen. Die erste Drehachse kann gegenüber der zweiten Drehachse versetzt sein.
Der erste Verzahnungsbereich kann mittelbar oder unmittelbar an dem ersten Verzahnungselement angeordnet sein. Der erste Verzahnungsbereich kann einteilig aus dem ersten Verzahnungselement ausgeformt sein. Der erste Verzahnungsbereich kann an einem mit dem ersten Verzahnungselement verbundenen, insbesondere drehfest verbundenen, bevorzugt fest verbundenen, Zwischenbauteil angeordnet sein. Der erste Verzahnungsbereich kann eine Schrägverzahnung aufweisen.
Der zweite Verzahnungsbereich kann mittelbar oder unmittelbar an dem zweiten Verzahnungselement angeordnet sein. Der zweite Verzahnungsbereich kann einteilig aus dem zweiten Verzahnungselement ausgeformt sein. Der zweite Verzahnungsbereich kann an einem mit dem zweiten Verzahnungselement verbundenen, insbesondere drehfest verbundenen, bevorzugt fest verbundenen, Zwischenbauteil angeordnet sein. Der zweite Verzahnungsbereich kann eine Schrägverzahnung aufweisen.
Der erste und/oder zweite Verzahnungsbereich kann an einem Aussenumfang oder einem Innenumfang des entsprechenden Verzahnungselements angeordnet sein.
Das Axialfedermittel kann eine Tellerfeder, eine Wellfeder, einen Wellring, ein Biegeelement, bevorzugt eine Flexplate und/oder eine Schraubenfeder umfassen. Das Axialfedermittel kann eine Druckfeder oder eine Bogenfeder sein. Das Axialfedermittel kann wenigstens zwei umfangsseitig versetzt zueinander angeordnete Schraubenfedern umfassen. Das Axialfedermittel kann in Bezug auf die erste und/oder zweite Drehachse radial innerhalb oder außerhalb von dem ersten und/oder zweiten Verzahnungsbereich angeordnet sein. Das Axialfedermittel kann eine einstufige oder mehrstufige Kennlinie aufweisen. Das Axialfedermittel kann ein Federelement aufweisen, das mit einem weiteren Federelement parallel und/oder in Reihe wirksam verschaltet ist.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Frequenzbereich durch Schwingungsfrequenzen zwischen 150 Hz und 2000 Hz aufgespannt. Bevorzugt wird der Frequenzbereich durch Schwingungsfrequenzen zwischen 400 und 1500 Hz aufgespannt.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement gegenüber dem Anschlussbauteil bis zu einer maximalen Axialauslenkung axial relativ bewegbar, wobei die Federsteifigkeit des Axialfedermittels derart bemessen ist, dass das Axialfedermittel über die gesamte axiale Relativbewegung bis zu der maximalen Axialauslenkung axial federelastisch wirksam ist. Dadurch kann ein auf Block gehen des Axialfedermittels bei der axialen Relativbewegung zwischen dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement und dem Anschlussbauteil verhindert werden.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zusätzlich zu dem Schwingungsdämpfer ein Drehschwingungsdämpfer mit einem zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von dem Frequenzbereich liegenden Schwingungen in Umfangsrichtung wirkenden Torsionsfedermittel zur in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung des ersten und/oder zweiten Verzahnungselements mit dem Anschlussbauteil angeordnet.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement gegenüber dem Anschlussbauteil bis zu einer maximalen Verdrehung relativ verdrehbar, wobei die Federsteifigkeit des Torsionsfedermittels derart bemessen ist, dass das Torsionsfedermittel über die gesamte Relativverdrehung bis zu der maximalen Verdrehung umfangsseitig federelastisch wirksam ist. Dadurch kann ein auf Block gehen des Torsionsfedermittels bei der Relativverdrehung zwischen dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement und dem Anschlussbauteil verhindert werden.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement mit einer Welle verbunden und das Anschlussbauteil als ein das erste und/oder zweite Verzahnungselement lagerndes Lagerelement ausgeführt, wobei das Axialfedermittel, insbesondere unmittelbar und/oder das Torsionsfedermittel, insbesondere unmittelbar, zwischen dem Lagerelement und dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement und/oder der Welle angeordnet ist.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das Anschlussbauteil als ein das erste und/oder zweite Verzahnungselement lagerndes Lagerelement ausgeführt, wobei das Axialfedermittel, insbesondere unmittelbar und/oder das Torsionsfedermittel, insbesondere unmittelbar, zwischen dem Lagerelement und einem das Lagerelement abstützenden Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse kann festgelegt, insbesondere nichtdrehend, sein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement gegenüber dem Anschlussbauteil ausschließlich in eine erste Axialrichtung axial relativ bewegbar und/oder in eine erste Drehrichtung relativ verdrehbar ist und die maximale Axialauslenkung ist auf die erste Axialrichtung und/oder die maximale Verdrehung ist auf die erste Drehrichtung bezogen.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement gegenüber dem Anschlussbauteil in eine erste Axialrichtung und in eine entgegengesetzte zweite Axialrichtung axial relativ bewegbar und/oder in eine erste Drehrichtung und in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung relativ verdrehbar und die maximale Axialauslenkung ist jeweils auf die erste und zweite Axialrichtung und/oder die maximale Verdrehung ist jeweils auf die erste und zweite Drehrichtung bezogen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste und/oder zweite Verzahnungselement als Zahnrad ausgeführt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1: Eine Zahnradanordnung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
3: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
5: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
6: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
7: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
8: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
9: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
10: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
11: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
12: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
13: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
14: Eine Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
15: Eine räumliche Ansicht eines Drehschwingungsdämpfers einer Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
16: Einen Ausschnitt eines Querschnitts durch einen Drehschwingungsdämpfer einer Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt ein Zahnradanordnung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Zahnradanordnung 10 ist bevorzugt als eine Stirnradstufe in einem Handschaltgetriebe, insbesondere in einem schaltbaren Stirnradgetriebe angeordnet, das in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eingebaut ist. Die Zahnradanordnung 10 kann ein Antriebsdrehmoment eines Antriebselements, beispielsweise eines Elektromotors übertragen.
Die Zahnradanordnung 10 weist ein um eine erste Drehachse A drehbares erstes Verzahnungselement 12 mit einem ersten Verzahnungsbereich 14 auf, der mit einem zweiten Verzahnungsbereich 16 eines um eine zweite Drehachse B drehbaren und gegenüber dem ersten Verzahnungselement 12 verdrehbaren zweiten Verzahnungselements 18 in Verzahnungseingriff 20 steht. Das erste und zweite Verzahnungselement 12, 18 sind insbesondere jeweils als ein Zahnrad mit einer jeweiligen Schrägverzahnung an einem Aussenumfang ausgeführt. Das erste und zweite Verzahnungselement 12, 18 können ein von einem Elektromotor kommendes Antriebsdrehmoment übertragen. Das erste Verzahnungselement 12 kann ein Losrad und das zweite Verzahnungselement 18 kann ein Festrad sein.
Das erste Verzahnungselement 12 ist gegenüber dem zweiten Verzahnungselement 18 radial versetzt angeordnet. Die erste Drehachse A ist dabei parallel und radial versetzt zu der zweiten Drehachse B.
Der erste Verzahnungsbereich 14 ist unmittelbar an dem ersten Verzahnungselement 12 angeordnet, hier einteilig aus dem ersten Verzahnungselement 12 ausgeformt. Der zweite Verzahnungsbereich 16 ist unmittelbar an dem zweiten Verzahnungselement 18 angeordnet, hier einteilig aus dem zweiten Verzahnungselement 18 ausgeformt.
Das zweite Verzahnungselement 18 ist mit einer Welle 22, beispielsweise mit einer Schaltwelle, fest verbunden und gegenüber einem Anschlussbauteil 24, hier einem Lagerelement 26, das insbesondere als Wälzlager ausgeführt ist, axial abgestützt. Das Lagerelement 26 ist über einen Sicherungsring 28 einerseits an der Welle 22 und andererseits an einem festgelegten, das bedeutet einem nichtdrehendem Gehäuse 30, beispielsweise einem Getriebegehäuse, axial abgestützt.
Das erste Verzahnungselement 12 ist ebenfalls mit einer Welle 32 fest verbunden und gegenüber einem Anschlussbauteil 34, hier einer Synchronisiereinheit 36, axial abgestützt. Die Synchronisiereinheit 36 ist Teil einer Schalteinrichtung 37 des Handschaltgetriebes.
Die Positionen P1 bis P6 kennzeichnen die möglichen Stellen, an denen zwischen dem jeweiligen ersten und/oder zweiten Verzahnungselement 12, 18 und dem entsprechenden Anschlussbauteil ein zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von einem Frequenzbereich liegenden Schwingungen wirksamer, hier allerdings nicht eingezeichneter Schwingungsdämpfer mit mindestens einem axial, das bedeutet parallel zu der ersten und/oder zweiten Drehachse A, B, wirkenden Axialfedermittel zur federelastischen axialen Abstützung des jeweiligen Verzahnungselements an dem Anschlussbauteil angeordnet ist, womit die Verzahnungsgeräusche verringert werden.
Der Schwingungsdämpfer kann somit zumindest axial wirksam entsprechend
der Position P1 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und der Synchronisiereinheit 36, wobei die Synchronisiereinheit 36 dann das Anschlussbauteil 34 bildet,
der Position P2 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und der Synchronisiereinheit 36 über die Welle 32, wobei die Synchronisiereinheit 36 dann das Anschlussbauteil 34 bildet,
der Position P3 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22, wobei die Welle 22 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P4 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 über das Lagerelement 26 auf einer Seite, wobei das Lagerelement 26 dann das Anschlussbauteil 24 bildet,
der Position P5 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 über das Lagerelement 26 auf der axial gegenüberliegenden Seite, wobei das Lagerelement 26 dann das Anschlussbauteil 24 bildet und/oder
der Position P6 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Gehäuse 30 über das Lagerelement 26, wobei das Gehäuse 30 dann das Anschlussbauteil bildet,
angeordnet sein. Zusätzlich kann der Schwingungsdämpfer mindestens ein in Umfangsrichtung wirkendes Torsionsfedermittel zur in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung des ersten und/oder zweiten Verzahnungselements 12, 18 mit dem entsprechenden Anschlussbauteil aufweisen. Dadurch kann eine stärkere Verringerung der durch den Verzahnungseingriff 20 hervorgerufenen Schwingungen erreicht werden.
In 2 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Zahnradanordnung 10 ist insbesondere in einem Automatikgetriebe, bevorzugt als eine Planetenstufe in einem automatisierten Planetenradgetriebe angeordnet, das in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eingebaut ist. Die Zahnradanordnung 10 kann ein Antriebsdrehmoment eines Antriebselements, beispielsweise eines Elektromotors übertragen.
Die Zahnradanordnung 10 weist ein um eine erste Drehachse A drehbares erstes Verzahnungselement 12 mit einem ersten Verzahnungsbereich 14 auf, der mit einem zweiten Verzahnungsbereich 16 eines um eine zweite Drehachse B drehbaren und gegenüber dem ersten Verzahnungselement 12 verdrehbaren zweiten Verzahnungselements 18 in Verzahnungseingriff 20 steht. Das erste Verzahnungselement 12 ist insbesondere als Planetenrad mit einer Schrägverzahnung an dem Aussenumfang ausgeführt. Das zweite Verzahnungselement 18 ist insbesondere als Sonnenrad mit einer Schrägverzahnung an dem Aussenumfang ausgeführt. Das erste Verzahnungselement 12 greift auch formschlüssig über die Schrägverzahnung an einem Hohlrad 38 an, das an einem Gehäuse 30 festgelegt ist.
Das erste Verzahnungselement 12 ist an einem ersten Planetenträgerflansch 40 und einem auf einer axial gegenüberliegenden Seite angeordneten zweiten Planetenträgerflansch 42 drehbar aufgenommen. Der erste und zweite Planetenträgerflansch 40, 42 sind miteinander drehfest gekoppelt. Der erste Planetenträgerflansch 40 ist über ein Lagerelement 44, insbesondere einem Wälzlager, an einem Gehäuse 30 abgestützt. Der zweite Planetenträgerflansch 42 ist auf einer gegenüberliegenden Seite über ein weiteres Lagerelement 46, insbesondere einem Wälzlager, an dem Gehäuse 30 abgestützt Das zweite Verzahnungselement 18 ist mit einer Welle 22 fest verbunden und gegenüber einem Anschlussbauteil 24, hier einem Lagerelement 26, das insbesondere als Wälzlager ausgeführt ist, axial abgestützt. Das Lagerelement 26 ist über einen Sicherungsring 28 einerseits an der Welle 22 und andererseits an dem Gehäuse 30 axial abgestützt.
Die Positionen P1 bis P11 kennzeichnen die möglichen Stellen, an denen zwischen dem jeweiligen ersten und/oder zweiten Verzahnungselement 12, 18 und dem entsprechenden Anschlussbauteil ein zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von einem Frequenzbereich liegenden Schwingungen wirksamer, hier allerdings nicht eingezeichneter Schwingungsdämpfer mit mindestens einem axial wirkenden Axialfedermittel zur federelastischen axialen Abstützung des jeweiligen Verzahnungselements an dem Anschlussbauteil angeordnet ist, womit die Verzahnungsgeräusche verringert werden. Vorzugsweise können die axialen Schwingungen von dem Anschlussbauteil entkoppelt werden.
Der Schwingungsdämpfer kann somit zumindest axial wirksam entsprechend der Position P1 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Gehäuse 30 über das Hohlrad 38, wobei das Gehäuse 30 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P2 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Hohlrad 38, wobei das Hohlrad 38 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P3 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem ersten Planetenträgerflansch 40, wobei der erste Planetenträgerflansch 40 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P4 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem zweiten Planetenträgerflansch 42, wobei der zweite Planetenträgerflansch 42 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P5 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Lagerelement 44 über den ersten Planetenträgerflansch 40, wobei das Lagerelement 44 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P6 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Gehäuse 30 über den ersten Planetenträgerflansch 40 und das Lagerelement 44, wobei das Gehäuse 30 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P7 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Lagerelement 46 über den zweiten Planetenträgerflansch 42, wobei das Lagerelement 46 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P8 zwischen dem ersten Verzahnungselement 12 und dem Gehäuse 30 über den zweiten Planetenträgerflansch 42 und das Lagerelement 46, wobei das Gehäuse 30 dann das Anschlussbauteil bildet,
der Position P9 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Lagerelement 26 über die Welle 22 auf einer Seite, wobei das Lagerelement 26 dann das Anschlussbauteil 24 bildet,
der Position P10 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Lagerelement 26 über die Welle 22 auf einer axial gegenüberliegenden Seite, wobei das Lagerelement 26 dann das Anschlussbauteil 24 bildet,
der Position P11 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Gehäuse 30 über das Lagerelement 26, wobei das Gehäuse 30 dann das Anschlussbauteil bildet und/oder
der Position P 12 zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22, wobei die Welle 22 dann das Anschlussbauteil bildet,
angeordnet sein. Zusätzlich kann der Schwingungsdämpfer mindestens ein in Umfangsrichtung wirkendes Torsionsfedermittel zur in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung des ersten und/oder zweiten Verzahnungselements 12, 18 mit dem entsprechenden Anschlussbauteil aufweisen. Dadurch kann eine stärkere Verringerung der durch den Verzahnungseingriff 20 hervorgerufenen Schwingungen erreicht werden. Insbesondere werden die Schwingungen hauptsächlich durch die Ungleichförmigkeit des Verzahnungseingriffs 20 verursacht. Die Schwingungsfrequenzen können dabei von einer Antriebsdrehzahl des Antriebselements abhängig sein. Der Frequenzbereich wird dabei durch Schwingungsfrequenzen zwischen 150 Hz und 2000 Hz, insbesondere zwischen 400 und 1500 Hz, aufgespannt.
3 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Schwingungsdämpfer 48 mit einem axial wirkenden Axialfedermittel 50 zur federelastischen axialen Abstützung des zweiten Verzahnungselements 18 an dem Anschlussbauteil 24 ist unmittelbar zwischen der Welle 22 und dem Lagerelement 26 angeordnet. Das Axialfedermittel 50 umfasst eine Tellerfeder 52 und ist in Bezug auf die zweite Drehachse B radial innerhalb von dem zweiten Verzahnungsbereich 16 angeordnet.
Das zweite Verzahnungselement 18 ist gegenüber dem Anschlussbauteil 24 in eine erste Axialrichtung A1 axial relativ bewegbar und in die entgegengesetzte zweite Axialrichtung A2 durch den Sicherungsring 28 festgelegt. Das zweite Verzahnungselement 18 ist gegenüber dem Anschlussbauteil 24 in die erste Axialrichtung A1 jeweils bis zu einer maximalen Axialauslenkung axial relativ bewegbar, wobei die Federsteifigkeit des ersten Axialfedermittels 50 derart bemessen ist, dass das Axialfedermittel 50 über die gesamte axiale Relativbewegung bis zu der maximalen Axialauslenkung axial federelastisch wirksam ist. Dadurch kann ein auf Block gehen des ersten Axialfedermittels 50 bei der axialen Relativbewegung zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Anschlussbauteil 24 verhindert und über die gesamte Axialauslenkung eine Verringerung der Schwingungen bewirkt werden.
In 4 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Schwingungsdämpfer 48 mit einem axial wirkenden Axialfedermittel 50 zur federelastischen axialen Abstützung des zweiten Verzahnungselements 18 an dem Anschlussbauteil 24 ist unmittelbar zwischen der Welle 22 und dem Lagerelement 26 auf einer ersten axialen Seite des Lagerelements 26 angeordnet. Ein weiterer Schwingungsdämpfer 48 mit einem axial wirkenden Axialfederm ittel 50 zur federelastischen axialen Abstützung des zweiten Verzahnungselements 18 an dem Anschlussbauteil 24 ist unmittelbar zwischen der Welle 22 und dem Lagerelement 26 auf einer axial gegenüberliegenden Seite des Lagerelements 26 angeordnet.
Das jeweilige Axialfedermittel 50 umfasst eine Tellerfeder 52. Das zweite Verzahnungselement 18 ist gegenüber dem Anschlussbauteil 24 in eine erste Axialrichtung A1 und in eine entgegengesetzte zweite Axialrichtung A2 axial relativ bewegbar. Das zweite Verzahnungselement 18 ist gegenüber dem Anschlussbauteil 24 in die erste und zweite Axialrichtung A1, A2 jeweils bis zu einer maximalen Axialauslenkung axial relativ bewegbar, wobei die Federsteifigkeit des jeweiligen Axialfedermittels 50 derart bemessen ist, dass das jeweilige Axialfedermittel 50 über die gesamte axiale Relativbewegung bis zu der maximalen Axialauslenkung axial federelastisch wirksam ist. Dadurch kann ein auf Block gehen des jeweiligen Axialfedermittels 50 bei der axialen Relativbewegung zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und dem Anschlussbauteil 24 verhindert und über die gesamte jeweilige Axialauslenkung eine Verringerung der Schwingungen bewirkt werden.
5 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Schwingungsdämpfer 48 umfasst ein unmittelbar zwischen dem Lagerelement 26 und dem Gehäuse 30 angeordnetes Axialfedermittel 50, welches ein Biegeelement 64, insbesondere eine Flexplate, umfasst, durch das das zweite Verzahnungselement 18 an dem Gehäuse 30 axial federelastisch und radial steif abgestützt ist.
In 6 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Schwingungsdämpfer 48 ist zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 angeordnet und umfasst ein Axialfedermittel 50, das auf einer ersten Seite des zweiten Verzahnungselements 18 angeordnet ist und ein weiteres Axialfedermittel 50, das auf einer axial gegenüberliegenden zweiten Seite des zweiten Verzahnungselements 18 angeordnet ist. Das jeweilige Axialfedermittel 50 ist als Biegeelement 64 ausgeführt. Dadurch ist das zweite Verzahnungselement 18 axial in beide Richtungen federelastisch und radial steif auf der Welle 22 abgestützt. Das Drehmoment zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 wird über die beiden Biegeelemente 64 übertragen.
7 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P9 angeordneten Schwingungsdämpfer 48, mit einer Tellerfeder 52 als Axialfedermittel 50.
In 8 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau entspricht der in 7 gezeigten Zahnradanordnung mit einem zusätzlichen Schwingungsdämpfer 48 an der in 2 gekennzeichneten Position P10, mit einer weiteren Tellerfeder 52 als Axialfedermittel 50.
9 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P11 angeordneten Schwingungsdämpfer 48, mit einem Biegeelement 64, insbesondere einer Flexplate, als Axialfedermittel 50, welches die Welle 22 und damit das zweite Verzahnungselement 18 radial an dem Gehäuse 30 festlegt.
In 10 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P12 angeordneten Schwingungsdämpfer 48, mit einem beidseitig angeordneten Biegeelement 64 als Axialfedermittel 50. Dadurch ist das zweite Verzahnungselement 18 axial in beide axiale Richtungen federelastisch und radial steif auf der Welle 22 abgestützt. Das Drehmoment zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 wird über die beiden Biegeelemente 64 übertragen.
11 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P5 angeordneten Schwingungsdämpfer 48 und einem an der Position P7 angeordneten weiteren Schwingungsdämpfer 48. Die beiden Schwingungsdämpfer 48 umfassen jeweils eine Tellerfeder 52 als Axialfedermittel 50.
In 12 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P6 angeordneten Schwingungsdämpfer 48, der eine Tellerfeder 52 als Axialfedermittel 50 aufweist, einem an der Position P8 angeordneten weiteren Schwingungsdämpfer 48, der eine weitere Tellerfeder 52 als Axialfedermittel 50 und einem an der Position P12 angeordneten weiteren Schwingungsdämpfer 48, mit einem beidseitig angeordneten Biegeelement 64, insbesondere eine Flexplate, als Axialfedermittel 50, die ein Drehmoment zwischen dem zweiten Verzahnungselement 18 und der Welle 22 übertragen.
13 zeigt eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P3 angeordneten Schwingungsdämpfer 48 und einem an der Position P4 angeordneten weiteren Schwingungsdämpfer 48. Die beiden Schwingungsdämpfer 48 umfassen jeweils ein Biegeelement 64, insbesondere eine Flexplate, als Axialfedermittel 50, welches unmittelbar zwischen einer das als Planetenrad ausgeführte erste Verzahnungselement 12 aufnehmenden Welle 32 und dem ersten bzw. zweiten Planetenträgerflansch 40, 42 angeordnet ist. Das jeweilige Biegeelement 64 ermöglicht eine axial federelastische, radial steife und kippsteife Abstützung des ersten Verzahnungselements 12 an den jeweiligen Planetenträgerflanschen 40, 42.
In 14 ist eine Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau entspricht der in 2 dargestellten Zahnradanordnung mit einem an der in 2 gekennzeichneten Position P1 angeordneten Schwingungsdämpfer 48, der ein Biegeelement 64 als Axialfedermittel 50 aufweist, welches das Hohlrad 38 axial federelastisch und radial steif mit dem Gehäuse 30 verbindet. Durch das Biegeelement 64 erfolgt auch eine Drehmomentabstützung.
15 zeigt eine räumliche Ansicht eines Drehschwingungsdämpfers 49 einer Zahnradanordnung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. In 15 a) ist eine Schaltmuffe 54 einer Schalteinrichtung 37 eines manuellen Getriebes und in 15 b) ein Synchronisierelement 56 einer Synchronisiereinheit 36 abgebildet. Der Drehschwingungsdämpfer 49 umfasst ein in Umfangsrichtung wirkendes Torsionsfedermittel 58, beispielsweise eine Gummispur, zur in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung einem Zahnkranz 60 mit einer Nabe 62 als Anschlussbauteil 24. Dadurch kann eine stärkere Verringerung der durch den Verzahnungseingriff zwischen dem ersten und zweiten Verzahnungselement hervorgerufenen Schwingungen erreicht werden.
In 16 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts durch einen Drehschwingungsdämpfer 49 einer Zahnradanordnung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das erste Verzahnungselement 12 ist über ein Torsionsfedermittel 58, beispielsweise eine Gummispur, mit einem Anschlussbauteil 24, insbesondere einer Welle 32 in Umfangsrichtung federelastisch abgestützt.
Bezugszeichenliste

10: Zahnradanordnung
12: erstes Verzahnungselement
14: erster Verzahnungsbereich
16: zweiter Verzahnungsbereich
18: zweites Verzahnungselement
20: Verzahnungseingriff
22: Welle
24: Anschlussbauteil
26: Lagerelement
28: Sicherungsring
30: Gehäuse
32: Welle
34: Anschlussbauteil
36: Synchronisiereinheit
37: Schalteinrichtung
38: Hohlrad
40: erster Planetenträgerflansch
42: zweiter Planetenträgerflansch
44: Lagerelement
46: Lagerelement
48: Schwingungsdämpfer
49: Drehschwingungsdämpfer
50: Axialfedermittel
52: Tellerfeder
54: Schaltmuffe
56: Synchronisierelement
58: Torsionsfedermittel
60: Zahnkranz
62: Nabe
64: Biegeelement
A: erste Drehachse
A1: erste Axialrichtung
A2: zweite Axialrichtung
B: zweite Drehachse

Claims

Zahnradanordnung (10) für ein Getriebe und aufweisend ein um eine erste Drehachse (A) drehbares erstes Verzahnungselement (12) mit einem ersten Verzahnungsbereich (14), ein um eine zweite Drehachse (B) drehbares und gegenüber dem ersten Verzahnungselement (12) verdrehbares zweites Verzahnungselement (18) mit einem zweiten Verzahnungsbereich (16) zum Verzahnungseingriff (20) mit dem ersten Verzahnungsbereich (14), wobei das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber einem Anschlussbauteil (24, 34) axial abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement (12, 18) und dem Anschlussbauteil (24, 34) ein zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff (20) im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von einem Frequenzbereich liegenden Schwingungen wirksamer Schwingungsdämpfer (48) mit mindestens einem axial wirkenden Axialfedermittel (50) zur federelastischen axialen Abstützung des jeweiligen Verzahnungselements (12, 18) an dem Anschlussbauteil (24, 34) angeordnet ist.
Zahnradanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzbereich durch Schwingungsfrequenzen zwischen 150 Hz und 2000 Hz aufgespannt wird.
Zahnradanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber dem Anschlussbauteil (24, 34) bis zu einer maximalen Axialauslenkung axial relativ bewegbar ist, wobei die Federsteifigkeit des Axialfedermittels (50) derart bemessen ist, dass das Axialfedermittel (50) über die gesamte axiale Relativbewegung bis zu der maximalen Axialauslenkung axial federelastisch wirksam ist.
Zahnradanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber dem Anschlussbauteil (24, 34) ausschließlich in eine erste Axialrichtung (A1) axial relativ bewegbar ist und die maximale Axialauslenkung auf die erste Axialrichtung (A1) bezogen ist.
Zahnradanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber dem Anschlussbauteil (24, 34) in eine erste Axialrichtung (A1) und in eine entgegengesetzte zweite Axialrichtung (A2) axial relativ bewegbar ist und die maximale Axialauslenkung jeweils auf die erste und zweite Axialrichtung (A1, A2) bezogen ist
Zahnradanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Schwingungsdämpfer (48) ein Drehschwingungsdämpfer (49) mit wenigstens einem zur Verringerung von durch den Verzahnungseingriff (20) im drehenden Betrieb auftretenden und innerhalb von dem Frequenzbereich liegenden Schwingungen in Umfangsrichtung wirkenden Torsionsfedermittel (58) zur in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung des ersten und/oder zweiten Verzahnungselements (12, 18) mit dem Anschlussbauteil (24, 34) angeordnet ist.
Zahnradanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) gegenüber dem Anschlussbauteil (24, 34) bis zu einer maximalen Verdrehung relativ verdrehbar ist, wobei die Federsteifigkeit des Torsionsfedermittels (58) derart bemessen ist, dass das Torsionsfedermittel (58) über die gesamte Relativverdrehung bis zu der maximalen Verdrehung umfangsseitig federelastisch wirksam ist.
Zahnradanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) mit einer Welle (22, 32) verbunden ist und das Anschlussbauteil (24, 34) als ein das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) lagerndes Lagerelement (26) ausgeführt ist, wobei das Axialfedermittel (50) zwischen dem Lagerelement (26) und dem ersten und/oder zweiten Verzahnungselement (12, 18) und/oder der Welle (22, 32) angeordnet ist.
Zahnradanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussbauteil (24, 34) als ein das erste und/oder zweite Verzahnungselement (12, 18) lagerndes Lagerelement (26) ausgeführt ist, wobei das Axialfedermittel (50) oder ein weiteres Axialfedermittel (50) zwischen dem Lagerelement (26) und einem das Lagerelement (26) abstützenden Gehäuse (30) angeordnet ist.
Zahnradanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verzahnungselement (12) und/oder das zweite Verzahnungselement (18) als Zahnrad ausgeführt ist.