WO2018177475A1 - Mehrfachzahnrad sowie getriebeanordnung mit dem mehrfachzahnrad - Google Patents

Mehrfachzahnrad sowie getriebeanordnung mit dem mehrfachzahnrad Download PDF

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WO2018177475A1
WO2018177475A1 PCT/DE2018/100277 DE2018100277W WO2018177475A1 WO 2018177475 A1 WO2018177475 A1 WO 2018177475A1 DE 2018100277 W DE2018100277 W DE 2018100277W WO 2018177475 A1 WO2018177475 A1 WO 2018177475A1
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gear
damping
arrangement
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toothing
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PCT/DE2018/100277
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Franz Kurth
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H55/02—Toothed members; Worms
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    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/76—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part

Definitions

  • the invention relates to a multiple gear for a transmission assembly having a first Gereteradabites and with a second Gereteradabites, wherein the first and the second Gereteradabites are rotatably connected to each other via an intermediate portion, wherein the first and the second Gereteradabites are made of a metallic material.
  • the invention also relates to a gear arrangement with the multiple gear.
  • the transmission components are metallic. This makes it possible to rigidly transmit torques, for example for driving vehicles. In some applications, however, it may be useful to integrate resilient and / or damping elements in the torque path.
  • WO 200248580 A1 discloses a gearwheel with a hub and an outer ring made of metal and with a plastic layer arranged therebetween.
  • US 2 307 129 A describes a double gear with a damping ring which is connected to an outer ring and an inner body.
  • the invention relates to a multiple gear, which is suitable and / or designed for a gear arrangement.
  • the gear assembly may be formed for any application.
  • the transmission arrangement is preferably designed for a vehicle, in particular for a drive train of a vehicle.
  • the multiple gear has first and second gear portions.
  • the first and second Gereteradabites may have a same pitch circle diameter. However, it is preferred that the first of the second gear portion has different Operanikmesser.
  • the first and / or the second gear wheel section each have a circumferential toothing, in particular a spur gear toothing.
  • the multiple gear and / or the first gear portion and / or the second gear portion may be rotated about a common axis of rotation.
  • the first and second Gereteradabites are made of a metallic material, preferably steel.
  • the toothing is made of the metallic material.
  • the multiple gear has an intermediate portion, the intermediate portion non-rotatably connecting the first gear portion and the second gear portion.
  • the intermediate portion bridges an axial distance between the first gear portion and the second gear portion.
  • the intermediate portion preferably includes a tubular portion disposed between the first and second gear portions.
  • the multiple gear has a damper portion, wherein the damper portion is disposed between the first gear portion and the intermediate portion.
  • the damping section is arranged such that a torque, in particular a torque, in particular a traction torque, which is introduced via the first Getrieberadabites, is passed via the damping section to the intermediate section.
  • the damping section is formed as a damping ring.
  • the damping ring is arranged coaxially with the axis of rotation.
  • the damping ring is formed concentrically between the first gear portion and the intermediate portion.
  • the damping ring separates, objects and / or isolates the first gear portion from the intermediate portion so that direct contact between the materials of the first gear portion and the intermediate portion is avoided.
  • the damping portion is serially disposed between the first gear portion and the intermediate portion.
  • An advantage of the invention is that with the multiple gear a transmission component is proposed, which has a modified damping behavior compared to the prior art. Further, the multiple gear is enabled to improve load sharing between the first gear portion and the second gear portion. Due to this technical effect, the load capacity of both Gereteradabitese improved. In particular, the multiple gear has the advantage that this is executed vibration damping and noise damping. In particular, a structure-borne sound transmission can be reduced by the multiple gear. Furthermore, the multiple gear allows to improve a backlash in the transmission assembly. By or in addition to the improved backlash, torsional vibrations in the transmission assembly are reduced.
  • the damping portion is formed as a plastic part.
  • the plastic may in particular be thermoplastics, thermosets or elastomers.
  • the damping section is formed from a polymeric material and / or from polymer.
  • the damping section is formed from a glass fiber reinforced polyphthalamide (PPA). This material is also referred to as a high performance polymer.
  • the intermediate portion and the second Gereteradabites are integrally formed, in particular integrally.
  • the intermediate portion and the second gear portion are realized as a common material portion.
  • the damping section forms an inner interface with the intermediate section.
  • the damping portion forms an outer interface with the first Getrieberadabites. Both interfaces are realized so that they are positively formed in the direction of rotation about the axis of rotation.
  • the first gear portion has an internal toothing and the damping portion has a corresponding, in particular complementary thereto formed external toothing.
  • the damping portion has a further internal toothing and the intermediate portion has a further external toothing, which is designed corresponding, in particular complementary to the further internal toothing.
  • the damping section has side ring sections, so that the toothing of the first gear wheel section or of the intermediate section are positively caught in the damping section with respect to an axial direction with respect to the axis of rotation.
  • the multiple gear still have a third, fourth or further Gereteradabites.
  • the multiple gear has exactly two Gereteradabites.
  • the multiple gear is formed as a double gear and / or as a tandem gear.
  • the multiple gear is formed as a double planetary gear, wherein the multiple gear has a through hole extending along the axis of rotation, which is suitable and / or formed for receiving a shaft or axle.
  • Another object of the invention is formed by a gear assembly, as previously described.
  • the gear assembly has at least one multiple gear, as previously described.
  • the gear assembly may also include a plurality of such multiple gears.
  • a torque path is guided via the first gear portion, the damping portion, the intermediate portion to the second gear portion or in the opposite direction.
  • the torque path is formed as a power path.
  • the gear assembly is designed as a transmission arrangement for driving a vehicle, a traction torque, in particular a main traction torque of the vehicle is passed over the torque path.
  • the gear arrangement is designed as a transmission gear and / or reduction gear.
  • the gear arrangement is formed in an electric drive for a vehicle.
  • the electric drive can be designed, for example, as an electrical axis or as a wheel hub drive.
  • an input of the transmission assembly is operatively connected to an electric motor as a traction motor so that the transmission assembly translates a high speed of the electric motor into a low speed at the output of the transmission assembly.
  • the gear arrangement is arranged in a starter unit for an internal combustion engine.
  • the damping section is particularly advantageous because switching noise when coupling the starter are reduced by the damping section.
  • a possible constructive embodiment of the gear arrangement provides that this is designed as a planetary drive.
  • the gear arrangement has an input sun gear, a planet carrier, a plurality of multiple gears as planet gears, wherein the multiple gears are rotatably mounted on the planet carrier, on.
  • the first gear portion of the multiple gears meshes with the input sun gear.
  • the gear arrangement has a ring gear, which is arranged stationary.
  • the second gear portion of the multiple gears meshes with the ring gear.
  • the planet carrier is rotatably connected to an output shaft.
  • the tosonnenrad forms an input to the gear assembly and the output shaft an output from the gear assembly.
  • the pitch diameter of the first gear portion is larger than the pitch diameter of the second gear portion, so that the reduction gear is formed by the gear assembly.
  • the input sun gear and the output shaft are arranged coaxially with each other.
  • the gear assembly is particularly suitable for use in an electrical axis for a vehicle.
  • Figure 1 is a schematic representation of a gear arrangement as an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic three-dimensional representation of a multiple gear in the figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the multiple gear wheel in FIG. 2.
  • FIG. 1 shows, in a schematic block diagram, a gear arrangement 1 as a first exemplary embodiment of the invention.
  • the gear arrangement 1 can be used for example in an electrical axis to implement a speed reduction.
  • the gear assembly 1 is preferably directly operatively connected to an electric motor as a traction motor.
  • the transmission assembly 1 may be used in a starter unit to reduce the rotational speed of an electric motor.
  • the gear arrangement 1 has an input sun gear 2, which is optionally directly or indirectly operatively connected to the electric motor.
  • the preferredsonnenrad 2 is rotatably connected to a rotor shaft of the electric motor.
  • the gear assembly 1 is formed as a planetary gear and has, in addition to the matterssonnenrad 2 a planet carrier 3, on which a plurality of multiple gears 4 are rotatably arranged as planetary gears.
  • Each of the multiple gears 4 can be rotated about its own axis of rotation R.
  • the axis of rotation R are preferably distributed in a pitch circle diameter about a main axis H of the gear arrangement 1 regularly in the circumferential direction.
  • the planet carrier 3 is rotatably connected to an output shaft 5 connected.
  • the input sun gear 2 and the output shaft 5 are arranged coaxially with the main axis H.
  • Each of the multiple gears 4 has a first gear portion 6 and a second gear portion 7.
  • the first and second Getrieberadabites 6, 7 are each formed as gear portions.
  • the first gear portion 6 meshes with the decisionssonnenrad 2.
  • the gear assembly 1 has a ring gear 8, which is arranged stationary.
  • the ring gear 8 meshes with the second gear portion 7 of the multiple gears 4.
  • the first gear portion 6 and the second gear portion 7 are rotatably connected to each other via an intermediate portion 9.
  • the multiple gear 4 has a through hole or at least one blind hole, wherein in the bore a bolt 10 is received, which is fixed to the planet carrier 3.
  • the first gear portion 6 is formed as a Stirnzahnradabêt with a circumferential toothing, in this example, a circumferential helical toothing.
  • the first gear portion 6 has a receiving opening 1 1, wherein on the radial inside of the first gear portion 6, an internal toothing is formed.
  • the first gear portion 6 is made of a metallic material.
  • the multiple gear 4 has a damping portion 12, wherein the damping portion 12 is disposed in the receiving opening 1 1.
  • the damping portion 12 and the first gear portion 6 are arranged coaxially and / or concentrically with each other.
  • the damping portion 12 has an annular shape, wherein on the radial outer side outer toothing is arranged, which is complementary to the internal toothing of the first Gereteradabitess 6, so that the outer toothing of the damping portion 12 and the Internal teeth of the first Gereteradabites 6 form an outer interface, which leads to a positive coupling between the damping portion 12 and the first Getrieberadabites 6.
  • the first damping portion 12 is formed of a high-performance polymer.
  • the second gear portion 7 is also formed as a Stirnzahnradabêt with a circumferential toothing, in this case a circumferential helical toothing.
  • the second gear portion 7 is formed integrally with the intermediate portion 9.
  • the intermediate section 9 is designed in particular as a hub section.
  • the damping section 12 has a coupling opening 13, wherein the intermediate section 13 is inserted into the coupling opening 13.
  • the intermediate section 9 has a further external toothing and the radial inner side of the damping section 12 has a further internal toothing, wherein the further outer toothing and the further inner toothing together form an inner interface.
  • the inner interface forms a positive connection in the circumferential direction between the intermediate portion 9 and the damping portion 12.
  • the further internal toothing is formed complementary to the other external teeth.
  • the inner interface and the outer interface are arranged concentrically with the first gear portion 6.
  • FIG. 3 shows the multiple gear 4 in a schematic sectional view in an assembled state. It can be seen that the toothings of the first and second Gereteradabites 6, 7 are arranged axially offset from one another. The inner interface and the outer interface are disposed at the same axial position as the teeth of the first gear portion 6.
  • the damping portion 12 has side bars 14 a, b, which laterally surround the internal teeth of the first gear portion 6 and the external teeth of the intermediate portion 9, so that the assembly comprising the first gear portion 6, the damping portion 12 and the Intermediate section 9 in the axial direction is positively secured.
  • the intermediate section 9 is formed in one piece with the second gear wheel section 7.
  • the damping portion 12 is formed as a ring, in particular as a damping ring.
  • the axial width of the damping portion 12 is equal to or even smaller than the axial width of the first Getrieberadabites 6 is selected.
  • the second gear portion 7 and the intermediate portion 9 form a one-piece component with a common passage opening for receiving the bolt 10.
  • the second gear portion 7 and the intermediate portion 9 have a common, free inner diameter.
  • the toothing of the second gear wheel portion 7 and the further outer toothing of the intermediate portion 9 are arranged axially adjacent to one another and / or adjacent to one another.
  • a torque path extends from the first gear portion 6 via the damping portion 12 to the intermediate portion 9 and then further to the second gear portion 7.
  • the torque path begins at the input sun gear 2 and ends at the output shaft 5.
  • the advantages of the multiple gear 4 are in particular that this performs the gear assembly 1 vibration damping and noise damping, so that in particular structure-borne noise is reduced. Furthermore, torsional vibrations are reduced and the freedom from play is increased. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Mehrfachzahnrad (4) für eine Getriebeanordnung (1) mit einem ersten Getrieberadabschnitt (6) und mit einem zweiten Getrieberadabschnitt (7), wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt (6, 7) über einen Zwischenabschnitt (9) drehfest miteinander verbunden sind, wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt (6, 7) aus einem metallischen Material gefertigt sind, mit einem Dämpfungsabschnitt (12), wobei der Dämpfungsabschnitt (12) zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt (6) und dem Zwischenabschnitt (9) angeordnet ist, wobei der Dämpfungsabschnitt (12) als ein Dämpfungsring ausgebildet ist, wobei der Dämpfungsring konzentrisch zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt (6) und dem Zwischenabschnitt (9) ausgebildet ist und diese mechanisch voneinander trennt und/oder beabstandet und/oder isoliert.

Description

Mehrfachzahnrad sowie Getriebeanordnung mit dem Mehrfachzahnrad
Die Erfindung betrifft ein Mehrfachzahnrad für eine Getriebeanordnung mit einem ersten Getrieberadabschnitt und mit einem zweiten Getrieberadabschnitt, wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt über einen Zwischenabschnitt drehfest miteinander verbunden sind, wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt aus einem metallischen Material gefertigt sind. Die Erfindung betrifft auch eine Getriebeanordnung mit dem Mehrfachzahnrad.
In üblichen Getriebeanwendungen sind die Getriebekomponenten metallisch ausgebildet. Dadurch ist es möglich, Drehmomente, zum Beispiel zum Antrieb von Fahrzeugen, steif zu übertragen. Bei manchen Anwendungen kann es jedoch sinnvoll sein, federnde und/oder dämpfende Elemente in dem Momentenweg zu integrieren.
Beispielsweise beschreibt der Artikel „Verbundzahnräder mit Hochleistungspolymeren" aus der ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Ausgabe 2/2012 von den Autoren: Prof. Dr.-Ing. Bernd-Robert Höhn, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Dr.-Ing. Michael Otto, Dipl. -Ing. (FH) Christoph Nitschein ein Zahnrad, welches eine Nabe aus einem metallischen Werkstoff, einen Zwischenring aus einem Polymer und einen Außenring aus einem metallischen Werkstoff aufweist. Durch den Einsatz des polymeren Werkstoffs wird das Dämpfungsverhalten der Getriebebauteile verändert. Dies kann sich positiv auf das Schwingungsverhalten und somit auf das Geräuschverhalten auswirken.
Die Druckschrift WO 200248580 A1 offenbart ein Zahnrad mit einer Nabe und einem Außenring aus Metall sowie mit einer dazwischen angeordneten Kunststoffschicht.
Die Druckschrift EP 1595089 A1 , die wohl dem nächstkommen Stand der Technik bildet, offenbart ein Tandemzahnrad, wobei das Tandemzahnrad zwei Zahnradabschnitte aufweist, wobei die Zahnradabschnitte über eine Kunststoffnabe miteinander drehfest verbunden sind.
Die US 2 307 129 A beschreibt ein Doppelzahnrad mit einem Dämpfungsring, der mit einem Außenring und einem Innenkörper verbunden ist.
Die DE 102 46 71 1 A1 beschreibt ein Doppelzahnrad mit einem Dämpfungselement.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrfachzahnrad für eine Getriebeanordnung vorzuschlagen, welches ein abweichendes Betriebsverhalten aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Mehrfachzahnrad mit dem Merkmal des Anspruchs 1 sowie durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Mehrfachzahnrad, welches für eine Getriebeanordnung geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei der allgemeinen Ausprägung der Erfindung kann die Getriebeanordnung für eine beliebige Anwendung ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Getriebeanordnung jedoch für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, ausgebildet.
Das Mehrfachzahnrad weist einen ersten und einen zweiten Getrieberadabschnitt auf. Der erste und der zweite Getrieberadabschnitt können einen gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen. Es ist jedoch bevorzugt, dass der erste der zweite Getrieberadabschnitt unterschiedliche Teilkreismesser aufweist. Der erste und/oder der zweite Getrieberadabschnitt weist gegebenenfalls jeweils eine umlaufende Verzahnung, insbesondere eine Stirnzahnradverzahnung auf. Im Betrieb kann das Mehrfachzahnrad und/oder der erste Getrieberadabschnitt und/oder der zweite Getrieberadabschnitt um eine gemeinsame Rotationsachse gedreht werden. Der erste und der zweite Getrieberadabschnitt sind aus einem metallischen Material, vorzugsweise Stahl, gefertigt. Insbesondere ist die Verzahnung aus dem metallischen Material gefertigt. Das Mehrfachzahnrad weist einen Zwischenabschnitt auf, wobei der Zwischenabschnitt den ersten Getrieberadabschnitt und den zweiten Getrieberadabschnitt drehfest verbindet. Vorzugsweise überbrückt der Zwischenabschnitt einen axialen Abstand zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt und dem zweiten Getrieberadabschnitt. Der Zwischenabschnitt umfasst vorzugsweise einen rohrförmigen Bereich, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Getrieberadabschnitt angeordnet ist.
Das Mehrfachzahnrad weist einen Dämpfungsabschnitt auf, wobei der Dämpfungsabschnitt zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt und dem Zwischenabschnitt angeordnet ist. Insbesondere ist der Dämpfungsabschnitt so angeordnet, dass ein Moment, insbesondere ein Drehmoment, im speziellen ein Traktionsmoment, welches über den ersten Getrieberadabschnitt eingeleitet wird, über den Dämpfungsabschnitt auf den Zwischenabschnitt geleitet wird.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Dämpfungsabschnitt als ein Dämpfungsring ausgebildet ist. Insbesondere ist der Dämpfungsring koaxial zu der Rotationsachse angeordnet. Der Dämpfungsring ist konzentrisch zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet. Der Dämpfungsring trennt, beanstandet und/oder isoliert den ersten Getrieberadabschnitt von dem Zwischenabschnitt, so dass direkter Kontakt zwischen den Materialien des ersten Getrieberadabschnitts und dem Zwischenabschnitt vermieden ist. Betrachtet man das Mehrfachzahnrad als eine kinematische Kette, so ist der Dämpfungsabschnitt seriell zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt und dem Zwischenabschnitt angeordnet.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass mit dem Mehrfachzahnrad eine Getriebekomponente vorgeschlagen wird, welche im Vergleich zum Stand der Technik ein geändertes Dämpfungsverhalten aufweist. Ferner wird durch das Mehrfachzahnrad ermöglicht, eine Lastaufteilung zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt und dem zweiten Getrieberadabschnitt zu verbessern. Durch diese technische Wirkung wird auch die Tragfähigkeit beider Getrieberadabschnitte verbessert. Insbesondere weist das Mehrfachzahnrad den Vorteil auf, dass dieses schwingungsdämpfend und geräuschdämpfend ausgeführt ist. Insbesondere kann durch das Mehrfachzahnrad eine Körperschallübertragung verringert werden. Ferner ermöglicht es das Mehrfachzahnrad, eine Spielfreiheit in der Getriebeanordnung zu verbessern. Durch oder ergänzend zu der verbesserten Spielfreiheit werden Torsionsschwingungen in der Getriebeanordnung verringert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungsabschnitt als ein Kunststoffteil ausgebildet. Bei dem Kunststoff kann es sich insbesondere um Thermoplaste, Duroplaste oder Elastomere handeln. Besonders bevorzugt ist der Dämpfungsabschnitt aus einem polymeren Material und/oder aus Polymer ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist der Dämpfungsabschnitt aus einem glasfaserverstärkten Polyphthalamid (PPA) ausgebildet. Dieses Material wird auch als Hochleistungspolymer bezeichnet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind der Zwischenabschnitt und der zweite Getrieberadabschnitt einteilig, insbesondere integral ausgebildet. Insbesondere werden der Zwischenabschnitt und der zweite Getrieberadabschnitt als ein gemeinsamer Materialabschnitt realisiert. Durch diese Weiterbildung wird ein besonders steifer Übergang zwischen dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Getrieberadabschnitt gebildet. Dagegen ist der Übergang von dem Zwischenabschnitt zu dem ersten Getrieberadabschnitt über den Dämpfungsabschnitt elastisch und/oder nachgiebig ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung bilden der Dämpfungsabschnitt mit dem Zwischenabschnitt eine innere Schnittstelle. Zudem bildet der Dämpfungsabschnitt mit dem ersten Getrieberadabschnitt eine äußere Schnittstelle. Beide Schnittstellen sind so realisiert, dass diese in Umlaufrichtung um die Rotationsachse formschlüssig ausgebildet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste Getrieberadabschnitt eine Innenverzahnung und der Dämpfungsabschnitt eine korrespondierend, insbesondere komplementär dazu ausgebildete Außenverzahnung aufweist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Dämpfungsabschnitt eine weitere Innenverzahnung und der Zwischenabschnitt eine weitere Außenverzahnung aufweist, welche korrespondierend, insbesondere komplementär zu der weiteren Innenverzahnung ausgebildet ist. Optional kann vorgesehen sein, dass der Dämpfungsabschnitt Seitenringsabschnitte aufweist, sodass die Verzahnung des ersten Getrieberadabschnitt bzw. des Zwischenabschnitts in Bezug auf eine axiale Richtung zu der Rotationsachse formschlüssig in dem Dämpfungsabschnitt gefangen sind.
Prinzipiell kann das Mehrfachzahnrad noch einen dritten, vierten oder weiteren Getrieberadabschnitt aufweisen. Es jedoch besonders bevorzugt, dass das Mehrfachzahnrad genau zwei Getrieberadabschnitt aufweist. Insbesondere ist das Mehrfachzahnrad als ein Doppelzahnrad und/oder als ein Tandemzahnrad ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Realisierung ist das Mehrfachzahnrad als ein Doppelplanetenrad ausgebildet, wobei das Mehrfachzahnrad eine entlang der Rotationsachse verlaufende Durchgangsöffnung aufweist, welche zur Aufnahme einer Welle oder Achse geeignet und/oder ausgebildet ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird durch eine Getriebeanordnung gebildet, wie diese zuvor beschrieben wurde. Die Getriebeanordnung weist mindestens ein Mehrfachzahnrad auf, wie dieses zuvor beschrieben wurde. Optional kann die Getriebeanordnung auch mehrere derartige Mehrfachzahnräder aufweisen.
Es ist besonders bevorzugt, dass in der Getriebeanordnung ein Momentenweg über den ersten Getrieberadabschnitt, den Dämpfungsabschnitt, den Zwischenabschnitt zu dem zweiten Getrieberadabschnitt oder in Gegenrichtung geführt ist. Insbesondere ist der Momentenweg als ein Leistungspfad ausgebildet. Für den Fall, dass die Getriebeanordnung als eine Getriebeanordnung zum Antrieb eines Fahrzeugs ausgebildet ist, wird über den Momentenweg ein Traktionsmoment, insbesondere ein Haupttraktionsmoment des Fahrzeugs geleitet. Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Getriebeanordnung als ein Übersetzungsgetriebe und/oder Reduziergetriebe ausgebildet.
Bei einer ersten möglichen Ausführungsform ist die Getriebeanordnung in einem elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug ausgebildet. Der elektrische Antrieb kann beispielsweise als eine elektrische Achse oder als ein Radnabenantrieb ausgebildet sein. Insbesondere ist ein Eingang der Getriebeanordnung mit einem Elektromotor als Traktionsmotor wirkverbunden, so dass die Getriebeanordnung eine hohe Drehzahl des Elektromotors in eine niedrige Drehzahl an dem Ausgang der Getriebeanordnung übersetzt.
Bei einer zweiten möglichen Ausführungsform ist die Getriebeanordnung in einer Anlassereinheit für einen Verbrennungsmotor angeordnet. Gerade bei dieser Anwendung ist der Dämpfungsabschnitt besonders vorteilhaft, da Schaltgeräusche beim Einkoppeln des Anlassers durch den Dämpfungsabschnitt verringert werden.
Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Getriebeanordnung sieht vor, dass diese als ein Planetentrieb ausgebildet ist. Die Getriebeanordnung weist ein Eingangssonnenrad, einen Planetenträger, eine Mehrzahl der Mehrfachzahnräder als Planetenräder, wobei die Mehrfachzahnräder auf dem Planetenträger drehbar gelagert sind, auf. Der erste Getrieberadabschnitt der Mehrfachzahnräder kämmt mit dem Eingangssonnenrad. Ferner weist die Getriebeanordnung ein Hohlrad auf, welches stationär angeordnet ist. Der zweite Getrieberadabschnitt der Mehrfachzahnräder kämmt mit dem Hohlrad. Der Planetenträger ist mit einer Ausgangswelle drehfest verbunden. Damit bildet das Eingangssonnenrad einen Eingang in die Getriebeanordnung und die Ausgangswelle einen Ausgang aus der Getriebeanordnung. Der Teilkreisdurchmesser des ersten Getrieberadabschnitts ist größer als der Teilkreisdurchmesser des zweiten Getrieberadabschnitts, so dass durch die Getriebeanordnung das Reduziergetriebe gebildet ist. Das Eingangssonnenrad und die Ausgangswelle sind koaxial zueinander angeordnet. Damit ist die Getriebeanordnung besonders geeignet zum Einsatz in einer elektrischen Achse für ein Fahrzeug. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Findung;
Figur 2 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Mehrfachzahnrads in der Figur 1 ;
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung des Mehrfachzahnrad in der Figur 2.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine Getriebeanordnung 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 kann beispielsweise in einer elektrischen Achse eingesetzt werden, um eine Drehzahlreduzierung umzusetzen. Beispielsweise ist die Getriebeanordnung 1 vorzugsweise unmittelbar mit einem Elektromotor als Traktionsmotor wirkverbunden. Alternativ hierzu kann die Getriebeanordnung 1 in einer Anlassereinheit verwendet werden, um die Drehzahl von einem Elektromotor zu reduzieren.
Die Getriebeanordnung 1 weist ein Eingangssonnenrad 2 auf, welches wahlweise unmittelbar oder mittelbar mit dem Elektromotor wirkverbunden ist. Besonders bevorzugt ist das Eingangssonnenrad 2 drehfest mit einer Rotorwelle des Elektromotors verbunden. Die Getriebeanordnung 1 ist als ein Planetentrieb ausgebildet und weist neben dem Eingangssonnenrad 2 einen Planetenträger 3 auf, auf dem eine Mehrzahl von Mehrfachzahnräder 4 als Planetenräder drehbar angeordnet sind. Jede der Mehrfachzahnräder 4 kann um eine eigene Rotationsachse R rotiert werden. Die Rotationsachse R sind in einem Teilkreisdurchmesser um eine Hauptachse H der Getriebeanordnung 1 vorzugsweise regelmäßig in Umlaufrichtung verteilt angeordnet. Der Planetenträger 3 ist mit einer Ausgangswelle 5 drehfest verbunden. Das Eingangssonnenrad 2 und die Ausgangswelle 5 sind koaxial zu der Hauptachse H angeordnet.
Jedes der Mehrfachzahnräder 4 weist einen ersten Getrieberadabschnitt 6 und einen zweiten Getrieberadabschnitt 7 auf. Der erste und der zweite Getrieberadabschnitt 6, 7 sind jeweils als Zahnradabschnitte ausgebildet. Der erste Getrieberadabschnitt 6 kämmt mit dem Eingangssonnenrad 2. Die Getriebeanordnung 1 weist ein Hohlrad 8 auf, welches stationär angeordnet ist. Das Hohlrad 8 kämmt mit den zweiten Getrieberadabschnitt 7 der Mehrfachzahnräder 4. Der erste Getrieberadabschnitt 6 und der zweite Getrieberadabschnitt 7 sind über einen Zwischenabschnitt 9 miteinander drehfest verbunden. Das Mehrfachzahnrad 4 weist eine Durchgangsbohrung oder zumindest eine Sacklochbohrung auf, wobei in der Bohrung ein Bolzen 10 aufgenommen ist, welcher an dem Planetenträger 3 festgelegt ist. Zur genauen Beschreibung des Mehrfachzahnrads 4 wird auf die Figuren 2 und 3 verwiesen.
Die Figur 2 zeigt eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des Mehrfachzahnrads 4 aus der Getriebeanordnung 1 der vorhergehenden Figur. Aus der Darstellung ist zu entnehmen, dass der erste Getrieberadabschnitt 6 als ein Stirnzahnradabschnitt mit einer umlaufenden Verzahnung, in diesem Beispiel einer umlaufenden Schrägverzahnung ausgebildet ist. Der erste Getrieberadabschnitt 6 weist eine Aufnahmeöffnung 1 1 auf, wobei an der radialen Innenseite des ersten Getrieberadabschnitts 6 eine Innenverzahnung ausgebildet ist. Der erste Getrieberadabschnitt 6 ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
Das Mehrfachzahnrad 4 weist einen Dämpfungsabschnitt 12 auf, wobei der Dämpfungsabschnitt 12 in der Aufnahmeöffnung 1 1 angeordnet ist. Insbesondere sind der Dämpfungsabschnitt 12 und der erste Getrieberadabschnitt 6 koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Der Dämpfungsabschnitt 12 weist eine Ringform auf, wobei auf der radialen Außenseite eine Außenverzahnung angeordnet ist, welche komplementär zu der Innenverzahnung des ersten Getrieberadabschnitts 6 ausgebildet ist, so dass die Außenverzahnung des Dämpfungsabschnitts 12 und die Innenverzahnung des ersten Getrieberadabschnitts 6 eine äußere Schnittstelle bilden, welche zu einer formschlüssigen Kopplung zwischen dem Dämpfungsabschnitt 12 und dem ersten Getrieberadabschnitt 6 führt. Der erste Dämpfungsabschnitt 12 ist aus einem Hochleistungspolymer ausgebildet.
Der zweite Getrieberadabschnitt 7 ist ebenfalls als ein Stirnzahnradabschnitt mit einer umlaufenden Verzahnung, in diesem Fall einer umlaufenden Schrägverzahnung, ausgebildet. Der zweite Getrieberadabschnitt 7 ist einstückig mit dem Zwischenabschnitt 9 ausgebildet. Der Zwischenabschnitt 9 ist insbesondere als ein Nabenabschnitt ausgebildet.
Der Dämpfungsabschnitt 12 weist eine Kopplungsöffnung 13 auf, wobei der Zwischenabschnitt 13 in die Kopplungsöffnung 13 eingeführt ist. Insbesondere weist der Zwischenabschnitt 9 eine weitere Außenverzahnung und die radiale Innenseite des Dämpfungsabschnitts 12 eine weitere Innenverzahnung auf, wobei die weitere Außenverzahnung und die weitere Innenverzahnung gemeinsam eine innere Schnittstelle bilden. Die innere Schnittstelle bildet eine formschlüssige Verbindung in Umlaufrichtung zwischen dem Zwischenabschnitt 9 und dem Dämpfungsabschnitt 12. Die weitere Innenverzahnung ist komplementär zu der weiteren Außenverzahnung ausgebildet. Die innere Schnittstelle und die äußere Schnittstelle sind konzentrisch zu dem ersten Getrieberadabschnitt 6 angeordnet.
Die Figur 3 zeigt das Mehrfachzahnrad 4 in einer schematischen Schnittdarstellung in einem zusammengebauten Zustand. Es ist zu erkennen, dass die Verzahnungen des ersten und des zweiten Getrieberadabschnitt 6, 7 axial versetzt zueinander angeordnet sind. Die innere Schnittstelle und die äußere Schnittstelle sind an der gleichen axialen Position wie die Verzahnung des ersten Getrieberadabschnitts 6 angeordnet. In der Darstellung ist auch zu erkennen, dass der Dämpfungsabschnitt 12 Seitenstege 14 a, b aufweist, welche die Innenverzahnung des ersten Getrieberadabschnitts 6 und die Außenverzahnung des Zwischenabschnitts 9 seitlich umgreifen, so dass die Baugruppe umfassend den ersten Getrieberadabschnitt 6, den Dämpfungsabschnitt 12 und den Zwischenabschnitt 9 in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist. Insbesondere ist in der Figur 3 zu erkennen, dass der Zwischenabschnitt 9 einstückig mit dem zweiten Getrieberadabschnitt 7 ausgebildet ist.
In der Zusammenschau der Figuren 2, 3 ist zu erkennen, dass der Dämpfungsabschnitt 12 als ein Ring, insbesondere als ein Dämpfungsring ausgebildet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die axiale Breite des Dämpfungsabschnitts 12 gleich groß oder sogar kleiner als die axiale Breite des ersten Getrieberadabschnitts 6 gewählt. Der zweite Getrieberadabschnitt 7 und der Zwischenabschnitt 9 bilden ein einteiliges Bauteil mit einer gemeinsamen Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Bolzens 10. Somit weisen der zweite Getrieberadabschnitt 7 und der Zwischenabschnitt 9 einen gemeinsamen, freien Innendurchmesser auf. Auf der radialen Außenseite sind dagegen die Verzahnung des zweiten Getrieberadabschnitts 7 und die weitere Außenverzahnung des Zwischenabschnitts 9 axial nebeneinander und/oder benachbart angeordnet.
In der Getriebeanordnung 1 ist vorgesehen, dass ein Momentenweg von dem ersten Getrieberadabschnitt 6 über den Dämpfungsabschnitt 12 zu dem Zwischenabschnitt 9 und dann weiter zu dem zweiten Getrieberadabschnitt 7 verläuft. In dem speziellen, in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel beginnt der Momentenweg bei dem eingangs Sonnenrad 2 und endet an der Ausgangswelle 5.
Die Vorteile des Mehrfachzahnrads 4 sind insbesondere, dass dieses die Getriebeanordnung 1 schwingungsdämpfend und geräuschdämpfend ausführt, so dass insbesondere Körperschall vermindert wird. Weiterhin werden Torsionsschwingungen reduziert und die Spielfreiheit wird erhöht. Bezugszeichenliste
1 Getriebeanordnung
2 Eingangssonnenrad
3 Planetenträger
4 Mehrfachzahnrad
5 Ausgangswelle
6 erster Getrieberadabschnitt
7 zweiter Getrieberadabschnitt
8 Hohlrad
9 Zwischenabschnitt
10 Bolzen
1 1 Aufnahmeöffnung
12 Dämpfungsabschnitt
13 Kopplungsöffnung
14a,b Seitenstege
R Rotationsachse
H Hauptachse

Claims

Patentansprüche
1 . Mehrfachzahnrad (4) für eine Getriebeanordnung (1 ) mit einem ersten Getrieberadabschnitt (6) und mit einem zweiten Getrieberadabschnitt (7), wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt (6,7) über einen Zwischenabschnitt (9) drehfest miteinander verbunden sind, wobei der erste und der zweite Getrieberadabschnitt (6,7) aus einem metallischen Material gefertigt sind, mit einem Dämpfungsabschnitt (12), wobei der Dämpfungsabschnitt (12) zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt (6) und dem Zwischenabschnitt (9) angeordnet ist, wobei der Dämpfungsabschnitt (12) als ein Dämpfungsring ausgebildet ist, wobei der Dämpfungsring konzentrisch zwischen dem ersten Getrieberadabschnitt (6) und dem Zwischenabschnitt (9) so ausgebildet ist, dass das Material des ersten Getriebeabschnitts (6) und Material, aus dem der Zwischenabschnitt gebildet ist, durch den Dämpfungsring voneinander getrennt und/oder beabstandet und/oder isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsabschnitt (12) eine innere Schnittstelle mit dem Zwischenabschnitt (9) und eine äußere Schnittstelle mit dem ersten Getrieberadabschnitt (6) bildet, wobei die innere und/oder die äußere Schnittstellen jeweils als eine in Umlaufrichtung formschlüssig wirkende Schnittstelle ausgebildet ist, wobei
die äußere Schnittstelle dadurch ausgebildet ist, dass der erste
Getrieberadabschnitt (6) eine Innenverzahnung und der Dämpfungsabschnitt (12) eine komplementär dazu ausgebildete Außenverzahnung aufweist und
die innere Schnittstelle dadurch ausgebildet ist, dass der Zwischenabschnitt (9) eine Außenverzahnung und der Dämpfungsabschnitt (12) eine komplementär dazu ausgebildete Innenverzahnung aufweist und dass der Dämpfungsabschnitt (12) Seitenstege (14a, 14b) aufweist, die die die Außenverzahnung des Zwischenabschnitts (9) seitlich umgreifen.
2. Mehrfachzahnrad (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsabschnitt (12) als ein Kunststoffteil ausgebildet ist.
3. Mehrfachzahnrad (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der Zwischenabschnitt (9) und der zweite Getrieberadabschnitt (7) einteilig ausgebildet sind.
4. Mehrfachzahnrad (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrfachzahnrad (4) als ein Doppelzahnrad und/oder als Tandemzahnrad ausgebildet ist.
5. Getriebeanordnung (1 ), gekennzeichnet durch ein Mehrfachzahnrad (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
6. Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1 ) als ein Planetengetriebe ausgebildet ist und dass das
Mehrfachzahnrad (4) als ein Planetenrad in dem Planetengetriebe ausgebildet ist.
7. Getriebeanordnung (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Momentenweg über den ersten Getrieberadabschnitt (6), den Dämpfungsabschnitt (12), den Zwischenabschnitt (9) zu dem zweiten Getrieberadabschnitt (7) oder in Gegenrichtung geführt ist.
8. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1 ) als ein Untersetzungsgetriebe und/oder Reduziergetriebe in einem elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug ausgebildet ist.
9. Getriebeanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1 ) als ein Untersetzungsgetriebe und/oder Reduziergetriebe in einer Anlassereinheit für ein Fahrzeug ausgebildet ist.
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