DE19544316A1 - Drehglied-Kupplungsstruktur für Kraftübertragungsvorrichtungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsstruktur zwischen Drehgliedern wie etwa Hohlrädern und einer Abtriebswelle einer Kraftübertragungsvorrichtung.

Drehglied-Kopplungsstrukturen für Kraftübertragungsvor­ richtungen sind z. B. aus der JP 61-27619-A (erster Stand der Technik) und aus der JP 3-117754-A (zweiter Stand der Technik) bereits bekannt.

Das Beispiel gemäß dem ersten Stand der Technik, das in Fig. 5 gezeigt ist, offenbart eine Kopplungsstruktur zwischen einer mit einer Abtriebswelle 01 verbundenen Stirnplatte 02 und einem Hohlrad 04 eines Planetengetrie­ bes 03. In der Kopplungsstruktur ist die äußere Umfangs­ fläche der Stirnplatte 02 mit einer inneren Umfangsfläche des Hohlrades 04 über eine Keilnutverbindung in Eingriff, ferner ist an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 04 ein Sprengring vorgesehen, der eine relative axiale Bewegung zwischen dem Hohlrad 04 und der Stirnplatte 02 begrenzt. Mit dem Ende der Abtriebswelle 01, das demjeni­ gen Ende gegenüberliegt, an dem die Stirnplatte 02 der Abtriebswelle 01 vorgesehen ist, ist ein (nicht gezeig­ tes) Abtriebszahnrad verbunden.

Das Beispiel gemäß dem zweiten Stand der Technik, das in Fig. 6 gezeigt ist, offenbart eine Struktur, bei der eine innere Umfangsfläche einer Abtriebswelle 07, die ein an ihrer äußerer Umfangsfläche ausgebildetes Abtriebszahnrad 06 enthält, und eine äußere Umfangsfläche eines Hohlrades 08 eines Planetengetriebes über eine Keilnutverbindung in Eingriff sind und bei der zwischen die Abtriebswelle 07 und das Hohlrad 08 ein Sprengring 09 eingesetzt ist, der eine relative axiale Bewegung zwischen der Abtriebswelle 07 und dem Hohlrad 08 begrenzt.

Der erste Stand der Technik zeigt die Kopplungsstruktur, die auf den Fall angewendet wird, in dem das Hohlrad und das Abtriebszahnrad an der Abtriebswelle in gegenseitigem axialen Abstand angeordnet sein müssen, was verhältnismä­ ßig große Abmessungen der Struktur zur Folge hat und hinsichtlich der Freiheit bei der Konstruktion eine Einschränkung darstellt.

Dagegen zeigt der zweite Stand der Technik die Kopp­ lungsstruktur, bei der das Abtriebszahnrad in der Nähe des Hohlrades angeordnet ist. Bei der Kopplungsstruktur gemäß dem zweiten Stand der Technik besteht jedoch die Schwierigkeit, daß, da an der Abtriebswelle 07 einerseits eine mit dem Hohlrad 08 in Eingriff befindliche Keilwel­ lennut 010 und andererseits das Abtriebszahnrad 06 mit einer Fräsmaschine bearbeitet werden müssen, ein axialer Spalt 0L mit vorgegebener Größe vorgesehen werden muß, damit die Fräsmaschinen sich nicht gegenseitig stören, so daß die axiale Länge der Gesamtvorrichtung erhöht wird. Bei dem Beispiel gemäß dem zweiten Stand der Technik besteht die weitere Schwierigkeit, daß es auf den Fall angewendet werden kann, in dem der Außendurchmesser des Hohlrades 08 ausreichend kleiner als der Innendurchmesser der Abtriebswelle 07 ist, wodurch die Flexibilität hin­ sichtlich der Konstruktion eingeschränkt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertragungsvorrich­ tungen zu schaffen, die gegenüber entsprechenden herkömm­ lichen Kopplungsstrukturen eine reduzierte axiale Länge und eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Konstruk­ tion aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertragungsvorrich­ tungen, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale be­ sitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Aus­ führungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Wenn bei der Kopplungsstruktur nach Anspruch 1 das erste Drehglied und das zweite Drehglied miteinander gekoppelt sind, sind die zweiten Vorsprünge des zweiten Drehglieds in die Spalte des ersten Drehglieds eingeschoben, außer­ dem ist das Anschlagelement an den ersten Vorsprüngen angeordnet, um die axiale Bewegung der zweiten Vorsprünge für die Kopplung der beiden Drehglieder zu begrenzen. Unter der Voraussetzung, daß das erste Drehglied einen kleineren Durchmesser als das zweite Drehglied besitzt, stehen daher die zweiten Vorsprünge im zweiten Drehglied radial nach innen vor und sind mit diesem in Eingriff. Wenn umgekehrt das erste Drehglied einen größeren Durch­ messer als das zweite Drehglied besitzt, stehen die zweiten Vorsprünge vom zweiten Drehglied radial nach außen vor, um mit diesem in Eingriff zu gelangen.

Wenn das erste oder das zweite Drehglied gedreht wird, wird Drehmoment zum jeweils anderen Drehglied über die ersten und zweiten Vorsprünge, welche in Umfangsrichtung miteinander in Eingriff sind, übertragen, so daß das andere Drehglied ebenfalls gedreht wird. Wenn ferner eine durch die Drehung erzeugte Schubkraft auf die beiden Drehglieder ausgeübt wird, so daß die beiden Drehglieder relativ zueinander axial bewegt werden, wird die Schub­ kraft, die in einer der beiden axialen Richtungen ausge­ übt wird, dadurch aufgenommen, daß die Seitenflächen der zweiten Vorsprünge mit der Spaltbodenfläche in Kontakt gelangen, während die Schubkraft, die in die andere der beiden axialen Richtungen wirkt, dadurch aufgenommen wird, daß das Anschlagelement die Bewegung der zweiten Vorsprünge zu begrenzen erlaubt.

Sobald in der Kopplungsstruktur nach Anspruch 2 das Hohlrad des Planetengetriebes der Kraftübertragungsvor­ richtung gedreht wird, wird Drehmoment über die ersten Vorsprünge, die in Umfangsrichtung mit den zweiten Vor­ sprüngen des am Hohlrad befestigten zweiten Drehgliedes in Eingriff sind, übertragen, um die Abtriebswelle (er­ stes Drehglied) zu drehen.

Sobald in der Kopplungsstruktur nach Anspruch 3 das Hohlrad des Planetengetriebes der Kraftübertragungsvor­ richtung gedreht wird, wird das an der inneren Umfangs­ fläche des Hohlrades befestigte plattenförmige zweite Drehglied gedreht, so daß Drehmoment über die ersten Vorsprünge, die mit den an der inneren Umfangsfläche des zweiten Drehgliedes vorgesehenen zweiten Vorsprüngen in Eingriff sind, übertragen wird, um die Abtriebswelle zu drehen, so daß das Drehmoment über das an der äußeren Umfangsfläche der Abtriebswelle vorgesehene Abtriebszahn­ rad nach außen übertragen wird.

Wenn in der Kopplungsstruktur nach Anspruch 4 der Spreng­ ring an den ersten Vorsprüngen angebracht ist, ist der Anschlagvorsprung, der im Unterbrechungsabschnitt des Sprengrings vorgesehen ist, mit den zweiten Vorsprüngen axial in Eingriff. Daher wird eine Schubkraft, die be­ strebt ist, das zweite Drehglied von der Spaltbodenfläche zu trennen, durch den Anschlagvorsprung des Sprengrings aufgenommen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnun­ gen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Drehglied-Kopp­ lungsstruktur für Kraftübertragungsvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Platte der Kopplungsstruktur gemäß der Aus­ führungsform von Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Abtriebswelle der Kopplungsstruktur gemäß der Ausführungsform von Fig. 1;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Sprengrings der Kopp­ lungsstruktur gemäß der Ausführungsform von Fig. 1;

Fig. 5 die bereits erwähnte Schnittansicht zur Erläute­ rung des ersten Standes der Technik; und

Fig. 6 die bereits erwähnte Schnittansicht zur Erläute­ rung des zweiten Standes der Technik.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Drehglied-Kopp­ lungsstruktur für Kraftübertragungsvorrichtungen gezeigt, die für die Kopplung einer Abtriebswelle und eines Hohl­ rades eines Planetengetriebes verwendet wird. Das Plane­ tengetriebe 1 besitzt eine allgemeine Struktur, die zwei Sonnenräder 2, 3, zwei Ritzel 4 (wovon nur eines gezeigt ist) sowie ein Hohlrad 5 aufweist.

An der inneren Umfangsfläche (rechts in Fig. 1) des Hohlrades 5 ist eine ringförmige Platte (zweites Dreh­ glied) 6 mit seiner äußeren Umfangsfläche durch Schweißen befestigt. Mehrere Innenzahnräder (zweite Vorsprünge) 6a, die wie in Fig. 2 gezeigt radial nach innen vorstehen, sind an der inneren Umfangsfläche der Platte 6 in im wesentlichen gleichen Umfangsintervallen ausgebildet.

Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt ist, ist an der rechten Seite der Platte 6 (bezogen auf Fig. 1) eine hülsenför­ mige Abtriebswelle 7 (erstes Drehglied) vorgesehen. Die Abtriebswelle 7 ist über ihre innere Umfangsfläche durch ein in einem Gehäuse 8 vorgesehenes Lager 9 unterstützt und enthält ein Abtriebszahnrad 7a, das an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind an der Stirnfläche der Abtriebswelle 7 axiale Zähne 7b (erste Vorsprünge) ausgebildet, die (bezogen auf Fig. 1) nach links vorstehen.

Die axialen Zähne 7b sind an einer Stelle ausgebildet, wo ihr Außendurchmesser etwas geringer als der Durchmesser einer Zahnbodenfläche der inneren Zähne 6a ist, wobei die axialen Zähne 7b, die in der gleichen Anzahl wie die inneren Zähne 6a vorhanden sind, in Umfangsrichtung in gleichen Intervallen ausgebildet sind und zwischen sich Spalte 7c bilden. In der inneren Umfangsfläche der axia­ len Zähne 7b sind Sprengring-Einrastnuten 7d ausgebildet.

Die Platte 6 und die Abtriebswelle 7 sind miteinander durch Eingriff der inneren Zähne 6a der Platte 6 in die Spalte 7c zwischen den axialen Zähnen 7b der Abtriebs­ welle 7 sowie durch Eingriff des Sprengrings 10 in die Sprengring-Einrastnut 7d gekoppelt. Der Sprengring 10 enthält Anschlagvorsprünge 10a, die an den beiden Enden des Unterbrechungsabschnitts radial ausgebildet sind, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Anschlagvorsprünge 10a sind mit der Seitenfläche der Platte 6 in Eingriff, an der die inneren Zähne 6a ausgebildet sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Daher sind die Platte 6 und die Abtriebswelle 7 über die inneren Zähne 6a und die axialen Zähne 7b in Umfangsrich­ tung miteinander in Eingriff, wobei eine Schubkraft der Platte 6 (z. B. eine Schubkraft, die erzeugt wird, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung fährt), die in Fig. 1 nach links (in Richtung des Pfeils L) gegen die Abtriebs­ welle 7 ausgeübt wird, durch den Sprengring 10 aufgenom­ men wird und eine Schubkraft der Platte 6 (z. B. eine Schubkraft, die erzeugt wird, wenn das Fahrzeug in Rück­ wärtsrichtung fährt), die in Fig. 1 nach rechts (in Richtung eines Pfeils R) gegen die Abtriebswelle 7 ausge­ übt wird, durch die Bodenflächen 7e der Spalte 7c aufge­ nommen wird (siehe Fig. 3).

Um in der Struktur gemäß der obenbeschriebenen Ausfüh­ rungsform eine Anordnung zu erzielen, in der das Hohlrad 5 und die Abtriebswelle 7 im wesentlichen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, ist die das Abtriebszahn­ rad 7a enthaltende Seite der Abtriebswelle 7 mit der inneren Umfangsfläche der am Hohlrad 5 befestigten Platte 6 in Eingriff, so daß die axiale Länge der Struktur reduziert wird.

Das Abtriebszahnrad 7a, das an der Abtriebswelle 7 ausge­ bildet ist, und die axialen Zähne 7b besitzen unter­ schiedliche Zahnrichtungen, so daß es nicht notwendig ist, dazwischen irgendwelche Spalte (0L im Stand der Technik) auszubilden, so daß die axiale Länge weiter reduziert wird.

In der Struktur der vorliegenden Ausführungsform sind die inneren Zähne 6a der Platte 6, die an der inneren Um­ fangsfläche des Hohlrades 5 ausgebildet sind, und die axialen Zähne 7b, die an der Seitenfläche der Abtriebs­ welle 7 ausgebildet sind, miteinander in Eingriff, so daß diese Struktur auf für Konstruktionen verwendbar ist, bei denen der Innendurchmesser des Hohlrades 5 und der Außen­ durchmesser des Abtriebszahnrades 7a im wesentlichen ein­ ander gleich sind oder bei denen der Außendurchmesser des Abtriebszahnrades 7a kleiner als der Innendurchmesser des Hohlrades 5 ist.

Im Gegensatz dazu kann bei einer Konstruktion, bei der der Außendurchmesser des Abtriebszahnrades 7a viel größer als der Innendurchmesser des Hohlrades 5 ist, eine Struk­ tur nützlich sein, bei der anstelle der Platte 6 eine ringförmige Platte, die an ihrer äußeren Umfangsfläche äußere Zähne aufweist, mit ihrer inneren Umfangsfläche an der äußeren Umfangsfläche des Hohlrades 5 befestigt ist und die äußeren Zähne, die an der äußeren Umfangsfläche der Platte ausgebildet sind, in den Spalten 7c zwischen den axialen Zähnen 7b der Abtriebswelle 7 in Eingriff sind, so daß verhindert wird, daß die Durchmesser des Hohlrades 5 bzw. des Abtriebszahnrades 7a einer Ein­ schränkung unterliegen, um bei der Konstruktion größtmög­ liche Freiheit sicherzustellen.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die oben­ erwähnte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die konkrete Konstruktion nicht darauf eingeschränkt, so daß irgendwelche Konstruktionsänderungen der vorliegenden Erfindung zulässig sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Obwohl in der obenerwähnten Ausführungsform als Beispiel die Kopplung zwischen dem Hohlrad 5 des Planetengetriebes 1 und der Abtriebswelle 7 beschrieben worden ist, sind die ersten und zweiten Glieder nicht darauf einge­ schränkt.

Weiterhin, wenn das Hohlrad 5 und die Abtriebswelle 7 miteinander gekoppelt sind, kann das Hohlrad 5 selbst als zweites Drehglied betrachtet werden, wobei die inneren Zähne der zweiten Vorsprünge an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 5 ausgebildet sein können, obwohl die als zweites Drehglied dienende Platte 6 in der obigen Ausfüh­ rungsform an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 5 vorgesehen war.

Obwohl in der obigen Ausführungsform die beispielhafte Struktur beschrieben worden ist, bei der die als zweite Vorsprünge dienenden inneren Zähne 6a an der inneren Umfangsfläche der als zweites Drehglied dienenden Platte 6 vorgesehen sind, wird der Ort, an dem die zweiten Vorsprünge vorgesehen sind, in Abhängigkeit von einer Beziehung zwischen diesen zweiten Vorsprüngen und den ersten Vorsprüngen bestimmt, so daß, wenn das erste Drehglied einen großen Durchmesser besitzt und der Außen­ durchmesser der ersten Vorsprünge größer ist, die zweiten Vorsprünge an der äußeren Umfangsfläche des zweiten Drehgliedes vorgesehen sein können.

Obwohl in der obenerwähnten Ausführungsform der Spreng­ ring 10 als Anschlagelement für die Begrenzung der rela­ tiven axialen Bewegung zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Drehglied und für die Aufnahme der Schubkraft be­ schrieben worden ist, kann ein anderes Mittel wie etwa ein Splint verwendet werden, vorausgesetzt, daß dieses andere Mittel die relative axiale Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Drehglied begrenzt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrie­ ben worden ist, werden die zweiten Vorsprünge, die diame­ tral vom zweiten Drehglied vorstehen, in die Spalte zwischen den ersten Vorsprüngen eingeschoben, welche axial vom ersten Drehglied vorstehen, wobei die zweiten Vorsprünge entweder mit der Spaltbodenfläche in Kontakt sind oder sich in großer Nähe zu dieser befinden. Die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge sind in Umfangsrichtung miteinander in Eingriff, wobei die zwei­ ten Vorsprünge und die Spaltbodenfläche in einer der axialen Richtungen in gegenseitigen Eingriff gelangen können.

Weiterhin ist das Anschlagelement an den ersten Vorsprün­ gen vorgesehen, um die axiale Bewegung der zweiten Vor­ sprünge in der anderen der zwei axialen Richtungen zu begrenzen und die Schubkraft des zweiten Drehgliedes aufzunehmen. Hierbei kann das erste Drehglied mit dem zweiten Drehglied selbst dann gekoppelt werden, wenn der Durchmesser des ersten Drehgliedes größer oder kleiner als derjenige des zweiten Drehgliedes ist, so daß die ersten und zweiten Drehglieder ihre Größen nicht gegen­ seitig einschränken, wodurch beim Entwurf große Freiheit erzielt wird.

Da insbesondere das zweite Drehglied am Hohlrad des Planetengetriebes der Kraftübertragungsvorrichtung befe­ stigt ist und das erste Drehglied als Abtriebswelle der Kraftübertragungsvorrichtung verwendet wird, um das Hohl­ rad mit der Abtriebswelle der Kraftübertragungsvorrich­ tung zu koppeln, wird die Begrenzung der Durchmesser des Hohlrades und der Abtriebswelle beseitigt, wenn das Hohlrad und die Abtriebswelle gekoppelt sind, wodurch für den Entwurf große Freiheit sichergestellt wird.

Da die zweiten Vorsprünge an der inneren Umfangsfläche der an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades des Plane­ tengetriebes der Kraftübertragungsvorrichtung befestigten Platte ausgebildet und mit den ersten Vorsprüngen in Eingriff sind und da das Abtriebszahnrad an der äußeren Umfangsfläche der Abtriebswelle vorgesehen ist, können die Abmessungen des Hohlrades und des Abtriebszahnrades in axialer Richtung reduziert werden, indem sie in großer gegenseitiger Nähe angeordnet werden.

Da ferner das Abtriebszahnrad und die ersten Vorsprünge im wesentlichen senkrecht zueinander orientiert sind, wird die Notwendigkeit beseitigt, im Hinblick auf die Bearbeitung der Abtriebswelle zwischen dem Abtriebszahn­ rad und den ersten Vorsprüngen axiale Spalte vorzusehen, wodurch die axialen Abmessungen ebenfalls reduziert werden können, so daß sowohl ein hoher Grad von Freiheit bei der Konstruktion als auch eine Reduzierung der axia­ len Abmessungen des Hohlrades und des Abtriebszahnrades sichergestellt werden.

Da außerdem der mit den ersten Vorsprüngen in axialem Eingriff befindliche Sprengring als Anschlagelement verwendet wird und die Anschlagvorsprünge, die vom Unter­ brechungsabschnitt des Sprengrings radial vorstehen, mit den zweiten Vorsprüngen in axialen Eingriff sind, kann die auf das zweite Drehglied axial ausgeübte Schubkraft von den Anschlagvorsprüngen des Sprengrings sicher aufge­ nommen werden.

Claims (4)

1. Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertra­ gungsvorrichtungen, gekennzeichnet durch
mehrere erste Vorsprünge (7b), die in Umfangs­ richtung an einem ersten Drehglied (7) vorgesehen sind, das seinerseits an der Kraftübertragungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Vorsprünge (7b) axial vorstehen und zwischen sich Spalte (7c) bilden,
mehrere zweite Vorsprünge (6a), die an einem zweiten Drehglied (6) vorgesehen sind und mit dem ersten Drehglied (7) in Eingriff sind, wobei dieser Eingriff in Umfangsrichtung dadurch geschaffen wird, daß die zweiten Vorsprünge (6a) in die Spalte (7c) radial eingreifen, wobei die zweiten Vorsprünge (6a) am zweiten Drehglied (6) in die Spalte (7c) im ersten Drehglied (7) in der Weise eingeschoben sind, daß sich die zweiten Vorsprünge (6a) in Kontakt mit oder in der Nähe zu einer Spaltboden­ fläche (7e) befinden, und wobei die Bewegungen der zwei­ ten Vorsprünge (6a) in einer (R) der axialen Richtungen (R, L) durch gegenseitigen Eingriff der zweiten Vor­ sprünge (6a) und der Spaltbodenfläche (7e) begrenzt werden, und
ein Anschlagelement (10), das die Bewegungen der zweiten Vorsprünge (6a) in der anderen (L) der axialen Richtungen (R, L) begrenzt, an den ersten Vorsprüngen (7b) angebracht ist und eine Schubkraft des zweiten Drehgliedes (6) aufnimmt.

2. Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertra­ gungsvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste Drehglied eine Abtriebswelle (7) der Kraftübertragungsvorrichtung ist und das zweite Drehglied (6) an einem Hohlrad (5) eines in der Kraftübertragungs­ vorrichtung vorgesehenen Planetengetriebes (1) befestigt ist.

3. Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertra­ gungsvorrichtungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Abtriebswelle (7) der Kraftübertragungsvor­ richtung an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einem Ab­ triebszahnrad (7a) versehen ist und
das zweite Drehglied mit einer ringförmigen Platte (6) versehen ist, deren äußere Umfangsfläche an der inneren Umfangsfläche des Hohlrades (5) befestigt ist, wobei die zweiten Vorsprünge (6a) an der inneren Umfangsfläche der ringförmigen Platte (6) angebracht sind.

4. Drehglied-Kopplungsstruktur für Kraftübertra­ gungsvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß
das Anschlagelement als Sprengring (10) ausgebil­ det ist, welcher mit den ersten Vorsprüngen (7b) in axialem Eingriff ist und an diesen angebracht ist, und
am Unterbrechungsabschnitt des Sprengrings (10) radiale Anschlagvorsprünge (10a) vorgesehen sind, die mit den zweiten Vorsprüngen (6a) in axialem Eingriff ist.