ABGESTUFTES HOHLRAD

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Getriebesatz für eine Innenzahnradmaschine, wobei beide Stirnflächen des ersten Zahnrads jeweils eine Lauffläche umfassen, die axial durch eine erste Zahnraddicke beabstandet sind, und das zweite Zahnrad einen dickenreduzierten Bereich umfasst, der eine gegenüber der ersten Zahnraddicke reduzierte Zahnraddicke aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausgestaltung und Herstellung eines Getriebesatzes einer Innenzahnradmaschine, sowie eine Innenzahnradmaschine und eine Motor-Pumpe-Einheit.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] Es ist bekannt, Motor-Pumpe-Einheiten mit Innenzahnradmaschinen in vollaktiven Dämpfungssystemen von Kraftfahrzeugen einzusetzen. Dabei ist jeder Stoßdämpfer des Fahrzeuges mit einer ihm zugeordneten Motor-Pumpe-Einheit hydraulisch verbunden. Der Stoßdämpfer wird dadurch zu einem aktiven Element, über welches Kräfte aktiv in das Fahrwerk eingeleitet werden können. Diese Anwendung einer Innenzahnradmaschine in vollaktiven Dämpfungssystemen von Kraftfahrzeugen bringt spezielle Betriebszustände mit sich, welche außerhalb dieses speziellen Anwendungsbereichs in der Regel nicht auftreten. Im konkreten Fall wird die Innenzahnradmaschine häufig unter Druckbelastung reversiert, das heißt es wird an einem Hydraulikanschluss Druck aufgebaut und während dieser Druck noch ansteht, wird bereits die Drehrichtung der Innenzahnradmaschine umgekehrt.

[0003] Dabei werden in der Regel leckagekompensierte Innenzahnradmaschinen verwendet, in denen die axiale Leckagekompensation über sogenannte Axialdichtscheiben erfolgt, welche stirnseitig, arbeitsdruckabhängig, an den Getriebesatz (umfassend ein außenverzahntes Innenritzel und ein innenverzahntes Hohlrad) angedrückt werden, so dass die Zahnräder des Getriebesatzes auf den planen Axialdichtscheiben im Betrieb rotierend gleiten. Dazu weisen beide Zahnräder des Getriebesatzes jeweils auf beiden Stirnseiten plane Laufflächen auf, die sich in der Regel über die gesamten Stirnflächen der Zahnräder erstrecken. Die Axialdichtscheiben dichten die beiden hydraulischen Arbeits- bzw. Druckräume (Druck- und Saugseite) voneinander ab und vermeiden damit eine pumpeninterne Leckage, welche sich negativ auf den volumetrischen Wirkungsgrad der Innenzahnradmaschine auswirken würde. Die an den Axialscheiben angreifenden Kräfte sind daher so ausgelegt, dass immer eine resultierende Andruckkraft der Axialdichtscheiben auf die Stirnseiten des Getriebesatzes sichergestellt ist.

[0004] Eine derartige Motor-Pumpe-Einheit mit einer leckagekompensierten Innenzahnradmaschine für den Reversierbetrieb, die also als Innenzahnradpumpe und/oder als Hydraulikmotor arbeiten kann, ist beispielsweise aus der DE 10 2014 103 958 A1 bekannt.

[0005] Diese axiale Leckagekompensation erlaubt eine Reduzierung der pumpeninternen Leckage und damit einen sehr hohen volumetrischen Wirkungsgrad, generiert aber Reibung was sich negativ auf den hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad auswirkt.

[0006] Die axiale Leckagekompensation generiert darüber hinaus auch Umkehrgeräusche in der Innenzahnradmaschine, welche beim 'Losbrechen' des Getriebesatzes aus dem Stillstand oder beim langsamen Durchfahren des Nullpunkts der Drehgeschwindigkeit im Umkehrpunkt der Drehrichtung auftreten, da zunächst ein gewisses Grenz-Drehmoment aufgebaut werden muss, um den Getriebesatz in Rotation zu versetzen.

[0007] Zur Reduzierung bzw. Unterdrückung der Umkehrgeräusche kann zunächst die axiale Vorspannkraft der Axialscheiben minimiert werden. Diese kann allerdings nur bedingt reduziert werden, da die Vorspannkraft in jedem Betriebszustand sicherstellen muss, dass die Axialdichtscheiben auf dem Getriebesatz stirnseitig aufliegen. Würden die Axialscheiben dagegen während des Betriebes der Pumpe abheben, würde die bereits erwähnte Leckage auftreten, da abstehende Axialscheiben einen pumpeninternen Bypass zwischen den beiden Druck- bzw. Arbeitsräumen der Innenzahnradmaschine entstehen lassen würden.

[0008] Bei Anwendungen wie den vollaktiven Dämpfersystemen ist jedoch auch eine gute Korrelation zwischen der Drehzahl und dem Volumenstrom wichtig, etwa wenn die Drehzahl am elektrischen Antrieb der Motor-Pumpe-Einheit gemessen und darüber auf den Volumenstrom der Einheit geschlossen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, die Umkehrgeräusche zu reduzieren, einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erzielen, eine pumpeninterne Leckage zu unterdrücken und/oder den hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad zu verbessern.

[0010] Die Aufgabe wird gelöst durch einen Getriebesatz für eine Innenzahnradmaschine und ein Herstellungsverfahren dafür, sowie durch eine Innenzahnradmaschine und eine Motor-Pumpe-Einheit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0011] Der erfindungsgemäße Getriebesatz für eine Innenzahnradmaschine wird in an sich bekannter Art und Weise durch zwei Zahnräder mit jeweils zwei axialen Stirnflächen gebildet, das heißt der Getriebesatz umfasst zwei Zahnräder oder besteht daraus, nämlich einem Innenritzel und einem Hohlrad. Dabei weist zumindest das erste Zahnrad der beiden Zahnräder auf beiden gegenüberliegenden axialen Stirnflächen jeweils (genau) eine Lauffläche auf. Ein in Richtung der Rotationsachse des Zahnrads gemessener axialer Abstand der beiden Laufflächen ist die erste Zahnraddicke.

[0012] Dabei ist eine Lauffläche eines Zahnrads vorliegend ein Flächenabschnitt einer Stirnfläche des Zahnrads, der dazu vorgesehen bzw. geeignet ist, im Betrieb, das heißt bei Rotation des Zahnrads um seine Rotationsachse, auf einem korrespondierenden, in der Regel abschnittsweise oder vollständig planen, nicht rotierenden Axialdichtelement, zum Beispiel einer Axialdichtscheibe, zu gleiten. Dazu ist die Lauffläche ein vollständig bzw. an jeder Stelle planer bzw. ebener Flächenabschnitt der (axialen) Stirnfläche des Zahnrads. Die axiale Höhe der Stirnfläche des Zahnrads ist an jeder Stelle der Lauffläche gleich und vorbestimmt, das heißt die axiale Höhe der Lauffläche ist durchgängig konstant bzw. gleichbleibend. Entsprechend verläuft die (Oberfläche der) Lauffläche senkrecht zur Rotationsachse und die Flächennormale der Stirnfläche des Zahnrads zeigt an jeder Stelle der Lauffläche in Richtung der Rotationsachse.

[0013] Dabei erstreckt sich die Lauffläche im einfachsten Fall über die gesamte jeweilige Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads oder allgemein nur über einen Teilbereich der Stirnfläche.

[0014] Es ist dabei allgemein denkbar, dass die Lauffläche (beispielsweise die Gesamtheit der planen Bereiche auf der Stirnfläche mit vorbestimmter bzw. gleicher axialer Höhe auf einer gegebenen Stirnfläche) aus mehreren Flächenabschnitten besteht, die durch Flächenabschnitte mit unterschiedlicher, insbesondere geringerer axialer Höhe (Vertiefungen, Aussparungen, etc.) getrennt sind, während ein Flächenabschnitt durchgängig plan ist, und/oder dass die Lauffläche Flächenabschnitte mit unterschiedlicher, insbesondere geringerer axialer Höhe umschließt, welche dann entsprechend nicht Teil der Lauffläche sind. Vorzugsweise ist die Lauffläche jedoch durchgängig und/oder vollständig umlaufend um die Rotationsachse ausgebildet und/oder besteht aus einem einzigen (durchgängig planen) Flächenabschnitt. Die Lauffläche weist entsprechend auf der jeweiligen Stirnfläche zumindest einen durchgängigen bzw. unterbrechungsfreien Weg um die Rotationsachse herum auf. Beispielsweise umfasst oder bildet die Lauffläche auf der jeweiligen Stirnfläche einen planen, konzentrischen und rotationssymmetrischen Flächenabschnitt um die Rotationsachse, so dass die Lauffläche sich durchgängig bzw. unterbrechungsfrei zwischen einem Minimaldurchmesser und einem größeren Maximaldurchmesser auf der Stirnfläche erstreckt und dort insbesondere keine Hervorstehungen und/oder Vertiefungen (das heißt Bereiche mit größerer oder kleinerer axialer Höhe) vorliegen. Im Falle einer rotationssymmetrischen Lauffläche sind die Stirnflächen der Zahnradzähne nicht Teil der Lauffläche. Bevorzugt umfasst die Lauffläche auch die axialen Stirnflächen der Zahnradzähne, so dass die Lauffläche beispielsweise einen um die Rotationsachse konzentrischen und drehsymmetrischen Flächenabschnitt mit einer n-zähligen Drehsymmetrie bildet (wobei n die Anzahl der Zähne des Zahnrads ist), der entsprechend zwischen einem Minimaldurchmesser und dem Maximaldurchmesser durchgängig plan bzw. eben ist. Der Minimaldurchmesser ist beispielsweise gleich null oder gleich dem/einem Innendurchmesser des Zahnrads. Der Maximaldurchmesser ist beispielsweise gleich dem/einem Außendurchmesser des Zahnrads.

[0015] Wie bereits erwähnt, erstreckt sich im einfachsten Fall die Lauffläche (flächenmäßig) über 100% bzw. über die gesamte Stirnfläche des ersten Zahnrads, so dass die Lauffläche durch die (gesamte) Stirnfläche des ersten Zahnrads gebildet wird. Allgemein erstreckt sich die Lauffläche über einen Teilbereich bzw. über genau oder wenigstens einen (durchgängigen) Flächenabschnitt der Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads mit einer (Gesamt-)Fläche von 10% bis 100% der Stirnfläche des Zahnrads, beispielsweise über 10%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% oder 100% der Stirnfläche, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Wertebereichs darstellen kann.

[0016] Dabei wird die Lauffläche bevorzugt durch Schleifen (beispielsweise als letztem Herstellungsschritt, der diese Stelle der Stirnfläche betrifft), etwa unter Rotation des Zahnrads um seine Rotationsachse, geschaffen, so dass die Lauffläche geschliffen ist bzw. eine geschliffenen Oberfläche der Stirnfläche des Zahnrads bildet.

[0017] Wird das erste, das heißt das die Lauffläche umfassende Zahnrad durch das Innenritzel des Getriebesatzes gebildet, so ist der Maximaldurchmesser der Lauffläche bevorzugt ein/der Zahnkopf-Kreisdurchmesser, das heißt der Außendurchmesser des Innenritzels, so dass sich die Lauffläche des Innenritzels besonders bevorzugt über die gesamte Stirnfläche des Innenritzels außerhalb des Minimaldurchmessers der Lauffläche erstreckt und entsprechend die axialen Stirnflächen der Zahnradzähne umfasst. Der Minimaldurchmesser der Lauffläche ist dabei bevorzugt kleiner als ein/der Zahnfuß-Kreisdurchmesser des Innenritzels und ist besonders bevorzugt gleich null oder gleich einem Innendurchmesser des Innenritzels (etwa an einer Wellenaufnahme).

[0018] Wird das erste, das heißt das die Lauffläche umfassende Zahnrad durch das Hohlrad des Getriebesatzes gebildet, so ist der Minimaldurchmesser der Lauffläche bevorzugt ein/der Zahnkopf-Kreisdurchmesser, das heißt der Innendurchmesser des Hohlrads, so dass sich die Lauffläche des Hohlrads besonders bevorzugt über die gesamte Stirnfläche des Hohlrads innerhalb des Maximaldurchmessers der Lauffläche erstreckt und entsprechend die axialen Stirnflächen der Zahnradzähne umfasst. Der Maximaldurchmesser der Lauffläche ist dabei bevorzugt größer als ein/der Zahnfuß-Kreisdurchmesser des Hohlrads und ist besonders bevorzugt gleich einem Außendurchmesser des Hohlrads.

[0019] Erfindungsgemäß weist weiterhin das zweite Zahnrad des Getriebesatzes wenigstens oder genau einen dickenreduzierten Bereich auf. In dem oder den dickenreduzierten Bereich(en) besitzt ein Zahnrad durchgängig (das heißt an jeder Stelle des dickenreduzierten Bereichs) eine gegenüber der ersten Zahnraddicke reduzierte (axiale) Zahnraddicke. Ein dickenreduzierter Bereich bildet somit einen verjüngten, abgestuften und/oder abgesetzten Bereich. Allgemein kann ein Zahnrad mehrere, insbesondere unterschiedlich ausgeprägte dickenreduzierte Bereiche umfassen, beispielsweise mit unterschiedlicher axialer Höhe. Dabei ist allgemein eine Zahnraddicke die axiale Zahnraddicke des Zahnrads, das heißt die in Richtung der Rotations- bzw. Symmetrieachse des jeweiligen Zahnrads (an der jeweiligen Stelle der Stirnfläche des Zahnrads) gemessene (axiale) Breite bzw. Abmessung des Zahnrads.

[0020] Gegenüber dem Stand der Technik, in welchem die kompletten Stirnflächen beider Zahnräder des Getriebesatzes die jeweiligen Laufflächen bilden, reduziert sich erfindungsgemäß durch das Vorsehen zumindest eines dickenreduzierten Bereichs in dem Getriebesatz die Gesamtgröße der Reibfläche. Entsprechend wird im Betrieb die Reibung reduziert bzw. der hydraulischmechanische Wirkungsgrad erhöht und auch das Auftreten und/oder die Intensität des Umkehrgeräusches reduziert oder ganz vermieden.

[0021] Allgemein kann ein gegebener dickenreduzierter Bereich an verschiedenen Stellen auf der Stirnfläche des Zahnrads unterschiedliche Zahnraddicken und an seinen stirnseitigen bzw. axialen Oberflächen unterschiedliche axiale Höhen aufweisen. Bevorzugt ist der dickenreduzierte Bereich (oder einer der dickenreduzierten Bereiche) jedoch ein planer dickenreduzierter Bereich, in welchem beide axiale bzw. stirnseitige Oberflächen, die jeweils auf den beiden voneinander abgewandten Stirnflächen des Zahnrads angeordnet sind, (vollständig bzw. durchgängig) plane bzw. ebene Flächenabschnitte der jeweiligen Stirnfläche des Zahnrads bilden und/oder in welchem die jeweiligen axialen Höhen beider stirnseitigen Oberflächen an jeder Stelle jeweils gleich, identisch und/oder vorgegeben sind. In diesem Fall verläuft die gesamte Oberfläche bzw. Stirnfläche des dickenreduzierten Bereichs senkrecht zur Rotationsachse, die Flächennormale der Stirnfläche des Zahnrads zeigt an jeder Stelle des dickenreduzierten Bereichs in Richtung der Rotationsachse und auch die reduzierte Zahnraddicke ist auf dem gesamten dickenreduzierten Bereich gleichbleibend, konstant und/oder vorgegeben. Besonders bevorzugt sind die (beide) stirnseitige Oberflächen eines (planen) dickenreduzierten Bereichs auch als Lauffläche geeignet bzw. ausgebildet.

[0022] Dabei erstreckt sich eine Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs im einfachsten Fall über die gesamte jeweilige Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads oder allgemein nur über einen Teilbereich der Stirnfläche.

[0023] Insbesondere bei einem planen dickenreduzierten Bereich ist es allgemein möglich, dass die (plane) Oberfläche aus mehreren Flächenabschnitten besteht, die durch Flächenabschnitte mit unterschiedlicher, insbesondere geringerer axialer Höhe (Vertiefungen, Aussparungen, etc.) getrennt sind, und/oder dass die (plane) Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs Flächenabschnitte mit unterschiedlicher, insbesondere geringerer axialer Höhe umschließt. Vorzugsweise ist die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs jedoch durchgängig und/oder vollständig umlaufend um die Rotationsachse ausgebildet und/oder besteht aus einem einzigen (durchgehenden) Flächenabschnitt. Die (plane) Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs weist entsprechend auf der jeweiligen Stirnfläche zumindest einen durchgängigen bzw. unterbrechungsfreien Weg um die Rotationsachse herum auf. Beispielsweise umfasst oder bildet die Oberfläche des planen dickenreduzierten Bereichs auf der jeweiligen Stirnfläche einen planen, konzentrischen und rotationssymmetrischen Flächenabschnitt um die Rotationsachse, so dass die plane Oberfläche sich durchgängig bzw. unterbrechungsfrei zwischen einem Minimaldurchmesser und einem größeren Maximaldurchmesser auf der Stirnfläche erstreckt und dort insbesondere keine Hervorstehungen und/oder Vertiefungen (das heißt Bereiche mit größerer oder kleinerer axialer Höhe) vorliegen. Im Falle einer rotationssymmetrischen Oberfläche sind die Stirnflächen der Zahnradzähne nicht Teil der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs. Alternativ umfasst die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs auch die axialen Stirnflächen der Zahnradzähne, so dass die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs beispielsweise einen um die Rotationsachse konzentrischen und drehsymmetrischen Flächenabschnitt mit einer n-zähligen Drehsymmetrie bildet (wobei n die Anzahl der Zähne des Zahnrads ist), der entsprechend zwischen einem Minimaldurchmesser und dem Maximaldurchmesser durchgängig plan bzw. eben ist. Der Minimaldurchmesser ist beispielsweise gleich null oder gleich dem/einem Innendurchmesser des Zahnrads. Der Maximaldurchmesser ist beispielsweise gleich dem/einem Außendurchmesser des Zahnrads.

[0024] Wie bereits erwähnt, kann sich der dickenreduzierte Bereich über das gesamte Zahnrad erstrecken, so dass sich auf einer gegebenen Stirnfläche des Zahnrads die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs (flächenmäßig) über 100% der Stirnfläche des Zahnrads erstreckt und somit die gesamte Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs bildet. Allgemein erstreckt sich die Oberfläche des wenigstens oder genau einen dickenreduzierten Bereichs über einen Teilbereich der Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads mit einer (Gesamt)-Fläche von 10% bis 100% der Stirnfläche des Zahnrads, beispielsweise über 10%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%, 95% oder 98% der Stirnfläche, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Wertebereichs darstellen kann.

[0025] Im Falle eines planen dickenreduzierten Bereichs werden dessen plane Oberflächen bevorzugt durch Schleifen (beispielsweise als letztem Herstellungsschritt, der diese Stelle der Stirnfläche betrifft), etwa unter Rotation des Zahnrads um seine Rotationsachse, geschaffen, so dass die plane Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs geschliffen ist bzw. einen geschliffenen Flächenabschnitt der Stirnfläche des Zahnrads bildet.

[0026] Wird das zweite bzw. das den dickenreduzierten Bereich umfassende Zahnrad durch das Hohlrad des Getriebesatzes gebildet, so ist der Maximaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs bevorzugt ein/der Außendurchmesser des Hohlrads, so dass sich die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs besonders bevorzugt über die gesamte Stirnfläche des Hohlrads außerhalb des Minimaldurchmessers des dickenreduzierten Bereichs erstreckt. Der Minimaldurchmesser der Lauffläche ist dabei bevorzugt größer als ein/der Zahnfuß-Kreisdurchmesser des Hohlrads oder gleich einem Innendurchmesser des Hohlrads.

[0027] Wird das zweite bzw. das den dickenreduzierten Bereich umfassende Zahnrad durch das Innenritzel des Getriebesatzes gebildet, so ist der Minimaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs bevorzugt gleich null oder ein/der Innendurchmesser des Innenritzels (etwa an einer Wellenaufnahme), so dass sich die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs besonders bevorzugt über die gesamte Stirnfläche des Innenritzels innerhalb des Maximaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs erstreckt. Der Maximaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs ist dabei bevorzugt kleiner als ein/der Zahnfuß-Kreisdurchmesser des Innenritzels und/oder gleich einem Außendurchmesser des Innenritzels.

[0028] Bevorzugt weist eine Lauffläche die größte axiale Höhe auf der jeweiligen Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads auf. Mit anderen Worten bildet bevorzugt eine Lauffläche die axial am weitesten außen liegende bzw. von einer axialen Mittenebene des jeweiligen Zahnrads am weitesten entfernte Oberfläche der jeweiligen Stirnfläche des Zahnrads. Weisen die durch die erste Zahnraddicke axial beabstandeten Laufflächen auf beiden Stirnflächen eines Zahnrads die größte axiale Höhe auf, so bildet die erste Zahnraddicke zugleich die maximale Dicke des Zahnrads. Besonders bevorzugt bildet die erste Zahnraddicke auch die maximale (axiale) Dicke bzw. Zahnraddicke des gesamten Getriebesatzes.

[0029] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebesatzes weisen auf dem zweiten Zahnrad die beiden axialen Oberflächen des dickenreduzierten Bereichs die größte axiale Höhe der gesamten jeweiligen Stirnfläche des jeweiligen Zahnrads auf. Mit anderen Worten bildet bevorzugt die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs die axial am weitesten au-ßen liegende bzw. von der axialen Mittenebene des Zahnrads entfernte Oberfläche der jeweiligen Stirnfläche des Zahnrads. Entsprechend weist das zweite Zahnrad an jeder Stelle eine gegenüber der ersten Zahnraddicke reduzierte Zahnraddicke auf, so dass das zweite Zahnrad vollständig aus einem oder mehreren dickenreduzierten Bereichen besteht. Die maximale Dicke des zweiten Zahnrads ist in diesem Fall kleiner als die erste Zahnraddicke. Bevorzugt besteht das zweite Zahnrad aus genau einem vorzugsweise planen, dickenreduzierten Bereich, das heißt der dickenreduzierte Bereich erstreckt sich über das gesamte zweite Zahnrad. Entsprechend bestehen beide Stirnflächen des zweiten Zahnrads (vollständig) jeweils aus der/den stirnseitigen Oberflächen des/der dickenreduzierten Bereichs/Bereiche. Vorzugsweise liegt die Dickenreduktion, das heißt die Differenz zwischen der reduzierten Zahnraddicke des dickenreduzierten Bereichs und der ersten Zahnraddicke der Laufflächen des ersten Zahnrads, im Bereich zwischen 4 µm und 10 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 2 µm und 50 µm und/oder beträgt beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40 oder 50 µm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann. In dieser bevorzugen Ausgestaltung weist das zweite Zahnrad keine Laufflächen auf, welche durch die erste Zahnraddicke axial beabstandet sind.

[0030] In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebesatzes bzw. des zweiten Zahnrads umfassen beide Stirnflächen des zweiten Zahnrads die jeweilige stirnseitige Oberfläche des wenigstens oder genau einen dickenreduzierten Bereichs und zusätzlich eine Lauffläche oder bestehen daraus, wobei die Laufflächen der beiden Stirnflächen axial durch die erste Zahnraddicke beabstandet sind. Die Laufflächen des zweiten Zahnrads bilden somit neben den Laufflächen des ersten Zahnrads weitere Laufflächen in dem Getriebesatz und können dabei die bereits oben beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale aufweisen. Bevorzugt weisen auch auf dem zweiten Zahnrad die Laufflächen die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche auf.

[0031] Das Vorhandensein von Laufflächen, die durch die erste Zahnraddicke axial beabstandet sind, auf dem zweiten Zahnrad gestattet es, die Dickenreduktion, das heißt Dickendifferenz zwischen der reduzierte Zahnraddicke des dickenreduzierten Bereichs des zweiten Zahnrads und der ersten Zahnraddicke der Laufflächen, größer zu wählen. Die Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs des zweiten Zahnrads beträgt bevorzugt wenigstens 2, 4, 6, 10, 20, 50, 100, 200 oder 500 µm oder liegt im Bereich zwischen 4 µm und 10 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 2 µm und 50 µm und/oder beträgt beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40 oder 50 µm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann. Bevorzugt grenzen auf jeder Stirnfläche des zweiten Zahnrads die jeweilige Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und die jeweilige Lauffläche unmittelbar aneinander, besonders bevorzugt entlang einer konzentrischen und/oder geschlossenen Kreisbahn um die Rotationsachse des zweiten Zahnrads. Dabei kann allgemein die Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs durch einen axialen Höhenunterschied zwischen der Lauffläche und der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs auf nur einer der beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads realisiert sein, während beispielsweise auf der gegenüberliegenden Stirnfläche die Lauffläche und die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs einen durchgängig planen Flächenabschnitt der Stirnfläche bilden. Bevorzugt weisen die Oberflächen des dickenreduzierten Bereichs jedoch auf beiden Stirnflächen eine geringere axiale Höhe auf als die jeweiligen Laufflächen, so dass bevorzugt auf beiden Stirnflächen in radialer Richtung ein konzentrischer und/oder stufenförmiger Übergang zwischen diesen Flächenabschnitten auf der Stirnfläche vorliegt. Weiter bevorzugt ist auf beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads der axiale Höhenunterschied zwischen jeweils der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und der (angrenzenden) Lauffläche gleich groß und/oder beträgt die Hälfte der Dickenreduktion. Das zweite Zahnrad ist besonders bevorzugt spiegelsymmetrisch bezüglich seiner axialen Mittenebene ausgestaltet.

[0032] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebesatzes weisen auf beiden Stirnflächen des ersten Zahnrads die Laufflächen jeweils die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche auf, wie dies bereits weiter oben detailliert beschrieben ist.

[0033] Im einfachsten Fall bilden die Laufflächen des ersten Zahnrads dabei die gesamten Stirnflächen, wie dies ebenfalls bereits weiter oben detailliert beschrieben ist. In einer alternativen Ausgestaltung des Getriebesatzes bzw. des ersten Zahnrads umfasst auch das erste Zahnrad einen dickenreduzierten Bereich, so dass beide Stirnflächen des ersten Zahnrads die jeweilige Lauffläche und eine stirnseitige Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs umfassen oder daraus bestehen. Der dickenreduzierte Bereich des ersten Zahnrads bildet somit zusätzlich zu dem oder den dickenreduzierten Bereich(en) des zweiten Zahnrads in dem Getriebesatz wenigstens einen weiteren dickenreduzierten Bereich. Der dickenreduzierte Bereich und dessen stirnseitige Oberflächen können dabei die bereits oben beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale aufweisen.

[0034] Das Vorhandensein von Laufflächen auf dem ersten Zahnrad gestattet es wiederum, auf dem ersten Zahnrad eine wie bereits oben beschriebene größere Dickenreduktion zu wählen. Die Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs des ersten Zahnrads beträgt bevorzugt wenigstens 2, 4, 6, 10, 20, 50, 100, 200 oder 500 µm oder liegt im Bereich zwischen 4 µm und 10 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 2 µm und 50 µm und/oder beträgt beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40 oder 50 µm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0035] Bevorzugt grenzen auf jeder Stirnfläche des ersten Zahnrads die jeweilige Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und die jeweilige Lauffläche unmittelbar aneinander, besonders bevorzugt entlang einer konzentrischen und/oder geschlossenen Kreisbahn um die Rotationsachse des ersten Zahnrads. Dabei kann allgemein die Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs durch einen axialen Höhenunterschied zwischen der Lauffläche und der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs auf nur einer der beiden Stirnflächen des ersten Zahnrads realisiert sein, während beispielsweise auf der gegenüberliegenden Stirnfläche die Lauffläche und die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs einen durchgängig planen Flächenabschnitt der Stirnfläche bilden. Bevorzugt weisen die Oberflächen des dickenreduzierten Bereichs jedoch auf beiden Stirnflächen eine geringere axiale Höhe auf als die jeweiligen Laufflächen, so dass bevorzugt auf beiden Stirnflächen in radialer Richtung ein konzentrischer und/oder stufenförmiger Übergang zwischen diesen Flächenabschnitten auf der Stirnfläche vorliegt. Weiter bevorzugt ist auf beiden Stirnflächen des ersten Zahnrads der axiale Höhenunterschied zwischen jeweils der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und der (angrenzenden) Lauffläche gleich groß und/oder beträgt die Hälfte der Dickenreduktion. Das erste Zahnrad ist dabei besonders bevorzugt spiegelsymmetrisch bezüglich seiner axialen Mittenebene ausgestaltet.

[0036] In dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird in einem ersten Schritt zunächst ein Getriebesatz mit zwei Zahnrädern bereitgestellt, nämlich einem Innenritzel und einem Hohlrad. Dabei umfasst jede axiale Stirnfläche der beiden Zahnräder jeweils (zumindest) eine Lauffläche. Die auf gegenüberliegenden Stirnflächen angeordneten Laufflächen sind dabei axial durch die erste Zahnraddicke beabstandet. Die Laufflächen der Stirnflächen erstrecken sich in dem bereitgestellten Getriebesatz jeweils in zumindest einem Teilbereich der jeweiligen Stirnfläche, insbesondere zumindest in den zu schaffenden Laufflächen und bevorzugt auch in den Oberflächen der zu schaffenden dickenreduzierten Bereiche. Bevorzugt erstrecken sich die Laufflächen auf beiden Stirnflächen beider Zahnräder jeweils über die gesamte Stirnfläche.

[0037] Dieses Bereitstellen der Zahnräder des Getriebesatzes geschieht vorzugsweise durch gemeinsames stirnseitiges Schleifen beider Zahnräder, das heißt beide Zahnräder des Getriebesatzes werden beispielsweise zeitgleich und/oder in derselben Schleifvorrichtung geschliffen und/oder dem identischen Schleifprozess unterworfen. Dies gestattet eine kostengünstige und hochpräzise Herstellung der bereitzustellenden Zahnräder, insbesondere derart dass sämtliche Laufflächen eines gegebenen Zahnrads durch die erste Zahnraddicke axial beabstandet sind.

[0038] Dabei werden die Zahnräder bevorzugt über die gesamte jeweilige Stirnfläche hinweg geschliffen und bevorzugt die gesamten Stirnflächen durchgängig bzw. vollflächig geschliffen (nämlich wenn auf den Stirnflächen keine Aussparungen und/oder Vertiefungen bzw. dickenreduzierten Bereichen vorhanden sind). Entsprechend sind die Laufflächen der bereitgestellten Zahnräder bzw. des bereitgestellten Getriebesatzes geschliffene Flächen und/oder die axial am weitesten außenliegenden Oberflächen der jeweiligen Stirnfläche der bereitgestellten Zahnräder bzw. des bereitgestellten Getriebesatzes.

[0039] Erfindungsgemäß wird anschließend der zu schaffende, dickenreduzierte Bereich zumindest des zweiten Zahnrads durch (ein gegebenenfalls weiteres bzw. zusätzliches) Schleifen des zweiten Zahnrads geschaffen, welches über die gesamte Stirnfläche hinweg oder nur bereichsweise, nämlich auf dem zu schaffenden dickenreduzierten Bereich, auf genau einer oder auf beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads geschieht. Im letzteren Fall wird auf beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads Material abgeschliffen, so dass gegenüber der bereitgestellten und/oder - im Falle eines nur bereichsweisen Schleifens - gegenüber der übrigen, verbleibenden Stirn- bzw. Lauffläche des zweiten Zahnrads auf beiden Stirnflächen eine Oberfläche mit reduzierter axialer Höhe geschaffen wird. Diese stirnseitige Höhenreduktion ist bevorzugt auf beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads gleich groß und beträgt die Hälfte der Dickenreduktion (Dickendifferenz zwischen der reduzierten Zahnraddicke und der ersten Zahnraddicke). Alternativ kann der dickenreduzierte Bereich durch (nur) einseitiges Schleifen geschaffen werden, so dass die reduzierte axiale Höhe gleich der Dickenreduktion ist. Dieses weitere Schleifen des zweiten Zahnrads geschieht vorzugsweise in einem sich unmittelbar an das gemeinsame Schleifen anschließenden Verfahrensschritt und/oder in derselben Schleifvorrichtung und/oder dem identischen Schleifprozess wie das gemeinsame Schleifen.

[0040] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird - zum Schaffen eines dickenreduzierten Bereichs auch auf dem ersten Zahnrad - zusätzlich auch das erste Zahnrad einem weiteren bzw. zusätzlichen bereichsweisen Schleifen unterzogen. Auch hier wird bevorzugt Material auf beiden Stirnflächen abgeschliffen, so dass gegenüber der übrigen Stirnfläche, die im einfachsten Fall die jeweilige Lauffläche bildet, eine Oberfläche mit reduzierter axialer Höhe geschaffen wird. Diese stirnseitige Höhenreduktion ist bevorzugt auf beiden Stirnflächen des ersten Zahnrads gleich groß und beträgt die Hälfte der Dickenreduktion (Dickendifferenz zwischen der reduzierten Zahnraddicke und der ersten Zahnraddicke). Dieses weitere Schleifen des ersten Zahnrads geschieht vorzugsweise in einem sich unmittelbar an das gemeinsame Schleifen oder das Schleifen des zweiten Zahnrads sich anschließenden Verfahrensschritt und/oder in derselben Schleifvorrichtung und/oder einem identischen Schleifprozess. Dieses weitere bereichsweise Schleifen des ersten Zahnrads kann allgemein die gleichen Ausgestaltungsmerkmale aufweisen wie das zuvor beschriebene bereichsweise Schleifen des zweiten Zahnrads und insbesondere nur einseitig vorgesehen werden.

[0041] Dabei findet besonders bevorzugt das bereichsweise Schleifen von erstem und/oder zweitem Zahnrad ausschließlich außerhalb der Stirnflächen der Zahnradzähne statt, so dass der dickenreduzierte Bereich auf erstem und/oder zweitem Zahnrad besonders bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

[0042] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebesatzes weisen beide Laufflächen des ersten Zahnrads jeweils die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche auf. Im einfachsten Fall erstreckt sich jede Lauffläche jeweils auf die gesamte Stirnfläche des ersten Zahnrads. Weiterhin ist der dickenreduzierte Bereich des zweiten Zahnrads ein planer dickenreduzierter Bereich, dessen stirnseitige Oberflächen auf den jeweiligen Stirnflächen jeweils die größte axiale Höhe besitzen. Im einfachsten Fall erstreckt sich der dickenreduzierte Bereich über das gesamte zweite Zahnrad, so dass die Oberflächen des dickenreduzierten Bereichs sich über die gesamte jeweilige Stirnfläche des zweiten Zahnrads erstrecken. Ein derart ausgestalteter Getriebesatz erfordert kein bereichsweises Schleifen und/oder kann ausschließlich durch Schleifen über die gesamte Stirnfläche der Zahnräder hergestellt werden, was den Herstellungsprozess vereinfacht und kostengünstig gestaltet.

[0043] Bei dieser Ausgestaltung liegt die Dickenreduktion, das heißt die Dickendifferenz zwischen der reduzierten Zahnraddicke des dickenreduzierten Bereichs des zweiten Zahnrads und der ersten Zahnraddicke des ersten Zahnrads, bevorzugt im Bereich zwischen 4 µm und 10 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 2 µm und 50 µm und/oder beträgt beispielsweise 2, 3, 4, 5, 7, 10, 20, 30, 40 oder 50 µm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0044] Auf einem oder jedem Zahnrad des Getriebesatzes sind bevorzugt die beiden auf den gegenüberliegenden Stirnflächen des Zahnrads angeordneten Laufflächen in axialer Richtung auf dem jeweiligen Zahnrad bevorzugt überlappend und/oder besonders bevorzugt kongruent bzw. spiegelsymmetrisch (bezüglich einer Mitten- bzw. Symmetrieebene des Zahnrads, die senkrecht auf der Rotationsachse des Zahnrads steht) angeordnet, so dass die beiden Laufflächen hinsichtlich Form, Lage, Größe, Flächeninhalt, etc. auf den beiden Stirnflächen zueinander korrespondierend, das heißt spiegelbildlich und/oder identisch ausgebildet sind. Entsprechend weist das Zahnrad genau oder zumindest im Überlappungsbereich beider Laufflächen bzw. (bei kongruenter Anordnung der Laufflächen) auf der gesamten Laufflächen einer Stirnfläche, eine gleichbleibende, konstante und/oder vorgegebene Zahnraddicke auf, die gleich der ersten Zahnraddicke ist.

[0045] Weiterhin ist bevorzugt das erste und/oder das zweite Zahnrad vollständig spiegelsymmetrisch bezüglich der Mitten- bzw. Symmetrieebene des ersten Zahnrads ausgebildet und/oder weist (gegebenenfalls abgesehen von einer eventuellen Wellenaufnahme) eine n-zählige Drehsymmetrie bezüglich der Rotationsachse auf (mit n gleich der Anzahl der Zähne des jeweiligen Zahnrads).

[0046] Bevorzugt ist das erste Zahnrad das Innenritzel und das zweite Zahnrad das Hohlrad des Getriebesatzes oder das erste Zahnrad ist das Hohlrad und das zweite Zahnrad das Innenritzel des Getriebesatzes.

[0047] Bevorzugt ist das erste und/oder das zweite Zahnrad einstückig ausgebildet, das heißt es ist aus einem Stück gefertigt und/oder ein aus einem homogenen Material aufgebautes Werkstück. Dabei bestehen erstes und zweites Zahnrad aus unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material. Alternativ ist das erste und/oder das zweite Zahnrad einteilig ausgebildet, das heißt es ist aus einer Vielzahl von (einstückigen) Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien oder aus jeweils dem gleichen Material üblicherweise untrennbar bzw. irreversibel zusammengefügt, insbesondere vor einem stirnseitigen Schleifen während der Herstellung. Die Oberflächen bzw. die Stirnseiten von erstem und/oder zweitem Zahnrad sind bevorzugt gehärtet, vergütet und/oder gesintert. Das verwendete Material (bzw. jedes der verwendeten Materialien) ist in der Regel ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere Stahl, Messing, Gußeisen, Aluminium und/oder Kupfer.

[0048] Bevorzugt liegt der (Außen-)Durchmesser des Innenritzels im Bereich zwischen 5 und 100 mm und beträgt beispielsweise 5, 10, 20, 30, 50, 70 oder 100 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0049] Bevorzugt liegt die Anzahl der Zähne des Innenritzels im Bereich zwischen 10 und 40 und beträgt beispielsweise 10, 12, 15, 20, 25, 30 oder 40 Zähne, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0050] Bevorzugt liegt der (Außen-)Durchmesser des Hohlrads im Bereich zwischen 20 und 150 mm und beträgt beispielsweise 20, 30, 40, 50, 70, 100, 120 oder 150 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0051] Bevorzugt liegt der Innendurchmesser bzw. Zahnkopf-Kreisdurchmesser des Hohlrads im Bereich zwischen 10 und 140 mm und beträgt beispielsweise 10, 20, 30, 50, 60, 90, 110 oder 140 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0052] Bevorzugt liegt die Anzahl der Zähne des Hohlrads im Bereich zwischen 12 und 50 und beträgt beispielsweise 12, 15, 20, 25, 30, 40 oder 50 Zähne, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0053] Bevorzugt liegt das Verhältnis der Anzahl der Zähne von Innenritzel zu Hohlrad im Bereich zwischen 2:3 und 4:5 und beträgt beispielsweise 2:3, 2,5:3,5, 3:4, 3,5:4,5 oder 4:5, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0054] Bevorzugt liegt die erste Zahnraddicke im Bereich zwischen 5 und 50 mm und beträgt beispielsweise 5, 8, 10, 13, 15, 20, 25, 30, 40 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des Wertebereichs darstellen kann.

[0055] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Innenzahnradmaschine (Innenzahnradpumpe, Hydraulikmotor, etc.) mit einem wie oben beschriebenen Getriebesatz. In an sich bekannter Art und Weise umfasst die Innenzahnradmaschine weiterhin axiale Dichtelemente, vorzugsweise in Form von einer oder zwei Axialdichtscheiben oder axialen Gehäuseteilen oder -abschnitten, die zur Kompensation bzw. Unterdrückung einer axialen Leckage dienen. Bevorzugt handelt es sich dabei um axial bewegliche und/oder mit Eigendruck beaufschlagte Axialdichtscheiben, wie sie beispielsweise in der DE 10 2014 103 958 A1 beschrieben sind. Der Inhalt dieser Schrift, insbesondere der Abschnitt "Innenzahnradmaschine und "Axialkompensation" wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Schrift aufgenommen. Die Axialdichtscheiben weisen dabei eine zu dem Getriebesatz korrespondierende Oberfläche auf, bevorzugt eine plane Gleit- und/oder Lauffläche, die Vertiefungen oder Durchbrechungen aufweisen kann, jedoch zumindest im Laufbereich der Zahnräder des Getriebesatzes keine Erhöhungen aufweist und für das stirnseitige, rotierende Gleiten der Zahnräder eingerichtet ist.

[0056] Bevorzugt umfasst die Innenzahnradmaschine weiterhin ein Gehäuse mit Hydraulikanschlüssen, insbesondere zwei Hydraulikanschlüsse für den Vor- und Rücklauf zu/von einem Verbraucher, insbesondere einem Stoßdämpfer. Weiterhin umfasst die Innenzahnradmaschine bevorzugt ein Arbeitsfluid, insbesondere ein Hydraulikfluid, bevorzugt ein Getriebeöl und/oder Pentosin CHF 11S (von FUCHS PETROLUB SE ehemals Deutsche Pentosin-Werke GmbH) und/oder mit einer (kinematischen) Viskosität zwischen 500 und 3 x 10^-6 m²/s im Temperaturbereich zwischen -30 °C und 150 °C, insbesondere 17 bis 20 x 10^-6 m²/s bei 40°C. Dabei ist die Innenzahnradmaschine bevorzugt für einen Arbeitsdruck von (bis zu) 10, 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200 oder 250 bar ausgelegt.

[0057] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Motor-Pumpe-Einheit mit einer wie oben beschriebenen Innenzahnradmaschine. In an sich bekannter Art und Weise umfasst die Motor-Pumpe-Einheit weiterhin eine mechanische Antriebswelle, die das Innenritzel mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor oder Elektromotorgenerator verbindet und im Betrieb Drehomente zwischen Motor und Innenritzel bzw. Innenzahnradmaschine überträgt. Bevorzugt ist die Motor-Pumpe-Einheit ausgelegt im Wechsel- bzw. Reversierbetrieb zu arbeiten, das heißt abwechselnd als Innenzahnradpumpe, die von dem Elektromotor mechanisch angetrieben wird, und/oder als Hydraulikmotor, der den Elektromotorgenerator mechanisch antreibt. Weiterhin umfasst die Motor-Pumpe-Einheit bevorzugt eine geeignete elektronische Ansteuereinheit ECU für den Motor, die insbesondere für maximale Reversier- bzw. Umkehrfrequenzen bis 10 Hz, bis 20 Hz, bis 30 Hz oder bis 50 Hz ausgelegt ist. Bevorzugt ist die Motor-Pumpe-Einheit eine Baueinheit, in der die elektronische Ansteuereinheit, der Motor und die Innenzahnradmaschine fest miteinander verbunden und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das bevorzugt Luft- , Wasser- und/oder Spritzwasser-dicht ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0058] Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind lediglich schematische Darstellungen und die Erfindung ist nicht auf die speziellen, dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Figuren 1A, 1B, 1C

zeigen Ansichten eines Getriebesatzes, einer Innenzahnradmaschine und einer Motor-Pumpe-Einheit, und

Figur 2A

zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines in dem Herstellungsverfahren bereitgestellten Getriebesatzes, und

Figuren 2B, 2C, 2D

zeigen Schnittansichten von Ausführungsbeispielen von Getriebesätzen mit dickenreduzierten Bereichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0059] In den Figuren 1A bis 1C sind jeweils die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile eines Getriebesatzes, einer Innenzahnradmaschine 10 und einer Motor-Pumpe-Einheit dargestellt.

[0060] Darüberhinausgehende Details können beispielsweise der bereits obengenannten Schrift DE 10 2014 103 958 A1 entnommen werden.

[0061] Der Getriebesatz umfasst zunächst ein außenverzahntes Innenritzel 11 sowie ein innenverzahntes Hohlrad 12, die exzentrisch ineinander greifen und je nach Drehrichtung ein Arbeits- bzw. Hydraulikfluid zwischen zwei, unter anderem durch ein Radialdichtelement 13 getrennte Arbeits- bzw. Druckräume pumpen. Dabei dient das auch als Sichelelement bezeichnete Radialdichtelement 13 der radialen Leckagekompensation bzw. -abdichtung zwischen den beiden daran angrenzenden Druckräumen.

[0062] Zur axialen Leckageabdichtung dienen sogenannte Axialdichtscheiben 14, wie sie in der perspektivischen Explosionsansicht der Figur 1B schematisch dargestellt sind. Diese schaffen plane Flächen, auf welchen das Innenritzel 11 und das Hohlrad 12 im Betrieb rotierend gleiten. Die Axialdichtscheiben 14 können auch nicht dargestellte Vertiefungen oder Aussparungen enthalten und werden beispielsweise mit dem Arbeitsdruck der Innenzahnradmaschine 10 beaufschlagt, so dass die beiden Axialdichtscheiben 14 das Innenritzel 11 und das Hohlrad 12 dichtend einspannen.

[0063] Das Innenritzel 11 der Innenzahnradmaschine 10 ist über eine Welle 21 mit einem Elektromotor 20 verbunden, der auch als Elektromotorgenerator ausgebildet sein kann. Entsprechend kann der Elektromotorgenerator 20 die Innenzahnradmaschine 10 antreiben oder die Innenzahnradmaschine 10 treibt umgekehrt den Elektromotorgenerator 20 an (beispielsweise im Rekuperationsbetrieb).

[0064] Die Innenzahnradmaschine 10, der Elektromotorgenerator 20 und eine elektronische Ansteuereinheit 30 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe Figur 1C) fest miteinander verbunden und bilden eine gemeinsame Baueinheit. Die jeweiligen Gehäuseteile von Innenzahnradmaschine 10, Elektromotorgenerator 20 und elektronischer Ansteuereinheit 30 bilden dabei ein gemeinsames Gehäuse, so dass sich eine kompakte Bauform ergibt. Weiterhin weist die Innenzahnradmaschine 10 Hydraulikanschlüsse 15 auf, die die Druckräume der Innenzahnradmaschine 10 mit einem Verbraucher, beispielsweise einem Stoßdämpfer, verbinden.

[0065] In den Figuren 2A-2D sind verschiedene Getriebesätze im Querschnitt entlang der in Figur 1A eingezeichneten Linie AA' dargestellt. Während die Figur 2A eine perspektivische Schnittansicht entlang der gesamten Linie AA' zeigt, werden in den Figuren 2B bis 2D die jeweiligen Getriebesätze nur entlang des (in Figur 2A) linken Teils der Linie AA' als einfache Schnittansicht dargestellt.

[0066] Figur 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebesatzes, wie er in dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bereitgestellt wird bzw. vor dem erfindungsgemä-ßen Schleifen des dickenreduzierten Bereichs vorliegt. Dazu wurden das Innenritzel 11 und das Hohlrad 12 einem gemeinsamen Schleifprozess unterworfen, so dass beide Stirnseiten von beiden Zahnrädern 11, 12 des Getriebesatzes komplett plan geschliffen sind und an jeder Stelle die erste Zahnraddicke aufweisen. Die Stirnflächen von Innenritzel 11 und Hohlrad 12 bilden somit zugleich Laufflächen und sind in dieser Form bereits geeignet als Getriebesatz einer Innenzahnradmaschine 10 verwendet zu werden, wie dies insbesondere bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.

[0067] In den Schnittansichten der Figuren 2A-2D sind die Ritzel- bzw. Zahnbereiche schraffiert dargestellt. In Figur 2A ist für das Innenritzel 11 der Zahnfuß-Kreisdurchmesser 16 sowie der Zahnkopf-Kreisdurchmesser 17 dargestellt, welcher zugleich den (Außen-)Durchmesser des Innenritzels 11 darstellt. Ebenso weist auch das Hohlrad 12 einen Zahnfuß-Kreisdurchmesser und einen Zahnkopf-Kreisdurchmesser auf, wobei letzterer zugleich den Innendurchmesser des Hohlrads 12 bildet.

[0068] Erfindungsgemäß wird dann, ausgehend von dem in Figur 2A dargestellten, bereitgestellten Getriebesatz, auf wenigstens einem der beiden Zahnräder ein dickenreduzierter Bereich geschaffen, der eine reduzierte Zahnraddicke aufweist.

[0069] Im einfachsten Fall wird genau eines der beiden Zahnräder über seiner bzw. seinen gesamten Stirnfläche(n), das heißt im einfachsten Fall vollflächig, einem weiteren bzw. zusätzlichen Schleifprozess unterzogen, so dass der dadurch geschaffene dickenreduzierte Bereich sich über das gesamte Zahnrad erstreckt. In dem in Figur 2B dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Hohlrad 12 (entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem zweiten Zahnrad) vollflächig dem zusätzlichen Schleifprozess unterworfen, so dass sich der entstehende dickenreduzierte Bereich über das gesamte Hohlrad 12 erstreckt, während das Innenritzel 11 (entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem ersten Zahnrad) an jeder Stelle seiner Stirnfläche weiterhin die erste Zahnraddicke aufweist. In dem in Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Innenritzel 11 (entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem zweiten Zahnrad) vollflächig dem zusätzlichen Schleifprozess unterworfen, so dass sich der entstehende dickenreduzierte Bereich über das gesamte Innenritzel 11 erstreckt, während das Hohlrad 12 (entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem ersten Zahnrad) an jeder Stelle seiner Stirnfläche weiterhin die erste Zahnraddicke aufweist.

[0070] In den in den Figuren 2B und 2C dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Hohlrad 12 einen Außendurchmesser von 52 mm auf und 20 Ritzelzähne. Das Innenritzel 11 weist einen Außendurchmesser von 30 mm auf und 15 Ritzelzähne. Weiterhin beträgt die erste Zahnraddicke 13 mm und die Dickenreduktion, das heißt die Dickendifferenz zwischen dem dickenreduzierten Bereich und der ersten Zahnraddicke 6 µm. Diese Abmessungen gelten - soweit anwendbar - auch für die übrigen Ausführungsbeispiele.

[0071] Generell ist es auch möglich, den dickenreduzierten Bereich auf einem oder auf beiden Zahnrädern nur bereichsweise vorzusehen, wie dies exemplarisch in dem Ausführungsbeispiel der Figur 2D für beide Zahnräder dargestellt ist. Dabei wird ein konzentrischer dickenreduzierter Bereich in einem Innenbereich des Innenritzels 11 geschaffen, welcher sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht über die Ritzelzähne erstreckt. Der Maximaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs des Innenritzels 11 ist vorliegend der Zahnfuß-Kreisdurchmesser und der Minimaldurchmesser der Innendurchmesser bzw. die Wellenaufnahme des Innenritzels 11. Zugleich oder alternativ wird ein konzentrischer dickenreduzierter Bereich in einem Außenbereich des Hohlrads 12 geschaffen, welcher sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls nicht über die Ritzelzähne erstreckt. Der Maximaldurchmesser des dickenreduzierten Bereichs des Hohlrads 12 ist vorliegend der Außendurchmesser und der Minimaldurchmesser der Zahnfuß-Kreisdurchmesser des Hohlrads 12.

[0072] In den nicht dickenreduzierten Bereichen, die keinem weiteren Schleifen unterzogen werden, verbleibt die vorherige Oberfläche, in der Regel die Laufflächen auf der jeweiligen Stirnfläche, welche sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Stirnflächen der Ritzelzähne erstreckt und dadurch weiterhin eine effiziente axiale Leckagedichtung gewährleistet. Daher kann im Falle einer auf einer Stirnfläche nur bereichsweise vorgesehenen reduzierten Zahnraddicke eine stärkere Dickenreduktion vorgesehen werden, vorliegend eine Dickenreduktion von 200 µm.

[0073] In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen werden die verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten der Zahnräder kombiniert:

• Innenritzel 11 mit bereichsweise reduzierter Zahnraddicke und Hohlrad 12 ohne dickenreduzierten Bereich,
• Innenritzel 11 mit bereichsweise reduzierter Zahnraddicke und Hohlrad 12 mit dickenreduziertem Bereich, der sich über das komplette Hohlrad 12 erstreckt,
• Hohlrad 12 mit bereichsweise reduzierter Zahnraddicke und Innenritzel 11 ohne dickenreduzierten Bereich, und
• Hohlrad 12 mit bereichsweise reduzierter Zahnraddicke und Innenritzel 11 mit dickenreduziertem Bereich, der sich über das komplette Innenritzel 11 erstreckt,

[0074] In dem in Figur 2D dargestellten Ausführungsbeispiel bzw. allgemein bei nur bereichsweise reduzierter Zahnraddicke geschieht das Bereitstellen des dickenreduzierten Bereichs auf Innenritzel 11 und/oder Hohlrad 12 durch beidseitiges zusätzliches Schleifen, so dass die axiale Höhendifferenz zwischen dickenreduzierten Bereichen und den (bereitgestellten) Laufflächen auf beiden Stirnflächen identisch ist. Entsprechend sind die Zahnräder spiegelsymmetrisch bezüglich einer axialen Mittenebene des jeweiligen Zahnrads.

[0075] In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Schleifprozess asymmetrisch durchgeführt, so dass sich auf beiden Stirnflächen eines gegebenen Zahnrads voneinander verschiedene axiale Höhenunterschiede zwischen der (bereitgestellten) Lauffläche und der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs ergeben.

[0076] In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zusätzliche Schleifprozess nur einseitig vorgenommen, so dass sich axiale Höhenunterschiede zwischen der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und der (bereitgestellten) Lauffläche nur auf einer Stirnfläche ergeben, während auf der gegenüberliegenden Stirnfläche die Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und die Lauffläche eine durchgehend plane Oberfläche bzw. Lauffläche bilden.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0077] 

10

Innenzahnradmaschine

11

Innenritzel

12

Hohlrad

13

Radialdichtelement

14

Axialdichtscheibe

15

Hydraulikanschlüsse

16

Zahnfuß-Kreisdurchmesser

17

Zahnkopf-Kreisdurchmesser

20

Elektromotor, Elektromotorgenerator

21

Welle, Antriebswelle

30

ECU - elektrische Ansteuereinheit

Ansprüche

1. Getriebesatz für eine Innenzahnradmaschine, gebildet aus zwei Zahnrädern mit jeweils zwei axialen Stirnflächen,

- wobei beide Stirnflächen des ersten Zahnrads jeweils eine Lauffläche umfassen, die axial durch eine erste Zahnraddicke beabstandet sind, und

- wobei das zweite Zahnrad einen dickenreduzierten Bereich umfasst, der eine gegenüber der ersten Zahnraddicke reduzierte Zahnraddicke aufweist.

2. Getriebesatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

- dass der dickenreduzierte Bereich des zweiten Zahnrads ein planer Bereich ist, und/oder

- dass beide Oberflächen des dickenreduzierten Bereichs des zweiten Zahnrads jeweils die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche besitzen, und/oder

- dass der dickenreduzierte Bereich sich über das gesamte zweite Zahnrad erstreckt, und/oder

- dass eine Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs im Bereich zwischen 2 µm und 50 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 4 µm und 10 µm liegt.

3. Getriebesatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen des zweiten Zahnrads eine Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und eine Lauffläche umfassen oder daraus bestehen, wobei die Laufflächen der beiden Stirnflächen des zweiten Zahnrads axial durch die erste Zahnraddicke beabstandet sind, und wobei bevorzugt

- die Laufflächen jeweils die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche aufweisen, und/oder

- der dickenreduzierte Bereich des zweiten Zahnrads ein planer Bereich ist, und/oder

- eine Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs wenigstens 2, 4, 6, 10, 20, 50, 100, 200 oder 500 µm beträgt oder im Bereich zwischen 2 µm und 50 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 4 µm und 10 µm liegt, und/oder

- ein axialer Höhenunterschied zwischen der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und der Lauffläche auf beiden Stirnflächen identisch ist und/oder die Hälfte der Dickenreduktion beträgt.

4. Getriebesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- auf einer oder beiden Stirnfläche(n) des ersten Zahnrads jeweils die Lauffläche die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche aufweist, und/oder

- eine oder beide Stirnfläche(n) des ersten Zahnrads aus der jeweiligen Lauffläche bestehen,
oder

- das erste Zahnrad einen dickenreduzierten Bereich umfasst, so dass die Stirnflächen des ersten Zahnrads die jeweilige Lauffläche und eine Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs umfassen oder daraus bestehen, wobei bevorzugt

- der dickenreduzierte Bereich des ersten Zahnrads ein planer Bereich ist, und/oder

- eine Dickenreduktion des dickenreduzierten Bereichs wenigstens 2, 4, 6, 10, 20, 50, 100, 200 oder 500 µm beträgt oder im Bereich zwischen 2 µm und 50 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 4 µm und 10 µm liegt, und/oder

- ein axialer Höhenunterschied zwischen der Oberfläche des dickenreduzierten Bereichs und der Lauffläche auf beiden Stirnflächen identisch ist und/oder die Hälfte der Dickenreduktion beträgt.

5. Getriebesatz nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet

- dass beide Laufflächen des ersten Zahnrads jeweils die größte axiale Höhe der jeweiligen Stirnfläche aufweisen und bevorzugt beide Laufflächen jeweils die Stirnflächen des ersten Zahnrads bilden, und

- dass der dickenreduzierte Bereich des zweiten Zahnrads ein planer dickenreduzierter Bereich ist, dessen stirnseitige Oberflächen jeweils die größte axiale Höhe besitzen und/oder jeweils die Stirnflächen des zweiten Zahnrads bilden, und

wobei vorzugsweise eine Dickenreduktion im Bereich zwischen 2 µm und 50 µm oder zwischen 3 µm und 30 µm oder zwischen 4 µm und 10 µm liegt.

6. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet

- dass die Laufflächen auf einem Zahnrad oder jeweils auf beiden Zahnrädern in axialer Richtung überlappend und/oder kongruent bzw. spiegelsymmetrisch angeordnet sind und/oder die erste Zahnraddicke im Überlappungsbereich und/oder auf der bzw. den gesamten Lauffläche(n) durchgängig vorliegt, und/oder

- dass die erste Zahnraddicke die maximale Dicke des jeweiligen Zahnrads bzw. des Getriebesatzes ist, und/oder

- dass eine oder jede Lauffläche rotationssymmetrisch oder drehsymmetrisch ist, und/oder

- dass eine oder jede Lauffläche die Stirnflächen der Zahnradzähne umfasst.

7. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Zahnrad spiegelsymmetrisch ausgebildet ist und/oder eine n-zählige Drehsymmetrie bezüglich der Rotationsachse aufweist, wobei n die Anzahl der Zähne des Zahnrads ist.

8. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder sämtliche Laufflächen und/oder planen Oberflächen von dickenreduzierten Bereichen geschliffene Oberflächen sind und/oder konstante axiale Höhen aufweisen.

9. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad das Innenritzel und das zweite Zahnrad das Hohlrad ist oder das erste Zahnrad das Hohlrad und das zweite Zahnrad das Innenritzel ist.

10. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Zahnrad einstückig oder einteilig ausgebildet ist und/oder das erste und zweite Zahnrad aus unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material bestehen.

11. Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Innenritzel einen Durchmesser zwischen 5 und 100 mm, insbesondere von 30 mm, und 10 bis 30 Zähne, insbesondere 15 Zähne aufweist, und/oder

- das Hohlrad einen Außendurchmesser zwischen 20 und 150 mm, insbesondere von 52 mm, einen Innendurchmesser zwischen 10 und 140 mm, insbesondere 40 mm und 12 bis 50, insbesondere 20 Zähne aufweist, und/oder

- das Verhältnis der Anzahl der Zähne von Innenritzel zu Hohlrad zwischen 2:3 und 4:5 liegt und insbesondere 3:4 beträgt, und/oder

- die erste Zahnraddicke zwischen 5 und 50 mm liegt und insbesondere 13 mm beträgt.

12. Innenzahnradmaschine umfassend

- einen Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, und

- axiale Dichtelemente, insbesondere eine oder zwei Axialdichtscheiben oder axiale Gehäuseteile, und vorzugsweise weiterhin umfassend

- ein Gehäuse mit Hydraulikanschlüssen, und/oder

- ein Hydraulikfluid, insbesondere ein Getriebeöl und/oder Pentosin CHF 11S und/oder mit einer Viskosität zwischen 500 und 3 x 10^-6 m²/s in einem Temperaturbereich zwischen -30 °C und 150 °C.

13. Motor-Pumpe-Einheit umfassend

- eine Innenzahnradmaschine nach Anspruch 12, und

- eine Welle die das Innenritzel mit einem Motor verbindet,

- wobei die Motor-Pumpe-Einheit bevorzugt für einen Reversierbetrieb ausgelegt ist und/oder der Motor ein Elektromotorgenerator ist.

14. Verfahren zum Herstellen eines Getriebesatzes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Schritte

- Bereitstellen des ersten und des zweiten Zahnrads, deren axiale Stirnflächen jeweils eine Lauffläche umfassen oder daraus bestehen, wobei die Laufflächen axial durch die erste Zahnraddicke beabstandet sind und wobei vorzugsweise das Bereitstellen durch ein gemeinsames stirnseitiges Schleifen beider Zahnräder erfolgt, und

- bereichsweises oder vollflächiges Schleifen des zweiten Zahnrads zum Ausbilden des dickenreduzierten Bereichs des zweiten Zahnrads.

15. Verfahren nach Anspruch 14 zum Herstellen eines Getriebesatzes mit den Merkmalen von Anspruch 4, umfassend den weiteren Schritt

- bereichsweises Schleifen des ersten Zahnrads zum Ausbilden des dickenreduzierten Bereichs des ersten Zahnrads.

Zeichnung