Die Erfindung betrifft eine Nabe mit einer Rotationsachse für eine verzahnte Welle- Nabe-Verbindung, eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer solchen Nabe für ein Getriebe, einen Antriebsstrang mit einer solchen Welle-Nabe-Verbindung, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang, sowie ein Verfahren zum Montieren einer solchen Welle-Nabe-Verbindung.

Verzahnte Welle-Nabe-Verbindungen sind aus der industriellen Praxis, insbesondere im Bereich von Kupplungen und Getrieben in der Fahrzeugtechnik, bekannt. Dabei ist eine außenverzahnte Welle in eine komplementäre innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe geschoben und so mit dieser verzahnt. Zwischen der Welle und der Nabe, insbesondere in der Verzahnung, besteht dabei gängiger Weise ein Spiel, welches im lastfreien Betrieb (auch als Leerlauf bezeichnet) ungewollte Geräuschemissionen und Verschleiß verursacht.

Solche Geräuschemission sind besonders dann gut zu hören, wenn die Umgebung ansonsten geräuscharm ist, zum Beispiel weil der Antriebsstrang des Fahrzeugs in dem Leerlauf besonders leise arbeitet. Dies kommt zum Beispiel bei Hybridfahrzeugen, die sowohl über einen Elektromotor als auch einen Verbrennungskraftmotor verfügen, und bei rein elektrischen Fahrzeugen vor, wobei Nutzer mechanisch bedingte Geräuschemissionen des Antriebsstrangs bei solchen Fahrzeugen als besonders störend empfinden.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Erfindung betrifft eine Nabe mit einer Rotationsachse für eine verzahnte Welle- Nabe-Verbindung, aufweisend einen Nabenkörper mit einer innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung zum Aufnehmen einer komplementären außenverzahnten Welle.

Die Nabe ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Ausgleichshülse vorgesehen ist, wobei die Ausgleichshülse umfasst:

- zumindest eine Mitnahmezunge zum kraftübertragenden Eingreifen in eine aufgenommene komplementäre außenverzahnte Welle; und

- ein Energiespeicherelement zum Vorhalten einer Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse, wobei in einem Betriebszustand die Ausgleichshülse mittels der Mitnahmezunge an der komplementären außenverzahnten Welle abgestützt ist.

Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.

Die Nabe ist für eine verzahnte Welle-Nabe-Verbindung ausgelegt und weist entsprechend eine Rotationsachse auf, welche bevorzugt identisch mit der Rotationsachse einer Welle der Welle-Nabe-Verbindung ist.

Ein Nabenkörper der Nabe weist eine Durchgangsaufnahmeöffnung zum Aufnehmen der Welle auf. Dabei ist die Durchgangsaufnahmeöffnung innenverzahnt und die Welle komplementär außenverzahnt. Durch ein Einschieben der Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe entsteht eine Verzahnung, welche auch bei hohen Lasten eine sichere Drehmomentübertragung zwischen der Welle und der Nabe gewährleistet. Damit die Welle-Nabe-Verbindung montierbar ist, beziehungsweise die Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe einführbar ist, besteht ein Spiel zwischen der Welle und dem Nabenkörper beziehungsweise zwischen der entsprechenden Innenverzahnung der Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der Außenverzahnung der Welle.

Die Nabe weist eine Ausgleichshülse auf. Die Ausgleichshülse umfasst beispielsweise einen zylindrischen Axialabschnitt und einen sich radial erstreckenden stirnseitigen Abschnitt. Bevorzugt ist die Ausgleichshülse aus Stahl, Aluminium und/oder einem anderen Metall beziehungsweise einer metallischen Legierung hergestellt. Alternativ ist die Hülse beispielsweise aus einem Kunststoff, bevorzugt mit elastomeren Eigenschaften und/oder einem Thermoplast, beispielsweise Polypropylen, hergestellt oder umfasst zusätzlich einen Kunststoff. Bei einer Ausführungsform umfassend Kunststoff ist (zumindest in hoch-belasteten Bereichen) bevorzugt ein Kunststoff mit Faserverstärkung vorgesehen.

Die Nabe weist zumindest eine Mitnahmezunge, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt eine gerade Mehrzahl von Mitnahmezungen auf. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Mitnahmezungen äquidistant zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Paar an Mitnahmezungen um 180° [einhundertachtzig Grad von 360°] versetzt zueinander am Umfang der Ausgleichshülse angeordnet. Die zumindest eine Mitnahmezunge ist dazu eingerichtet, in die komplementäre außenverzahnte Welle kraftübertragend einzugreifen. Dazu erstreckt sich die Mitnahmezunge bevorzugt von dem stirnseitigen Abschnitt nach radial-innen in Richtung der Welle. Besonders bevorzugt greift die zumindest eine Mitnahmezunge zwischen zwei Zähne der Außenverzahnung der Welle. Kraftübertragend ist vorliegend so zu verstehen, dass zumindest eine Kraft mit einem Kraftanteil in Umfangsrichtung zwischen der Ausgleichshülse und der Welle mittels der Mitnahmezunge übertragbar ist.

Ferner weist die Nabe ein Energiespeicherelement auf. Das Energiespeicherelement ist dazu eingerichtet, eine Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse vorzuhalten. Die Vorspannung wird durch eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse hervorgerufen, welche von dem Energiespeicherelement mittels einer darin gespeicherten Energie bereitgestellt wird. Das Energiespeicherelement ist beispielsweise eine Verformungsfeder; wie eine Biegefeder oder eine Torsionsfeder; eine hydraulische Feder, eine pneumatische Feder, eine Gummifeder und/oder eine Festkörperfeder. Das Energiespeicherelement weist beispielsweise eine gerade oder gebogene Kraftwirklinie auf. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen (besonders bevorzugt zumindest zwei) vorgesehen. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen äquidistant zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Paar an Energiespeicherelementen um 180° [einhundertachtzig Grad von 360°] versetzt zueinander entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet.

In einem Betriebszustand, in welchem die Welle in der Nabe montiert ist und die Welle-Nabe-Verbindung somit für eine Drehmomentübertragung eingerichtet ist, ist die Ausgleichshülse mittels der Mitnahmezunge an der komplementären außenverzahnten Welle abgestützt. Bevorzugt wird die Ausgleichshülse dazu relativ zu dem Nabenkörper und der Welle rotatorisch bewegt, sodass die Mitnahmezunge in Umfangsrichtung gegen die Welle gedrückt wird und sich daran abdrückt. Bevorzugt wird eine in die Außenverzahnung der Welle eingreifende Mitnahmezunge gegen eine Flanke eines angrenzenden Zahns der Außenverzahnung gedrückt.

Die Nabe mit Ausgleichshülse ermöglicht ein dämpfendes Überbrücken eines Spiels zwischen der Nabe und der Welle, d.h. eines Spiels in der Verzahnung zwischen der Welle und der Nabe. Infolge der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft beziehungsweise Vorspannung, welche mittels der Ausgleichshülse zwischen dem Nabenkörper und der Welle in dem Betriebszustand übertragen wird, wird eine Relativbewegung zwischen dem Nabenkörper und der Welle gedämpft.

Insbesondere bei einem Betriebszustand mit geringer Last, beispielsweise im Leerlauf, wird so ein Anschlägen der Verzahnung der Welle gegen die Verzahnung der Nabe verhindert oder abgedämpft, beispielsweise ein direkter Kontakt zwischen den Zahnflanken der Innenverzahnung der Welle und den Zahnflanken der Außenverzahnung der Nabe verhindert oder abgefangen. Somit werden unerwünschte Geräusche, welche durch ein spielbedingtes Aneinanderschlagen von Welle und Nabe entstehen können, unterbunden.

Die Nabe bietet somit den Vorteil ungewollte Geräuschemissionen in einer Welle- Nabe-Verbindung zu verhindern oder zu reduzieren. Eine Reduktion bedeutet ein selteneres Auftreten der Geräusche, also dass in den meisten Lastfällen eine Geräuschemission verhindert ist, und/oder eine Reduktion des Geräuschpegels, weil eine Anschlaggeschwindigkeit beziehungsweise resultierende Anschlagkraft vermindert wird.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass der Nabenkörper ferner einen Umfangsanschlag umfasst, und die Ausgleichshülse ferner einen Umfangsgegenanschlag umfasst, wobei in einem Montagezustand die Ausgleichshülse mittels des Umfangsgegenanschlags an dem Umfangsanschlag relativ zu dem Nabenkörper abgestützt ist.

In dieser Ausführungsform umfasst der Nabenkörper einen Umfangsanschlag und die Ausgleichshülse eine Umfangsgegenanschlag, wobei der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag in einem Montagezustand derart in Kontakt miteinander stehen, dass sie sich gegeneinander beziehungsweise den Nabenkörper gegen die Ausgleichshülse abstützen.

Der Umfangsanschlag fixiert also die Ausgleichshülse in Umfangsrichtung gegen eine rotatorische Bewegung an dem Nabenkörper. Somit wirkt die Vorspannung des Energiespeicherelements also in dem Montagezustand zwischen einem Befestigungspunkt oder Abstützpunkt des Energiespeicherelements an dem Nabenkörper und dem Umfangsanschlag des Nabenkörpers, auf welchen die in Umfangsrichtung wirkende Kraft der Vorspannung von dem Umfangsgegenanschlag der Ausgleichshülse übertragen wird. Die Nabe wird also in dem Montagezustand in einem vorgespannten Zustand gehalten. Der vorgespannte Zustand besteht entsprechend auch ohne, dass die Welle in der Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe aufgenommen ist und die Mitnahmezunge an der Welle abgerückt wird. In dem Montagezustand der Nabe lässt sich die Welle-Nabe-Verbindung somit besonders einfach montieren, also die Welle in die Nabe einführen.

Der Kontakt, also das Abstützen, zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag ist lösbar eingerichtet. So ist der Montagezustand in den Betriebszustand überführbar, nachdem die Welle in die Nabe eingeführt wurde, indem der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag gelöst wird. Dies führt dazu, dass die Vorspannung des Energiespeicherelements nicht mehr an dem Nabenkörper selbst abgestützt ist, sondern mittels der Mitnahmezunge an der Welle. Wenn bei der Montage ein Spiel zwischen der Welle und der Mitnahmezunge der Nabe vorliegt, kommt es beim Überführen der Nabe von dem Montagezustand und in den Betriebszustand zu einer rotatorischen Relativbewegung der Ausgleichshülse zu dem Nabenkörper bis der Kontakt zwischen der Mitnahmezunge und der Welle hergestellt ist.

Bevorzugt sind der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag eine Paarung aus einem Vorsprung und einer komplementären Aussparung auf oder in dem Nabenkörper beziehungsweise der Ausgleichshülse. Besonders bevorzugt ist der Umfangsgegenanschlag ein Vorsprung auf der Ausgleichshülse und der Umfangsanschlag eine komplementäre Aussparung in dem Nabenkörper. Bevorzugt ist der Umfangsanschlag von dem Umfangsgegenanschlag lösbar mittels einer axialen Relativbewegung zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag, besonders bevorzugt mittels einer axialen Relativbewegung zwischen dem Nabenkörper und der Ausgleichshülse. Beispielsweise ist der Umfangsanschlag auf einer stirnseitigen Fläche des Nabenkörpers angeordnet und der Umfangsgegenanschlag auf einer korrespondierenden (beispielsweise sich parallel erstreckenden) Fläche (des stirnseitigen Abschnitts) der Ausgleichshülse.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem solchen vorgespannten Montagezustand bietet somit den Vorteil, dass eine Montage einer Welle-Nabe-Verbindung (also das Einschieben einer Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe) besonders einfach, schnell und wenig fehleranfällig möglich ist. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die Nabe weiterhin ein Axialsicherungsmittel aufweist, wobei die Ausgleichshülse relativ zu dem Nabenkörper mittels des Axialsicherungsmittels:

- in dem Montagezustand in einer ersten Axialposition gehalten ist, und

- in dem Betriebszustand in einer zu der ersten Axialposition axial versetzten zweiten Axialposition gehalten ist.

In einer solchen Ausführungsform weist die Nabe ferner ein Axialsicherungsmittel auf, mittels welchem die Ausgleichshülse in einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition auf dem Nabenkörper haltbar ist. Das Axialsicherungsmittel erlaubt es, dass die Ausgleichshülse auf dem Nabenkörper sowohl in dem Montagezustand (in der ersten Axialposition) als auch in dem Betriebszustand (in der zweiten Axialposition) gehalten ist. Dies sorgt für eine erhöhte Sicherheit und ermöglicht eine besonders einfache Montage.

Die Axialpositionen sind über die relative Lage der Ausgleichshülse zu dem Nabenkörper definiert. In der ersten Axialposition (Montagezustand) befindet sich der Umfangsanschlag entsprechend in Kontakt mit dem Umfangsgegenanschlag und ist an diesem abgestützt. Mittels des Axialsicherungsmittels bewegt sich die Ausgleichshülse nicht von selbst in axialer Richtung, sondern ist in axialer Richtung gehalten. Zugleich ist die Nabe mittels des Umfangsanschlags in dem vorgespannten Zustand gehalten. So ist die Welle einfach in der Nabe montierbar, ohne dass ein Monteur einzelne Bauteil festhalten muss oder die Vorspannung der Nabe durch das Energiespeicherelement manuell aufrechterhalten muss.

Infolge eines axialen Bewegens der Ausgleichshülse relativ zu dem Nabenkörper in die zweite Axialposition wird (von selbst) die Nabe in den Betriebszustand überführt und der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag gelöst. Folglich ist dann, wie vorstehend erläutert, die Mitnahmezunge die Kraft des Energiespeicherelements übertragend an der Welle abgestützt. Mittels des Axialsicherungsmittels, von welchem die Ausgleichshülse in der zweiten Axialposition gehalten ist, ist beispielsweise verhindert, dass die Ausgleichshülse im Betrieb abfällt und/oder zurück in die erste Axialposition rutscht. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Axialsicherungsmittel derart ausgelegt ist, dass die Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition verschiebbar ist, wenn eine vorbestimmte Axialkraft auf die Ausgleichshülse überschritten wird. Eine solche vorbestimmte Axialkraft ist beispielsweise eine übliche Handkraft für einen Monteur, beispielsweise weniger als 50 N [fünfzig Newton] und/oder für eine Transportsicherung mehr als 2 N [zwei Newton], bevorzugt mehr als 5 N. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Ausführungsform ist ferner vorgeschlagen, dass die Ausgleichshülse mittels dem sich entlang der Axialrichtung erstreckenden Axialabschnitt der Ausgleichshülse axial auf der Außenumfangsfläche des Nabenkörpers geführt ist.

Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden Axialsicherungsmittel bietet somit den Vorteil, dass eine Montage einer Welle-Nabe-Verbindung, also das Einschieben einer Welle in die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe, besonders einfach und schnell möglich ist und gleichzeitig eine hohe Sicherheit der Welle-Nabe-Verbindung hinsichtlich des Zusammenhalts der Komponenten (Verliersicherheit, Fehlmontagesicherheit, Betriebssicherheit) gewährleistet ist. Ferner ist es möglich die Nabe mit einer an dem Nabenkörper vormontierten Ausgleichshülse bereitzustellen, was Effizienzvorteile in der Fertigung bietet.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass das Axialsicherungsmittel zwei Aussparungen, welche axial zueinander versetzt sind, und einen zu den Aussparungen komplementären Eingriffshaken umfasst, welcher in jeweils eine der Aussparungen einrastbar ist.

In einer solchen Ausführungsform umfasst das Axialsicherungsmittel zwei Aussparungen und einen komplementären Eingriffshaken. Die Aussparungen sind axial zueinander versetzt und der Eingriffshaken ist dazu ausgelegt und angeordnet, in die Aussparungen einzurasten. Dabei sind der Eingriffshaken und die erste Aussparung so angeordnet, dass der Eingriffshaken in der ersten Axialposition in die erste Aussparung einrastet, beziehungsweise eingerastet ist, und die zweite Aussparung ist so angeordnet, dass der Eingriffshaken in der zweiten Axialposition in die zweite Aussparung einrastet, beziehungsweise eingerastet ist. Entsprechend ist über die Anordnung der ersten Aussparung und des Eingriffshakens die erste Axialposition beziehungsweise über die Anordnung der zweiten Aussparung und des Eingriffshakens die zweite Axialposition festgelegt.

Der Eingriffshaken ist beispielsweise ein Federhaken oder ein Rückhaltefinger, der in die Aussparungen einrastbar ist und die Ausgleichshülse bis zu einer vordefinierten Axialkraft, welche auf die Ausgleichshülse wirkt, in der entsprechenden Aussparung hält. Wird die vordefinierte Axialkraft überschritten, wird der Eingriffshaken (bevorzugt quer zu der Axialrichtung) aus der Aussparung bewegt und gibt die eine axiale Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse und dem Nabenkörper frei. Passiert der Eingriffshaken in der axialen Relativbewegung eine weitere Aussparung, wird er bevorzugt durch eine Rückstellkraft automatisch in diese hineingedrückt und rastet ein.

In einem Ausführungsbeispiel dieser Ausführungsform sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung identisch. Bevorzugt sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung als zwei identische, umlaufende Nuten ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung.

In einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Ausführungsform sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung voneinander verschieden ausgeführt. Bevorzugt ist zumindest eine Flanke oder sind beide Flanken der ersten Aussparung flacher als zumindest eine Flanke oder beide Flanken der zweiten Aussparung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist zumindest die Flanke, welche die erste Aussparung in der axialen Bewegungsrichtung der Ausgleichshülse beim Überführen der Nabe von einem Montagezustand in eine Betriebszustand (also bei einem Bewegen der Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition) begrenzt, steiler ausgebildet als eine korrespondierende Flanke der zweiten Aussparung (welche die zweite Aussparung in dieser Bewegungsrichtung begrenzt). Alternativ oder zusätzlich ist diese korrespondierende Flanke der zweiten Aussparung mit einem Übergriff ausgebildet, um eine unbeabsichtigte Weiterbewegung der Ausgleichshülse über die zweite Axialposition zu verhindern.

Bevorzugt sind die Aussparungen axial zueinander beabstandet in einer Außenumfangsfläche des Nabenkörpers angeordnet und ausgebildet und der Eingriffshaken ist ein ausgleichshülsenseitiger Teil des Axialsicherungsmittels. Bevorzugt ist ein Eingriffshaken dabei ein Vorsprung an dem Axialabschnitt der Ausgleichshülse oder ein Haken am Ende eines federnden Hebels, welcher an einem stirnseitigen Abschnitt der Ausgleichshülse angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Eingriffshaken, bevorzugt äquidistant zueinander, entlang des Umfangs der Ausgleichshülse angeordnet.

Alternativ umfasst das Axialsicherungsmittel zwei Eingriffshaken und eine Aussparung.

In einer Ausführungsform ist mittels der zumindest einen Aussparung und des zumindest einen komplementären Eingriffshakens ein Bajonett-Verschluss gebildet, wobei also ein Einrasten und Lösen eines Eingriffs (unter Einsatz zulässiger Montagekräfte) einzig mittels einer Querbewegung zu der gewünschten Versatzrichtung, beispielsweise einer Drehung um die Rotationsachse bei axialer Versatzrichtung, ausführbar ist. Zu möglichen Ausführungsformen wird (zumindest analog) auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingriffshaken Teil der Ausgleichshülse und die Aussparung Teil des Nabenkörpers.

Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden Axialsicherungsmittel mit Aussparungen und einem Eingriffshaken bietet somit den Vorteil, dass sie kostengünstig herstellbar ist und das Axialsicherungsmittel gleichzeitig sicher (bevorzugt reversibel) lösbar und einrastbar ist.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die erste Aussparung zu dem Montagezustand korrespondierend gebildet ist, und mittels der ersten Aussparung und des Eingriffshakens der Umfangsanschlag und der Umfangsgegenanschlag gebildet sind.

In dieser Ausführungsform ist der Umfangsgegenanschlag durch das Axialsicherungsmittel gebildet. Dazu ist die erste Aussparung, in welche der Eingriffshaken in der ersten Axialposition eingreift, in Umfangsrichtung begrenzt. So bildet beispielsweise eine die erste Aussparung in Umfangsrichtung begrenzende Flanke der ersten Aussparung den Umfangsanschlag und der Eingriffshaken den Umfangsgegenanschlag.

Bevorzugt ist in dieser Ausführungsform die erste Aussparung eine in Umfangsrichtung begrenzte Vertiefung in einer Außenumfangsfläche des Nabenkörpers und die zweite Aussparung eine umlaufende Nut oder eine Nut, welche sich in der Außenumfangsfläche des Nabenkörpers in Umfangsrichtung weiter erstreckt als die erste Aussparung.

Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem entsprechenden von dem Axialsicherungsmittel gebildeten Umfangsanschlag und Umfangsgegenanschlag bietet den Vorteil einer besonders kostengünstigen und einfachen Herstellung und Vormontage.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Nabe vorgeschlagen, dass die Ausgleichshülse weiterhin einen Mitnahmeanschlag umfasst, mittels welchem die Ausgleichshülse bei einem Durchschieben der Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung in axialer Richtung mitgenommen wird.

Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Ausgleichshülse ferner einen Mitnahmeanschlag. Der Mitnahmeanschlag ist derart angeordnet und ausgeführt, mit der Welle bei einem Durchschieben der Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung in Kontakt zu kommen und von dieser in der Axialrichtung mitgenommen zu werden. Somit ist infolge des Durchschiebens der Welle auch der Umfangsgegenanschlag von dem Umfangsanschlag lösbar und die Nabe von dem Montagezustand in den Betriebszustand überführbar. Bevorzugt wird mittels des Mitnahmeanschlags die gesamte Ausgleichshülse axial mit der Welle mitbewegt, sodass so die Ausgleichshülse von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition verschoben wird. Dazu ist der Mitnahmeanschlag an einer Stirnseite des Nabenkörpers vor die Durchgangsaufnahmeöffnung ragend angeordnet.

Die vorstehende beschriebene Ausführungsform einer Nabe mit einem Mitnahmeanschlag ermöglicht eine besonders einfache Montage der Welle in der Nabe.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Welle-Nabe-Verbindung für ein Getriebe vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- eine Nabe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung; und

- eine zu der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe komplementäre außenverzahnte Welle, wobei mittels der Ausgleichshülse ein Spiel zwischen der innverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der außenverzahnten Welle in Umfangsrichtung gedämpft überbrückbar ist.

Die Welle-Nabe-Verbindung ist bevorzugt für den Einsatz in einem Getriebe beziehungsweise einer Kupplung, besonders bevorzugt in Doppelkupplungsgetrieben und/oder Getrieben in Hybridfahrzeugen oder rein elektrischen Fahrzeugen, ausgelegt. Die Welle-Nabe-Verbindung weist neben der Nabe eine außenverzahnte Welle auf. Dabei ist mittels der Ausgleichshülse, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Nabe erläutert, ein Spiel zwischen der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe und der außenverzahnten Welle in Umfangsrichtung überbrückbar.

Mit der hier vorgeschlagenen Welle-Nabe-Verbindung, welche die oben beschriebene Nabe umfasst, werden unerwünschte Geräuschemissionen in der Welle-Nabe-Verbindung verringert oder minimiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- zumindest eine Antriebsmaschine zum Abgeben eines Drehmoments; - zumindest einen Verbraucher zum Aufnehmen eines Drehmoments;

- ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine und einem Verbraucher; und

- eine Welle-Nabe-Verbindung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei mittels der Welle-Nabe-Verbindung, bevorzugt angeordnet innerhalb des Getriebes, ein Drehmoment zwischen der zumindest einen Antriebsmaschine und dem Verbraucher übertragbar ist.

Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle und/oder zumindest eine (bevorzugt zwei) elektrische Antriebsmaschine(n), und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Antriebsmaschine und einem Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug den Vortriebsrädern.

Hier ist nun vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang eine Welle-Nabe-Verbindung gemäß der obigen Beschreibung aufweist. Bevorzugt ist die Welle-Nabe-Verbindung dabei in dem Getriebe angeordnet.

Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbraucher und der Verbrennerwelle ist bevorzugt in beiden Richtungen möglich, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Zugbetrieb) und in Gegenrichtung (Schubbetrieb) beispielsweise zum Einsatz der Motorbremse und/oder zur Rekuperation zum Entschleunigen des Kraftfahrzeugs.

Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang, welcher die oben beschriebene Welle- Nabe-Verbindung umfasst, werden ungewollte Geräuschemissionen des Antriebsstrangs verringert oder minimiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und zumindest ein Vortriebsrad, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs das zumindest eine Vortriebsrad mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist. Hier ist nun ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, dass zumindest ein, bevorzugt zwei oder vier Vortriebsräder, und einen Antriebsstrang gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Antreiben des zumindest einen Vortriebsrads aufweist, um somit das Kraftfahrzeug anzutreiben.

Geräuschemission aus dem Antriebsstrang werden von Nutzem bei Kraftfahrzeugen häufig als störend wahrgenommen. Dies gilt insbesondere für hybride, also mit einer Verbrennungskraftmaschine und zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine ausgestatteten Fahrzeuge, bei denen die Nutzer entsprechende Geräusche nicht erwarten oder diese nicht gewöhnt sind. Insbesondere in einem lastfreien oder lastarmen Betriebszustand, beispielsweise im Leerlauf, kommt es jedoch bei spielbehafteten, verzahnten Welle-Nabe-Verbindung zur Geräuschemission.

Mit dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug, welches einen Antriebsstrang mit der oben beschriebenen Welle-Nabe-Verbindung umfasst, wird eine solche Geräuschemission reduziert oder vermieden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Montieren einer Welle-Nabe- Verbindung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen, aufweisend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der Nabe; b. Bereitstellen der Welle und Einschieben der Welle in die Nabe, sodass die innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung mit der komplementären innenverzahnten Welle in drehmomentübertragenden Eingriff kommt; c. Überführen in den Betriebszustand, sodass die Mitnahmezunge mit der komplementären innenverzahnten Welle in kraftübertragendem Eingriff steht.

Dabei wird eine solche Nabe in Schritt a. in dem vorstehend beschriebenen Montagezustand bereitgestellt, sodass die Welle in Schritt b. einfach in die Durchgangsaufnahmeöffnung einschiebbar ist. Bevorzugt wird der Schritt c. durchgeführt, in dem die Welle durch die Durchgangsaufnahmeöffnung der Nabe geschoben wird und dabei (bevorzugt an einem stirnseitigen Austrittsende der Durchgangsaufnahmeöffnung) den Mitnahmeanschlag der Ausgleichshülse mitnimmt. Somit wird die Ausgleichshülse bevorzugt in der Axialrichtung relativ zu dem Nabenkörper verschoben und der Kontakt zwischen dem Umfangsanschlag und dem Umfangsgegenanschlag aufgelöst. Somit wird aufgrund der Vorspannung mittels des Energiespeicherelements eine rotatorische Relativbewegung der Ausgleichshülse in Bezug auf den Nabenkörper ausgelöst bis die Mitnahmezunge an der Welle, bevorzugt einem Zahn der Außenverzahnung der Welle, abgestützt ist.

In einer alternativen Ausführungsform wird die Nabe beim Montieren manuell in einer Vorspannung gehalten und losgelassen, wenn die Welle sich in einer gewünschten Position in der Nabe befindet und bevorzugt die Mitnahmezunge in die Außenverzahnung der Welle eingefädelt ist.

Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren ist eine besonders einfache Montage einer geräuscharmen Welle-Nabe-Verbindung möglich.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in

Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht einer Welle und einer Nabe in einem Montagezustand;

Fig. 2: eine schematische Schnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung mit der Welle und der Nabe aus Fig. 1 in einem Betriebszustand; und

Fig. 3: ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Nabe 1 in einem Montagezustand dargestellt. Die Nabe 1 umfasst eine innenverzahnte Durchgangsaufnahmeöffnung 5. Ferner ist eine in der innenverzahnten Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 zu montierende außenverzahnten Welle 6 zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung 3 dargestellt. In dem dargestellten Zustand ist die Welle 6 noch nicht vollständig in der Nabe 1 montiert. Vielmehr wird die Welle 6 darstellungsgemäß zur Montage gerade entlang einer Axialrichtung 11 in die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 eingeschoben. Die Nabe 1 befindet sich dazu in dem Montagezustand.

Die Nabe 1 umfasst einen Nabenkörper 4, in welchem die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 angeordnet ist. An dem Nabenkörper 4 ist eine Ausgleichshülse 7 angebracht. Die Ausgleichshülse 7 umfasst einen sich in Radialrichtung 28 erstreckenden stirnseitigen Abschnitt 29, welcher an einer Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 anliegt und einen daran angrenzenden Axialabschnitt 30, welcher an einer Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4 anliegt.

Der stirnseitige Abschnitt 29 der Ausgleichshülse 7 umfasst ferner ein Energiespeicherelement 9, welches zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 angeordnet ist, um eine Vorspannung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 zu erzeugen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Energiespeicherelement 9 eine Schrauben-Druck-Feder, welche an einem Ende an der Ausgleichshülse 7 und mit einem gegenüberliegenden Ende an dem Nabenkörper 4 abgestützt ist. An einem radial innenliegenden Ende des stirnseitigen Abschnitts der Ausgleichshülse 7 erstreckt sich eine Mitnahmezunge 8 nach radial-innen vor die Durchgangsaufnahmeöffnung 5. Darstellungsgemäß ist hinter der Mitnahmezunge 8 ein sich ebenfalls von dem radial-innen liegenden Ende des stirnseitigen Abschnitts 29 erstreckender Mitnahmeanschlag 18 angeordnet, welcher sich in radialer Richtung vor die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 und rein optional in axialer Richtung von dem Nabenkörper 4 weg erstreckt.

Ferner ist an dem stirnseitigen Abschnitt 29 der Ausgleichshülse 7 ein Vorsprung beziehungsweise ein Eingriffspin angeordnet, welcher in eine Aussparung beziehungsweise Bohrung in der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 eingreift. Von der Aussparung in dem Nabenkörper 4 ist dabei ein Umfangsanschlag 12 und von dem Vorsprung der Ausgleichshülse 7 ein zu dem Umfanganschlag komplementärer Umfangsgegenanschlag 13 gebildet. Infolge des Eingreifens des Umfangsanschlags 12 in den Umfangsgegenanschlag 13 ist eine von der Vorspannkraft des Energiespeicherelements 9 erzwungene rotatorische Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 blockiert. Dazu drückt sich der Umfangsgegenanschlag 13 in Umfangsrichtung 10 an dem Umfangsanschlag 12 ab.

Ferner umfasst die Nabe 1 ein Axialsicherungsmittel 14, mittels welchem die Ausgleichshülse 7 in einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition auf dem Nabenkörper 4 in der Axialrichtung 11 haltbar (also bei entsprechender Verrastung in der jeweiligen Axialposition gehalten ist) ist. Dazu ist an einem Ende des Axialsicherungsmittels 14 ein nach radial-innen gebogener Eingriffshaken 17 ausgebildet. Der Eingriffshaken 17 greift in dem dargestellten Montagezustand in eine erste Aussparung 15 in der Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4. Die erste Aussparung 15 ist von der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 so beabstandet, dass wenn (wie dargestellt) der Eingriffshaken 17 in die erste Aussparung 15 eingreift, der Umfangsanschlag 12 und der Umfangsgegenanschlag 13 ineinandergreifen und eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4 blockieren. Die erste Aussparung 15 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel rein optional eine umlaufende Nut.

Von der ersten Aussparung 15 axial in Richtung der Stirnseite 19 des Nabenkörpers 4 beabstandet ist eine zweite Aussparung 16 auf der Außenumfangsfläche 31 des Nabenkörpers 4, als umlaufende Nut, angeordnet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind (in der Darstellung nicht erkennbar) bevorzugt eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen 9, Mitnahmeanschlägen 18 und Mitnahmezungen 8 vorgesehen. Sowohl die Energiespeicherelemente 9, die Mitnahmeanschläge 18 als auch die Mitnahmezungen 8 verteilen sich bevorzugt in Umfangsrichtung 10 äquidistant zueinander. In einem Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Mitnahmezunge 8 zwischen zwei Mitnahmeanschlägen 18 angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Mitnahmeanschlag 18 jedoch eine Mehrzahl von Mitnahmezungen 8 vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel greift in einem montierten Zustand der Welle 6 (vergleiche Fig. 2) jeweils eine Mitnahmezunge 8 zwischen zwei Zähne der Außenverzahnung 32 der Welle 6. In einem Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Mitnahmezungen 8, Energiespeicherelement 9 und/oder Mitnahmeanschläge 18 in Bezug auf die Rotationsachse 2 jeweils um 180° versetzt zu zueinander angeordnet. Dies reduziert die Gefahr eines Verkantens.

Beim Einschieben der Welle 6 werden Zähne einer Außenverzahnung 32 der Welle 6 zwischen die Zähne der Innenverzahnung 33 der Durchgangsaufnahmeöffnung 5 der Nabe 1 geschoben, sodass die Innenverzahnung 33 und die Außenverzahnung 32 miteinander in Eingriff stehen.

In Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung 3 mit einer Nabe 1 aus Fig. 1 in einem Betriebszustand dargestellt. Dabei wurde die Welle 6 vollständig in die Durchgangsaufnahmeöffnung 5 eingeschoben, sodass ein vorderes Ende der Welle 6 an der Stirnseite 19 der Nabe 1 austritt. Dabei hat die Welle 6 die Ausgleichshülse 7 über den zumindest einen Mitnahmeanschlag 18 bis auf die zweite Axialposition mitgenommen, sodass die Ausgleichshülse 7 axial von dem Nabenkörper 4 wegbewegt wurde. Die Welle 6 wurde dabei mit einer Axialkraft geschoben, welche ausreicht, um eine erste axiale Haltekraft des Axialsicherungsmittels 14 zu überwinden. Dabei hat sich der Eingriffshaken 17 an einer Flanke der ersten Aussparung 15 nach radial-außen und somit aus der ersten Aussparung 15 heraus bewegt. Durch eine Rückstellkraft bewegt sich der Eingriffshaken 17 automatisch nach radial-innen in die zweite Aussparung 16, wenn die Ausgleichshülse 7 axial so weit bewegt wurde, dass sich der Eingriffshaken 17 auf der entsprechenden axialen Position befindet. Somit rastet der Eingriffshaken 17 in der zweiten Axialposition in die zweite Aussparung 16 ein. Bevorzugt ist hierdurch auch die Endposition der Welle 6 definiert und die Welle 6 wird nicht weiterbewegt.

In einer alternativen Ausführungsform ist der zumindest eine Mitnahmeanschlag 18 so ausgelegt, dass er bei einer ausreichend großen, auf die Welle 6 wirkenden Axialkraft nach radial außen umgebogen wird, bevor eine zweite axiale Haltekraft, welche das Axialsicherungsmittel 14 in der zweiten Aussparung 16 ausübt, überwunden wird. In dieser Ausführungsform lässt sich die Welle 6 weiter durch die Nabe 1 schieben, ohne dass die Ausgleichshülse 7 über die zweite Axialposition verschoben wird.

In der zweiten Axialposition ist die Ausgleichshülse 7 derart angeordnet, dass der Umfangsgegenanschlag 13 aus dem Umfangsanschlag 12 herausbewegt wurde und nicht mehr mit diesem in Kontakt steht. Somit kam es auf Grund der Vorspannung durch das Energiespeicherelement 9 zu einer Rotationsbewegung zwischen der Ausgleichshülse 7 und dem Nabenkörper 4, bis die zumindest eine Mitnahmezunge 8 in Kontakt mit zumindest einem Zahn der Außenverzahnung 32 der Welle 6 kam und entsprechend an diesem Zahn abgestützt ist.

Das Energiespeicherelement 9 übt somit eine Kraft zwischen der Mitnahmezunge 8 und dem Nabenkörper 4 aus, welche die Mitnahmezunge 8 derart gegen die Außenverzahnung 32 der Welle 6 drückt, dass auch in einem lastarmen oder lastfreien Betrieb, beispielsweise einem Leerlauf, kein Spiel in der Welle-Nabe- Verbindung 3 vorliegt, welches ungewünschte Geräuschemission hervorrufen könnte.

In Fig. 3 ist ein Kraftfahrzeug 27 mit einem Antriebsstrang 21 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Antriebsstrang 21 umfasst ein linkes Vortriebsrad 25 und ein rechtes Vortriebsrad 26, über welche das Kraftfahrzeug 27 vortreibbar ist. Der Antriebsstrang 21 umfasst in der gezeigten Ausführungsform als Hybrid- Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine 22 (darstellungsgemäß unten), eine daran angeschlossene erste elektrische Antriebsmaschine 23 (hier in einem Hybrid- Modul mit einer nicht bezeichneten und rein optionalen Trennkupplung angeordnet), von welchen eine Hybridgruppe gebildet ist. Weiterhin umfasst der Antriebsstrang 21 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 24 (darstellungsgemäß oben). Die Hybridgruppe und die zweite elektrische Antriebsmaschine 24 sind mittels eines Getriebes 20 mit den Vortriebsrädern 25,26 drehmomentübertragend verbunden. In der Hybridgruppe ist zwischen dem Hybrid-Modul mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 eine schaltbare Reibkupplung angeordnet. Der dargestellte Antriebsstrang 21 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 27 rein elektrisch mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 24 und gegebenenfalls zusätzlich der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 betreibbar. Alternativ ist der Antriebsstrang 21 (mit mitgeschleppter oder entkoppelter erster elektrischer Antriebsmaschine 23) allein mittels der Verbrennungskraftmaschine 22 betreibbar. Zusätzlich ist mit einer Trennkupplung in dem Hybrid-Modul mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 23 ein Aufladen einer Traktionsbatterie (Generatorbetrieb) und/oder ein Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 22 möglich, während das Kraftfahrzeug 27 rein elektrisch von der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 24 angetrieben wird.

Eine Welle-Nabe-Verbindung 3 ist vorliegend in dem Getriebe 20 angeordnet. Dabei ist die Getriebeeingangswelle die außenverzahnte Welle 6 der Welle-Nabe- Verbindung 3.

Die Motorachse ist quer zu einer Längsachse 34 angeordnet und entspricht der Rotationsachse 2, wobei die Längsachse 34 darstellungsgemäß von links nach rechts durch das Kraftfahrzeug 27 verläuft.

Mit der hier vorgeschlagenen Nabe ist eine Verminderung von Lärm im Betrieb einer Welle-Nabe-Verbindung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs darstellbar.

Bezuqszeichenliste

1 Nabe 34 Längsachse

2 Rotationsachse

3 Welle-Nabe-Verbindung

4 Nabenkörper

5 Durchgangsaufnahmeöffnung

6 Welle

7 Ausgleichshülse

8 Mitnahmezunge

9 Energiespeicherelement

10 Umfangsrichtung

11 Axialrichtung

12 Umfangsanschlag

13 Umfangsgegenanschlag

14 Axialsicherungsmittel

15 erste Aussparung

16 zweite Aussparung

17 Eingriffshaken

18 Mitnahmeanschlag

19 Stirnseite

20 Getriebe

21 Antriebsstrang

22 Verbrennungskraftmaschine

23 erste elektrische Antriebsmaschine

24 zweite elektrische

Antriebsmaschine

25 linkes Vortriebsrad

26 rechtes Vortriebsrad

27 Kraftfahrzeug

28 Radialrichtung

29 stirnseitiger Abschnitt

30 Axialabschnitt

31 Außenumfangsfläche

32 Außenverzahnung

33 Innenverzahnung