Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5. Dabei ist ein Zahnrad drehbar auf einem Bolzen gelagert.

Kämmt das Zahnrad mit einem weiteren Zahnrad, treten im Zahnkontakt Radialkräfte auf. Diese führen zu einer Durchbiegung des Bolzens. Die Durchbiegung wirkt sich schädigend auf die Lagerung des Zahnrads aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu vermeiden. Insbesondere sollen schädigende Einflüsse der oben beschriebenen Durchbiegung des Bolzens, auf dem ein Zahnrad drehbar gelagert ist, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 5. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Gemäß Anspruch 1 ist eine Spannvorrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, die beiden axialen Enden des Bolzens gegeneinander zu verspannen. Die axialen Enden bezeichnen axiale Endstücke des Bolzens, die durch ein Mittelstück miteinander verbunden sind. Das Mittelstück befindet sich axial zwischen den beiden Endstücken. Es lassen sich zwei axial, das heißt orthogonal zu einer Drehachse des Zahnrads beziehungsweise einer Mittelachse des Bolzens verlaufende Ebenen angeben, so- dass sich mindestens ein Teil des Mittelstücks zwischen den beiden Ebenen befindet, nicht aber mindestens ein Teil mindesten eines der Endstücks.

Insbesondere können die axialen Enden jeweils eine axiale Stirnfläche des Bolzens umfassen, wobei die Spannvorrichtung ausgebildet ist, die beiden axialen Stirnflächen des Bolzens gegeneinander zu verspannen.

Der Bolzen hat bevorzugt im unverspannten Zustand die Grundform eines Zylinders. Mit der Grundform eines Körpers wird die Form eines ursprünglichen Körpers, aus dem der erstgenannte Körper durch Eliminieren einzelner Bereiche, etwa durch Einfügen von Aussparungen, entsteht.

Die erfindungsgemäße Verspannung des Bolzens verbessert zum einen dessen Festigkeit. Zum anderen bewirkt die Verspannung eine ballige Verformung des Bolzens. Die Verformung kompensiert die aus den Radialkräften der Verzahnung resultierende Verformung des Bolzens. Die Balligkeit und die Verformung heben sich auf, sodass eine Begrenzungslinie des Bolzens im Längsschnitt im Bereich der angreifenden Radialkräfte weitestgehend gerade verläuft. Dies verhindert schädigende Einflüsse auf die Lagerung des Zahnrads.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Spannvorrichtung ein erstes Druckstück und ein zweites Druckstück auf. Das erste Druckstück übt eine erste Axialkraft, das heißt eine Kraft, die parallel zu einer Drehachse des Zahnrads beziehungsweise einer Symmetrieachse des Bolzens gerichtet ist, auf ein erstes axiales Ende des Bolzens auf. Entsprechend übt das zweite Druckstück eine zweite Axialkraft auf ein zweites axiales Ende des Bolzens aus.

Die erste Axialkraft und die zweite Axialkraft sind einander entgegengerichtet, verlaufen also in entgegengesetzte Richtungen. Vorzugsweise sind die erste Axialkraft und die zweite Axialkraft aufeinander zu gerichtet. Dabei verläuft die erste Axialkraft ausgehend von dem ersten axialen Ende des Bolzens in Richtung des zweiten axialen Endes; die zweite Axialkraft verläuft ausgehend von dem zweiten axialen Ende in Richtung des ersten axialen Endes. Dies bedeutet, dass das erste Druckstück und das zweite Druckstück den Bolzens an seinen axialen Enden jeweils mit Druckkräften beaufschlagen.

Bevorzugt ist die Spannvorrichtung darüber hinaus mit einem Spannmittel weitergebildet. Das Spannmittel wirkt auf das erste Druckstück und das zweite Druckstück derart, dass die Druckstücke gegen den Bolzen verspannt werden. Zugleich ist das Spannmittel zwischen dem ersten Druckstück und dem zweiten Druckstück verspannt. Die erste Axialkraft, die das erste Druckstück auf das erste Ende des Bolzens ausübt, wird von dem Spannmittel auf das erste Druckstück aufgebracht. Ana- log beaufschlagt das Spannmittel das zweite Druckstück mit der zweiten Axialkraft, die das zweite Druckstück auf das zweite axiale Ende des Bolzens ausübt.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung weist der Bolzen einen Durchbruch auf, der die beiden axialen Enden des Bolzens miteinander verbindet. Bei dem Durchbruch handelt es sich um ein Loch mit genau zwei Mündungen. Eine der Mündungen liegt in dem ersten axialen Ende des Bolzens, die andere Mündung liegt in dem zweiten axialen Ende. Insbesondere kann der Durchbruch in die axialen Stirnflächen des Bolzens münden.

Der Durchbruch ist vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgestaltet.

Weiterbildungsgemäß verläuft das Spannmittel durch den Durchbruch hindurch. Dies bedeutet, dass sich ein Mittelteil des Spannmittels innerhalb des Durchbruchs befindet und zwei Enden des Spannmittels jeweils durch eine Mündung aus dem Durchbruch hinausragen.

Insbesondere kann das Spannmittel als Stange weitergebildet sein. Durch die Verspannung der Stange zwischen dem ersten Druckstück und dem zweiten Druckstück wird die Stange auf Zug belastet. Dies lässt sich etwa realisieren, indem die Stange zwischen den beiden Druckstücken verschraubt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee lässt sich auch durch eine Spannvorrichtung mit einem Konus realisieren. Der Konus ist in einem Hohlraum des Bolzens angeordnet und derart axial verspannt, dass ein Druck in radialer Richtung auf eine Wandung des Hohlraums ausgeübt wird. Der Konus ist dabei so angeordnet, dass sich seine Symmetrieachse mit der Symmetrieachse des Bolzens und der Drehachse des Zahnrads deckt. Durch die axiale Verspannung wirkt eine Kraft in axialer Richtung auf den Konus, die seine Mantelfläche gegen ein Widerlager verspannt. Dies übt auf das Widerlager einen in radialer Richtung wirkenden Druck aus. Die entsprechenden Druckkräfte bewirken die gewünschte ballige Verformung des Bolzens. In einer bevorzugten Weiterbildung sind ein oder mehrere Gleitlager vorgesehen, mit denen das Zahnrad auf dem Bolzen gelagert ist.

Bei dem Bolzen handelt es sich in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung um einen Planetenbolzen, der entsprechend in einem Planetenträger fixiert ist. Das Zahnrad ist dabei als Planetenrad weitergebildet.

Alternativ kann der Bolzen ortsfest fixiert sein, etwa in einem Getriebegehäuse oder einer ortsfesten Stützstruktur.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 einen herkömmlichen Bolzen;

Fig. 2 einen verspannten Bolzen;

Fig. 3 einen verspannten Bolzen unter Last; und

Fig. 4 einen Kolbenbolzen mit Spannkonus.

Der in Fig. 1 dargestellte Bolzen 101 wird mit einer Radialkraft F belastet. Daraus resultiert eine Durchbiegung des Bolzens 101. Der Bolzen 101 verformt sich entlang einer Biegelinie 103.

Der Bolzen 101 im unbelasteten Zustand ist in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Den Zustand im belasteten Zustand kennzeichnen gestrichelte Linien.

Der in Fig. 2 dargestellte Bolzen 201 ist in axialer Richtung vorgespannt. Entsprechende Vorspannkräfte werden durch ein erstes Druckstück 203 und ein zweites Druckstück 205 aufgebracht. Das erste Druckstück 203 und das zweite Druck- stück 205 liegen jeweils an einer axialen Stirnfläche des Bolzens 201 an und sind gegen die Stirnflächen verspannt.

Zum Erzeugen einer Vorspannkraft ist eine Gewindestange 207 vorgesehen. Die Gewindestange 207 verläuft in axialer Richtung durch den Bolzen 201 hindurch, der zu diesem Zweck mit einer Durchgangsbohrung versehen ist. Ebenso verläuft die Gewindestange 207 durch Bohrungen in den Druckstücken 203, 205.

Auf die Gewindestange 207 sind Muttern 209 aufgeschraubt. Die Muttern 209 sind jeweils gegen eins der Druckstücke 203, 205 verschraubt und üben auf das jeweilige Druckstück 203, 205 eine Axialkraft aus. Die Axialkraft wird über die Druckstücke 203, 205 in den Bolzen 201 eingeleitet.

In Fig. 2 kennzeichnen durchgezogene Linien den unbelasteten und unverspannten Zustand des Bolzens 201 . Es ist ersichtlich, dass der Bolzen 201 eine zylindrische Grundform hat. Die beschriebene Verspannung des Bolzens 201 bewirkt, dass der Bolzen 201 sich radial nach außen hin aufwölbt und eine ballige Form annimmt. Die Form Bolzens im verspannten Zustand ist mit gestrichelten Linien angedeutet.

Der Bolzen in Fig. 2 ist unbelastet. Wirkt nun, wie in Fig. 3 angedeutet, eine Radialkraft F auf den Bolzen 201 , verformt sich dieser analog zu dem Bolzen 101 in Fig. 1 . Ausgangspunkt der Verformung des Bolzens 201 ist allerdings keine zylindrische, sondern eine in Folge der Verspannung ballig Form. Dort, wo die Radialkraft F an den Bolzen 201 angreift, wird die ballige Form geebnet. Das Resultat ist eine weitestgehend gerade Kontur.

Eine weitere Möglichkeit, eine ballige Aufwölbung des Bolzens zu erzielen, zeigt Fig. 4. Der hier dargestellte Bolzen 401 weist im Inneren einen Hohlraum 403 auf. In dem Hohlraum 403 befindet sich ein Konus 405. An dem Konus 405 ist eine Gewindestange 407 fixiert, die sich in axialer Richtung erstreckt.

Der Konus 405 und eine auf die Gewindestange 407 aufgeschraubte Mutter 409 sind beidseitig gegen eine Hülse 41 1 verspannt. Dadurch weitet der Konus 405 die Hül- se 411 in radialer Richtung auf. Da die Hülse 411 an einer Wandung des Hohlraums 403 anliegt, wird infolgedessen auch der Bolzen 401 aufgeweitet. Es resultiert die gewünschte ballige Form des Bolzens.

Bezuaszeichen Bolzen

Biegelinie

Bolzen

erstes Druckstück

zweites Druckstück

Gewindestange

Muttern

Bolzen

Hohlraum

Konus

Gewindestange

Mutter

Hülse