DE102006056938A1

DE102006056938A1 - Shaft arrangement of an electric motor auxiliary drive, method for securing a functional element on a shaft and spreader

Info

Publication number: DE102006056938A1
Application number: DE102006056938A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Stefani; Jochen Kölle
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-12
Also published as: WO2008064818A1

Abstract

Bei einer Wellenanordnung eines elektromotorischen Hilfsantriebes für Fahrzeuge, mit wenigstens einer Welle und wenigstens einem Funktionselement, welches auf der Welle durch axiales Einspannen unter Verwendung wenigstens eines Spannelementes gesichert ist, ist das Spannelement ein Spreizring mit einem Ringkörper, der mit einem Wandabschnitt die Welle umschließt und sich mit einem ersten Randbereich axial an der Welle abstützt und mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Randbereich mittelbar oder unmittelbar gegen das wenigstens eine Funktionselement anliegt.In a shaft assembly of an electric motor auxiliary drive for vehicles, with at least one shaft and at least one functional element, which is secured on the shaft by axial clamping using at least one clamping element, the clamping element is a spreader ring with an annular body which surrounds the shaft with a wall portion and is supported axially with a first edge region on the shaft and with a second, relative to the first edge region indirectly or directly against the at least one functional element.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenanordnung eines elektromotorischen Hilfsantriebes für Fahrzeuge, mit wenigstens einer Welle und mit einem auf dieser Welle durch axiales Verspannen gesicherten Funktionselement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The The invention relates to a shaft arrangement of an electromotive Auxiliary drive for vehicles, with at least one wave and one on this wave through axial bracing secured functional element according to the preamble Claim 1.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum axialen Sichern wenigstens eines Funktionselementes auf einer Welle eines elektromotorischen Hilfsantriebs für Fahrzeuge gemäß Oberbegriff Patentanspruch 15 sowie auf einen Spreizring gemäß Oberbegriff Patentanspruch 22.Farther The invention relates to a method for axial securing at least one functional element on a shaft of an electromotive Auxiliary drive for Vehicles according to the generic term Claim 15 and to a spreader according to the preamble claim 22nd

Insbesondere bei Kleinmotoren elektrischer Hilfsantriebe für Fahrzeuge ist es üblich und notwendig, Funktionselemente, d.h. z.B. Lagerelemente, beispielsweise die auf einer Welle, z.B. Ankerwelle vorgesehenen inneren Lagerringe von Kugellagern axial und spielfrei auf der Welle zu sichern. Hierfür ist es bei Ankerwellen für Kleinmotoren für Fahrzeughilfsantriebe in der Praxis üblich, zusätzlich zu einer beispielsweise von einem Halterring oder C-Clip gebildete axiale Abstützung, gegen die der Lagerring mit einer Stirnseite anliegt, eine Metallbuchse zu verwenden, die gegen die andere Stirnseite des Lagerringes angepresst und unter hoher radialer Krafteinwirkung an einer in der Welle vorgesehenen Nut durch Vercrimpen oder Verquetschen verankert wird. Nachteilig hierbei ist u.a., dass es durch die hohe, für das Vercrimpen notwendige radiale Krafteinwirkung zu einem Verbiegen der Welle kommen kann.Especially in small electric auxiliary drives for vehicles, it is common and necessary, functional elements, i. e.g. Bearing elements, for example that on a wave, e.g. Anchor shaft provided inner bearing rings To secure ball bearings axially and backlash on the shaft. This is it at anchor waves for Small engines for Vehicle auxiliary drives common in practice, in addition to one example formed by a retainer ring or C-clip axial support, against the bearing ring rests with a front side, a metal bush to use, which is pressed against the other end face of the bearing ring and under high radial force on a groove provided in the shaft anchored by crimping or crimping. Disadvantage here Among other things, it is due to the high, necessary for the crimping Radial force can lead to bending of the shaft.

Zur axialen Sicherung eines Lagerringes auf der Ankerwelle eines elektrischen Kleinmotors ist auch bekannt ( DE 40 39 453 A1 ), auf der Ankerwelle ein axial wirkendes Spannelement in Form einer die Ankerwelle umschließenden Druckfeder vorzusehen, die sich mit einem Ende an der Ankerwelle abstützt und mit ihrem anderen Ende gegen das Lagerelement anliegt, sodass dieses zwischen der Druckfeder und einer auf der Ankerwelle vorgesehenen und sich an dieser Ankerwelle axial abstützenden Buchse eingespannt ist. Diese bekannte axiale Sicherung des inneren Lagerringes eines Kugellagers ist aber konstruktiv und hinsichtlich der Montage sehr aufwendig.For axially securing a bearing ring on the armature shaft of a small electric motor is also known ( DE 40 39 453 A1 ), to provide on the armature shaft an axially acting clamping element in the form of an armature shaft surrounding compression spring which is supported at one end to the armature shaft and abuts with its other end against the bearing element, so that this between the compression spring and one provided on the armature shaft and itself is clamped to this armature shaft axially supporting sleeve. However, this known axial securing of the inner bearing ring of a ball bearing is constructive and very expensive in terms of assembly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wellenanordnung aufzuzeigen, die bei reduziertem, konstruktivem Aufwand eine zuverlässige und insbesondere auch dauerhafte axiale Fixierung eines Funktionselementes auf einer Welle sicherstellt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Wellenanordnung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.task The invention is to show a wave arrangement at reduced, constructive effort a reliable and especially permanent axial fixation of a functional element on a shaft ensures. To the solution This object is a shaft assembly according to the claim 1 formed.

Ein Verfahren zum Sichern eines Funktionselementes auf einer Welle ist erfindungsgemäße entsprechend dem Patentanspruch 15 ausgebildet. Ein Spreizring zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Anordnung sowie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 22.One A method for securing a functional element on a shaft is according to the invention accordingly formed according to claim 15. A spreader ring for use in the inventive arrangement as well as in the method according to the invention is subject of claim 22.

Bei der Erfindung erfolgt die axiale Sicherung des jeweiligen Funktionselementes, welches beispielsweise ein Lagerelement, z.B. der innere Lagerring eines Kugel- oder Nadellagers ist, in besonders einfacher Weise durch Aufsetzen des Spreizringes auf die Welle, durch axiales Sichern des Spreizringes an der Welle und durch anschließendes bleibendes Verformen des wenigstens einen, die Welle umschließenden und Wandabschnitts des Spreizringes in eine taillierte Form. Hierbei erfolgen eine Vergrößerung der axialen Abmessung des Spreizringes und damit ein axiales Spreizen dieses Ringes, und zwar für das spielfreie axiale Sichern bzw. Verspannen des jeweiligen Funktionselementes auf der Welle. Die Welle ist dabei beispielsweise die Ankerwelle des Kleinmotors des elektrischen Hilfsantriebs für Fahrzeuge oder aber eine andere Welle eines derartigen Hilfsantriebs. Der elektrische Hilfsantrieb ist z.B. ein Scheibenwischerantrieb, ein Antrieb für eine elektrischer Sitzverstellung, ein Antrieb eines elektrischen Fensterhebers usw.at the invention, the axial securing of the respective functional element, which, for example, a bearing element, e.g. the inner bearing ring a ball or needle bearing is, in a particularly simple manner by placing the Spreizringes on the shaft, by axial securing of the expansion ring on the shaft and by subsequent permanent deformation the at least one, the shaft enclosing and wall portion of the Spreader ring in a waisted shape. In this case, an increase in the axial dimension of the expansion ring and thus an axial spreading this ring, for the backlash-free axial securing or clamping of the respective functional element on the wave. The shaft is, for example, the armature shaft the small motor of the electric auxiliary drive for vehicles or one another wave of such auxiliary drive. The electric auxiliary drive is e.g. a windscreen wiper drive, a drive for an electric Seat adjustment, a drive of a power window etc.

Das axiale Sichern des Spreizringes auf der jeweiligen Welle sowie auch das anschließende Spreizen bzw. Verformen des Spreizringes erfolgen durch eine gleichmäßig am Umfang des Spreizringes verteilte radiale Kraftbeaufschlagung. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass radiale Kräfte direkt auf die Welle eingeleitet werden, womit u.a. auch die Gefahr eines Verbiegens der Welle vermieden ist.The axial securing of the expansion ring on the respective shaft as well the subsequent spreading or deformation of the expansion ring made by a uniform on the circumference the Spreizringes distributed radial application of force. in this connection It is not necessary that radial forces are introduced directly to the shaft become, with which u.a. also avoided the risk of bending the shaft is.

Das für den Spreizring verwendete Material ist so ausgewählt, dass der Spreizring beim Spreizen bleibend verformt wird und eine permanente Einspannkraft auf das jeweilige Funktionselement mittelbar oder unmittelbar ausübt, sodass auch während eines längeren Betriebes beispielsweise durch Temperaturwechsel bedingte Längenänderungen von dem gespreizten Spreizring ausgeglichen werden, d.h. die angestrebte spielfreie axiale Sicherung des jeweiligen Funktionselementes in allen Betriebsbedingungen auch nach längerer Betriebsdauer besteht. Als Material für den Spreizring eignet sich insbesondere ein metallischer Werkstoff, vorzugsweise Stahl.The for the Spreader used material is selected so that the spreader when Spreading is permanently deformed and a permanent clamping force indirectly or directly exerts on the respective functional element, so that even during one longer Operation, for example, caused by temperature changes length changes be compensated by the spread spreader, i. the desired one backlash-free axial securing of the respective functional element in all operating conditions even after a longer period of operation. As material for the expanding ring is in particular a metallic material, preferably steel.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung werden weiterhin in besonders einfacher Weise beim Spreizen des Spreizringes Toleranzen u.a. der Welle und/oder des jeweiligen Funktionselementes ausgeglichen.With the training of the invention continue to be in a particularly simple manner when spreading the Spreader ring tolerances u.a. the shaft and / or the respective functional element balanced.

Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:Further developments are the subject of the dependent claims. The invention will be described in more detail below with reference to the figures of an embodiment purifies. Show it:

1 in Teildarstellung die Ankerwelle eines Kleinmotors eines elektromotorischen Hilfsantriebs, zusammen mit einem auf die Ankerwelle aufgesetzten Spreizring zum Fixieren eines Kugellagers bzw. des inneren Lagerringes, vor dem Spreizen des Spreizringes; 1 in partial representation, the armature shaft of a small motor of an electric motor auxiliary drive, together with an attached to the armature shaft spreader ring for fixing a ball bearing and the inner bearing ring, before spreading the Spreizringes;

2 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der 1; 2 a section corresponding to the line II of 1 ;

3 u. 4 Darstellungen wie 1 und 2, jedoch nach dem Fixieren des Kugellagers auf der Ankerwelle bzw. nach dem Spreizen des Spreizringes; 3 u. 4 Depictions like 1 and 2 but after fixing the ball bearing on the armature shaft or after spreading the spreader ring;

5 in Positionen a–c den Spreizring in Seitenansicht und in verschiedenen Zuständen während der Montage; 5 in positions a-c, the spreader ring in side view and in various states during assembly;

6 in Positionen a–c den Spreizring jeweils im Schnitt, und zwar in den Positionen a–c der 5 entsprechenden Zuständen während der Montage; 6 in positions A-C, the spreader ring in each section, in the positions A-C 5 corresponding states during assembly;

7 u. 8 Darstellungen wie 1 und 3 bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 7 u. 8th Depictions like 1 and 3 in a further embodiment of the invention.

In den Figuren ist 1 die Ankerwelle eines elektrischen Kleinmotors, der Bestandteil eines elektromotorischen Hilfsantriebs für Fahrzeuge ist. Auf der Ankerwelle 1 sind u.a. der Rotor 2 bestehend aus dem Blechpaket und der Ankerwicklung sowie bei der in den 1–4 dargestellten Ausführungsform auch ein Kugellager 3 vorgesehen, welches Bestandteil einer nicht weiter dargestellten Lageranordnung für die Ankerwelle 1 ist.In the figures is 1 the armature shaft of a small electric motor, which is part of an electric motor auxiliary drive for vehicles. On the armature shaft 1 include the rotor 2 consisting of the laminated core and the armature winding as well as in the 1 - 4 illustrated embodiment, a ball bearing 3 provided, which is part of a bearing arrangement, not shown, for the armature shaft 1 is.

Das Kugellager 3 besteht in bekannter Weise aus einem inneren Lagerring 4, aus einem äußeren Lagering 5 und aus den zwischen diesen angeordneten Kugeln 6. Mit dem inneren Lagerring 4 ist das Kugellager 3 passend und spielfrei auf die Ankerwelle 1 montiert. Zur axialen und spielfreien Sicherung des Kugellagers 3 liegt der innere Lagerring 4 mit einer Stirnseite gegen eine auf der Ankerwelle vorgesehene axiale Abstützung 7 an, welche bei der dargestellten Ausführungsform von einem in eine Umfangsnut der Ankerwelle 1 eingreifenden Sicherungsring oder C-Clip gebildet ist. Zur Sicherung des Kugellagers 3 auf der Ankerwelle 2 ist weiterhin ein Spreizring 8 vorgesehen, der gegen die der Abstützung 7 abgewandte Stirnseite des Lagerringes 4 anliegt und diesen gegen die Abstützung 7 axial, d.h. in Achsrichtung der Ankerwelle anpresst. Ebenso wie die Abstützung 7 ist auch der Spreizring 8 aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl gefertigt, und zwar entsprechend den 5 und 6 mit einem vor der Montage zunächst offenen Ringkörper (Öffnung 9), der beispielsweise durch Stanzen und Rollformen aus dem metallischen Flachmaterial einstückig gefertigt ist, und zwar mit einem bei noch nicht montiertem Spreizring 8 teilringförmigen, eine Spreizringachse SA umschließenden Wandabschnitt 8.1 und mit in Richtung zur Spreizringachse SA, d.h. radial nach innen gerichtete oder abgewinkelten und in Richtung der Achse SA voneinander beabstandeten Randbereiche 8.2 und 8.3. Bei noch nicht endgültig montiertem Spreizring 8 ist der Wandabschnitt 8.1 an seiner der Achse SA abgewandten Außenfläche im weitesten Sinne tonnenartig gewölbt, d.h. so geformt, dass dieser Wandabschnitt 8.1 in Schnittebenen, die die Spreizringachse SA oder die Achse der Welle 1 einschließen, an der Innenseite konkav und an der Außenseite konvex ausgebildet ist. Weiterhin sind bei der dargestellten Ausführungsform im Wandabschnitt 8.1 um die Achse SA verteilt mehrere sich in Richtung dieser Achse erstreckende schlitzförmige Öffnungen 10 vorgesehen, sodass die Umfangswand 8.1 des Spreizringes 8 letztlich aus einer Vielzahl von zwischen den Öffnungen oder Schlitzen 10 gebildeten Stegen 11 besteht.The ball bearing 3 consists in a known manner of an inner bearing ring 4 , from an outer bearing ring 5 and from the balls arranged between them 6 , With the inner bearing ring 4 is the ball bearing 3 fitting and free of play on the armature shaft 1 assembled. For axial and backlash-free securing of the ball bearing 3 is the inner bearing ring 4 with an end face against a provided on the armature shaft axial support 7 in which in the illustrated embodiment of a in a circumferential groove of the armature shaft 1 engaging circlip or C-clip is formed. To secure the ball bearing 3 on the armature shaft 2 is still a spreader ring 8th provided against the support 7 opposite end face of the bearing ring 4 is applied and this against the support 7 axially, that is pressed in the axial direction of the armature shaft. As well as the support 7 is also the spreader ring 8th made of a metallic material, preferably made of steel, in accordance with the 5 and 6 with an initially open before mounting annular body (opening 9 ), which is made in one piece, for example, by punching and roll forming of the metallic flat material, with a not yet mounted spreader 8th part-annular, a Spreizringachse SA enclosing wall section 8.1 and with in the direction of the Spreizringachse SA, ie radially inwardly directed or angled and spaced apart in the direction of the axis SA edge regions 8.2 and 8.3 , For not yet finally mounted spreader ring 8th is the wall section 8.1 on its axis facing away from the axis SA outer surface in the broadest sense barrel-like, ie shaped so that this wall section 8.1 in sectional planes, the Spreizringachse SA or the axis of the shaft 1 include concave on the inside and convex on the outside. Furthermore, in the illustrated embodiment in the wall section 8.1 around the axis SA distributed a plurality extending in the direction of this axis slot-shaped openings 10 provided so that the peripheral wall 8.1 of the expansion ring 8th ultimately from a multitude of between the openings or slots 10 formed webs 11 consists.

Für den Spreizring 8 sind in der Ankerwelle 1 zwei am Umfang offene und die Ankerwellenachse konzentrisch umschließende Nuten 12 und 13 vorgesehen, die in Richtung der Ankerwellenachse einen axialen Abstand voneinander aufweisen, der gleich oder etwa gleich dem Abstand ist, den die Randbereiche 8.2 und 8.3 in Richtung der Spreizringachse SA voneinander besitzen. Die Breite der Nut 12, die einen größeren axialen Abstand von der Abstützung 7 aufweist, ist bei der dargestellten Ausführungsform gleich oder geringfügig größer als die Materialdicke des für die Herstellung des Sperrringes 8 verwendeten Flachmaterials und damit gleich oder geringfügig größer als die Materialdicke des Spreizringes 8 im Bereich der Ränder 8.2 und 8.3.For the spreader ring 8th are in the armature shaft 1 two circumferentially open and the armature shaft axis concentrically enclosing grooves 12 and 13 provided, which in the direction of the armature shaft axis have an axial distance from each other, which is equal to or approximately equal to the distance that the edge regions 8.2 and 8.3 in the direction of the Spreizringachse SA from each other. The width of the groove 12 providing a greater axial distance from the support 7 has, in the illustrated embodiment, equal to or slightly larger than the material thickness of the for the production of the locking ring 8th used flat material and thus equal to or slightly larger than the material thickness of the expansion ring 8th in the area of the edges 8.2 and 8.3 ,

Die der Abstützung 7 näher liegende Nut 13 besitzt bei der dargestellten Ausführungsform eine gegenüber der Nut 12 etwas größere Breite und darüber hinaus einen axialen Abstand von der Abstützung 7, der etwas kleiner ist als die axiale Abmessung des inneren Lagerring 4. Hierdurch ist erreicht, dass nach dem Aufschieben des Kugellagers 3 auf die Ankerwelle 1 der mit einer Stirnseite gegen die Abstützung 7 anliegenden Lagerring 4 mit der anderen Stirnseite die Nut 13 geringfügig überlappt, der von dem Lagerring 4 nicht abgedeckte Bereich der Nut 13 aber immer noch eine Breite aufweist, die wenigstens gleich, vorzugsweise aber etwas größer ist als die Materialdicke des Spreizringes 8.The support 7 closer groove 13 has in the illustrated embodiment one opposite the groove 12 slightly larger width and beyond an axial distance from the support 7 , which is slightly smaller than the axial dimension of the inner bearing ring 4 , This ensures that after pushing the ball bearing 3 on the armature shaft 1 the one with an end face against the support 7 adjacent bearing ring 4 with the other end the groove 13 slightly overlapped, that of the bearing ring 4 uncovered area of the groove 13 but still has a width that is at least equal, but preferably slightly larger than the material thickness of the expansion ring 8th ,

Zur Sicherung des auf die Ankerwelle 1 aufgesetzten und mit dem Lagerring 4 sich gegen die Abstützung 7 abstützenden Kugellagers 3 wird der geöffnete Spreizring 8 (Position a der 5 und 6) z.B. axial auf die Ankerwelle 1 aufgesetzt, sodass ein Randbereich, beispielsweise der Randbereich 8.2 im Bereich der Nut 12 und der andere Randbereich, beispielsweise der Randbereich 8.3 im Bereich der Nut 13 zu liegen kommen. Mit einem den Spreizring 8 umschließenden Werkzeug wird dieser durch gleichmäßige radiale bzw. kreisförmige Krafteinwirkung (Pfeile K der 2) zunächst zu einem geschlossenen Ring verformt. Die Flanken der Öffnung 9, d.h. die die Öffnung 9 begrenzenden Flächen kommen am Ende dieses Schließvorgangs gegeneinander zur Anlage und bewirken dadurch eine mechanische Begrenzung der Verformung beim Schließen und der damit einhergehenden Reduzierung des Innendurchmessers des Spreizringes 8, so dass sich beim Schließvorgang ein definierter Spreizringdurchmesser ergibt, der ein radiales Anliegen an der Welle 1 verhindert, jedoch sicher stellt, dass die Abschnitte 8.2 und 8.3 in die Nuten 12 und 13 in der erforderlichen Weise eintauchen. Die Öffnung 9 bzw. das von dieser Öffnung gebildete Kreissegment des geöffneten Spreizringes 8 sind so gewählt, dass beim Schließen des Spreizringes exakt der für den geschlossenen Spreizring gewünschte Durchmesser erreicht wird.To secure the on the armature shaft 1 fitted and with the bearing ring 4 against the support 7 supporting ball bearing 3 becomes the open spreader ring 8th (Position a the 5 and 6 ) eg axially on the armature shaft 1 put on so that a border area, for example, the border area 8.2 in the area of the groove 12 and the other border area, for example the border area 8.3 in the area of the groove 13 to come to rest. With a spreader ring 8th enclosing tool is this by uniform radial or circular force (arrows K of 2 ) first deformed into a closed ring. The flanks of the opening 9 ie the opening 9 delimiting surfaces come at the end of this closing process against each other to the plant and thereby cause a mechanical limitation of the deformation during closing and the concomitant reduction of the inner diameter of the expansion ring 8th , so that when closing a defined Spreizringdurchmesser results, the radial concern with the shaft 1 prevents, however, ensures that the sections 8.2 and 8.3 into the grooves 12 and 13 immerse in the required manner. The opening 9 or the circle segment formed by this opening of the open expansion ring 8th are chosen so that when closing the spreader exactly the desired diameter for the closed spreader is achieved.

Nach diesem Schließen des Spreizringes 8 sind die Randbereiche 8.2 und 8.3 jeweils zu einem von der Umfangswand 8.1 radial nach innen stehenden, geschlossenen ringförmigen Abschnitt verformt, und zwar mit einem inneren Ringdurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Ankerwelle 1. jeder so verformte Randbereich 8.2 bzw. 8.3 ist in einer Nut aufgenommen, und zwar der Randbereich 8.2 in der Nut 12 und der Randbereich 8.3 in der Nut 13, wobei es aber in keiner der beiden Nuten 12 und 13 zu einer radialen Anlage des betreffenden Randbereichs 8.2 bzw. 8.3 am Fußdurchmesser unter radialer Krafteinwirkung auf die Welle 1 kommt. In der Position b der 5 und 6 ist jeweils der zu einem geschlossenen Ring verformte Spreizring 8 dargestellt. Die 1 und 2 zeigen den Spreizring in diesem geschlossenen, aber noch nicht gespreizten Zustand auf der Ankerwelle 1.After this closing of the expansion ring 8th are the border areas 8.2 and 8.3 each to one of the peripheral wall 8.1 deformed radially inwardly, closed annular portion, with an inner ring diameter which is smaller than the outer diameter of the armature shaft 1 , each so deformed edge area 8.2 respectively. 8.3 is accommodated in a groove, namely the edge area 8.2 in the groove 12 and the border area 8.3 in the groove 13 , but it is in neither of the two grooves 12 and 13 to a radial contact of the respective edge region 8.2 respectively. 8.3 at foot diameter under radial force on the shaft 1 comes. In position b of the 5 and 6 is in each case the deformed to a closed ring expansion ring 8th shown. The 1 and 2 show the spreader in this closed, but not yet spread state on the armature shaft 1 ,

In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun die Umfangswand 8.1 des geschlossenen Spreizringes 8 dem den Spreizring 8 umschließenden Werkzeug durch gleichmäßige radiale bzw. kreisförmige Krafteinwirkung (Pfeile K der 2) bleibend derart verformt, dass diese Umfangswand 8.1 an ihrer Außenfläche tailliert ist, die Tiefe bzw. das Maß dieser Taillierung aber kleiner ist als das Maß der Ausbauchung, das (Maß) der Wandabschnitt 8.1 bei geschlossenem, aber noch nicht überdrucktem Spreizring 8 aufweist. Das Maß der Taillierung oder der Ausbauchung ist dabei jeweils die Differenz der Radien, die der geschlossene Spreizring 8 etwa in der Mitte zwischen den Randbereichen 8.2 und 8.3 bzw. an diesen Randbereichen aufweist.In a further method step, the peripheral wall is now 8.1 the closed spreader ring 8th the spreader ring 8th enclosing tool by uniform radial or circular force (arrows K of 2 ) permanently deformed such that this peripheral wall 8.1 is waisted on its outer surface, but the depth or the dimension of this sidecut is smaller than the measure of the bulge, the (dimension) of the wall section 8.1 with closed, but not yet overprinted expansion ring 8th having. The measure of the sidecut or bulge is in each case the difference of the radii, the closed spreader ring 8th approximately in the middle between the border areas 8.2 and 8.3 or at these edge regions.

Durch die Verformung bzw. das Überdrücken des Spreizringes 8 ergibt sich eine Vergrößerung des axialen Abstandes zwischen den ringförmigen Randbereichen 8.2 und 8.3 und damit eine Spreizwirkung in Achsrichtung der Ankerwelle 1 in der Form, dass der verformte, d.h. axial gespreizte Spreizring 8 mit seinem gegen den Lagerring 4 anliegenden Randbereich 8.3 diesen Lagerring zwischen sich und der Abstützung 7 durch Verspannen fixiert. Die 5 und 6 zeigen in der Position c den für das Spreizen verformten Spreizring nochmals in Einzeldarstellung.By the deformation or the overpressing of the expansion ring 8th results in an increase in the axial distance between the annular edge regions 8.2 and 8.3 and thus a spreading effect in the axial direction of the armature shaft 1 in the form that the deformed, ie axially spread spreader 8th with his against the bearing ring 4 adjacent edge area 8.3 this bearing ring between itself and the support 7 fixed by bracing. The 5 and 6 show in position c the deformed for the spreading spreader again in detail.

Das Verformen des Spreizringes 8 ist dadurch begrenzt, dass der Wandabschnitt 8.1 gegen die Ankerwelle 1 zwischen den beiden Nuten 12 und 13 zur Anlage kommt. Durch taillierte Form des gespreizten Spreizringes 8 sowie durch das Anliegen des Wandabschnitts 8.1 gegen die Ankerwelle 1 ist auch ein unerwünschtes Rückformen des Spreizringes 8 wirksam verhindert. Konstruktionsbedingt besteht also in mehrfacher Hinsicht eine Selbsthemmung. Diese besteht nicht nur in der Begrenzung der Verformung bzw. der Durchmesserreduzierung beim Schließen des Spreizringes 8, sondern verhindert auch, dass beim anschließenden Spreizen des Spreizringes 8 ein Überdrücken des Wandabschnittes 8.1 über ein vordefiniertes Maß hinaus erfolgt, und/oder dass sich der gespreizte Spreizring 8 durch axiale Kräfte im Betrieb in unerwünschter Weise selbstständig entspannen kann.Deforming the expansion ring 8th is limited by the fact that the wall section 8.1 against the armature shaft 1 between the two grooves 12 and 13 comes to the plant. By waisted shape of the spread spreader 8th as well as by the concerns of the wall section 8.1 against the armature shaft 1 is also an undesirable reshaping of the expansion ring 8th effectively prevented. By design, there is a self-locking in several ways. This does not only consist of limiting the deformation or reducing the diameter when closing the expansion ring 8th but also prevents the subsequent spreading of the expansion ring 8th an overpressing of the wall section 8.1 beyond a predefined amount, and / or the spread spreader ring 8th can unintentionally relax independently by axial forces during operation.

Mit dem Spreizring 8 wird also nicht nur zuverlässig eine axiale und auch spielfreie Fixierung des Kugellagers 3 auf der Ankerwelle 1 erreicht, sondern die Verwendung des Spreizringes 8 hat auch weitere erhebliche Vorteile, insbesondere dahingehend, dass bei der Fixierung des Kugellagers 3 mit dem Spreizring 8 keine radialen Kräfte auf die Ankerwelle 1 eingeleitet werden und damit insbesondere auch ein eventuelles Verbiegen der Ankerwelle 1 vermieden ist. Beim Spreizen des Spreizringes 8 erfolgt ausschließlich eine axiale Krafteinleitung auf die Ankerwelle 1. Weiterhin wird durch die Elastizität des gespreizten Spreizringes 8 eine permanente stirnseitige Kraft auf den Lagerring 4 aufgebaut.With the spreader ring 8th So it is not only reliable axial and play-free fixation of the ball bearing 3 on the armature shaft 1 achieved, but the use of the expansion ring 8th also has other significant advantages, in particular to the effect that in the fixation of the ball bearing 3 with the spreader ring 8th no radial forces on the armature shaft 1 be initiated and thus in particular a possible bending of the armature shaft 1 is avoided. When spreading the Spreizringes 8th Only an axial force is applied to the armature shaft 1 , Furthermore, by the elasticity of the spread spreader 8th a permanent frontal force on the bearing ring 4 built up.

Die 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform, bei der auf der Ankerwelle 1 zwischen dem Spreizring 8 und dem Kugellager 3 weitere Funktionselemente vorgesehen sind, und zwar ein Magnetring 14 zur Ansteuerung wenigstens eines auf ein Magnetfeld ansprechenden Sensors einer elektrischen Steuerung sowie eine zwischen diesem Magnetring 14 und dem inneren Lagerring 4 des Kugellagers 3 vorgesehene Buchse 15. Bei dieser Ausführungsform werden somit der Magnetring 14, die Buchse 15 und der Lagerring 4 des Kugellagers 3 zwischen dem gespreizten Spreizring 8 und der Abstützung 7 axial auf der Ankerwelle 1 verspannt, und zwar in gleicher Weise, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit den 1–6 beschrieben wurde.The 7 and 8th show an embodiment in which on the armature shaft 1 between the spreader ring 8th and the ball bearing 3 further functional elements are provided, namely a magnetic ring 14 for controlling at least one responsive to a magnetic field sensor of an electric control and between this magnetic ring 14 and the inner bearing ring 4 of the ball bearing 3 provided socket 15 , In this embodiment, therefore, the magnetic ring 14 , the socket 15 and the bearing ring 4 of the ball bearing 3 between the spread spreader 8th and the support 7 axially on the armature shaft 1 clamped, in the same way as in the above connection with the 1 - 6 has been described.

Die 7 zeigt den Zustand vor dem axialen Spreizen des Spreizringes 8 bzw. vor dem Überdrücken der Umfangswand 8.1. Die 8 zeigt den Zustand nach dem axialen Spreizen des Spreizringes 8. Die beiden Nuten 12 und 13 befinden sich bei dieser Ausführungsform an der Ankerwelle 11 wiederum dort, wo auch der Spreizring 8 bzw. dessen Randbereiche 8.2 und 8.3 vorgesehen sind.The 7 shows the state before the axial spreading of the expansion ring 8th or before overpressing the peripheral wall 8.1 , The 8th shows the state after the axial spreading of the expansion ring 8th , The two grooves 12 and 13 are in this embodiment of the armature shaft 11 Again, where the spreader ring 8th or its border areas 8.2 and 8.3 are provided.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The The invention has been described above with reference to an exemplary embodiment. It is understood that numerous changes and modifications are possible, without thereby the inventive idea underlying the invention will leave.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der geöffnete Spreizring axial auf die Ankerwelle 1 aufgesetzt wird. Grundsätzlich besteht bei entsprechender Ausbildung der Öffnung 9 auch die Möglichkeit, den Spreizring 8 mit dieser Öffnung 9 seitlich bzw. radial auf die jeweilige Welle, z.B. die Ankerwelle 1 aufzusetzen. In diesem Fall ist die Breite der Öffnung 9 wenigstens gleich dem Außendurchmesser der Welle.It was assumed above that the open expansion ring axially on the armature shaft 1 is put on. Basically, there is appropriate training the opening 9 also the possibility of the spreader ring 8th with this opening 9 laterally or radially to the respective shaft, eg the armature shaft 1 sit up. In this case, the width of the opening 9 at least equal to the outer diameter of the shaft.

11: Ankerwellearmature shaft
22: Rotorrotor
33: Kugellagerball-bearing
44: innerer Lagerringinternal bearing ring
55: äußerer Lagerringouter bearing ring
66: KugelBullet
77: axiale Abstützungaxial support
88th: Spreizringexpanding ring
8.18.1: Umfangswand des Ringkörpersperipheral wall of the ring body
8.2, 8.38.2 8.3: Randbereichborder area
99: Öffnung des geöffneten Spreizringes 8 Opening of the open expansion ring 8th
1010: Schlitzslot
1111: Stegweb
12, 1312 13: Nutgroove
1414: Magnetringmagnetic ring
1515: BuchseRifle
KK: radiale Kraftradial force
SASA: Achse des Spreizringes 8 Axle of the expansion ring 8th

Claims

Shaft assembly of an electric motor auxiliary drive for vehicles, with at least one shaft ( 1 ) and with at least one functional element ( 3 . 14 . 15 ), which by axial clamping using at least one clamping element axially on the shaft ( 1 ) is secured, characterized in that the clamping element is a spreader ( 8th ) is that with at least one wall section ( 8.1 ) the wave ( 1 ) encloses itself with a first edge region ( 8.2 ) axially on the shaft ( 1 ) is supported and with a second, compared to the first axially offset edge region ( 8.3 ) indirectly or directly against the at least one functional element ( 4 . 14 . 15 ) is applied, and that for clamping the functional element ( 4 . 14 . 15 ) by axial spreading of the expansion element ( 8th ) the at least one wall section ( 8.1 ) from an original form, in which this wall section ( 8.1 ) in cutting planes which have a spreader ring axis (SA) or an axis of the shaft ( 1 ), concave on the inner side and convex on the outer side, is permanently deformed by overpressing into a waisted shape.

Shaft arrangement according to claim 1, characterized in that the shaft is the armature shaft ( 1 ) Is a small electric motor of the electric auxiliary drive.

Shaft arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the functional element a on the shaft ( 1 ) provided bearing element, for example, the inner bearing ring ( 4 ) of a needle or ball bearing ( 3 ).

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the shaft ( 1 ) an axial support ( 7 ), for example in the form of a collar or a support ring is provided, and that the at least one functional element ( 4 . 14 . 15 ) between this support ( 7 ) and the axially spread spreader ( 8th ) is clamped.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one functional element by the axial bracing without play on the shaft ( 1 ) is provided.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring ( 8th ) with the waisted wall section ( 8.1 ) against the wave ( 1 ) is present or this is immediately adjacent.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the depth of the waisting of the wall portion ( 8.1 ) after spreading is smaller than the extent of the bulge formed by the original shape of this wall portion ( 8.1 ) before spreading.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first edge area ( 8.2 ) for the axial support of the expansion ring ( 8th ) into a groove ( 12 ) engages the shaft.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second edge area ( 8.3 ) of the spreader ring ( 8th ) in another groove ( 13 ) the wave ( 1 ) is recorded.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spread spreader ( 8th ) the wave ( 1 ) encloses without radial force or substantially without radial force.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the wall section deformed by overpressing ( 8.1 ) of a plurality of spreading webs ( 11 ) is formed.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring ( 8th ) consists of a permanently deformable material.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring ( 8th ) made of metal, preferably made of steel.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring is made of a flat material Punching and forming is made.

Method for axially securing at least one functional element ( 4 . 14 . 15 ) on a wave ( 1 ) of an electric motor auxiliary drive for vehicles by axial bracing of the at least one functional element ( 4 . 14 . 15 ) between an axial support ( 7 ) and a permanent axial clamping force generating clamping element, characterized in that on the shaft ( 1 ) a clamping element forming the spreader ring ( 8th ) and on the shaft ( 1 ) axially with a first edge region ( 8.2 ) is secured so that the spreader ( 8th ) the wave ( 1 ) with at least one wall section ( 8.1 ) and a second border area ( 8.3 ) the functional element ( 4 . 14 . 15 ) is adjacent, and that for clamping the functional element ( 4 . 14 . 15 ) by axial spreading of the expansion element ( 8th ) the at least one wall section ( 8.1 ) from an original form, in which this wall section ( 8.1 ) in cutting planes that have an expanding ring axis (SA) or the axis of the shaft ( 1 ), concave on the inner side and convex on the outer side, being permanently deformed by overpressing into a waisted shape.

A method according to claim 15, characterized in that the spreader ring ( 8th ) is deformed before the axial spreading for axial support.

A method according to claim 16, characterized in that the spreader ring ( 8th ) is deformed before the axial spreading so that the first edge region ( 8.2 ) against one on the shaft ( 1 ) formed axial support surface ( 12 ) is present.

A method according to claim 16, characterized in that the spreader ring ( 8th ) is deformed before the axial spreading so that the first edge region ( 8.2 ) in one of the shaft ( 1 ) provided first groove ( 12 ) intervenes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring ( 8th ) is deformed before the axial spreading so that the second edge region ( 8.3 ) in a peripheral area ( 8.3 ) associated second groove ( 13 ) the wave ( 1 ) intervenes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader ring ( 8th ) as an open ring on the shaft ( 1 ) is placed and then deformed into a closed ring by radial force.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation of the wall section ( 8.1 ) during axial spreading of the expansion ring ( 8th ) is carried out such that the deformed or waisted wall section ( 8.1 ) against the wave ( 1 ) is present or this is immediately adjacent.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation of the wall section ( 8.1 ) during axial spreading of the expansion ring ( 8th ) such that the depth (b) of the waisting of the wall portion ( 8.1 ) after spreading is smaller than the dimension (a) of the bulge formed by the original shape of this wall portion ( 8.1 ).

Spreader ring for use in a shaft assembly according to any one of claims 1-13 and / or in a method according to any one of claims 15-21, characterized by the formation of the Spreizringes ( 8th ) as an open ring body having a Spreizringachse (SA) partially enclosing wall portion ( 8.1 ) with two radially extending inwardly from the wall portion in the direction of Spreizringachse (SA) and in relation to the Spreizringachse (SA) axially offset edge regions ( 8.2 . 8.3 ), wherein the wall section ( 8.1 ) in the Spreizringachse (SA) enclosing cutting planes on the inside is concave and convex on the outside.

Spreader ring according to claim 23, characterized in that the wall section ( 8.1 ) a variety of webs ( 11 ) and in between Openings ( 10 ) or has openings.

Spreader ring according to one of the preceding claims by its production from a permanently deformable, for example metallic Flat material.