DE102007017700A1

DE102007017700A1 - Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung

Info

Publication number: DE102007017700A1
Application number: DE200710017700
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Stammberger; Uwe Dipl.-Ing. Illhardt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-04-14
Filing date: 2007-04-14
Publication date: 2008-10-30

Abstract

Es wird eine Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung vorgeschlagen, bei der die Nutmutter (1) durch einen axial in eine Bohrung (5, 6) in der Welle (2) eingebrachten Stift (4) gesichert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung zwischen einer Radwelle und einem Planetenträger.
Für die Verbindung zwischen einer Radwelle und dem Planetenträger in Radnabengetrieben wird üblicherweise eine Zahnwellenverbindung in Kombination mit einer Schraubverbindung mit Nutmutter verwendet. Diese Verbindung ist sicherheitsrelevant und stellt an die Sicherung der Nutmutter hohe Anforderungen.
Die Passung der Zahnwellenverbindung wird so gewählt, dass im montierten Zustand kein Verdrehflankenspiel zwischen Radwelle und Planetenträger auftritt, wobei die Nutmutter üblicherweise durch Verstemmen gesichert wird, was in der Regel als Sicherung ausreicht. Tritt dennoch der Fall ein, dass sich die Nutmutter löst, kann es zum Verlieren des Antriebsrades kommen, was zu unkontrollierten Fahrzuständen und zu Personenschäden führen kann.
Aus diesem Grunde ist es sinnvoll, eine formschlüssige Verliersicherung für die Nutmutter vorzusehen. Hierbei verspannt im montierten Zustand die Nutmutter die Radwelle und den Planetenträger mit einer definierten Kraft und ist mit einem vorgegebenen Drehmoment anzuziehen. Übliche formschlüssige Sicherungselemente erfordern in nachteiliger Weisen eine bestimmte Stellung der Nutmutter für ihre Montage bzw. eine spanende Bearbeitung während des Montageprozesses bzw. sind sie nur einmalig verwendbar (z. B. Sicherungsbleche).
Aus der DE 41 28 508 C1 ist eine Achsmutter für ein Radlager mit auf einem Achsschenkel drehbar gelagerter Nabe bekannt. Hierbei sind im freien Ende des Achsschenkels sich orthogonal kreuzende Bohrungen und in einer Krone der Achsmutter axial verlaufende Schlitze zum Einführen eines Verriegelungsbolzens angeordnet. Um eine sichere Lagereinstellung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, die Teilung der Schlitze in der Krone asymmetrisch auszubilden.
Aus der DE 102 07 398 B4 ist ein Planetengetriebe bekannt, bei dem eine Welle mittels mindestens einer Lagerkombination in einem Gehäuseteil des Getriebes gelagert ist, wobei zum Verspannen dieser Lagerkombinationen eine Wellenmutter mit der Welle lösbar verbindbar ist; die Wellenmutter ist bei diesem bekannten Getriebe mit mindestens einer Stiftschraube als Verdrehsicherung lösbar verbindbar, wobei die Stiftschrauben in ihrer Orientierung weniger als 15° von der axialen Richtung abweichen und axial orientiert sind, und wobei nur die Wellenmutter mit. mindestens einer Gewindebohrung zur Aufnahme der Stiftschrauben versehen ist.
Hierbei ist vorgesehen, dass die Fläche zum Ansetzen des Werkzeuges zur Fertigung der Gewindebohrungen für die Stiftschrauben die axiale Richtung als Normalenrichtung hat. Des weiteren ist vorgesehen, dass die Gewindebohrung zur Aufnahme der Stiftschrauben in die Wellenmutter beim Fertigen der Wellenmutter, d. h. vor dem lösbaren Verbinden, insbesondere Einschrauben, der Wellenmutter mit der Welle eingebracht wird. Der Außendurchmesser der Stiftschraube und der Außendurchmesser des Gewindes der Wellenmutter überdecken sich um einem Betrag U, sodass dadurch die Stiftschraube im Bereich der lösbaren Verbindung zwischen Wellenmutter und Welle Material der Welle derart verformt, dass die Stiftschraube Teilbereiche eines zum Aufschrauben der Wellenmutter in die Welle eingeschnittenen Gewindes verformt.
Des weiteren ist aus der EP 1 134 440 B1 der Anmelderin eine Verbindungsanordnung für zwei miteinander in Wirkeingriff stehende Bauteile, insbesondere für die Feststellung eines Radlagers auf einer Gewindewelle eines land- oder bauwirtschaftlichen Fahrzeugs mit einem Sicherungselement, das ein Lösen der Halteanordnung unter hoher Belastung verhindert, bekannt. Hierbei weist die Verbindungsanordnung die Form einer becherförmigen Zentralmutter mit einem ebenen Boden auf, deren Innengewinde an das Außengewinde der Gewindewelle angepasst ist; der Boden der Zentralmutter ist mit einer Anzahl von koaxial zur Symmetrieachse angeordneten Öffnungen versehen, wobei die Gewindewelle auf dem dem Boden zugewandten Ende mit einer Anzahl von Bohrungen versehen ist, die koaxial zur Längsachse der Welle auf einem Kreis mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige der Öffnungen am Boden der Zentralmutter angeordnet sind und wobei wenigstens ein Sicherungselement eine der Öffnungen im Boden durchsetzt und in eine der Bohrungen eingreift.
Die DE-OS 1400936 der Anmelderin offenbart eine Sicherung für auf eine Welle aufschraubbare Nutmuttern, beispielsweise zum Anstellen von Kegelrollenlagern, welche mit der Welle drehfest verbunden ist und in die Nuten der Mutter eingreift. Hierbei ist die Sicherung mittels eines schon vorhandenen Zahnprofils der Welle mit dieser drehfest verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung anzugeben, bei der keine mechanische Bearbeitung während des Montageprozesses erforderlich ist. Des weiteren soll die erfindungsgemäße Nutmutter leicht montierbar und demontierbar sein und zwar ohne eine Beschädigung der Bauteile, so dass die Verliersicherung wieder verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung vorgeschlagen, bei der die Nutmutter durch einen axial in eine Bohrung in der Welle eingebrachten Stift gesichert ist. Gemäß der Erfindung ist die Anzahl der Nuten sowie die Anzahl und Position der Bohrungen in der Welle zur Aufnahme des Stiftes so gewählt, dass der Stift unabhängig von der Position der Nutmutter zur Welle in mindestens einer Position montiert werden kann.
Sollte sich die Nutmutter losdrehen, so wird sie vom Stift gehalten, sobald sie sich so weit gelöst hat, dass der Stift an der Flanke der Nut anliegt. Bei einer Inspektion der Verbindung kann das Losdrehen der Nutmutter in vorteilhafter Weise festgestellt werden.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, kann der Stift ein Gewinde aufweisen, welches mit einem in der Bohrung zur Aufnahme des Stiftes vorgesehenen Innengewinde zusammenwirkt, wodurch die Demontage vereinfacht wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung zwischen einer Radwelle und einem Planetenträger, umfassend eine Verliersicherung für eine Nutmutter gemäß der Erfindung und
2 eine schematische Draufsicht auf die Nutmutter im montierten Zustand.
In 1 sind eine Radwelle 2 und ein Planetenträger 3 gezeigt, die über eine Welle-Nabe-Verbindung in Form einer Zahnwellenverbindung 8 drehfest miteinander verbunden sind. Auftretende Axialkräfte werden durch eine Verschraubung bestehend aus der Radwelle 2, dem Planetenträger 3 und der Nutmutter 1 aufgenommen.
Gemäß der Erfindung wird die Nutmutter 1 durch einen axial in eine Bohrung in der Radwelle 2 eingebrachten Stift 4 gesichert. Dabei ist die Anzahl der Nuten sowie die Anzahl und Position der Bohrungen 5, 6 in der Radwelle 2 zur Aufnahme des Stiftes 4 so gewählt, dass der Stift 4 unabhängig von der Position der Nutmutter 1 zur Radwelle 2 in mindestens einer Position montiert werden kann.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weist der Stift 4 ein Gewinde auf, welches mit einem in der Bohrung 5 zur Aufnahme des Stiftes 4 vorgesehenen Innengewinde 7 zusammenwirkt, wodurch die Demontage der Verliersicherung vereinfacht wird. Dies wird anhand der Detailansicht A in 1 veranschaulicht.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die Gegenstand der 2 ist, weist die Nutmutter 1 vier im gleichen Winkelabstand zueinander um den Umfang der Nutmutter 1 angeordnete Nuten 9 auf, die einen Öffnungswinkel α von ca. 60° aufweisen. Erfindungsgemäß sind in der Radwelle 2 zwei Bohrungen 5, 6 zur Aufnahme des Stiftes 4 in einem Winkelabstand β von 135° vorgesehen. Diese Parameter sind so gewählt, dass nur eine der zwei Bohrungen 5, 6 ganz oder teilweise durch die Nutmutter 1 verdeckt werden kann, wodurch die Montage des Stiftes 4 immer unabhängig von der Stellung der Nutmutter 1 möglich ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine formschlüssige Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung zur Verfügung gestellt, welche mit anderen Sicherungen kombinierbar ist und bei der keine mechanische Bearbeitung während des Montageprozesses erforderlich ist. In vorteilhafter Weise ist die Nutmutter ohne eine Beschädigung der Bauteile leicht montierbar und demontierbar.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der Verliersicherung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Verliersicherung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Nutmutter
2: Welle
3: Planetenträger
4: Stift
5: Bohrung
6: Bohrung
7: Innengewinde
8: Zahnwellenverbindung
9: Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4128508 C1 [0005]
- DE 10207398 B4 [0006]
- EP 1134440 B1 [0008]
- DE 1400936 [0009]

Claims

Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutmutter (1) durch einen axial in eine Bohrung (5, 6) in der Welle (2) eingebrachten Stift (4) gesichert ist.
Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Nuten (9) der Nutmutter (1) und die Anzahl und Position der Bohrungen (5, 6) in der Welle (2) zur Aufnahme des Stiftes (4) derart gewählt ist, dass der Stift (4) unabhängig von der Position der Nutmutter (1) zur Welle (2) in mindestens einer Position montierbar ist.
Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutmutter (1) vier im gleichen Winkelabstand zueinander um den Umfang der Nutmutter (1) angeordnete Nuten (9) aufweist, welche einen Öffnungswinkel α von ca. 60° aufweisen, wobei in der Welle (2) zwei Bohrungen (5, 6) zur Aufnahme des Stiftes (4) in einem Winkelabstand β von 135° vorgesehen sind, so dass nur eine der Bohrungen (5, 6) ganz oder teilweise durch die Nutmutter (1) verdeckt werden kann, wodurch der Stift (4) unabhängig von der Stellung der Nutmutter (1) montierbar ist.
Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (4) ein Gewinde aufweist, welches mit einem in der Bohrung (5, 6) zur Aufnahme des Stiftes (4) vorgesehenen Innengewinde (7) zusammenwirkt.
Verliersicherung für eine Nutmutter bei einer Welle-Nabe-Verbindung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Welle-Nabe-Verbindung zwischen einer Radwelle (2) und einem Planetenträger (3) eingesetzt wird.