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Die
Erfindung betrifft ein Sicherungselement für einen Sprengring
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung
zur Sicherung eines Sprengringes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
8.
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Sprengringe
zur axialen Fixierung von Bauteilen sind bekannt – sie
weisen einen Umfangsspalt auf, der durch freie Stoßenden
des Sprengringes gebildet wird. Dadurch ist eine Durchmesservergrößerung
oder -verkleinerung des Sprengringes möglich, um ihn in
eine Ringnut einer Welle oder einer Bohrung einsetzen zu können.
Bei hohen Drehzahlen und Schwingungen der mittels Sprengring fixierten Bauteile
besteht die Gefahr, dass der Sprengring aus seiner Nut austritt
und damit eine axiale Fixierung nicht mehr gegeben ist, was zu erheblichen
Schäden führen kann. Man hat daher verschiedene
Lösungen vorgeschlagen, um den Sprengring mittels geeigneter
Sicherungselemente derart zu sichern, dass er auch unter starker
Schwingungs- und/oder Drehzahlbelastung nicht aus seiner Nut austritt
und somit seine Funktion der axialen Fixierung beibehält.
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Durch
die
DE 10 2004
001 377 A1 der Anmelderin wurde eine Sprengringsicherung
bekannt, welche als Klammer ausgebildet ist und in den von den Stoßenden
des Sprengringes gebildeten Umfangsspalt eingesetzt wird. Die Klammer
umfasst die Stoßenden, sichert diese somit gegen eine radiale Aus-
oder Einwärtsbewegung und ist gleichzeitig gegenüber
einem der beiden Bauteile fixiert. Damit wird auch ein Wandern des
Sprengringes in Umfangsrichtung unterbunden. Die beiden miteinander
verbundenen Bauteile sind ein Hohlrad und ein Hohlradträger eines
Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug.
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Durch
die
DE 103 02 075
A1 wurde eine Anordnung zur Sicherung eines Sprengringes
bekannt, welcher in einer Ringnut eines ersten Bauteiles zur axialen
Fixierung eines zweiten Bauteiles angeordnet ist. Die Sicherung
des Sprengringes gegen Austreten aus der Ringnut wird dadurch erreicht,
dass am zweiten Bauteil einerseits Rampen, die eine radiale Einwärtsbewegung
der Stoßenden des Sprengringes blockieren, und andererseits
ein Sperrelement in Form eines Noppen, welcher im Umfangsspalt angeordnet
ist und somit eine Tangentialbewegung des Sprengringes verhindert,
angeordnet sind. Der Sprengring dient hier der axialen Fixierung
eines Lamellenpaketes in einem Lamellenträger eines Automatgetriebes
für ein Kraftfahrzeug.
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Durch
die
DE 10 2004
001 378 A1 der Anmelderin wurde eine weitere Sprengringsicherung bekannt,
die als keilförmiges Sperrelement ausgebildet ist, welches
zwischen abgeschrägten Stoßenden eines Sprengringes
(einem so genannten V-Stoß) angeordnet ist und sowohl eine
Tangential- als auch eine Radialbewegung der Stoßenden
blockiert. Das Sperrelement ist einstückig mit dem axial
zu fixierenden Bauteil ausgebildet und insbesondere durch Blechumformung
hergestellt.
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Durch
die
DE 203 17 872
U1 der Anmelderin wurde eine weitere Sprengringsicherung
bekannt, wobei im Umfangsspalt des Sprengringes ein Sperrelement
angeordnet ist, welches einstückig mit dem abzustützenden
Bauteil als umgebogener Lappen ausgebildet ist, der durch Umformung
nach der Montage des Sprengringes hergestellt wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Sicherungselement der eingangs genannten
Art weiter zu verbessern, insbesondere die Montage zu erleichtern.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten
Art im Hinblick auf die Montage des Sicherungselementes weiter zu
verbessern.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
als Sicherungselement ein Sperrkörper vorgesehen, welcher
winklig zueinander angeordnete Anschlag- und Sperrflächen
aufweist – diese liegen an den Stoßenden des Sprengringes
an und verhindern einerseits eine Tangential- und andererseits eine
Radialbewegung des Sprengringes, sodass dieser in seiner Nut gehalten
wird und seine Funktion als axiale Fixierung auch bei hohen Drehzahlen
und Schwingungsbelastungen aufrechterhalten kann. Die Anschlagflächen
werden durch ein Zahnelement gebildet, welches Teil des Sperrkörpers
ist und in den Umfangsspalt des Sprengringes derart eingesetzt ist,
dass es den Spalt in tangentialer Richtung vollständig
ausfüllt.
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Der
Sperrkörper weist einen plattenförmigen Grundkörper
auf, welcher an seiner Rückseite mit Halte- oder Fixierelementen,
vorzugsweise Haltezapfen versehen ist. Letztere dienen der Befestigung
und Fixierung des Sperrkörpers an dem durch den Sprengring
zu sichernden Bauteil.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der
Sperrkörper – beiderseits des Zahnelementes – Vertiefungen
auf, welche Halteflächen bilden, die an einer Seitenfläche
des Sprengringes anliegen. Dadurch stützt sich der Sperrkörper über
den Sprengring an einer Flanke der Ringnut ab, sodass eine weitere
axiale Fixierung des Sperrkörpers nicht erforderlich ist.
Dies ergibt eine Vereinfachung des Sperrkörpers. Durch
die am Sperrkörper angeordneten Anschlag-, Sperr- und Halteflächen wird
somit jeweils eine räumliche Ecke gebildet, in welche die
Stoßenden des Sprengringes eingreifen können.
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Die
Halteflächen sind als Vertiefungen gegenüber der
Vorderseite des Sperrkörpers ausgebildet, wodurch Vorsprünge
auf der Rückseite des Sperrkörpers ausgebildet
werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches
8 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den
Unteransprüchen ergeben.
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Erfindungsgemäß ist
bei der Anordnung zur Sicherung des Sprengringes das Sicherungselement als
Sperrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche
ausgebildet. Der Sperrkörper ist dabei mittels seiner Haltezapfen
in entsprechenden Aufnahmeöffnungen des ersten Bauteiles
aufgenommen, sodass Radial- und Tangentialbewegungen des Sprengringes,
dessen Stoßenden sich an den Anschlag- und Sperrflächen
abstützen, blockiert werden. Damit ist eine Fixierung des
Sprengringes in seiner Ringnut gewährleistet.
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Vorteilhaft
ist ferner, dass der Sperrkörper über die Halteflächen,
welche den Sprengring auf seiner Rückseite hintergreifen,
gegen Lösen in axialer Richtung gesichert ist. Der Sperrkörper
stützt sich dabei mittelbar – über den
Sprengring – an einer Flanke der den Sprengring aufnehmenden
Ringnut ab.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Bauteile
Teile eines Planetenradträgers eines Getriebes, insbesondere
für Kraftfahrzeuge. Aufgrund der erfindungsgemäßen
Anordnung können eine Führungsscheibe und ein
Topf eines Planetenradträgers durch einen Sprengring axial
gegeneinander fixiert werden, wobei der Sperrkörper den
Sprengring sichert. Die Montage des Sperrkörpers ist einfach:
er wird vor dem Einsetzen des Sprengringes mittels der Haltezapfen
in das erste Bauteil (Führungsscheibe) eingesetzt, danach
wird der Sprengring in die Ringnut des zweiten Bauteiles eingesetzt,
wobei ein Stoßende tordiert werden muss.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es
zeigen
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1a, 1b, 1c drei
Ansichten eines erfindungsgemäßen Sicherungselementes,
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2 eine
Teilansicht des Sicherungselementes mit einem Sprengring und einem
zu sichernden Bauteil,
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3 das
zu sichernde Bauteil gemäß 2, jedoch
ohne Sprengring und Sicherungselement und
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4 eine
Schnittdarstellung einer Sprengringverbindung mit erfindungsgemäßen
Sicherungselement.
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1a, 1b und 1c zeigen
ein erfindungsgemäßes Sicherungselement in Form
eines Sperrkörpers 1 in verschiedenen Ansichten. 1c zeigt
die Vorderseite 2 des Sperrkörpers 1 und 1a dessen
Rückseite 3, auf welcher zwei Haltezapfen 4, 5 (auch
Fixierelemente genannt) angeordnet sind. 1b zeigt
in einer Seitenansicht des Sperrkörpers 1 die
axiale Erstreckung der Haltezapfen 4, 5. Der Sperrkörper 1 besteht
aus einem plattenförmigen Grundkörper 6,
welcher durch die ebenen, parallel zueinander verlaufenden Vorder-
und Rückseite 2, 3 gebildet wird. Der
Sperrkörper 1 ist symmetrisch zu einer Mittellinie
m ausgebildet und weist in seinem mittleren (in der Zeichnung unten
liegenden) Bereich ein Zahnelement 7 auf, welches durch
zwei sich gegenüber liegende Anschlagflächen 7a, 7b und
eine Stirnfläche 7c begrenzt wird. Beiderseits
des Zahnelementes 7 sind etwa rechteckförmige
Vertiefungen 8, 9 angeordnet, welche gegenüber der
Vorderseite 2 zurückliegende Halteflächen 10, 11 bilden.
Durch die Vertiefungen 8, 9 werden gegenüber
dem Grundkörper 6 Sperrflächen 12, 13 gebildet, welche
mit den Anschlagflächen 7a, 7b jeweils
etwa rechte Winkel bilden. Die Anschlagfläche 7a,
die Sperrfläche 12 und die Haltefläche 10 sowie
die Anschlagfläche 7b, die Sperrfläche 13 und
die Haltefläche 11 bilden jeweils räumliche
Winkel in Form einer Ecke. Wie insbesondere 1b, jedoch
auch 1a zeigt, werden infol ge der Vertiefungen 8, 9 auf
der Vorderseite 2 Vorsprünge 14, 15 auf
der Rückseite 3 ausgebildet, welche in Form und
Größe etwa den Vertiefungen 8, 9 respektive
den Halteflächen 10, 11 entsprechen.
Wie 1b zeigt, ist die Stirnfläche 7c des
Zahnelementes 7 gegenüber der Vorderseite 2 des
Grundkörpers 6 versetzt angeordnet.
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2 zeigt
eine Teilansicht in axialer Richtung auf ein erstes Bauteil 16,
welches durch einen Sprengring 17 gegenüber einem
weiteren, hier nicht dargestellten zweiten Bauteil abgestützt
wird. Der Sprengring 17 weist zwei freie Stoßenden 17a, 17b auf,
zwischen denen ein Umfangsspalt 18 gebildet wird. Am ersten
Bauteil 16 ist ein Sperrkörper befestigt, der
dem Sperrkörper 1 gemäß 1 bis 1c entspricht
und daher mit denselben Bezugszahlen versehen ist. Der Sperrkörper 1 ragt
mit seinem Zahnelement 7 in den Umfangsspalt 18,
sodass seine Anschlagflächen 7a, 7b die
Stoßenden 17a, 17b des Sprengringes 17 in
tangentialer Richtung blockieren. Gleichzeitig verhindern die Sperrflächen 12, 13 des
Sperrkörpers 1 eine radial gerichtete Einwärtsbewegung
der Stoßenden 17a, 17b. Der Sprengring 17 ist
somit in tangentialer und radialer Richtung gesichert.
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3 zeigt
einen Ausschnitt des Bauteiles 16, entsprechend 2,
jedoch ohne Sprengring 17 und ohne Sperrkörper 1.
Das erste Bauteil 16 weist als Bohrungen 19, 20 ausgebildete
Aufnahmeöffnungen und als Taschen 21, 22 ausgebildete
Vertiefungen auf. Die Taschen 21, 22 sind zur
Aufnahme der Vorsprünge 14, 15 und die
Bohrungen 19, 20 für die Aufnahme der
Haltezapfen 4, 5 vorgesehen.
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4 zeigt
eine Sprengringverbindung zwischen dem ersten Bauteil 16 und
einem zweiten Bauteil 23 in einem Axialschnitt. Das erste
Bauteil 16 ist scheibenförmig mit einer Außenverzahnung
und das zweite Bauteil 23 topfförmig mit einer
Innenverzahnung ausgebildet, in welche das erste Bauteil 16 eingesetzt
ist. In dem zweiten topförmigen Bauteil 23 ist neben
dem ersten scheibenförmigen Bauteil 16 eine Ringnut 24 angeordnet,
in welche der Sprengring 17 eingesetzt ist, der damit das
erste Bauteil 16 gegenüber dem zweiten Bauteil 23 axial
fixiert. Der Sprengring 17 stützt sich dabei an
einer Nutflanke 24a ab.
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Der
Sperrkörper 1 ist mit dem Haltezapfen 4 in
die Bohrung 19 eingesetzt. Über den Haltezapfen 4 und
den hier nicht dargestellten Haltezapfen 5 ist der Sperrkörper 1 sowohl
in tangentialer als auch radialer Richtung festgelegt; die Haltezapfen 4, 5 werden
allgemein auch als Fixierelemente bezeichnet. Der Vorsprung 14 wird
in der Tasche 21 aufgenommen. Der Sperrkörper 1 stützt
sich in axialer Richtung über die Haltefläche 11 gegenüber
dem Sprengring 17 ab, der sich seinerseits an der Nutflanke 24a des topfförmigen
Bauteils 23 abstützt. Somit ist sichergestellt,
dass der Sperrkörper 1 in axialer Richtung fixiert
ist.
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Bei
der Montage wird zunächst der Sperrkörper 1 mittels
der Haltezapfen 4, 5 in die Bohrungen 19, 20 eingesetzt,
danach wird der Sprengring 17 in die Ringnut 24 eingesetzt,
wobei ein Stoßende wegen des Sperrkörpers 1 etwas
tordiert werden muss (wie aus dem Stand der Technik bekannt).
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die beiden Bauteile 16, 23 als Teile eines Planetenträgers
eines Getriebes, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug ausgebildet,
insbesondere ist das erste, scheibenförmige Bauteil 16 als
außenverzahnte Führungsscheibe des Planetenträgers
und das zweite Bauteil 23 als Topf mit einer Innerverzahnung
ausgebildet, in welche die Führungsscheibe 16 eingreift,
die axial über den Sprengring 17 fixiert ist. Damit
können beide Teile 16, 23 des Planetenträgers durch
eine Sprengringverbindung mit Sprengringsicherung raumsparend und
funktionssicher miteinander verbunden werden.
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- 1
- Sperrkörper
- 2
- Vorderseite
- 3
- Rückseite
- 4
- Haltezapfen
- 5
- Haltezapfen
- 6
- Grundkörper
- 7
- Zahnelement
- 7a
- Anschlagfläche
- 7b
- Anschlagfläche
- 7c
- Stirnfläche
- 8
- Vertiefung
- 9
- Vertiefung
- 10
- Haltefläche
- 11
- Haltefläche
- 12
- Sperrfläche
- 13
- Sperrfläche
- 14
- Vorsprung
- 15
- Vorsprung
- 16
- erstes
Bauteil
- 17
- Sprengring
- 17a
- Stoßende
- 17b
- Stoßende
- 18
- Umfangsspalt
- 19
- Bohrung
- 20
- Bohrung
- 21
- Tasche
- 22
- Tasche
- 23
- zweites
Bauteil
- 24
- Ringnut
- 24a
- Nutflanke
- m
- Mittellinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004001377
A1 [0003]
- - DE 10302075 A1 [0004]
- - DE 102004001378 A1 [0005]
- - DE 20317872 U1 [0006]