DE102012013243A1

DE102012013243A1 - Wellenanordnung sowie Verfahren zum Montieren einer Wellenanordnung

Info

Publication number: DE102012013243A1
Application number: DE201210013243
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Zeidler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung (1) mit einer Welle (2) und wenigstens einem auf der Welle (2) angeordneten Bauteil (6), wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (4) und das Bauteil (6) eine mit der Außenverzahnung (4) in Eingriff stehende Innenverzahnung (7) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das Bauteil (6) mittels eines Sicherungsrings (8) in axialer Richtung auf der Welle (2) befestigt ist, der in eine Wellenausnehmung (9) und in eine Bauteilausnehmung (10) eingreift, wobei in der Wellenausnehmung (9) zumindest eine Vertiefung (13) vorgesehen ist, sodass ein Grund (14) der Wellenausnehmung (9) im Querschnitt gesehen einen unrunden Verlauf aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Montieren einer Wellenanordnung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung mit einer Welle und wenigstens einem auf der Welle angeordneten Bauteil, wobei die Welle eine Außenverzahnung und das Bauteil eine mit der Außenverzahnung in Eingriff stehende Innenverzahnung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren einer Wellenanordnung.
Wellenanordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine derartige Wellenanordnung umfasst die Welle und das auf der Welle angeordnete Bauteil, die miteinander in drehmomentübertragender Verbindung stehen beziehungsweise drehfest miteinander verbunden sein sollen. Zu diesem Zweck weist die Welle die Außenverzahnung und das Bauteil die Innenverzahnung auf. Die beiden Verzahnungen stehen nun derart miteinander in Eingriff, dass eine vorzugsweise drehsteife Verbindung vorliegt, also in Umfangsrichtung keine Relativbewegung zwischen der Welle und dem Bauteil zugelassen ist. Auf diese Weise kann, wenn die Welle und das Bauteil nicht einstückig miteinander ausgeführt sein sollen, eine „gebaute” Wellenanordnung vorliegen, welche nach der Herstellung der Welle und des wenigstens einen Bauteils aus diesen zusammengesetzt beziehungsweise montiert wird. Dabei wird das Bauteil beispielsweise auf die Welle aufgeschoben, sodass die Innenverzahnung in Eingriff mit der Außenverzahnung gerät. Die Wellenanordnung ist beispielsweise eine Nockenwellenanordnung. Mithin kann die Welle eine Nockenwelle und das Bauteil ein Nockenwellenbauteil sein.
Üblicherweise soll das Bauteil nicht nur in Umfangsrichtung auf der Welle festgesetzt, sondern auch in axialer Richtung ortsfest angeordnet sein. Dies wird üblicherweise durch eine Presspassung zwischen dem Bauteil und der Welle realisiert. Insbesondere liegt die Presspassung zwischen einem Kopfkreis der Außenverzahnung und einem Fußkreis der Innenverzahnung vor. Dies bedingt jedoch eine aufwendige und exakte Bearbeitung der Passungsflächen innerhalb und außerhalb der Verzahnung. Zudem sind aufgrund der Presspassung hohe Kräfte erforderlich, um das Bauteil auf die Welle aufzubringen, insbesondere wenn dieses beabstandet von einem Rand der Außenverzahnung auf der Welle vorliegen soll. Die hohe benötigte Axialkraft schränkt außerdem die Genauigkeit der axialen Positionierung des Bauteils auf der Welle ein. Schließlich ist zum zuverlässigen Halten des Bauteils auf der Welle eine hohe Überdeckung zwischen dem Bauteil und der Welle notwendig, um eine Haltekraft zu erzielen, welche in jedem Betriebszustand der Wellenanordnung ein Verrutschen des Bauteils verhindert, weil zum Halten in axialer Richtung lediglich eine kraftschlüssige Verbindung in Form der Presspassung vorgesehen ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wellenanordnung vorzuschlagen, welche die eingangs genannten Nachteile nicht aufweist, sondern insbesondere eine einfache Montage ermöglicht.
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bauteil mittels eines Sicherungsrings in axialer Richtung auf der Welle befestigt ist, der in eine Wellenausnehmung und in eine Bauteilausnehmung eingreift, wobei in der Wellenausnehmung zumindest eine Vertiefung vorgesehen ist, sodass ein Grund der Wellenausnehmung im Querschnitt gesehen einen unrunden Verlauf aufweist. Das Befestigen beziehungsweise Halten des Bauteils auf der Welle in axialer Richtung ist also durch Formschluss und nicht lediglich durch Kraftschluss vorgesehen. Zu diesem Zweck greift der Sicherungsring sowohl in die Wellenausnehmung als auch in die Bauteilausnehmung ein. Diese weisen dabei bevorzugt Abmessungen auf, welche jeweils ein Halten des Sicherungsrings in axialer Richtung ermöglichen, sodass der Sicherungsring durch das Eingreifen in die Wellenausnehmung bezüglich der Welle und durch das Eingreifen in die Bauteilausnehmung bezüglich des Bauteils und mithin das Bauteil bezüglich der Welle in axialer Richtung festgesetzt ist.
Die Befestigung des Bauteils mittels des Sicherungsrings bietet den Vorteil, dass das Bauteil mit geringer Kraft auf die Welle bis an die gewünschte Position aufschiebbar ist. Zudem wird eine äußerst präzise Positionierung des Bauteils in axialer Richtung auf der Welle ermöglicht. Auch kann das Bauteil problemlos von der Welle entfernt werden, indem die Befestigung durch Verformen des Sicherungsrings gelöst wird. Gleichzeitig kann die Drehmomentübertragung zwischen dem Bauteil und der Welle beziehungsweise umgekehrt durch eine Standardverzahnungsgeometrie erfolgen, wie sie beispielsweise auch bei verschiebbaren Nockenträgern zum Einsatz kommt. Es ist also keine spezielle Verzahnung notwendig.
Bei der beschriebenen Ausführungsform kann es jedoch vorkommen, dass der Sicherungsring nur auf einem Grund der Wellenausnehmung oder nur auf einem Grund der Bauteilausnehmung oder auf keinem der Gründe aufliegt, also in radialer Richtung nicht festgesetzt ist, sondern vielmehr in der Wellenausnehmung und der Bauteilausnehmung in dieser Richtung zumindest innerhalb bestimmter Grenzen verlagerbar ist. Entsprechend kann auch, wenn zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung ein gewisses Spiel vorliegt, eine Verlagerung des Bauteils bezüglich der Welle in radialer Richtung auftreten. Um dies zu verhindern, weist der Grund der Wellenausnehmung – im Querschnitt gesehen – den unrunden Verlauf auf, verläuft in Umfangsrichtung also nicht entlang eines Kreises. Vielmehr sorgt die wenigstens eine Vertiefung für eine lokale Verringerung des Abstands zwischen dem Grund der Wellenausnehmung und einer Drehachse der Welle. Dadurch wird es möglich, dass der Sicherungsring auch nach der Montage der Wellenanordnung, also des Bauteils an der Welle, auf dem benachbart zu der Vertiefung vorliegenden Bereich des Grunds der Wellenausnehmung aufliegt, sodass insoweit eine Abstützung in radialer Richtung gegeben ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bauteilausnehmung eine Halteausnehmung und eine Durchtrittsausnehmung aufweist, wobei ein Grund der Halteausnehmung im Querschnitt gesehen einen kreisförmigen Verlauf aufweist. Die Bauteilausnehmung setzt sich also zumindest aus zwei in axialer Richtung benachbarten beziehungsweise nebeneinander liegenden Ausnehmungen zusammen, nämlich der Halteausnehmung und der Durchtrittsausnehmung. In der Halteausnehmung ist der Sicherungsring nach erfolgter Montage des Bauteils an der Welle angeordnet und greift in diese derart ein, dass er nicht ohne Weiteres aus ihr herausgelangen kann. Die Durchtrittsausnehmung liegt in Montagerichtung gesehen vor der Halteausnehmung, der Sicherungsring muss also während der Montage zunächst die Durchtrittsausnehmung passieren, um in die Halteausnehmung zu gelangen.
Um ein zumindest teilweises Entspannen des Sicherungsrings in Richtung seiner Ausgangsform, welche vorzugsweise kreisförmig ist, zu ermöglichen, weist der Grund der Halteausnehmung – im Querschnitt gesehen – den kreisförmigen Verlauf auf. Nach der Montage liegt der Sicherungsring vorzugsweise über seine gesamte Erstreckung auf dem Grund der Halteausnehmung auf. Mit Vorteil ist also der Sicherungsring derart ausgestaltet, dass er nach der Montage sowohl auf dem Grund der Halteausnehmung als auch auf dem neben der Vertiefung liegenden Bereich des Grunds der Wellenausnehmung anliegt, also mit diesem jeweils gleichzeitig in Berührkontakt steht. Entsprechend ist der Sicherungsring in axialer Richtung fixiert, wodurch ebenfalls eine Fixierung des Bauteils bezüglich der Welle in dieser Richtung erreicht wird. Entsprechend ist das Bauteil sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung mithilfe des Sicherungsrings gegenüber der Welle verspannt. Gleichzeitig wird die Drehmomentübertragung durch das Ineinandergreifen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Halteausnehmung in axialer Richtung zwischen der Innenverzahnung und der Durchtrittsausnehmung angeordnet ist. Die Innenverzahnung liegt also nur auf einer Seite der Bauteilausnehmung vor, welche üblicherweise der Montagerichtung des Bauteils abgewandt ist. Beispielsweise begrenzt die Innenverzahnung die Halteausnehmung in axialer Richtung wenigstens teilweise.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der Durchtrittsausnehmung mindestens ein mit der Vertiefung korrespondierender Vorsprung vorgesehen ist, sodass die Durchtrittsausnehmung einen Grund aufweist, der im Querschnitt gesehen denselben Verlauf aufweist, wie der Grund der Wellenausnehmung. Mithilfe des Vorsprungs wird insbesondere der Sicherungsring in der Halteausnehmung gehalten. Die Durchtrittsausnehmung weist also bedingt durch den Vorsprung wenigstens bereichsweise geringere Abmessungen in radialer Richtung auf als die Halteausnehmung. Weil der Vorsprung sich bevorzugt nicht über den gesamten Umfang der Durchtrittsausnehmung erstreckt, weist auch der Grund der Durchtrittsaufnehmung im Querschnitt gesehen den unrunden Verlauf auf. Dieser entspricht vorteilhafterweise dem Verlauf des Grunds der Wellenaufnehmung im Wesentlichen, insbesondere in einer auf die Abmessungen der Durchtrittsausnehmung hochskalierten Form.
Bei einer derartigen Ausführungsform wird das Bauteil bei der Montage der Wellenanordnung derart angeordnet, dass der Vorsprung mit der Vertiefung korrespondiert beziehungsweise gegenüberliegend von dieser angeordnet ist. Entsprechend wird der Sicherungsring bei dem Aufschieben des Bauteils auf die Welle durch den Vorsprung in radialer Richtung komprimiert, sodass er in die Vertiefung eintritt. Die Vertiefung ermöglicht also das Aufschieben des Bauteils über den Sicherungsring beziehungsweise das Befestigen an der Welle. Ist das Bauteil derart weit aufgeschoben, dass der Sicherungsring aus der Durchtrittsausnehmung in die Halteausnehmung gelangt, wird er nicht mehr von dem Vorsprung in radialer Richtung komprimiert. Weil der Sicherungsring elastisch ist, bewirkt seine Federwirkung ein Zurückdrängen in Richtung seiner unkomprimierten Ausgangsform. Entsprechend greift er in die Halteausnehmung ein, kann also nicht ohne erneute Komprimierung, die bevorzugt nur durch manuelles Eingreifen möglich ist, wieder in den Bereich der Durchtrittsausnehmung gelangen.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Vorsprung in axialer Richtung gesehen auf seiner der Halteausnehmung abgewandten Seite eine Aufschiebeschräge aufweist, durch welche der Sicherungsring bei dem Aufschieben des Bauteils auf die Welle in radialer Richtung komprimiert wird. Auf seiner der Halteausnehmung zugewandten Seite ist der Vorsprung dagegen steiler ausgebildet und bildet einen Endanschlag für den Sicherungsring. Entsprechend kann durch eine axiale Kraft auf das Bauteil keine Komprimierung des Sicherungsrings in radialer Richtung auftreten. Entsprechend wird ein Lösen der Verbindung zwischen dem Bauteil und der Welle verhindert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wellenausnehmung in axialer Richtung gesehen beidseitig von der Außenverzahnung begrenzt ist. Die Wellenausnehmung wird also in die Außenverzahnung eingebracht beziehungsweise durchgreift diese in radialer Richtung wenigstens bereichsweise. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Wellenausnehmung eine geringere Tiefe aufweist als die Außenverzahnung, also in radialer Richtung nicht nach innen über diese übersteht. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn dies zumindest bereichsweise der Fall ist, die Wellenausnehmung also in einen Grundkörper der Welle eingreift, von welchem die Außenverzahnung ausgeht und sich in radialer Richtung nach außen erstreckt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sicherungsring im entspannten Zustand ringförmig ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die Halteausnehmung. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist der Sicherungsring bevorzugt elastisch. Er soll in entspanntem Zustand im Wesentlichen ringförmig sein, wobei er beispielsweise auch als Teilring vorliegen kann, in Umfangsrichtung also nicht durchgehend ausgebildet ist. Des Weiteren soll der Sicherungsring in seinem entspannten Zustand einen größeren Durchmesser aufweisen als die Halteausnehmung beziehungsweise deren Grund. Entsprechend wird der Sicherungsring nach der Montage der Wellenanordnung bedingt durch seine Federkraft auf dem Grund der Halteaufnehmung, welcher vorzugsweise ebenfalls einen kreisförmigen Verlauf aufweist, gedrängt. Damit liegt er insbesondere über seinen gesamten Verlauf in Umfangsrichtung, nicht jedoch notwendigerweise über seine gesamte Erstreckung in axialer Richtung an dem Grund der Halteausnehmung an.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Grund der Wellenausnehmung im Bereich der Vertiefung zumindest bereichsweise gerade ist. Der Grund ist also nicht durchgehend gekrümmt, sondern verläuft wenigstens bereichsweise gerade. Alternativ kann der Grund im Bereich der Krümmung auch konkav oder konvex sein, also nach innen oder nach außen gewölbt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sicherungsring derart ausgebildet ist, dass er bei Anordnung ist der Halteausnehmung und der Wellenausnehmung sowohl auf dem Grund der Halteausnehmung als auch auf dem Grund der Wellenausnehmung zumindest bereichsweise aufliegt. Diese Ausführungsform wurde bereits vorstehend angedeutet. Sie hat den Vorteil, dass der Sicherungsring sowohl bezüglich der Welle als auch des Bauteils in radialer Richtung festgelegt ist, weil er sich auf dem Grund der Halteausnehmung und auch auf dem Grund der Wellenausnehmung abstützt. Entsprechend wird auch ein radiales Verlagern des Bauteils bezüglich der Welle verhindert, sodass der Sicherungsring zusätzlich eine Zentrierfunktion für das Bauteil ausübt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn er über seinen gesamten Verlauf auf dem Grund der Halteausnehmung aufliegt, während er auf dem Grund der Wellenausnehmung zumindest auf einem zu der Vertiefung benachbarten Bereich aufliegt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Kopfkreis der Außenverzahnung einen identischen oder kleineren Durchmesser aufweist als ein Fußkreis der Innenverzahnung und/oder ein Fußkreis der Außenverzahnung einen identischen oder kleineren Durchmesser aufweist als der Kopfkreis der Innenverzahnung. Wie bereits eingangs ausgeführt, erfolgt üblicherweise eine Befestigung des Bauteils an der Welle mittels Presspassung. Zu diesem Zweck ist der Kopfkreis der Außenverzahnung normalerweise größer als der Fußkreis der Innenverzahnung. Alternativ oder zusätzlich kann der Fußkreis der Außenverzahnung einen größeren Durchmesser aufweisen als der Kopfkreis der Innenverzahnung. Dies ist vorteilhafterweise hier nicht vorgesehen, um ein einfaches Aufschieben des Bauteils auf der Welle zu ermöglichen. Gleichwohl kann selbstverständlich auch eine derartige Presspassung zur Erhöhung der Haltekraft zwischen den Bauteilen und der Welle vorgesehen sein.
Damit keine Presspassung zwischen Bauteil und Welle vorliegt, ist bevorzugt der Kopfkreis der Außenverzahnung mit Gleichmaß oder Untermaß zu dem Fußkreis der Innenverzahnung ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich kann der Fußkreis der Außenverzahnung ebenfalls mit Gleichmaß oder Untermaß zu dem Kopfkreis der Innenverzahnung vorliegen. Bei Gleichmaß sind die Durchmesser jeweils identisch, während bei Untermaß einer der Durchmesser kleiner ist. Dennoch wird auch bei der Ausführung, bei welcher Untermaß vorliegt, also keine Presspassung zwischen Bauteil und Welle realisiert ist, ein sicheres Halten in axialer Richtung und auch ein Zentrieren in radialer Richtung mittels des Sicherungsrings erreicht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren einer Wellenanordnung, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Wellenanordnung über eine Welle und ein auf der Welle angeordnetes Bauteil verfügt, und wobei die Welle eine Außenverzahnung und das Bauteil eine mit der Außenverzahnung in Eingriff stehende Innenverzahnung aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das Bauteil mittels eines Sicherungsrings in axialer Richtung auf der Welle befestigt wird, der in eine Wellenausnehmung und in eine Bauteilausnehmung eingreift, wobei in der Wellenausnehmung zumindest eine Vertiefung vorgesehen ist, sodass ein Grund der Wellenausnehmung im Querschnitt gesehen einen unrunden Verlauf aufweist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausführungsform wurde bereits hingewiesen. Grundsätzlich kann die Wellenanordnung gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein.
Bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, dass zunächst der Sicherungsring in die Wellenausnehmung eingebracht und anschließend das Bauteil auf die Welle aufgeschoben wird, bis der Sicherungsring durch eine Durchtrittsausnehmung in eine Halteausnehmung gelangt ist. Bei dem Aufschieben wird der Sicherungsring durch einen Vorsprung der Durchtrittsausnehmung in radialer Richtung nach innen komprimiert, wobei er in eine Vertiefung der Wellenausnehmung eingreift. Der Vorsprung und/oder die Vertiefung erstrecken sich üblicherweise lediglich über einen bestimmten Anteil des Umfangs der Wellenausnehmung beziehungsweise der Bauteilausnehmung, beispielsweise mindestens 5°, mindestens 10°, mindestens 15°, mindestens 20°, mindestens 25°, mindestens 30°, mindestens 35°, mindestens 40° oder mindestens 45°. Es können jedoch auch größere Erstreckungen, beispielsweise über mindestens 60° oder mindestens 90° vorgesehen sein.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Bauteil vor dem Aufschieben so ausgerichtet wird, dass der Vorsprung in Umfangsrichtung gesehen an derselben Position vorliegt wie die Vertiefung. Dies ist notwendig, damit der Vorsprung den Sicherungsring in die Vertiefung hineindrängen kann, wodurch das Aufschieben des Bauteils auf die Welle über den Sicherungsring hinweg ermöglicht wird.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Brennkraftmaschine mit einer Wellenanordnung gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Wellenanordnung als Nockenwelle ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
1 einen Längsschnitt durch eine Wellenanordnung mit einer Welle und einem auf der Welle befestigten Bauteil,
2 einen Querschnitt durch die Welle und das Bauteil, welches mit einem Sicherungsring befestigt ist,
3 eine Seitenansicht der Welle,
4 einen Querschnitt der Welle im Bereich einer Wellenausnehmung,
5 einen Querschnitt der Welle im Bereich der Wellenausnehmung, wobei eine eine Halteausnehmung und eine Durchtrittsausnehmung aufweisende Bauteilausnehmung sowie eine Innenverzahnung zu erkennen ist,
6 die Wellenanordnung in einem ersten Montageschritt,
7 die Wellenanordnung in einem zweiten Montageschritt, und
8 die Wellenanordnung in einem dritten Montageschritt.
Die 1 zeigt eine Wellenanordnung 1 in einer Längsschnittansicht. Die Wellenanordnung 1 besteht aus einer Welle 2 mit einem Grundkörper 3, von welchem ausgehend sich wenigstens eine Außenverzahnung 4 in radialer Richtung (bezüglich einer Längsachse beziehungsweise Drehachse 5) nach außen erstreckt. Die Wellenanordnung 1 weist zudem eine beliebige Anzahl an Bauteilen 6 auf, die drehfest auf der Welle 2 angeordnet sind. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich ein einziges Bauteil 6 vorgesehen. Die drehfeste Verbindung zwischen der Welle 2 und dem Bauteil 6 wird über die Außenverzahnung 4 und eine mit der Außenverzahnung 4 in Eingriff stehende Innenverzahnung 7 des Bauteils 6 erzielt. Dabei ist, was hier lediglich angedeutet ist, ein Fußkreis der Außenverzahnung 4 kleiner als ein Kopfkreis der Innenverzahnung 7 beziehungsweise weist einen kleineren Durchmesser auf. Zusätzlich ist der Durchmesser eines Kopfkreises der Außenverzahnung 4 kleiner als der Durchmesser eines Fußkreises der Innenverzahnung 7. Insgesamt liegt also keine Presspassung zwischen der Welle 2 und dem Bauteil 6 vor, sodass letzteres zunächst in axialer Richtung (bezüglich der Längsachse 5) frei auf der Welle 2 beweglich ist.
Ein Festsetzen des Bauteils 6 auf der Welle 2 ist mittels eines Sicherungsrings 8 vorgesehen. Dieser greift sowohl in eine Wellenausnehmung 9 der Welle 2 als auch in eine Bauteilausnehmung 10 des Bauteils 6 ein. Die Bauteilausnehmung 10 wird auf ihrer einen Seite von der Innenverzahnung 7 begrenzt. Sie besteht zumindest aus einer Halteausnehmung 11 und einer Durchtrittsausnehmung 12. Dabei ist die Halteausnehmung 11 zwischen der Innenverzahnung 7 und der Durchtrittsausnehmung 12 vorgesehen. Entsprechend muss bei einer Montage der Wellenanordnung 1 der Sicherungsring 8 zunächst die Durchtrittsausnehmung 12 passieren, um in die Halteausnehmung 11 zu gelangen. In dieser ist er anschließend gehalten. Die Wellenausnehmung 9 ist in axialer Richtung gesehen beidseitig von der Außenverzahnung 4 begrenzt. Entsprechend halten die Außenverzahnung 4 beziehungsweise ihre von der Außenverzahnung 4 ausgebildeten Flanken den Sicherungsring 8 in axialer Richtung. Bevorzugt weist die Wellenausnehmung 9 in axialer Richtung eine Erstreckung auf, welche einer Erstreckung des Sicherungsrings 8 in dieser Richtung entspricht, sodass der Sicherungsring 8 gleichzeitig an beiden Flanken der Wellenausnehmung 9 anliegt und entsprechend in axialer Richtung festgesetzt ist.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch die Welle 2 und das Bauteil 6 im Bereich der Halteausnehmung 11. Es wird deutlich, dass die Wellenausnehmung 9 wenigstens eine Vertiefung 13 aufweist, sodass ein Grund 14 der Wellenausnehmung 9 einen unrunden Verlauf aufweist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Vertiefungen 13 vorgesehen, wobei sich jeweils zwei der Vertiefungen 13 einander diametral bezüglich der Längsachse 5 gegenüberliegen. In dem Bereich der Vertiefungen 13 verläuft der Grund 14 der Wellenausnehmung 9 beispielsweise bereichsweise gerade. Alternativ kann auch lediglich eine geringere Krümmung vorgesehen sein als in Bereichen außerhalb der Vertiefung 13. Auch ein konkaver Verlauf kann vorgesehen sein. Im Bereich der Vertiefung 13 ist der Abstand zwischen der Längsachse 5 und dem Grund 14 in radialer Richtung verringert.
Es ist erkennbar, dass der Sicherungsring 8 derart ausgebildet ist, dass er bei Anordnung in der Halteausnehmung 11 und der Wellenausnehmung 9 sowohl auf dem Grund 14 der Wellenausnehmung 9 als auch auf einem Grund 15 der Halteausnehmung 11 zumindest bereichsweise aufliegt. Bevorzugt liegt der Sicherungsring 8 über seinem gesamten Verlauf auf dem Grund 15 der Halteausnehmung 11 auf, während er lediglich in zu den Vertiefungen 13 benachbarten Bereichen 16 auch auf dem Grund 14 der Wellenausnehmung 9 aufliegt. In diesen Bereichen steht der Sicherungsring 8 in radialer Richtung also sowohl in Auflageverbindung mit dem Grund 14 als auch dem Grund 15, wie dies durch die Pfeile 17 und 18 angedeutet ist. Gleichzeitig liegt er jedoch auch in dem Bereich der Vertiefungen 13 auf dem Grund 15 der Halteausnehmung 11 auf. Dies ist durch die Pfeile 19 verdeutlicht. Besonders bevorzugt ist also ein durchgehendes Aufliegen des Sicherungsrings 8 auf dem Grund 15 der Halteausnehmung 11, während für die Wellenausnehmung 9 lediglich ein bereichsweises Aufliegen, nämlich außerhalb der Vertiefungen 13, vorgesehen ist.
Die in axialer Richtung vor der Halteausnehmung 9 liegende Durchtrittsausnehmung 12 (hier nicht erkennbar) weist wenigstens einen hier nicht erkennbaren Vorsprung 20 auf, wobei bevorzugt ebenso viele Vorsprünge 20 wie Vertiefungen 13 vorliegen. Die Vorsprünge 20, von welchen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier vorgesehen sind, korrespondieren mit den Vertiefungen 13. Das bedeutet insbesondere, dass sie an derselben Umfangsposition vorliegen und eine ähnliche beziehungsweise identische Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen. Die Vorsprünge 20 sind dabei derart ausgestaltet, dass sie den Sicherungsring 8 bei einem Hindurchtreten von diesem durch die Durchtrittsausnehmung 12 in radialer Richtung nach innen komprimieren, sodass er bereichsweise in die Vertiefungen 13 der Wellenausnehmung 9 eintritt. Die Vertiefungen 13 ermöglichen mithin ein Ausweichen des Sicherungsrings 8, welches ein Hindurchtreten des Sicherungsrings 8 durch die Durchtrittsausnehmung 12 ermöglicht. Weil der Sicherungsring 8 elastisch ausgebildet ist, versucht er stets seine nicht komprimierte Ausgangsstellung einzunehmen. Sobald er also im Bereich der Halteausnehmung 11 vorliegt, wird er seinen Durchmesser vergrößern, welcher vorher durch die Vorsprünge 20 verringert wurde. Entsprechend verhindern die Vorsprünge 20 ein Verlagern des Sicherungsrings 8 aus der Halteausnehmung 11 heraus. Zu diesem Zweck weist der Vorsprung 20 beziehungsweise weisen die Vorsprünge 20 auf ihrer der Halteausnehmung 11 zugewandten Seite einen Endanschlag für den Sicherungsring 8 auf, während auf ihrer der Halteausnehmung 11 abgewandten Seite eine Aufschiebeschräge beziehungsweise Aufschieberampe vorgesehen ist, welche ein einfaches Aufschieben des Bauteils 6 unter Komprimierung des Sicherungsrings 8 durch die Vorsprünge 20 ermöglicht.
Die 3 zeigt eine Seitenansicht eines Bereichs der Welle 2. Es wird deutlich, dass die Wellenausnehmung 9 beidseitig von der Außenverzahnung 4 begrenzt ist, wobei sie im Längsschnitt eine an eine Kontur des Sicherungsrings 8 angepasste Kontur aufweist, sodass der Grund 14 im Längsschnitt gesehen beispielsweise halbkreisförmig ist. Deutlich zu erkennen ist auch hier der Bereich der Vertiefung 13, welcher in radialer Richtung nach innen eine größere Erstreckung aufweist als die Außenverzahnung 4, also bereits in den Grundkörper 3 der Welle 2 eingreift.
Die 4 zeigt die Welle 2 in einer Querschnittansicht im Bereich der Wellenausnehmung 9. Hier ist nochmals deutlich zu erkennen, dass die Welle 2 als Hohlwelle vorliegt.
Ebenso wird deutlich, dass der Grund 14 im Bereich der Vertiefungen 13 zumindest abschnittsweise gerade verläuft, wobei also der Grund 14 im Bereich einer ersten der Vertiefungen 13 abschnittsweise parallel zu dem Grund 14 im Bereich einer gegenüberliegenden der Vertiefungen 13 verläuft.
Die 5 zeigt eine Ansicht des Bauteils 6, wobei nun die Abfolge von Innenverzahnung 7, Halteausnehmung 11 und Durchtrittsausnehmung 12 in axialer Richtung deutlich wird. Die Halteausnehmung 11 und die Durchtrittsausnehmung 12 bilden dabei gemeinsam die Bauteilausnehmungen 10. Zumindest ansatzweise zu erkennen sind hier die Vorsprünge 20, wobei jeweils zwei der Vorsprünge 20 einander diametral gegenüberliegen. Auch ist zu erkennen, dass die Halteausnehmung 11 und die Durchtrittsausnehmung 12 in den zwischen den Vorsprüngen 20 liegenden Bereichen zumindest bereichsweise dieselben Abmessungen in radialer Richtung, also denselben Durchmesser, aufweisen.
Anhand der 6 bis 8 wird eine Montage der Wellenanordnung 1 veranschaulicht, wobei die 6 einen ersten Montageschritt, die 7 einen zweiten Montageschritt und die 8 einen dritten Montageschritt darstellt. Während des ersten Montageschritts wird das Bauteil 6 auf die Welle 2 aufgeschoben, wobei in der Wellenausnehmung 9 bereits der Sicherungsring 8 angeordnet ist. Das Aufschieben erfolgt in Richtung der Pfeile 21. In dem zweiten Montageschritt passiert der Sicherungsring 8 die Durchtrittsausnehmung 12 mit den Vorsprüngen 20, durch welche der Sicherungsring 8 in Richtung der Pfeile 22 in radialer Richtung nach innen komprimiert wird. In dem dritten Montageschritt schließlich hat das Bauteil 6 seine endgültige Montageposition erreicht, in welcher der Sicherungsring 8 die Durchtrittsausnehmung 12 vollständig durchlaufen hat und nunmehr in der Halteausnehmung 11 vorliegt. Diese weist zumindest bereichsweise in radialer Richtung größere Abmessungen auf als die Durchtrittsausnehmung 12, sodass der flexibel ausgebildete Sicherungsring 8 seinen Durchmesser vergrößert. Entsprechend ist er in der Halteausnehmung 11 gehalten. Nachfolgend ist das Bauteil 6 sicher an der Welle 2 befestigt, sodass erst eine entsprechende manuelle Verformung des Sicherungsrings 8 vorgenommen werden muss, um das Bauteil 6 wieder von der Welle 2 zu lösen. Das Ausfedern des Sicherungsrings 8 ist durch die Pfeile 23 dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Wellenanordnung
2: Welle
3: Grundkörper
4: Außenverzahnung
5: Längsachse
6: Bauteil
7: Innenverzahnung
8: Sicherungsring
9: Wellenausnehmung
10: Bauteilausnehmung
11: Halteausnehmung
12: Durchtrittsausnehmung
13: Vertiefung
14: Grund
15: Grund
16: Bereich
17: Pfeil
18: Pfeil
19: Pfeil
20: Vorsprung
21: Pfeil
22: Pfeil
23: Pfeil

Claims

Wellenanordnung (1) mit einer Welle (2) und wenigstens einem auf der Welle (2) angeordneten Bauteil (6), wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (4) und das Bauteil (6) eine mit der Außenverzahnung (4) in Eingriff stehende Innenverzahnung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (6) mittels eines Sicherungsrings (8) in axialer Richtung auf der Welle (2) befestigt ist, der in eine Wellenausnehmung (9) und in eine Bauteilausnehmung (10) eingreift, wobei in der Wellenausnehmung (9) zumindest eine Vertiefung (13) vorgesehen ist, sodass ein Grund (14) der Wellenausnehmung (9) im Querschnitt gesehen einen unrunden Verlauf aufweist.
Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilausnehmung (10) eine Halteausnehmung (11) und eine Durchtrittsausnehmung (12) aufweist, wobei ein Grund (15) der Halteausnehmung (11) im Querschnitt gesehen einen kreisförmigen Verlauf aufweist.
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteausnehmung (11) in axialer Richtung zwischen der Innenverzahnung (7) und der Durchtrittsausnehmung (12) angeordnet ist.
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchtrittsausnehmung (12) mindestens ein mit der Vertiefung (13) korrespondierender Vorsprung (20) vorgesehen ist, sodass die Durchtrittsausnehmung (12) einen Grund aufweist, der im Querschnitt gesehen denselben Verlauf aufweist, wie der Grund (14) der Wellenausnehmung (9).
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenausnehmung (9) in axialer Richtung gesehen beidseitig von der Außenverzahnung (4) begrenzt ist.
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (8) im entspannten Zustand ringförmig ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die Halteausnehmung (11).
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund (14) der Wellenausnehmung (9) im Bereich der Vertiefung (13) zumindest gerade verläuft.
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (8) derart ausgebildet ist, dass er bei Anordnung in der Halteausnehmung (11) und der Wellenausnehmung (9) sowohl auf dem Grund (15) der Halteausnehmung (11) als auch auf dem Grund (14) der Wellenausnehmung (9) zumindest bereichsweise aufliegt.
Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopfkreis der Außenverzahnung (4) einen identischen oder kleineren Durchmesser aufweist als ein Fußkreis der Innenverzahnung (7) und/oder ein Fußkreis der Außenverzahnung (4) einen identischen oder kleineren Durchmesser aufweist als der Kopfkreis der Innenverzahnung (7).
Verfahren zum Montieren einer Wellenanordnung (1), insbesondere einer Wellenanordnung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wellenanordnung (1) über eine Welle (2) und wenigstens ein auf der Welle (2) angeordnetes Bauteil (6) verfügt, und wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (4) und das Bauteil (6) eine mit der Außenverzahnung (4) in Eingriff stehende Innenverzahnung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (6) mittels eines Sicherungsrings (8) in axialer Richtung auf der Welle (2) befestigt wird, der in eine Wellenausnehmung (9) und in eine Bauteilausnehmung (10) eingreift, wobei in der Wellenausnehmung (9) zumindest eine Vertiefung (13) vorgesehen ist, sodass ein Grund (14) der Wellenausnehmung (9) im Querschnitt gesehen einen unrunden Verlauf aufweist.