DE102013213514A1

DE102013213514A1 - Sicherungsvorrichtung zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen, sowie Lageranordnung einer Welle

Info

Publication number: DE102013213514A1
Application number: DE201310213514
Authority: DE
Inventors: Matthias Mueller-Linkowitsch; Manfred Wagner; Walter Mennig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-02-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen, insbesondere zum Sichern einer Spannmutter (9) einer Lageranordnung, mit einer scheibenförmigen Struktur, welche mit einer Aufnahmebohrung (18; 30; 45) durchsetzt ist. Die Struktur weist mindestens einen Steg (21, 22; 31, 32; 41, 42) auf, welcher radial in die Aufnahmebohrung (18; 30; 45) vorsteht und über den bei Platzierung der Struktur mit der Aufnahmebohrung (18; 30; 45) auf einem radial innenliegenden Bauteil eine drehfeste Verbindung zwischen der Struktur und diesem Bauteil herstellbar ist. Um ein Platzieren dieser Sicherungsvorrichtung auf einem radial innenliegenden Bauteil ohne Auffädeln bei gleichzeitig zuverlässiger Sicherung der Mutter zu ermöglichen, setzt sich die Struktur aus mehreren Segmenten (19, 20; 33, 34; 43, 44) zusammen, die Befestigungsmittel aufweisen, über welche die Segmente (19, 20; 33, 34; 43, 44) bei Platzierung der Struktur auf einem radial innenliegenden Bauteil entweder aneinander oder einzeln an einem benachbart liegenden Bauteil in radialer Richtung verliersicher fixierbar sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Lageranordnung

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen, insbesondere zum Sichern einer Spannmutter einer Lageranordnung, mit einer scheibenförmigen Struktur, welche mit einer Aufnahmebohrung durchsetzt ist, wobei die Struktur mit mindestens einem Steg versehen ist, welcher radial in die Aufnahmebohrung vorsteht und über den bei Platzierung der Struktur mit der Aufnahmebohrung auf einem radial innenliegenden Bauteil eine drehfeste Verbindung zwischen der Struktur und diesem Bauteil herstellbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Lageranordnung einer Getriebewelle, bei welcher eine vorgenannte Sicherungsvorrichtung zur Anwendung kommt.
Bei Lageranordnungen von Getriebewellen ist es bekannt, eine Vorspannung des oder der verwendeten Wälzlager über entsprechend auf der jeweiligen Getriebewelle vorgesehene Sprengringe zu realisieren. Da allerdings bei manchen Getriebewellen eine Sicherung des jeweiligen Sprengringes, beispielsweise über Verstemmungen, aufgrund vorherrschender Bauraumverhältnisse nicht verwirklichbar ist, wird teilweise auch auf Spannmuttern zurückgegriffen, die auf einem entsprechenden Gewinde der jeweiligen Getriebewelle geführt sind und den oder die Innenringe der Lagerung vorspannen. Aufgrund von Mikrobewegungen in Form von Verdrehungen des jeweils benachbart liegenden und als Kopfauflagefläche der Spannmutter dienenden Lagerinnenringes kann es jedoch zu einem ungewollten Lösen der Spannmutter im Betrieb kommen, was in einem entsprechenden Verlust der Lagervorspannung und ggf. in einem Totalausfall des jeweiligen Getriebes resultiert. Aus diesem Grund werden bei derartigen Lageranordnungen häufig Vorkehrungen getroffen, die ein ungewolltes Losdrehen der jeweiligen Spannmutter verhindern.
Aus der DE 10 2004 030 965 A1 geht eine Sicherungsvorrichtung in Form einer Sicherungsscheibe hervor, die mit einer scheibenförmigen Struktur ausgeführt ist. Diese Struktur ist dabei mit einer Aufnahmebohrung durchsetzt und mit einem Steg versehen, welcher radial in die Aufnahmebohrung vorsteht. Außenradial sind an der scheibenförmigen Struktur zudem mehrere Haltenasen ausgebildet, die in eine der Sicherungsscheibe axial vorstehende Position umgebogen werden können. Im verbauten Zustand wird die Sicherungsscheibe mit ihrer Aufnahmebohrung auf einem Wellenzapfen aufgesetzt und axial zwischen einem Wälzlager und einer das Wälzlager vorspannenden Mutter platziert, wobei der radial vorstehende Steg der Sicherungsscheibe dabei in eine am Wellenzapfen ausgestaltete Längsnut einfasst, so dass die Sicherungsscheibe drehfest mit der radial innenliegenden Welle verbunden ist. Des Weiteren fassen die außenradial vorgesehenen Haltenasen im umgebogenen Zustand in je zugeordnete Längsschlitze der Spannmutter ein, so dass auch diese drehfest mit der Sicherungsscheibe gekoppelt und gegen Verdrehen gesichert ist. Generell verhindert die zwischenliegende Sicherungsscheibe, dass Verdrehungen eines Innenrings des Wälzlagers auf die Spannmutter übertragen werden und damit deren Lösen hervorrufen.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherungsvorrichtung zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen zur Verfügung zu stellen, wobei ein Platzieren dieser Sicherungsvorrichtung auf einem radial innenliegenden Bauteil hierbei ohne Auffädeln bei gleichzeitig zuverlässiger Sicherung der Mutter möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Lageranordnung einer Getriebewelle, bei welcher eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung zur Anwendung kommt, geht aus den Ansprüchen 9 und 10 hervor.
Gemäß der Erfindung weist eine Sicherungsvorrichtung zum Sichern einer Mutter eine scheibenförmige Struktur auf, welche mit einer Aufnahmebohrung durchsetzt und mit mindestens einem Steg versehen ist, welcher radial in die Aufnahmebohrung vorsteht. Über den radial vorstehenden Steg kann bei Platzierung der Struktur mit der Aufnahmebohrung auf einem radial innenliegenden Bauteil eine drehfeste Verbindung zwischen der Struktur und diesem Bauteil hergestellt werden. Erfindungsgemäß handelt es sich also bei der scheibenförmigen und mit der Aufnahmebohrung durchsetzten Struktur um ein ringförmiges oder ein einem mit radialen Durchbrüchen durchsetzten Ring ähnelndes Gebilde.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass sich die Struktur aus mehreren Segmenten zusammensetzt, die Befestigungsmittel aufweisen, über welche die Segmente bei Platzierung der Struktur auf einem radial innenliegenden Bauteil entweder aneinander oder einzeln an einem benachbart liegenden Bauteil in radialer Richtung verliersicher fixiert werden können. Mit anderen Worten setzt sich die scheibenförmige Struktur also aus mehreren Einzelteilen zusammen, wobei diese Einzelteile im Rahmen einer ersten Ausführungsmöglichkeit untereinander verbunden werden können, um in radialer Richtung ein zusammenhängendes Gefüge auszugestalten. Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung sind die Einzelsegmente hingegen jeweils an einem im verbauten Zustand der Sicherungsvorrichtung benachbart liegenden Bauteil derartig fixierbar, dass eine radiale Bewegung des einzelnen Segments unterbunden wird.
Eine mehrteilige Ausführung der scheibenförmigen Struktur hat hierbei den Vorteil, dass die Sicherungsvorrichtung hierdurch ohne Auffädeln und unabhängig von einer Gestaltung des radial innenliegenden Bauteils, also der jeweiligen Welle, im Bereich der Spannmutter montiert werden kann, indem die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung im entsprechenden Bereich aus den Einzelsegmenten zusammengesetzt wird. Gleichzeitig wird aber durch die dabei vorzunehmende Fixierung der Segmente untereinander oder an einem benachbart liegende Bauteil ein zuverlässiger Verbleib der Sicherungsvorrichtung an der gewünschten Position gewährleistet. Ferner lässt sich eine derart gestaltete Sicherungsvorrichtung auf einfache Art und Weise mit niedrigem Herstellungsaufwand fertigen.
Im Unterschied hierzu muss eine Sicherungsvorrichtung gemäß der DE 10 2004 030 965 A1 stets von einem Ende her auf die jeweilige Welle aufgefädelt werden, wobei die Ausnehmung, in welche der mindestens eine Steg einfasst, dabei durchgehend an dem jeweiligen Wellenzapfen ausgestaltet sein muss. Liegen jedoch vor dem jeweiligen Wellenabsatz weitere Absätze mit gleichen oder nur geringfügig kleineren Durchmessern, so müsste die Längsnut in diesen davorliegenden Absätzen ebenfalls vorgesehen werden. Vereinzelt ist dies bei Lageranordnungen aber nicht realisierbar, da an davorliegenden Absätzen Dichtringe vorzusehen sind und die Oberfläche der Welle dementsprechend nicht mit Längsnuten durchzogen sein darf. Die ansonsten aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Sicherungsscheiben, die mit einer radialen Öffnung über einen entsprechenden Wellenabsatz geschnappt werden, haben gegenüber der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung den Nachteil, dass sie ohne weitere Sicherungsmaßnahmen, wie beispielsweise einem Verstemmen, nicht gänzlich zuverlässig an der gewünschten Position gehalten werden und insbesondere bei hohen Drehzahlen der Welle und auftretenden Vibrationen abwandern können.
Im Sinne der Erfindung setzt sich die scheibenförmige Struktur insbesondere aus zwei Ringsegmenten zusammen, von denen jedes Ringsegment einen radial nach innen ragenden Steg aufweist. Diese beiden Ringsegmente sind dabei dann bevorzugt als halbe Ringe mit jeweils einem Erstreckungswinkel von 180° ausgestaltet, so dass bei Zusammenlegen der Segmente und Fixierung aneinander oder an einem benachbart liegenden Bauteil ein in sich geschlossener Ring definiert wird. Im Falle der Fixierung der Segmente an einem benachbart liegenden Bauteil können die Einzelsegmente jedoch auch jeweils mit einem kleineren Erstreckungswinkel ausgeführt sein, so dass bei einem Zusammenlegen ein abschnittsweise unterbrochener Ring gebildet wird. Allerdings sollte die aus den einzelnen Segmenten gebildete scheibenförmige Struktur möglichst in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt sein, um eine ausreichende Auflagefläche seitens der Mutter auszugestalten. Des Weiteren kann sich die scheibenförmige Struktur auch aus mehr als zwei Segmenten zusammensetzen, die dann wieder entweder einen geschlossenen Ring oder auch abschnittsweise unterbrochenen Ring definieren.
Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung im Bereich einer Lageranordnung einer Getriebewelle ist diese Vorrichtung dann axial zwischen einem auf der Getriebewelle vorgesehenen Wälzlager und einer Spannmutter vorgesehen, über welche eine Vorspannung der Lagerung eingestellt wird. Die Spannmutter ist dabei mit einem Innengewinde auf einem Außengewinde der Getriebewelle geführt. Zur drehfesten Verbindung der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung mit der Getriebewelle fasst der mindestens eine Steg der Sicherungsvorrichtung in je eine zugehörige Längsnut an der Getriebewelle ein.
Die Platzierung einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung axial zwischen einem Wälzlager und der die Vorspannung dieses Wälzlagers garantierenden Spannmutter hat hierbei den Vorteil, dass Mikrobewegungen in Form von Verdrehungen eines Innenrings des benachbarten Wälzlagers nicht auf die Spannmutter übertragen werden, so dass ein Lösen der Spannmutter wirksam verhindert ist. Denn durch die drehfeste Verbindung mit der radial innenliegenden Getriebewelle kann zwar der benachbart liegende Innenring eine Relativverdrehung zu Getriebewelle und Spannmutter ausführen, der Innenring kann die Spannmutter hierbei aber nicht mitnehmen. Des Weiteren ermöglicht der Aufbau der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung aus mehreren Segmenten, dass die Sicherungsvorrichtung auch dann an der gewünschten axialen Position platziert werden kann, wenn ein Auffädeln von einem Wellenende her nicht möglich ist, da beispielsweise die je zu gehörige Längsnut an der Getriebewelle nicht bis zu einem Wellenende durchgezogen werden kann. In der Folge kann eine kompakte Sicherung der Spannmutter realisiert werden, wobei hierzu nur geringfügige Änderungen an der Getriebewelle in Form der je einen Längsnut vorzunehmen sind. Bestehende Bauteile einer Lageranordnung können also weitestgehend weiterverwendet werden, wobei eine Vorspannung der Lagerung dieser Lageranordnung durch die Sicherungsvorrichtung nicht beeinflusst wird. Ferner ändert sich ein Montageprozess zum Vorsehen einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung nur minimal, zumal bereits vorhandene Einstellvorrichtungen und Einstellvorschriften beibehalten werden können. Schließlich können zusätzliche Sicherungsmittel, wie beispielsweise ein Verkleben der Spannmutter, entfallen, was ggf. einen Herstellungsaufwand vermindert.
Erfindungsgemäß sind die die Sicherungsvorrichtung ausbildenden Segmente insbesondere gehärtet oder aus einem höherfesten Stahl hergestellt. Mittels einer derartigen Ausführung wird einem erhöhten Verschleiß der Segmente im verbauten Zustand der Sicherungsvorrichtung entgegengewirkt, da der jeweils benachbart liegende Innenring bei Verdrehungen an den Segmenten der Sicherungsvorrichtung abläuft und Reibung auftritt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Befestigungsmittel als Verbindungstellen ausgestaltet, die jeweils in Umfangsrichtung an Enden der Segmente vorgesehen sind. Dabei sind jeweils in Umfangsrichtung benachbart liegende Segmente an einander zugewandten Enden mittels der Verbindungsstellen miteinander koppelbar. Mit anderen Worten weisen also die Segmente jeweils an in Umfangsrichtung orientierten Enden Verbindungsstellen auf, über welche sie zur Ausbildung der Struktur der Sicherungsvorrichtung miteinander verbunden werden können. Vorteilhafterweise kann hierdurch auf einfache Art und Weise die ringförmige Struktur der Sicherungsvorrichtung ausgestaltet werden.
In Weiterbildung der vorgenannten Variante ist bei jedem Segment die Verbindungsstelle an einem der Enden als in Umfangsrichtung vorstehender Kopf ausgestaltet, wohingegen die Verbindungsstelle am jeweils anderen Ende als zum Kopf korrespondierend ausgestaltete Ausnehmung ausgeführt ist. In Umfangsrichtung jeweils benachbart liegende Segmente können nun dadurch formschlüssig miteinander verbunden werden, indem der jeweilige Kopf eines Segments in die jeweilige Ausnehmung des anderen Segments axial eingeschoben wird und in diese Ausnehmung einfasst. Hierdurch wird eine Verbindung der Segmente untereinander geschaffen, welche ein Auseinanderfallen der Struktur nach Platzierung in radialer Richtung zuverlässig unterbindet. Gleichzeitig kann diese Verbindung auf einfache Art und Weise durch axiales Ineinanderschieben der Segmente hergestellt und zudem auch durch axiales Auseinanderbewegen wieder gelöst werden. Insbesondere ist der Kopf der jeweiligen Verbindungsstelle dabei mit einem pilzförmigen Querschnitt ausgeführt, wobei ebenso gut auch anderweitige Querschnitte, wie beispielsweise ein rechteckförmiger Querschnitt, denkbar sind.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsmittel jeweils als je ein axial vorstehender Abschnitt ausgestaltet, der sich jeweils an mindestens einem radial vorstehenden Steg jedes Segments anschließt und über welchen bei Platzierung der Struktur auf einem radial innenliegenden Bauteil eine Verbindung des jeweiligen Segments zu einem benachbart liegenden Bauteil hergestellt werden kann. Mit anderen Worten ist also jedes Segment der Sicherungsvorrichtung mit mindestens einem radial vorstehenden Steg ausgestattet, wobei sich an dem jeweiligen mindestens einem Steg je ein Abschnitt anschließt, der hierbei axial gegenüber dem Segment vorsteht. Dabei wird über den jeweiligen axial vorstehenden Steg bei Platzierung der Sicherungsvorrichtung auf einem radial innenliegenden Bauteil in radialer Richtung eine Verbindung des jeweiligen Segments zu einem benachbart liegenden Bauteil ausgestaltet, so dass das jeweilige Segment in radialer Richtung verliersicher fixiert ist. Auch mittels einer derartigen Ausgestaltung kann somit im verbauten Zustand der Sicherungsvorrichtung ein Auseinanderfallen der gebildeten Struktur in radialer Richtung verhindert werden.
Bei Anwendung einer derartigen Ausgestaltung einer Sicherungsvorrichtung bei einer Lageranordnung einer Getriebewelle sind die Segmente dann insbesondere jeweils in radialer Richtung verliersicher an einem Innenring eines axial benachbart liegenden Wälzlagers gehalten, indem der je eine axial vorstehend Abschnitt des jeweiligen Segments in eine zugehörige Ausnehmung der Innenrings einragt. Die je zugehörige Ausnehmung an diesem Innenring ist dabei dann derartig zu gestalten, dass der Innenring zwar in Umfangsrichtung relativ zu der Sicherungsvorrichtung bewegbar ist, aber eine radiale Bewegung der Segmente der Sicherungsvorrichtung zum Innenring unterbunden wird. Beispielsweise ist der Innenring dabei mit einer umlaufenden Nut zu versehen, in welche die axial vorstehenden Abschnitte der Segmente einfassen, wobei letztere hierbei ringsegmentförmig auszugestalten sind. Alternativ dazu kann eine radiale Fixierung der Segmente aber auch an der Spannmutter vorgenommen werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist der mindestens eine Steg rechteckförmig oder kreissegmentförmig oder ringsegmentförmig ausgeführt. Dieser Steg fasst dabei dann in eine entsprechend ausgestalte Nut des radial innenliegenden Teils ein, wobei insbesondere bei einer kreissegmentförmigen oder ringsegmentförmigen Ausgestaltung in Umfangsrichtung eine belastbare, drehfeste Verbindung zwischen der Sicherungsvorrichtung und dem jeweils radial innenliegenden Bauteil hergestellt wird.
Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Segmente als Gleichteile ausgestaltet, wodurch sich ein herstellungstechnischer Aufwand aufgrund einer einfacheren Fertigung weiter vermindern lässt.
Es ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, dass mehrere Stege in die Aufnahmebohrung einragen. Hierdurch kann eine Robustheit der drehfesten Verbindung zwischen der Sicherungsvorrichtung und dem jeweils radial innenliegenden Bauteil gesteigert werden. Insbesondere ist hierbei jedes Segment mit einem radial einragenden Steg oder sogar mehreren Stegen versehen.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelnen Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Figuren hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Figuren nimmt. Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung einer Lageranordnung einer Getriebewelle;
2 einen Querschnitt der Lageranordnung aus 1, geschnitten entlang der Linie A-A und im Bereich einer Sicherungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Draufsicht auf eine Sicherungsvorrichtung gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
4 eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit einer Lageranordnung; und
5 ein Querschnitt der Lageranordnung aus 4, geschnitten entlang der Linie B-B und im Bereich einer Sicherungsvorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.
Aus 1 geht eine Schnittansicht einer Lageranordnung einer Getriebewelle 1 hervor, wobei die Getriebewelle 1 vorliegend als Kegelritzelwelle ausgestaltet ist, wie sie beispielsweise bei einem System der DE 10 2006 043 044 A1 zur Verbindung einer Abtriebsseite eines Automatikgetriebes mit einem antriebsseitig des Automatikgetriebes liegenden Achsdifferenzial zur Anwendung kommt. Dementsprechend ist an der Getriebewelle 1 an einem stirnseitigen Ende ein Kegelritzel 2 vorgesehen, über welches im verbauten Zustand ein Zahneingriff mit einem Tellerrad des Achsdifferenzials hergestellt ist, wohingegen an einem hierzu entgegengesetzten Ende eine Steckverzahnung 3 zur drehfesten Anbindung an eine Hohlwelle und damit an die Abtriebsseite des jeweiligen Getriebes ausgebildet ist.
Die Lageranordnung der Getriebewelle 1 umfasst zwei Wälzlager, die in einem axial unmittelbar auf das Kegelritzel 2 folgenden Lagersitzbereich 4 auf der Getriebewelle 1 angeordnet sind und von denen ein Wälzlager als Kegelrollenlager 5 und ein Lager als Schrägkugellager 6 ausgestaltet ist. Zwischen dem Kegelrollenlager 5 und dem Schrägkugellager 6 sind zudem zwei Distanzhülsen 7 und 8 vorgesehen, welche einen entsprechenden axialen Abstand zwischen den beiden Wälzlagern überbrücken. Eine Vorspannung der beiden Wälzlager wird dabei über eine Spannmutter 9 sichergestellt, die mit einem Innengewinde 10 auf einem hierzu korrespondierenden Außengewinde 11 geführt ist, wobei dieses Außengewinde 11 dabei axial in einem Bereich 12 vor dem Lagersitzbereich 4 ausgestaltet ist. Wie ferner aus 1 zu erkennen ist, ist zudem axial zwischen dem Bereich 12 und der Steckverzahnung 3 ein Dichtungsbereich 13 vorgesehen, an welchem die Getriebewelle 1 mit einem – vorliegend nur schematisch dargestellt – Wellendichtring 14 in Kontakt steht.
Im verbauten Zustand der Lageranordnung kann es insbesondere bei Lastwechseln dazu kommen, dass Innenringe 15 und 16 des Kegelrollenlagers 5 und des Schrägkugellagers 6 relativ zu der Getriebewelle 1 Mikrobewegungen in Form geringfügiger Verdrehungen ausführen. Um diese Verdrehungen nun nicht auf die Spannmutter 9 zu übertragen, was zu deren ungewollten Losdrehen und damit einem Verlust der Lagervorspannung führen könnte, ist axial zwischen dem Schrägkugellager 6 und der Spannmutter 9 eine Sicherungsvorrichtung 17 vorgesehen, deren genauerer Aufbau und Zusammenwirken mit der Getriebewelle 1 nun unter Zuhilfenahme der weiteren Schnittansicht in 2 näher beschrieben werden soll: die Sicherungsvorrichtung 17 weist eine scheibenförmige Struktur auf, welche mit einer Aufnahmebohrung 18 durchsetzt ist und sich aus zwei Segmenten 19 und 20 zusammensetzt. Die Segmente 19 und 20 sind hierbei jeweils als Ringsegmente ausgeführt und weisen jeweils ein Erstreckungswinkel in Höhe von 180° auf, so dass beide Segmente 19 und 20 zusammen einen in sich geschlossenen Kreisring als Struktur ergeben.
Die Sicherungsvorrichtung 17 ist nun mit der Aufnahmebohrung 18 auf der Getriebewelle 1 aufgesetzt, wobei eine drehfeste Verbindung der Sicherungsvorrichtung 17 mit der Getriebewelle 1 dadurch hergestellt ist, dass jedes Segment 19 und 20 mit je einem Steg 21 bzw. 22 versehen ist, welcher radial in die Aufnahmebohrung 18 vorsteht und in je eine zugeordnete Längsnut 23 bzw. 24 einfasst. Die Längsnuten 23 und 24 sind über einen gewissen axialen Teil des Bereichs 12 ausgestaltet und unterbrechen hierbei das an der Getriebewelle 1 ausgestaltete Außengewinde 11. Dementsprechend können die Segmente 19 und 20 im Bereich 12 auf Höhe der Längsnuten 23 und 24 zu der Sicherungsvorrichtung 17 zusammengesetzt und anschließend über die Spannmutter 9 gegen den Innenring 16 des Schrägkugellagers 6 gespannt werden.
Um ein Auseinanderfallen der Sicherungsvorrichtung 17 in radialer Richtung zu unterbinden, sind die beiden Segmente 19 und 20 zudem aneinander fixiert. Diese Fixierung ist dabei als formschlüssige und in axialer Richtung lösbare Verbindung ausgestaltet, indem bei dem einzelnen Segment 19 bzw. 20 in Umfangsrichtung ein Ende mit je einem in Umfangsrichtung vorstehenden Kopf 25 bzw. 26 und das jeweils andere, in Umfangsrichtung orientierte Ende mit je einer zum Kopf 25 bzw. 26 korrespondierend ausgestalteten Ausnehmung 27 bzw. 28 versehen ist. Die Köpfe 25 und 26 weisen dabei jeweils einen pilzförmigen Querschnitt auf, so dass bei Einfassen des jeweiligen Kopfes 25 bzw. 26 des einen Segments 19 bzw. 20 in die je zugehörige Ausnehmung 27 bzw. 28 des jeweils anderen Segments 20 bzw. 19 ein Auseinanderwandern der beiden Segmente 19 und 20 in radialer Richtung unterbunden wird.
Aufgrund des Aufbaus der Sicherungsvorrichtung 17 aus den Segmenten 19 und 20 kann die Sicherungsvorrichtung 17 ohne Auffädeln an der gewünschten Position auf der Getriebewelle 1 zusammengesetzt werden, indem der jeweilige Kopf 25 bzw. 26 axial in die zugehörige Ausnehmung 27 bzw. 28 eingeschoben wird. Dies hat zur Folge, dass auch die Längsnuten 23 und 24 der Getriebewelle 1 nur im Bereich des Abschnitts 12 vorzusehen sind und dementsprechend auch nicht den davorliegenden Dichtungsbereich 13 beeinträchtigen.
Aus 3 geht eine zweite Ausgestaltungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 29 hervor. Im Unterschied zu der Sicherungsvorrichtung 17 aus den 1 und 2 sind hierbei in eine Aufnahmebohrung 30 einragende Stege 31 und 32 in einem Verbindungsbereich der die Sicherungsvorrichtung 29 bildenden Segmente 33 und 34 vorgesehen und werden damit jeweils durch die in Umfangsrichtung orientierten Enden dieser Segmente 33 und 34 definiert. Hierbei sind die Stege 31 und 32 jeweils kreissegmentförmig ausgestaltet und verengen die ansonsten kreisförmig ausgestaltete Aufnahmebohrung 30 entsprechend. Die hierzu korrespondierenden Längsnuten einer – vorliegend nicht dargestellten – Getriebewelle müssten dann analog hierzu ebenfalls als Ausnehmungen gestaltet sein, welche Abflachungen ähneln. Aufgrund der Tatsache, dass die Stege 31 und 32 im Bereich der Verbindungsstellen der Segmente 33 und 34 vorgesehen sind, können diese Verbindungsstellen aufgrund der durch die Stege 31 und 32 bedingten, größeren Materialansammlungen stärker ausgelegt werden.
Des Weiteren geht aus 4 ein geschnittener Teilbereich einer alternativen Ausgestaltung einer Lageranordnung hervor. Im Unterschied zu der Variante nach 1 ist eine Sicherungsvorrichtung 35 hierbei in radialer Richtung an einem Innenring 36 eines axial benachbart liegenden Schrägkugellagers 37 gesichert, indem die Sicherungsvorrichtung 35 mit axial vorstehenden Abschnitten 38 und 39 in eine umlaufende Ausnehmung 40 des Innenrings 36 einfasst. Wie unter Zuhilfenahme der weiteren Schnittansicht in 5 zudem zu erkennen ist, sind diese axial vorstehenden Abschnitte 38 und 39 dabei jeweils an je einem Steg 41 bzw. 42 ausgestaltet, der wiederum Teil je eines Segments 43 bzw. 44 ist. In Folge der radialen Sicherung der Segmente 43 und 44 über die axial vorstehenden Abschnitte 38 und 39 kann eine formschlüssige Verbindung der Segmente 43 und 44 untereinander entfallen, da deren jeweilige Bewegung in radialer Richtung über den Innenring 36 verhindert wird. Aus 5 ist zudem ersichtlich, dass die in eine Aufnahmebohrung 45 radial vorstehenden Stege 41 und 42 ringsegmentförmig ausgebildet sind. Korrespondierend hierzu sind dann auch Längsnuten 46 und 47 der radial innenliegenden Getriebewelle 1 gestaltet.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Sicherungsvorrichtung 17 bzw. 29 bzw. 35 kann eine zuverlässige Sicherung einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen ausgestaltet werden, wobei gleichzeitig ein Platzieren dieser Sicherungsvorrichtung 17 bzw. 29 bzw. 35 auf einer Welle an der gewünschten Position ohne Auffädeln von einem Wellenende her möglich ist. Durch entsprechende Gestaltung der jeweiligen Sicherungsvorrichtung 17 bzw. 29 bzw. 35 wird zudem ein sicherer Verbleib dieser Vorrichtung in radialer Richtung gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Getriebewelle
2: Kegelritzel
3: Steckverzahnung
4: Lagersitzbereich
5: Kegelrollenlager
6: Schrägkugellager
7: Distanzhülse
8: Distanzhülse
9: Spannmutter
10: Innengewinde
11: Außengewinde
12: Bereich
13: Dichtungsbereich
14: Wellendichtring
15: Innenring
16: Innenring
17: Sicherungsvorrichtung
18: Aufnahmebohrung
19: Segment
20: Segment
21: Steg
22: Steg
23: Längsnut
24: Längsnut
25: Kopf
26: Kopf
27: Ausnehmung
28: Ausnehmung
29: Sicherungsvorrichtung
30: Aufnahmebohrung
31: Steg
32: Steg
33: Segment
34: Segment
35: Sicherungsvorrichtung
36: Innenring
37: Schrägkugellager
38: Abschnitt
39: Abschnitt
40: Ausnehmung
41: Steg
42: Steg
43: Segment
44: Segment
45: Aufnahmebohrung
46: Längsnut
47: Längsnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004030965 A1 [0003, 0009]
DE 102006043044 A1 [0028]

Claims

Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen, insbesondere zum Sichern einer Spannmutter (9) einer Lageranordnung, mit einer scheibenförmigen Struktur, welche mit einer Aufnahmebohrung (18; 30; 45) durchsetzt ist, wobei die Struktur mindestens einen Steg (21, 22; 31, 32; 41, 42) aufweist, welcher radial in die Aufnahmebohrung (18; 30; 45) vorsteht und über den bei Platzierung der Struktur mit der Aufnahmebohrung (18; 30; 45) auf einem radial innenliegenden Bauteil eine drehfeste Verbindung zwischen der Struktur und diesem Bauteil herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Struktur aus mehreren Segmenten (19, 20; 33, 34; 43, 44) zusammensetzt, die Befestigungsmittel aufweisen, über welche die Segmente (19, 20; 33, 34; 43, 44) bei Platzierung der Struktur auf einem radial innenliegenden Bauteil entweder aneinander oder einzeln an einem benachbart liegenden Bauteil in radialer Richtung verliersicher fixierbar sind.
Sicherungsvorrichtung (17; 29) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel als Verbindungsstellen ausgestaltet sind, die jeweils in Umfangsrichtung an Enden der Segmente (19, 20; 33, 34) vorgesehen sind, wobei jeweils in Umfangsrichtung benachbart liegende Segmente (19, 20; 33, 34; 43, 44) an einander zugwandten Enden mittels der Verbindungsstellen miteinander verbindbar sind.
Sicherungsvorrichtung (17; 29) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Segment (19, 20; 33, 34) die Verbindungsstelle an einem der Enden als in Umfangsrichtung vorstehender Kopf (25, 26) ausgestaltet ist, wohingegen die Verbindungsstelle am jeweils anderen Ende als zum Kopf (25, 26) korrespondierend ausgestaltete Ausnehmung (27, 28) ausgeführt ist, wobei in Umfangsrichtung jeweils benachbart liegende Segmente (19, 20; 33, 34) durch axiales Ineinanderschieben und Einfassen des jeweiligen Kopfes (25; 26) eines Segments (19; 20; 33; 34) in die jeweilige Ausnehmung (27; 28) des anderen Segments (20; 19; 34; 33) formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Sicherungsvorrichtung (17; 29) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (25, 26) mit einem pilzförmigen Querschnitt ausgeführt ist.
Sicherungsvorrichtung (35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel jeweils als je ein axial vorstehender Abschnitt (38, 39) ausgestaltet sind, der sich jeweils an mindestens einem radial vorstehenden Steg (41, 42) jedes Segments (43, 44) anschließt und über welchen bei Platzierung der Struktur auf einem radial innenliegenden Bauteil eine Verbindung des jeweiligen Segments (43, 44) in radialer Richtung zu einem benachbart liegenden Bauteil herstellbar ist.
Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (21, 22; 31, 32; 41, 42) rechteckförmig oder kreissegmentförmig oder ringsegmentförmig ausgeführt ist.
Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (19, 20; 33, 34; 43, 44) als Gleichteile ausgestaltet sind.
Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stege (21, 22; 31, 32; 41, 42) in die Aufnahmebohrung (18; 30; 45) einragen.
Lageranordnung einer Getriebewelle (1), auf welcher mindestens ein Wälzlager platziert ist, dessen Vorspannung über eine mit einem Innengewinde (10) auf einem Außengewinde (11) der Getriebewelle (1) geführte Spannmutter (9) einstellbar ist, wobei auf der Getriebewelle (1) und axial zwischen dem mindestens einen Wälzlager und der Spannmutter (9) eine Sicherungsvorrichtung (17; 29; 35) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist, die mit mindestens einem Steg (21, 22; 31, 32; 41, 42) in je eine zugehörige Längsnut (23, 24; 46, 47) an der Getriebewelle (1) einfasst und hierdurch drehfest mit der Getriebewelle (1) verbunden ist.
Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente (43, 44) der Sicherungsvorrichtung (35) jeweils in radialer Richtung verliersicher an einem Innenring (36) des axial benachbart liegenden Wälzlagers gehalten sind, indem je ein axial vorstehende Abschnitt (38; 39) des jeweiligen Segments (43; 44) in eine je zugehörige Ausnehmung (40) des Innenrings (36) einragt.