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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer sich in eine axiale Richtung erstreckenden Welle, die ein Wellenende aufweist, an dem ein Anbauteil, insbesondere ein Antriebshebel, axial verschieblich angeordnet ist.
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An einer Welle angeordnete, axial bewegliche Antriebselemente, wie beispielsweise Antriebshebel, verzahnte Bauteile oder ähnlich, werden herkömmlich mittels Befestigungselementen, wie beispielsweise Sicherungsringe, gegen ein komplettes Lösen von der Welle gesichert. Solche Sicherungsringe befinden sich beispielsweise radial vorgespannt am Außendurchmesser der Welle und bilden eine kraftschlüssige Verbindung mit dieser, oder tauchen radial in eine Nut am Außendurchmesser ein und bilden dann vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung mit der Welle.
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Beim Einbringen einer Nut an einer verzahnten Welle, insbesondere aus Stahl, Sinterstahl oder ähnlich, entsteht in der Regel ein Grat sowohl an der Außenseite als auch in den Zahnlücken, der die Montage des Antriebselementes sehr erschwert oder sogar unmöglich macht. Ein solcher, gegebenenfalls auch in die Zahnlücken hinein ragender, Grat ist wirtschaftlich nicht komplett entfernbar.
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Zudem ist die Haltekraft eines an einer verzahnten Welle angeordneten Sicherungsringes oder Sprengringes abhängig von der Einbausituation.
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Die 1 zeigt in (a) und (b) verschiedene Einbausituationen eines offenen Sicherungsringes an einer verzahnten Welle. Der offene Sicherungsring weist zwei Ringenden auf, die in der Einbausituation der 1(a) jeweils an einem Zahnkopf, d. h. an der Außenseite eines Zahns der Welle, anliegen. In der Einbausituation der 1(b) ist der Sicherungsring hingegen so verdreht gegenüber der Einbausituation der 1(a), dass die beiden Ringenden jeweils im Bereich einer Zahnlücke enden. Denkbar wäre auch eine Einbausituation, in der eines der Ringenden an einem Zahnkopf und das andere Ringende im Bereich einer Zahnlücke endet. Dadurch variieren die Anlagebereiche des Sicherungsringes an der Welle, die in den 1(a) und (b) jeweils durch die Pfeile A1–A4 dargestellt sind. Die Haltekraft des in der Einbausituation der 1(b) befindlichen Sicherungsringes ist im Vergleich zur Einbausituation der 1(a) deutlich größer.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfaches und kostengünstiges Befestigungselement, insbesondere eine Transportsicherung, für ein an einer Welle angeordnetes, axial bewegliches, insbesondere verzahntes, Anbauteil, insbesondere für einen Antriebshebel, zur Verfügung zu stellen, das keinen Einstich in oder Absatz an der Welle erfordert. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeanordnung mit dem an der Welle axial verschieblich angeordneten Anbauteil zu schaffen, bei der der für das Anbauteil erforderliche axiale Verstellweg während der gesamten Handhabung, insbesondere während der Fertigung, der Verpackung, des Transportes und/oder der Montage der Getriebeanordnung, gewährleistet ist.
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Dafür wird eine Getriebeanordnung geschaffen, die eine sich in eine axiale Richtung erstreckende Welle, ein Anbauteil, insbesondere einen Antriebshebel, und ein Befestigungselement umfasst. Die Welle weist ein Wellenende auf. Sie ist bevorzugt in, gegebenenfalls zudem gegen, eine Drehrichtung antreibbar. Das Anbauteil ist axial verschieblich an der Welle angeordnet, so dass es sowohl in die axiale Richtung als auch gegen die axiale Richtung verschieblich ist. Und das Befestigungselement begrenzt das Verschieben des Anbauteils in die axiale Richtung.
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Die Getriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Befestigungselement eine auf das Wellenende aufgeschobene Hülse ist. Als Hülse ist das Befestigungselement in Drehrichtung der Welle umfangsgeschlossen. Es weist daher keine offenen Enden auf, die in verschiedenen Einbausituationen positionierbar sind, insbesondere in verschiedenen Drehwinkeln zur Welle, und die dabei zu unterschiedlichen Anlagebereichen und/oder verschiedenen Haltekräften führen. Die mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement bewirkte Haltekraft ist daher unabhängig vom Drehwinkel der Hülse zur Welle, und zwar auch, wenn diese verzahnt ist.
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Dafür weist das Befestigungselement bevorzugt einen Hülsenkörper auf, der sich konzentrisch um die Achse erstreckt und einen zylinderförmigen Innenhohlraum begrenzt. Um ein Verschieben des Anbauteils in die axiale Richtung zu begrenzen, ist an dem Hülsenkörper weiterhin bevorzugt ein Anschlagmittel angeordnet. Das Anschlagmittel erstreckt sich vorzugsweise in den Innenhohlraum hinein. Besonders bevorzugt ist es an einem Anschlagende des Hülsenkörpers angeordnet. Vorzugsweise liegt das Anschlagmittel bei an der Welle befestigtem Befestigungselement am Wellenende an.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlagmittel eine Anschlagscheibe. In dieser Ausführungsform erstreckt es sich vorzugsweise quer zur Achse. Prinzipiell ist es auch denkbar, dass das Anschlagmittel aus einer oder mehreren Anformungen, insbesondere Noppen oder Stegen, gebildet ist, die sich in den Innenhohlraum hinein erstrecken.
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Besonders bevorzugt weist die Anschlagscheibe eine mittig angeordnete Durchgangsbohrung auf, so dass die Anschlagscheibe kreisringförmig ausgebildet ist. Zudem ist es bevorzugt, dass die Welle eine mittig angeordnete Lagerbohrung an ihrem Wellenende aufweist. Das Befestigungsmittel mit der Anschlagscheibe, die die mittig angeordnete Durchgangsbohrung aufweist, eignet sich besonders für die Getriebeanordnung mit der Welle, an deren Wellenende die Lagerbohrung vorgesehen ist, da diese durch die Durchgangsbohrung in der Anschlagscheibe zugänglich ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Befestigungselement auf die Welle aufgepresst ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Befestigungselement von der Welle lösbar. Dabei ist die erforderliche Abzugskraft, mit der das Befestigungselement von der Welle lösbar ist, durch die radiale Pressung des Befestigungselementes auf der Welle und/oder durch die Wahl des Materials, aus dem das Befestigungselement hergestellt ist, einstellbar.
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Die Welle ist bevorzugt verzahnt ausgebildet. Es ist in einer weiteren Ausführungsform bevorzugt, dass das Befestigungselement eine, insbesondere zur Verzahnung der Welle korrespondierend ausgebildete, Gegenverzahnung aufweist. In dieser Ausführungsform ist das Befestigungselement nicht in oder gegen die Drehrichtung um die Welle drehbar.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Befestigungselement für eine solche Getriebeanordnung. Das Befestigungselement ist zum Befestigen des Anbauteils an der Welle vorgesehen. Es ist bevorzugt als eine auf die Welle aufschiebbare Hülse ausgebildet, die einen Hülsenkörper aufweist, der sich konzentrisch um die Achse erstreckt und einen zylinderförmigen Innenhohlraum begrenzt.
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Vorzugsweise ist an dem Hülsenkörper ein Anschlagmittel angeordnet, das sich in den Innenhohlraum hinein erstreckt, insbesondere quer zur Achse. Vorzugsweise liegt das Anschlagmittel bei an der Welle befestigtem Befestigungselement an einem Wellenende der Welle an.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlagmittel eine Anschlagscheibe. Die Anschlagscheibe ist besonders bevorzugt an einem Anschlagende des Hülsenkörpers angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anschlagscheibe eine mittig angeordnete Durchgangsbohrung auf. In dieser Ausführungsform ist sie kreisringförmig ausgebildet. Durch die Durchgangsbohrung ist eine Lagerbohrung in der Welle zugänglich. Für andere Anwendungen, insbesondere bei denen keine Lagerbohrung in der Welle erforderlich ist, ist auch die Anschlagscheibe ohne die Durchgangsbohrung bevorzugt.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Hülsenkörper an seinem offenen Ende einen Knick aufweist, so dass er in radialer Richtung nach außen gebogen ist. Besonders bevorzugt weist er an seinem offenen Ende eine kreisringförmige Anschlagringscheibe auf, die sich in radialer Richtung nach außen erstreckt. Die Anschlagringscheibe bildet eine große, definierte Anschlagfläche für das Anbauteil.
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Das Befestigungselement ist durch Aufschieben auf die Welle sehr leicht maschinell montierbar. Durch Wahl des Materials für das Befestigungselement und/oder die gewählte radiale Pressung des Befestigungselementes auf die Welle ist die Haltekraft des Befestigungselementes definiert einstellbar.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1 zeigt in (a) und (b) jeweils ein Wellenende einer verzahnten Welle, auf die ein Sicherungsring gemäß dem Stand der Technik aufgeklemmt ist,
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2 zeigt in (a) eine Stirnseite einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung mit einem Anbauteil und einem Befestigungselement, und in (b) eine Seitenansicht der Getriebeanordnung, und
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3 zeigt in (a) und (b) verschiedene Ansichten eines Befestigungselementes für die Getriebeanordnung der 2, und in (c) und (d) verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform eines Befestigungselementes für die Getriebeanordnung.
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Die 1 zeigt in (a) und (b) verschiedene Einbausituationen eines offenen Sicherungsringes 7 an einer verzahnten Welle 2. Der Sicherungsring 7 sichert ein an der Welle 2 angeordnetes Anbauteil (s. 2) gegen ein Verschieben in eine axiale Richtung 201 (s. 2).
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Der offene Sicherungsring 7 weist zwei Ringenden 71, 72 auf, die in der Einbausituation der 1(a) jeweils an einem Zahnkopf 231, d. h. an einer Außenseite eines Zahns 23 der Welle 2, anliegen. In der Einbausituation der 1(b) ist der Sicherungsring 7 hingegen so gegenüber der Welle 2 in eine Drehrichtung 202 um einen Drehwinkel α verdreht, dass die beiden Ringenden 71, 72 jeweils im Bereich einer Zahnlücke 232 enden. Denkbar wäre auch eine Einbausituation, in der eines der Ringenden 71, 72 an einem Zahnkopf 231 und das andere Ringende 71, 72 im Bereich einer Zahnlücke 232 endet (nicht gezeigt).
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Dadurch variieren die Anlagebereiche des Sicherungsringes 7 an der Welle 2, die in den 1(a) und (b) jeweils durch die Pfeile A1–A4 dargestellt sind. Demzufolge ist nicht nur die radiale Pressung des Sicherungsringes 7 auf die Welle 2 je nach Einbausituation verschieden. Sondern auch die Abzugskräfte, die erforderlich sind, um den Sicherungsring 7 von der Welle 2 zu lösen, unterscheiden sich je nach Einbausituation.
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2(a) zeigt die Stirnseite einer Getriebeanordnung 1. Die Getriebeanordnung 1 umfasst eine Welle 2, die sich in eine axiale Richtung 201 erstreckt und in der hier gezeigten Ausführungsform eine Mitnahmeverzahnung 21 aufweist. Die Mitnahmeverzahnung 21 ist hier in gestrichelten Linien schematisch eingezeichnet. Die Erfindung ist aber nicht auf Getriebeanordnungen 1 mit verzahnter Welle 2 beschränkt, sondern auch auf Getriebeanordnungen 1 anwendbar, bei denen die Welle 2 keine Verzahnung 21 aufweist.
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An der Welle 2 ist ein Anbauteil 3 angeordnet. Das Anbauteil 2 weist eine zur Mitnahmeverzahnung 21 der Welle 2 korrespondierend ausgebildete Gegenmitnahmeverzahnung (nicht gezeigt) auf, so dass es sich bei Antrieb der Welle 2 in oder gegen die Drehrichtung 202 mitdreht. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Anbauteil 3 ein Antriebshebel.
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Die Getriebeanordnung 1 weist zudem weitere Getriebebauteile 4 auf, die hier schematisch durch ein Getriebegehäuse 41 dargestellt sind. Eine dem Anbauteil 3 zugewandte Außenfläche 410 des Getriebegehäuses 41 ist hier beispielhaft als Anschlagbauteil dargestellt, welches ein axiales Verschieben des Anbauteils 3 gegen die axiale Richtung 201 begrenzt. Um ein Verschieben des Anbauteils 3 in die axiale Richtung 201 zu begrenzen, und daher ein Lösen des Anbauteils 3 von der Welle 2 zu verhindern, ist an der Welle 2 ein Befestigungselement 5 vorgesehen. Das Befestigungselement 5 ist auf ein Wellenende 24 der Welle 2 gegen die axiale Richtung 201 aufgeschoben. Das Aufschieben auf die Welle 2 erfolgt bevorzugt maschinell, so dass das Befestigungselement 5 auf die Welle 2 in einem Presssitz aufgepresst ist.
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Zwischen einem offenen Ende 511 des Befestigungselementes 5 (s. 3) und der als Anschlagbauteil dienenden Außenfläche 410 des Getriebegehäuses 41 ist ein Verstellweg x vorgesehen, der beispielsweise als Toleranzausgleich dient und auch nach der Montage der Getriebeanordnung 1 zur Verfügung stehen muss. Das Anbauteil 3 ist im Bereich des Verstellweges x in und gegen die axiale Richtung 201 verschieblich.
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Die 3(a) und (b) zeigen eine Ausführungsform des Befestigungselementes 5 in verschiedenen perspektivischen Darstellungen.
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Das Befestigungselement 5 ist eine Hülse, die eine Hülsenkörper 51 aufweist, der sich in eine axiale Richtung 201 und konzentrisch um die Achse 20 erstreckt. Im Folgenden werden die Begriffe Befestigungselement 5 und Hülse synonym verwendet.
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Der Hülsenkörper 51 begrenzt einen zylindrisch ausgebildeten Innenhohlraum 50. Er weist ein offenes Ende 511 auf, sowie ein Anschlagende 510. An seinem Anschlagende 510 ist ein Anschlagmittel 52 angeordnet, das hier als eine Anschlagscheibe aufgebildet ist. Im Folgenden werden die Begriffe Anschlagscheibe und Anschlagmittel 52 synonym verwendet. Die Anschlagscheibe 52 erstreckt sich quer zur Achse.
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In der Anschlagscheibe 52 ist mittig eine Durchgangsbohrung 53 vorgesehen. Durch die Durchgangsbohrung 53 ist eine in der Welle 2 vorgesehene Lagerbohrung 22 (s. 2(a)), die als Aufnahme für ein Getriebebauteil (nicht gezeigt) dient, zugänglich.
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Die Hülse 5 wird mit ihrem offenen Ende 511 auf das Wellenende 24 aufgeschoben, bis die Anschlagscheibe 52 an dem Wellenende 24 anliegt. Die dem Innenhohlraum 50 zugewandte Innenseite 520 der Anschlagscheibe 52 dient daher als Anschlag der Hülse 5 an die Welle 2.
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Der Hülsenkörper 51 weist eine Länge L auf, die gerade so gewählt ist, dass sich zwischen dem Anschlagbauteil 41 der weiteren Getriebebauteile 4 und der Hülse 5 gerade der erforderliche Verstellweg x beim Aufschieben der Hülse 5 auf die Welle 2 einstellt.
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Die in der 3 gezeigte Hülse 5 unterscheidet sich von der in der 2 gezeigten Hülse 5 darin, dass die Hülse 5 der 2 an ihrem offenen Ende 511 einen Knick 541 aufweist, so dass sie in radialer Richtung 203 nach außen gebogen ist.
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Bei der in den 3(c) und (d) gezeigten Ausführungsform der Hülse 5 ist der Knick 541 so ausgeprägt, dass die Hülse 5 an ihrem offenen Ende 511 eine kreisringförmige Anschlagringscheibe 54 aufweist, die eine große, definierte Anschlagfläche 542 für das Anbauteil 3 bildet. Zudem weist diese Hülse 5 an ihrem Anschlagende 510 keine Durchgangsbohrung 53 auf. Sie ist daher etwa Zylinderhut-förmig ausgebildet. Diese Hülse 5 eignet sich für Getriebeanordnungen 4 ohne Lagerbohrung 22 am Wellenende 24. Es ist aber ebenfalls eine Ausführungsform dieser Hülse 5 bevorzugt, bei der eine Durchgangsbohrung 53 in der Anschlagscheibe 52 vorgesehen ist, durch die eine solche Lagerbohrung 22 zugänglich ist.
