DE102013220393A1 - Sicherungsmittel zur Sicherung eines Axialanschlagselement auf einer Welle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungsmittel (7) zur Sicherung eines auf einer Welle (4) radial aufgesteckten Axialanschlagselements (5), insbesondere C-Clips. Das Sicherungsmittel (7) ist so ausgeführt, dass es auf die Welle (4) aufsteckbar ist. Es weist zumindest einen federelastischen Schenkel (7A) auf, der im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels (7) eine radiale Haltekraft zur Sicherung des Axialanschlagselements (5) ausübt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Wellenvorrichtung und ein Differentialgetriebe mit einem solchen Sicherungsmittel (7) zur Sicherung eines Axialanschlagselements (5) auf einer Welle (4) der Wellenvorrichtung bzw. des Differentialgetriebes.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Axialanschlagselement (5) mit zumindest einem Formschlusselement (5A), das mit einem Formschlusselement (7C) eines solchen Sicherungsmittels (7) verrastbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungsmittel zur Sicherung eines auf eine Welle radial aufgesteckten Axialanschlagselements, insbesondere C-Clips. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Axialanschlagselement, insbesondere C-Clip, mit zumindest einem Formschlusselement das mit einem Formschlusselement eines solchen Sicherungsmittels verrastbar ist. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Wellenvorrichtung, die eine Welle, ein auf die Welle aufgestecktes Axialanschlagselement sowie ein Sicherungsmittel zur Sicherung des Axialanschlagselements aufweist. Und die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe, innerhalb dessen ein Axialanschlagselement mittels eines Sicherungsmittels radial gesichert ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Axialanschlagselemente bekannt, beispielsweise so genannte Sprengringe oder Sicherungsringe. Diese dienen als axialer Anschlag für ein auf der Welle angeordnetes Bauteil, wie beispielsweise für einen Lagerring oder für ein Zahnrad. Diese Spreng- oder Sicherungsringe können bekanntermaßen lediglich relativ geringe axiale Kräfte aufnehmen. Um größere axiale Kräfte axial abstützen zu können, sind aus dem Stand der Technik daher C- oder U-förmige Axialanschlagselemente bekannt. Diese werden in eine Umfangsnut einer Welle radial auf die Welle aufgesteckt. Derartige Axialanschlagselemente können gegenüber einem Spreng- oder Sicherungsring deutlich stabiler ausgeführt werden. Ein Ausführungsbeispiel für ein solches Axialanschlagselement bildet ein so genannter C-Clip. C-Clips werden oft in Kraftfahrzeugachsen zur axialen Fixierung einer Achswelle, auch Seitenwelle genannt, in einem Differentialgetriebe der Fahrzeugachse eingesetzt.
  • Die Verwendung eines C-Clips in einer Kraftfahrzeugachse ist beispielsweise den Schriften US 5,131,894 A , DE 196 04 444 A1 und DE 3 901 657 A1 entnehmbar. Die genannte Schrift DE 3 901 657 A1 geht in 11 und der zughörigen Beschreibung ausführlich auf die beispielhafte Ausgestaltung eines C-Clips und dessen Anordnung auf einer Welle ein, weshalb diesbezüglich ausdrücklich auf diese Schrift verwiesen wird.
  • Nachteilig an derartigen C- oder U-förmigen Axialanschlagselementen ist, dass sie in radialer Richtung nicht selbständig gesichert sind. Somit können sie unter Umständen radial von der Welle abfallen. Bei Verwendung eines derartigen Axialanschlagselements in einer Fahrzeugachse ist es daher üblich, eine axiale Vertiefung in dem benachbarten Bauteil, beispielsweise dem jeweiligen Kegelrad, vorzusehen. In dieses wird das Axialanschlagselement dann zusammen mit der daran befindlichen Seitenwelle geschoben. Zum Ausbau der Seitenwellen aus der Fahrzeugachse ist es somit erforderlich, dass zuerst die komplette Seitenwelle zunächst ein Stück entgegen der Demontagerichtung in die Fahrzeugachse hineingeschoben wird, damit das Axialanschlagselement von der Seitenwelle abgenommen werden kann, und dann erst kann die Seitenwelle in Demontagerichtung aus der Fahrzeugachse herausgezogen werden. Bevor die Seitenwelle zur Entnahme des Axialanschlagselements in die Fahrzeugachse hineingeschoben werden kann, muss im Stand der Technik normalerweise ein Differentialbolzen der Fahrzeugachse entfernt werden, was ein erheblicher Aufwand darstellt.
  • Die EP 1 717 485 B1 schlägt zur radialen Sicherung von Axialanschlagselementen, hier C-Clips, in einer Fahrzeugachse eine spezielle Befestigungsanordnung vor. Diese verfügt über einen zylinderförmigen Abstandshalter und einen den Abstandshalter umgebenden Ring. Ring und Abstandshalter sind zueinander verdrehbar und miteinander verschraubbar. Wenn sich Ring und Abstandshalter in einer bestimmten Relativposition zueinander befinden, kann die Befestigungsanordnung auf die Axialanschlagselemente aufgesteckt werden. Anschließend werden Ring und Abstandshalter relativ zueinander verdreht und verschraubt, um die Axialanschlagselemente radial zu sichern.
  • Eine solche Befestigungsanordnung nimmt einen großen Bauraum ein. Sie muss an nahezu jeden Typ von Fahrzeugachse individuell angepasst werden, um darin Platz zu finden. Hierdurch ist sie relativ teuer. Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Stand der Technik zumindest dahingehend zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch ein Sicherungsmittel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch ein Axialanschlagselement mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch eine Wellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch ein Differentialgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungen hiervon sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
  • Vorgeschlagen wird demnach ein Sicherungsmittel zur Sicherung eines auf eine Welle radial aufgesteckten Axialanschlagselements. Das Sicherungsmittel ist so ausgeführt, dass es auf die Welle aufsteckbar ist, insbesondere radial aufsteckbar. Dabei weist das Sicherungsmittel zumindest einen federelastischen Schenkel auf. Der federelastischen Schenkel ist dabei so ausgeführt, dass er eine radiale Haltekraft auf das Axialanschlagselements zu dessen Sicherung auf der Welle ausübt, wenn das Sicherungsmittel auf der Welle und dem Axialanschlagselement angeordnet ist, insbesondere darauf aufgesteckt ist. Bei der Haltekraft kann es insbesondere um eine Federkraft des zumindest einen Schenkels handeln. Die Sicherung des Axialanschlagselementes durch das Sicherungsmittel kann insbesondere in einer rein radialen Sicherung bestehen.
  • Die radiale Haltekraft kann zusätzlich oder alternativ auch mittels einer Rastierung des federelastischen Schenkels erzeugt werden. Dann ist der federelastische Schenkel zumindest mit dem Axialanschlagselement verrastbar ausgeführt, und optional auch mit der Welle. Das Sicherungsmittel verrastet in diesem Fall in dessen aufgesteckten Zustand mit dem Axialanschlagselement und erzeugt hierdurch die radiale Haltekraft. Das Sicherungsmittel ist insbesondere so ausgeführt, dass es ausschließlich eine radiale Haltekraft auf das Axialanschlagselement ausübt, also keine axiale Haltekraft. Somit dient das Sicherungsmittel rein zur radialen Fixierung des Axialanschlagselements auf der Welle.
  • Bei einer Verwendung des Sicherungsmittels in einer Kraftfahrzeugachse kann das Axialanschlagselement nun in einer Betriebsposition der jeweiligen Achswelle einfach ein- und ausgebaut werden. Zur Demontage reicht es aus, das Sicherungsmittel von dem Axialanschlagselement abzunehmen. Anschließend kann das Axialanschlagselement von der Achswelle radial abgezogen werden. Es ist dann nicht mehr notwendig zunächst einen Differentialbolzen der Kraftfahrzeugachse aufwändig auszubauen. Es entfällt auch die Notwendigkeit zur Verschiebung der jeweiligen Achswelle entgegen der Demontagerichtung, um an das Axialanschlagselement zu gelangen, da dieses nun nach dem Entfernen des Sicherungsmittels frei zugänglich und von der Achswelle radial abziehbar ist.
  • Bei dem Axialanschlagselement kann es sich um ein C- oder U-förmiges Axialanschlagselement handeln. Bei dem Axialanschlagselement kann es sich demzufolge insbesondere um einen C-Clip oder dergleichen handeln. Das Sicherungsmittel kann insbesondere radial oder axial auf die Welle und das Axialanschlagselement aufsteckbar ausgeführt sein. Das Sicherungsmittel kann allerdings auch radial und axial auf die Welle und das Axialanschlagselement aufsteckbar ausgeführt sein, d. h. dann sind beide Montagerichtungen mittels eines solchen Axialanschlagselementes nutzbar. Der aufgesteckte Zustand des Sicherungsmittels liegt insbesondere dann vor, wenn es bestimmungsgemäß auf der Welle und dem Axialanschlagselement angeordnet ist, insbesondere wenn es auf beide aufgesteckt ist. Der Schenkel kann insbesondere bereichsweise federelastisch ausgeführt sein. Er kann allerdings auch im Wesentlichen vollständig federelastisch ausgeführt sein. Er kann auch über ein oder mehrere federelastische Gelenke verfügen, um die Federelastizität bereitzustellen.
  • Der Begriff radial ist insbesondere im Sinne von seitlich zu der Welle zu verstehen. Demgemäß wird das Sicherungsmittel oder das Axialanschlagselement, wenn es radial auf die Welle aufgesteckt wird, von einer Seitenfläche der Welle her auf diese aufgesteckt, beispielsweise entlang einer Orthogonalen einer Wellenlängsachse oder Wellenrotationsachse. Dementsprechend ist der Begriff axial insbesondere im Sinne von stirnseitig zu der Welle zu verstehen. Demgemäß wird das Sicherungsmittel oder das Axialanschlagselement, wenn es axial auf die Welle aufgesteckt wird, von einer Stirnseite der Welle her auf diese aufgesteckt, beispielsweise entlang oder parallel zu einer Wellenlängsachse oder Wellenrotationsachse.
  • Das Sicherungsmittel kann insbesondere Bestandteil des Axialanschlagselements sein. Hierzu kann das Sicherungsmittel beispielsweise mit dem Axialanschlagselement fest verbunden sein und mit diesem eine gemeinsame Baueinheit bilden. In diesem Fall ist es so ausgeführt, dass es zusammen mit dem Axialanschlagselement auf die Welle aufsteckbar ist. Dazu kann das Sicherungsmittel mit dem Axialanschlagselement bevorzugt form- oder stoffschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann das Sicherungsmittel auf das Axialanschlagselement gusstechnisch auf- oder angegossen sein oder mit diesem vernietet oder verschraubt sein. Das Axialanschlagselement beinhaltete dann das Sicherungsmittel, wodurch die Montage des Axialanschlagselements auf die Welle durch die geringere Anzahl der notwendigen Einzelteile vereinfacht wird. Die Erfindung kann sich daher auch auf eine gemeinsame Baueinheit aus einem Axialanschlagselement und dem erläuterten Sicherungsmittel beziehen, welche fest miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig verbunden.
  • Das Sicherungselement kann auch ein eigenständiges Bauteil bilden. Das bedeutet, dass es weder ein Bestandteil der Welle ist, noch des Axialanschlagselements, noch eines anderen Bauteils. Dann ist das Sicherungsmittel universeller einsetzbar, beispielsweise für verschiedene Arten oder Größen von Axialanschlagselementen. Es kann dann so ausgeführt sein, dass es auf die Welle und das darauf bereits befindliche Axialanschlagselement aufgesteckt wird, um die (radiale) Haltekraft auf das Axialanschlagselement zu erzeugen. Alternativ kann das Sicherungsmittel dann auch so ausgeführt, dass es zuerst auf das Axialanschlagselement aufgesteckt wird, bevor dieses zusammen mit dem Sicherungsmittel auf die Welle aufgesteckt wird, um die (radiale) Haltekraft auf das Axialanschlagselement zu erzeugen. Oder das Sicherungsmittel kann alternativ so ausgeführt sein, dass es zuerst auf die Welle aufgesteckt wird bevor das Axialanschlagselement auf die Welle und das darauf befindliche Sicherungsmittel aufgesteckt wird, um die (radiale) Haltkraft auf das Axialanschlagselement zu erzeugen.
  • Das Sicherungsmittel kann aus einem homogenen Werkstoff bestehen, insbesondere aus Kunststoff oder Metall. Es eignen sich insbesondere Kunststoffe mit einer geringen Neigung zum Kriechen, um die Haltekraft möglichst langfristig aufrecht zu erhalten. Gleiches gilt für Metalle. Als Kunststoffwerkstoff eignet sich daher beispielsweise ein Duromer oder ein ähnlich dicht vernetzter Polymerwerkstoff. Als Metallwerkstoff eignet sich daher beispielsweise ein Federstahl. Die Verwendung anderer geeigneter Werkstoffe ist jedoch ebenso möglich. Das Sicherungsmittel kann auch aus einem inhomogenen Werkstoff bestehen, wie einem Verbundwerkstoff. Beispielsweise kann es aus einem CFK- oder GFK-Werkstoff bestehen (CFK: kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff; GFK: glasfaserverstärkter Kunststoff). Das Sicherungsmittel kann auch aus einem Inlay aus einem Metallwerkstoff mit einer Umhüllung aus einem Kunststoffwerkstoff bestehen. Die Umhüllung des Inlays kann hierbei spritzgusstechnisch auf das Inlay aufgebracht worden sein.
  • Das Sicherungsmittel kann außerdem eine Beschichtung aufweisen. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Beschichtung zur Verbesserung der Abriebsfestigkeit oder zur Verbesserung des Widerstandes gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Öle oder Gase oder Wasser bzw. Bestandteile hiervon (Salze, Additive, etc.), handeln. Insbesondere kann die Beschichtung per Lackierung oder Eloxierung oder Passivierung oder Galvanisierung etc. aufgetragen worden sein.
  • Das Sicherungsmittel kann insbesondere zumindest einen ersten federelastischen Schenkel aufweisen, welcher so ausgeführt ist, dass er im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels das Axialanschlagselement zumindest zum Teil umgreift, insbesondere einen Außenumfang des Axialanschlagselements. Mit anderen Worten verfügt dieser erste Schenkel dann über eine Innenseite, welche an einer Außenseite bzw. einem Außenumfang des Axialanschlagselements anliegt und diesen umgreift, wenn das Sicherungsmittel auf dem Axialanschlagselement angeordnet ist. Hierdurch wird der Halt des Sicherungsmittels auf dem Axialanschlagselement verbessert. Bevorzugt verfügt das Sicherungsmittel über zwei derartige erste federelastische Schenkel, welche gemeinsam das Axialanschlagselement zumindest zum Teil umgreifen. Diese umgreifen das Axialanschlagselement insbesondere in unterschiedliche Umfangsrichtungen, d. h. einer der ersten Schenkel umgreift das Axialanschlagselement im Uhrzeigersinn, während der andere der ersten Schenkel das Axialanschlagselement gegen den Uhrzeigersinn umgreift. Zwischen den Enden der beiden ersten Schenkel kann dann ein Abstand vorgesehen sein, durch welchen das Sicherungsmittel auf das Axialanschlagselement aufsteckbar ist.
  • Das Sicherungsmittel kann über zwei erste Schenkel verfügen sowie über ein Verbindungsstück der beiden ersten Schenkel, wobei das Verbindungsstück auf einer Innenseite eine Ausformung aufweist, die ausgeführt ist, um in eine Umfangsnut der Welle einzugreifen. Somit verbindet das Verbindungsstück die beiden ersten federelastischen Schenkel. Es braucht hierbei nicht selbst federelastisch zu sein. Das Verbindungsstück verfügt innenseitig zu der Welle über eine Ausformung, welche beispielsweise als Nase oder ähnlichem ausgeführt sein kann. Die Ausformung ist so ausgeführt, dass sie in eine Umfangsnut der Welle eingreift, wenn das Sicherungsmittel auf der Welle angeordnet ist. Hierdurch wird das Sicherungsmittel axial auf der Welle fixiert, ohne dass es axiale Kräfte des Axialanschlagselements aufnimmt. Hierbei kann es sich insbesondere um diejenige Umfangsnut der Welle handeln, welche zum Aufstecken des Axialanschlagselements dient. Die Ausformung des Verbindungsstückes kann bevorzugt gegenüber den beiden ersten Schenkeln über eine größere Breite verfügen. Die Breite der Ausformung kann insbesondere einer Breite der Umfangsnut der Welle entsprechen, welche zum Aufstecken des Axialanschlagselements dient.
  • Das Sicherungsmittel kann insbesondere ausschließlich über diese beiden ersten Schenkel verfügen, d. h. keine weiteren derartigen ersten Schenkel aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sicherungselement insgesamt nur über diese beiden ersten Schenkel verfügt, d. h. insgesamt keine weiteren Schenkel aufweist.
  • Das Sicherungsmittel kann neben dem oder den ersten federelastischen Schenkeln auch zumindest einen zweiten federelastischen Schenkel aufweisen. Dieser ist so ausgeführt, dass er im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels die Welle zumindest zum Teil umgreift. Im Detail verfügt dieser zweite Schenkel dann über eine Innenseite, welche an einer Außenseite bzw. einem Außenumfang der Welle anliegt und diese hierbei umgreift, wenn das Sicherungsmittel auf der Welle angeordnet ist. Hierdurch wird der Halt des Sicherungsmittels auf der Welle verbessert. Bevorzugt verfügt das Sicherungsmittel über zwei derartige zweite federelastische Schenkel, welche gemeinsam die Welle zumindest zum Teil umgreifen. Sie umgreifen die Welle dann insbesondere in unterschiedliche Umfangsrichtungen, d. h. einer der zweiten Schenkel umgreift die Welle im Uhrzeigersinn, während der andere der zweiten Schenkel die Welle gegen den Uhrzeigersinn umgreift. Zwischen den Enden der beiden zweiten Schenkel kann dann ein Abstand vorgesehen sein, durch welchen das Sicherungsmittel auf die Welle aufsteckbar ist.
  • Das Sicherungsmittel kann insbesondere ausschließlich über diese beiden zweiten Schenkel verfügen, d. h. keine weiteren derartigen zweiten Schenkel aufweisen. Es kann dann auch vorgesehen sein, dass das Sicherungselement insgesamt nur über zwei erste Schenkel und zwei zweite Schenkel verfügt, d. h. insgesamt keine weiteren Schenkel aufweist.
  • Das Sicherungsmittel kann über ein gemeinsames Verbindungsstück der beiden ersten Schenkel und der beiden zweiten Schenkel verfügen, welches die beiden ersten Schenkel mit den beiden zweiten Schenkeln axial voneinander beabstandet verbindet. Es braucht hierbei nicht selbst federelastisch zu sein. Der Halt des Sicherungsmittels auf der Welle und dem Axialanschlagselement wird hierdurch verbessert und die Kippgefahr des Sicherungsmittels reduziert. Die beiden ersten und zweiten Schenkel gehen dabei insbesondere von dem Verbindungsstück aus, d. h. das Verbindungsstück bildet die Basis der Schenkel. Das Verbindungsstück kann über die bereits genannte Ausformung verfügen, die ausgeführt ist, um in eine Umfangsnut der Welle einzugreifen.
  • Das Sicherungsmittel kann zumindest eine axiale Anlagefläche aufweisen zum axialen Anlegen an eine Seitenfläche des Axialanschlagselements. Insbesondere können einer oder beide der ersten Schenkel über eine solche Anlagefläche verfügen und/oder das Verbindungsstück der Schenkel kann über eine solche Anlagefläche verfügen. Optional können einer oder beide der zweiten Schenkel über eine solche Anlagefläche verfügen. Die Anlagefläche ist jeweils so ausgeformt, dass das Sicherungsmittel damit an einer Seitenfläche des Axialanschlagselements anliegt, wenn das Sicherungsmittel auf dem Axialanschlagselement angeordnet ist. Hierdurch wird das Sicherungsmittel zumindest in einer axialen Richtung auf dem Axialanschlagselement fixiert. Sofern das Axialanschlagselement als C-Clip ausgeführt ist, handelt es sich bei der Seitenfläche beispielsweise um eine seitliche Wange des C-Clips, an welcher das Sicherungsmittel mit der Anlagefläche anliegt.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sicherungsmittel zumindest zwei gegenüberliegende axiale Anlageflächen aufweist, zum beidseitigen Anlegen an zwei gegenüberliegende axiale Seitenflächen des Axialanschlagselements. Diese Anlageflächen können sich insbesondere an einem oder beiden der ersten oder zweiten Schenkel und/oder an dem Verbindungsstück der Schenkel befinden. Hierdurch ist das Sicherungsmittel in zwei Richtungen axial auf dem Axialanschlagselement fixiert und kann axial nicht mehr verrutschen, wenn es darauf angeordnet ist.
  • Der oder die (ersten/zweiten) federelastischen Schenkel können so ausgeführt sein, dass das Sicherungsmittel durch diesen bzw. diese das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt weniger als 180° umgreift. Das heißt, falls lediglich ein federelastischer Schenkel vorgesehen ist, ist dieser alleine so ausgeführt, dass das Sicherungsmittel damit das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt weniger als 180° umgreift, wenn es auf dem Axialanschlagselement bzw. der Welle angeordnet ist. Und falls zwei (erste/zweite) federelastische Schenkel vorgesehen sind, sind diese so ausgeführt, dass das Sicherungsmittel damit das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt weniger als 180° umgreift, wenn das Sicherungsmittel auf dem Axialanschlagselement bzw. der Welle angeordnet ist. Hierdurch kann das Sicherungsmittel sehr kompakt ausgeführt sein. Ein Umgreifen von weniger als 180° bedeutet beispielsweise, dass der/die Schenkel die Welle bzw. das Axialanschlagselement um weniger als die Hälfte des äußeren Gesamtumfanges umgreifen.
  • Der oder die (ersten/zweiten) federelastischen Schenkel können auch so ausgeführt sein, dass das Sicherungsmittel durch diesen bzw. diese das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt genau 180° oder mehr als 180° umgreift. Das heißt, falls lediglich ein federelastischer Schenkel vorgesehen ist, ist dieser alleine so ausgeführt, dass das Sicherungsmittel damit das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt mehr als 180° oder genau 180° umgreift, wenn es auf dem Axialanschlagselement bzw. der Welle angeordnet ist. Und falls zwei (erste/zweite) federelastische Schenkel vorgesehen sind, sind diese so ausgeführt, dass das Sicherungsmittel damit das Axialanschlagselement oder die Welle um insgesamt mehr als 180° oder genau 180° umgreift, wenn es auf dem Axialanschlagselement bzw. der Welle angeordnet ist. Hierdurch liegt das Sicherungsmittel besonders sicher an der Welle bzw. dem Axialanschlagselement an. Ein Umgreifen von mehr als 180° bedeutet beispielsweise, dass der/die Schenkel die Welle bzw. das Axialanschlagselement um mehr als die Hälfte des äußeren Gesamtumfanges umgreifen.
  • Beispielsweise können die ersten Schenkel so ausgeführt sein, dass durch diese das Sicherungsmittel das Axialanschlagselement um insgesamt weniger als 180° oder mehr als 180° oder genau 180° umgreift, wenn es darauf angeordnet ist. Und beispielsweise können die zweiten Schenkel so ausgeführt sein, dass durch diese das Sicherungsmittel die Welle um insgesamt weniger als 180° oder mehr als 180° oder genau 180° umgreift, wenn es darauf angeordnet ist. Sofern das Sicherungsmittel erste und zweite Schenkel aufweist, können diese auch so ausgeführt sein, dass wenn das Sicherungsmittel auf der Welle und dem Axialanschlagselement angeordnet ist, diese unterschiedlich weit das Axialanschlagselement und die Welle umgreifen. Insbesondere kann dann das Sicherungsmittel durch das eine Paar Schenkel das jeweilige Bauteil (d. h. die Welle oder das Axialanschlagselement) um mehr als 180° oder genau 180° und durch das andere Paar Schenkel das jeweilige Bauteil (d. h. das Axialanschlagselement oder die Welle) um weniger als 180° umgreifen.
  • Bevorzugt sind der oder die federelastischen Schenkel so ausgeführt, dass das Sicherungsmittel durch diesen bzw. diese im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels einen Außenumfang des Axialanschlagselements vollständig umgreift. Hierdurch hat das Sicherungsmittel einen besonders guten Halt auf dem Axialanschlagselement. Sofern zwei erste Schenkel vorgesehen sind, umgreifen diese im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels beispielsweise zusammen mit dem die beiden Schenkel verbindenden Verbindungsstück gemeinsam das Axialanschlagselement vollständig. Bei einem C- oder U-förmigen Axialanschlagselement bedeutet das, dass das Sicherungsmittel so ausgeführt ist, dass es das Axialanschlagselement insoweit umgreift, insoweit das Axialanschlagselement selbst die Welle umgreift.
  • Grundsätzlich können der oder die (ersten/zweiten) federelastischen Schenkel zumindest ein Formschlusselement aufweisen, insbesondere an einer Innenfläche bzw. Innenseite des jeweiligen Schenkels. Dabei kann es sich insbesondere um einen Haken oder eine Einkerbung oder eine Öse handeln, um beispielhaft nur einige Möglichkeiten zu nennen. Das Formschlusselement ist dann so ausgeführt, dass es mit dem Axialanschlagselement und/oder mit der Welle verrastbar ist. Das heißt das Formschlusselement ist in einer ersten Ausführungsform so ausgeführt, dass es ausschließlich mit dem Axialanschlagselement verrastet. Oder es ist in einer zweiten Ausführungsform so ausgeführt, dass es ausschließlich mit der Welle verrastet. Oder es ist in einer dritten Ausführungsform so ausgeführt, dass es sowohl mit der Welle, als auch dem Axialanschlagselement verrastet. Hierdurch kann der Halt des Sicherungsmittels auf der Welle bzw. dem Axialanschlagselement deutlich verbessert werden. Bei der Innenseite des Schenkels handelt es sich folglich insbesondere um eine dem Axialanschlagselement bzw. der Welle zugewandten Seite, wenn das Sicherungsmittel darauf angeordnet ist. Sofern zwei erste Schenkel vorgesehen sind, können einer oder beide der ersten Schenkel (jeweils) zumindest ein solches Formschlusselement zum Verrasten mit dem Axialanschlagselement aufweisen. Sofern zwei zweite Schenkel vorgesehen sind, können einer oder beide der zweiten Schenkel (jeweils) zumindest ein solches Formschlusselement zum Verrasten mit der Welle aufweisen. Falls zwei erste oder zweite Schenkel vorgesehen sind, können diese auch so ausgeführt sein, dass einer der Schenkel mit dem jeweiligen anderen der Schenkel verrasten kann.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Axialanschlagselement, insbesondere C-Clip, mit zumindest einem Formschlusselement, welches mit dem korrespondierenden Formschlusselement des erfindungsgemäßen Sicherungsmittels (insbesondere mit dem Formschlusselement des oder der ersten Schenkel) verrastbar ist. Bei dem Formschlusselement des Axialanschlagselements handelt es sich daher insbesondere um ein Element, das komplementär zu dem Formschlusselement des Sicherungsmittels ausgeführt ist. Die Formschlusselemente von Axialanschlagselement und Sicherungsmittel funktionieren also im Sinne eines Schlüssel-Schloss-Prinzips. Beim Zusammenführen, beispielsweise beim Zusammenstecken, von Sicherungsmittel und Axialanschlagselement verrasten die jeweiligen Formschlusselemente miteinander, woraufhin die beiden Bauteile zumindest in radialer Richtung fest miteinander verbunden sind. Bei dem Formschlusselement des Axialanschlagselementes kann es sich ebenso um einen Haken oder eine Einkerbung oder eine Öse handeln, um nur beispielhaft einige Möglichkeiten zu nennen.
  • Die Erfindung kann sich auch auf eine Welle beziehen, die zumindest ein Formschlusselement aufweist, welches mit einem korrespondierenden Formschlusselement des erfindungsgemäßen Sicherungsmittels (insbesondere mit dem Formschlusselement des oder der zweiten Schenkel) verrastbar ist. Bei dem Formschlusselement der Welle handelt es sich daher insbesondere um ein Element, das komplementär zu dem jeweiligen Formschlusselement des Sicherungsmittels ausgeführt ist. Die Formschlusselemente von Welle und Sicherungsmittel funktionieren also im Sinne eines Schlüssel-Schloss-Prinzips. Beim Zusammenführen, beispielsweise Zusammenstecken, von Sicherungsmittel und Welle verrasten die jeweiligen Formschlusselemente miteinander, woraufhin diese beiden Bauteile zumindest in radialer Richtung fest miteinander verbunden sind. Bei dem Formschlusselement der Welle kann es sich ebenso um einen Haken oder eine Einkerbung oder eine Öse handeln, um nur beispielhaft einige Möglichkeiten zu nennen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Wellenvorrichtung. Diese verfügt zumindest über eine Welle und ein auf die Welle radial aufgestecktes Axialanschlagselement sowie ein auf die Welle und das Axialanschlagselement aufgestecktes Sicherungsmittel. Bei dem Sicherungsmittel handelt es sich um das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Sicherungsmittel. Das Sicherungsmittel sichert das Axialanschlagselement radial auf der Welle, insbesondere in dessen radialer Steckrichtung. Bei dem Axialanschlagselement kann es sich insbesondere um das vorstehend beschriebene Axialanschlagselement mit zumindest einem Formschlusselement zum Verrasten mit dem Sicherungsmittel handeln. Bei der Welle kann es sich insbesondere um eine Welle eines Fahrzeugdifferentialgetriebes handeln.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Differentialgetriebe, insbesondere auf ein Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe, beispielsweise für eine Kraftfahrzeugachse. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Fahrzeugstarrachse handeln. Das Differentialgetriebe weist zumindest eine antreibbare Eingangswelle und zwei antreibbare Ausgangswellen auf, sowie einen drehbar gelagerten Differentialgetriebekäfig. Der Differentialgetriebekäfig ist von der Eingangswelle drehbar antreibbar. Dabei sind innerhalb des Differentialgetriebekäfigs zumindest zwei Differentialzahnräder angeordnet, mittels denen die zwei Ausgangswellen drehbar antreibbar sind. Jedes der Differentialzahnräder ist dazu formschlüssig mit einer der Ausgangswellen drehverbunden. Außerdem ist jedes der Differentialzahnräder mittels eines Axialanschlagselements in axialer Richtung mit dieser Ausgangswelle fixiert. Dabei ist vorgesehen, dass jedes der Axialanschlagselemente durch das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Sicherungsmittel radial gesichert ist, also in Steckrichtung des Axialanschlagselements. Hierdurch wird eine Montage und Demontage des Differentialgetriebes erleichtert. Insbesondere sind die Axialanschlagselemente nun in Betriebsposition der Ausgangswellen ein- und ausbaubar.
  • Die Erfindung kann sich dementsprechend auch auf die Verwendung des vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Sicherungsmittels in einem Differentialgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe, oder in einer Kraftfahrzeugachse, oder in einem Kraftfahrzeug im Allgemeinen beziehen, jeweils zur radialen Sicherung eines darin befindlichen Axialanschlagselements.
  • Zur bevorzugten Montage des Differentialgetriebes werden zunächst die Ausgangswellen in den Differentialgetriebekäfig und die darin befindlichen Differentialzahnräder axial eingeführt. Anschließend wird das Axialanschlagselement auf die jeweilige Ausgangswelle radial aufgesteckt. Hierzu können in dem Differentialgetriebekäfig fensterartige Öffnungen vorgesehen sein. Anschließend wird auf jedes Paar aus Axialanschlagselement und Ausgangswelle ein erfindungsgemäßes Sicherungsmittel zur radialen Sicherung des Axialanschlagselements auf der Welle aufgesteckt. Alternativ kann das Sicherungsmittel auf das Axialanschlagselement gesteckt werden, bevor dieses zusammen mit dem Sicherungsmittel auf die jeweilige Ausgangswelle radial aufgesteckt wird. Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Das Aufstecken der Sicherungsmittel erfolgt bevorzugt radial zu der Ausgangswelle, analog zum Aufstecken eines C- oder U-förmigen Axialanschlagselements. Bei der Demontage ist es nun nicht mehr erforderlich, dass vor Entnahme der Axialanschlagselemente ein Differentialbolzen des Differentialgetriebes entfernt werden muss.
  • Mit „kann” sind vorliegend insbesondere optionale Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet, welche über die jeweils angegebenen Merkmale oder Eigenschaften verfügen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Zeichnungen näher erläutert, aus welchen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,
  • 1 eine Schnittdarstellung durch ein konventionelles Differentialgetriebe;
  • 2 eine dreidimensionale Darstellung einer Welle mit einem darauf befindlichen Kegelrad und einem Axialanschlagselement;
  • 3 eine dreidimensionale Darstellung einer ersten Ausführung eines Sicherungsmittels auf einer Welle und auf einem Axialanschlagselement;
  • 3a eine weitere dreidimensionale Darstellung des Sicherungsmittels und der Welle und des Axialanschlagselements der 3;
  • 3b eine dreidimensionale Darstellung des Sicherungsmittels aus 3 und 3a;
  • 4 eine dreidimensionale Darstellung einer zweiten Ausführung eines Sicherungsmittels auf einer Welle und einem Axialanschlagselement;
  • 4a eine dreidimensionale Darstellung einer Weiterführung des Sicherungsmittels aus 4;
  • 4b eine weitere dreidimensionale Darstellung des Sicherungsmittels aus 4a;
  • 4c eine Darstellung des Sicherungsmittels aus 4a und 4b auf einer Welle und einem Axialanschlagselement;
  • 5 eine Schnittdarstellung durch eine Differentialgetriebe mit einem Sicherungsmittel.
  • In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile/Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch ein konventionelles Differentialgetriebe einer Fahrzeugachse, beispielsweise einer als Starrachse ausgeführten Hinterachse. Das Differentialgetriebe verfügt über einen durch eine Eingangswelle (nicht gezeigt) antreibbaren Differentialkäfig 1. Der Käfig 1 ist durch zwei angestellte Lager innerhalb des Differentialgetriebes drehbar gelagert. Innerhalb des Differentialkäfigs 1 sind in bekannter Art und Weise Differentialzahnräder 2A, 2B, hier Kegelräder, angeordnet. Hiervon sind zumindest zwei (siehe Zahnrad 2A) auf einem Differentialbolzen 3 drehbar gelagert und zwei sind formschlüssige mit jeweils einer Achswelle 4, auch Seitenwelle genannt, drehverbunden. Dazu weist die Welle 4 auf einem Außenumfang eine äußere Keilwellenverzahnung und das Zahnrad 2B eine korrespondierende, komplementäre innere Keilwellenverzahnung auf.
  • Zur axialen Fixierung von Achswelle 4 und Zahnrad 2b ist jeweils ein Axialanschlagselement 5 (siehe auch 2), hier in Form eines so genannten C-Clips, vorgesehen. Diese werden bei der Montage der Fahrzeugachse radial in je eine Umfangsnut 4A der Achswelle 4 eingesteckt. Dazu muss die Welle 4 in den Differentialkäfig 1 und das jeweilige Kegelrad 2B zunächst axial eingeführt werden (Richtungspfeil A), und zwar so weit, dass die Nut 4A im Inneren des Differentialkäfig 1 durch eine fensterartige Öffnung 1A des Differentialkäfigs 1 zugänglich ist. Anschließend kann das Axialanschlagselement 5 auf die Welle 4 bzw. in die Umfangsnut 4A radial aufgesteckt werden. Um zu verhindern, dass das Axialanschlagselement 5 von der Welle 4 später wieder abgleitet, muss die Welle 4 anschließend ein Stück axial aus dem Differentialkäfig 1 herausgezogen werden (Richtungspfeil B), sodass das Axialanschlagselement 5 in eine axiale Vertiefung 6 in dem jeweils benachbarten Zahnrad 2B gelangt (wie in 1 gezeigt). Hierdurch ist das Axialanschlagselement 5 radial gesichert. Schließlich muss der Differentialbolzen 3 in den Differentialkäfig 1 montiert werden.
  • Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Das bedeutet, dass zum Lösen der Achswellen 4 von der Fahrzeugachse zunächst der Differentialbolzen 3 aus dem Differentialkäfig 1 entnommen werden muss. Dann muss die jeweilige Achswelle 4 ein Stück weit in den Differentialkäfig 1 hineingeschoben werden (Richtungspfeil A), bis das Axialanschlagselement 5 aus der Vertiefung 6 des jeweiligen Zahnrades 2B gleitet und es dadurch zugänglich und radial entnehmbar ist. Erst nach Entnahme des Axialanschlagselements 5 kann die Achswelle 4 schließlich aus dem Differentialkäfig 1 herausgezogen (Richtungspfeil B) und damit von der Fahrzeugachse gelöst werden. Insbesondere durch die notwendige vorherige Entnahme des Differentialbolzens 3 entsteht ein beträchtlicher Arbeitsaufwand.
  • 2 zeigt eine vergrößerte dreidimensionale Darstellung des Endes der Achswelle 4 aus 1 mit der darin eingearbeiteten Umfangsnut 4A sowie mit dem auf der Welle 4 angeordneten Zahnrad 2B (Kegelrad). Exemplarisch ist neben der Welle 4 und dem Zahnrad 2B ein C-förmiges Axialanschlagselement dargestellt, zum radialen Aufstecken auf die Welle 4 bzw. radialen Einstecken in die Nut 4a. Im Detail handelt es sich um einen so genannten C-Clip. Dessen Außenumfang ist C-förmig bzw. teilkreisförmig, während ein Innenumfang, mit welchem er in der Umfangsnut 4A anliegt, U-förmig ist. Durch diese offene Form kann er radial auf die Welle 4 aufgesteckt werden und braucht im Gegensatz zu einem Sicherungs- oder Sprengring zur Montage nicht federelastisch aufgebogen zu werden. Dadurch kann ein C-Clip deutlich stabiler ausgeführt werden und demensprechend höhere axiale Kräfte aufnehmen. Nachteilig ist, dass er ohne extra radiale Sicherung verloren gehen kann. Deshalb ist in dem Zahnrad 2A die axiale Vertiefung 6 vorgesehen, welche den C-Clip im montierten Zustand radial umschließt.
  • Die 3, 3a, 3b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sicherungsmittels 7 zur radialen Sicherung eines radial auf eine Welle 4 aufsteckbaren Axialanschlagselements 5. 3 zeigt dabei eine Wellenvorrichtung bestehend aus der Welle 4, dem Axialanschlagselement 5 und dem Sicherungsmittel 7, während 3a und 3b das Sicherungselement 7 alleine zeigen. Lediglich exemplarisch ist das Axialanschlagselement 5 als C-Clip dargestellt. Analog zu 1 und 2 ist das Axialanschlagselement 5 radial auf die Welle 4 aufgesteckt, im Detail ist es in eine Umfangsnut 4a der Welle 4 eingesteckt. Es bildet hierdurch einen axialen Anschlag für ein auf der Welle angeordnetes Bauteil, wie beispielsweise ein Zahnrad oder eine Lagerring, etc (hier nicht gezeigt). Das Sicherungsmittel 7 der 3 bis 3b ist so ausgeführt, dass es auf die Welle 4 und das Axialanschlagselement 5 gemeinsam aufgesteckt wird, d. h. nachdem das Axialanschlagselement 5 an der Welle 4 angeordnet wurde. Das Sicherungsmittel 7 bildet demnach somit ein von der Welle 4 und dem Axialanschlagselement 5 unabhängiges Bauteil.
  • Das Sicherungsmittel 7 weist zwei erste federelastische Schenkel 7A auf. Durch die Federelastizität können die Schenkel 7A aufgebogen werden, damit das Sicherungselement 7 an die Welle 4 und das Axialanschlagselement 5 angebracht werden kann. Dies kann im vorliegenden Fall wahlweise durch axiales und/oder radiales Aufstecken erfolgen. Durch die Schenkel 7A wird im gezeigten aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels 7 eine radiale Haltekraft auf das Axialanschlagselements erzeugt. Dazu umgreifen die Schenkel 7A jeweils einen Außenumfang des Axialanschlagselements 5. Der Winkel, um welchen die Schenkel 7A jeweils den Außenumfang umgreifen, ist mit α bezeichnet. Da beide Schenkel 7A den Außenumfang im gezeigten Beispiel gleich weit umgreifen, wird das Axialanschlagselement 5 von dem Sicherungsmittel 7 um insgesamt 2α umgriffen. Es kann allerdings vorgesehen sein, dass die Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 in unterschiedlichem Ausmaß umgreifen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ergibt sich, dass das Sicherungsmittel 7 das Axialanschlagselement 5 mittels der Schenkel 7A um insgesamt weniger als 180° umgreift. Es ist auch möglich, dass das Sicherungsmittel 7 durch die Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 um insgesamt genau 180° oder auch um insgesamt mehr als 180° umgreift.
  • Die Schenkel 7A umgreifen das Axialanschlagselement 5 in unterschiedlichen Umfangsrichtungen. Somit umgreift einer der Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 im Uhrzeigersinn und der andere der Schenkel 7A umgreift das Axialanschlagselement 5 gegen den Uhrzeigersinn.
  • Die Schenkel 7A verfügen bevorzugt jeweils in einem Endbereich über ein Formschlusselement 7C, hier beispielhaft einen Haken, der ausgeführt ist, um in ein entsprechendes Formschlusselement 5A des Axialanschlagselements 5, hier beispielhaft eine Einkerbung, zu verrasten, wenn sich das Sicherungsmittel 7 im gezeigten aufgesteckten Zustand befindet. Die Formschlusselemente 5A, 7C sind dementsprechend zueinander komplementär ausgeführt (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Alternativ können auch je Schenkel 7A mehrere Formschlusselemente 5A, 7C vorgesehen sein, um eine größere Haltekraft zu erzeugen. Außerdem können die Formschlusselemente 5A, 7C beliebig anders geeignet, allerdings zueinander passen ausgeführt sein. Beispielsweise kann das Axialanschlagselement 5 über einen oder mehrere Haken und der jeweilige Schenkel 7A zumindest eine dazu korrespondierende Öse oder Einkerbung verfügen. Es ist zudem möglich, dass auf die Formschlusselemente 7C verzichtet wird. Dann ist das Sicherungsmittel 7 bevorzugt so ausgeführt, dass es mittels der Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 um insgesamt mehr als 180° umgreift. Die (radiale) Haltekraft des Sicherungsmittels 7 wird in diesem Fall über die Federkraft der Schenkel 7A erzeugt.
  • Das Sicherungsmittel 7 verfügt außerdem über ein Verbindungsstück 7B für die beiden ersten Schenkel 7A. Dieses kann ebenso wie die Schenkel 7A federelastisch ausgeführt sein. Es kann auch deutlich steifer als diese ausgeführt sein. Das Verbindungsstück 7B weist an seiner der Welle 4 zugewandten Innenseite eine Ausformung 7D auf, die ausgeführt ist, um in die Umfangsnut 4A der Welle 4 einzugreifen. Das Verbindungsstück 7B bzw. die Ausformung 7D verfügt bevorzugt über eine größere (axiale) Breite als die Schenkel 7A (siehe insbesondere 3a). Bevorzugt entspricht die Breite der Ausformung 7D der Breite der Umfangsnut 4A. Hierdurch liegt das Sicherungsmittel 7 sicher in der Nut 4A an und ein axiales Verrutschen ist nahezu ausgeschlossen.
  • Es ist auch möglich, dass auf einen der Schenkel 7A verzichtet wird. In diesem Fall weist das Sicherungsmittel einen der Schenkel 7A auf sowie das Verbindungstück 7B, welches dann einen Endbreich des verbleibenden Schenkels 7A bildet. In diesem Fall ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Sicherungsmittel 7 mit dem verbleibenden Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 im aufgesteckten Zustand weiter umgreift, als es in den 3 und 3a gezeigt ist, beispielsweise genau 180° oder mehr als 180°.
  • Das Sicherungsmittel 7 kann grundsätzlich auch zumindest über eine axiale Anlagefläche verfügen, zum axialen Anlegen an eine Seitenfläche 5B oder an beide gegenüberliegenden Seitenflächen 5B (= Wangen) des Axialanschlagselements 5 (in 3, 3a, 3b nicht gezeigt). Diese Anlagefläche kann auf einem oder beiden Schenkel 7A vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Anlagefläche auch auf dem Verbindungsstück 7B vorgesehen sein.
  • Wie den 3, 3a entnehmbar ist, ist das Verbindungsstück 7B im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels 7 so zu dem Axialanschlagselement 5 ausgerichtet, dass sich das Verbindungsstück 7B im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels 7 auf der offenen Seite des Axialanschlagselements 5 befindet, mit welcher das des Axialanschlagselement 5 auf die Welle 4 gesteckt wurde. Wie in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ist dies allerdings nicht zwingend erforderlich.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sicherungsmittels 7 für ein Axialanschlagselement 5 auf einer Welle 4. 5 zeigt daher eine weitere Art Wellenvorrichtung bestehend aus der Welle 4, dem Axialanschlagselement 5 und dem Sicherungsmittel 7. Analog zu 3 ist das Axialanschlagselement 5 in eine Umfangsnut 4A der Welle 4 eingesteckt und bildet hierdurch einen axialen Anschlag für ein nicht gezeigtes weiteres Bauteil. Das Sicherungsmittel der 4 ist so ausgeführt, dass es sowohl zuerst auf das Axialanschlagselement 5 und zusammen mit diesem dann auf die Welle 4 aufgesteckt werden kann, als auch dass es auf die Welle mit dem darauf bereits angeordneten Axialanschlagselement 5 aufgesteckt werden kann.
  • Das Sicherungsmittel 7 verfügt über zwei erste federelastische Schenkel 7A, welche in dem gezeigten aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels 7 eine (radiale) Haltkraft auf das Axialanschlagselement 5 aufbringen, durch welche dieses radial auf der Welle 4 gesichert ist. Durch die Federelastizität können die Schenkel 7A aufgebogen werden, damit das Sicherungselement 7 auf die Welle 4 und das Axialanschlagselement 5 aufgesteckt werden kann. Die Schenkel 7A umgreifen das Axialanschlagselement 5 dann in unterschiedlichen Umfangsrichtungen. Somit umgreift einer der Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 im Uhrzeigersinn und der andere der Schenkel 7A umgreift das Axialanschlagselement 5 gegen den Uhrzeigersinn. Die ersten Schenkel 7A sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass diese das Axialanschlagselement 5 im Wesentlichen vollständig umgreifen (siehe Winkel α). Das Sicherungsmittel 7 umgreift das Axialanschlagselement 5 mittels der Schenkel 7A somit um insgesamt mehr als 180°. Es ist allerdings auch möglich, dass das Sicherungsmittel 7 durch die Schenkel 7A das Axialanschlagselement 5 um insgesamt genau 180° oder auch um insgesamt weniger als 180° umgreift.
  • Die Enden der ersten Schenkel 7A sind nach innen umgebogen, wodurch die Enden Formschlusselemente 7C bilden, welche mit dem Axialanschlagselement 5 verrastbar sind, hier mit Endbereichen der Schenkel des Axialanschlagselements 5. Das Axialanschlagselement 5 selbst weist im gezeigten Ausführungsbeispiel daher keine speziellen korrespondierenden Formschlusselemente auf. Die ersten Schenkel 7A können allerdings auch analog zu denen der 3 bis 3b ausgeführt sein. In diesem Fall umfasste das Axialanschlagselement 5 entsprechende extra Formschlusselemente 5A. Jeder der ersten Schenkel 7A verfügt optional außerdem über die gezeigte axiale Anlagefläche 7E für das Axialanschlagselement 5. Daran liegt das Sicherungsmittel 7 in dem aufgesteckten Zustand axial an einer Seitenfläche 5B (= Wange) des Axialanschlagselements 5 an. Es können an dem Sicherungsmittel 7 weitere solche Anlageflächen 7E vorgesehen sein, beispielsweise zum axialen Anlegen des Sicherungselements an die beiden gegenüberliegenden Seitenflächen 5B des Axialanschlagselements 5. Alternativ oder zusätzlich zu der Anlagefläche 7E auf dem jeweiligen Schenkel 7A können eine oder mehrere Anlageflächen 7E auch auf dem Verbindungsstück 7B der beiden Schenkel 7A vorgesehen sein.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 kann das Sicherungsmittel 7 über zwei zweite Schenkel 7F verfügen. Durch die Federelastizität können die Schenkel 7F aufgebogen werden, damit das Sicherungselement 7 auf die Welle 4 und das Axialanschlagselement 5 aufgesteckt werden kann. Die Schenkel 7F umgreifen im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels 7 die Welle 4. Hierdurch wird das Sicherungsmittel 7 radial auf der Welle 4 fixiert. Die zweiten Schenkel 7F können analog zu den ersten Schenkeln 7A ausgeführt sein. Einer der zweiten Schenkel 7E umgreift die Welle 4 im Uhrzeigersinn und der andere der Schenkel 7E umgreift die Welle 4 gegen den Uhrzeigersinn. Im gezeigten Beispiel weisen die zweiten Schenkel 7F jeweils kein spezielles Formschlusselement auf, durch welches es mit der Welle 4 verrastbar ist. Stattdessen umgreift das Sicherungsmittel 7 die Welle 4 mittels der zweiten Schenkel 7E soweit, dass eine ausreichende radiale Haltkraft zum Halten des Sicherungsmittels 7 auf der Welle 4 gegeben ist. Je nach Reibungsverhältnissen zwischen Sicherungsmittel 7 und Welle 4 kann es ausreichen sein, wenn das Sicherungsmittel die Welle mit den Schenkeln 7E um weniger als 180° oder um genau 180° umgreift. Im vorliegenden Fall umgreift es die Welle um mehr als 180° (siehe Winkel β). Aus 4 geht diesbezüglich auch hervor dass das Sicherungsmittel 7 die Welle 4 und das Axialanschlagselement 5 im aufgesteckten Zustand unterschiedlich weit umgreifen können (siehe Unterschied zwischen Winkel α und β). Es ist möglich, auf einen der Schenkel 7A, 7E zu verzichten. Dann umgreift der verbleibende Schenkel 7A, 7E die Welle 4 bzw. das Axialanschlagselement 5 weiter als in 4 dargestellt.
  • Das Verbindungsstück 7B der beiden ersten Schenkel 7A bildet auch gleichzeitig ein Verbindungsstück der beiden zweiten Schenkel 7F. Das Verbindungsstück 7B ist hierbei so ausgeführt, dass die ersten Schenkel 7A und die zweiten Schenkel 7F axial voneinander beabstandet sind.
  • 4a, 4b und 4c zeigt eine leichte Abwandlung des Sicherungsmittels 7 aus 4. Die zur Ausführung gemäß 4 genannten Sachverhalte treffen daher weitestgehend auch auf die Ausführung gemäß 4a bis 4c zu. Als einziger Unterschied weist gemäß 4a und 4b jeder der zweiten Schenkel 7E ein Formschlusselement 7G auf, zum Verrasten mit der Welle 4, im Detail zum Verrasten mit speziellen korrespondierenden, komplementären Formschlusselementen 4B der Welle 4. Diese sind in 4c sichtbar. 4c zeigt dabei eine stirnseitige Sicht auf eine Welle 4, ein Axialanschlagselement 5 und ein Sicherungsmittel 7 im aufgesteckten Zustand. Im Hintergrund ist ein Kegelrad 2B erkennbar, welches durch das Axialanschlagselement 5 axial mit der Welle 4 fixiert ist. Die Formschlusselemente 4B der Welle 4 sind hier beispielhaft als seitliche Kerben ausgeführt. Die Formschlusselemente 7G der zweiten Schenkel 7E sind hier beispielhaft als Haken ausgeführt, welche in die seitlichen Kerben der Welle 4 eingreifen. Die Formschlusselemente 4B, 7G können allerdings jede andere geeignete Form aufweisen, beispielsweise können Sie jeweils in Form einer Öse, einer Einkerbung, etc. ausgeführt sein.
  • Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Schenkel 7A, 7F des Sicherungsmittels 7 jeweils über kein Formschlusselement 7C, 7G verfügen. Hierbei wird die radiale Haltekraft auf das Axialanschlagselement 5 bzw. die Welle 4 alleine über die Federkraft des jeweiligen Schenkels 7A, 7F bewirkt. In diesem Fall ist das Sicherungsmittel 7 bevorzugt so ausgeführt, dass dieses das Axialanschlagselement 5 bzw. die Welle 4 mittels der Schenkel 7A, 7F um insgesamt mehr als 180° umgreift.
  • 5 zeigt die Verwendung des in 4a bis 4c dargestellten Sicherungsmittels in einem Differentialgetriebe. Hierbei kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe handeln, insbesondere einer Fahrzeugstarrachse. Das Differentialgetriebe verfügt über einen durch eine Eingangswelle (nicht gezeigt) antreibbaren Differentialkäfig 1. Dazu verfügt die Eingangswelle über ein Kegelrad, das mit einem auf dem Käfig 1 angeordneten Tellerrad 1B kämmt. Der Käfig 1 selbst ist durch zwei Lager innerhalb des Differentialgetriebes drehbar gelagert. Innerhalb des Differentialkäfigs 1 sind Differentialzahnräder 2A, 2B angeordnet, hier beispielhaft Kegelräder. Davon sind zumindest zwei (Zahnrad 2A) auf einem Differentialbolzen 3 drehbar gelagert und zwei (Zahnrad 2B) sind formschlüssige mit jeweils einer Ausgangswelle 4 drehverbunden. Dadurch sind die Ausgangswellen 4 drehbar antreibbar. Der Differentialbolzen 3 ist zumindest axial fest in dem Differentialkäfig 1 fixiert. Bei den Ausgangswellen 4 handelt es sich insbesondere um Achswellen oder Seitenwellen einer Fahrzeugachse.
  • Zur axialen Fixierung von Welle 4 und Zahnrad 2B ist jeweils ein Axialanschlagselement 5, hier beispielhaft in Form eines C-Clips, vorgesehen. Diese sind jeweils radial in eine Umfangsnut 4A der jeweiligen Welle 4 eingesteckt. Dazu muss die Welle 4 in den Differentialkäfig 1 und das jeweilige Zahnrad 2B zunächst axial eingeführt werden, so dass die Umfangsnut 4A im Inneren des Differentialkäfig 1 durch eine fensterartige Öffnung des Differentialkäfigs 1 (nicht gezeigt) zugänglich ist. Anschließend kann das Axialanschlagselement 5 auf die Welle 4 bzw. in die Umfangsnut 4A radial aufgesteckt werden. Um zu verhindern, dass das Axialanschlagselement 5 von der Welle 4 abgleitet, wird anschließend das Sicherungsmittel 7 durch die fensterartige Öffnung radial auf das Axialanschlagselement 5 und die Welle 4 aufgesteckt. Somit ist das Axialanschlagselement 5 radial gesichert. Alternativ kann das Sicherungsmittel 7 zuerst auf das jeweilige Axialanschlagselement 5 aufgesteckt werden, um dann diese Beiden zusammen auf die jeweilige Welle 4 aufzustecken. Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
  • Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Standes der Technik ist die Montage und Demontage des Differentialgetriebes mit dem erfindungsgemäßen Sicherungsmittel 7 deutlich vereinfacht. Insbesondere braucht vor der Demontage nicht mehr der Differentialbolzen 3 aus dem Differentialkäfig 1 entfernt werden. Das Axialanschlagselement 5 ist nun in der gezeigten Betriebsposition der Wellen 4 ein- und ausbaubar. Zum Ausbau braucht lediglich das Sicherungsmittel 7 von dem Axialanschlagselement 5 entfernt werden.
  • Sofern das Sicherungsmittel 7 gemäß 4 bis 4c ausgeführt ist, kann das Sicherungsmittel 7 auch zusammen mit dem Axialanschlagselement 5 von der jeweiligen Welle 4 entfernt werden. Dies erfolgt dadurch, dass die radiale Haltkraft des Sicherungsmittels 7 überwunden wird und beide Bauteile zusammen von der Welle 4 radial abgezogen werden.
  • Bei dem in 5 gezeigten Differentialgetriebe handelt es sich beispielhaft um ein so genanntes Kegelraddifferentialgetriebe. Selbstverständlich kann das Sicherungsmittel auch bei jedem anders aufgebauten Differentialgetriebe zur radialen Sicherung eines Axialanschlagselements vorgesehen sein. Das Differentialgetriebe kann demnach auch in der Art eines Stirnrad- oder Schraubenraddifferentialgetriebes ausgeführt sein. Die Differentialzahnräder 2A, 2B werden dann entsprechend der jeweiligen Differentialbauart ausgeführt, d. h. beispielsweise als Stirnrad, Kegelrad, Schneckenrad, etc.
  • In den 3, 4 und 5 ist jeweils eine Längsache der Welle 4 mit dem Bezugszeichen L gekennzeichnet. Der Ausdruck „axial” ist hierbei insbesondere als „entlang dieser Längsachse L” oder „parallel zu dieser Längsachse L” zu verstehen. Der Ausdruck „radial” ist hierbei insbesondere als „orthogonal zu dieser Längsachse L” zu verstehen.
  • Es wird angemerkt, dass das vorstehend beschriebene Sicherungsmittel nicht auf die Verwendung in einem Differentialgetriebe beschränkt ist. Vielmehr kann es bei einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zur radialen Sicherung eines Axialanschlagselements in einem Fahrzeug-Wechselgetriebe oder in einem Druckmaschinengetriebe oder in einem Werkzeugmaschinengetriebe, etc. oder auch außerhalb eines Getriebes.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Differentialkäfig
    1A
    fensterartige Öffnung des Differentialkäfigs 1
    1B
    Tellerrad
    2B, 2B
    Kegelrad/Differentialzahnrad
    3
    Differentialbolzen
    4
    Welle, Achswelle
    4A
    Umfangsnut
    4B
    Formschlusselement der Welle/Achswelle 4
    5
    Axialanschlagselement
    5A
    Formschlusselement des Axialanschlagselements 5
    5B
    Seitenflächen des Axialanschlagselements 5
    6
    axiale Vertiefung
    7
    Sicherungsmittel
    7A
    erster Schenkel des Sicherungsmittels 7
    7B
    Verbindungsstück des Sicherungsmittels 7
    7C
    Formschlusselement des ersten Schenkels 7A
    7D
    Ausformung des Sicherungsmittels 7
    7E
    Anlagefläche des Sicherungsmittels 7
    7F
    zweiter Schenkel des Sicherungsmittels 7
    7G
    Formschlusselement des zweiten Schenkels 7F
    A
    Richtungspfeil
    B
    Richtungspfeil
    L
    Längsrichtung der Welle/Achswelle 4
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 19604444 A1 [0003]
    • DE 3901657 A1 [0003, 0003]
    • EP 1717485 B1 [0005]

Claims (15)

  1. Sicherungsmittel (7) zur Sicherung eines auf einer Welle (4) radial aufgesteckten Axialanschlagselements (5), insbesondere C-Clips, wobei das Sicherungsmittel (7) auf die Welle (4) aufsteckbar ist, insbesondere radial aufsteckbar, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel (7) zumindest einen federelastischen Schenkel (7A) aufweist, welcher so ausgeführt ist, dass er im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels (7) eine radial Haltekraft zur Sicherung des Axialanschlagselements (5) ausübt.
  2. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 1, aufweisend zumindest einen ersten federelastischen Schenkel (7A), welcher so ausgeführt ist, dass er im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels (7) das Axialanschlagselement (5) zumindest zum Teil umgreift.
  3. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 2, aufweisend zwei erste federelastische Schenkel (7A) und ein Verbindungsstück (7B) der beiden ersten Schenkel (7A), wobei das Verbindungsstück (7B) auf einer Innenseite eine Ausformung (7D) aufweist, die ausgeführt ist, um in eine Umfangsnut (4A) der Welle (4) einzugreifen.
  4. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 3, wobei die Ausformung (7D) gegenüber den beiden ersten Schenkeln (7A) über eine größere Breite verfügt.
  5. Sicherungsmittel (7) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, aufweisend zumindest einen zweiten federelastischen Schenkel (7F), der so ausgeführt ist, dass er im aufgesteckten Zustand des Sicherungsmittels (7) die Welle (4) zumindest zum Teil umgreift.
  6. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 5, aufweisend zwei zweite federelastische Schenkel (7F) und ein gemeinsames Verbindungsstück (7B) der beiden ersten Schenkel (7A) und der beiden zweiten Schenkel (7F), wobei das Verbindungsstück (7B) die beiden ersten Schenkel (7A) mit den beiden zweiten Schenkel (7F) axial voneinander beabstandet verbindet.
  7. Sicherungsmittel (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend zumindest eine axiale Anlagefläche (7E) zum axialen Anlegen an eine Seitenfläche (5B) des Axialanschlagselements (5).
  8. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 7, aufweisend zumindest zwei gegenüberliegende axiale Anlageflächen (7E), zum beidseitigen Anlegen an zwei gegenüberliegende axiale Seitenflächen (5B) des Axialanschlagselements (5).
  9. Sicherungsmittel (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der oder die federelastischen Schenkel (7A, 7F) so ausgeführt sind, dass das Sicherungsmittel (7) durch diesen bzw. diese das Axialanschlagselement (5) oder die Welle (4) im aufgesteckten Zustand um insgesamt weniger als 180° umgreift.
  10. Sicherungsmittel (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der oder die federelastischen Schenkel (7A, 7F) so ausgeführt sind, dass das Sicherungsmittel (7) durch diesen bzw. diese das Axialanschlagselement (5) oder die Welle (4) im aufgesteckten Zustand um insgesamt genau oder mehr als 180° umgreift.
  11. Sicherungsmittel (7) nach Anspruch 10, wobei der oder die federelastischen Schenkel (7A, 7F) so ausgeführt sind, dass das Sicherungsmittel (7) durch diesen bzw. diese im aufgesteckten Zustand einen Außenumfang des Axialanschlagselements (5) vollständig umgreift.
  12. Sicherungsmittel (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der bzw. die federelastischen Schenkel (7A, 7F), insbesondere an einer Innenseite, zumindest ein Formschlusselement (7C, 7G), insbesondere einen Haken oder eine Einkerbung oder eine Öse, zum formschlüssigen Verrasten mit dem Axialanschlagselement (5) und/oder mit der Welle (4) aufweist.
  13. Axialanschlagselement (5), insbesondere C-Clip, mit zumindest einem Formschlusselement (5A), insbesondere einem Haken oder einer Einkerbung oder eine Öse, welche mit dem zumindest einen Formschlusselement (7C) des Sicherungsmittels (7) gemäß Anspruch 12 verrastbar ist.
  14. Wellenvorrichtung zumindest aufweisend eine Welle (4) und ein auf die Welle (4) radial aufgestecktes Axialanschlagselement (5) und ein auf die Welle (4) und das Axialanschlagselement (5) aufgestecktes Sicherungsmittel (7), das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt ist und das das Axialanschlagselement (5) radial auf der Welle sichert.
  15. Differentialgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe, zumindest aufweisend eine antreibbare Eingangswelle und zwei antreibbare Ausgangswellen (4), sowie einen drehbar gelagerten Differentialgetriebekäfig (1), der von der Eingangswelle drehbar antreibbar ist, und wobei innerhalb des Differentialgetriebekäfigs (1) zumindest zwei Differentialzahnräder (2B) angeordnet sind, durch welche die Ausgangswellen (4) drehbar antreibbar sind, wobei die Differentialzahnräder (2B) jeweils formschlüssig mit einer der Ausgangswellen (4) drehverbunden und mit einem Axialanschlagselement (5) in axialer Richtung mit dieser Ausgangswelle (4) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Axialanschlagselemente (5) mittels eines Sicherungsmittels (7) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 gesichert ist.
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