DE102016202818A1

DE102016202818A1 - Nut zur Aufnahme hoher Axialkräfte

Info

Publication number: DE102016202818A1
Application number: DE102016202818.9A
Authority: DE
Inventors: Paul Philip Hepermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-08-24

Abstract

Nut (107) zur Aufnahme eines Sicherungsrings (105); wobei die Nut (107) in einer Schnittdarstellung eine jeweils radial verlaufende erste, zweite und dritte Strecke, eine axial verlaufende vierte Strecke und eine gekrümmte Kurve begrenzt wird; und wobei bezüglich des Verlaufes der Begrenzung die vierte Strecke zwischen der ersten und der zweiten Strecke angeordnet ist, die zweite Strecke zwischen der vierten Strecke und der Kurve angeordnet ist, und die Kurve zwischen der zweiten und der dritten Strecke angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nut nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Nuten sind in der Norm DIN 472, Form A bis D, definiert. Nuten nach Form C oder D weisen Rundungen auf, um Spannungen, die bei hohen Axialkräften entstehen, zu reduzieren. Allerdings besteht die Gefahr, dass ein in die Nut eingebrachter Sicherungsring sich verwindet und aus der Nut herauskippt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nut verfügbar zu machen, welche die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die axiale Belastbarkeit eines in die Nut eingebrachten Sicherungsrings verbessert werden.
Eine Nut bezeichnet allgemein eine längliche Vertiefung einer Oberfläche. Gegenüber anderen Vertiefungen der Oberfläche zeichnet sich die Nut durch einen entlang ihres Verlaufs unveränderlichen Querschnitt aus. Gegenüber der jeweiligen, orthogonal zu einer den Verlauf der Nut beschreibenden Kurve ausgerichteten Schnittebene ist der Querschnitt invariant.
Die erfindungsgemäße Nut dient zur Aufnahme eines Sicherungsrings, etwa eines Sicherungsrings gemäß DIN 472. Entsprechend ist die Nut bevorzugt rotationssymmetrisch.
In einer Schnittdarstellung wird die Nut durch eine erste Strecke, eine zweite Strecke, eine dritte Strecke und eine vierte Strecke sowie durch eine gekrümmte Kurve begrenzt. Die erste Strecke, die zweite Strecke und die dritte Strecke verlaufen jeweils radial, d.h. orthogonal zu einer Bezugsachse. Die vierte Strecke verläuft axial, d.h. parallel zu der Bezugsachse.
Vorzugsweise bildet eine Symmetrieachse, bezüglich derer die Nut rotationssymmetrisch ist, die Bezugsachse.
Schnittdarstellungen sind in der Norm DIN ISO 128 definiert. Bei der Schnittdarstellung handelt es sich vorliegend bevorzugt um einen Längsschnitt einer Komponente, welche die Nut ausbildet. Dabei verläuft die genannte Referenzachse vollständig innerhalb der Schnittebene.
Eine Strecke ist definiert als eine gerade Linie, die von zwei Punkten begrenzt wird.
Bei einer Kurve handelt es sich um eine beliebig geformte Linie.
Bei einer gekrümmten Kurve handelt es sich um eine Kurve, deren Krümmung an jeder Stelle von Null verschieden ist. Bevorzugt findet keine Vorzeichenwechsel der Krümmung statt, d.h. die Krümmung ist an jeder Stelle der Kurve größer als Null oder an jeder Stelle der Kurve kleiner als Null. Insbesondere kann die Kurve an jeder Stelle die gleiche Krümmung haben. In diesem Fall handelt es sich um einen Kreisbogen.
Die Kurve, welche vorliegend die Nut begrenzt, wird wie die Strecken ihrerseits von zwei Punkten begrenzt.
Die erfindungsgemäße Nut wird gemäß obigen Ausführungen in der Schnittdarstellung durch eine Kurve bzw. Begrenzungslinie begrenzt, die als Kurvensegmente die erste, zweite, dritte und vierte Strecke sowie die Kurve umfasst. Erfindungsgemäß liegt bezüglich des Verlaufs der Begrenzung der Nut bzw. der Kurve, welche die Nut begrenzt, die vierte Strecke zwischen der ersten und der zweiten Strecke, die zweite Strecke zwischen der vierten Strecke und der Kurve, und die Kurve zwischen der zweiten und der dritten Strecke. Die vierte Strecke ist also auf der Begrenzung der Nut zwischen der ersten und der zweiten Strecke, die zweite Strecke zwischen der vierten Strecke und der Kurve und die Kurve zwischen der zweiten und der dritten Strecke angeordnet.
Gemäß dieser Anordnung dient die dritte Strecke zur Abstützung einer Axialkraft, die etwa durch den von der Nut aufgenommenen bzw. in die Nut eingesetzten Sicherungsring aufgebracht werden kann. Die gekrümmte Kurve dient dabei der Reduzierung von Spannungen. Durch die Anordnung der axial verlaufenden vierten Strecke wird verhindert, dass trotz der gekrümmten Kurve der Sicherungsring infolge der axialen Belastung verkippt.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die vierte Strecke axial zwischen der ersten und der zweiten Strecke angeordnet, die zweite Strecke axial zwischen der vierten Strecke und der Kurve angeordnet, und die Kurve axial zwischen der zweiten und der dritten Strecke angeordnet.
Darüber hinaus wird eine radiale Anordnung der vierte Strecke zwischen der ersten Strecke und der zweiten Strecke bevorzugt.
Die erste Strecke und die dritte Strecke lassen sich vorzugsweise durch eine axiale Parallelprojektion, d.h. eine Parallelprojektion mit axial verlaufenden Projektionsstrahlen, insbesondere durch eine Orthogonalprojektion, aufeinander abbilden.
Bevorzugt weisen die erste Strecke und die vierte Strecke, die vierte Strecke und die zweite Strecke, die zweite Strecke und die Kurve sowie die Kurve und die dritte Strecke jeweils einen gemeinsamen Begrenzungspunkt auf. Insbesondere kann die Begrenzung der Nut in einer bevorzugten Weiterbildung ausschließlich die erste, die zweite, dritte und vierte Strecke sowie die Kurve umfassen.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung weist die oben genannte Komponente die Nut auf. Die Komponente wird in der Schnittdarstellung durch die beschriebene Begrenzung der Nut sowie eine jeweils axial verlaufende fünfte und sechste Strecke begrenzt. Eine Kurve bzw. Begrenzungslinie, welche die Komponente in der Schnittdarstellung begrenzt, umfasst also die Begrenzungslinie, welche die Nut begrenzt sowie die fünfte und sechste Strecke. Bezüglich des Verlaufs der Begrenzung der Komponente liegt die erste Strecke zwischen der fünften und der vierten Strecke. Weiterhin liegt die dritte Strecke zwischen der Kurve und der sechsten Strecke. Dies bedeutet, dass die erste Strecke auf der Begrenzungslinie der Komponente zwischen der fünften und der vierten Strecke und die dritte Strecke zwischen der Kurve und der sechsten Strecke liegt.
In bevorzugten Weiterbildungen sind die erste Strecke axial zwischen der vierten und der fünften Strecke und die dritte Strecke axial zwischen der Kurve und der sechsten Strecke angeordnet und/oder die erste Strecke radial zwischen der vierten und der fünften Strecke und die dritte Strecke radial zwischen der Kurve und der sechsten Strecke angeordnet.
Vorzugsweise besitzen die fünfte Strecke und die erste Strecke sowie die dritte Strecke und die sechste Strecke jeweils einen gemeinsamen Begrenzungspunkt.
1 gibt Stand der Technik wieder. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 2 dargestellt. Dabei kennzeichnen übereinstimmende Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Nutgeometrie; und
2 eine Nutgeometrie mit Kippsicherung.
1 stellt einen Planetenträger 101 dar, in dem ein Planetenschaft 103 fixiert ist. Der Planetenschaft 103 dient in einem Planetengetriebe der drehbaren Lagerung eines Planetenrads.
Mittels eines Sicherungsrings 105 wird die axiale Verschiebbarkeit des Planetenschafts 103 relativ zu den Planetenträger 101 beschränkt. So stützt der Sicherungsring 105 den Planetenschaft 103 in axiale Richtung. Der Sicherungsring 105 ist dazu in eine innerhalb des Planetenträgers 101 verlaufende Nut 107 eingelassen. Durch die Nut 107 wird der Sicherungsring 105 in axialer Richtung gegenüber dem Planetenträger 101 abgestützt.
Die Ausgestaltung der Nut 107 entspricht der Norm DIN 472, Form d. Diese Ausgestaltung bedingt zwischen dem Sicherungsring 105 und der Nut 107 eine Linienberührung 109. Wird eine Axialkraft durch den Planetenschaft 103 aufgebracht, kann der Sicherungsring 105 infolgedessen „tellern“, d.h. sich in Richtung des Pfeils 111 verwinden, und infolge dessen aus der Nut 107 kippen.
2 zeigt eine Abwandlung der Nutgeometrie, um zu verhindern, dass der Sicherungsring 105 „tellert“. Die Nut 109 weist einen zylindrischen Bereich 201 auf, der zur Abstützung des Sicherungsrings 105 dient. Der zylindrische Bereich 201 stützt den Sicherungsring 105 und verhindert so, dass der Sicherungsring 105 sich, wie oben beschrieben und in 1 dargestellt, verwindet.
An den zylindrischen Bereich 201 schließt ein Absatz 203 an, der in einen konkav gekrümmten Bereich 205 übergeht. Der gekrümmte Bereich 205 verringert durch die durch die axiale Belastung induzierten Spannungen.
Bezugszeichenliste

101: Planetenträger
103: Planetenschaft
105: Sicherungsring
107: Nut
109: Linienkontakt
111: Pfeil
201: zylindrischer Bereich
203: Absatz
205: gekrümmter Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN 472 [0002]
DIN 472 [0005]
Norm DIN ISO 128 [0008]
Norm DIN 472 [0027]

Claims

Nut (107) zur Aufnahme eines Sicherungsrings (105); wobei die Nut (107) in einer Schnittdarstellung eine jeweils radial verlaufende erste, zweite und dritte Strecke, eine axial verlaufende vierte Strecke und eine gekrümmte Kurve begrenzt wird; und wobei bezüglich des Verlaufes der Begrenzung die vierte Strecke zwischen der ersten und der zweiten Strecke angeordnet ist, die zweite Strecke zwischen der vierten Strecke und der Kurve angeordnet ist, und die Kurve zwischen der zweiten und der dritten Strecke angeordnet ist.
Nut (107) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Strecke axial zwischen der ersten und der zweiten Strecke angeordnet ist, die zweite Strecke axial zwischen der vierten Strecke und der Kurve angeordnet ist, und die Kurve axial zwischen der zweiten und der dritten Strecke angeordnet ist.
Nut (107) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Strecke radial zwischen der ersten Strecke und der zweiten Strecke angeordnet ist.
Nut (107) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Strecke und die dritte Strecke durch axiale Parallelprojektion aufeinander abbilden lassen.
Nut (107) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung ausschließlich die erste, zweite, dritte und vierte Strecke sowie die Kurve umfasst.
Komponente (101) mit einer Nut (107) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (101) in der Schnittdarstellung durch die Begrenzung der Nut (107) sowie eine jeweils axial verlaufende fünfte und sechste Strecke begrenzt wird; wobei bezüglich des Verlaufs der Begrenzung der Komponente die erste Strecke zwischen der fünften und der vierten Strecke angeordnet ist und die dritte Strecke zwischen der Kurve und der sechsten Strecke angeordnet ist.
Komponente (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strecke axial zwischen der vierten und der fünften Strecke angeordnet ist; wobei die dritte Strecke axial zwischen der Kurve und der sechsten Strecke angeordnet ist.
Komponente (101) nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strecke radial zwischen der vierten und der fünften Strecke angeordnet ist; wobei die dritte Strecke radial zwischen der Kurve und der sechsten Strecke angeordnet ist.