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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeeinrichtung mit einem Hohlrad, einem Hohlradsitz, der das Hohlrad im Bereich seiner Außenumfangsfläche umsäumt und eine Mitnehmerverzahnung bildet, die in eine am Außenumfang des Hohlrades ausgebildete Komplementärverzahnung eingreift, einem Sicherungsringsitz, der in einer den Hohlradsitz bereitstellenden Struktur ausgebildet ist, und einem Sicherungsring, der in den Sicherungsringsitz eingesetzt ist, zur axialen Sicherung des Hohlrades in dem Hohlradsitz.
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Aus
DE 60 001 605 T2 ist ein Planetengetriebe bekannt, das ein innenseitig schräg verzahntes Hohlrad umfasst, das drehfest in ein Getriebegehäuse eingesetzt ist. Das Hohlrad weist hierbei im Bereich seines Außenumfangsbereiches eine Zahnprofilierung auf, welche ein Einschieben in eine komplementäre Profilierung des Getriebegehäuses ermöglicht. Über diese Komplementärgeometrien wird das Hohlrad in dem Getriebegehäuse drehfest verankert. Die axiale Sicherung des Hohlrades wird durch einen Sicherungsring bewerkstelligt, der unter geringer elastischer radialer Stauchung in einer als Sicherungsringsitz fungierenden Nut aufgenommen ist, die in einer unmittelbar an eine Stirnfläche des Hohlrades angrenzenden Ebene in das Getriebegehäuse eingedreht ist. Der Sicherungsring bildet einen Überstand der als solcher die Stirnfläche des Hohlrades kontaktiert und damit als Anschlag wirkt und eine axiales Wandern des Hohlrades in dem Hohlradsitz verhindert.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinrichtung zu schaffen, die unter montagetechnischen Gesichtspunkten Vorteile bietet und sich durch eine hochfeste Fixierung des Hohlrades auszeichnet.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebeeinrichtung, mit:
- - einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung,
- - einem Hohlradsitz der eine Axialverzahnung aufweist, die radial von außen her in eine komplementäre äußere Axialverzahnung des Hohlrades eingreift,
- - einem Sicherungsringsitz, der in einer den Hohlradsitz bereitstellenden Struktur ausgebildet ist, und
- - einem Sicherungsring, der in den Sicherungsringsitz eingesetzt ist, zur axialen Sicherung des Hohlrades,
wobei
- - der Sicherungsring derart in den Sicherungsringsitz eingesetzt ist, dass dieser den axialen Verlagerungsbereich des Hohlrades in dem Hohlradsitz begrenzt,
- - der Sicherungsring und der Sicherungsringsitz derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Sicherungsring in eingesetztem Zustand eine Fensterstelle definiert, an welcher ein erstes und ein zweites Ringstirnende des Sicherungsringes einander zugewandt sind, und
- - in die Fensterstelle eine Halteklammer eingesetzt ist, die in den Sicherungsringsitz eingreift und an die den Hohlradsitz bildende Struktur angebunden ist.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei einem Getriebe mit einem im Getriebegehäuse sitzenden Hohlrad den Sicherungsring über die gesamte Lebensdauer des Getriebes in einer bei Montage des Getriebes gewählten Stellung am Hohlradsitz zu fixieren und etwaigem Verschleiß der Nutwandung, einer Lockerung des Sicherungsringes, oder einem Ausfädeln desselben aus seinem Sicherungsringsitz vorzubeugen. Insbesondere wird es möglich, den Sicherungsring in einer bestimmten Umfangsposition innerhalb des Getriebes abzustützen und festzulegen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Halteklammer an einer Stirnfläche der den Hohlradsitz bildenden Struktur fixiert. Diese Fixierung wird vorzugsweise über ein Verbindungsmittel bewerkstelligt, das in die den Hohlradsitz bildende Struktur eingreift. Hierzu kann das Verbindungsmittel in vorteilhafter Weise als Schraube ausgeführt werden, die parallel zur Zentralachse des Hohlrades in die den Hohlradsitz bildende Struktur eingeschraubt ist. An der Halteklammer kann ein Sicherungsabschnitt ausgebildet werden, durch welchen die Schraube an einer Relativdrehung gegenüber der Halteklammer gehindert wird. Alternativ hierzu, oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann die Schraube auch mit einem polymeren Sicherungsmedium oder einem anderweitigen Adhäsivmittel beschichtet sein.
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Die Halteklammer wird gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung so gestaltet, dass diese einen in den Sicherungsringsitz eingreifenden Abschnitt aufweist und sich über diesen in den Sicherungsringsitz eingreifenden Abschnitt axial positioniert und in Richtung der Zentralachse des Hohlrades in dem Sicherungsringsitz abstützt.
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Die Halteklammer kann so gestaltet sein, dass diese einen radial von innen her in einen Abschnitt der Axialverzahnung des Hohlradsitzes eingreifenden Komplementärabschnitt aufweist. Hierdurch wird die Positionierung der Halteklammer in Umfangsrichtung an der den Hohlradsitz bildenden Struktur unterstützt.
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Die Halteklammer kann in vorteilhafter Weise als Blechumformteil, insbesondere als Schneide/Biegeteil gefertigt werden. Sie umfasst dann vorzugsweise einen zur Auflage auf einer Stirnfläche jener den Hohlradsitz bildenden Struktur vorgesehenen Haltearmabschnitt der vorzugsweise auch von einer Durchgangsbohrung durchbrochen ist. An den Haltearmabschnitt schließt sich dann ein Bügelabschnitt an, der mit dem Armabschnitt einen rechten Winkel einschließt und jenen Fixierabschnitt der Halteklammer trägt, der in den Sicherungsringsitz eintaucht und die Anschlagflächen bildet, welche den Bewegungsweg des Sicherungsringes in Umfangsrichtung begrenzen. Jener Bügelabschnitt kann so gestaltet sein, dass auch dieser Geometrien bereitstellt, die in die vom Bügelabschnitt überdeckte Verzahnung des Hohlradsitzes eingreifen.
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Die Halteklammer kann gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch als Metall-Pressumformteil insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gefertigt werden. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Halteklammer so gestaltet werden, dass diese einen flach auf der oben genannten Stirnfläche des Getriebegehäuses aufsitzenden Armabschnitt, sowie einen Bügelabschnitt aufweist der wiederum in die vor dem Hohlrad und dabei vor der Fensterstelle freiliegende Verzahnung des Hohlradsitzes eingreift.
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Weiterhin kann das Halteelement als Kunststoffformteil oder auch als Insertmolding-Bauteil gefertigt sein. Das Kunststoffmaterial ist dabei vorzugsweise ein thermoplastisch formbares Kunststoffmaterial das vorzugsweise mit einem Faserzusatz, insbesondere Glasfaserzusatz versehen ist.
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Die Halteklammer kann so gestaltet sein, dass diese Übergriffsabschnitte aufweist, die radial von innen her den Sicherungsring untergreifen und diesen gegen ein Ausfedern aus dem Sicherungsringsitz formschlüssig sichern.
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Die Halteklammer kann so gestaltet sein, dass diese im Getriebegehäuse z.B. über eine Verschraubung fixierbar ist. Diese Fixierung der Halteklammer erfolgt nach dem Einsetzen des Sicherungs- oder Sprengrings in den als Sprengringnut fungierenden Sicherungsringsitz. Die Sprengringenden sind vorzugsweise radial beschnitten, damit eine definierte Lückenweite der Fensterstelle im Einbauzustand entsteht. In diese Fensterstelle greift eine Lasche der Halteklammer. Es ist möglich, die Halteklammer so auszubilden, dass diese ein weiteres Geometrieelement bildet, das radial von innen her den Sprengring untergreift und diesen damit formschlüssig an einem radialen Ausfedern aus der Nut oder seinem Sitz in den sukzessive abfolgenden Durchbrüchen der Verzahnung des Hohlradsitzes, hindert.
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Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass jene den Hohlradsitz bildende Struktur ein Getriebegehäuse, insbesondere ein Getriebegehäuse eines Umlaufrädergetriebes darstellt. Das Hohlrad kann dabei das Hohlrad einer Reduktionsstufe bilden, bei welcher der Antrieb über ein Sonnenrad erfolgt und der Leistungstransfer zum kinematisch nachfolgenden Getriebeabschnitt über den Planetenträger erfolgt. Das Getriebegehäuse ist hierbei vorzugsweise aus einer Leichtmetalllegierung gefertigt. Der zur Aufnahme des Sicherungsringes vorgesehene Sicherungsringsitz ist vorzugsweise spanabhebend gefertigt, insbesondere gedreht oder mit einem bahngesteuerten Fräswerkzeug eingefräst. Bei diesem Sicherungsringsitz handelt es sich um eine Innenumfangsnut, d.h. um eine radial von innen her in das entsprechende Bauteil, insbesondere das Getriebegehäuse eindringende Ringnut in welche der Sicherungsring radial von innen her eingesetzt wird und dabei auch noch zumindest leicht gestaucht wird, d.h. unter radialer Spannung in der Ringnut sitzt.
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Der Sicherungsring selbst ist vorzugsweise aus einem elastisch verformbaren Stahlwerkstoff gefertigt und gehärtet und bildet die oben genannte Fensterstelle die ein Einfedern der einander zugewandten Ringschenkel ermöglicht, so dass wenigstens einer der Schenkel soweit elastisch verformt werden kann, dass der Sicherungsring aus dem ihn beherbergenden Sicherungsringsitz, insbesondere der Nut herausgenommen werden kann, oder in diese Nut eingesetzt werden kann. Der Sicherungsring weist einen im wesentlichen rechteckigen Torusquerschnitt auf. Der Sicherungsring kann auf seiner der Fensterstelle diametral gegenüberliegenden Seite eine größere radial zum Ringzentrum gemessene Breite aufweisen um das dort wirksame, größere innere Biegemoment besser aufzunehmen.
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Die torsionsfeste Verankerung des Hohlrades in dem Getriebegehäuse wird durch eine Axialverzahnung bewerkstelligt, die komplementäre Konturen am Außenumfang des Hohlrades und in dem das Hohlrad aufnehmenden Sitzbereiches des Getriebegehäuses bereitstellt. Hierbei ist es möglich, die radiale Tiefe der den Sicherungsringsitz bildenden Ringnut so abzustimmen, dass diese ggf. geringer ist als die radiale Tiefe der gehäuseseitigen Verzahnung. Der Sicherungsringsitz erfasst dann mit Unterbrechungen durch die Zahnlücken nur die Zähne dieser Verzahnung.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt/zeigen:
- 1a, 1b, 1c und 1d Detaildarstellungen zur Veranschaulichung des Aufbaues einer Getriebeeinrichtung, sowie der darin vorgesehenen Halteklammer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Gruppe von Darstellungen zur Veranschaulichung des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Halteklammer als Spritzformteil aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist und Eingriffsgeometrien bildet, die radial von innen her in einen axial vor dem Hohlrad liegenden Bereich der Verzahnung des Hohlradsitzes eingreifen.
- 3 eine weitere Gruppe von Darstellungen zur Veranschaulichung des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Halteklammer ebenfalls Eingriffsgeometrien bildet, die radial von innen her in die Verzahnung des Hohlradsitzes eingreifen.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1a zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung mit einem Hohlrad H, einem Hohlradsitz HS der durch ein Getriebegehäuse G gebildet ist und das Hohlrad H im Bereich seiner Außenumfangsfläche H1 umsäumt, einem Sicherungsringsitz R, der in einer den Hohlradsitz HS bereitstellenden Struktur G ausgebildet ist, und einem Sicherungsring S, der in den Sicherungsringsitz R radial von innen her eingesetzt ist, zur axialen Sicherung des Hohlrades H.
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Der Sicherungsringsitz R und der Sicherungsring S sind derart ausgebildet, dass der Sicherungsring S nach Einsetzen in den Sicherungsringsitz R einen Überstandsabschnitt S3 bildet, der sich radial aus der Ringnut R erhebt und mit diesem Überstandsabschnitt S3 den axialen Verlagerungsbereich des Hohlrades H in dem Hohlradsitz HS begrenzt. Der Sicherungsring S definiert eine Fensterstelle F an welcher ein erstes und ein zweites Ringstirnende S1, S2 des Sicherungsringes S einander unter Belassung eines Freiraumes zugewandt sind. Dieser Freiraum ist so dimensioniert, dass dieser eine Verformung des Sicherungsringes S ermöglicht, die hinreichend ist, um den Sicherungsring S in den Sicherungsringsitz R einzusetzen, oder aus diesem herauszunehmen.
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Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass der Wanderweg der beiden die Fensterstelle F begrenzenden Ringstirnenden S1, S2 in der Ringnut R in Umfangsrichtung begrenzt ist, wobei hierzu eine Halteklammer B vorgesehen ist, die in den Sicherungsringsitz R eingreift und an der den Hohlradsitz HS bildenden Struktur - hier dem Getriebegehäuse G - befestigt ist.
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Wie aus der Darstellung nach 1b erkennbar wird die Halteklammer B durch eine Schraube B1 an dem Getriebegehäuse G befestigt. Die Schraube B1 sitzt hierbei in einer Gewindebohrung die sich parallel zur Zentralachse des Hohlrades H in dem Getriebegehäuse G erstreckt. Die Halteklammer B umfasst einen Positionierabschnitt B2, der in die Ringnut R eingreift und dadurch exakt die gleiche Axialposition einnimmt wie die Ringstirnenden S1, S2 (vgl. 1a) des Sicherungsringes S.
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Die Darstellung nach 1c zeigt die Halteklammer B in montiertem Zustand in einer Schnittebene knapp unterhalb des Haltearmabschnittes B5 (vgl. 1d). Die Halteklammer B bildet die Übergriffsabschnitte B3, B4, die radial von innen her den Sicherungsring S untergreifen und diesen gegen ein Ausfedern aus dem Sicherungsringsitz R formschlüssig sichern.
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Die Darstellung nach 1d zeigt in Form einer perspektivischen Darstellung die Halteklammer B als Einzelteil. Die Halteklammer B umfasst den zur Auflage auf einer Stirnfläche jener den Hohlradsitz HS bildenden Struktur G vorgesehenen Haltearmabschnitt B5 der von einer Durchgangsbohrung B6 durchbrochen ist. An den Haltearmabschnitt B5 schließt sich dann ein Bügelabschnitt B7 an, der mit dem Armabschnitt B5 einen rechten Winkel einschließt und jenen Fixierabschnitt B2 des Halteelements B trägt, der in den Sicherungsringsitz R eintaucht und die Anschlagflächen B9, B10 bildet, welche den Bewegungsweg des Sicherungsringes S in Umfangsrichtung begrenzen. Jener Bügelabschnitt B7 kann so gestaltet sein, dass dieser Geometrien bereitstellt, die in die vom Bügelabschnitt überdeckte Verzahnung des Hohlradsitzes HS eingreifen.
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Die Darstellung nach 2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung. Diese umfasst wiederum ein Hohlrad H mit einer Innenverzahnung, einen Hohlradsitz HS der eine Axialverzahnung aufweist, die radial von außen her in eine komplementäre äußere Axialverzahnung des Hohlrades H eingreift, sowie einen Sicherungsringsitz R, der in einem den Hohlradsitz HS bereitstellenden Getriebegehäuse G ausgebildet ist. In den Sicherungsringsitz R ist ein Sicherungsring S eingesetzt, zur axialen Sicherung des Hohlrades H. Der Sicherungsring S ist derart in den Sicherungsringsitz R eingesetzt, dass dieser den axialen Verlagerungsbereich des Hohlrades H in dem Hohlradsitz HS begrenzt. Der Sicherungsring S und der Sicherungsringsitz R sind derart aufeinander abgestimmt, dass der Sicherungsring S in eingesetztem Zustand eine Fensterstelle F definiert, an welcher ein erstes und ein zweites Ringstirnende S1, S2 des Sicherungsringes S einander zugewandt sind. In die Fensterstelle F ist eine Halteklammer B eingesetzt, wobei diese Halteklammer B über eine Schraube B1 an das den Hohlradsitz HS bildende Getriebegehäuse G angebunden ist.
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Die Halteklammer B ist hier als Kunststoffbauteil ausgeführt und weist einen Eingriffsabschnitt auf, der radial von innen her in einen kleinen, dem Sicherungsring S im Bereich der Fensterstelle F axial vorgelagerten Bereich der Verzahnung des Hohlradsitzes HS eingreift. Hierdurch wird die Halteklammer B wirkungsvoll mit dem Getriebegehäuse G gekoppelt und formschlüssig in Umfangsrichtung des Hohlradsitzes HS abgestützt. Die Halteklammer B bildet wiederum Übergriffsabschnitte B3, B4, die radial von innen her den Sicherungsring S untergreifen und diesen gegen ein Ausfedern aus dem Sicherungsringsitz R formschlüssig sichern.
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Die Darstellung nach 3 zeigt eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung. Diese umfasst wiederum ein Hohlrad H mit einer Innenverzahnung, einen Hohlradsitz HS der eine Axialverzahnung aufweist, die radial von außen her in eine komplementäre äußere Axialverzahnung des Hohlrades H eingreift, sowie einen Sicherungsringsitz R, der in einem den Hohlradsitz HS bereitstellenden Getriebegehäuse G ausgebildet ist. In den Sicherungsringsitz R ist ein Sicherungsring S eingesetzt ist, zur axialen Sicherung des Hohlrades H. Der Sicherungsring S ist derart in den Sicherungsringsitz R eingesetzt, dass dieser den axialen Verlagerungsbereich des Hohlrades H in dem Hohlradsitz HS begrenzt. Der Sicherungsring S und der Sicherungsringsitz R sind derart aufeinander abgestimmt, dass der Sicherungsring S in eingesetztem Zustand eine Fensterstelle F definiert, an welcher ein erstes und ein zweites Ringstirnende S1, S2 des Sicherungsringes S einander zugewandt sind. In die Fensterstelle F ist eine Halteklammer B eingesetzt, wobei diese Halteklammer B auch hier über eine Schraube B1 an das den Hohlradsitz HS bildende Getriebegehäuse G angebunden ist.
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Die Halteklammer B ist wiederum als Kunststoffbauteil ausgeführt und weist einen mit einer zur Innenverzahnung des Hohlradsitzes HS komplementären Verzahnung versehenen Eingriffsabschnitt auf, der radial von innen her in den der Fensterstelle F, vorgelagerten Bereich der Verzahnung des Hohlradsitzes HS eingreift. Hierdurch wird die Halteklammer B besonders wirkungsvoll mit dem Getriebegehäuse G gekoppelt und formschlüssig in Umfangsrichtung des Hohlradsitzes HS abgestützt. Die Halteklammer B bildet wiederum Übergriffsabschnitte B3, B4, die radial von innen her den Sicherungsring S untergreifen und diesen gegen ein Ausfedern aus dem Sicherungsringsitz R formschlüssig sichern.
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Der Sicherungsring S (Sprengring) ist aus einem hochfesten, elastisch verformbaren Stahlwerkstoff gefertigt und so dimensioniert, dass dieser nach Einsetzen in den Sicherungsringsitz R jene Fensterstelle F definiert, in welcher das Sicherungselement B als Anschlagstruktur zur Begrenzung des Wanderwegs des Sicherungsringes S in der Ringnut R wirksam wird.
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Mit der beschriebenen Halteklammer B wird verhindert, dass sich der Sprengring S in der Nut R verdrehen kann. Weiterhin wird sichergestellt, dass der Sprengring S nicht z.B. durch Anregung auf seiner Eigenfrequenzen nach innen zusammengedrückt werden kann. Somit wird ein Verlust der Sicherungsfunktion des Sicherungsringes S verhindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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