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Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Montageset zum Einsetzen eines Hohlrades und eines Sicherungsringes in ein Gehäuse. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines Hohlrades in einem Gehäuse. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Demontage eines in einem Gehäuse befindlichen Hohlrades.
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Die
DE 10 2017 112 339 A1 offenbart ein Planetengetriebe mit mittels Sperrstift angebundenem Hohlrad. Hierbei ist ein innenverzahntes Hohlrad mit Hilfe eines Sperrstiftes drehgesichert in einem Gehäuse aufgenommen. Zur Sicherung des Hohlrades in Axialrichtung ist Sicherungsring vorgesehen. Das bekannte Planetengetriebe ist zur Verwendung in einer als E-Achse ausgebildeten Antriebsachse eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Hierbei kann der Rotor eines Elektromotors mit dem Sonnenrad oder dem Planetenträger des Planetengetriebes drehgekoppelt sein.
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Verschiedene Welle-Nabe-Verbindungen mit einem Sicherungsring zur axialen Sicherung sind in den Dokumenten
DE 10 2015 203 407 A1 und
DE 10 2014 002 731 B4 beschrieben. Die Sicherungsringe weisen in diesen Fällen einen rechteckigen beziehungsweise runden Querschnitt auf.
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Eine aus der
DE 10 2012 022 308 A1 bekannte Welle-Nabe-Verbindung weist ebenfalls einen Sicherungsring mit einem runden Querschnitt auf, wobei in diesem Fall eine lösbare Axialsicherung gebildet ist. Der Sicherungsring ist in einer Nut angeordnet, deren Nutflanken zur Längsachse der Welle-Nabe-Anordnung unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte Lösungen zum Einsetzen eines Hohlrades in ein Gehäuse sowie zum Entnehmen eines Hohlrades aus einem Gehäuse anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zweiteiliges Montageset nach Anspruch 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Montieren eines Hohlrades in einem Gehäuse gemäß Anspruch 8 sowie durch ein Verfahren zur Demontage eines in einem Gehäuse befindlichen Hohlrades gemäß Anspruch 9. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montage- beziehungsweise Demontageverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das Montageset, und umgekehrt.
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Das Montageset ist zum Einsetzen eines Hohlrades und eines Sicherungsringes in ein Gehäuse ausgebildet und aus einer Vorspannvorrichtung sowie einem Montage- und Demontagewerkzeug aufgebaut, wobei
- - die Vorspannvorrichtung eine Mehrzahl insgesamt sternförmig angeordneter, radial verstellbarer und feststellbarer Backen aufweist, welche zum Komprimieren eines Sicherungsringes unter gleichzeitigem Einlegen des Sicherungsrings in eine Nut an einer Umfangsfläche des Hohlrades und zum Halten des am Hohlrad angebrachten Sicherungsrings in der komprimierten Stellung vorgesehen sind, und
- - das Montage- und Demontagewerkzeug eine Mehrzahl insgesamt sternförmig angeordneter, radial zumindest geringfügig verstellbarer und feststellbarer Krallen aufweist, welche zum Halten des zuvor mit Hilfe der Vorspannvorrichtung komprimierten Sicherungsrings beim Einsetzen des Hohlrades in das Gehäuse vorgesehen sind.
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Das Komprimieren und Montieren des Sicherungsrings wird somit unter Nutzung zweier, speziell für die jeweilige Aufgabe konzipierter Werkzeuge, nämlich erstens der Vorspannvorrichtung und zweitens des Montage- und Demontagewerkzeugs, durchgeführt. Die Vorspannvorrichtung ist im Vergleich zum Montage- und Demontagewerkzeug typischerweise einfacher aufgebaut und manuell bedienbar.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst die Vorspannvorrichtung eine begrenzt drehbare Kulissenscheibe, welche zur radialen Verschiebung von jeweils in einer Einzelkulisse angeordneten, in Axialrichtung der Kulissenscheibe ausgerichteten Stiften vorgesehen ist, mit welchen der Sicherungsring komprimierbar ist.
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Hierbei kann die Anzahl der Einzelkulissen der Anzahl der Backen der Vorspannvorrichtung entsprechen. Jedoch sind auch Ausgestaltungen realisierbar, bei welchen die Anzahl der Einzelkulissen von der Anzahl der Backen abweicht. Eine ausreichende Steifigkeit der Kulissenscheibe vorausgesetzt, sind drei Einzelkulissen ausreichend. Um beim Komprimieren des Sicherungsringes dessen Rundheit nicht nennenswert zu beeinträchtigen, sollte die Anzahl der Backen, welche den Sicherungsring komprimieren, deutlich größer sein. Vorzugsweise umfasst die Vorspanneinrichtung mindestens acht, beispielsweise neun, zehn, zwölf oder mehr Backen. In allen Fällen ist die Einstellung der Vorspannvorrichtung vorzugsweise durch eine Klemmvorrichtung, welche zum Feststellen der Kulissenscheibe vorgesehen ist, fixierbar.
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Die Anzahl der Krallen des Montage- und Demontagewerkzeugs, deren Funktion mit der Funktion der Backen der Vorspanneinrichtung vergleichbar ist, stimmt in bevorzugter Ausgestaltung des Montagesets mit der Anzahl der Backen überein. Theoretisch sind auch Ausgestaltungen des Montagesets realisierbar, bei welchen unterschiedliche Anzahlen an Backen einerseits und Krallen andererseits gegeben sind, beispielsweise doppelt oder halb so viele Backen wie Krallen vorhanden sind. In allen Fällen ist im Zuge der Montage der im komprimierten Zustand in der Nut des Hohlrades befindliche Sicherungsring von der Vorspannvorrichtung an das Montage- und Demontagewerkzeug zu übergeben.
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Die Krallen des Montage- und Demontagewerkzeugs weisen vorzugsweise jeweils eine Haltekontur zur radialen sowie beidseitigen axialen Halterung des Sicherungsrings auf. Die Haltekonturen können entweder durch einstückige Krallen oder durch mit Grundkörpern der Krallen verbundene Zusatzelemente realisiert sein. In beiden Fällen befinden sich die Haltekonturen vorzugsweise am radial äußeren Rand der insgesamt ringförmigen Anordnung sämtlicher Krallen. Hierbei sind die jeweils durch eine Kralle gebildeten Haltekonturen vorzugsweise stirnseitig an der insgesamt ringförmigen Anordnung sämtlicher Krallen platziert.
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Insgesamt umfasst das Verfahren zum Montieren des Hohlrades in dem Gehäuse folgende Schritte:
- - Bereitstellung eines Gehäuses, insbesondere Gehäuse eines Planetengetriebes, welche eine Aufnahmeöffnung für ein Hohlrad aufweist, wobei am Umfang der Aufnahmeöffnung mehrere Axialnuten sowie eine Umfangsnut angeordnet sind, wobei die Axialnuten die Umfangsnut schneiden,
- - Bereitstellung eines Hohlrades, welches eine ringförmig umlaufende Nut an seiner Außenumfangsfläche aufweist,
- - Einsetzen eines Sicherungsringes in die umlaufende Nut des Hohlrades mit Hilfe der Vorspannvorrichtung des Montagesets nach Anspruch 1,
- - Einsetzen der im vorherigen Schritt gebildeten, das Hohlrad und den Sicherungsring umfassenden Anordnung in das Gehäuse mit Hilfe des Montage- und Demontagewerkzeugs des Montagesets nach Anspruch 1, wobei die Krallen des Montage- und Demontagewerkzeugs in die Axialnuten des Gehäuses eingreifen,
- - Entspannen des Sicherungsrings, wobei der Sicherungsring partiell in die Umfangsnut des Gehäuses eingreift,
- - Entnahme des Montage- und Demontagewerkzeugs aus dem Gehäuse.
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Ein Herausnehmen des drehfest in dem Gehäuse befestigten Hohlrades aus dem Gehäuse ist in folgenden Schritten möglich:
- - Einsetzen des Montage- und Demontagewerkzeugs des Montagesets nach Anspruch 1 in das Gehäuse, so dass die Krallen in die Axialnuten des Gehäuses eingreifen,
- - Spannen des Sicherungsrings mit Hilfe des Montage- und Demontagewerkzeugs, so dass der Sicherungsring aus der Umfangsnut des Gehäuses nach innen verdrängt wird,
- - Entnahme der aus dem Montage- und Demontagewerkzeug, dem Sicherungsring und dem Hohlrad gebildeten Anordnung aus dem Gehäuse.
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Die das Gehäuse sowie das drehfest hierin aufgenommene Hohlrad umfassende Anordnung ist beispielsweise Teil eines Getriebes eines elektrischen Fahrzeugantriebs. Zum technischen Hintergrund wird beispielhaft auf die Dokumente
DE 10 2016 222 452 A1 ,
DE 10 2017 112 341 A1 sowie
DE 10 2017 112 334A1 hingewiesen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 eine Vorspannvorrichtung eines Montagesets zum Einsetzen eines Hohlrades in ein Gehäuse eines Getriebes,
- 2 ein ebenfalls dem Montageset zuzurechnendes Montage- und Demontagewerkzeug,
- 3 eine weitere Ansicht des Montage- und Demontagewerkzeugs, wobei durch dieses ein Sicherungsring gehalten ist,
- 4 ein Detail eines Getriebes, in welches mit Hilfe des Montagesets ein Hohlrad drehfest eingesetzt und mittels des Sicherungsrings in Axialrichtung gesichert wurde.
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Ein zweiteiliges Montageset ist gebildet aus einer Vorspannvorrichtung 1 und einem Montage- und Demontagewerkzeug 2. Das Montageset 1, 2 dient dazu, ein Hohlrad 6 in ein Gehäuse 3 einzusetzen. Das Hohlrad 6 weist eine Innenverzahnung 7 auf und ist mit Hilfe einer an seiner Außenumfangsfläche befindlichen Formschlusskontur 16, die in eine Gegenkontur des Gehäuses 3 eingreift, in diesem formschlüssig, was Belastungen in Umfangsrichtungen betrifft, gehalten.
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Bei dem Gehäuse 3 handelt es sich um ein Getriebegehäuse, wobei das innenverzahnte Hohlrad 6 mit weiteren, nicht dargestellten Getriebekomponenten zusammenwirkt. Zur Sicherung des Hohlrades 6 in Axialrichtung ist ein Sicherungsring 5 vorgesehen, welcher im fertig montierten Zustand, wie in 4 dargestellt, sowohl in eine Nut 8 an der Außenumfangsfläche des Hohlrades 6 als auch in eine Umfangsnut 11 im Gehäuse 3 eingreift. Die Umfangsnut 11 befindet sich in der Wandung einer Aufnahmeöffnung 9, in welche das Hohlrad 6 einzusetzen ist. Zugleich ist die Wandung der Aufnahmeöffnung 9 des Gehäuses 3 durch mehrere, im Ausführungsbeispiel insgesamt zehn, Axialnuten 10 unterbrochen, welche für die Benutzung des Montage- und Demontagewerkzeugs 2 erforderlich sind.
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Bevor das Montage- und Demontagewerkzeug 2 zum Einsatz kommt, ist der Sicherungsring 5 mit Hilfe der Vorspannvorrichtung 1 in eine komprimierte Form überzuführen. Die Vorspannvorrichtung 1 weist eine um einen begrenzten Drehwinkel schwenkbare Kulissenscheibe 12 auf, welche einen Zentralstift 15 der Vorspannvorrichtung 1 konzentrisch umgibt. In der Kulissenscheibe 12 befinden sich insgesamt zehn jeweils eine leicht gekrümmte Form aufweisende Einzelkulissen 14, in denen jeweils ein Stift 13 geführt ist, der in Axialrichtung der Kulissenscheibe 12 und damit der gesamten Vorspannvorrichtung 1 ausgerichtet ist. Unterhalb der Kulissenscheibe 12 befinden sich, bezogen auf die Anordnung nach 1, in dieser Darstellung nicht sichtbare Radialführungen, welche eine Verschiebung eines jeden Stiftes 13 in Radialrichtung ermöglichen.
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Beim Verdrehen der Kulissenscheibe 12 - in der Anordnung nach 1 im Uhrzeigersinn - werden sämtliche Stifte 13 zwangsweise nach innen, das heißt in Richtung zur Mittelachse der Vorspannvorrichtung 1, verschoben. Durch diesen Vorgang werden insgesamt zehn Backen 4, welche den Sicherungsring 5 an dessen Umfang angreifen, nach innen verschoben, womit der Sicherungsring 5 in der gewünschten Weise zusammengedrückt wird. Der Vorgang des Komprimierens des Sicherungsrings 5 wird beendet, wenn dieser in der Nut 8 des Hohlrades 6 einliegt.
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In diesem mit Hilfe der Vorspannvorrichtung 1 hergestellten Zustand der Anordnung aus Hohlrad 6 und Sicherungsring 5 wird die Anordnung 6, 5 an das Montage- und Demontagewerkzeug 2 übergeben. Um ein zwischenzeitliches Entspannen des Sicherungsrings 5 in der Vorspannvorrichtung 1 zu verhindern, weist diese eine Klemmvorrichtung 17 auf, mit welcher die Kulissenscheibe 12 feststellbar ist.
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Das Montage- und Demontagewerkzeug 2 weist zum Halten des Sicherungsrings 5 in der komprimierten Stellung zehn sternförmig angeordnete Krallen 18 auf, deren Funktion prinzipiell mit der Funktion der verstellbaren Backen 4 der Vorspannvorrichtung 1 vergleichbar ist. Auch eine Vorrichtung zum Verstellen der Krallen 18 in radialer Richtung ist prinzipiell mit dem beschriebenen, bei der Vorspannvorrichtung 1 vorhandenen Mechanismus zum Verstellen der Backen 4 vergleichbar. Der Verstellweg der Krallen 18 des Montage- und Demontagewerkzeugs 2 in Radialrichtung ist jedoch geringer als der radiale Verstellweg der Backen 4.
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Die Verstellung der Krallen 18 erfolgt, soweit erforderlich, in Relation zu einem mit 19 bezeichneten, im Wesentlichen scheibenförmigen Basiselement des Montage- und Demontagewerkzeugs 2. Eine Feststellvorrichtung ist im Fall des Montage- und Demontagewerkzeugs mit 20 bezeichnet. Mehrere einstellbare, axial ausgerichtete Bolzen 21 erleichtern das Einführen des Montage- und Demontagewerkzeugs 2 samt Hohlrad 6 und Sicherungsring 5 in die Aufnahmeöffnung 9. Die Krallen 18 werden hierbei in jeweils eine Axialnut 10 eingeschoben.
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Zur zuverlässigen Halterung des Sicherungsrings 5 sind an den einzelnen Krallen 18 Haltekonturen 22 ausgebildet, welche den Sicherungsring 5 in radialer Richtung sowie in beiden axialen Richtungen halten. Nachdem das Hohlrad 6 in seine vorgesehene Position gebracht wurde, werden die Krallen 18 leicht geöffnet, was eine entsprechende Expansion des Sicherungsrings 5 ermöglicht, so dass dieser in der vorgesehen Weise partiell in die Umfangsnut 11 eingreift. Ein weiteres Auseinanderfahren der Krallen 18 sorgt dafür, dass der Sicherungsring 5 nicht mehr von den Haltekonturen 22 umgriffen wird. In diesem Zustand kann das Montage- und Demontagewerkzeug 2 aus dem Gehäuse 3 entnommen werden.
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In umgekehrter Weise ist die montierte, in 4 skizzierte Anordnung bei Bedarf demontierbar: Das Montage und Demontagewerkzeug 2 wird in das Gehäuse 3 eingeschoben, bis sich die Haltekonturen 22 der Krallen 18 direkt außerhalb des Sicherungsrings 5 befinden. Ein anschließendes geringfügiges Verfahren der Krallen 18 radial nach innen sorgt dafür, dass der Sicherungsring 5 von den insgesamt zehn Haltekonturen 22 gegriffen wird, wobei der Sicherungsring 5 - anders als in 4 dargestellt - in die Nut 8 eingedrückt ist. In diesem Zustand kann das Hohlrad 6 samt Sicherungsring 5 zerstörungsfrei aus dem Gehäuse 3 entnommen werden. Die Vorspannvorrichtung 1 kommt bei der Demontage im Unterschied zum Montagevorgang nicht zum Einsatz.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorspannvorrichtung
- 2
- Montage- und Demontagewerkzeug
- 3
- Gehäuse
- 4
- Backen
- 5
- Sicherungsring
- 6
- Hohlrad
- 7
- Innenverzahnung
- 8
- Nut
- 9
- Aufnahmeöffnung
- 10
- Axialnut
- 11
- Umfangsnut
- 12
- Kulissenscheibe
- 13
- Stift
- 14
- Einzelkulisse
- 15
- Zentralstift
- 16
- Formschlusskontur
- 17
- Klemmvorrichtung
- 18
- Kralle
- 19
- Basiselement
- 20
- Feststellvorrichtung
- 21
- Bolzen
- 22
- Haltekontur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017112339 A1 [0002]
- DE 102015203407 A1 [0003]
- DE 102014002731 B4 [0003]
- DE 102012022308 A1 [0004]
- DE 102016222452 A1 [0015]
- DE 102017112341 A1 [0015]
- DE 102017112334 A1 [0015]
