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Die Erfindung betrifft ein Montagewerkzeug zum Einsetzen eines Sicherungsrings in ein Gehäuse. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines als Hohlrad ausgebildeten Getriebeelementes in einem Gehäuse.
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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, einfach handhabbare Lösungen zum Einsetzen eines als Hohlrad gestalteten Getriebeelementes in ein Gehäuse sowie zum Sichern des Hohlrades im Gehäuse anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Montagewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines als Hohlrad ausgebildeten Getriebeelementes in einem Gehäuse gemäß Anspruch 4. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montageverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das Montagewerkzeug, und umgekehrt.
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Das Montagewerkzeug zum Einsetzen eines Sicherungsrings in ein Gehäuse umfasst eine Zentrieranordnung und eine relativ zu dieser drehbar gelagerte Andrückvorrichtung. Zweck des Sicherungsrings ist die Sicherung eines im Gehäuse angeordneten Hohlrades in dessen Axialrichtung. Hierbei ist die Zentrieranordnung zentriert in der das Gehäuse und das Hohlrad umfassenden Anordnung positionierbar, während die Andrückvorrichtung um die Mittelachse des Hohlrades drehbar ist. Die Andrückvorrichtung ist dazu ausgebildet, den Sicherungsring in eine zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse gebildete Nut einzudrücken und umfasst ein Andrückelement, welches sich über weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Viertel, des Umfangs des Hohlrades erstreckt. Die gesamte Andrückvorrichtung einschließlich des zur Kontaktierung des Sicherungsrings vorgesehenen Andrückelementes ist auf einfache, prozesssichere Weise manuell drehbar.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltung, die sich durch besonders geringe Bedienkräfte auszeichnet, ist die Andrückvorrichtung gegenüber der Zentrieranordnung radial und axial gelagert, wobei eine in Axialrichtung wirksame Laufrollenlagerung der Andrückvorrichtung am Hohlrad vorgesehen ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Montagewerkzeugs umfasst einen Andrückhebel, der an der Andrückvorrichtung gelagert und hierbei um eine Kippachse schwenkbar ist, die in Tangentialrichtung der Andrückvorrichtung ausgerichtet ist. Der Andrückhebel ermöglicht einen schnell durchführbaren und zugleich zuverlässigen Test der korrekten Einbaulage des Sicherungsrings im Gehäuse.
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Allgemein ist das Getriebeelement, das heißt Hohlrad, welches in das Gehäuse einzusetzen und dort zu sichern ist, in folgenden Schritten montierbar:
- - Bereitstellung eines Gehäuses, welches eine Aufnahmeöffnung für ein drehfest mit dem Gehäuse zu verbindendes Hohlrad aufweist,
- - Einsetzen des Hohlrades in die Aufnahmeöffnung,
- - Platzieren eines nach Anspruch 1 ausgebildeten Montagewerkzeugs auf der Anordnung aus Gehäuse und Hohlrad,
- - Einfädeln eines das Hohlrad im Gehäuse in Axialrichtung abstützenden Sicherungsrings in die aus dem Gehäuse und dem Hohlrad gebildete Anordnung mit Hilfe einer Drehung der Andrückvorrichtung des Montagewerkzeugs um die Mittelachse des Hohlrades.
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Die Andrückvorrichtung wird beim Einfädeln, das heißt sukzessiven Einzwängen, des Sicherungsrings typischerweise um eine volle Umdrehung oder näherungsweise eine ganze Umdrehung um die Mittelachse des Hohlrades gedreht. Eine gesonderte Vorrichtung zum Vorspannen des Sicherungsrings ist nicht erforderlich.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht ein Montagewerkzeug zum Einsetzen eines Sicherungsrings in ein Gehäuse,
- 2 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise das Gehäuse samt Montagewerkzeug und Sicherungsring.
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Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Montagewerkzeug ist zum Einsetzen eines Sicherungsrings 11 in ein Gehäuse 2 vorgesehen. Bei der Anwendung des Montagewerkzeugs 1 befindet sich in dem Gehäuse 2 ein Hohlrad 3, welches mit einer Innenverzahnung 4 versehen ist. Eine Aufnahmeöffnung des Gehäuses 2, in welche das Hohlrad 3 eingesetzt wurde, ist mit 5 bezeichnet. Als weitere bereits in das Gehäuse 2 eingesetzte Komponenten sind in 2 ein Nadelkranz 6 und ein Axiallager 7 erkennbar.
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Bei dem Hohlrad 3 handelt es sich um ein Sonnenrad eines noch komplett zu montierenden Planetengetriebes, welches in einem elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt. Das Hohlrad 3 liegt an einer mit 8 bezeichneten, ringförmigen Anlagefläche im Gehäuse 2 an. Zur axialen Abstützung des Hohlrades 3 in der Gegenrichtung ist zusätzlich zum Sicherungsring 11 ein Distanzring 9 vorgesehen, welcher sich an einer ringförmig umlaufenden Stufe 10 des Hohlrades 3 abstützt. Zugleich stützt sich der Sicherungsring 11 an einer ebenfalls ringförmigen Gegenanlagefläche 12 des Gehäuses 2 ab.
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Das zur Montage des Sicherungsrings 11 zu verwendende Montagewerkzeug 1 umfasst eine Zentrieranordnung 13, welcher ein Zentrierring 14 zuzurechnen ist, der eine mit 15 bezeichnete Einführschräge aufweist. Durchbrechungen 16 im Zentrierring 14 reduzieren dessen Gewicht im Vergleich zu einer nicht dargestellten Variante ohne Durchbrechungen.
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Zusätzlich zur Zentrieranordnung 13 umfasst das Montagewerkzeug 1 eine insgesamt mit 17 bezeichnete Andrückvorrichtung, die um die mit MA bezeichnete Mittelachse des Montagewerkzeugs 1 und damit auch des Hohlrades 3 drehbar ist. Im Ausführungsbeispiel ist ein Trägerelement 18 der Andrückvorrichtung 17 mit Zusatzelementen 19, 20 starr verbunden. Alternativ könnte das Trägerelement 18 einstückig mit den Zusatzelementen 19, 20 ausgebildet sein. Zur Lagerung der Andrückvorrichtung 17 gegenüber der Zentrieranordnung 13 ist ein Wälzlager 21 vorgesehen, welches als Rillenkugellager ausgebildet ist und eine kombinierte Axial- und Radiallagerung darstellt. Zwischen den Lagerringen des Wälzlagers 21, nämlich einem Innenring 22 und einem Außenring 23, rollen Kugeln 24 als Wälzkörper ab.
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Die einzelnen Elemente 18, 19, 20 der Andrückvorrichtung 17 sind im Ausführungsbeispiel miteinander verschraubt. Zusätzlich ist ein Zentralelement 25 erkennbar, welches eine Sechskantform aufweist und konzentrisch zur Mittelachse MA angeordnet ist. Insgesamt ist die aus den Elementen 18, 19, 20 gebildete Anordnung mit Hilfe von Laufrollen 26 und Andrückrollen 27 axial gelagert. Die Radiallagerung ist dagegen durch die Zentrieranordnung 13 zusammen mit dem Wälzlager 21 hergestellt.
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Der Sicherungsring 11, welcher das Hohlrad 3 in einer Axialrichtung im Gehäuse 2 sichert, ist in eine Nut 29 einzudrücken, welche oberhalb der Stufe 10, bezogen auf die Anordnung nach 2, zwischen der Außenumfangsfläche des Hohlrades 3 und dem Gehäuse 2 gebildet ist. Zum Eindrücken des Sicherungsrings 11 in die Nut 29 wird ein Andrückelement 28 verwendet, welches der Andrückvorrichtung 17 zuzurechnen ist. Das Andrückelement 28 erstreckt sich lediglich über einen kleinen Teil des Umfangs der Andrückvorrichtung 17 und kann eine in den Figuren nicht erkennbare Einführschräge aufweisen. Nachdem der Sicherungsring 11 bereits an einer Stelle des Umfangs der Nut 29 in diese eingedrückt wurde, wird die Andrückvorrichtung 17 mit Hilfe von zwei Handgriffen 30, 31 um etwa eine volle Umdrehung gedreht, womit der gesamte Sicherungsring 11 in der Nut 29 platziert wird. Durch elastische Vorspannung expandiert der Sicherungsring 11 innerhalb der Nut 29, so dass sich die in 2 erkennbare Anordnung, in welcher der Sicherungsring 11 an der Gegenanlagefläche 12 anschlägt, ergibt.
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Nach dem beschriebenen Montagevorgang kann die korrekte Positionierung des Sicherungsrings 11 geprüft werden, indem ein Hebel 32, welcher eine Komponente der Andrückvorrichtung 17 darstellt, ausgelenkt wird. Der Hebel 32 ist um eine Kippachse KA schwenkbar, welche in Tangentialrichtung des Montagewerkzeugs 1 ausrichtet ist. Eine Freigängkeit des Hebels 32, das heißt Andrückhebels, ist gleichbedeutend damit, dass der Sicherungsring 11 korrekt in die Nut 29 eingelegt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Schwenkwinkel des Hebels 32, welcher etwa parallel neben dem Handgriff 31 angeordnet ist, durch ein einstellbares Anschlagelement 33 begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagewerkzeug
- 2
- Gehäuse
- 3
- Hohlrad
- 4
- Innenverzahnung
- 5
- Aufnahmeöffnung
- 6
- Nadelkranz
- 7
- Axiallager
- 8
- Anlagefläche
- 9
- Distanzring
- 10
- Stufe
- 11
- Sicherungsring
- 12
- Gegenanlagefläche
- 13
- Zentrieranordnung
- 14
- Zentrierring
- 15
- Einführschräge
- 16
- Durchbrechung
- 17
- Andrückvorrichtung
- 18
- Trägerelement
- 19
- Zusatzelement
- 20
- Zusatzelement
- 21
- Wälzlager
- 22
- Innenring
- 23
- Außenring
- 24
- Kugel, Wälzkörper
- 25
- Zentralelement
- 26
- Laufrolle
- 27
- Andrückrolle
- 28
- Andrückelement
- 29
- Nut
- 30
- Handgriff
- 31
- Handgriff
- 32
- Hebel, Andrückhebel
- 33
- Anschlagelement
- KA
- Kippachse
- MA
- Mittelachse
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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]
