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Die Erfindung betrifft eine Drehbauteilvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Fahrzeugachse mit einer derartigen Drehbauteilvorrichtung.
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In
DE 10 2010 010 638 A1 ist eine Drehbauteilvorrichtung beschrieben mit einem ringförmigen, axialen Sicherungselement zum axialen Sichern eines Bauteils auf einer Welle. Das Sicherungselement ist wenigstens an einem Umfangsbereich quergeteilt und lässt sich in diesem Bereich durch eine Schraubenanordnung in der Ringnut einer Welle radial zusammenziehen und dadurch in Richtung des zu sichernden Bauteils axial verschieben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Drehbauteilvorrichtung zuverlässiger, drehzahlfester und kostengünstiger aufzubauen. Das Axialspiel der Drehbauteilvorrichtung soll verringert werden. Die Drehbauteilvorrichtung soll demontierbar sein.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Drehbauteilvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das zweite Drehbauteil auf dem ersten Drehbauteil axial spielfrei und lösbar festgelegt werden. Die Drehzahlfestigkeit der axialen Sicherung kann erhöht werden. Die Drehbauteilvorrichtung kann kostengünstiger ausgeführt werden.
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Die Drehbauteilvorrichtung kann in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das erste und/oder zweite Drehbauteil kann eine Antriebsleistung zur Fortbewegung des Fahrzeugs wenigstens teilweise übertragen.
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Das erste Drehbauteil kann eine Welle sein. Das zweite Drehbauteil kann ein Lager, eine Nabe oder ein Zahnrad sein.
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Die Axialsicherungsvorrichtung kann demontierbar ausgeführt sein. Das zweite Drehbauteil kann lösbar an dem ersten Drehbauteil aufgenommen sein.
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Das erste und/oder zweite Sicherungselement kann ausgewuchtet ausgeführt sein.
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Der erste Rampenbereich kann einen Innendurchmesser aufweisen, der radial innerhalb von einem Innendurchmesser des zweiten Rampenbereichs angeordnet ist. Der zweite Rampenbereich kann einen Aussendurchmesser aufweisen, der radial außerhalb von einem Aussendurchmesser des ersten Rampenbereichs angeordnet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der zweite Rampenbereich den ersten Rampenbereich radial außerhalb davon zumindest abschnittsweise axial überdeckt. Der erste Rampenbereich kann derart geneigt sein, dass dieser radial innen weiter in die dem zweiten Rampenbereich zugewandte axiale Richtung vorspringt als radial außen. Der zweite Rampenbereich kann derart geneigt sein, dass dieser radial außen weiter in die dem ersten Rampenbereich zugewandte axiale Richtung vorspringt als radial innen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der erste und/oder zweite Rampenbereich eine Ebene mit einer gegenüber der Drehachse geneigten Normalen aufweist. Die Ebene des ersten Rampenbereichs und die Ebene des zweiten Rampenbereichs können parallel verlaufend angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der erste Rampenbereich an einem axial seitlichen ersten Randbereich des ersten Sicherungselements ausgeführt ist. Das erste Sicherungselement kann an einem dem ersten Randbereich axial gegenüberliegenden axial seitlichen Randbereich an dem ersten Drehbauteil anliegen.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Rampenbereich an einem axial seitlichen zweiten Randbereich des zweiten Sicherungselements ausgeführt ist. Das zweite Sicherungselement kann an einem dem zweiten Randbereich axial gegenüberliegenden axial seitlichen Randbereich an dem zweiten Drehbauteil mittelbar oder unmittelbar abgestützt sein.
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Der erste und zweite Randbereich können axial unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das erste und/oder zweite Sicherungselement umfangsseitig unterbrochen ist. Dadurch kann das erste und/oder zweite Sicherungselement radial aufweitbar sein. Auch kann das erste und/oder zweite Sicherungselement radial gestaucht werden.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das erste Sicherungselement als von dem ersten Drehbauteil getrenntes Bauteil oder einteilig mit dem ersten Drehbauteil ausgeführt ist und/oder das zweite Sicherungselement als von dem zweiten Drehbauteil getrenntes Bauteil oder einteilig mit dem zweiten Drehbauteil ausgeführt ist. Das zweite Sicherungselement kann gegenüber dem zweiten Drehbauteil in Umfangsrichtung festgelegt sein. Das erste Sicherungselement kann gegenüber dem ersten Drehbauteil in Umfangsrichtung festgelegt sein.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste und/oder zweite Sicherungselement in einer Aussenumfangsnut in dem ersten Drehbauteil aufgenommen ist. Die Axialkraft kann sich, insbesondere ausschließlich, an einer axialen Seitenfläche der Aussenumfangsnut abstützen.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das zweite Sicherungselement in der Aussenumfangsnut eine Montagestellung aufweist, bei der dieses beim Einsetzen des ersten Sicherungselements in die Aussenumfangsnut entgegen einer Vorspannkraft des zweiten Sicherungselements radial gestaucht ist. Bei eingesetztem ersten Sicherungselement kann das zweite Sicherungselement eine von der Montagestellung abweichende Betriebsstellung aufweisen, bei der dieses gegenüber der Montagestellung radial aufgeweitet ist.
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Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine elektrische Fahrzeugachse zur Einleitung einer Antriebsleistung auf wenigstens ein Fahrzeugrad zur Fortbewegung eines Fahrzeugs gelöst, aufweisend die Drehbauteilvorrichtung mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale, wobei das erste Drehbauteil die Antriebsleistung zumindest teilweise überträgt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Halbschnitt einer Drehbauteilvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Einen Querschnitt einer Drehbauteilvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Eine räumliche Ansicht einer Drehbauteilvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Halbschnitt einer Drehbauteilvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehbauteilvorrichtung 10 ist bevorzugt in einem Fahrzeug, beispielsweise in einer elektrischen Fahrzeugachse 12 des Fahrzeugs angeordnet und weist ein um eine Drehachse 14 drehbares erstes Drehbauteil 16, insbesondere eine Welle 18 und ein gegenüber dem ersten Drehbauteil 16 drehfestes und an einem Aussenumfang 20 des ersten Drehbauteils 16 aufgenommenes zweites Drehbauteil 22, insbesondere ein Lager 24, hier ein Wälzlager, auf.
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Das Wälzlager umfasst einen Lagerinnenring 26 und einen über Wälzkörper 28, bevorzugt Kugeln, gegenüber diesem drehbaren Lageraussenring 30, der an einem Gehäuse 32 drehfest aufgenommen ist. Das zweite Drehbauteil 22 ist über eine Axialsicherungsvorrichtung 34 an dem ersten Drehbauteil 16 axial festgelegt. Die Axialsicherungsvorrichtung 34 umfasst ein erstes Sicherungselement 36 mit einem radial verlaufenden ersten Rampenbereich 38 und ein zweites Sicherungselement 40 mit einem an dem ersten Rampenbereich 38 axial anliegenden und radial verlaufenden zweiten Rampenbereich 42.
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Das erste Sicherungselement 36 ist als Sicherungsring 44 ausgeführt und in einer Aussenumfangsnut 46 an dem ersten Drehbauteil 16 aufgenommen. Der erste Rampenbereich 38 ist an einem axial seitlichen ersten Randbereich 48 des ersten Sicherungselements 36 ausgeführt und weist eine erste Ebene 50 mit einer gegenüber der Drehachse 14 geneigten Normalen 52 auf. Der dem ersten Randbereich 48 axial gegenüberliegende axial seitliche Randbereich 54 des ersten Sicherungselements 36 verläuft senkrecht zu der Drehachse 14.
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Das zweite Sicherungselement 40 ist einteilig mit dem zweiten Drehbauteil 22, hier mit dem Lagerinnenring 26, ausgeführt. Der zweite Rampenbereich 42 ist an einem axial seitlichen zweiten Randbereich 56 des zweiten Sicherungselements 40, hier als abgeschrägter Lagerinnenring 26, ausgeführt und weist eine zu der ersten Ebene 50 parallel verlaufende zweite Ebene 58 mit einer gegenüber der Drehachse 14 geneigten Normalen 60 auf. Der zweite Rampenbereich 42 ist radial außerhalb von dem erstem Rampenbereich 38 zu diesem axial überdeckend angeordnet. Der erste und zweite Randbereich 48, 56 sind axial unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Der erste Rampenbereich 38 ist derart geneigt, dass dieser radial innen weiter in die dem zweiten Rampenbereich 42 zugewandte axiale Richtung vorspringt als radial außen. Der zweite Rampenbereich 42 ist entsprechend dem ersten Rampenbereich 38 derart geneigt, dass dieser radial außen weiter in die dem ersten Rampenbereich 38 zugewandte axiale Richtung vorspringt als radial innen.
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Der erste Rampenbereich 38 weist einen Innendurchmesser 62 auf, der radial innerhalb von einem Innendurchmesser 64 des zweiten Rampenbereichs 42 angeordnet ist. Der zweite Rampenbereich 42 weist einen Aussendurchmesser 66 auf, der radial außerhalb von einem Aussendurchmesser 68 des ersten Rampenbereichs 38 angeordnet ist.
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Eine zwischen dem ersten und zweiten Rampenbereich 38, 42 wirkende und beide gegeneinander verspannende Axialkraft ist abhängig von einer Radialbewegung zwischen dem ersten und zweiten Rampenbereich 38, 42. Das erste Sicherungselement 36 ist radial nach außen aufweitbar ausgeführt und die den ersten Rampenbereich 38 gegen den zweiten Rampenbereich 42 axial verspannende Axialkraft ist umso größer, je weiter sich das erste Sicherungselement 36 radial nach außen aufweitet und über den ersten Rampenbereich 38 den zweiten Rampenbereich mit der Axialkraft beaufschlagt. Dadurch kann die axiale Sicherung zwischen dem ersten und zweiten Drehbauteil 16, 22 drehzahlfester, lösbar und kostengünstiger umgesetzt werden.
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Axial neben dem zweiten Drehbauteil 22 ist ein Wellendichtring 72 radial zwischen dem Gehäuse 32 und dem ersten Drehbauteil 16 angeordnet.
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2 zeigt einen Querschnitt einer Drehbauteilvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehbauteilvorrichtung 10 umfasst das um die Drehachse 14 drehbare erste Drehbauteil 16, hier eine Welle 18 und das gegenüber dem ersten Drehbauteil 16 drehfest verbundene zweite Drehbauteil 22, hier ein Zahnrad 74 oder Ritzel. Das erste Sicherungselement 36 ist als erster Sicherungsring 44 und das zweite Sicherungselement 40 ist als axial unmittelbar benachbarter zweiter Sicherungsring 44 ausgeführt. Das erste und zweite Sicherungselement 36, 40 sind beide in einer gemeinsamen Aussenumfangsnut 46 in dem ersten Drehbauteil 16 aufgenommen.
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Zur Montage der Drehbauteilvorrichtung 10 wird das zweite Sicherungselement 40, das umfangsseitig bevorzugt unterbrochen ist, in einer Montagestellung radial gestaucht und in die Aussenumfangsnut 46 eingesetzt. Durch eine Vorspannung des zweiten Sicherungselements 40 und im Betrieb der Drehbauteilvorrichtung 10 durch die einwirkende Fliehkraft unterstützt, weitet sich dieses bei einer von der Montagestellung abweichenden Betriebsstellung in der Aussenumfangsnut 46 radial nach außen auf und bewirkt über den ersten und zweiten Rampenbereich die verspannende Axialkraft zwischen dem ersten und zweiten Sicherungselement 36, 40, um das zweite Drehbauteil 22 auf dem ersten Drehbauteil 16 axial zu sichern. Die Axialkraft stützt sich einerseits an einer axialen Seitenfläche 76 der Aussenumfangsnut 46 ab und andererseits an einem Absatz 78 des ersten Drehbauteils 16 über das zweite Drehbauteil 22 und eine Hülse 80, die an dem ersten Drehbauteil 16 bewegbar aufgenommen ist und die Axialkraft auf das zweite Drehbauteil 22 überträgt und damit das zweite Drehbauteil 22 gegenüber dem ersten Drehbauteil 16 axial sichert.
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3 zeigt eine räumliche Ansicht einer Drehbauteilvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehbauteilvorrichtung 10 ist ähnlich zu der aus 2 aufgebaut. Das erste Sicherungselement 36 und das zweite Sicherungselement 40 sind umfangsseitig unterbrochen und weisen jeweils zwei Ösen 82 für ein Werkzeug auf, mit denen das erste und zweite Sicherungselement 36, 40 radial gestaucht oder radial aufgeweitet werden können, um diese zu montieren. Das zweite Sicherungselement 40 weist in der Aussenumfangsnut 46 eine Montagestellung auf, bei der dieses beim Einsetzen des ersten Sicherungselements 36 in die Aussenumfangsnut 46 entgegen einer Vorspannkraft des zweiten Sicherungselements 40 radial gestaucht ist. Bei eingesetztem ersten Sicherungselement 36 weist das zweite Sicherungselement 40 eine von der Montagestellung abweichende Betriebsstellung auf, bei der dieses gegenüber der Montagestellung radial aufgeweitet ist und dadurch die Axialkraft bewirkt.
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Die zwischen dem ersten und zweiten Sicherungselement 36, 40 aufgebaute Axialkraft wird über die Hülse 80 auf das zweite Drehbauteil 22 übertragen und dieses gegenüber dem ersten Drehbauteil 16 axial gesichert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehbauteilvorrichtung
- 12
- elektrischen Fahrzeugachse
- 14
- Drehachse
- 16
- erstes Drehbauteil
- 18
- Welle
- 20
- Aussenumfang
- 22
- zweites Drehbauteil
- 24
- Lager
- 26
- Lagerinnenring
- 28
- Wälzkörper
- 30
- Lageraussenring
- 32
- Gehäuse
- 34
- Axialsicherungsvorrichtung
- 36
- erstes Sicherungselement
- 38
- erster Rampenbereich
- 40
- zweites Sicherungselement
- 42
- zweiter Rampenbereich
- 44
- Sicherungsring
- 46
- Aussenumfangsnut
- 48
- erster Randbereich
- 50
- erste Ebene
- 52
- Normale
- 54
- Randbereich
- 56
- zweiter Randbereich
- 58
- zweite Ebene
- 60
- Normale
- 62
- Innendurchmesser
- 64
- Innendurchmesser
- 66
- Aussendurchmesser
- 68
- Aussendurchmesser
- 72
- Wellendichtring
- 74
- Zahnrad
- 76
- axiale Seitenfläche
- 78
- Absatz
- 80
- Hülse
- 82
- Ösen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010010638 A1 [0002]
