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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung, umfassend zumindest ein Halteelement und einen Sicherungsring.
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Durch die Weiterentwicklung der Elektromobilität steigt die Zahl elektrisch und teilelektrisch betriebener Fahrzeuge im Straßenverkehr kontinuierlich. Umweltgesetzgebungen und immer strenger werdende Emissionsrichtlinien führen zu einer kontinuierlichen Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Um diese Technologie zukünftig einer breiten Masse zugänglich zu machen, ist eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit entscheidend. Im Gegensatz zu Verbrennungskraftmaschinen, deren wirtschaftliche Fertigung in den letzten 100 Jahren kontinuierlich optimiert wurde, ist eine serienmäßige Entwicklung und Fertigung von elektrischen Antrieben neu. Die Reduzierung von Bauteilen ist daher von entscheidender Bedeutung. Sicherungselemente wie Sicherungsringe und Sprengringe, die mit Hilfe zusätzlicher Stützelemente gegen ein Herauswandern aus einer Nut gesichert werden, sind bekannt.
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Beispielsweise zeigt die
DE 1 811 573 A eine Sicherung für eine Schraubverbindung mit einem Sicherungsring, der an seinem Innenumfang eine Haltenase aufweist, welche in eine Axialnut eines Gewindebolzens eingreift. Bei dieser Sicherung wird der Sicherungsring aufgepresst und dabei so verformt, dass die Gewindemutter gesichert ist. Diese Form der Fixierung ist jedoch recht komplex und somit teuer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine materialsparende Sicherungseinrichtung für eine Lageranordnung mit einem Sicherungsring und einem Halteelement bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Sicherungseinrichtung für eine Lageranordnung mit einem Sicherungsring, der in einer Außennut einer Gehäuseanordnung sitzt und die Lageranordnung in axialer Richtung fixiert, wobei zwischen einer inneren Ringfläche des Sicherungsrings und einer Außenfläche einer Stützschulter der Lageranordnung ein axial verlaufendes Halteelement verläuft, welches den Sicherungsring radial nach innen in einem Abstand zur Stützschulter arretiert.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Offenbarung eine Lageranordnung mit einer Sicherungseinrichtung.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Offenbarung eine Getriebeanordnung mit einer Lageranordnung.
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Weitere Aspekte und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
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Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung;
- 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung in Seitenansicht mit zwei Ausführungsbeispielen 2A und 2B;
- 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Sicherungseinrichtung;
- 4 eine schematische Ansicht einer Sicherungseinrichtung bekannt aus dem Stand der Technik.
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Vor einer detaillierten Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele werden nachfolgend erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutert.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Sicherungseinrichtung für eine Lageranordnung mit einem Sicherungsring, der in einer Außennut sitzt und die Lageranordnung in axialer Richtung fixiert, wobei zwischen einer inneren Ringfläche des Sicherungsrings und einer Außenfläche einer Stützschulter der Lageranordnung ein axial verlaufendes Halteelement verläuft, welches den Sicherungsring radial nach innen in einem Abstand zur Stützschulter arretiert.
Bei dem Begriff „Lageranordnung“ kann es sich beispielsweise um einen Lageraußenring innerhalb einer Getriebeanordnung handeln.
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Der Begriff „Außennut“ in Anspruch 1 definiert den Abschnitt im Kontaktabschnitt der Lageranordnung, der für einen Fügeprozess/Kontaktierungsprozess vorbereitet bzw. ausgebildet ist, insbesondere geometrisch bearbeitet ist. In die Außennut kann ein Sicherungsring, insbesondere ein Sprengring zur axialen Festlegung der Lageranordnung angebracht werden.
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Die „Stützschulter“ bezeichnet einen abgesenkten Bereich der Lageranordnung, der für die Aufnahme des Halteelements innerhalb des Sicherungsrings vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Halteelement den Sicherungsring in radialer Richtung gegen ein Herauswandern aus der Außennut sichern.
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Das Halteelement kann ein Bauteil in Form einer Haltenase oder eines Stiftes sein, das axial entlang der Außenfläche der Stützschulter der Lageranordnung bis unter den Sicherungsring reicht und diesen gegen ein Herauswandern aus der Nut zu sichert.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Halteelement als nasenartiger Vorsprung ausgebildet ist und bis unter den Sicherungsring reicht, das einen äußeren Kontaktbereich aufweist, der radial an der inneren Ringfläche des Sicherungsrings anliegt, wobei der äußere Kontaktbereich einen Krümmungsradius aufweist, der maximal dem Krümmungsradius der inneren Ringfläche des Sicherungsrings entspricht. Je nach Ausführungsform des Halteelements kann der Kontakt zwischen dem Kontaktbereich des Halteelements und der inneren Ringfläche des Sicherungsrings beispielsweise tangential sein oder der Kontaktbereich des Halteelements in Umfangsrichtung der inneren Ringfläche des Sicherungsrings angepasst sein.
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Es gibt Ausführungen, bei denen mehrere Halteelemente am Umfang der Lageranordnung angeordnet sind. Idealerweise können zwischen dem Kontaktbereich des Halteelements und der inneren Ringfläche des Sicherungsrings 3 bis 4 Halteelemente angeordnet sein, um eine bestmögliche Stabilität des Sicherungsrings zu gewährleisten. Das Halteelement ist aber nicht auf eine partielle Ausführung beschränkt und kann beispielsweise auch als ein einziges sich in Umfangsrichtung erstreckendes Element ausgeführt sein.
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Es gibt Ausführungen, bei denen die Halteelemente gleichmäßig zueinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Dabei können alle Abstände der angeordneten Halteelemente in Umfangsrichtung einen konstanten Betrag aufweisen.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Haltelement an einem Funktionsbauteil, insbesondere einem Verdrängerkörper, angeordnet ist. Gegenüber dem axialen Ende der Stützschulter der Lageranordnung kann ein Funktionsbauteil angeordnet sein, an dem mindestens ein in radialer Richtung nach außen vorstehendes Halteelement angeordnet ist. Das Funktionsbauteil ist vorzugsweise aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, kann aber beispielsweise auch glasfaserverstärkten PP umfassen. Ebenfalls kann das Funktionsbauteil aus Metall oder anderen Werkstoffen oder als Mischformen dieser ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Funktionsbauteil einen Metallkern umfassen mit einer Ummantelung aus Kunststoff.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Funktionsbauteil die Lageranordnung axial zur Stützschulter der Lageranordnung arretiert. Durch die axial vom Funktionsbauteil ausgehenden Halteelemente, die bis an die Lageranordnung reichen, kann die Lageranordnung in Position gehalten bzw. fixiert werden.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Halteelement in eine Vertiefung der Lageranordnung eingreift. Am Umfang der Stützschulter der Lageranordnung können sich Vertiefungen befinden, die strahlenförmig in axialer Richtung ausgeführt und in Umfangsrichtung der Lageranordnung angeordnet sind. Diese Vertiefungen sind formschlüssig zu den Halteelementen ausgebildet, welche am Umfang der Stützschulter der Lageranordnung ausgerichtet sind. Auf diese Weise können variable Radialkräfte, die an der Lageranordnung auftreten, von dem Halteelement aufgenommen und an das Funktionsbauteil übertragen werden, wodurch zwischen Lageranordnung und Funktionsbauteil eine drehfeste Verbindung entsteht.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Halteelement aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet ist. Das Halteelement ist vorzugsweise aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, kann aber beispielsweise auch glasfaserverstärktes PP umfassen. Ebenfalls kann das Halteelement aus Metall oder andere Werkstoffe oder Mischformen dieser ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Halteelement einen Metallkern umfassen mit einer Ummantelung aus Kunststoff.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Halteelement und das Funktionsbauteil einstückig ausgebildet sind. Bei einem Verfahren zur Herstellung des Funktionsbauteils können ein oder mehrere Halteelemente durch eine plastische Verformung des Funktionsbauteils an diesem erzeugt werden. Sie sind dann einstückig mit dem Funktionsbauteil ausgeführt. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen das Halteelement und das Funktionsbauteil mehrstückig verarbeitet sein können. Genauso ist es denkbar, dass das Halteelement und das Funktionsbauteil in unterschiedlichen Materialien ausgeführt sein können.
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Es gibt Ausführungen, bei denen der Sicherungsring eine konische Stirnfläche umfasst. Bevorzugt ist der radiale Sicherungsring konisch ausgebildet, d. h. eine Sicherungsfläche des Sicherungsrings ist konisch ausgebildet. Diese Sicherungsfläche kann so ausgebildet sein, dass sie Kräfte in axialer Richtung aufnimmt. Weiter kann die Sicherungsfläche des Sicherungsrings derart ausgebildet sein, dass der Sicherungsring über den gesamten Umfang in radialer Richtung blockiert.
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Ein weiterer Aspekt der Anmeldung betrifft eine Lageranordnung, die mit einer Sicherungseinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen ist.
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Ein weiterer Aspekt der Anmeldung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer Lageranordnung. Das Getriebe kann ein Getriebe in einem Elektrofahrzeug sein. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt 1 eine Sicherungseinrichtung 100 in einer perspektivischen Ansicht. Die Sicherungseinrichtung 100 setzt sich zusammen aus einem Sicherungsring 102, der an einer Stützschulter einer Lageranordnung 104 angebracht ist und sich dort in einer Außennut einer Gehäuseanordnung (nicht gezeigt) einfügt. In Position gehalten wird der Sicherungsring durch ein verlängertes Halteelement 103, welches sich, ausgehend von einem Funktionsbauteil 105, axial in Richtung der Lageranordnung erstreckt und sich zwischen einer inneren Ringfläche des Sicherungsrings 108 und der Stützschulter der Lageranordnung 104 anordnet und den Sicherungsring in der Außennut der Gehäuseanordnung arretiert. Dabei reicht das Halteelement 103 unter den Stützring 102, entlang der Stützschulter der Lageranordnung 104, bis an die Grenzfläche der Stützschulter der Lageranordnung 104 und des Körpers der Lageranordnung 101.
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2 zeigt eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung 100, angeordnet an einer Walzanordnung 301. Ein Sicherungsring 102, der an einer Stützschulter einer Lageranordnung 104 angebracht ist, sitzt in einer Außennut einer Gehäuseanordnung 106 und wird durch ein verlängertes Halteelement 103, ausgehend von einem Funktionsbauteil 105, in Position gehalten. Durch das Halteelement 103 wird der Sicherungsring 102 in einem bestimmten Abstand zur Stützschulter der Lageranordnung 104 arretiert und so ein Herausrutschen des Sicherungsrings 102 aus der Außennut 106 verhindert. Gleichzeitig hilft die axiale Kraft, ausgehend von dem Halteelement 103 und dem Funktionsbauteil 105, die Lageranordnung in Position zu halten. Das Funktionsbauteil 105 und das Halteelement 103 haben also zusätzlich eine stabilisierende Funktion innerhalb der Sicherungseinrichtung 100. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Sicherungsfläche des Sicherungsrings 102 konisch ausgebildet und formschlüssig mit der Passform der Außennut der Gehäuseanordnung 106.
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Das Halteelement 103 kann dabei mehrere Ausführungsformen aufweisen, um den Sicherungsring 102 in der Außennut zu halten.
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Beispielhaft ist dafür je ein Ausschnitt skizzenartig in der 2A und 2B zu sehen. Wie in dem Ausführungsbeispiel 2A zu sehen, kann das Halteelement 103 einen runden Durchmesser aufweisen und tangential am Innenumfang des Sicherungsrings 102 anliegen.
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Wie in einer weiteren Ausführungsform in der 2B zu sehen ist, kann der Kontaktbereich des Halteelements 103 der Form des Innenumfangs des Sicherungsrings 102 angepasst sein, wobei der äußere Kontaktbereich einen Krümmungsradius aufweist, der maximal dem Krümmungsradius der inneren Ringfläche des Sicherungsrings 108 entspricht
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Der Durchmesser des Halteelements ist aber nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und kann, je nach Anwendung, beispielsweise auch eine ovale, eine eckige oder eine sonstige Form aufweisen.
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3 zeigt eine Sicherungseinrichtung 100a, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei der in 3 dargestellten Sicherungseinrichtung 100a wird zwischen einem Sicherungsring 102 und einer Stützschulter einer Lageranordnung, ein Stützring 102a eingesetzt, um den Sicherungsring 102 vor einem Herauswandern aus einer Außennut (nicht gezeigt) zu sichern. Zusätzlich sichert ein Halteelement 103a, ausgehend von einem Funktionsbauteil 105, den Stützring 102a in axialer Richtung ab.
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4 zeigt eine schematische Abbildung einer Sicherungseinrichtung 100a aus dem Stand der Technik, die an einer Walzanordnung 301, angeordnet ist. Bei der in 4 dargestellten Sicherungseinrichtung 100a wird innerhalb eines Sicherungsrings 102, der an einer Stützschulter einer Lageranordnung 104 angeordnet ist, ein Stützring 102a eingesetzt, um den Sicherungsring 102 vor einem Herauswandern aus einer Außennut einer Gehäuseanordnung 106 zu sichern. Zusätzlich sichert ein Halteelement 103a, ausgehend von einem Funktionsbauteil 105, den Stützring 102a in axialer Richtung ab. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Sicherungsfläche des Sicherungsrings 102 konisch ausgebildet und formschlüssig mit der Passform der Außennut der Gehäuseanordnung 106.
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Bezugszeichen
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- 100
- Erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung
- 100a
- Sicherungseinrichtung laut Stand der Technik
- 200
- Schematische Darstellung einer Sicherungseinrichtung laut Stand der Technik
- 200a
- Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung
- 101
- Lageranordnung
- 102
- Sicherungsring
- 102a
- Stützring
- 103
- Verlängertes Halteelement
- 103a
- Halteelement aus dem Stand der Technik
- 104
- Stützschulter der Lageranordnung
- 105
- Funktionsbauteil
- 106
- Außennut in Gehäuseanordnung
- 107
- Gehäuseanordnung
- 108
- Innere Ringfläche des Sicherungsrings
- 301
- Wellenanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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