Bezeichnung der Erfindung
Mechanische Sicherung einer Axialscheibe
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die mechanische Sicherung einer Axialscheibe, die mit einem Gehäuse oder einer Welle verbunden ist, wobei das Gehäuse eine Aufnahmeöffnung aufweist, in die die Axialscheibe eingesetzt ist oder die Welle von einer zentrischen Aufnahmebohrung der Axialscheibe umgeben ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Axialscheiben werden beispielsweise als Anlaufscheiben oder im Getriebebau als Gehäuse- oder Wellenscheiben eingesetzt, die in diesem letztgenannten Fall als Laufbahnen für Wälzkörper dienen. Nach dem bisheri- gen Stand der Technik werden derartige Axialscheiben als Passscheiben gefertigt, die in aufwändiger Weise spangebend hergestellt sein müssen, um enge Toleranzen zwischen Axialscheibe und zugehöriger Anschlusskonstruktion zu garantieren. Diese engen Toleranzen sind erforderlich, da eine geringe Überdeckung zwischen Axialscheibe und einer Aufnahmebohrung vorhanden sein muss, damit die Axialscheibe in die Aufnahmebohrung eingeschnappt werden kann. In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Axialscheibe an ihrem radial außenliegenden Ende mit einer Fase versehen ist. Dies bedeutet, der Durchmesser und die äußere Mantelfläche der Axialscheibe müssen höchsten Ansprüchen hinsichtlich Maßhaltigkeit und Glattheit genü- gen. Dies hat jedoch zur Folge, dass derartige Scheiben in aufwändiger Weise durch Sägen, Drehen und Schleifen auf das geforderte Feinmaß gebracht werden müssen. Gestanzte Scheiben, die wesentlich einfacher und damit kostengünstiger zu fertigen sind, sind nicht für diesen Anwendungszweck geeignet,
da ihre Mantelfläche so genannte Stanzausrisse aufweist, d. h., nicht die geforderte Oberflächenglätte besitzt. Es ist weiter von Nachteil, dass die Befestigung einer solchen Axialscheibe an einer Anschlusskonstruktion nicht genügend sicher ist, d. h., bei der sogenannten Überkopfmontage kann es dazu kommen, dass bedingt durch die Schwerkraft sich die Axialscheibe von ihrer Anschlusskonstruktion löst.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine in axialer Richtung kraftschlüssig wirkende Sicherung für eine Axialscheibe zu entwickeln, die den Gesamtaufwand zu deren Befestigung entscheidend verringert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass zwischen einer inneren Mantelfläche der Aufnahmeöffnung des Gehäuses und einer äußeren Mantelfläche der Axialscheibe oder zwischen der zentrischen Aufnahmebohrung der Axialscheibe und der Welle ein elastisch nachgiebiges Verbindungselement angeordnet ist, das eine von einer Kreisform abweichende Form aufweist und Gehäuse und Axialscheibe oder Welle und Axialscheibe kraftschlüssig miteinander verbindet, wobei das Verbindungselement an mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen Aufnahmeöffnung und Axialscheibe oder Welle und Axialscheibe unter Vorspannung be- rührt.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass durch die Verwendung des elastischen Verbindungselementes keine größeren Ansprüche an die verwendete Axialscheibe gestellt werden müssen. Insbeson- dere ist es nicht erforderlich, enge Toleranzen zwischen der Anschlusskonstruktion und der Axialscheibe einzuhalten. Dies betrifft sowohl den Durchmesser der Axialscheibe als auch die Rauheit von deren Mantelfläche. Das elastische Verbindungselement gleicht in einfacher Weise durch seine von Kreis-
form abweichende Form Toleranzen und vorhandene Spiele zwischen Axialscheibe und Anschlusskonstruktion weitgehend aus. Insbesondere ist es möglich, die wesentlich günstig herzustellenden gestanzten Axialscheiben zu verwenden, da diese nicht in aufmäßiger Weise zu schleifen sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen mechanischen Sicherung liegt darin, dass diese zuverlässig arbeitet. So ist insbesondere bei der sogenannten Überkopf- montage keine Trennung von Axialscheibe und Anschlusskonstruktion unter dem Einfluss der Schwerkraft möglich. Die polygonartige Ausbildung des Verbindungselementes derart, dass an drei gleichmäßig voneinander beabstande- ten Umfangsstellen je eine Wölbung vorhanden ist, sorgt dafür, dass ein sicherer Halt von Axialscheibe und Anschlusskonstruktion unter allen Betriebsbedingungen realisiert ist. Die winkelförmige Ausbildung des Verbindungselementes sorgt einerseits für dessen erhöhte Stabilität und andererseits dafür, dass eine verbesserte Anlage der Axialwinkelscheibe realisiert ist. Je nach der Ver- wendung als Wellenscheibe oder als Gehäusescheibe ist vorgesehen, dass die Wölbungen des elastischen Verbindungselementes radial außen- oder radial innenliegend angeordnet sind. Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungselement aus einem Eisenwerkstoff besteht, der einerseits sehr dünnwandig ausgeführt ist und der andererseits eine genügend hohe Elastizität aufweist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Gehäusescheibe vor Montage in einer Anschlusskonstruktion,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1 nach erfolgter
Montage,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine erste Variante eines erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindungselementes,
Figur 4 eine Draufsicht auf das Verbindungselement gemäß Figur 3 mit eingelegter Axialscheibe,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung der Anordnung gemäß Figur 4 vor dem Einlegen der Axialscheibe,
Figur 6 einen Axialschnitt durch eine Axialscheibe mit noch nicht anliegendem Verbindungselement,
Figur 7 den gleichen Axialschnitt wie in Figur 6 mit angelegtem Verbindungselement,
Figur 8 eine Draufsicht auf eine weitere Anschlusskonstruktion,
Figur 9 eine Draufsicht auf eine zweite Variante des erfindungsgemäßen
Verbindungselementes,
Figur 10 eine perspektivische Darstellung des Verbindungselementes ge- maß Figur 9,
Figur 11 einen Axialschnitt durch eine Axialscheibe gemäß dem zweiten Verbindungselement nach Figur 9 und
Figur 12 den gleichen Axialschnitt mit aufgeschobenem Verbindungselement.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In den Figur 1 und 2 ist eine Anschlusskonstruktion in Form eines Sonnenrades 1 gezeigt, das Bestandteil eines jeden Planetenradsatzes ist. Derartige Planetenradsätze sind das Herz eines jeden Automatikgetriebes. In nicht dargestellter Weise sind um das Sonnenrad 1 mehrere gleichmäßig in Umfangs- richtung voneinander beabstandete Planetenräder angeordnet, deren Zähne in die Umfangsverzahnung 2 des Sonnenrades 1 eingreifen. Die Planetenräder wiederum sind von einem ebenfalls nicht dargestellten Hohlrad umgeben, des- sen Innenverzahnung mit der Verzahnung der Planetenräder kämmt. Wie weiter erkennbar, ist das Sonnenrad 1 mit einer kreisrunden Ausnahmeöffnung 3 versehen, die in axialer Richtung durch die Schulter 4 und in radialer Richtung durch die Mantelfläche 5 begrenzt ist.
Wie die Figuren 1 und 2 weiter zeigen, ist in die Aufnahmeöffnung 3 des Sonnenrades 1 ein Verbindungselement 6 eingesetzt, das wiederum die Axialscheibe 7 aufnimmt. Wie insbesondere die Figuren 3, 4 und 5 zeigen, weist das Verbindungselement 6 eine von der Kreisform abweichende Form auf. Wie aus den Figuren 3 und 4 erkennbar, ist das Verbindungselement 6 im Wesent- liehen als ein Polygon, d. h. als ein Vieleck, im Ausführungsbeispiel als ein Dreieck ausgebildet, das an drei gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Umfangsstellen Wölbungen 8 aufweist, die bezogen auf eine gemeinsame Achse 9 den maximalen Radius R2 aufweisen, der im Scheitelpunkt der Wölbung 8 liegt. Dieser maximale Radius R2 der Wölbung 8 verrin- gert sich beidseitig in Umfangsrichtung, bis schließlich am Beginn und am Ende der Wölbung 8 der Radius R2 gleich dem Radius R1 ist, der dem Radius der eingeschlossenen Axialscheibe 7 entspricht. Auf diese Weise ist die Axialscheibe 7 vom Verbindungselement 6 bis auf die Wölbungen 8 allseitig umschlossen. Das Verbindungselement 6 ist winkelförmig ausgebildet, wobei der radial verlaufende Teil 11 in den axial verlaufenden Teil 10 übergeht, der die Mantelfläche der Axialscheibe 7 teilweise umgreift. Wie Figur 4 weiter zeigt, ist im Scheitelpunkt der Wölbung 8 eine maximale mit 12 bezeichnete Überde-
ckung vorhanden, deren Wert je nach Anwendungsfall bis zu einem Millimeter betragen kann.
Unter Bezugnahme auf die Figur 2 ist entnehmbar, dass die Axialscheibe 7 in der Aufnahmeöffnung 3 des Sonnenrades 1 einerseits über den großen Teil ihres Umfangs vom axial verlaufenden Teil 11 des Verbindungselementes 6 aufgenommen ist. Lediglich im Bereich der Wölbungen 8 ist keine Berührung zwischen Axialscheibe 7 und dem Teil 10 des Verbindungselementes 6 vorhanden. Andererseits ist die Axialscheibe 7 in der Aufnahmeöffnung 3 über die Wölbungen 8 des Verbindungselementes 6 gehalten, wobei die Wölbungen 8 an der Mantelfläche 5 der Ausnahmeöffnung 3 anliegen. Der Figur 2 ist auch entnehmbar, dass aufgrund der von Kreisform abweichenden Form des Verbindungselementes 6 dieses gleichzeitig die Mantelfläche der Axialscheibe 7 und die Mantelfläche 5 der Aufnahmeöffnung 3 berührt, sodass die Axialschei- be 7 mit dem Sonnenrad 1 kraftschlüssig verbunden ist. Die Figuren 6 und 7, die eine gestanzte Axialscheibe 7 vor und nach dem Verschnappen mit dem elastischen Verbindungselement 6 zeigen, zeigen den schräg verlaufenden Stanzaushss 13 der Axialscheibe 7. Dieser dient als Einführfläche für den axial verlaufenden Teil 10 des Verbindungselementes 6, sodass dieses und die Axi- alscheibe 7 einfach miteinander verschnappbar sind.
Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das in den Figuren 8 bis 12 dargestellte im Wesentlichen dadurch, dass die mit 14 bezeichnete Axialscheibe nicht mit einem Gehäuse, sondern mit der Welle 15 kraftschlüssig verbunden ist. Wie erkennbar, ist in die Aufnahmebohrung 16 der Axialscheibe 14 das Verbindungselement 6 eingesetzt, das mit seinen Wölbungen 8 drei Umfangsstellen an der inneren Mantelfläche der Aufnahmebohrung 16 anliegt. Die Welle 15 wiederum, die vom Verbindungselement 6 konzentrisch umschlossen ist, wird wiederum fest vom axial verlaufenden Teil 10 des Verbindungselementes 6, ausgenommen die Wölbungen 8, umschlossen. Auf diese Weise ist die Axialscheibe 14 über das Verbindungselement 6 fest mit der Welle 15 verbunden, wobei in diesem Fall die Axialscheibe 14 als Wellenscheibe zu bezeichnen ist. Das Verbindungsele-
ment 6 muss dabei jedoch so gestaltet sein, dass sein axial verlaufender Teil 10 nicht am äußeren radialen Ende, sondern am inneren radialen Ende angeordnet ist, weil dieses Teil 10 in die Aufnahmebohrung 16 der Axialscheibe 14 eingreifen muss. Ansonsten gelten die gleichen bereits vorstehend beschrie- benen Merkmale und Wirkungsweisen des ersten Ausführungsbeispiels, so- dass auf eine nochmalige ausführliche Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Bezugszeichen
1 Sonnenrad
2 Verzahnung
3 Aufnahmeöffnung
4 Schulter
5 Mantelfläche
6 Verbindungselement
7 Axialscheibe
8 Wölbung
9 Achse
10 axial verlaufender Teil
11 radial verlaufender Teil
12 Überdeckung
13 Stanzaushss
14 Axialscheibe
15 Welle
16 Aufnahmebohrung
R1 Radius
R2 Radius