DE102016213476A1

DE102016213476A1 - Passverzahnung mit Axialsicherung

Info

Publication number: DE102016213476A1
Application number: DE102016213476.0A
Authority: DE
Inventors: Erwin VAN EYNDHOVEN
Original assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Welle (101), einer Nabe (103) und mindestens einem Fixiermittel (305); wobei die Nabe (103) eine erste Verzahnung und die Welle eine zweite Verzahnung aufweist; und wobei die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung eine Passverzahnung (105) bilden. Die erste Verzahnung ist mit einer Nut (303) versehen; wobei das Fixiermittel (305) mit der Welle (101) verfügt ist und in die Nut (303) eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind Passverzahnungen bekannt, um eine Welle mit einer Nabe drehfest zu verbinden. Damit sind aber die Welle und die Nabe nicht relativ zueinander in axialer Richtung, d. h. in Richtung einer gemeinsamen Drehachse, gesichert. Zur Sicherung in axialer Richtung sind ergänzende Mittel notwendig. Zwischen diesen und der Passverzahnung verbleibt aus fertigungstechnischen Gründen ein sogenannter Schleifauslauf. Infolgedessen vergrößert sich in axialer Richtung der benötigte Bauraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Welle-Nabe-Verbindung unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile verfügbar zu machen. Insbesondere soll der Bauraumbedarf in axialer Richtung reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1 und eine Anordnung nach Anspruch 2. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Verzahnung so zu bearbeiten, dass sie zur Fixierung der Welle und der Nabe in axialer Richtung relativ zueinander eine formschlüssige Verbindung mit dem Fixiermittel eingehen kann. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Nut oder ein Grat vorgesehen.
Die Anordnung umfasst eine Welle, eine Nabe und mindestens ein Fixiermittel. Mittels einer Passverzahnung sind die Welle und die Nabe drehfest miteinander verbunden. Entsprechend weist die Nabe eine erste Verzahnung und die Welle eine zweite Verzahnung auf. Bei der ersten Verzahnung handelt es sich um eine Innenverzahnung, bei der zweiten Verzahnung um eine Außenverzahnung. Die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung bilden die Passverzahnung.
Eine Passverzahnung, auch Steckverzahnung genannt ist eine Vielfach-Mitnehmerverbindung. Zur Übertragung eines Drehmoments über deren Zahnflanken ist jede Zahnflanke der Passverzahnung ausgebildet mit einer weiteren Zahnflanke der Passverzahnung in Kontakt zu kommen. Über diesen Kontakt wird eine Kraft und infolge dessen das genannte Drehmoment übertragen. Entsprechend greifen die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen der Welle und der Nabe ineinander, sodass zwischen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung eine drehfeste, formschlüssige Verbindung zustande kommt.
Das Fixiermittel ist vorgesehen, die Welle und die Nabe in axialer Richtung relativ zueinander zu fixieren. Erfindungsgemäß ist die erste Verzahnung mit einer Nut oder mit einem Grat versehen. Dies bedeutet, dass die Nut oder der Grat in die erste Verzahnung eingebracht ist. Die Nut oder der Grat befindet sich innerhalb der ersten Verzahnung. Dies impliziert, dass Zähne der ersten Verzahnung, vorzugsweise sämtliche Zähne der ersten Verzahnung jeweils einen Teil der Nut oder des Grats aufweisen. Im Falle der Nut weit jeder Zahn eine Aussparung auf. Ist ein Grat vorgesehen, weist entsprechend jeder Zahn einen vorspringenden Teil auf.
Bei einer Nut handelt es sich um eine längliche Vertiefung. Ein Grat bildet ein Negativprofil einer Nut. Entsprechend handelt es sich um eine längliche Erhöhung. Ein Element ist länglich, wenn die räumliche Ausdehnung des Elements in eine Richtung geringer ist als die räumliche Ausdehnung des Elements in eine orthogonal dazu verlaufende Richtung. Die ist insbesondere bei einer Nut oder bei einem Grat gegeben, die rotationssymmetrisch zu einer Drehachse der Welle und der Nabe sind.
Das Fixiermittel ist mit der Welle verfügt. Geeignete Fügeverfahren lassen sich der DIN-Norm 8593 entnehmen.
Im Falle der mit der Nut versehenen ersten Verzahnung ist das Fixiermittel so ausgebildet, dass es in die Nut eingreift. Bevorzugt greift ein Grat des Fixiermittels in die Nut ein.
Im Falle der mit dem Grat versehenen ersten Verzahnung weist das Fixiermittel eine Nut auf. In diese greift der Grat ein.
Durch das Fixiermittel, dass in die Nut der ersten Verzahnung eingreift bzw. dass die Nut aufweist, welche in den Grat der ersten Verzahnung eingreift, kommt zwischen dem Fixiermittel und der ersten Verzahnung eine formschlüssige Verbindung zustande. Diese Verbindung fixiert die erste Verzahnung und das Fixiermittel relativ zueinander gegenüber axialen Verschiebungen. Da das Fixiermittel mit der Welle verfügt ist, kommt infolge dessen eine axiale Fixierung der Welle und der Nabe zustande.
Ein Schleifauslauf ist nicht erforderlich, da die Nut bzw. der Grat direkt in die erste Verzahnung eingebracht ist. Auf diese Weise verringert sich der in axialer Richtung benötigte Bauraum.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Nut und/oder der Grat rotationssymmetrisch zu der Drehachse der Welle und der Nabe.
Das Fixiermittel ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung zweistückig ausgebildet. Dies vereinfacht es, das Fixiermittel zur Montage in die Nut einzubringen bzw. es so zu montieren, dass der Grat der ersten Verzahnung in die Nut des Fixiermittels eingreift.
Das Fixiermittel ist bevorzugt mit der Welle verschraubt. Alternativ kann das Fixiermittel mittels eines Sicherungsrings mit der Welle verfügt sein.
Die 1 und 2 stellen aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen dar. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 3 bis 6 abgebildet. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
1 eine erste Passverzahnung mit Axialsicherung;
2 eine zweite Passverzahnung mit Axialsicherung;
3 eine dritte Passverzahnung mit Axialsicherung;
4 eine vierte Passverzahnung mit Axialsicherung,
5 eine fünfte Passverzahnung mit Axialsicherung; und
6a bis 6d Varianten der Axialsicherung.
Gemäß 1 sind eine Welle 101 und eine Nabe 103 mittels einer Passverzahnung 105 drehfest verbunden. Zur axialen Fixierung der Welle 101 und der Nabe 103 ist eine erste Platte 107 auf die Nabe 103 aufgeschraubt. Eine zweite Platte 109 ist auf die Welle 101 aufgeschraubt.
Die Welle 101 bildet einen ersten Grat 111 aus, gegen den die erste Platte 107 sich in eine erste Richtung abstützt. Analog bildet die Nabe 103 einen zweiten Grat 113 aus, gegen den sich die zweite Platte 109 in eine zweite, zu der ersten axialen Richtung entgegengesetzte axiale Richtung abstützt. Hierdurch wird die axiale Beweglichkeit der Welle 101 und der Nabe 103 relativ zueinander eingeschränkt.
Um den zweiten Grat 113 in der Nabe 103 zu fertigen, ist ein Schleifauslauf 115 erforderlich. Dieser vergrößert den Bauraumbedarf in axialer Richtung.
Eine alternative Lösung, die unter Verzicht der ersten Platte 107 mit einer einzigen Platte – der zweiten Platte 109 – auskommt, zeigt 2. Auch hier ist ein Schleifauslauf 115 erforderlich.
Die in 3 dargestellte Passverzahnung 105 hingegen kommt ohne einen Schleifauslauf 115 aus. Hier ist ein Grat 301 direkt in eine Verzahnung der Nabe 103 eingebracht, welche zusammen mit einer weiteren Verzahnung der Welle 101 die Passverzahnung 105 bildet. Der Grat 301 greift in eine Nut 303 eines Befestigungsmittels 305 ein. Das Befestigungsmittel 305 wiederum ist mit der Welle 101 verschraubt.
Gemäß 4 weist die Verzahnung der Nabe 103, welche die Passverzahnung 105 ausbildet, keinen Grat, sondern eine Nut 401 auf. In die Nut 401 greift das Befestigungsmittel 305 ein.
Eine alternative Verfügung des Befestigungsmittels 305 mit der Welle 101 anstelle der in den 3 und 4 dargestellten Verschraubung zeigt 5. Hier ist das Befestigungsmittel 305 auf einen Wellenabsatz 501 aufgesetzt und wird mit einem Sicherungsring 503 gegen axiale Verschiebung gesichert.
Die 6a bis 6d zeigen unterschiedliche Arten, die Nabe 103 in dem Befestigungsmittel 305 formschlüssig zu fixieren.
Bezugszeichenliste

101: Welle
103: Nabe
105: Passverzahnung
107: erste Platte
109: zweite Platte
111: erster Grat
113: zweiter Grat
115: Schleifauslauf
301: Grat
303: Nut
305: Befestigungsmittel
401: Nut
501: Absatz
503: Sicherungsring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN-Norm 8593 [0010]

Claims

Anordnung mit einer Welle (101), einer Nabe (103) und mindestens einem Fixiermittel (305); wobei die Nabe (103) eine erste Verzahnung und die Welle eine zweite Verzahnung aufweist; und wobei die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung eine Passverzahnung (105) bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung mit einer Nut (303) versehen ist; wobei das Fixiermittel (305) mit der Welle (101) verfügt ist und in die Nut (303) eingreift.
Anordnung mit einer Welle (101), einer Nabe (103) und mindestens einem Fixiermittel (305); wobei die Nabe (103) eine erste Verzahnung und die Welle eine zweite Verzahnung aufweist; wobei die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung eine Passverzahnung (105) bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung mit einem Grat (301) versehen ist; wobei das Fixiermittel (305) mit der Welle (101) verfügt ist und eine Nut (303) aufweist; und wobei der Grat (301) in die Nut (303) eingreift.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Grat (301) und/oder die Nut (303) rotationssymmetrisch sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (305) zweistückig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (305) mit der Welle (101) verschraubt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4; gekennzeichnet durch mindestens einen Sicherungsring (503); wobei das Fixiermittel (305) mittels des Sicherungsrings (503) mit der Welle (101) verfügt ist.