DE10108189C2 - Position assurance method and thus secured bolt and housing arrangement - Google Patents
Position assurance method and thus secured bolt and housing arrangementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lagesicherungsverfahren und eine damit gesicherte Bolzen- und Gehäuseanordnung gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 und Anspruch 10.The invention relates to a position assurance method and a thus secured bolt and housing assembly according to the The preamble of claim 1 and claim 10.
Die Merkmale dieser Oberbegriffe sind aus dem DE-GM 17 77 114 bekannt.The features of these preambles are known from DE-GM 17 77 114 known.
Der Begriff "Bolzen" wird bei der Beschreibung der Erfindung als Oberbegriff verwendet, welcher in einer Gehäusebohrung nicht drehbare Bolzen und Achsen sowie in einer Gehäusebohrung drehbar angeordnete Bolzen und Wellen umfasst. Diese können massiv oder hohl sein. Insbesondere betrifft die Erfindung die axiale Sicherung solcher Bolzen in einem Lagergehäuse, Getriebegehäuse, Motorgehäuse oder Generatorgehäuse. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung dort, wo zur Anbringung von axialen Sicherungsmitteln wenig Raum vorhanden ist. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung betrifft beispielsweise Planetengetriebe und hier insbesondere die axiale Befestigung von Lagerbolzen in einem Planetenträger, wobei die Bolzen die Träger von Planetenrädern sind.The term "bolt" is used in describing the invention used as a generic term, which in a housing bore non-rotatable pins and axles and in a housing bore includes rotatably mounted bolts and shafts. these can be massive or hollow. In particular, the invention relates to axial securing of such bolts in a bearing housing, Gearbox housing, motor housing or generator housing. Especially Advantageously, the invention is where for the attachment of axial securing means little space is available. A preferred application of the invention relates, for example Planetary gear and in particular the axial attachment of bearing bolts in a planet carrier, wherein the bolts Carrier of planetary gears are.
Beim Stand der Technik werden zur axialen Sicherung von Bolzen (Bolzen, Wellen und Achsen) Sicherungselemente wie beispielsweise Sicherungsringe, Sprengringe und dergleichen lose Elemente verwendet. Beispielsweise zeigt die DE-A-26 52 652 ein Planetengetriebe mit Planetenrad-Bolzen in Bohrungen eines Planetenträgers. Die Sicherung der Bolzen gegen axiales Verschieben erfolgt durch Drahtringe, die in einer Ringnut der Bolzen angeordnet sind. Die Bolzen werden zusammen mit ihren Drahtringen in die Bohrungen des Planetenträgers eingepresst, bis die Drahtringe in einer Bohrungserweiterung verschwinden. Anschließend wird ein sich über alle Bolzen erstreckendes Sicherungsblech auf die Bolzen und auf einen Zapfen des Planetenträgers aufgeschoben. Anschließend wird das Sicherungsblech durch Verstemmen des Zapfen fixiert.In the prior art, for the axial securing of bolts (Bolts, shafts and axles) securing elements such as For example, circlips, snap rings and the like loose elements used. For example, DE-A-26 52 652 a planetary gear with planetary pin in holes a planet carrier. Securing the bolts against axial Movement takes place through wire rings, which are in an annular groove Bolts are arranged. The bolts will be together with theirs Wire rings pressed into the holes of the planet carrier, until the wire rings disappear in a hole extension. Subsequently, an over all bolts extending Locking plate on the bolts and on a pin of the Planet carrier postponed. Subsequently, the Locking plate fixed by caulking the pin.
Die DE 35 01 400 C1 zeigt ein Planetengetriebe mit hohlen Planetenrad-Bolzen, deren Enden axial geschlitzt sind und durch eine in sie eingesetzte Kugel radial gegen die Bohrungswand des Planetenträgers gepresst werden.DE 35 01 400 C1 shows a planetary gear with hollow Planetary pin whose ends are axially slotted and by a ball inserted into it radially against the Bore wall of the planet carrier are pressed.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine axiale Lagesicherung eines Bolzens in einer Gehäusebohrung zu schaffen, welche keine losen Sicherungselemente wie Sicherungsringe oder Sprengringe benötigt und durch welche der Montageaufwand von Getrieben, wie insbesondere Planetengetriebe, oder der Montageaufwand für Lager oder für Verbrennungsmotoren oder für elektrische Maschinen (Motor, Generator), wesentlich reduziert wird. Gleichzeitig sollen Qualitätsminderungen durch nicht korrekt montierte Sicherungselemente vermieden werden.By the invention, the problem to be solved, a axial position securing a bolt in a housing bore too create which no loose security elements like Circlips or snap rings needed and through which of Installation effort of gears, in particular Planetary gearbox, or the mounting effort for bearings or for Internal combustion engines or for electrical machines (engine, Generator), is significantly reduced. At the same time Quality reductions due to improperly mounted Fuse elements are avoided.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 10 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1 and of claim 10 solved.
Durch die Erfindung ergeben sich insbesondere folgende Vorteile: Es sind keine zusätzlichen Sicherungselemente zur Axialsicherung von Bolzen (Bolzen, Wellen, Achsen) in Bohrungen mehr erforderlich. Der Montageaufwand von Getrieben, Lagern, Motoren, Maschinen usw. wird wesentlich reduziert. Die Gefahr von Qualitätsreduzierungen durch nicht korrekt montierte Sicherungselemente wird vermieden. The invention results in particular the following Advantages: There are no additional security elements for Axial securing of bolts (bolts, shafts, axles) in More drilling required. The installation effort of gears, Bearings, engines, machines, etc. are significantly reduced. The Danger of quality reductions due to incorrect mounted fuse elements is avoided.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further features of the invention are in the subclaims contain.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen zeigenThe invention will be described below with reference to the drawings using a preferred embodiment as an example described. In the drawings show
Fig. 1 einen axialen Halbschnitt einer Bolzen- und Gehäuseanordnung nach der Erfindung im unteren Figurenteil vor der axialen Lagesicherung und im oberen Figurenteil nach der axialen Lagesicherung eines Bolzens in einer Bohrung eines Gehäuses, Fig. 1 is an axial half section of a pin and box arrangement according to the invention in the lower part of the figure in front of the axial position-securing and in the upper part of the figure according to the axial position securing a bolt in a bore of a housing,
Fig. 2 eine Stirnansicht eines Verstemmstempels von Fig. 1 von rechts gesehen in Richtung eines Pfeiles II von Fig. 1, FIG. 2 is an end view of a caulking die of FIG. 1 as seen from the right in the direction of an arrow II of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 einen vollständigen Axialschnitt der in Fig. 1 im oberen Teil dargestellten Bolzen- und Gehäuseanordnung nach der Erfindung. Fig. 3 is a complete axial section of the bolt and housing arrangement according to the invention shown in Fig. 1 in the upper part.
Die in den Zeichnungen gezeigte Bolzen- und Gehäuseanordnung enthält eine axiale Lagesicherung 2 eines Bolzens 4 in einer Bohrung 6 eines Gehäuses 8. Das Gehäuse 8 ist beispielsweise ein Planetenträger eines Planetengetriebes. Der Bolzen 4 ist beispielsweise ein vom Planetenträger 8 getragener Planetenrad-Lagerbolzen für ein Planetenrad.The pin and box arrangement shown in the drawings includes an axial position securing a bolt 2 4 6 in a bore of a housing. 8 The housing 8 is for example a planetary carrier of a planetary gear. The bolt 4 is, for example, a planet carrier bearing pin for a planetary gear carried by the planet carrier 8 .
Die Lagesicherung 2 ist dadurch gebildet, dass von dem Gehäusematerial der Gehäusebohrung 6 mindestens ein Teil als Verstemmmarke 10 radial in eine Ausnehmumg 12 im Außenumfang des Bolzens 4 verstemmt ist durch einen axialen Verstemmdruck auf die Gehäusestirnseite 14 an dem radial an die Bohrung 6 angrenzenden stirnseitigen Bohrungsrand 16 und eine dadurch entstandene axiale Materialverstemmung des Gehäusematerials 8. "Verstemmen" bedeutet hier eine plastische Materialverformung. The position assurance 2 is formed by that of the housing material of the housing bore 6 at least a portion caulked as Verstemmmarke 10 radially in a Ausnehmumg 12 in the outer periphery of the bolt 4 by an axial caulking on the housing end face 14 at the radially adjacent to the bore 6 frontal bore edge 16 and a resulting axial Materialverstemmung the housing material. 8 "Caulking" here means a plastic material deformation.
Die Ausnehmung 12 im Bolzen 4 ist axial beidseitig von Bolzenmaterial begrenzt und die mindestens eine Verstemmmarke 10 erstreckt sich radial zwischen die beiden axialen Ausnehmungsbegrenzungen 18 und 20, sodass der Bolzen 4 in beiden Axialrichtungen von der mindestens einen Verstemmmarke 10 axial gesichert wird.The recess 12 in the bolt 4 is axially bounded on both sides by bolt material and the at least one Verstemmmarke 10 extends radially between the two axial Ausnehmungsbegrenzungen 18 and 20 , so that the bolt 4 is axially secured in both axial directions of the at least one Verstemmmarke 10 .
Ein als Planetenträger dienendes Gehäuse 8 kann eine oder mehrere solcher Bohrungen 6 mit je einem Planetenrad-Bolzen 4 enthalten.A serving as a planet carrier housing 8 may contain one or more such holes 6 , each with a planetary pin 4 .
Die Ausnehmung 12 ist vorzugsweise eine im Bolzen 4 gebildete Umfangsnut. Der Nutgrund ist vorzugsweise rund ausgebildet. Dies erleichtert die Verteilung des Materials des Gehäuses 8 in Form der Verstemmmarke 10 in der Nut 12. Die Nuttiefe kann sehr klein sein, beispielsweise im Bereich zwischen 0,5 mm und 1 mm liegen. Auch die Breite der Nut braucht nicht groß zu sein. Sie kann beispielsweise zwischen 1 mm und 4 mm liegen.The recess 12 is preferably a circumferential groove formed in the bolt 4 . The groove bottom is preferably round. This facilitates the distribution of the material of the housing 8 in the form of the Verstemmmarke 10 in the groove 12th The groove depth can be very small, for example in the range between 0.5 mm and 1 mm. Also, the width of the groove does not need to be large. It can for example be between 1 mm and 4 mm.
Die Ausnehmung 12 kann von der Verstemmmarke 10 im Längsschnitt gesehen vollständig oder nur teilweise ausgefüllt sein. Der Bolzen 4 kann in der Bohrung 6 frei drehbar angeordnet oder darin einen Presssitz bilden. Wenn der Bolzen 4 auch nach dem Bilden und Verstemmen der Verstemmmarke 10 frei drehbar sein soll, muss die Verstemmmarke 10 in der Ausnehmung 12 Spielraum haben.The recess 12 can be seen from the Verstemmmarke 10 in longitudinal section completely or only partially filled. The bolt 4 can freely rotatably disposed in the bore 6 or form a press fit therein. If the bolt 4 is to be freely rotatable even after forming and caulking the Verstemmmarke 10 , the Verstemmmarke 10 must have 12 clearance in the recess.
Zum axial spielfreien Sichern des Bolzens 4 in dem Gehäuse 8 wird von der Verstemmmarke 10 die ganze axiale Breite der Ausnehmung 12 des Bolzens 4 ausgefüllt.For axially backlash-free securing of the bolt 4 in the housing 8 of the Verstemmmarke 10, the entire axial width of the recess 12 of the bolt 4 is filled.
Theoretisch genügt um den gesamten Bolzenumfang herum eine Verstemmarke 10. Je mehr Verstemmmarken 10 vorgesehen werden, desto größer ist die Sicherheit der Lagefixierung und desto größer können axiale Kräfte zwischen dem Bolzen 4 und dem Gehäuse 8 auftreten, ohne dass der Bolzen 4 in der Gehäusebohrung 6 axial locker wird. Theoretically, around the entire pin circumference around a Verstemmarke 10th The more Verstemmmarken 10 are provided, the greater the security of the position fixing and the greater axial forces between the bolt 4 and the housing 8 may occur without the bolt 4 is axially loose in the housing bore 6 .
Vorzugsweise wird während der axialen Verstemmbewegung des Gehäusematerials des Gehäuses 8 auch der Bolzen 4 in der gleichen axialen Richtung 22 wie das Verstemmmaterial 24 des Gehäuses 8 bewegt. Dadurch wird erreicht, dass die Ausnehmung 12 nicht nur einseitig, sondern beidseitig mit Material aus dem Gehäuse 8 gefüllt wird. Damit wird eine unerwünschte axiale Deplazierung des Bolzens 4 in der Bohrung 6 während des Verstemmvorganges und auch danach vermieden.Preferably, during the axial caulking movement of the housing material of the housing 8 , the bolt 4 is also moved in the same axial direction 22 as the caulking material 24 of the housing 8 . It is thereby achieved that the recess 12 is filled not only on one side, but on both sides with material from the housing 8 . This avoids unwanted axial misplacement of the bolt 4 in the bore 6 during and subsequent to the caulking process.
Vorzugsweise wird der Bolzen 4 gleichzeitig und mit der gleichen Geschwindigkeit axial bewegt wie das Material 24 des Gehäuses 8, während dieses Material 24 mittels eines Verstemmstempels 15 axial verstemmt wird, mindestens während eines Teiles der axialen Verstemmtiefe 26. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird der Bolzen 4 gleichzeitig mit der Verstemmung des Gehäusematerials 24 des Gehäuses 8 um die gleiche axiale Länge 28 und in gleicher axialer Richtung bewegt wie das axial verstemmte Gehäusematerial 24, sodass die axiale Bewegungsstrecke 28 des Bolzens 4 gleich groß ist wie die Verstemmtiefe 26 Gehäusematerials 24, durch welches die radial in die Ausnehmung 12 sich erstreckende Verstemmmarke 10 gebildet wird. Wenn die axiale Verschiebung 28 des Bolzens 4 ungefähr gleich groß ist wie die Verstemmtiefe 26 und ungefähr während der gleichen Zeitperiode und ungefähr der gleichen Geschwindigkeit erfolgt wie das axiale Verstemmen des Gehäusematerials 24 des Gehäuses 8, dann füllt sich die Ausnehmung 12 nicht nur einseitig, sondern im Wesentlichen axial beidseitig mit Material (Verstemmmarke 10) aus dem Gehäuse 8. Ferner ist hierdurch der Bolzen 4 im Bereich der Verstemmtiefe 26 frei von Gehäusematerial 24.Preferably, the pin 4 is simultaneously moved axially and at the same speed as the material 24 of the housing 8 while this material 24 is caulked axially by means of a caulking plunger 15 , at least during a portion of the axial caulking depth 26 . According to the preferred embodiment, the bolt 4 is moved simultaneously with the caulking of the housing material 24 of the housing 8 by the same axial length 28 and in the same axial direction as the axially caulked housing material 24 , so that the axial movement distance 28 of the bolt 4 is the same size as the Caulking depth 26 housing material 24 through which the radially extending into the recess 12 Verstemmmarke 10 is formed. If the axial displacement 28 of the bolt 4 is about the same as the caulking depth 26 and approximately the same time and at the same speed as the axial caulking of the housing material 24 of the housing 8 , then the recess 12 fills not only one-sided, but substantially axially on both sides with material (Verstemmmarke 10 ) from the housing. 8 Furthermore, as a result, the bolt 4 is free of housing material 24 in the area of the caulking depth 26 .
Diese axiale Verschiebung des Bolzens 4 erfolgt vorzugsweise mit dem gleichen Verstemmstempel 15, mit welchem auch das Gehäusematerial 24 des Gehäuses 8 verstemmt wird. Hierfür hat der Verstemmstempel 15 eine der Anzahl der Verstemmmarken 10 entsprechende Anzahl von axial nach vorne gegen das Gehäuse 8 ragende Verstemmnasen 30 und eine dem Bolzen 4 axial gegenüberliegende stirnseitige Druckfläche 32, die gegen eine Stirnfläche 34 des Bolzens 4 drückbar ist. Die Stempeldruckfläche 32 ist gegenüber den vorderen Enden der Verstemmnasen 30 axial um eine Strecke 36 so weit zurückgesetzt, wie der Bolzen 4 auf der Verstemmseite bzw. Stirnseite 14 des Gehäuses 8 vor dem Verstemmvorgang axial hinausragt, wie das im unteren Teil von Fig. 1 gezeigt ist, wobei die Verstemmnasen 30 an der Stirnseite 14 ohne sie zu verstemmen anliegt und die Stempeldruckfläche 32 an der Bolzenstirnseite 34 anliegt.This axial displacement of the bolt 4 is preferably carried out with the same Verstemmstempel 15 , with which also the housing material 24 of the housing 8 is caulked. For this purpose, the caulking 15 has a number of Verstemmmarken 10 corresponding number of axially forward against the housing 8 projecting Verstemmnasen 30 and the bolt 4 axially opposite end face pressure surface 32 which is pressed against an end face 34 of the bolt 4 . The stamping pressure surface 32 is set back axially by a distance 36 relative to the front ends of the caulking lugs 30 , as the bolt 4 protrudes axially on the caulking side or end face 14 of the housing 8 before caulking, as shown in the lower part of FIG is, wherein the caulking 30 abuts against the end face 14 without caulking them and the stamping pressure surface 32 rests against the bolt end face 34 .
Aus dem Gehäuse 8 wird vorzugsweise nicht um den gesamten Umfang der Bohrung 6 Gehäusematerial 24 in die Ausnehmung 12 hineinverstemmt, sondern nur segmentweise auf kleinen Umfangsabschnitten, welche in Umfangsrichtung Abstand voneinander haben, wie dies beispielsweise durch sechs Verstemmnasen 30 des Verstemmstempels 15 in Fig. 2 gezeigt ist.Housing material 24 is preferably not caulked out of housing 8 into recess 12 around the entire circumference of bore 6 , but only in segments on small circumferential sections spaced apart in the circumferential direction, as for example by six caulking lugs 30 of caulking plunger 15 in FIG. 2 is shown.
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