DE102007026415A1

DE102007026415A1 - Ringförmiges, axiales Sicherungselement

Info

Publication number: DE102007026415A1
Application number: DE102007026415A
Authority: DE
Inventors: Gabor Diosi; Josef Haupt; Tobias Miller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ringförmiges, axiales Sicherungselement (1) mit mindestens einer konischen Flanke (1a), einsetzbar in eine Ringnut (2) mit konischer Nutflanke (2a) und Nutgrund (2b). Es wird vorgeschlagen, dass auf der dem Nutgrund (2b) abgewandten Seite (1c) des Sicherungselementes (1) mindestens ein radiales Sicherungsmittel (5, 5a) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein ringförmiges, axiales Sicherungselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ringförmige, axiale Sicherungselemente – auch Sprengringe genannt – sind bekannt, und zwar mit rechteckförmigem und konischem Querschnitt. Ein Problem bei derartigen Sprengringen besteht darin, dass diese unter Belastung dazu neigen, aus der Ringnut, in welche sie eingesetzt sind, auszutreten. Sprengringe mit rechteckförmigen Querschnitt können durch eine radiale Überbauung, z. B. einen zweiten radial außerhalb des ersten Sprengringes angeordneten zweiten Sprengring gesichert werden, wie dies durch die DE 25 08 677 A der Anmelderin bekannt ist. Derartige Sicherungen können bei Sprengringen mit konstanter Eintauchtiefe verwendet werden. Sprengringe mit mindestens einer konischen Flanke werden zum Ausgleich eines Axialspiels eingesetzt und tauchen daher unterschiedlich stark in die betreffende Ringnut ein, weshalb die bekannte radiale Sicherung bei konischen Sprengringen nicht anwendbar ist.
Durch die EP 0 019 361 B1 wurden Sprengringe mit einer und zwei sich gegenüber liegenden konischen Flanken bekannt, wobei der Vorteil der Doppelkonizität darin besteht, dass der Sprengring beidseitig montierbar ist.
Weitere konische Sprengringe, d. h. mit zwei konischen Flanken wurden durch die DE 10 2005 042 120 A1 und die DE 10 2005 042 346 A1 der Anmelderin bekannt.
Durch die DE 10 2004 014 112 A1 wurde ein konischer Sprengring, d. h. mit zwei geneigten Flanken bekannt, welcher in eine Ringnut mit konischer und hinterschnittener Nutflanke eingesetzt ist. Durch den Hinterschnitt der Nutflan ke in Verbindung mit der Konizität des Sprengringes ergibt sich ein Formschluss, welcher den Sprengring am Austritt aus der Nut hindert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ringförmiges, axiales Sicherungselement der eingangs genannten Art gegen Austreten aus der Ringnut zu sichern.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist auf der aus der Nut herausragenden Seite des axialen Sicherungselementes mindestens ein radiales Sicherungsmittel angeordnet, welches unabhängig von der Eintauchtiefe des Sicherungselementes in die Ringnut eine formschlüssige Sicherung gegen radiales Austreten bildet. Damit wird eine wirksame, spielfreie Sicherung eines einfach oder doppelt konischen Sprengringes erreicht.
Bevorzugt ist das radiale Sicherungsmittel konisch ausgebildet, d. h. die auf dem Sicherungselement bzw. Sprengring aufliegende Sicherungsfläche ist konisch ausgebildet. Damit kann durch axiales Verschieben des radialen Sicherungsmittels eine spielfreie Anlage am Sprengring erreicht werden. Der unterschiedliche Außendurchmesser des montierten Sprengringes infolge unterschiedlicher Eintauchtiefe wird somit durch axiales Verschieben des konischen Sicherungsmittels kompensiert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das radiale Sicherungsmittel eine konisch ausgebildete Ringfläche oder Ringflächenelemente auf, welche das axiale Sicherungselement respektive den Sprengring übergreifen und damit am radialen Austritt hindern. Der Sprengring ist somit über den gesamten Umfang in radialer Richtung blockiert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das axiale Sicherungselement eine konische Anlagefläche auf, auf welcher die konische Ringfläche bzw. die Ringflächenelemente des radialen Sicherungsmittels flächig aufliegen. Somit ergibt sich zwischen Sicherungselement und Sicherungsmittel eine gleichmäßig Flächenpressung.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das radiale Sicherungsmittel auf dem ersten Bauteil axial verschiebbbar und fixierbar, vorzugsweise verstemmbar ist. Durch die axiale Verschiebbarkeit wird zunächst eine spielfreie Anlage zwischen Sicherungselement bzw. Sprengring und radialem Sicherungsmittel hergestellt, danach wird das radiale Sicherungsmittel in dieser Position fixiert bzw. durch Verstemmen verriegelt. Möglich ist allerdings auch, die axiale Verschiebbarkeit über ein Gewinde zu ermöglichen und dann das Gewindestück durch eine Verdrehsicherung axial zu fixieren.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das radiale Sicherungsmittel elastisch gegenüber dem axialen Sicherungselement abgestützt werden, wobei sich eine Druckfeder zwischen radialem Sicherungsmittel und einem Widerlager auf dem ersten Bauteil abstützen kann. Möglich ist auch, das radiale Sicherungsmittel selbst elastisch auszubilden und gegenüber dem Widerlager und dem axialen Sicherungselement abzustützen. Damit ist gewährleistet, dass zwischen dem Sprengring und dem radialen Sicherungsmittel stets eine spielfreie Anlage besteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem konischen Sprengring und radialer Sicherung und
2 eine zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen konischen Sprengring mit konischer Anlagefläche für die radiale Sicherung.
1 zeigt eine erfindungsgemäße radiale Sicherung eines konischen Sprengringes 1, welcher in einer Ringnut 2 eines ersten Bauteiles 3, hier als Welle ausgebildet, eingesetzt ist. Der konische Sprengring 1 weist zwei konische Flanken 1a und 1b, eine zylindrische Außenfläche 1c, zwei planparallele Stirnflächen 1d, 1e sowie einen nicht dargestellten Umfangsspalt auf. Die Ringnut 2 weist eine konische Flanke 2a und einen Nutgrund 2b auf. Auf dem ersten Bauteil 3 ist ein zweites Bauteil 4 axial verschiebbar angeordnet, welches durch den Sprengring 1 axial gegen Verschieben in Richtung eines Pfeils F gesichert ist. Auf dem ersten Bauteil 3 ist ein radiales Sicherungsmittel 5 angeordnet und in axialer Richtung, d. h. in Richtung des Pfeils F gegenüber dem Bauteil 3 fixiert. Das radiale Sicherungsmittel 5, welches als Blechteil ausgebildet sein kann, weist einen konischen Abschnitt 5a, vorzugsweise als konische Ringfläche ausgebildet, sowie einen zylindrischen Abschnitt 5b auf, welcher das zylindrische Bauteil 3 umfasst. Das radiale Sicherungsmittel 5 weist ferner einen radial nach innen verformten oder durchgestellten Bereich 5c auf, welcher formschlüssig in eine Nut 3a des ersten Bauteiles 3 eingreift und somit die axiale Fixierung des radialen Sicherungsmittels 5 bewirkt. Der konische Bereich 5a liegt auf dem Sprengring 1 auf und verhindert somit ein radiales Austreten des Sprengringes 1 aus der Ringnut 2.
Die Montage und Sicherung des Sprengringes 1 wird im Folgenden beschrieben: Der Sprengring 1 wird in die Ringnut 2 soweit eingesetzt, bis ein etwaiges Axialspiel zwischen dem zweiten Bauteil 4 und der Stirnfläche 1e des Sprengringes 1 ausgeglichen ist und die konische Flanke 1a an der konischen Nutflanke 2a anliegt. Dadurch ergibt sich eine unterschiedliche Eintauchtiefe des Sprengringes 1 in die Ringnut 2 – je nach Toleranzlage. Der Außendurchmesser der äußeren Zylinderfläche 1c ist daher jeweils von der betreffenden Einbausituation abhängig und variabel. Nach dem Einbau des Sprengringes 1 wird das radiale Sicherungsmittel 5 mit dem konischen Abschnitt 5a über die Außenfläche 1c des Sprengringes 1 geschoben, bis ein spielfreier Sitz erreicht ist. In dieser Position wird das radiale Sicherungselement 5 axial auf dem Bau teil 3 fixiert, indem – wie oben beschrieben – der Abschnitt 5c in eine Ringnut 3a eingedrückt oder durchgestellt wird, sodass sich eine formschlüssige Sicherung ergibt. In Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann das radiale Sicherungsmittel 5 auch über einen Gewindeabschnitt gegenüber dem Bauteil 3 axial verstellt und nach Erreichen der Sicherungsposition fixiert werden. Der Sprengring 1 ist damit gegen radiales Austreten aus der Ringnut 2 gesichert und liegt somit spielfrei an dem Bauteil 4 an.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgewandelten Sprengring 6, welcher eine konische Außenfläche 6a aufweist. Die übrigen Bauteile entsprechen dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und sind daher mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Die konische Außenfläche 6a weist die gleiche Neigung wie der konische Abschnitt 5a des radialen Sicherungselementes 5 auf, sodass beide Ringflächen parallel zueinander angeordnet sind. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1, wo eine Linienberührung (theoretisch) vorliegt, ist in 2 die Kontaktfläche zwischen Sprengring 6 und radialem Sicherungsmittel 5 als konische Ringfläche ausgebildet. Es ergibt sich somit eine geringere Flächenpressung.
In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele ist es auch möglich, das radiale Sicherungsmittel federnd in axialer Richtung gegenüber dem Sprengring 1 oder 6 anzuordnen. Eine nicht dargestellte, auf dem Bauteil 3 axial fixierte Druckfeder würde somit das radiale Sicherungsmittel entgegen der Richtung des Pfeils F gegen den Sprengring drücken, sodass stets eine radiale Anlage und spielfreie Sicherung gegeben ist. Im Übrigen kann der konische Abschnitt 5a anstelle einer durchgehenden Ringfläche auch aus einzelnen Ringflächensegmenten oder -abschnitten bestehen, welche durch Axialschlitze voneinander getrennt sind, sodass sich eine gewisse Spreizwirkung ergibt.

1: Sprengring (axiales Sicherungselement)
1a: konische Flanke
1b: konische Flanke
1c: zylindrische Außenfläche
1d: planparallele Fläche
1e: planparallele Fläche
2: Ringnut
2a: konische Nutflanke
2b: Nutgrund
3: erstes Bauteil
3a: Nut
4: zweites Bauteil
5: radiales Sicherungsmittel
5a: konischer Abschnitt
5b: zylindrischer Abschnitt
5c: verstemmter Bereich
6: Sprengring
6a: konische Außenfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 2508677 A [0002]
- EP 0019361 B1 [0003]
- DE 102005042120 A1 [0004]
- DE 102005042346 A1 [0004]
- DE 102004014112 A1 [0005]

Claims

Ringförmiges, axiales Sicherungselement (1, 6) mit mindestens einer konischen Flanke (1a), einsetzbar in eine Ringnut (2) mit konischer Nutflanke (2a) und Nutgrund (2b), dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Nutgrund (2b) abgewandten Seite (1c, 6a) des Sicherungselementes (1, 6) mindestens ein radiales Sicherungsmittel (5, 5a) angeordnet ist.
Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Sicherungsmittel (5a) konisch ausgebildet ist.
Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Sicherungsmittel (5) eine konisch ausgebildete Ringfläche (5a) oder Ringflächenelemente aufweist, welche das Sicherungselement (1, 6) zumindest teilweise übergreifen.
Sicherungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Sicherungselement (6) eine konische Anlagefläche (6a) aufweist, welche mit der konischen Ringfläche (5a) respektive den Ringflächenelementen zusammenwirkt.
Sicherungselement nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (2) in einem ersten Bauteil (3) und das radiale Sicherungsmittel (5) auf dem ersten Bauteil (3) axial verschiebbar und fixierbar angeordnet sind.
Sicherungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Sicherungsmittel (5) auf dem ersten Bauteil (3) verstemmbar ist.
Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Ringfläche (5a) respektive die Ringflächenelemente elastisch ausgebildet sind.
Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Sicherungselement (5) elastisch gegenüber dem axialen Sicherungselement (1, 6) abstützbar ist.