DE10333754B4 - Sperrscheibe zum Sichern von Teilen in einem zylindrischen Hohlraum - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperrscheibe zum Sichern von Teilen in einem insbesondere zylindrischen Hohlraum eines Gegenstandes, wobei sie mit einem Bereich ihrer Außenkontur (2) an der Hohlraum-Begrenzungsfläche (6) fixiert ist. Eine stabile Abstützung eines Teils in gewünschter axialer Position des Hohlraumes wird dadurch erreicht, dass im Bereich der Außenkontur (2) umlaufend mittels zum Außenrand offener Ausnehmungen (4) voneinander beabstandete Zungen (3) ausgebildet sind, die zumindest in ihrem in den Hohlraum eingesetzten Zustand entgegen einer Einbringrichtung um einen Winkel (alpha) angestellt sind und sich mit einer Stützkante (2.1) oder zumindest einem jeweiligen Stützpunkt an der Hohlraum-Begrenzungsfläche (6) abstützen (Fig.).

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperrscheibe zum Sichern von Teilen in einem insbesondere zylindrischen Hohlraum eines Gegenstandes, bei der im Bereich der Außenkontur umlaufend mittels zum Außenrand offener Ausnehmungen voneinander beabstandete Zungen ausgebildet sind, die zumindest in ihrem in den Hohlraum eingesetzten Zustand entgegen einer Einbringrichtung um einen Winkel angestellt sind um sich mit einer Stützkante oder zumindest einem jeweiligen Stützpunkt an einer Hohlraum-Begrenzungsfläche abstützen.
• Eine derartige Sperrscheibe ist in der DE 33 05 419 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Sperrscheibe in Form eines selbstsichernden Zackenrings sind im Bereich der Außenkontur umlaufend mittels zum Außenrand hin offener Ausnehmungen voneinander beabstandete Zungen ausgebildet, die im eingesetzten Zustand entgegen der Einbringrichtung der Sperrscheibe angestellt sind und sich an der Bohrungs-Begrenzungsfläche abstützen. Zwischen den Zungen sind in Einführrichtung abgewinkelte, axial federnde Haltezungen zum federnden Fixieren eines in die Bohrung eingebrachten Teiles sowie radial gerichtete Führungsvorsprünge zum Zentrieren des Zackenringes angeordnet. Die Zungen sind von einem innenliegende flachen Abschnitt des Zackenrings abgekantet. Mit diesen Maßnahmen soll eine federnde Abstützung des Teils in der Bohrung erreicht werden.
• Auch in der DE-PS 718 488 ist eine Sperrscheibe mit radial nach außen gerichteten Zungen zum Abstützen eines Maschinenelementes in einer Bohrung gezeigt, wobei die Zungen entgegen der Einführrichtung angestellt sind und sich mit einer Stützkante an der Innenwand der Bohrung abstützen. Hierbei ist der Übergang von einem flachen radialen Innenring über die Zungen bis zu den Stützkanten gewölbt. Eine ähnliche Sperrscheibe geht auch aus der DE 36 00 310 A1 hervor.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sperrscheibe bereitzustellen, mit der bei möglichst hoher Stützkraft eine stabile Festlegung des Teils innerhalb des Hohlraumes erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Zungen zu ihren freien Enden hin im Querschnitt stetig gekrümmt sind und dass die Sperrscheibe einen im Querschnitt zylindrischen oder kegelabschnittförmigen Innenrandabschnitt aufweist, der über einen flachen, senkrecht zur Hohlraumachse verlaufenden ringartigen oder gekrümmten ringartigen Zwischenabschnitt in die Zungen übergeht.
• Durch diese Ausbildung kann die Sperrscheibe in dem Hohlraum in dessen Längsrichtung an beliebiger Stelle festgelegt werden, wobei durch den Anstellwinkel und die Stützkante entgegen der Einführrichtung der Sperrscheibe eine stabile Abstützung mit hoher Stützkraft in axialer Richtung erreicht wird. Die einzelnen Zungen können in ihrer Breite und ihrem durch die Ausnehmung bestimmten Abstand sowie den Materialeigenschaften und der Materialstärke relativ einfach an die zu fordende Stützkraft, Einführkraft und auch die Materialeigenschaften der Hohlraum-Begrenzungsfläche angepasst werden. Durch die stetige Krümmung der Zungen lässt sich besonders günstig eine hohe Abstützkraft erzielen, die wesentlich höher ist als bei kegelförmiger Ausbildung, wobei diese über den Krümmungsradius weiterhin abstimmbar ist. Zudem kann die Sperrscheibe in Folge der Krümmung, wobei der Krümmungsradius zur Stützkante hin stetig veringert sein kann, relativ leicht in den Hohlraum eingeschoben werden. Die Sperrscheibe lässt sich beispielsweise auch in einen Hohlraum mit z.B. regelmäßigem polygonalen Querschnitt einsetzten.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht beispielsweise darin, dass der Anstellwinkel zwischen der Längserstreckung der Begrenzungsfläche und der Tangente an die Zungen im Bereich ihrer Stützkante zwischen 20° und 70° liegt. Dabei liegt ein günstiger Bereich des Anstellwinkels z.B. zwischen 30° und 60°.
• Der Abstand und die Anzahl der mit den Stützkanten versehenen Zungen lässt sich ferner dadurch festlegen, dass zwischen den Zungen oder einer Gruppe aufeinanderfolgender Zungen von diesen ebenfalls mittels Ausnehmungen getrennte flache, in der Ringebene liegende Zwischenzungen angeordnet sind, deren freien Enden gegenüber den Zwischenzungen zurückversetzt sind. Die flachen Zwischenzungen bewirken eine flächige Abstützung eines in die zylindrische Bohrung eingesetzten Elementes, wie z.B. eines Kugellagers, und ergeben überdies eine relativ hohe Stabilität der Sperrscheibe, wobei der Abstand der Zungen relativ groß sein kann.
• Die Zungen können je nach Anforderung unterschiedliche Federwirkungen aufweisen, wobei die Sperrscheibe aus entsprechendem elastischem Metallmaterial gewählt wird. Auch die Stützkante kann leicht entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall ausgebildet werden, und z.B. auch nur einen oder mehrere Stützpunkte zum Festkrallen in der Hohlraum-Begrenzungsfläche aufweisen. Durch die Ausbildung der Sperrscheibe kann auch eine evtl. beabsichtigte Federwirkung in axialer Richtung des Hohlraumes bewirkt werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
• Die Fig. zeigt verschiedene Ansichten der Sperrscheibe, und zwar in dem Teilbild a) einen Querschnitt, in dem Teilbild b) eine rückseitige Ansicht bezüglich einer Einführrichtung und in dem Teilbild c) einen vergrößerten Querschnitt.
• Wie aus den Teilbildern a) bis c) der Fig. ersichtlich, weist die in Umfangsrichtung kreisförmige, geschlossene Sperrscheibe 1 einen einen inneren Freiraum umgebenden Innenrand mit einem Innenrandabschnitt 5 und auf ihrer Außenseite nach außen abstehende Zungen 3 und Zwischenzungen 3' auf, die jeweils von nach außen offenen U-förmigen Ausnehmungen 4 voneinander getrennt sind. Beispielhaft sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend zwei Zungen 3 und anschließend eine Zwischenzunge 3' abwechselnd angeordnet. Dabei liegen die freien Enden der Zungen 3 auf einem äußersten Umfangskreis und weisen, wie insbesondere auch aus den Teilbildern a) und c) ersichtlich, an ihrem äußeren Rand eine relativ scharfe Außenkante 2.1 auf. Die Zwischenzungen 3' erstrecken sich flach in der äußersten Ringebene liegend und sind mit ihren nach außen ragenden freien Enden gegenüber den Außenkanten 2.1 zurückgesetzt. Insgesamt ergibt sich eine gezahnte Außenkontur 2, wobei die äußeren Ränder der Zungen 3 vorzugsweise länger sind als die äußeren gedachten Ränder der dazwischenliegenden Ausnehmungen (4), z.B. mehr als doppelt so lang, so dass die Sperrscheibe entsprechend stabil ist. Die flachen Zwischenzungen 3' bilden eine stabil anliegende Abstützung z.B. für Kugellager. Die Sperrscheibe 1 stützt sich, wie aus Teilbild c) ersichtlich, mit den Außenkanten 2.1 der Zungen 3 an einer z.B. zylindrischen Innenumfangsfläche bzw. Hohlraum-Begrenzungsfläche 6 eines Hohlraumes im eingesetzten Zustand ab. Zwischen dem Innenrandabschnitt 5 und den äußeren Abschnitten der Zungen 3 ist beispielsweise ein rechtwinklig zu der Hohlraum-Begrenzungsfläche 6 gerichteter Zwischenabschnitt 7 vorgesehen, von dem aus die Zungen 3 in stetiger Krümmung bzw. Rundung nach außen hin abgebogen sind, so dass nur die Außenkante 2.1 der Zungen 3 als Stützkante an der Hohlraum-Begrenzungsfläche 6 wirkt und entgegen der Einführrichtung der Sperrscheibe 1 eine Abstützung ergibt. Durch die Krümmung wird dabei im Bereich der Außenkante bzw. Abstützkante 2.1 zwischen der Längserstreckung der Hohlraum-Begrenzungsfläche 6 und der Tangente der Krümmung im Bereich der Außenkante 2.1 ein Anstellwinkel α gebildet.
• Wie die Teilbilder der Fig., insbesondere die Teilbilder a) und c) weiter zeigen, bildet der Innenrandabschnitt 5 einen z.B. zylindrischen Abschnitt, der von dem Zwischenabschnitt 7 entgegen der Einführrichtung der Sperrscheibe 1, d.h. in derselben Richtung wie die Zungen 3 abgebogen ist. Hierdurch wird die Stabilität der Sperrscheibe 1 in axialer Richtung, d.h. der Abstützrichtung verstärkt und kann durch die axiale Ausdehnung des Innenrandabschnittes 5 festgelegt werden.
• Die Zwischenzungen 3' dienen in dem Zwischenraum zwischen den Zungen 3 insbesondere zur flachen Abstützung eines in die Bohrung eingesetzten Elementes, wie z.B. eines Kugellagers und können beispielsweise auch zur Materialverstärkung genützt werden. Sie können mit ihren freien Enden bis in die Nähe der Stützkanten 2.1 der Zungen 3 vorragen und gewünschtenfalls so ausgebildet sein, dass sie nach außen hin bei den elastisch eingebogenen Zungen 3 ebenfalls zu einem Stützeffekt beitragen können.
• Die Außenkante 2.1 kann auch gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel abgewandelt sein, wobei z.B. einzelne Zacken eingeformt sein können, die eine punktartige Abstützung ergeben. Der Zwischenabschnitt 7 lässt sich auch in der Weise abwandeln, dass zwischen dem Innenrandabschnitt 5 und dem gekrümmten Abschnitt der Zungen 3 insgesamt ein gekrümmter Übergang oder ein schräg nach außen verlaufender Übergang gebildet ist. Durch unterschiedliche Formgebungen lassen sich die Stützkräfte zusätzlich zur Wahl der Materialeigenschaften und Materialstärke beeinflussen. Auch der Innenrandabschnitt 5 kann anders geformt sein als bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, beispielsweise konisch oder ebenfalls gerundet.

Claims (4)

1. Sperrscheibe zum Sichern von Teilen in einem insbesondere zylindrischen Hohlraum eines Gegenstandes, bei der im Bereich der Außenkontur (2) umlaufend mittels zum Außenrand offener Ausnehmungen (4) voneinander beabstandete Zungen (3) ausgebildet sind, die zumindest in ihrem in den Hohlraum eingesetzten Zustand entgegen einer Einbringrichtung um einen Winkel (α) angestellt sind und sich mit einer Stützkante (2.1) oder zumindest einem jeweiligen Stützpunkt an einer Hohlraum-Begrenzungsfläche (6) abstützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (3) zu ihren freien Enden hin im Querschnitt stetig gekrümmt sind und dass die Sperrscheibe einen im Querschnitt zylindrischen oder kegelabschnittförmigen Innenrandabschnitt (5) aufweist, der über einen flachen, senkrecht zur Hohlraumachse verlaufenden ringartigen oder gekrümmten ringartigen Zwischenabschnitt (7) in die Zungen (3) übergeht.
2. Sperrscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel (α) zwischen der Längserstreckung der Begrenzungsfläche (6) und der Tangente an die Zungen (3) im Bereich ihrer Stützkante (2.1) zwischen 20° und 70° liegt.
3. Sperrscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zungen (3) oder einer Gruppe aufeinanderfolgender Zungen (3) von diesen ebenfalls mittels Ausnehmungen (4) getrennte flache, in der Ringebene liegende Zwischenzungen (3') angeordnet sind, deren freien Enden gegenüber den Stützkanten (2.1) der Zungen (3) zurückversetzt sind.
4. Sperrscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rand der Zungen (3) mindestens doppelt so lang ist wie der gedachte äußere Rand der Ausnehmungen (4).