DE1272639B - Anordnung zur loesbaren Befestigung eines buchsenfoermigen Bauteils in einer zylindrischen Ausnehmung eines Gehaeuses mittels eines aufweitbaren Federringes sowie Montagevorrichtung hierzu - Google Patents
Anordnung zur loesbaren Befestigung eines buchsenfoermigen Bauteils in einer zylindrischen Ausnehmung eines Gehaeuses mittels eines aufweitbaren Federringes sowie Montagevorrichtung hierzuInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
F16b
Deutsche Kl.: 47 a - 5
Nummer: 1272 639
Aktenzeichen: P 12 72 639.5-12 (W 31443)
Anmeldetag: 11. Januar 1962
Auslegetag: 11. Juli 1968
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur lösbaren Befestigung eines buchsenförmigen Bauteils in
einer zylindrischen Ausnehmung eines Gehäuses unter Verwendung eines in eine Innennut des Gehäuses
eingesprengten, mittels eines Spreizwerkzeuges aufweitbaren Federringes, wobei die Tiefe der Nut
mindestens der größten radialen Breite des Federringes entsprechen soll.
Anordnungen mit dieser Bauart sind bekannt. Es hat sich jedoch ergeben, daß solche Anordnungen für
höhere Ansprüche an Festigkeit und Präzision nicht ausreichen. Bei Maschinenteilen, die einer größeren
Belastung ausgesetzt sind, oder bei denen an den genauen Sitz des Werkstückes hohe Anforderungen
gestellt werden, muß auch der zur Sicherung dienende Federring diesen Anforderungen hinsichtlich
Schulterhöhe, Festigkeit und Genauigkeit des Sitzes genügen. Auch muß bei Federringen bzw.
Sicherungsringen von hoher Beanspruchung die erforderliche Verformung so erfolgen, daß weder eine
bleibende Formänderung von spürbarer Größe zurückbleibt noch das Material Risse erhält. Der letztgenannte
Fall kann insbesondere dann eintreten, wenn gleichzeitig an die äußere Härte des Sicherungsringes
hohe Ansprüche gestellt werden. Diesen Anforderungen genügen weder die bekannten Spreizwerkzeuge
noch ein beliebiger Federring. Der Erfindung lag daher vornehmlich die Aufgabe zugrunde,
die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß die Beanspruchung des Federringes beim Spreizvorgang
möglichst gleichmäßig und kontrollierbar erfolgt.
Bei einer bekannten Befestigungsvorrichtung findet nur eine einfache Blattfeder Verwendung.
Diese Blattfeder ist zwar in radialer Richtung sehr elastisch. Sie weist aber den Nachteil auf, daß sie
eine sehr geringe Schulterhöhe besitzt. Deshalb sind die Beanspruchungen beim bekannten Gerät auf die
Feder schwer erfaßbar. Bei größeren Axialkräften kann eine ungünstige Torsionsbeanspruchung der
Feder auftreten, die zu örtlichen Überbelastungen führen kann. Auch greift bei dem bekannten Gerät
das Spreizwerkzeug an einem einzigen Punkt der Feder an, was sehr ungünstig ist. Das bekannte
Gerät ist daher für erhöhte Anforderungen nicht geeignet.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung erfolgt die Spreizung des Sicherungsringes durch einen Keil,
der in den Spalt zwischen den Ringenden einschiebbar ist. Diese Ausführung stellt keine Basis für die
Weiterentwicklung eines Gerätes mit hohen Anforderungen dar, weil grundsätzlich bei einem derartigen
Spreizvorgang eine örtliche Überbean-Anordnung zur lösbaren Befestigung eines
buchsenförmigen Bauteils in einer zylindrischen
Ausnehmung eines Gehäuses mittels eines
aufweitbaren Federringes sowie
Montagevorrichtung hierzu
buchsenförmigen Bauteils in einer zylindrischen
Ausnehmung eines Gehäuses mittels eines
aufweitbaren Federringes sowie
Montagevorrichtung hierzu
Anmelder:
Waldes Kohinoor, Inc., Long Island City, N. Y.
(V. St. A.)
(V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. G. Ottens, Patentanwalt,
8000 München 23, Leopoldstr. 33
8000 München 23, Leopoldstr. 33
Als Erfinder benannt:
Hans Erdmann, Maplewood, N. J.;
a° Hugo Wurzel, The Bronx, N. Y. (V. St. A.)
Hans Erdmann, Maplewood, N. J.;
a° Hugo Wurzel, The Bronx, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Februar 1961 (88 126)
spruchung des Materials des Federringes an der Angriffsstelle eintreten kann. Sehr ungünstig ist bei
dieser Ausführung, daß der Kraftangriff in tangentialer Richtung erfolgt. Eine andere ähnliche bekannte
Vorrichtung bedient sich ebenfalls eines Keilstückes zum Spreizen des Federringes, so daß auch
hier der Kraftangriff in tangentialer Richtung zum Federring erfolgt, was grundsätzlich ungünstig ist.
Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung des an erster Stelle erwähnten Gerätes dar. Die Erfindung
besteht darin, daß der ständig in der Nut verbleibende Federring an seiner Ringinnenfläche für
den Eingriff des Spreizwerkzeuges eine stufenförmige Ausdrehung aufweist, daß ferner der zu haltende
Bauteil an der dem Federring zugewandten Stirnseite einen dem Innendurchmesser des ungespannten
Federrings entsprechenden Schulteransatz kleineren Durchmessers aufweist und die Gehäusebohrung im
Bereich zwischen der Nut und der Stirnseite des Gehäuses einen auf den Durchmesser der stufenförmigen
Ausdrehung des gespreizten Ringes erweiterten Durchmesser hat. Diese Ausbildung nach der Erfindung
ermöglicht einen annähernd gleichen Kräfteangriff, der infolge der Eigenart des spreizbaren
Werkzeuges sehr fein regelbar ist und infolgedessen
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3 4
eine Überbeanspruchung beim Verformen des ring 14 gehalten, der in einer Nut 15 sitzt. Der Bau-Sicherungsringes
ausschließt und ein gleichmäßiges teil 11 ist an seiner Außenfläche mit einer kreis-Aufweiten
bewirkt. Der Vorteil der regelbaren Ver- förmigen Schulter 16 versehen, die einen etwas
formung ist dann besonders wesentlich, wenn ein kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser
Federring eine größere Schulterhöhe aufweisen muß, 5 des Ringes 14 in ungespanntem Zustand aufweist
so daß seine spezifische Verformbarkeit sinkt oder und zur Zentrierung des Ringes 14 dient,
nur im Bereich bestimmter Grenzen zulässig ist. Der Federring 14 ist in der Gehäusebohrung Einen weiteren Vorteil bietet die Vorrichtung nach dauernd angeordnet, während Bauteil 11 entfernbar der Erfindung dadurch, daß sie mit einem hydrauli- sein muß. Das macht es nötig, den Federring 14 so sehen Antrieb vereinigt werden kann, der den Vor- io weit zu spreizen, daß sein Innendurchmesser zum teil bietet, daß der Kraftangriff durch die Einstellung Durchmesser der Gehäusebohrung 10 a erweitert des hydraulischen Druckes sicher und in kleinen wird. Dies wiederum bedingt, daß die Tiefe der Nut Stufen reguliert werden kann. 15 der radialen Breite des Ringes gleichkommen
nur im Bereich bestimmter Grenzen zulässig ist. Der Federring 14 ist in der Gehäusebohrung Einen weiteren Vorteil bietet die Vorrichtung nach dauernd angeordnet, während Bauteil 11 entfernbar der Erfindung dadurch, daß sie mit einem hydrauli- sein muß. Das macht es nötig, den Federring 14 so sehen Antrieb vereinigt werden kann, der den Vor- io weit zu spreizen, daß sein Innendurchmesser zum teil bietet, daß der Kraftangriff durch die Einstellung Durchmesser der Gehäusebohrung 10 a erweitert des hydraulischen Druckes sicher und in kleinen wird. Dies wiederum bedingt, daß die Tiefe der Nut Stufen reguliert werden kann. 15 der radialen Breite des Ringes gleichkommen
Nach der Erfindung weist der Federring ferner in. muß. Nur wenn der Ring vollständig in der Nut aufan
sich bekannter Weise Querschnittshöhen auf, die 15 genommen wird, kann Bauteil 11 herausgenommen
vom Mittelquerschnitt nach den freien Enden zu werden oder herausfallen.
gleichmäßig abnehmen. Ferner ist der Sicherungs- Der Federring 14 muß aber noch anderen Anfor-
ring in an sich bekannter Weise im Bereich seiner derungen genügen. Wenn er anfänglich in die Nut 15
freien Enden mit nach außen gerichteten Vorsprün- eingesetzt wird, und wenn er später gespreizt wird,
gen versehen, deren radiale Höhe der Höhe des 20 muß er sich genau kreisförmig verformen. Ferner ist
Mittelquerschnittes entspricht. Die Erfindung betrifft es nötig, daß seine Außen- und Innenkante sowohl
ferner eine Montagevorrichtung für diese Anordnung in gespanntem wie in ungespanntem Zustand kon-
mit einem hydraulischen Antrieb. Bei der nach zentrisch zum Boden der Nut verlaufen. Nur so ist
diesem Prinzip ausgebildeten Montagevorrichtung es möglich, daß der Ring immer genau zentriert ist
hat das Spreizwerkzeug die Form eines an sich be- 25 und daß seine Innenperipherie der Peripherie der
kannten offenen Federringes, der an den freien Gehäusebohrung entspricht.
Enden der Schenkel und am gegenüberliegenden Vor allem aber ist es erforderlich, daß der Feder-Mittelteil
nach außen vorspringende Nasen aufweist, ring mit einem Werkzeug so gespreizt werden kann,
wobei der eine Schenkel über die Nase mit dem daß das Werkzeug dem Bauteil 11 nicht im Wege ist.
Kolben eines Kraftzylinders verbunden ist, während 30 Um diesen Erfordernissen zu genügen, muß der
der andere Schenkel über die Nase am Kraftzylinder Federring 14 ein Präzisionsteil sein. Wie aus F i g. 2
festgelegt ist, so daß bei Bewegung des Kolbens in und 3 ersichtlich ist, hat der Federring einen gespaleiner
Richtung die freien Enden sich voneinander tenen Ringkörper, dessen Ringinnenflächel4a den
entfernen. Schließlich ist an der erfindungsgemäßen Radius R1 und dessen Außenfläche 14 öden Radius R0
Montagevorrichtung am Ringteil des Spreizwerk- 35 hat, wobei der erste vom Zentrum C1, der letztere
zeuges ein Hals vorgesehen, dessen Abmessungen vom Zentrum C1, ausgeht. Die Ringflächen liegen sohinsichtlich
Durchmesser und Breite den Abmessun- mit in an sich "bekannter Weise exzentrisch zueingen
der stufenförmigen Ausnehmung des Feder- ander, derart, daß die Querschnittshöhen des Ringes
ringes entsprechen. vom Scheitel (gegenüber dem Ringspalt) nach den
In der Zeichnung ist 40 freien Enden zu gleichmäßig abnehmen mit der
Fig. 1 ein Teillängsschnitt, der die Ringmontage Folge, daß der Federring sich beim Zusammenpres-
nach der Erfindung zeigt; sen oder Spreizen im Elastizitätsbereich immer kreis-
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den neuen hier zur förmig verformt. Ferner weist Federring 14 VorAnwendung
kommenden Federring; Sprünge 17,18 mit vom Mittelpunkt C1 ausgehendem
Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2; 45 Radius R3 auf, die die gleiche Höhe haben wie der
F i g. 4 zeigt das Montagegerät nach der Erfindung Mittelquerschnitt und konzentrisch zur Innenkante
in Draufsicht, teilweise im Schnitt; liegen mit der Folge, daß der Ring trotz seiner Ex-
F i g. 5 ist eine Endansicht des Montagegerätes; zentrizität eine gleichförmige Schulter hat. Ein solcher
Fig. 6 und 7 zeigen den bei dem Montagegerät Ring ist durch Patent 869 280 bekanntgeworden,
verwendeten Spreizring in Aufsicht bzw. Schnitt; 50 Der Federring 14 weist ferner eine Form auf, die
Fig. 8 ist ein Teilschnitt, der die anfängliche Ver- es ermöglicht, daß er von einem Spreizwerkzeug er-
bindung des Montagegerätes mit dem Federring faßt und verformt werden kann, bis er vollständig in
zeigt; die Nut 15 eintritt, ohne daß das Spreizwerkzeug den
Fig. 9 ist ein Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8 Austritt des Bauteils 11 behindert. Zu diesem Zweck
und zeigt das Ansetzen des Spreizringes; 55 ist der Federring an seiner Innenkante mit einer
F i g. 10 ist eine ähnliche Darstellung wie F i g. 8, Gegenbohrung versehen, so daß er bei der stufenzeigt
aber Werkzeug und Federring nach dem Sprei- förmigen Ausdrehung 14 c dünner ist und eine
zen des Ringes, um ein Maschinenelement oder eine Schulter 14 d bildet, die konzentrisch zu der Innen-Deckplatte
aus dem Gehäuse zu entfernen; kante des Ringes verläuft. Die Schulter 14 d bildet
Fig. 11 ist ein Schnitt nach Linie 11-11 der 60 daher einen Anschlag für ein Werkzeug, mit dem der
Fig. 10. Ring gespreizt werden kann, wenn das Werkzeug
Fig. 1 zeigt das Ergebnis einer typischen Ring- auf die durch die an der Ringinnenfläche 14a ge-
montage nach der Erfindung. In einem Hohlzylinder bildete Stufe aufgesetzt wird. Dabei ist vorgesehen,
10 mit Gehäusebohrung 10 a befindet sich ein Bauteil daß die Austrittsöffnung der Bohrung 10 a einen ver-
11, der z. B. durch einen üblichen Sicherungsring 12 65 größerten Durchmesser 10 b hat, um den Arbeitsteil
in einer Nut 13 nach innen zu abgestützt wird. An des Spreizwerkzeuges aufzunehmen,
dem der Austrittsöffnung zugekehrten Teil der Ge- Die Montagevorrichtung besteht aus einem ring-
häusebohrung wird der Bauteil 11 durch einen Feder- förmigen Spreizwerkzeug und aus einem mechanisch
angetriebenen Kraftzylinder 30, 31 zur Betätigung des
Spreizwerkzeuges. Wie am besten in F i g. 6 und 7 gezeigt ist, besteht das Spreizwerkzeug 20 aus einem
gespaltenen Ring aus federndem Werkstoff. Der Ring hat erhebliche axiale Dicke und weist an seinem
Mittelquerschnitt und an den freien Enden radiale Vorsprünge 21, 22, 23 auf. Wie der Ring 14, und
zwar aus dem gleichen Grund, hat das Spreizwerkzeug sich vom Mittelquerschnitt nach den freien
Enden zu verjüngende Querschnittshöhen. Der Arbeitsteil 26 des Spreizwerkzeuges ist an seinem
Außendurchmesser verdünnt und bildet daher einen zylindrischen Flansch oder Hals. Der Innendurchmesser
des Spreizwerkzeuges einschließlich des Halses entspricht dem Innendurchmesser des Sieherungsringes
14 in ungespanntem Zustand. Der Außendurchmesser des Flansches 26 ist etwas kleiner als
der Durchmesser der Schulter 14d (Fig. 9). Die
axiale Länge des Flansches 26 ist etwas größer als die Entfernung zwischen der Innenfläche 14 a des
Ringes 14 und der Stirnfläche des Gehäuses 10.
Die Antriebsmittel für das Spreizwerkzeug (Fig. 4, 8 und 10) bestehen aus einem Kraftzylinder 30, 31
mit Kolben 32, der durch Preßluft oder Öl betrieben wird, die abwechselnd durch Ein- und Auslaßöffnungen
33, 34 zu- bzw. abgeführt werden. Die Kolbenstange 32 a hat Gleitlagerung in einem Gehäuse
35 des Zylinders und ist an ihrem freien Ende mit einem Joch 36 starr verbunden, an dem auch
eine Führungsstange 37 angeordnet ist, die gleichfalls im Gehäuse 35 gleitend gelagert ist, das einen
kragartigen Ansatz 38 aufweist.
Der Kraftzylinder 30, 31 wird mit den Enden des Spreizwerkzeuges 20 durch Stifte 40, 41 verbunden,
die in Löcher 40 a, 41a der vorspringenden Nasen 21, 22 des Spreizwerkzeuges eingreifen. In der Normalstellung
ist das Spreizwerkzeug ungespannt. Der Kolben 32 befindet sich in einer neutralen mittleren
Stellung. Wenn das Spreizwerkzeug leicht zusammengedrückt werden soll, um es in die Gehäusebohrung
einzuführen und auf die stufenförmige Ausdrehung 14 c aufzusetzen, dann wird dem unteren
Zylinderteil Luft oder Flüssigkeit zugeführt, so daß der Kolben nach rechts gedrückt wird (Fig. 8).
Wenn dagegen in den oberen (rechten) Zylinderteil Luft oder Flüssigkeit eingelassen wird, bewegt sich
der Kolben 32 nach links und spreizt das Werkzeug 20 und damit den Federring 14. Da die Bewegungen
von einer Mittelstellung des Kolbens aus erfolgen, wird die Beanspruchung des Spreizwerkzeuges
wesentlich verringert und die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert.
Wie aus F i g. 4 und 5 ersichtlich ist, ist auf dem Gehäuse 35 ein plattenähnlicher Stützarm 46 angeordnet,
der sich über den Vorsprung 23 hinaus erstreckt. Ein Stift 47 mit schmaler abgesetztem Endteil
47a ist am Ende des Spreizarmes so montiert, daß der Teil 47 a in die Öffnung des Vorsprunges 23
eintreten kann. Um dem Vorsprung das seitliche Spiel zu geben, das er beim Spreizen benötigt, ist
entweder der Stift 47 auf dem Stützarm 46 lose angeordnet, oder dem Stützarm selbst ist die erforderliche
Bewegungsfreiheit gegeben.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung bei der Montage und Demontage des Bauteils 11 ist wie folgt:
Angenommen, der Bauteil 11 befindet sich im Gehäuse 10, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und soll aus
dem Gehäuse entfernt werden. Das Gehäuse mit Ring wird mit der Spreizvorrichtung so verbunden,
daß der Hals 26 des Spreizwerkzeuges 20 in die Gehäusebohrung 10 α eintritt, bis er an die stufenförmige
Ausdrehung 14 c des Ringes 14 anschlägt. Wenn dem rechten Teil des Zylinders 31 z.B. Druckluft zugeführt
wird, wird das Joch 36 von dem Halsansatz 38 wegbewegt. Dadurch wird das Spreizwerkzeug 20 und
damit der Federring 14 gespreizt, bis der Ring so weit in die Nut 15 eintritt, daß der Innendurchmesser des
Ringes bis zum Innendurchmesser des Gehäuses erweitert wird. Der Bauteil 11 kann jetzt herausgenommen
werden. Man kann ihn auch durch Umkehren des Gehäuses herausfallen lassen.
Wenn ein neuer Bauteil eingesetzt werden soll, wird der Federring 14 in gleicher Weise gespreizt
und der Bauteil 11 eingesetzt, bis er an den Ring 12 anstößt. Der Druck im Zylinder 31 wird dann umgekehrt,
so daß die Teile in ihre Normalstellung zurückkehren, worauf das Spreizwerkzeug entfernt
wird.
Claims (5)
1. Anordnung zur lösbaren Befestigung eines buchsenförmigen Bauteils in einer zylindrischen
Ausnehmung eines Gehäuses unter Verwendung eines in eine Innennut des Gehäuses eingesprengten,
mittels eines Spreizwerkzeuges aufweitbaren Federringes, wobei die Tiefe der Nut mindestens
der größten radialen Breite des Federringes entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß
der ständig in der Nut verbleibende Federring (14) an seiner Ringinnenfläche (14 α) für den Eingriff
des Spreizwerkzeuges (20) eine stufenförmige Ausdrehung (14 c) aufweist, daß ferner der zu
haltende Bauteil (11) an der dem Federring zugewandten Stirnseite einen dem Innendurchmesser
(14 a) des ungespannten Federringes entsprechenden Schulteransatz (16) kleineren Durchmessers
aufweist und die Gehäusebohrung (10 a) im Bereich zwischen der Nut (15) und der Stirnseite
des Gehäuses einen auf den Durchmesser (14 d) der stufenförmigen Ausdrehung (14 c) des gespreizten
Ringes erweiterten Durchmesser (10 b) hat.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (14) in an sich
bekannter Weise Querschnittshöhen aufweist, die vom Mittelquerschnitt nach den freien Enden zu
gleichmäßig abnehmen.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring
(14) in an sich bekannter Weise im Bereich seiner freien Enden mit nach außen gerichteten Vorsprüngen
(17,18) versehen ist, deren radiale Höhe der Höhe des Mittelquerschnittes entspricht.
4. Montagevorrichtung für die Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spreizwerkzeug (20) die Form eines an sich bekannten offenen Federringes hat,
der an den freien Enden der Schenkel und am gegenüberliegenden Mittelteil nach außen vorspringende
Nasen (21, 22, 23) aufweist, wobei der eine Schenkel über die Nase (22) mit dem Kolben (32) eines Kraftzylinders (30) verbunden
ist, während der andere Schenkel über die Nase (21) am Kraftzylinder festgelegt ist, so daß bei
Bewegung des Kolbens (32) in einer Richtung
die freien Enden (20, 21) sich voneinander entfernen.
5. Montagevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ringteil des
Spreizwerkzeuges (20) ein Hals (26) vorgesehen ist, dessen Abmessungen hinsichtlich Durchmesser
und Breite, den Abmessungen der stufen-
förmigen Ausnehmung (14 c) entsprechen.
des Federringes
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1075 898;
schweizerische Patentschrift Nr. 99 345; britische Patentschrift Nr. 848 715.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DEW31443A Pending DE1272639B (de) | 1961-02-09 | 1962-01-11 | Anordnung zur loesbaren Befestigung eines buchsenfoermigen Bauteils in einer zylindrischen Ausnehmung eines Gehaeuses mittels eines aufweitbaren Federringes sowie Montagevorrichtung hierzu |
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