DE1475280C3 - Klemmscheibe zur Sicherung von Teilen auf Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kegelförmige, auf einer Welle od. dgl. bei axialer Belastung festklemmbare Klemmscheibe zur Sicherung von Teilen auf der Welle od. dgl., insbesondere aus Federstahl und vorzugsweise mit von der Mittelbohrung ausgehenden im wesentlichen radial nach außen gerichteten Ausnehmungen und mit zwischen diesen gebildeten, nach innen gerichteten Klemmzungen.

Zur Sicherung von Teilen auf Wellen, Achsen od. dgl. werden Klemmscheiben mit einer Mittelbohrung verwendet, von der im wesentlichen radial gerichtete, schlitzförmige Ausnehmungen ausgehen, zwischen denen Zungen zur Verklemmung der Scheibe auf der durch die Mittelbohrung hindurchgesteckten Welle, Achse qd. dgl. gebildet werden. Klemmscheiben der beschriebenen Art werden üblicherweise durch Stanzen hergestellt. Hierbei hat man bisher das kegelartige Verformen der Klemmscheibe gleichzeitig mit dem Stanzen der Mittelbohrung vorgenommen. Als Stand der Technik seien in diesem Zusammenhang beispielsweise die deutschen Gebrauchsmusterschriften 1 900 470 und 1 678 036 angeführt. In der Praxis hat sich nun immer wieder gezeigt, daß die in Rede stehenden Klemmscheiben nicht in der Lage waren, hohe Axialkräfte aufzunehmen, ohne dabei auf der Welle, Achse od. dgl. zu verrutschen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Klemmscheibe der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die in Axialrichtung der Welle, Achse od. dgl. stark belastbar ist bzw. einen festen Halt auf

ίο dem betreffenden Bauteil findet.

Die Erfindung geht von der wesentlichen Erkenntnis aus, daß die Stanzrichtung bei der Herstellung der Scheibe und die Klemmwirkung in unmittelbarem Zusammenhang miteinander stehen. Beim Aus-

IS stanzen der Mittelöffnung der Klemmscheibe entsteht nämlich auf der in Stanzrichtung vorderen Seite der Scheibe eine scharfe, auf der in Stanzrichtung rückwärtigen Seite dagegen eine etwas abgerundete Kante. Die Bedeutung dieser Tatsache für Klemmscheiben der erfindungsgemäßen Art war bisher nicht erkannt und daher auch von der Fachwelt nicht beachtet worden. Vielmehr wurde regelmäßig die der Eintrittsseite des Stanzwerkzeuges zugewandte Kante der auszustanzenden Scheibe zum Zusammen-

a5 wirken mit der Welle oder Achse verwendet, weil sich beim Stanzen und gleichzeitigen kegeligen Durchbiegen der Scheibe diese Kante automatisch als die radial nach innen gerichtete Kante ergibt. Diese Kante ist jedoch die weniger scharfe abgerundete Kante. Die beim Stanzen entstehende scharfe Kante befindet sich somit auf der falschen Seite.

Die Erfindung hat sich nun die vorstehend beschriebenen Erkenntnisse zur Lösung der ihr gestellten Aufgabe zunutze gemacht und ist im wesentliehen dadurch gekennzeichnet, daß die beim Stanzen der Klemmscheibe auf der Austrittsseite des Stanzwerkzeuges gebildete scharfe Begrenzungskante der Mittelbohrung auf der Hohlseite des von der Klemmscheibe gebildeten Hohlkegels angeordnet ist.

Es muß also zwischen dem Stanzen der mittleren Öffnung der Klemmscheibe und dem Durchdrücken der Scheibe in die kegelige oder ähnliche Form ein Umkehren der Arbeitsrichtung bzw. der Scheibe erfolgen, damit das Stanzen der Mittelöffnung und das Verformen der Scheibe in die Kegelgestalt in entgegengesetzten Richtungen stattfindet. Ein solcher Arbeitsvorgang ist zwar mit einem zusätzlichen Arbeitsaufwand verbunden, bringt jedoch den wesentlichen Vorteil mit sich, daß damit ein erheblich besserer und gegen Lösen stärker gesicherter Sitz der Scheibe auf der Welle oder Achse erzielt wird. Bei der Herstellung der Kegelform der Scheibe ist demzufolge die Scheibe gemäß der Erfindung derart zu verformen, daß die scharfe Kante auf der hohlen Seite des Kegels liegt, damit sie mit der Oberfläche des die Scheibe durchsetzenden Teiles zusammenwir- j ken und durch leichtes Einarbeiten in diese eine zu- j sätzliche Klemmkraft zwischen Scheibe und Teil her- j vorrufen kann. . . . !

Versuche haben ergeben, daß eine solche Klemm- \ scheibe eine axiale Kraft aufnehmen kann, die das Vielfache derjenigen beträgt, die von einer Klemmscheibe aufgenommen werden kann, bei der das Verformen der Scheibe gleichzeitig mit dem Stanzen der Mittelbohrung geschieht, bei der also die rückwärtige, infolge des Materialflusses leicht abgerundete Kante als Klemmkante verwendet wird.

Infolge ihrer größeren Klemmkraft ist man auch in

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der Bemessung der erfindungsgemäßen Scheibe ver- In die zunächst flache volle Scheibe 30 wird durch hältnismäßig frei, so daß man sie mit Vorteil mit grö- ein Stanzwerkzeug 31 die Mittelbohrung 32 ausgeßerer oder geringerer Elastizität ausbilden kann. stanzt. Ist χ die Stanzrichtung, so entsteht auf der in Eine besonders gute Haltekraft der Klemmscheibe Stanzrichtung vorderen Seite der die Mittelöffnung läßt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfin- 5 begrenzenden Innenfläche 33 eine scharfe Kante 34 dung dadurch erreichen, daß bei einer vorzugsweise und auf der rückwärtigen Seite eine etwas abgerunkreisrunden (oder ungefähr kreisrunden) aus Feder- dete Kante 35. Damit nun die scharfe Kante 34 zum stahl bestehenden Klemmscheibe mit einem Kegel- Festklemmen auf der Oberfläche einer die Mittelbohwinkel von etwa 125 bis 145° und mit flach auslau- rung durchsetzenden Welle 36 od. dgl. benutzt werfendem äußerem Versteifungsrand die Scheibendicke io den kann, ist beim nachfolgenden Verformen der sowie die Ausnehmungen derart bemessen sind, daß Scheibe in die Kegelform 30 α die Verformung in die Elastizitätsgrenze schon nach einer einem Bruch- Pfeilrichtung y vorzunehmen, so daß die scharfe teil der Kegelhöhe entsprechenden Verformung der Kante in der Lage 34 a der Hohlseite des durch die Scheibe, vorzugsweise vor Verringerung der Kegel- Scheibe gebildeten Hohlkegels benachbart ist. Hierhöhe auf die Half te, erreicht wird. Selbst bei großer 15 durch kann die Klemmwirkung zwischen Scheibe axialer Kraft braucht die erfindungsgemäße Klemm- und Welle, wenn letztere in Pfeilrichtung χ bzw. die scheibe nur einen relativ kleinen Federweg auszufüh- Scheibe in entgegengesetzter Richtung belastet wird, ren, wobei sie ihre bisherige Kegelform praktisch bei- im Vergleich zu einer bei gleicher Verformung umgebehält und sich fest auf der Welle oder Achse ver- kehrten Stanzrichtung zusätzlich erheblich erhöht spannt. Auch bei Überbelastung federt eine solche 20 werden.

Scheibe nur geringfügig zurück, z.B. nur V₁₀mm im Fig.2 veranschaulicht den Stanzvorgang in vier Gegensatz zu etwa 2 bis 3 mm bisheriger Klemm- einzelnen Phasen α bis d beim Herausstanzen eines scheiben, so daß die Scheibe auch nach der Entla- Mittelloches aus einer Blechscheibe von der Blechstung auf der Welle verbleibt und weiterhin — wenn stärke s. Es ist ersichtlich, wie bei dem Stanzhub des auch bei gewisser Lockerung des zu sichernden Tei- 25 Stanzwerkzeuges 431 im Zusammenwirken mit der les —- ihre Sicherungsfunktion ausübt. Ein Flach- Matrize 437 sich beim Herausschneiden des Mitteldrücken oder gar Überschnappen der Scheibe, wie es Stückes 438 an der vorderen Unterkante des ringförbei den bisherigen, blattfederartig wirkenden migen Scheibenteiles 430 eine scharfe Kante 434 bil-Klemmscheiben mit ihren wesentlich größeren det, während an der rückwärtigen Oberkante das Federwegen leicht auftreten kann, ist ausgeschlossen, 30 Material vom Stanzwerkzeug 431 mitgezogen wird da bei der absichtlich größeren Federhärte der er- und dadurch die abgerundete Kante 435 bildet. Zur findungsgemäßen Scheibe zuvor die Festigkeitsgrenze Erzielung einer besonders hohen Klemmwirkung überschritten und das Material durch Platzen zer- muß daher entsprechend F i g. 1 die fertiggestanzte stört würde. Ringscheibe aus ihrer Ebene in Pfeilrichtung y aus-

Wird die Klemmscheibe ohne zylindrischen Rand 35 gebogen werden.

ausgebildet, lassen sich die Scheiben nach Art von Es hat sich gezeigt, daß schon sehr kleine Scheiben

Tellerfedern in beliebiger Zahl dicht übereinander- von 3 mm Bohrungsdurchmesser axiale Kräfte von

schichten, wodurch die aufzunehmende Axialkraft 120 kg und mehr aufnehmen können,

entsprechend der Anzahl der Klemmscheiben erhöht Die Klemmscheiben können im übrigen beliebig

werden kann. 40 ausgebildet sein. Von der Mittelbohrung aus können

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein schmalere oder breitere Ausnehmungen, z.B. in Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Form von Schlitzen, in radialer Richtung ausgehen. Klemmscheibe in der Weise, daß in eine zunächst Bei kleineren Scheiben wird man eine geringere Anflache volle Scheibe eine Mittelbohrung, gegebenen- zahl (z. B. 3 bis 5), bei größeren Scheiben eine gröfalls mit radialen Ausnehmungen, in der einen axia- 45 ßere Anzahl (z.B. bis zu 9 und mehr) von Ausnehlen Richtung ausgestanzt wird, wobei eine scharfe mungen vorsehen, zwischen denen eine entsprevordere, die Mittelbohrung umgebende Stanzkante chende Anzahl von Zungen oder zungenartiger Vorentsteht, und hierauf die Scheibe in der entgegenge- Sprünge gebildet werden. Besonders vorteilhaft ist setzten axialen Richtung in eine Hohlkegelform ge- ferner ein Kegelwinkel der Scheibe von 125 bis 145° drückt wird, so daß die scharfe vordere Stanzkante 50 Kegelwinkel,
auf die Hohlseite des Hohlkegels gelangt. Die Fig. 3 und 4 zeigen beispielsweise den Ein-

In der Zeichnung sind entsprechende Ausfüh- bau einer Klemmscheibe 310 in einen anderen Teil

rungsbeispiele im einzelnen vergrößert dargestellt. und ihre Vereinigung mit diesem anderen Teil zu

Hierbei zeigt einer selbständigen Baueinheit

Fig. 1 eine Skizze zur Erläuterung von Vorgän- 55 In Fig. 3 ist dieses andere Teil eine Abschlußgen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen scheibe 320, die — z.B. aus thermoplastischem Klemmscheibe, Kunststoff bestehend— an ihrem äußeren Rand 321

F i g. 2 a bis d eine Darstellung des Stanzvorganges umgebördelt ist und den äußeren Rand 312 der

berm Stanzen einer solchen Klemmscheibe, Klemmscheibe 310 in einer Ringnut 322 unlösbar

F i g. 3 eine mit einer Abschlußscheibe zu einer 60 aufnimmt, so daß die Klemmscheibe axial gesichert

baueinheit vereinigte Klemmscheibe und ist, jedoch das für die Federung erforderliche; wenn

Fig.4 eine mit einem kugelförmigen Handgriff zu auch nur geringe Spiel hat. Soll z.B. die Abschlußeiner Baueinheit vereinigte Klemmscheibe. scheibe 320 dazu dienen, eine Öffnung 323 in einem

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 Gehäuse 324 über eine Achse 325 abzuschließen, ist handelt es sich um an sich bekannte Anwendungs- 65 es lediglich erforderlich, die die Klemmscheibe 310

fälle von Klemmscheiben. enthaltende Abschlußscheibe 320 auf das herausra-

Fig.l erläutert einen Teil aus dem Herstellungs- gende Ende der Achse 325 aufzustecken, wobei sie

verfahren einer erfindungsgemäßen Klemmscheibe. sich mittels der Klemmscheibe 310 auf der Achse

325 verklemmt. Ist die Scheibe derart ausgebildet, daß sie nur geringfügig zurückfedert, kann durch kräftiges Aufdrücken der Abschlußscheibe ein dichtes Anliegen an der Gehäusewand 324 erreicht werden.

Fig.4 zeigt als weiteres Beispiel schematisch einen kugelförmigen Handgriff 326, z.B. ebenfalls aus Kunststoff, in den die Klemmscheibe 310 an ihrem äußeren Rand mit für die Federung ausreichendem Spielraum 327 eingegossen ist. Die Kugel weist eine zur Scheibenachse axiale Bohrung 328 auf, die zum Einstecken des sich in der Klemmscheibe 310 verklemmenden stangenförmigen Endes 329 eines Hebels od. dgl. dient. Der Handgriff kann gegebenenfalls auch zweiteilig ausgebildet sein oder Ausnehmungen zur Aufnahme von Büchsen, Stopfen 5 od. dgl. aufweisen, um das Eingießen oder sonstige Einbringen des Klemmringes zu erleichtern.

Auch kann die Klemmscheibe statt unlösbar gegebenenfalls auch — z. B. durch eingeschraubte Elemente gehalten — lösbar in dem sie aufnehmenden ίο Teil eingebracht sein, jedoch derart, daß dieses Teil zusammen mit der Klemmscheibe eine einbaufertige, selbstklemmende Baueinheit bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kegelförmige, auf einer Welle od. dgl. bei axialer Belastung festklemmbare Klemmscheibe zur Sicherung von Teilen auf der Welle od. dgl., insbesondere aus Federstahl und vorzugsweise mit von der Mittelbohrung ausgehenden im wesentlichen radial nach außen gerichteten Ausnehmungen und mit zwischen diesen gebildeten, nach innen gerichteten Klemmzungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Stanzen der Klemmscheibe auf der Austrittsseite des Stanzwerkzeuges gebildete scharfe Begrenzungskante der Mittelbohrung auf der Hohlseite des von der-Klemmscheibe gebildeten Hohlkegels angeordnet ist.

2. Klemmscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorzugsweise kreisrunden (oder ungefähr kreisrunden), aus Federstahl bestehenden Klemmscheibe mit einem Kegelwinkel von etwa 125 bis 145° und mit flach auslaufenden äußerem Versteifungsrand die Scheibendicke sowie die Ausnehmungen derart bemessen sind, daß die Elastizitätsgrenze schon nach einer einem Bruchteil der Kegelhöhe entsprechenden Verformung der Scheibe, vorzugsweise vor Verringerung der Kegelhöhe auf die Hälfte, erreicht wird.

3. Verfahren zur Herstellung einer Klemmscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine zunächst flache volle Scheibe eine Mittelbohrung, gegebenenfalls mit radialen Ausnehmungen, in der einen axialen Richtung ausgestanzt wird, wobei eine scharfe vordere, die Mittelbohrung umgebende Stanzkante entsteht, und hierauf die Scheibe in der entgegengesetzten axialen Richtung in eine Hohlkegelform gedruckt wird, so daß die scharfe vordere Stanzkante auf die Hohlseite des Hohlkegels gelangt.