DE2648090A1 - AXIAL LOCKING ON A SHAFT - Google Patents
AXIAL LOCKING ON A SHAFTInfo
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Description
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Die Erfindung geht aus von einer Axialsicherung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die bekannte Axialsicherung hat schräg angestellte Haltesegmente, die entgegen der Aufdrückrichtung auf die Welle aus der ebenen Scheibe herausgedrückt sind. Die axiale Aufdrückkraft ist deshalb klein, die Abdrückkraft jedoch sehr groß. Es hat sich allerdings gezeigt, daß - wenn die Axialsicherung dynamischen Beanspruchungen unterworfen werden soll - eine gezielte große Rauhigkeit der Oberfläche der Welle notwendig ist, um genügend große Abdrückkräfte zu erreichen. In der Praxis werden daher auf der Welle Rillen eingedreht, die dann für geringere Anforderungen genügend große Reibkräfte ergeben, um ein Abdrücken der Federmutter zu verhindern. Aus Herstellungsgründen werden die Rillen ähnlich einem Gewinde auf die Welle aufgebracht. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der axiale Rillenabstand (Steigung) nur sehr klein gewählt werden kann, da die "axiale Einstellgenauigkeit" der Federmutter - wie die Praxis gezeigt hat - kleiner als 0,3 nun sein muß. Die Anordnung von Rillen in dieser Feinheit erfordert einen sehr großen Aufwand. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist, daß die Axialsicherung nicht rundläuft, weil sie sich nach durch den Drehvorgang entstandenen, gewindeartig verlaufenden Rillen ausrichtet. Eine Gewinderille hat zudem noch den Nachteil, daß sich die Federmutter praktisch nur an einer einzigen Stelle richtig verkrallt. Dies führt zu Unsicherheiten bezüglich der axialen Sicherung, die bei höheren Ansprüchen nicht mehr tragbar sind. Natürlich sind noch andere Axialsicherungen bekannt, die diese Nachteile nicht aufweisen, die aber auf der anderen Seite wesentlich aufwendiger sind.The invention is based on an axial lock according to the preamble of the main claim. The well-known axial lock has an inclined position Retaining segments that are pressed out of the flat disc against the direction of pressure onto the shaft. the The axial pressing force is therefore small, but the pressing force is very large. It has been shown, however, that - if the Axial securing is to be subjected to dynamic loads - a targeted high roughness of the surface of the shaft is necessary in order to achieve sufficiently large push-off forces. In practice, therefore, grooves are screwed into the shaft, which then result in sufficiently large frictional forces for lower requirements in order to prevent the spring nut from being pushed off. the end For manufacturing reasons, the grooves are applied to the shaft similar to a thread. This arrangement has the disadvantage that the axial groove spacing (pitch) can only be selected very small, since the "axial adjustment accuracy" of the spring nut - as practice has shown - must now be less than 0.3. The arrangement of grooves in this delicacy requires one very big effort. Another disadvantage of the known arrangement is that the axial lock does not run smoothly because it aligns itself according to the thread-like grooves created by the turning process. It also has a thread groove the disadvantage that the spring nut is practically only properly clawed at a single point. This leads to uncertainties with regard to the axial securing, which is no longer acceptable with higher demands. Of course there are other axial locks known, which do not have these disadvantages, but which on the other hand are much more expensive.
Die erfindungsgemäße Axialsicherung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daßThe axial lock according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that
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-'•3-- '• 3-
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der Rillenabstand auf der Welle größer ist als das Maß der axialen Einstelltoleranz. Damit sind die Rillen auch unter Bedingungen der Großserienfertigung mit einfachen Mitteln herstellbar. Außerdem hat die mit den Haltesegmenten versehene Scheibe den Vorteil, daß sie sich jeweils an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Stellen sicher auf der Welle verkrallt und daher rundläuft und Unsicherheiten bezüglich des Axialfestsitzes ausgeschlossen sind.the groove spacing on the shaft is greater than the amount of the axial adjustment tolerance. This means that the grooves are also under conditions mass production can be produced with simple means. In addition, the washer provided with the holding segments the advantage that it grips securely on the shaft at two diagonally opposite points and therefore runs smoothly and uncertainties regarding the axial tight fit are excluded.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Axialsicherung möglich. Die Rillen lassen sich sehr vorteilhaft als in sich geschlossene, parallel liegende Ringe ausbilden, wenn sie z. B. durch das als Gewinderollen bekannte Verfahren aufgebracht werden. Ein Herunterdrehen der auf der Welle fest gekrallten Scheibe - ähnlich einer Mutter von einem Gewinde - wird hierbei unmöglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the main claim specified axial locking possible. The grooves can be very advantageously as self-contained, parallel lying Form rings when they z. B. be applied by the process known as thread rolling. Turning down the A washer that is firmly clawed on the shaft - similar to a nut with a thread - becomes impossible here.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Axialsicherung auf dem freien Ende einer Welle, Figur 2 als vergrößerte Einzelheiten die Oberfläche der Welle und in eine Ebene gedrehte Haltesegmente einer Scheibe der Axialsicherung, Figur 3 die Scheibe im Grundriß, Figur 4 einen Schnitt längs TV-IV der Figur 3, Figur 5 einen Schnitt längs V-V der Figur 3, Figur 6 einen Schnitt längs VI-VI der Figur 3, Figur 7, 8, 9 drei verschiedene axiale Stellungen der Scheibe auf der Außenfläche der Welle und Figur 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der Oberfläche einer Welle.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing using several figures and in the description below explained in more detail. FIG. 1 shows an axial securing device on the free end of a shaft, FIG. 2 as enlarged details the surface of the shaft and holding segments rotated in a plane of a disk of the axial lock, FIG. 3 the disk in plan, FIG. 4 shows a section along TV-IV of FIG. 3, FIG 5 shows a section along V-V of FIG. 3, FIG. 6 shows a section along VI-VI of FIG. 3, FIGS. 7, 8, 9 three different axial ones Positions of the disk on the outer surface of the shaft and FIG. 10 a second exemplary embodiment of the surface of a shaft.
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In den Figuren 1 bis 9 der Zeichnung ist eine Axialsieherung beschrieben, mit der axiale Verschiebungen von Bauteilen auf einer Welle verhindert werden. Die Axialsicherung besteht aus einer auf einer Welle 1 angeordneten ebenen Scheibe 2, die Scheibe 2 hat eine mittige Auswölbung, die im Scheitel einen Ausschnitt 3 hat, durch den sechs jeweils in Paaren einander diagonal gegenüberliegende, radial nach innen weisende Haltesegmente 4 gebildet sind. Die Haltesegmente 4 greifen federnd in zugeordnete Rillen 5 an der Außenfläche der Welle 1 ein. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Gesamtheit der Rillen 5 einen am freien Ende der Welle 1 liegenden Bereich. Natürlich kann der von den Rillen 5 gebildete Bereich auch von glatten oder anders geformten Oberflächenbereichen der Welle 1 eingeschlossen sein. Dabei muß natürlich das Außenmaß der Welle zumindest auf der Seite, von der die Scheibe 2 auf die Welle aufgeschoben wird, nur so groß sein, daß die Haltesegmente 4 beim Aufschieben der Scheibe 2 nicht plastisch verformt werden.In Figures 1 to 9 of the drawing is an axial movement described, with which axial displacement of components on a shaft can be prevented. The axial lock consists of a arranged on a shaft 1 flat disc 2, the disc 2 has a central bulge, which in the apex a Cutout 3 has, through the six each in pairs diagonally opposite, radially inwardly facing holding segments 4 are formed. The holding segments 4 engage resiliently in associated grooves 5 on the outer surface of the shaft 1. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the entirety of the grooves 5 forms one located at the free end of the shaft 1 Area. Of course, the area formed by the grooves 5 can also consist of smooth or differently shaped surface areas of wave 1 be included. Of course, the external dimensions of the shaft must be at least on the side from which the Disc 2 is pushed onto the shaft, only be so large that the holding segments 4 when the disc 2 is pushed on be plastically deformed.
Die Rillen 5 bilden in sich geschlossene, parallel zueinander liegende Ringe, die etwa auf die Außenfläche der Welle spanlos aufgerollt oder spanabhebend mit einem Strähler aufgebracht sind. Die Rillen haben -.wie besonders in Figur 2 zu erkennen ist - ein symetrisches keilförmig ausgebildetes Profil. Die Rillenflanken stehen etwa im Winkel von 45 ° zur Achse der Welle 1.The grooves 5 form self-contained rings lying parallel to one another, which roughly apply without cutting to the outer surface of the shaft are rolled up or applied by cutting with a Strähler. The grooves have -.as especially in Figure 2 to can be seen - a symmetrical wedge-shaped profile. The groove flanks are at an angle of approximately 45 ° Axis of shaft 1.
Die inneren Enden jeweils eines Paares, von Haltesegmenten 4 haben einen in Richtung der Achse der Welle 1 gemessenen Abstand e zum nächsten Paar von Haltesegmenten 4'. Vom Paar Haltesegmente 4' zum wiederum nächsten Paar Haltesegmente 4" beträgt der in axialer Richtung gemessene Abstand wiederum eThe inner ends of a pair of holding segments 4 have a distance e, measured in the direction of the axis of the shaft 1, from the next pair of holding segments 4 '. From the couple Holding segments 4 'to the next pair of holding segments 4 ″, the distance measured in the axial direction is again e
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- J5 - R. - J5 - R.
(vergl. besonders Figuren 3 bis 6). Die Rillen 5 haben einen ebenfalls in Richtung der Achse der Welle 1 gemessenen Abstand von 1,5 e (Figur 2).(See especially Figures 3 to 6). The grooves 5 have one also measured in the direction of the axis of the shaft 1 distance of 1.5 e (Figure 2).
Wie Figur 3 erkennen läßt, sind die inneren Enden der Haltesegmente 4 kreissegmentförmig ausgeschnitten.As Figure 3 shows, the inner ends of the holding segments 4 cut out in the shape of a segment of a circle.
Die Funktion der beschriebenen Axialsicherung ist folgendermassen: Eine erste Stellung, in der die Haltesegmente 4, 4', 4" mit den Rillen 5 der Welle 1 im Eingriff stehen, ist in der Figur 7 dargestellt. Dabei sind die Haltesegmente 4" - in den Figuren 7 bis 9 ist nur jeweils ein Haltesegment 4, 4', 4", zu dem ein weiteres diagonal gegenüberliegendes Haltesegment 4, 41, 4" gehört dargestellt, wobei wegen der zeichnerischen Darstellung alle Haltesegmente 4, 4', 4", die wie Figur 3 erkennen läßt, jeweils um 60 gegeneinander versetzt angeordnet sind, in die Zeichenebene hineingedreht - voll im Eingriff mit einer Rille 5-In die nächste in Achsrichtung der Welle 1 anschließende Rille 5 greifen jeweils nur die inneren Ecken der Haltesegmente 4 und 4' ein. In Figur 8 ist die axial gesehen nächstt/nögliche Eingriffsstellung der Scheibe 2 in die Rillen 5 der Welle 1 dargestellt. Diese zweite Eingriffsstellung ist gegenüber der in Figur 7 beschriebenen ersten Eingriffsstellung um Ο,5 e axial verschoben. Bei der in Figur 8 dargestellten Eingriffsstellung greifen die inneren Ecken der Haltesegmente 4' voll in eine Rille 5 ein, während die Haltesegmente 4 und 4" nur mit ihren inneren Ecken in Halterillen 5 eingreifen. In Figur 9 ist eine dritte mögliche Eingriffsstellung der Scheibe 2 in der Welle 1 dargestellt, die gegenüber der in Figur 8 dargestellten Eingriffsstellung wiederum um einen Wert von 0,5 e axial verschoben ist. Bei der in Figur 9 dargestellten Eingriffsstellung greifen wiederum die Haltesegmente 4 voll in eine Rille 5 ein, während die Haltesegmente 4' und 4" nur mit ihren inneren Ecken in eine Rille 5 eingreifen. Wählt man für den Wert e etwa O53 nun, so ergibt sich für den Abstand vonThe function of the described axial lock is as follows: A first position in which the holding segments 4, 4 ', 4 "are in engagement with the grooves 5 of the shaft 1 is shown in FIG Figures 7 to 9 each show only one holding segment 4, 4 ', 4 ", to which a further diagonally opposite holding segment 4, 4 1 , 4" belongs, with all holding segments 4, 4', 4 ", the as can be seen in Figure 3, each offset by 60 to each other, rotated into the plane of the drawing - fully in engagement with a groove 5-only the inner corners of the holding segments 4 and 4 'engage in the next groove 5 in the axial direction of the shaft 1. 8 shows the next possible engagement position, viewed axially, of the disk 2 in the grooves 5 of the shaft 1. This second engagement position is Ο, 5 e axially v relative to the first engagement position described in FIG pushed. In the engagement position shown in FIG. 8, the inner corners of the holding segments 4 'fully engage in a groove 5, while the holding segments 4 and 4 "only engage in holding grooves 5 with their inner corners shown in the shaft 1, which is again axially displaced by a value of 0.5 e compared to the engagement position shown in FIG. 8. In the engagement position shown in FIG 'and 4''only engage in a groove 5 with their inner corners. If one now chooses about O 5 3 for the value e, the result is the distance from
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R. 3514R. 3514
zwei Rillen 5 auf der Welle 1 ein Maß von 0,45 mm; die Scheibe 2 kann dann in axialen Stufen von 0,3 mal 0,5 gleich 0,15 mm auf der Welle 1 festgesetzt werden. Dieser Wert ist z. B. für die Anwendung der Axialsicherung bei elektrischen Kleinmotoren ein der dabei üblichen Pertigungstoleranz durchaus angemessener Wert. Die Scheibe 2, die etwa aus einem gehärteten Federstahl bestehen kann, ist hier mit sechs Haltesegmenten 4 beschrieben. Natürlich können mit dem beschriebenen Prinzip mit jeder geradzahligen Paarung größer zwei sinnvolle Stufungen erreicht werden.two grooves 5 on the shaft 1 a dimension of 0.45 mm; the disc 2 can then be 0.15 mm in axial steps of 0.3 by 0.5 be fixed on shaft 1. This value is e.g. B. for the application of axial locking in small electric motors a value that is quite appropriate for the customary manufacturing tolerance. The disc 2, which is made from a hardened spring steel can exist is described here with six holding segments 4. Of course, you can use the principle described every even pairing greater than two meaningful levels can be achieved.
Zur Erreichung der beschriebenen axialen Abstände e der Haltesegmente 4, 4!, 4" gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Einerseits können die Durchmesser D1,, D2,,, D1,,, der kreisförmig ausgeschnittenen inneren Enden 4, 4', 4" (Figur 3) jeweils eines Paares von Haltesegmenten verschieden von denen der anderen Paare sein, wobei dann die Übergangsradien R1. (Figur 4) von der ebenen Scheibe 2 in die Auswölbung bei allen Haltesegmenten 4, 4', 4" gleich groß sind. Andererseits können die Durchmesser D1. der kreissegmentförmig ausgeschnittenen inneren Enden aller Haltesegmgente 4, 41, 4" gleich groß sein, wobei dann aber die Übergangsradien R1,, R1,,, Rj,n von der ebenen Scheibe in die Auswölbung jeweils eines Paares von Haltesegmenten 4, 4!, 4" verschiedenen von denen der anderen Paare sein müssen. Im fertigen Zustand der Scheibe (Figur 3), d. h. nach Ausschneiden und Umformen, müssen natürlich alle Durchmesser D gleich groß sein, um sich auf der Welle verkrallen zu können.To achieve the described axial distances e of the holding segments 4, 4 ! , 4 "there are basically two possibilities: On the one hand, the diameters D 1 ,, D 2 ,,, D 1 ,,, of the circularly cut-out inner ends 4, 4 ', 4" (FIG. 3) of a pair of holding segments can differ from be those of the other pairs, with the transition radii R 1 . (Figure 4) of the flat plate 2 in the bulge in all the retaining segments 4, 4, 4 'are equal. On the other hand, the diameter D can first of the circular segment cut-out inner ends of all Haltesegmgente 4, 4 1, 4'"be the same size , but then the transition radii R 1 ,, R 1 ,,, Rj, n from the flat disc into the bulge of a pair of holding segments 4, 4 ! , 4 "must be different from those of the other pairs. In the finished state of the disc (Figure 3), ie after cutting and reshaping, all the diameters D must of course be of the same size in order to be able to grip the shaft.
In Figur 10 ist zweites Ausführungsbeispiel von Rillen 15 einer Welle 10 dargestellt. Die Rillen 15 haben - nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel ein symetrisches - ein unsymetrisches Sägezahnprofil. Dieses Sägezahnprofil ist so angeordnet, daß die Flanken der Rillen 15 in Aufdrückrichtung 16 für die ScheibeIn Figure 10, a second embodiment of grooves 15 of a shaft 10 is shown. The grooves 15 have - not like in the first one Embodiment a symmetrical - an asymmetrical sawtooth profile. This sawtooth profile is arranged so that the flanks of the grooves 15 in the pressing direction 16 for the disc
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X- R. X- R.
2 wesentlich flacher verlaufen als die Flanken der Rillen in Abdrückrichtung 17. Dies hat den Vorteil, daß die Scheibe leichter aufgedrückt werden kann, bei gleichzeitiger Vergrößerung der axialen Abdrückkraft.2 run much flatter than the flanks of the grooves in the push-off direction 17. This has the advantage that the disc can be pushed on more easily, while increasing the axial push-off force.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| 8141 | Disposal/no request for examination |