DE4040337C2

DE4040337C2 - Axialsicherung zweier gegeneinander verschiebbarer Bauteile

Info

Publication number: DE4040337C2
Application number: DE19904040337
Authority: DE
Inventors: Steffen Hertrich
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: DE4040337A1; WO1992011466A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialsicherung zweier gegeneinander verschiebbarer Bauteile, von denen eines eine Bohrung aufweist, in der das andere Bauteil aufgenommen ist, wobei die beiden Bau teile durch Auf- bzw. Einschieben montiert und gegen Verschieben zumindestens entgegen der Auf- bzw. Einschieberichtung durch ei nen in einer Nut eines der Bauteile vormontierten und radial fe dernden Sprengring gesichert sind, der bei der Montage nach Er reichen einer Nut des anderen Bauteils in diese hineinbewegt wird.

In der FR 24 88 968 A1 wird eine Axialsicherung beschrieben, um einen Deckel auf einen Zylinderansatz eines topfförmigen Gehäu ses eines unter Druck stehenden Behälters zu sichern. Als Ver bindungselement zwischen Deckel und Gehäuse ist ein Drahtring mit nach außen spannender Eigenkraft vorgesehen. Der Drahtring sitzt in einer Ringnut des Deckels sowie in einer Ringnut des Gehäuses und stützt sich axial jeweils gegen eine Schulter der Ringnuten ab. Mittels Griffen die aus den Ringnuten herausragen ist der Außendurchmesser des Drahtringes verkleinerbar. Die Ringnut des Gehäuses schließt sich an den Zylinderansatz an und umfaßt einen ersten dem Zylinderansatz zugewandten Ringnutab schnitt und einen zweiten tieferen daran anschließenden Ringnut abschnitt, der mit einem Ringflansch abschließt. Die Ringnut des Deckels ist in Anschluß einer stirnseitigen Fase und einen sich daran anschließenden zylindrischen Abschnitt vorgesehen. Im mon tierten Zustand sitzt der Drahtring in der Ringnut des Deckels und im ersten Ringnutabschnitt des Gehäuses. Hierbei stützt sich der Drahtring gegen diejenige Schulter der Ringnut des Deckels ab, die dem zylindrischen Abschnitt zugewandt ist, und gegen diejenige Schulter der Ringnut des Gehäuses, die den Zylinderan satz zugewandt ist. Die Ringnut des Deckels ist dabei im Quer schnitt durch zwei viertelkreisförmige Schultern, die über ei nen zylindrischen Abschnitt miteinander verbunden sind, darge stellt. Der Spalt, der sich zwischen dem Grund des ersten Ring nutabschnitts der Ringnut des Gehäuses und dem zylindrischen Ab schnitt der Ringnut des Deckels ergibt, weist eine Breite auf, die etwa dem Durchmesser des Querschnitts des Drahtringes ent spricht. In dieser Stellung ist der Außendurchmesser des Draht rings nicht mittels der Griffe verkleinerbar, um die Axialsiche rung zu lösen. Um diese Verbindung zu lösen, muß der Deckel zu nächst weiter auf den Zylinderansatz des Gehäuses aufgeschoben werden bis die Ringnut des Deckels mit dem zweiten und tieferen Ringnutabschnitt der Ringnut des Gehäuses in Überdeckung ist. In dieser Stellung kann der Außendurchmesser des Drahtringes mit tels der Griffe verkleinert werden, so daß der Drahtring bis zum Grund des zweiten Ringnutabschnitts gedrückt wird, und der Dec kel abgezogen werden kann. Durch diese Anordnung soll der Deckel zur Unfallsicherung nicht von dem unter Druck stehenden Gehäuse gelöst werden können. Im montierten Zustand ist die axiale Posi tion des Deckels vorgegeben. Um eine genaue axiale Positionie rung des Deckels zu ermöglichen, sind hohe Maßtoleranzen erfor derlich.

Bei anderen Ausführungsformen ist es bekannt, daß bei der Monta ge der beiden Bauteile beim Ineinanderschieben der Sicherungs ring zunächst radial in eine der Ringnuten in der er montiert aufgenommen ist, zurückfedert, um anschließend, nachdem eine übereinstimmende Position zu der gegenüberliegenden Ringnut des anderen Bauteiles erreicht ist, auseinanderzufedern, um so die Bauteile gegen Verschiebung zu sichern. Eine Veränderung dieser Position ist nicht möglich. Für die Demontage ist eine Auszugs schräge vorgesehen, die es ermöglicht, daß bei Aufbringung ent sprechender Kräfte der Sprengring soweit in eine Nut zurückgefe dert wird, daß ein Auseinanderziehen der beiden Bauteile möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialsicherung für zwei Bauteile zu schaffen, bei der während des Montagevor ganges eine Korrektur bzw. axiale Festlegung deren Position, ausgehend von einer Bezugsfläche, beispielsweise der Stirnfläche eines der Bauteile zum Ausgleich von während der Fertigung ein tretender Bautoleranzen, möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nut, in der der Sprengring vormontiert gehalten ist, als separate Vormontagenut mit einer kegeligen Montagefläche gestaltet ist, aus der der Sprengring mit wenigstens der Hälfte seiner Dicke über die Sitzfläche der Bauteile radial zum anderen Bauteil hin hervorragt, daß das die Vormontagenut aufweisende Bauteil axial beabstandet zu dieser eine erste kegelige Klemmfläche aufweist, die der Montagefläche entgegengerichtet verläuft, daß das andere Bauteil ausgehend von einer Stirnfläche einen Montageabsatz auf weist, der einen Freiraum definiert, der einen freien Durchtritt des radial hervorragenden Querschnittes des Sprengringes in eine an den Montageabsatz anschließende Ringnut erlaubt, welche eine Anlauffläche besitzt und eine Tiefe aufweist, die zumindest gleich der Dicke des Sprengringes ist, sowie eine zweite kegeli ge Klemmfläche aufweist, die zur ersten Klemmfläche des ersten Bauteils, an der der Sprengring mit Vorspannung anliegt, gleich gerichtet verläuft und daß die erste kegelige Klemmfläche eine kleinere Steigung aufweist als die zweite Klemmfläche.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Lage der Bauteile während des Montagevorganges zueinander, abhängig von einer Bezugkante, festgelegt werden kann. Die bei der Fertigung ein tretenden maßlichen Unterschiede können daher ausgeglichen wer den. Es können daher grobere Toleranzen bei der Fertigung der beiden Bauteile zugelassen werden, ohne daß der Montagezustand hierdurch negativ beeinflußt wird.

Es sind zwei Ausgestaltungsvarianten möglich. Nach einer ersten Ausgestaltungsvariante sind die Vormontagenut und die erste Klemmfläche, dem die Bohrung aufweisenden Bauteil zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, den Vormontagestutzen dem Bolzen bzw. dem in die Bohrung des einen Bauteils einsteckbaren anderen Bauteil zuzuordnen.

Für den Fall, daß die Vormontagenut dem in die Bohrung einge steckten Bauteil zugeordnet ist, ist die erste Klemmfläche Be standteil einer Nut.

Zur Erzielung des nötigen Axialschubes bei der Montage ist vor gesehen, die Anlauffläche rechtwinklig zur Achse der Bohrung verlaufen zu lassen.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1a-d ein erstes Ausführungsbeispiel bei dem der Sprengring in einer Bohrung eines der Bauteile vormontiert ist, in verschiedenen Montagestufen und

Fig. 2a-d ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Sprengring auf einem Zapfen vormontiert ist, in verschiedenen Montagestufen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein erstes Bauteil 1 in Form einer Scheibe mit einem zweiten Bauteil 2 in Form eines Bolzens so verbunden wer den, daß eine bestimmte Stellung einer Referenzfläche der Scheibe oder des Bolzens dem anderen Bauteil gegenüber unter Berücksichtigung der bei der Produktion der Bauteile entstehenden Bautoleranzen eingehalten wird. In Fig. 1a sind die Bauteile zu Beginn des Montagevorganges darge stellt. Das erste Bauteil 1 weist eine Vormontagenut 5 in der Bohrung 3 auf, in der das zweite Bauteil 2 mit seiner Außenfläche 4 aufgenommen ist. Die in Montagerichtung hinten liegende Flanke der Vormontagenut 5 des im Auf schiebesinne Y auf das zweite Bauteil 2 entlang der Achse X zu bewegten Bauteiles 1 ist mit einer Montagefläche 6 versehen, die eine Hohlkegelfläche ist. Der Sprengring 7 ist in der Vormontagenut 5 aufgenommen. Die Vormontagenut 5 ist so tief, daß der Sprengring 7 radial nach innen aus ihr mit einem Abmaß herausragt, das wenigstens der Hälfte seiner Dicke D entspricht. Hierdurch wird gewährleistet, daß beim weiteren Aufschieben des ersten Bauteiles 1 der Sprengring 7, ohne daß ein Verklemmen eintreten kann, an der Montagefläche aufgleitet. Bevorzugt liegt der Sprengring 7 mit radialer Vorspannung außen gegen die Grundfläche der Vormontagenut 5 an. An die Vormontagenut 5 schließt sich zunächst weiter eine Teilfläche der Bohrung 3 an. Anschließend ist mit axialem Abstand zur Vormontagenut 5 eine erste Klemmfläche 8 vorgesehen, die ebenfalls als Hohlkegelfläche gestaltet ist, wobei jedoch die Klemmfläche 8 entgegengerichtet zur Montagefläche 6 verläuft.

Ausgehend von einer Stirnfläche 10 ist ein Montageabsatz 11 vorhanden, der ein Passieren des Sprengringes 7 bzw. dessen über die Bohrungswandung 3 hervorstehenden Quer schnitts in eine Nut 12, die sich an den Montageabsatz 11 anschließt, erlaubt.

Der Spalt, der zwischen der Bohrungswandung 3 und dem Absatz 11 gebildet ist, ist also im wesentlichen größer bemessen als der vorstehende Querschnitt des Sprengringes 7.

Die Ringnut 12 besitzt anschließend zum Montageabsatz 11 eine zweite Klemmfläche 14, die gleichgerichtet zur gegen überliegenden ersten Klemmfläche 8 des ersten Bauteiles 1 verläuft. Ferner weist die Ringnut 12 eine Anlauffläche 13 auf, die im wesentlichen rechtwinklig zur Achse X ver laufend angeordnet ist. Die Tiefe T der Ringnut 12 ent spricht mindestes der Dicke D des Sprengringes 7. Beim Aufschieben des ersten Bauteiles 1 in Richtung Y auf das Bauteil 2 bzw. dem Einschieben des Bauteiles 2 entgegen der Pfeilrichtung Y in das Bauteil 1, wird, wie aus Fig. 1b ersichtlich, eine Position erreicht, bei der sich der Sprengring 7 an der Anlauffläche 13 abstützt und bei fort schreitender Bewegung des Bauteiles 1 entlang der Montage fläche 6 aufgleitet und durch Zusammendrücken in die Ring nut 12 eintaucht. Seine radial am stärksten zusammenge drückte Position hat der Sprengring 7 dann erreicht, wenn er sich radial an der Bohrungswandung 3 abstützt. Die Position des Sprengringes 7 am Übergang der Bohrungswan dung 3 zur ersten Klemmfläche 8 ist aus Fig. 1c ersicht lich. Bei weiterem Fortbewegen des Bauteiles 1 bis zu der Position, die die endgültige Stellung der beiden Bauteile 1, 2 zueinander bestimmt, befindet sich der Sprengring 7 in Anlage zur ersten Klemmfläche 8 und zur zweiten Klemm fläche 14, da er sich infolge seiner radialen Vorspannung an die beiden Klemmflächen 8, 14 anlegt. Der Klemmring 7 ist dann in dem Keilspalt, der durch die beiden gleichge richtet, aber mit unterschiedlichen Neigungswinkeln ver laufenden konischen Klemmflächen 8, 14, eingeklemmt gehal ten und verhindert eine Rückwärtsbewegung der beiden Bau teile 1, 2 einandergegenüber in Sinne des Auseinander ziehens entgegen der Aufschieberichtung Y des Bauteiles 1.

Die zweite Klemmfläche 14 verläuft deshalb mit einer größeren Steigung, um gemeinsam mit der Klemmfläche 8 einen Keilspalt zu bilden, dessen Querschnitt sich entge gengesetzt zur Montagerichtung Y verjüngt. Die Verhält nisse sind so aufeinander abgestimmt, daß der Durchmesser des Montageabsatzes 11 am Übergang zur zweiten Klemmfläche 14 mit der ersten Klemmfläche 8 einen Durchtrittsspalt bilden, der stets kleiner ist als der Querschnitt des Sprengringes 7.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Vormontage nut 5 nicht dem scheibenartigen Bauteil, das die Bohrung 3 aufweist, sondern dem bolzenartigen Bauteil 1 zugeordnet, das in der Bohrung 3 des Bauteils 2 aufgenommen ist. Das bolzenartige Bauteil 1 weist in Aufschieberichtung vorne die Vormontagenut 5 auf. In dieser liegt der Sprengring 7 ein. Er überragt die Außenfläche 4 des ersten Bauteiles 1 mit einem Maße, das wenigstens so groß ist, wie die Hälfte der Dicke D des Sprengringes 7. Die Vormontagenut 5 weist nach hinten eine Montagefläche 6 auf, die in der Außen fläche 4 endet. Im axialen Abstand zur Vormontagenut 5 ist in Aufschieberichtung nach hinten versetzt eine Nut 9 vorgesehen, die die erste Klemmfläche 8 besitzt, die der kegeligen Montagefläche 6 entgegengerichtet verläuft und ebenfalls als Kegelfläche gestaltet ist. Das auf dem bol zenartigen ersten Bauteil 1 festzulegende scheibenartige zweite Bauteil 2 besitzt einen Montageabsatz 11 in Form einer Bohrungsstufe, welche von der Stirnfläche 10 des Bauteiles 2 ausgeht und einen Querschnitt freiläßt, der ein Überschieben bzw. Hindurchtreten des das erste Bauteil 1 radial überragenden Querschnitts des Sprengringes 7 erlaubt. An den Montageabsatz 11 schließt sich die Ringnut 12 an, die zur Stirnfläche 10 hin die zweite Klemmfläche 14 besitzt und der Stirnfläche 10 abgewandt eine Anlauf fläche 13 aufweist, die rechtwinklig zur Achse X der bei den Bauteile verläuft. Die Ringnut 12 besitzt eine Tiefe T, die größer ist als die radiale Dicke D des Sprengringes 7. In Fig. 2a ist die Position der beiden Bauteile 1, 2 vor dem Einschieben des bolzenartigen ersten Bauteiles 1 mit der Außenfläche 4 in die Bohrung 3 des Bauteiles 2 ein tritt, gezeigt.

Beim weiteren Einschieben des Bauteiles 1 in die Bohrung 3 des Bauteiles 2 kommt der Sprengring 7 in Anlage zur An lauffläche 13. Er wird im Verlaufe des weiteren Ein schiebens entlang der Montagefläche 6 aufgeweitet und taucht in die Ringnut 12 ein, bis er auf der Außenfläche 4 des ersten Bauteiles 1 zur Anlage kommt. Dabei, wird der Sprengring 7 radial nach außen gespannt. Die Position, bei der sich das zweite Bauteil 2 mit dem Sprengring 7 auf der Außenfläche 4 in Bewegungsrichtung auf die erste Klemm fläche 8 zu befindet, ist aus Fig. 2c ersichtlich. Sobald der Sprengring 7 in Anlage zur ersten Klemmfläche 8 kommt, zieht er sich zusammen und bewegt sich auch in Anlage zur zweiten Klemmfläche 14 des zweiten Bauteiles 2. Der Verlauf der ersten Klemmfläche 8 ist so gewählt, daß einerseits eine genügend große Klemmkraft und andererseits dabei ein genügend großer Verstellweg der beiden Bauteile 1, 2 einandergegenüber zum Toleranzausgleich erreicht wird.

Durch die Abstimmung der Neigungswinkel der beiden Klemm flächen 8, 14 einandergegenüber kann die gewünschte Klemm wirkung festgelegt werden. Darüberhinaus kann unter zu sätzlicher Berücksichtigung der Nutentiefe der Vormontage nut 5 und damit des freien Spaltes auch der Verstellweg, bei dem noch eine Klemmwirkung gegen Rückbewegung aus der erreichten Position der beiden Bauteile 1, 2 einandergegen über erzielt wird, festgelegt werden.

Darüberhinaus ist auch ein Lösen der Verbindung dadurch möglich, daß Axialdruck auf den Sprengring 7 ausgeübt wird, so daß dieser in die Ringnut 12 hineinbewegt wird. Durch Halten des Sprengringes 7 in dieser Position und Zurückbewegen der des die Vormontagenut 5 aufweisenden Bauteiles 1 entgegen der Aufschieberichtung Y kann die Demontage erfolgen. Bei Erreichen einer übereinstimmenden Lage zwischen der Ringnut 12 und der Vormontagenut 5 kann der Sprengring 7 radial in die Vormontagenut 5 einfedern.

Bezugszeichenliste

1

erstes Bauteil mit Vormontagenut

2

zweites Bauteil

3

Bohrung

4

Außenfläche

5

Vormontagenut

6

Montagefläche

7

Sprengring

8

erste Klemmfläche

9

Nut

10

Stirnfläche des zweiten Bauteils

11

Montageabsatz

12

Ringnut

13

Anlauffläche

14

zweite Klemmfläche
DDicke des Sprengringes
TTiefe der Ringnut
XAchse
YMontagerichtung

Claims

1. Axialsicherung zweier gegeneinander verschiebbarer Bautei le, von denen eines eine Bohrung aufweist, in der das ande re Bauteil aufgenommen ist, wobei die beiden Bauteile durch Auf- bzw. Einschieben montiert und gegen Verschieben zumin dest entgegen der Auf- bzw. Einschieberichtung durch einen in einer Nut eines der Bauteile vormontierten und radial federnden Sprengring gesichert sind, der bei der Montage nach Erreichen einer Nut des anderen Bauteils in diese hi neinbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut, in der der Sprengring (7) vormontiert gehalten ist, als separate Vormontagenut (5) mit einer kegeligen Montagefläche (6) gestaltet ist, aus der der Sprengring (7) mit wenigstens der Hälfte seiner Dicke (D) über die Sitz fläche (3, 4) der Bauteile (1, 2) radial zum anderen Bauteil (2) hin hervorragt, daß das die Vormontagenut (5) aufwei sende Bauteil (1) axial beabstandet zu dieser eine erste kegelige Klemmfläche (8) aufweist, die der Montagefläche (6) entgegengerichtet verläuft, daß das andere Bauteil (2) ausgehend von einer Stirnfläche (10) einen Montageabsatz (11) aufweist, der einen Freiraum definiert, der einen freien Durchtritt des radial hervorragenden Querschnittes des Sprengringes (7) in eine an den Montageabsatz (11) an schließende Ringnut (12) erlaubt, welche eine Anlauffläche (13) besitzt und eine Tiefe (T) aufweist, die zumindest gleich der Dicke (D) des Sprengringes (7) ist, sowie eine zweite kegelige Klemmfläche (14) aufweist, die zur ersten Klemmfläche (8) des ersten Bauteils (1), an der der Spreng ring (7) mit Vorspannung anliegt, gleichgerichtet verläuft und daß die erste kegelige Klemmfläche (8) eine kleinere Steigung aufweist als die zweite kegelige Klemmfläche (14).

2. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontagenut (5) und die erste Klemmfläche (8) dem die Bohrung (3) aufweisenden Bauteil (1) zugeordnet sind.

3. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontagenut (5) und die erste Klemmfläche (8) dem in der Bohrung (3) eines Bauteils (2) aufgenommenen Bauteil (1) zugeordnet sind.

4. Axialsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klemmfläche (8) Bestandteil einer Nut (9) ist.

5. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauffläche (13) rechtwinklig zur Achse (X) der Bohrung (3) verläuft.