DD235698A1

DD235698A1 - Klemmscheibe zur beweglichen lagerung, sicherung und befestigung von bauteilen in bohrungen und dgl., vorzugsweise mit axialspiel

Info

Publication number: DD235698A1
Application number: DD27432985A
Authority: DD
Inventors: Kurt Schaale
Original assignee: Oppach Schaltelektronik
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-05-14
Also published as: DE3600310A1

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist eine Klemmscheibe, die zur beweglichen Lagerung, Sicherung und Befestigung von Bauteilen wie Bundbolzen, Zylinderstiften, Waelzkoerpern, Federn und dgl. in Bohrungen und anderen kreisrunden Aussparungen vorzugsweise mit Axialspiel, jedoch auch ohne Axialspiel oder mit Festsitz dient. Erfindungsgemaess ist die Klemmscheibe (1) plan ausgebildet und besteht aus einem Federkranz (5), an welchen vom Kreismittelpunkt weg nach aussen gerichtete Biegekrallen (3) angeordnet sind, deren Klemmscheiben-Aussendurchmesser D1 ein dem Biegewinkel a bei elastischer Verformung der Biegekrallen (3) abgestimmtes groesseres Mass als der Durchmesser D der zugeordneten Bohrung dient. Die Groesse des selbsteinstellenden axialen Spieles bis zum Festsitz wird durch eine Aenderung des Masses D4 des Eindrueckstempels (7) realisiert. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Klemmscheibe dient zur beweglichen Lagerung, Sicherung und Befestigung von Bauelementen wie Bundbolzen, Zylinderstiften, Wälzkörpern (Kugeln), Federn und dgl. in axialer Richtung, in Bohrungen mit selbsteinstellendem Axialspiel, ohne Axialspiel aber auch mit Festsitz.

Eine Anwendung ist in der allgemeinen und feinwerktechnischen Serienfertigung des Maschinen-Apparate- und Gerätebaues zur axialen Lagebegrenzung beweglicher oder fester, massiv oder elastisch ausgebildeter Bauteile vorzugsweise überall dort mit Hilfe einer in axialer Richtung wirkenden Eindrückvorrichtung vorgesehen, wo kurze Taktzeiten, ein minimaler Arbeitsaufwand und rhythmischer Montageablauf gefordert werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach dem Stand der bisher angewandten Technik unterliegt der Montageprozeß derartiger Maschinenelemente einem manuellen Ablauf und einer Vielzahl individueller Arbeitsgänge, die in ihrer Summe einen hohen Arbeitszeitaufwand verursachen.

Da in vielen Fällen der Praxis die Fertigungsstückzahlen vom Mengenbedarf der typisierten Erzeugnisse bestimmt werden, sind überwiegend Lose im Bereich kleinerer bis mittlerer Stückzahlen pro Jahr mit z. B. höheren Vorbereitungs- und Abschlußzeitanteil t_A erforderlich. Im Vergleich zur Großserienfertigung macht dieser relative Umstand den gezielten Einsatz rationell wirksamer Technologien erforderlich, deren verstärkte Anwendung aus dieser Sicht besondere Bedeutung erlangt.

Eine bekannte Lösung nach DE-AS 1295285 sieht eine Anschlag- und Festhaltescheibe für ein Maschinenteil in einer Bohrung oder auf einer Welle vor, mit welcher es möglich ist, die Verankerung wahlweise je nach Anwendungsfall mit oder ohne vorgegebenem Spiel zwischen dem zu sichernden Teil und der Anschlagsscheibe sowie mit und ohne Vorspannung zu erreichen.

Die genannten Varianten werden ermöglicht, weil die Scheibe gegenüber der Scheibenebene an ihrem Außen_: oder Innenumfang durch radiale Einschnitte getrennte Vorsprünge mit geneigten Schneidkanten besitzt, die bei einer Verdrehung der Scheibe in die feststehende Verankerungsfläche der Bohrung oder der Welle Teile eines Gewindes einschneiden.

Eine derartige Lösung gestattet u. a. auch die Einstellung eines axialen Spieles zwischen der Anschlag- und Festhaltescheibe und dem zu sichernden Maschinenteil. Das dazu notwendige Verdrehen der Anschlag- und Festhaltescheibe ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, insbesondere in Hinsicht auf die erforderliche Montagezeit. Die Eignung für eine automatisierte Massenfertigung bei Einhaltung bestimmter geforderterToleranzen hinsichtlich des erforderlichen axialen Spieles ist allerdings problematisch.

Ziel der Erfindung

Da auch Bundbolzen, Stellringe u.a. Bauelemente montageseitig den an sie gestellten konstruktiven Anforderungen ökonomischen Zielsetzungen nicht entsprechen, ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Klemmscheibe zu finden, die in Abhängigkeit von ihrer Funktion als Bauelement, aber auch in Hinsicht auf ihre Funktion beim Montagevorgang so ausgebildet ist, daß der gewünschte sekundenschnelle Montageschritt erzielt wird.

-2- 743 Z9

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist eine Klemmscheibe zur beweglichen Lagerung, Sicherung und Befestigung von Bauelementen wie Bundbolzen, Zylinderstiften, Wälzkörpern (Kugeln), Federn und dgl. in Bohrungen und ähnlichen kreisrunden Aussparungen mit oder ohne selbsttätige Einstellung des Axialspieles bzw. mit Festsitz. Dabei ist zu gewährleisten, daß die Bohrungen keine, der Halterung bzw. Befestigung der Klemmscheibe dienende Arbeitsgänge erfordern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Klemmscheibe plan ausgebildet ist und aus einem Federkranz besteht, an welchem vom Kreismittelpunkt weg nach außen gerichtete Biegekrallen angeordnet sind, deren Klemmscheiben-Außendurchmesser Di ein dem Biegewinkel α bei elastischer Verformung der Biegekrallen abgestimmtes größeres Maß als der Durchmesser D der zugeordneten Bohrung besitzt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an einem Mittelpunktausschnitt mit dem Durchmesser D₂ kreuzförmig angeordnete Freibiegeausschnitte vorgesehen sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Form der Biegekrallen durch U-förmige symmetrisch im Kreisumfang angeordnete Ausschnitte bestimmt ist.

Es ist vorteilhaft, daß die Biegekrallen etwa zungenförmig so ausgebildet sind, daß beim Eindrücken der Klemmscheibe in die Bohrung der größere Außendurchmesser D₁ in Form der Stanzgratkanten bei der elastischen Verformung der Biegekrallen in den kleineren Bohrungsdurchmesser D zu liegen kommt und an jeder Biegekralle eine Zweipunktberührung besteht. Die Klemmstellungen mit oder ohne axialem Spiel mit Festsitz der Klemmscheibe werden durch die axiale Eindrückkraft bestimmt.

Zur Zentrierung der Klemmscheibe und gleichmäßigen Eingleiten der Biegekrallen in die Bohrung ist eine Fase vorgesehen, deren Fasendurchmesser >D, ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: die Klemmscheibe vor der Montage,

Fig. 2: die Klemmscheibe mit axialem Spiel in eine Bohrung eingesetzt zur Sicherung eines Bundbolzens.

Die in Fig. 1 dargestellte Klemmscheibe 1 mit ihrem Außendurchmesser D₁ und ihrem Innendurchmesser D₂ stellt eine plane Scheibe aus einem federharten Werkstoff von abgestimmter Dickes dar. Sie ist zum Einsatz in eine Bohrung 6 mit dem Durchmesser D vorgesehen.

Um den kreisförmigen Ausschnitt mit dem Durchmesser D₂ sind Freibiegeflächen 2—von derZentrumslochung aus nach außen gerichtet — angeordnet. Am Umfang der Klemmscheibe 1 sind im gleichen Abstand voneinander federnde Biegekrallen 3 vorgesehen, deren Abmessungen durch die Ausschnitte 4 bestimmt werden. Sie finden ihre Basis auf dem Federkranz 5 mit dem Durchmesser D₃.

Der Klemmscheibenaußendurchmesser D₁ der Biegekrallen 3 nach Fig. 1 und der Durchmesser D der Bohrung 6 nach Fig. 2 bestimmen bei elastischer Verformung der Klemmscheibe 1 den Biegewinkel α und sind aufeinander abgestimmt.

Mittels eines zentrisch zur Bohrungsachse ausgerichteten Eindrückstempels 7 mit einer an der Stirnseite vorgenommenen Hinterdrehung 8 und dem Führungszapfen 9 wird die Klemmscheibe 1 nach Aufgleiten der Schneidgratkanten in einer >45° — Fase 13 bis zum Anschlag gegen den Bundbolzen 10 in die Bohrung 6 gedrückt.

Dabei drückt der Eindrückstempel 7 lediglich mit der Kreisringfläche 11, die durch die Durchmesser D₄ und D₅ bestimmt wird, auf die innere Peripherie des Federkranzes 5 der Klemmscheibe 1.

Das bei der Ausbildung und der Bemessung der Klemmscheibe vorgegebene Axialspiel wird beim Eindrückvorgang selbsttätig eingestellt. Dieses wird dadurch erreicht, indem mit dem Eindrückstempel 7 die Klemmscheibe 1 Fig. 2 mittels des Zapfens 9 lagezentriert an eine z.B. >45°-Fase 13 an der Stirnseite einer Bohrung 6 herangeführt und mittels einer Eindrückkraft P₁ und P₂ auf dem Eindrückweg Wi und W₂ diejenige Verformungsarbeit stattfindet, die erforderlich ist, um FTHtP₁ und W₁ dieVerformung des Federkranzes 5 und mit P₂ und W₂ die Verformung der Biegekrallen 3 bis zum Eingleiten der Schneidgratkanten 12 der Biegekrallen 3 in die Fase 13 zu erreichen. Beim weiteren Eindrückvorgang ist nun ein weiterer Eindrückkraftanteil P₃ auf der Länge des anteiligen Eindrückweges W₃ in die Bohrung 6 erforderlich, mit der die Reibarbeit der Schneidgratkanten 12 der Biegekrallen 3 auf die Oberfläche der Bohrung 6 ausgeführt wird und der Federkranz 5 an das massive Bauteil 10 anschlägt bzw. bei nicht massiven Bauteilen, die durch den Anschlag zur Verformung neigen, den Anschlag des Federkranzes 5 von der eingestellten Eindrückvorrichtung übernommen wird.

Mit der Rückführung des Eindrückstempels 7 entfällt die obengenannte Kraft P₁, so daß der Federkranz 5 um den Weg W₁ zurückfedern kann und somit selbsttätig das gewünschte axiale Spiel um das Maßt eingestellt wird.

Die ebenfalls in der Klemmscheibe gespeicherte und bei Eindrückstempelrückgang freiwerdende Eindrückkraft P₂ wird als Komponente in der andrückenden Federkraft der Biegekrallen 3 an die Bohrungsoberfläche umgesetzt, so daß die bei einer anliegenden Ausdrückkraft P_Aus infolge einer Verharkung der Biegekrallen in die Bohrungsoberfläche mit einer vielfachen Eindrückkraft Pg_n = P₁ + P₂ + P₃ wirksam wird, was zu einer Zerstörung der Klemmscheibe führen würde.

Die Freibiegeflächen 2 verhindern das Drängen des Werkstoffes beim Abbiegen des Federkranzes 5 und ermöglichen dadurch die Selbsteinstellung des Axialspielest. Aber auch der Außendurchmesser D₄ des Eindrückstempels 7 ist bei angemessener Größenbestimmung des Durchmessers D₃ für die Größe des axialen Spieles maßgebend.

Die Größe des selbsteinstellenden Axialspieles t entsteht somit unabhängig von der Eindrückkraft des Eindrückstempels 7 und wird allein durch die Ringgeometrie und die Größe der Angriffsfläche des Eindrückstempels 7 bestimmt

Die beschriebene Befestigungsart mit axialem Spiel t ist die Vorzugsvariante der Klemmscheibe 1.

Es ist jedoch auch möglich, daß mit ein und derselben Klemmscheibe gleicher Nenngröße neben der Ausführung mit selbsttätig einsteilbarem Axialspiel für bewegliche Bauteile auch die Ausführung mit Festsitz der Bauteile auf Bundbolzen, Zylinderstiften, Wälzkörpern und dgl. ohne axiale Spieleinstellung bzw. diese Klemmscheibe mit einer axialen Anzugskrafteinstellung Verwendung finden kann, wenn der Durchmesser D₄ des Eindrückstempels 7 um so viel größer ausgebildet wird, daß er die aufzuliegende Kontur des Federkranzes 5 bzw. den Flächenbereich der Biegekrallen 3 berührt.

Claims

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Patentansprüche:

1. Klemmscheibe zur beweglichen Lagerung, Sicherung oder Befestigung von Teilen in Bohrungen oder anderen kreisrunden Aussparungen, vorzugsweise mit Axialspiel, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (1) plan ausgebildet ist und aus einem Federkranz (5) besteht, an welchen vom Kreismittelpunkt weg nach außen gerichtete Biegekrallen (3) angeordnet sind, deren Klemmscheiben-Außendurchmesser D₁ ein dem Biegewinkel α bei elastischer Verformung der Biegekrallen (3) abgestimmtes größeres Maß als der Durchmesser D der zugeordneten Bohrung besitzt.
2. Klemmscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Mittelpunktausschnitt mit dem Durchmesser D₂ kreuzförmig angeordnete Freibiegeäusschnitte (2) vorgesehen sind.
3. Klemmscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Biegekrallen (3) durch U-förmige symmetrisch im Kreisumfang angeordnete Ausschnitte (4) bestimmt ist.
4. Klemmscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekrallen (3) etwa zungenförmig so ausgebildet sind, daß beim Eindrücken der Klemmscheibe in die Bohrung (6) der größere Außendurchmesser D₁ in Form der Stanzgratkanten (12) bei der elastischen Verformung der Biegekralle eine Zweipunktberührung besteht.
5. Klemmscheibe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstellungen mit axialem Spiel, ohne axialen Spiel und mit Festsitz der Klemmscheibe (1) durch die axiale Eindrückkraft und den Durchmesser D₄ bestimmt werden.
6. Klemmscheibe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung der Klemmscheibe (1) und gleichmäßigen Eingleiten der Biegekrallen (3) in die Bohrung (6) eine Fase (13) vorgesehen ist, deren Fasendurchmesser > D₁ ist.