DE102005048198A1

DE102005048198A1 - Sprengring

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Publication number: DE102005048198A1
Application number: DE200510048198
Authority: DE
Inventors: Albrecht Knecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-08
Also published as: DE102005048198B4

Abstract

Der radial elastische Sprengring hat zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt und ist zum Einsetzen in eine Ringnut einer Welle oder Bohrung unter Vorspannung bestimmt. Um mit einem solchen einfachen Sprengring mindestens dieselben axialen Haltekräfte wie mit Sicherungsringen nach DIN 471/472 aufbringen zu können, ist vorgesehen, daß er im ungespannten Ausgangszustand eine unrunde Form hat, wobei der innere Radius eines Wellen- bzw. Bohrungsrings unmittelbar neben dem Schlitz größer bzw. kleiner und diametral gegenüber dem Schlitz kleiner bzw. größer ist als der Radius im Winkelabstand von 90 DEG vom Schlitz.

Description

Die Erfindung betrifft radial elastische Sprengringe, die zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über ihren Umfang einen konstanten Querschnitt haben, zum Einsetzen in Ringnuten in Wellen oder Bohrungen unter Vorspannung.

Derartige Sprengringe sind die ältesten bekannten Ringe, die radial federnd in Nuten eingesetzt werden, um Maschinenteile auf Wellen und in Bohrungen axial festzulegen und die Übertragung axialer Kräfte zu gewährleisten. Da die Sprengringe häufig versagten, wurden bereits vor etwa 80 Jahren exzentrisch aufgebaute Sicherungsringe gemäß deutschem Patent 463684 entwickelt, die in den Folgejahren genormt wurden, s. DIN 471/472. Wegen der Sicherheit in der Anwendung und ihrer einfachen Handhabung haben sie im Maschinen- und Apparatebau eine weite Verbreitung gefunden und aufwendigere axiale Sicherungen, wie z. B. Zylinder- oder Kegelstifte, Splinte, Spannelemente und schraubbare Sicherungselemente, fast vollständig verdrängt.

Sicherungsringe nach DIN 471/472 bestehen aus hochwertigen Federstählen und sind radial innen oder außen derart exzentrisch geformt, daß sie auf der jeweils anderen Seite beim elastischen Aufweiten bzw. Zusammendrücken ihre kreisrunde Form beibehalten. Sie können aus ebenem Blechmaterial ausgestanzt und danach gehärtet werden. Dieses Verfahren wird weltweit im kleinen Nennmaßbereich angewendet und hat, abhängig vom Hersteller, seine Begrenzung bei ca. 25 mm bis 40 mm Durchmesser. Es hat den Nachteil, daß durch die bei dieser Herstellmethode unvermeidbare Abweichung der Ringfunktions kante von der Rechteckform die wirksame Nutfläche und damit die Tragfähigkeit reduziert wird. Im Extremfall versagen die Sicherungsringe durch Herausspringen aus der Nut. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß durch das Ausstanzen bis zu 85 % des eingesetzten Materials zu Abfall wird und nur in seltenen Fällen für die Herstellung anderer Ringe wiederverwendbar ist.

Um den Abfall zu reduzieren, wurde ein wirtschaftlicheres Verfahren entwickelt, bei dem die Sicherungsringe aus zuvor gefertigten Rohlingen ausgeschnitten werden, die aus einem trapezförmigen Draht gewickelt sind. Die Trapezform wird so gewählt, daß die Ringe nach dem Wickeln einen weitestgehend rechteckigen Querschnitt haben. Die Sprengringe erhalten durch einen Stanzschnitt am radial inneren oder äußeren Umfang ihre endgültige Ringform und werden danach gehärtet.

Somit erfolgt bei beiden Herstellungsverfahren ein Härten der Sicherungsringe, das üblicherweise als martensitisches Härten oder isothermisches Umwandeln ausgeführt wird. Damit sind unvermeidbar Qualitätsschwankungen verbunden. Weder eine Einzelhärtung noch eine Härtung in kleinen, ausgerichteten Päckchen oder auf sonstigen Haltevorrichtungen kann strenge Qualitätsanforderungen der Anwender ("Zero-Defect", d. h. Fehlerraten von höchstens 1–3 Teilen bezogen auf eine Fertigungsmenge von 1 Million Stück) wirklich erfüllen. Dies ist besonders gravierend, da die Härtung sehr wichtige Merkmale beeinflußt, wie z. B. Durchmesser, Zähigkeit, Randaufkohlung und -abkohlung, Abweichung von der Sollhärte nach unten und nach oben, Weichfleckigkeit usw.

Weitere Mängel der Sicherungsringe nach DIN 471/472 zeigen sich im praktischen Gebrauch, wenn es bei axialer Belastung einer Sicherungsverbindung neben der Scherbeanspruchung auch zu einer Biegebeanspruchung des Sicherungsrings kommt, hervorgerufen von an seinem Umfang wirkenden Biegemomenten, die versuchen, den Ring umzustülpen. Seine exzentrische Form und der ungleichmäßige Querschnitt führen dann dazu, daß Umfangsspannungen, bedingt durch radiale Vorspannung und Verstülpen, Torsionsspannungen durch unterschiedliches Verstülpen über dem Ringumfang sowie Kerbwirkung der Montagebohrungen die Lebensdauer bzw. die Lastspielzahlen reduzieren. Bei veröffentlichten experimentellen Untersuchungen durch Dauerversuche wurde festgestellt, daß in dem Bereich gleicher Ringbreite gegenüber dem Schlitz zwar die größte Spannung im Ring auftritt, aber nur 6,5 % aller Brüche registriert wurden. In den anschließenden, radial schmaleren Umfangsbereichen der Ringe, d. h. zwischen 25° und 120°, gemessen von der Mitte des Schlitzes, wurde die Häufigkeit der Brüche mit 63 % ermittelt. Unerwartet hoch war mit 30 % der Anteil der Brüche an den Montagebohrungen.

Herkömmliche Sprengringe haben im Vergleich mit den Sicherungsringen nach DIN 471/472 den Vorteil der kleineren radialen Bauhöhe sowie des niedrigeren Gewichts mit gleichmäßiger Gewichtsverteilung über den Umfang. Allerdings können sie nicht die hohen Axialkräfte übertragen wie Sicherungsringe nach DIN 471/472. Vor allem Sprengringe zur Übertragung größerer Axialkräfte, die im ungespannten Zustand rund geformt sind, leiden unter dem Mangel, daß sie sich stark unrund verformen, wenn sie für die Montage auf einen Bolzen oder eine Welle gespreizt oder zum Einbau in ein Gehäuse zusammengespannt werden. Ein sich unrund verformender Ring muß wesent lich weiter gespannt werden als ein Ring, der sich kreisförmig verformt. Die Anwendungsgrenze, die durch die zulässige Werkstoffdehnung gekennzeichnet ist, wird bei Überschreitung sofort durch eine bleibende Durchmesserverformung am Ring erkennbar. Dies ist die Ursache dafür, daß herkömmliche Sprengringe nur kleine Durchmesserdifferenzen (gemäß 1 bei Wellenringen d₁–d₃ und gemäß 2 bei Bohrungsringen d₃–d₁) überbrücken können. Dabei tritt, wie bekannt, die stärkste Deformierung in dem Ringsegment auf, das dem Ringschlitz gegenüberliegt. Von dort nimmt das Biegemoment und damit die Verformung zu den freien Enden hin ab, so daß bei der Auslegung der Ringe in der Regel nur die maximale Biegespannung, die gegenüber der Ringöffnung auftritt, zu beachten ist.

Sitzt ein herkömmlicher Sprengring mit Vorspannung in der Nut, berührt er den Nutgrund nur an drei Stellen und nutzt damit die für die Tragfähigkeit erforderliche Nutfläche ungünstig aus. Auch wenn ein Sprengring mittels in der Handhabung umständlicher Vorrichtungen mit erzwungener Rundverformung montiert wird, überschreitet die maximale Biegespannung häufig die Elastizitätsgrenze des verwendeten Werkstoffes. Bei der in der Handhabung einfacheren Konus- oder Zangenmontage wird die maximale Biegespannung durch die Unrundverformung beträchtlich erhöht, bei der Konusmontage um 15 % bis 20 % und bei der Zangenmontage sogar um 25 % bis 30 %.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Sprengringe der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich mit wesentlich kleineren Form- und Lagetoleranzen sowie geringeren qualitativen Schwankungen als exzentrisch geformte Sicherungsringe kostengünstig herstellen lassen, derart geformt sind, daß bei der Montage die maximale Biegespannung nicht über die zulässige Elastizitätsgrenze des verwendeten Werkstoffes hinausgeht, und mindestens die axialen Haltekräfte der Sicherungsringe nach DIN 471/472 aufbringen, ohne deren Baumaße zu überschreiten.

Vorstehende Aufgabe wird bei einem Sprengring zum Einsetzen in eine Ringnut einer Welle dadurch gelöst, daß er im ungespannten Ausgangszustand eine unrunde Form hat, wobei der innere Radius unmittelbar neben dem Schlitz größer und diametral gegenüber dem Schlitz kleiner ist als der Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz. In entsprechender Weise ist ein erfindungsgemäßer Sprengring zum Einsetzen in eine Ringnut einer Bohrung dadurch gekennzeichnet, daß im entspannten Ausgangszustand der äußere Radius unmittelbar neben dem Schlitz kleiner und diametral gegenüber dem Schlitz größer ist als der Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz.
Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß ein in spannungsfreiem Zustand rund geformter Sprengring, der über den gesamten Umfang einen konstanten Querschnitt besitzt, sich unter der Einwirkung einer kleinen Spannkraft zunächst noch annähernd rund und erst mit ansteigender Spannkraft zunehmend unrund verformt, was dann bei der weiteren Spannkrafterhöhung zu den vorstehend beschriebenen Problemen führt. Demgegenüber sieht die erfindungsgemäße Lösung Sprengringe vor, die im spannungsfreien Ausgangszustand unrund geformt sind, und zwar jeweils entgegengesetzt zu der Verformung, die notwendigerweise bei der Montage auftritt. Somit verformt sich ein erfindungsgemäßer Sprengring auch bei der ungünstigen Zangenmontage immer annähernd rund, und zwar zunächst aus dem unrunden Ausgangszustand in einem verhältnismäßig geringem Ausmaß zum runden Zustand hin und dann weiter in einem ebenfalls verhältnismäßig geringem Ausmaß über den runden Zustand hinaus, so daß der Ring während des gesamten Verformungsvorgangs bei der Montage in jeder Phase eine der runden Form weitgehend angenäherte Form behält.
Als Alternative zu dem vorgeschlagenen unrunden Sprengring kann unter günstigen Bedingungen ein im ungespannten Ausgangszustand kreisrunder Sprengring dienen, der im Unterschied zu den herkömmlichen Sprengringen gemäß Ansprüchen 19 und 20 im Durchmesser so bemessen ist, daß er ohne oder nur mit ganz geringer Vorspannung in der Nut sitzt. Eine solche Lösung ist dann möglich, wenn das Fehlen der Vorspannung ausreicht, die Biegespannung ausreichend niedrig zu halten, um eine plastische Verformung des Rings bei der Montage zu vermeiden.
Es ist auch bei den erfindungsgemäßen unrunden Sprengringen in der Regel vorteilhaft, wenn die Vorspannung möglichst klein ist. Deshalb sollte im ungespannten Ausgangszustand der Innendurchmesser eines Wellenrings im Winkelabstand von 90° vom Schlitz zwar kleiner sein als der Nenndurchmesser der Ringnut in der Welle abzüglich der zulässigen Abweichung, aber größer als der Nenndurchmesser der Ringnut abzüglich des 3,5-fachen der zulässigen Abweichung, vorzugsweise sogar größer als der Nenndurchmesser der Ringnut abzüglich des 2.5-fachen der zulässigen Abweichung. Bei vielen Anwendungsfällen mit statischer Belastung wird man den Innendurchmesser im Ausgangszustand nur minimal kleiner wählen als den Nutdurchmesser, also bis an dessen Toleranzgrenzwert heran gehen, so daß die Vorspannung gerade noch ausreicht, den Ring rundum in Anlage an dem Nutgrund zu halten. Bei Bohrungsringen sind die Verhältnisse analog.
Vorzugsweise wird bei einem im ungespannten Ausgangszustand unrunden Sprengring für Wellen, dessen im Winkelabstand von 90° vom Schlitz gemessener Durchmesser nur wenig kleiner ist als der Nutdurchmesser abzüglich der zulässigen Abweichung (Toleranz) beim Aufweiten der runde Zustand des Ringes dann erreicht, wenn sein Innendurchmesser so groß ist wie der bei etwa halber Nuttiefe – bei ungefähr 40 % bis 60 % der Nuttiefe – gemessene Durchmesser. Dann ist die elastische Verformung des Rings bei der Montage zum runden Zustand hin etwa ebenso groß wie die anschließende, über den runden Zustand hinausgehende elastische Verformung. Je nach Anwendungsfall und gewünschter Vorspannung kann der Innendurchmesser des erfindungsgemäßen Rings in dem zur kreisrunden Form aufgeweiteten Zustand aber auch nahe beim Nutdurchmesser oder dem Durchmesser der äußeren Randkante der Nut, d. h. der Welle, liegen. Die vorstehenden Ausführungen gelten für Bohrungsringe entsprechend.
Wenn nicht im Einzelfall besondere Bedingungen zu berücksichtigen sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den erfindungsgemäßen Sprengring für Wellen so zu gestalten, daß im ungespannten Ausgangszustand sein Radius unmittelbar neben dem Schlitz gleich dem halben Innendurchmesser plus dem 0,4- bis 0,7-fachen und der Radius diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem halben Innendurchmesser minus dem 0,3- bis 0,6-fachen der maximalen Durchbiegung eines Balkens mit dem Querschnitt des Ringes ist, der an seinen Enden aufliegt und in der Mitte mit der doppelten Kraft belastet ist, die erforderlich ist, um durch Zug an jedem Endbereich des Ringes quer zum Schlitz den Ring vom ungespannten Ausgangszustand zum runden Ring mit im wesentlichen gleichmäßigem inneren Radius aufzuweiten. Auch diese Bemessungsangaben gelten für erfindungsgemäße Sprengringe für Bohrungen entsprechend.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der innere Radius eines Sprengrings für Wellen an einer bestimmten Stelle des Umfangs des Rings im entspannten Ausgangszustand gleich der Differenz aus dem halben Innendurchmesser des zur runden Form aufgeweiteten Rings abzüglich der halben zulässigen Abweichung des Durchmessers der Ringnut und dem Maß der Durchbiegung des Rings an dieser Stelle infolge der Aufweitung, wobei die Durchbiegung durch die zur Aufweitung des Rings zur runden Form notwendige, an den Endbereichen des Rings angreifende Kraft, die sich aus dem Elastizitätsmodul des Materials und den Maßen des Rings ergibt, und die Lage der betrachteten Stelle am Umfang bestimmt und wie die Durchbiegung eines an den Enden gelagerten, mit der doppelten Kraft mittig belasteten Balkens mit dem Querschnitt des Rings zu berechnen ist.
Anstatt bei der Berechnung der Radien vom Innendurchmesser des zur runden Form aufgeweiteten Rings auszugehen, kann man auch nach Anspruch 7 vom Innendurchmesser im ungespannten Zustand ausgehen und dabei einen in Grenzen variablen Faktor einführen, um im Einzelfall besondere Umstände berücksichtigen zu können. Dies alles gilt ebenfalls analog für Sprengringe für Bohrungen. Diese Art der Berechnung der inneren Ringradien eines beispielhaft gewählten in 1 gezeigten Sprengrings für Wellen und der äußeren Ringradien eines in 2 gezeigten Sprengrings für Bohrungen ist nachstehend dargestellt, wobei die in 1 und 2 gezeigten Maßbezeichnungen benutzt werden.
Die in der Berechnung verwendeten Kurzbezeichnungen haben die folgenden Maßeinheiten und Bedeutungen:

d₁ mm Nennmaß = Wellen- bzw. Bohrungsdurchmesser, s. 1 und 2
d₂ mm Nutdurchmesser
d_2x mm Fiktiver Nutdurchmesser, bei dem der gespannte erfindungsgemäße Ring (während der Montage) eine Kreisform annimmt
d₃ mm Innendurchmesser der Ringe für Wellen, bzw. Außendurchmesser der Ringe für Bohrungen, jeweils im ungespannten Zustand, gemessen im Winkelabstand von 90° vom Schlitz
D₃ mm Durchmesser der neutralen Faser der Ringe im ungespannten Zustand
E N/mm² Elastizitätsmodul
f_x Faktor zur Bestimmung von d_2x
F N Kraft,allgemein
F_2x N Kraft, die erforderlich ist, um den Ring auf eine Kreisform bei d_2x zu spannen
J mm⁴ Trägheitsmoment
K Konstante K = F·L²/16·E·J
L mm Hebelarm der Spannkraft F in Bezug auf den Querschnitt bei φ = 0°
L₁ mm Länge zwischen den Stützpunkten A – B, Stablänge (L₁ = 2·L_2x)
L_2x mm Hebelarm der Spannkraft F_2x
M Nmm Biegemoment
R_X mm unter Winkel φ berechneter Abstand vom Mittelpunkt des zu konstruierenden Ringes zu seiner elastischen Biegelinie
r_3x mm Radius der Ringe bei Winkel φ im ungespannten Zustand, d. h. Innenradius für Wellenringe und Außenradius für Bohrungsringe
W mm³ Widerstandsmoment
σ N/mm² Spannung im Ring
φ ° Winkel über dem Ringumfang
x,y mm kartesische Koordinaten eines Punktes der Biegelinie

Die zur Verformung eines im ungespannten Ausgangszustand unrunden erfindungsgemäßen Sprengrings in den runden Zustand notwendige Kraft wird, ausgehend von der im "Seeger-Handbuch", Seeger-Orbis GmbH, Königstein, 1986 angegebenen Formel für die Biegespannung im Ring und für Wellen- und Bohrungsringe zeilenweise nebeneinander, wie folgt berechnet:
Berechnung der maximalen Biegespannung bei d_2x:
Berechnung von d_2x:
Der Faktor f_x, der die geometrische Form der erfindungsgemäßen Sprengringe bestimmt, kann zwischen den Werten Min. > 0 und Max. = 1 gewählt werden. Bei f_x = 0 wäre der runde Zustand bereits im ungespannten Ausgangszustand vorhanden, bei f_x = 1 wird er erst erreicht, wenn der Sprengring bis auf den Wellendurchmesser d₁ aufgeweitet bzw. bis auf den Bohrungsdurchmesser komprimiert worden ist. Zur Erreichung einer möglichst wenig vom kreisrunden Zustand abweichenden Verformung während der Montage wird vorteilhaft f_x = 0,4 bis 0,6 gewählt.
Berechnung von L_2x:
Berechnung von F_2x:
Die Durchbiegung für Träger mit gleichbleibendem Querschnitt ist:
eingesetzt wird: F = 2·F_2x und L₁ = 2·L_2x
Berechnungsbeispiel für einen erfindungsgemäß im ungespannten Ausgangszustand unrunden Sprengring, der einen Sicherungsring A30 × 1,5 nach DIN 471 d.h. einen Siche rungsring für Wellendurchmesser vom Nennmaß d₁ = 30 mm mit einer Ringdicke s = 1,5 mm) ersetzen soll.
Daten der Ringnut und des Rings:

d₁ = 30 mm, d₂ = 28,6^–0,21 mm, d₃ = 28,2 mm, b = 3,5 mm, s = 1,5 mm, E = 210000 N/mm²

Dimensionierung:

d2x = (d1 – d3)·fx + d3 (gewählt wird fx = 0,5)
d2x = (30 – 28,2)·0,5 + 28,2 = 29,1 mm
σx = (29,1 – 28,2)·210000·3,5/(29,1 + 3,5)(28,2 + 3,5) = 640 N/mm2
L2x = d2x + b = 29,1 + 3,5 = 32,6 mm
W = s·b2/6 = 1,5·3,52/6 = 3,06 mm3
M = σx·W = 640·3,06 = 1.958 Nmm
F2x = M/L2x = 1.958/32,6 = 60 N

Für die Berechnung der Durchbiegung für einen Träger mit gleichbleibendem Querschnitt (Belastungsfall: frei aufliegender Träger, gefährdeter Querschnitt in der Mitte) sind folgende Angaben erforderlich:
Zwischen den Auflagerkräften A – B mittig wirkende Kraft F (aus A = B = F/2) folgt F = 2·F2x = 2·60 = 120 N
Abstand A – B:

L1 = 2·L2x = 2·32,6 = 65,2 mm

Berechnung der Durchbiegung y:

setzt man: K = F·L₁ ²/16·E·J so wird: y = K·x(1 – 4x²/3L₁ ²) mit J = s·b³/12 = 1,5·3,5³/12 = 5,36 mm⁴ wird K = F·L₁ ²/16·E·J = 120·65,2²/16·210.000·5,36 = 0,028 die Trigonometrie liefert: x = ¼ L₁(1 + cos φ) aus Definition wird: R_x = r_3x + ½·b r_3x = ½·d₃ + (0,4 bis 0,7)y_max. – y

Tabellarische Darstellung der Rechenwerte für gewählte Winkelschritte φ = 15°
Berechnungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Sprengring, der einen Sicherungsring JS 30 × 1,5 (schwere Ausführung) nach DIN 472 (d. h. einen Sicherungsring für Boh rungsdurchmesser vom Nennmaß d₁ = 30,0 mm mit der Ringdicke s = 1,5 mm) ersetzen soll:
Daten der Ringnut und des Rings:

d₁ = 30,0 mm, d₂ = 31,4 + 0,25 mm, d₃ = 31,9 +/– 0,25 mm, b = 3,3 mm, s = 1,5 mm, E = 210000 N/mm²

Dimensionierung:

d2x = (d3 – d1)·fx + d1(gewählt wird fx = 0,50)
d2x = (31,9 – 30,0)·0,5 + 30,0 = 31,0 mm
σx = (31,9 – 31,0)·210000·3,3/(31,0 – 3,3)(31,9 – 3,3) = 787 N/mm2
L2x = d2x – b = 31,0 – 3,3 = 27,7 mm
W = s·b2/6 = 1,5·3,32/6 = 2,72 mm
M = σx·W = 787·2,72 = 2.143 Nmm
F2x = M/L2x = 2.143/27,7 = 77 N

Zwischen den Auflagerkräften A – B mittig wirkende Kraft F (aus A = B = F/2) folgt F = 2·F2x = 2·77 = 154 N
Abstand A – B:

L1 = 2·L2x = 2·27,7 = 55,4 mm

Berechnung der Durchbiegung:

setzt man: K = F·L₁ ²/16·E·J so wird: y = K·x(1 – 4x²/3L₁ ²) mit J = s·b³/12 = 1,5·3,3³/12 = 4,49 mm⁴ wird K = F·L₁ ²/16·E·J = 154·55,4²/16·210.000·4,49 = 0,031 die Trigonometrie liefert: x = ¼ L₁(1 + cos φ) aus Definition wird: R_x = r_3x – ½·b r_3x = ½·d3 – (0,4 bis 0,7) y_max + y

Tabellarische Darstellung der Rechenwerte für gewählte Winkelschritte φ = 15°
Die auf diese Weise berechneten Sprengringe sind geometrisch so geformt, daß sie vom Schlitzanfang über den gesamten Umfang bis zum Schlitzende aus theoretisch unendlich vielen voneinander abweichenden Kurvensegmenten bestehen, die so definiert sind, daß der Ring nach jeder möglichen Montage, auch nach der für die Formstabilität des Ringes sehr ungünstigen Zangenmontage, noch kreisrund ohne wesentlichen Lichtspalt auf dem Nutdurchmesser anliegt. Das heißt, daß die geometrische Ringform für jeden Anwendungs- und Montagefall, unter Einbeziehung des Ringquerschnitts, optimal ausgelegt werden kann.
Die nach vorgenannter Methode berechnete Biegelinie der Sprengringe hat den bekannten Kurvenverlauf eines statisch belasteten Balkens. Die Genauigkeit der berechneten Form der neutralen Faser im ungespannten Zustand des Ringes ist abhängig von der Anzahl der durch den Winkel φ bestimmten Punkte. Die Berechnung erfolgt für eine Ringhälfte für Winkel φ zwischen 0° (diametral gegenüber dem Schlitz) und 180° (unmittelbar neben dem Schlitz), die zweite Ringhälfte ist das Spiegelbild der ersten Ringhälfte. Wählt man gemäß 3, wo ein nach Anspruch 8 berechneter Sprengring für Wellendurchmesser von 30 mm gezeigt ist, für den Winkel φ 15°-Schritte, erhält man genügend Punkte für eine Ringkonstruktion, die eine gute Genauigkeit ergibt. Mit sehr guter Näherung können nun die Kurvensegmente durch tangential verbundene Kreissegmente ersetzt werden.
Vereinfacht kann der Ring auch mit ausreichender Näherung durch zwei oder mehr tangential verbundene Radien konstruiert werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Ringe erfolgt am besten auf mit vier Rollen bestückten Ringwickelmaschinen. Die Kurven- oder NC- gesteuerte vierte Rolle kann dann dem definierten unrunden Ring die gewünschte Form geben. Dies kann auf modernen Maschinen in einem Arbeitsgang mit großer Genauigkeit erfolgen.
Unter anliegender Axiallast wird der erfindungsgemäße Ring verstülpt, dadurch unterliegt er den aus der Literatur bekannten, über den Ringumfang verteilten, unterschiedlich hohen Biegespannungen. Die Gesamtspannung wie auch die Spannungsunterschiede, gemessen über den Umfang, bei gleicher Belastung und Nennfase des festzulegenden Bauteiles, sind jedoch für die erfindungsgemäßen Sprengringe nicht so hoch wie für die bekannten Sicherungsringe. Dies wird auch bei einem Vergleich der Stülpwinkel ersichtlich. Da die erfindungsgemäßen Ringe über den Ringumfang eine konstante Ringbreite haben, entfallen die in den bekannten Sicherungsringen nach DIN 471/472 vorhandenen Torsionsspannungen vollständig.
Für den erfindungsgemäßen Ring bedeuten die fehlenden Torsionsspannungen und die im Vergleich niedrigen Biegespannungen (verursacht durch die Vorspannung der Ringe bei Sitz in der Ringnut) eine sehr hohe Sicherheit gegen die bei den bekannten Sicherungsringen teilweise auftretenden Radialbrüche, die besonders bei dynamischer Belastung relevant sind. Der bei den bekannten Sicherungsringen hohe Anteil von Brüchen in den Montagebohrungen kann bei den erfindungsgemäßen Ringen vollständig entfallen, wenn in diese, wie üblich, keine Bohrungen eingebracht sind. Grundsätzlich können jedoch in die erfindungsgemäßen Ringe auch Montagelöcher eingebracht werden. Es sollte dann jedoch auf jeden Fall unter Beachtung vorgenannter Ausführungen eine Sicherheitsabwägung erfolgen.
Eine absolute Sicherheit gegen das Versagen der Ringverbindung bietet sich für den erfindungsgemäßen Sprengring dadurch an, daß er überdeckt eingebaut werden kann, wobei der Formschluß der Überdeckung so gestaltet werden kann, daß bei einem eventuellen Bruch des Ringes die Bruchstücke mit Sicherheit in der Nut verbleiben.
Erfordert der spezifische Anwendungsfall von dem eingesetzten Sprengring eine größere Anlagefläche, so kann die radiale Breite bis auf ein Maß verbreitert werden, das gewährleistet, daß bei der Montage keine bleibenden Durchmesserverformungen eintreten. Sollte die Anlagefläche danach noch nicht ausreichen, müssen vor einer möglichen weiteren Verbreiterung des Ringes die Auswirkungen ermittelt werden. Es ist auch der in der DIN 471/472 vorgesehene Einbauraum zu beachten. Mit der Verbreiterung der radialen Breite der erfindungsgemäßen Ringe steigt auch deren axiale Tragfähigkeit an. Die beste Maßnahme zur Erhöhung der axialen Tragfähigkeit ist jedoch eine Vergrößerung der Dicke, da sich diese in der dritten Potenz auswirkt.
Unter Nutzung vorgenannter Ausführungen besteht ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil darin, daß bei der Dimensionierung der Sprengringe mehrere Nenngrößen den gleichen Ringquerschnitt erhalten können. Diese Gruppen werden aus einem Ausgangsdraht hergestellt, wobei die nach DIN 471/472 festgelegte Tragfähigkeit immer eingehalten, jedoch meist deutlich erhöht wird.
Schon aus Kostengründen wird vorzugsweise als Ausgangsmaterial ein gemäß EN 10270-1 durch sog. "Patentieren" wärmebehandelter Stahldraht verwendet. Damit kann das bei den bekannten Sicherungsringen angewendete abschließende Härten der fertigen Sicherungsringe in vorteilhafter Weise entfallen. Der Stahldraht kann in jedem erforderlichen Querschnitt in patentierter Ausführung sehr preisgünstig bezogen werden. Da das Härten der Ringe beim Hersteller nicht mehr erforderlich ist, können die dort installierten Härteanlagen entfallen, wodurch auch die in der Wärmebehandlung hevorgerufenen, eingangs beschriebenen Probleme nicht mehr bestehen. Für Stahldraht ist der bekannte Sachverhalt nochmals hervorzuheben, nachdem aus verschiedenen veröffentlichten Untersuchungen eindeutig hervorgeht, daß die Biegefähigkeit, Zähigkeit und die Verwindezahl der abschließend martensitisch gehärteten sowie der durch isothermisches Umwandeln vergüteten Drähte deutlich hinter den Eigenschaften der patentiert gezogenen oder gewalzten Drähte zurückbleiben.
Die Werkstoffanforderungen für die erfindungsgemäßen Ringe werden optimal erfüllt durch den Einsatz von Federstählen der Sorte SM bis DH nach EN 10270-1, die für diese Anwendung auf Festigkeiten bis zu 2100 N/mm² kalt gezogen, oder gewalzt werden können.
Für die erfindungsgemäßen Ringe kann eine Herstellungstechnologie angewendet werden, in der sich die geforderte Prozess-Fähigkeit in vorteilhafter Weise selbst überwacht. Üblicherweise wird im ersten Fertigungsschritt der patentierte Runddraht in einen Profildraht mit kleinstmöglichen Dickentoleranzen (Grundtoleranzen der ISO-Qualitäten 5–7) gewalzt. Abweichungen von den für die jeweiligen Runddrähte festgelegten Zugfestigkeitswerten würden bei den Präzisionswalzen der Profile sofort zu gravierenden Maßabweichungen führen, die von der kontinuierlichen Maßermittlung erkannt würde. Eine weitere Sicherheitsstufe fällt als Nebenprodukt beim Wickeln der Ringe an, dahingehend, dass hier Abweichungen von den Zugfestigkeitswerten zu Durchmesserveränderungen führen würden, die von der kontinuierlich arbeitenden Messautomatik zweifelsfrei erkannt werden würden.
Die erfindungsgemäßen Ringe für Wellen müssen nach dem Drahtwalzen und dem Einrollen der Ringe bei richtiger Temperatur und adäquater Haltezeit angelassen werden, damit die eingebrachten Spannungen abgebaut werden können. Werden die Ringe beim Anlassen im Durchmesser oder im Schlitz fixiert, können deren Durchmessertoleranzen signifikant verkleinert werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sprengringe im Standardbereich unter Einsatz moderner Fertigungstechnologie erlaubt es, die in der DIN 471/472 festgelegten Toleranzen erheblich zu verkleinern, d.h. abhängig vom Nennmaß können die Toleranzen der Ringdicke und des d₃ – Durchmessers um ca. 30 % bis 60 % verkleinert werden. Noch weitergehende Toleranzeinschränkungen sind für Präzissionsausführungen der Ringe möglich.
Die in der Literatur beschriebenen, aus dem notwendigen Stanzvorgang resultierenden Einschränkungen für die Ringdicke und die Scharfkantigkeit der Sicherungsringe sind für die vorgesehenen Sprengringe nicht relevant. Sie können in jeder technisch sinnvollen Ringdicke und mit jedem Ringquerschnitt, scharfkantig oder mit einer genau definierten Kantenverrundung, hergestellt werden.
Vorzugsweise erhalten die neuen Sprengringe gemäß 4 an jeder Kante, die ihre Öffnung (der Schlitz) mit der Ringbreite bildet, eine Anfasung F oder eine Verrundung oder eine Kombination aus beiden, die verhindert, dass ein beim Schneiden der Ringöffnung entstandener Grat in die Funktionsebene hineinragt und anliegende Bauteile beschädigt und außerdem die Möglichkeit erschwert, dass die Ringenden durch unmittelbar anlaufende Maschinenteile aus der Ringnut herausgehebelt werden. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn größere Axialkräfte mit höheren Drehzahlen auf die Ringverbindung einwirken.
Die Gestaltung der Enden der erfindungsgemäßen Ringe bietet vielfältige Variationsmöglichkeiten. Als bevorzugte Ausführung wird eine Schlitzform gewählt, die bei der Montage den Einsatz von Zangen in radialer und axialer Richtung zur Einbaulage zulässt. Der Einsatz von Konen oder sonstiger automatischer Montagevorrichtungen ist ebenfalls möglich.
Obwohl die Anfälligkeit des Stahldrahtes nach EN 10270-1 gegen Wasserstoffversprödung beim Aufbringen eines Oberflächenschutzes durch Galvanisieren wesentlich niedriger ist als in normal gehärteten Materialien, bietet sich vorteilhaft auch die Möglichkeit an, einen Federdraht mit Zink- oder Zink/Aluminium- Überzug einzusetzen. Anstelle eines für die bekannten Sicherungsringe üblichen Oberflächenkorrosionsschutzes ist für die erfindungsgemäßen Ringe auch die Herstellung aus korrosionsbeständigem Edelstahl z.B. der Werkstoffnummer 1.4310 aus Qualitäts- und Kostengründen sehr vorteilhaft, da gegenüber der galvanischen Oberflächenbeschichtung kein großer Kostenunterschied besteht und die für diesen Stahl typische Spannungsrisskorrosion im Normalfall zu keinen Schäden führen kann, da die erfindungsgemäßen Ringe mit sehr geringer Vorspannung in den Nuten montiert sind.
Da im Herstellprozeß kein oder nur unbedeutend geringer Materialabfall entsteht, können als Ausgangsmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ringe kostengünstig auch kaltverfestigte Drähte aus Ventilstahl, hochwarmfestem Stahl und Stahllegierungen, nichtmagnetisierbarem Stahl, hitzebeständigem Stahl, Heizleiterlegierungen, rost – und säurebeständigem Stahl, aushärtbaren, hochfesten und korrosionsbeständigen Federlegierungen, wie z. B. aus der Gruppe der CoNiCrMo-Legierungen, Kupfer und seinen Legierungen mit Zink, Zinn und Nickel, Aluminium und seinen Legierungen oder Magnesium und seinen Legierungen eingesetzt werden.
Sicherungsringe und Sprengringe sind erfahrungsgemäß überwiegend einer statischen Belastung ausgesetzt. Für diese Belastungsart wird mit den erfindungsgemäßen Sprengringen wie vorstehend beschrieben, eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften der Ringe und eine Senkung der Herstellungskosten erreicht. Bei dynamischer Belastung wird mit den erfindungsgemäßen Ringen ebenfalls eine wesentliche Steigerung der Dauerhaltbarkeit erreicht, die sich jedoch nicht allgemein gültig beschreiben lässt, da für eine fundierte Aussage die spezifischen Einzelheiten des Anwendungsfalles einfließen müssen.
Die erfindungsgemäßen Sprengringe sind nach ihrer Form in gewisser Weise den herkömmlichen Sprengringen ähnlich. Der wesentliche Unterschied besteht jedoch in der Tragfähigkeit der beiden Ringarten. Der Stand der Technik kann der ins Internet gestellten Publikation "Seeger-Material-Umstellung SW/SB" der Firma Seeger-Orbis GmbH & Co (im Internet 2005) entnommen werden. Hier ist unter anderem beschrieben, dass die herkömmlichen Sprengringe nicht die hohen Kräfte übertragen können wie Sicherungsringe nach DIN 471/472.
Die erfindungsgemäßen Sprengringe können jedoch wesentlich höhere Kräfte als die Sicherungsringe nach DIN 471/472 übertragen. Dies zeigt der folgende tabellarische Vergleich von Ringen zur Anwendung auf 30 mm Wellendurchmesser, wobei es sich bei den mit "EDR" bezeichneten Ringen um erfindungsgemäße Sprengringe handelt:
Aus dem tabellarischen Vergleich ist ersichtlich, dass die erfindunggsgemäßen Sprengringe gegenüber den DIN 471/472-Ringen deutlich überlegen sind. Die leichte Ausführung des EDR- W 30 hat bei kleinerer Ringbreite, damit auch bei kleinerem Ringgewicht und niedrigeren Spannungswerten, die gleiche Tragfähigkeit wie der DIN 471-Ring. In der Regelausführung hat der EDR-W 30 bei immer noch deutlich niedrigerer Vorspannung eine deutlich höhere Haltekraft als der DIN-Ring. Ist die Ablösdrehzahl wichtig, wird der EDR-W 30 durch die Erhöhung der Vorspannung auf den Wert der DIN 471/472-Ringe angehoben. Die Veränderung der Vorspannung erfordert keine Werkzeuge, sie wird durch eine einfache Einstellung an der Einrollmaschine erreicht. Die Überlegenheit der vorgeschlagenen Sprengringe ist auch gegenüber der schweren Ausführung der Sicherungsringe nach DIN 471/472 nachweisbar.

Claims

Radial elastischer Sprengring, der zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt hat, zum Einsetzen in eine Ringnut einer Welle unter Vorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß er im ungespannten Ausgangszustand eine unrunde Form hat, wobei der innere Radius (r_3x) unmittelbar neben dem Schlitz größer und diametral gegenüber dem Schlitz kleiner ist als der Radius (r_3x) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz.
Sprengring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz kleiner ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringnut in der Welle abzüglich der zulässigen Abweichung, aber größer ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringnut abzüglich des 3,5-fachen der zulässigen Abweichung.
Sprengring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Radien (r_3x) vom Schlitz zu dem diesem diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitt gleitend oder schrittweise kleiner werden.
Sprengring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unrundheit so gewählt ist, daß bei Aufweitung des Sprengrings auf einen Innendurchmesser (d_2x), der zwischen dem Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz des Rings im ungespannten Ausgangszustand und dem Außendurchmesser (d₁) der Welle liegt, der innere Radius im Umfangsabschnitt diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem inneren Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz ist.
Sprengring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der innere Radius (r_3x) unmittelbar neben dem Schlitz gleich dem halben Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz plus dem 0,4- bis 0,7-fachen der maximalen Durchbiegung (y) eines Balkens mit dem Querschnitt des Ringes ist, der an seinen Enden aufliegt und in der Mitte mit der doppelten Kraft belastet ist, die erforderlich ist, um durch Zug an jedem Endbereich des Ringes quer zum Schlitz den Ring vom ungespannten, unrunden Ausgangszustand zur kreisrunden Ringform aufzuweiten.
Sprengring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der innere Radius (r_3x) diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem halben Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz minus dem 0,3- bis 0,6-fachen der maximalen Durchbiegung (y) eines Balkens mit dem Querschnitt des Ringes ist, der an seinen Enden aufliegt und in der Mitte mit der doppelten Kraft belastet ist, die erforderlich ist, um durch Zug an jedem Endbereich des Ringes quer zum Schlitz den Ring vom ungespannten, unrunden Ausgangszustand zur kreisrunden Ringform aufzuweiten.
Sprengring nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Radius (r_3x) an einer bestimmten Stelle des Umfangs des Rings im ungespannten Ausgangszustand gleich dem halben Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz zuzüglich dem 0,4- bis 0,7-fachen der Durchbiegung (y) diametral gegenüber dem Schlitz und abzüglich der Durchbiegung (y) an der bestimmten Stelle infolge der Aufweitung ist, wobei die Durchbiegungen (y) durch die zur Aufweitung des Rings zur runden Form notwendige, an den Endbereichen des Rings angreifende Kraft, die sich aus dem Elastizitätsmodul des Materials und den Maßen des Rings ergibt, und die Lage der bestimmten Stelle am Umfang des Rings bestimmt und wie die Durchbiegung eines an den Enden gelagerten, mit der doppelten Kraft mittig belasteten Balkens mit dem Querschnitt des Rings zu berechnen ist.
Sprengring nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Radius (r_3x) an einer bestimmten Stelle des Umfangs des Rings im ungespannten Ausgangszustand gleich der Differenz aus dem halben Innendurchmesser (d_2x) des zur runden Form auf geweiteten Rings abzüglich der halben zulässigen Abweichung des Durchmessers (d₂) der Ringnut und dem Maß der Durchbiegung (y) des Rings an dieser Stelle infolge der Aufweitung ist, wobei die Durchbiegung (y) durch die zur Aufweitung des Rings zur runden Form notwendige, an den Endbereichen des Rings angreifende Kraft, die sich aus dem Elastizitätsmodul des Materials und den Maßen des Rings ergibt, und die Lage der bestimmten Stelle am Umfang des Rings bestimmt und wie die Durchbiegung eines an den Enden gelagerten, mit der doppelten Kraft mittig belasteten Balkens mit dem Querschnitt des Rings zu berechnen ist.
Sprengring nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unrundheit so gewählt ist, daß der Innendurchmesser (d_2x), bei dem der innere Radius des Umfangsabschnitts diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem inneren Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz ist, bei Aufweitung des inneren Durchmessers des Sprengrings im Winkelabstand von 90° vom Schlitz aus dem ungespannten Ausgangszustand um das 0,4- bis 0,6-fache der Differenz zwischen dem Außendurchmesser (d₁) der Welle und dem Innendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz des Rings im ungespannten Ausgangszustand erreicht ist.
Radial elastischer Sprengring, der zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt hat, zum Einsetzen in eine Ringnut einer Bohrung unter Vorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß er im ungespannten Ausgangszustand eine unrunde Form hat, wobei der äußere Radius (r_3x) unmittelbar neben dem Schlitz kleiner und diametral gegenüber dem Schlitz größer ist als der Radius (r_3x) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz.
Sprengring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der Außendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz größer ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringnut in der Bohrung zuzüglich der zulässigen Abweichung, aber kleiner ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringnut zuzüglich des 3,5-fachen der zulässigen Abweichung.
Sprengring nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Radien (r_3x) vom Schlitz zu dem die sem diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitt gleitend oder schrittweise größer werden.
Sprengring nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Unrundheit so gewählt ist, daß bei Kompression des Sprengrings auf einen Außendurchmesser (d_2x), der zwischen dem Außendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz des Rings im ungespannten Ausgangszustand und dem Innendurchmesser (d₁) der Bohrung liegt, der äußere Radius im Umfangsabschnitt diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem äußeren Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz ist.
Sprengring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der äußere Radius (r_3x) unmittelbar neben dem Schlitz gleich dem halben, im Winkelabstand von 90° vom Schlitz gemessenen Außendurchmesser (d₃) minus dem 0,4- bis 0,7-fachen der maximalen Durchbiegung (y) eines Balkens mit dem Querschnitt des Ringes ist, der an seinen Enden aufliegt und in der Mitte mit der doppelten Kraft belastet ist, die erforderlich ist, um durch Druck auf jeden Endbereich des Ringes quer zum Schlitz den Ring vom ungespannten, unrunden Ausgangszustand zur kreisrunden Ringform zu komprimieren.
Sprengring nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß im ungespannten Ausgangszustand der äußere Radius (r_3x) diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem halben, im Winkelabstand von 90° vom Schlitz gemessenen Außendurchmesser (d₃) plus dem 0,3- bis 0,6-fachen der maximalen Durchbiegung (y) eines Balkens mit dem Querschnitt des Ringes ist, der an seinen Enden aufliegt und in der Mitte mit der doppelten Kraft belastet ist, die erforderlich ist, um durch Druck auf jeden Endbereich des Ringes quer zum Schlitz den Ring vom ungespannten Ausgangszustand zur kreisrunden Ringform zu komprimieren.
Sprengring nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Radius (r_3x) an einer bestimmten Stelle des Umfangs des Rings im ungespannten Ausgangszustand gleich dem halben Außendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz abzüglich dem 0,4- bis 0,7-fachen der Durchbiegung (y) diametral gegenüber dem Schlitz und zuzüglich der Durchbiegung (y) an der bestimmten Stelle infolge der Kompression ist, wobei die Durchbiegungen durch die zur Kompression des Rings zur runden Form notwendige, an den Endbereichen des Rings angreifende Kraft, die sich aus dem Elastizitätsmodul des Materials und den Maßen des Rings ergibt, und die Lage der bestimmten Stelle am Umfang bestimmt und wie die Durchbiegung eines an den Enden gelagerten, mit der doppelten Kraft mittig belasteten Balkens mit dem Querschnitt des Rings zu berechnen ist.
Sprengring nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Radius (r_3x) an einer bestimmten Stelle des Umfangs des Rings im ungespannten Ausgangszustand gleich der Summe aus dem halben Außendurchmesser (d_2x) des zur runden Form komprimierten Rings zuzüglich der halben zulässigen Abweichung des Durchmessers (d₂) der Ringnut und dem Maß der Durchbiegung (y) des Rings an dieser Stelle infolge der Kompression ist, wobei die Durchbiegung durch die zur Kompression des Rings zur runden Form notwendige, an den Endbereichen des Rings angreifende Kraft, die sich aus dem Elastizitätsmodul des Materials und den Maßen des Rings ergibt, und die Lage der bestimmten Stelle am Umfang bestimmt und wie die Durchbiegung eines an den Enden gelagerten, mit der doppelten Kraft mittig belasteten Balkens mit dem Querschnitt des Rings zu berechnen ist.
Sprengring nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Unrundheit so gewählt ist, daß der Außendurchmesser (d_2x), bei dem der äußere Radius des Umfangsabschnitts diametral gegenüber dem Schlitz gleich dem äußeren Radius im Winkelabstand von 90° vom Schlitz ist, bei Kompression des Sprengrings aus dem ungespannten Ausgangszustand mit Verkleinerung seines äußeren Durchmessers um das 0,4- bis 0,6-fache der Differenz zwischen dem Außendurchmesser (d₃) im Winkelabstand von 90° vom Schlitz des Rings im ungespannten Ausgangszustand und dem Innendurchmesser d₁ der Bohrung erreicht ist.
Radial elastischer Sprengring zum Einsetzen in eine Ringnut einer Welle, der zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt und im ungespannten Ausgangszustand eine kreisrunde Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser (d₃) im ungespannten Ausgangszustand kleiner ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringsnut in der Welle abzüglich der zulässigen Abweichung, aber im Bereich der Nenndurchmesser (d₂) von 10 – 24 mm mindestens 98 %, von 25 – 47 mm mindestens 98,5 % und über 48 mm mindestens 99,1 des Nenndurchmessers (d₂) der Ringnut beträgt.
Radial elastischer Sprengring zum Einsetzen in eine Ringnut einer Bohrung, der zwischen einen Schlitz begrenzenden Endbereichen über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt und im ungespannten Ausgangszustand eine kreisrunde Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß sein Außendurchmesser (d₃) im ungespannten Ausgangszustand größer ist als der Nenndurchmesser (d₂) der Ringnut in der Bohrung zuzüglich der zulässigen Abweichung, aber höchstens 100,9 % des Nenndurchmessers (d₂) der Ringnut beträgt.