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Die
Erfindung betrifft einen Sicherungsring, bestehend aus einem einteiligen,
geschlossenen Ringkörper
mit konstanter radialer Breite, wobei der Ringkörper mehrere, gleichmäßig über seinen
Umfang verteilt angeordnete Schwächungszonen
aufweist und wobei am Ende jedes Einschnitts eine Bohrung angeordnet
ist.
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Sicherungsringe
sind in vielfältiger
Ausgestaltung seit langem bekannt. Sie dienen dazu, Bauteile auf
einer Achse oder in einer Bohrung in axialer Richtung zu sichern.
Sicherungsringe werden daher stets in einer Nut installiert und
bilden einen das Bauteil festlegenden Bund. Um in die Nut eingebracht
zu werden, muss sich der Sicherungsring radial vergrößern (Achsnut-Befestigung)
oder verkleinern (Bohrungsnut-Befestigung) lassen. Daher sind die
meisten Sicherungsringe im wesentlichen C-förmig ausgestaltet, d. h. nicht
mit einem geschlossenen Ringkörper
versehen.
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Es
sind jedoch auch Sicherungsringe bekannt, welche aus zwei identischen
Hälften
gefertigt sind und in der Nut ineinandergreifen, nachdem sie installiert
worden sind. Diese Anwendung findet sich bevorzugt bei schnell drehenden
Wellen o. dgl. Sicherungsringe werden auch häufig als Sprengringe oder – nach dem
Namen des Herstellers – ”Seegerringe” bezeichnet
und werden in unterschiedlichsten Größen und Materialien handelsüblich angeboten.
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Aus
der
DE 22 55 447 A ist
ein Sicherungselement bekannt, das aus zwei verschiedenen Materialien
besteht und elastisch aufweit- und zusammendrückbar ist. Bei dem Sicherungselement
handelt es sich um einen Ring, der mindestens zwei bogenförmige metallische
Ringsegmente, die miteinander durch elastisches Material wie Gummi
verbunden sind, umfasst. Die Gummisegmente sind fest mit den Metallsegmenten
verbunden, wozu Vulkanisieren vorgeschlagen wird.
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In
der
FR 15 43 416 A wird
eine axial aufgewölbte
Spannscheibe offenbart, die eine geschlitzte Ringschale aufweist.
An den Enden der Schlitze sind Bohrungen angeordnet. Die Sicherungswirkung
der Spannscheibe beruht ausschließlich auf Kraftschluss, der
entsteht, wenn die zwischen den Schlitzen vorgesehenen Stege ein Übermaß aufweisen. Die
Stege werden bei der Montage der Spannscheibe in einer Bohrung umgebogen,
wodurch aufgrund der entstehenden Radialkräfte eine Abstützung der Spannscheibe
an der Innenwand der Bohrung erfolgt.
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Eine
als Federring ausgeführte
Sicherungsscheibe mit Einschnitten, die abwechselnd an der Innen-
und Außenseite
angeordnet sind, ist aus der
US 6,705,813 B2 bekannt. Der innerste Punkt
der außenseitigen
Einschnitte liegt mindestens so nah an dem Schwerpunkt der Sicherungsscheibe
wie der äußerste Punkt
der innenseitigen Einschnitte. Die Sicherungsscheibe kann als Federring
einer Schraubverbindung oder als axiales und rein kraftschlüssiges Sicherungselement
verwendet werden.
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Schließlich offenbart
die
JP 05196019 A einen
Sicherungsring zur axialen Fixierung einer Welle. Der Sicherungsring
weist an der Innenseite mehrere Einschnitte auf, um den Ring einfacher
auf einer Welle montieren zu können.
Dabei ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Sicherungsrings
im Wesentlichen dem Nutgrunddurchmesser einer in eine Welle eingearbeiteten
Nut entspricht, in die der Sicherungsring montiert wird.
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Die
bekannten Sicherungsringe dienen, wie ausgeführt, nur der axialen Führung durch
den gemeinsam mit der Nut in der Achse/Welle bzw. Bohrung gebildeten
Formschluss. Durch die offene Form (C-Bauweise) lassen die bekannten
Sicherungsringe zwar Aufweitungen in radialer Richtung zu, verfügen jedoch
nicht über
eine gleichmäßige radiale
Vorspannkraft.
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Daher
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sicherungsring
bestehend aus einem einteiligen, geschlossenen Ringkörper mit
konstanter radialer Breite so auszugestalten und weiterzubilden,
dass er auch in radialer Richtung gleichmäßig aufgeweitet (oder zusammendrückt) werden kann
und mit einer gleichmäßig über seinen
Umfang verteilten Vorspannkraft bzw. Rückstellkraft versehen ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Sicherungsring nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 dadurch gelöst,
dass die zwischen den Bohrungen bzw. Einschnitten entstehenden Stege
eine Breite aufweisen, die geringer ist als die Stärke des
Ringkörpers.
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Auf
diese Weise wird eine ausreichende Elastizität erreicht und eine elastische
Aufweitung bzw. Verkleinerung in radialer Richtung zugelassen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Schwächungszone
aus wenigstens einem radialen Einschnitt besteht. Bevorzugt weist
jede Schwächungszone
mehrere, abwechselnd nach innen und außen verlaufende Einschnitte
im Ringkörper
auf.
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Zur
optimalen Spannungsverteilung im Inneren des Ringkörpers sieht
eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, dass der Durchmesser
der Bohrung bevorzugt größer ist
als die Breite des Einschnitts. Es ist jedoch auch denkbar, dass
beide Maße
gleich groß ausgebildet
sind.
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Herstellungstechnisch
ist es besonders zweckmäßig, wenn
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung alle Bohrungen auf einer
konzentrisch zum Ringkörper
verlaufenden Kreisbahn liegen. Besonders bevorzugt ist es hierbei,
wenn alle Bohrungen auf der mittleren Kreisbahn des Ringkörpers angeordnet
sind.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass jede Schwächungszone
aus jeweils drei Einschnitten mit endseitigen Bohrungen besteht,
wobei die beiden äußeren Einschnitte
von außen
und der mittlere Einschnitt von innen in den Ringkörper eingebracht
sind. Eine solche Konstruktion führt
zu einer gleichmäßigen Elastizität in radialer
Richtung. Dabei weist der Ringkörper
nach einer weiteren bevorzugten Lehre der Erfindung drei Schwächungszonen
auf.
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In
weiterer Ausbildung der Erfindung des Ringkörpers sind/ist der äußere und/oder
innere Rand gefast oder gerundet ausgebildet.
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Der
erfindungsgemäße Sicherungsring
eignet sich besonders zum Einsatz mit einem Kugelgelenk. Damit das
Kugelgelenk auch axiale Kräfte übertragen
kann, wird der erfindungsgemäße Sicherungsring
im Bereich der – aufweitbaren – Pfanne eingesetzt,
um dort in radialer Richtung die notwendige Vorspannkraft zur Fixierung
der Kugel aufzubringen und damit die Kugel auch axial zu begrenzen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Sicherungsring
in Draufsicht und
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2 einen
Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Sicherungsringes
im Halbschnitt.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Sicherungsring
in Draufsicht, wobei der Sicherungsring aus einem einteiligen, geschlossenen
Ringkörper 1 mit
konstanter radialer Breite besteht. Erfindungsgemäß verfügt der Ringkörper 1 über mehrere,
im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel drei, gleichmäßig über seinen
Umfang verteilt angeordnete Schwächungszonen 2.
Die Schwächungszonen 2 bestehen
dabei jeweils aus drei radialen Einschnitten, nämlich zwei äußeren Einschnitten 3 und
einem inneren Einschnitt 3',
welche aus Gründen
der Übersicht
nur in der rechten unteren Schwächungszone
mit Bezugszeichen versehen wurden.
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Am
Ende der Einschnitte 3, 3' befinden sich Bohrungen 4,
wobei die Bohrungen 4 im dargestellten und insoweit bevorzugten
Ausführungsbeispiel auf
einer gemeinsamen, konzentrisch zum Ringkörper 1 verlaufenden
Kreisbahn 5 (strichpunktiert angedeutet) angeordnet sind.
Auf diese Weise ist es für die
Herstellung des erfindungsgemäßen Sicherungsringes
sehr einfach, die Bohrungen 4 in den Ringkörper 1 einzubringen.
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Man
erkennt aus 1 ferner deutlich, dass die
zwischen den Bohrungen 4 gebildeten Stege 6 relativ
dünn ausgebildet
sind, nämlich
bevorzugt geringer als die Stärke
des Ringkörpers 1,
welche aus 2 entnommen werden kann.
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Es
ist klar, dass sich die Erfindung nicht auf die dargstellte Ausführungsform
mit drei Schwächungszonen 2 beschränkt, sondern
dass der erfindungsgemäße Sicherungsring – je nach
Geometrie und Anwendungsfall – mit
einer beliebigen Anzahl von Schwächungszonen
versehen sein kann. Die Breite der Einschnitte 3, 3' und Durchmesser
der Bohrungen 4 bestimmen neben der Anzahl der Schwächungszonen
die Elastizität
des Sicherungsrings. So ist es auch denkbar, vorhandene Bohrungen
aufzubohren, um eine noch höhere
Flexibilität des
Sicherungsringes zu erreichen.
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In 2 ist
im Halbschnitt ein bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung dargestellt,
hierbei sichert der erfindungsgemäße Sicherungsring 1 ein Kugelgelenk 7.
Man erkennt deutlich, dass die Kugel 8 im Inneren der Pfanne 9,
welche aus einer Mehrzahl in Axialrichtung geteilter Pfannensegmente 10 besteht,
vom Sicherungsring 1, der ein Aufdehnen der Pfanne 9 verhindert,
fixiert wird. Die Erfindung beschränkt sich jedoch ebenfalls nicht
auf diesen beispielhaften Anwendungsfall, sondern es sind eine Vielzahl
von denkbaren Anwendungen im Rahmen der Erfindung möglich.
