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Die
Erfindung betrifft einen Sicherungsring gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
Sicherungsring oder Nutenring, oft noch mit der Benennung eines
Herstellers als Seegerring bekannt, ist ein Maschinenelement zur
Lagesicherung von Bauteilen, beispielsweise Bolzen, in Bohrungen,
oder von Bauteilen, beispielsweise Wälzlagern, auf einer
Welle oder Achse.
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Dabei
handelt es sich im Allgemeinen um einen offenen Ring aus Federstahl
oder einem anderen geeigneten federelastischen Material. Dieser
Ring muss bei der Montage von einer Seite aus in die Bohrung bzw. über
die Welle geschoben werden. Dies erfolgt zumeist mit einer auch
als Seegerringzange oder als Sicherungsringzange bezeichneten Spezialzange,
mit der die offenen Enden des Rings im Fall einer Bohrungs-Montage
soweit zusammengedrückt bzw. im Fall einer Wellen-Montage soweit
auseinander gezogen werden, dass der Ring in die Bohrung hinein
bzw. über die Welle geschoben werden kann. Der Ring wird
so weit in die Bohrung bzw. auf die Welle geschoben, bis er in eine
für den Ring vorgesehene Nut einrastet. Die zur Positionierung
des Sicherungsrings benötigte Nut wird zuvor in eine Bohrung von
innen einstech-gedreht, oder in eine Welle von außen beispielsweise
durch Stechdrehen oder Drehen eingestochen, oder aber gefräst.
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Dementsprechend
gibt es Innen-Sicherungsringe mit nach innen weisenden Enden für
eine Bohrungs-Montage und Außen-Sicherungsringe mit nach außen
weisenden Enden für eine Wellen-Montage. Diese Sicherungsringe
gehören zu den Normteilen. Die im Maschinenbau anzutreffenden
Ringe sind nach DIN 471 für Wellennuten
und DIN 472 für Bohrungsnuten genormt.
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Im
einfachsten Fall ist ein Sicherungsring aus Runddraht gebogen und
am Ringstoß zweimal eingewinkelt zum Zusammendrücken
des Ringspaltes bei der Montage per Seegerringzange. Die nach DIN
471 und DIN 472 genormte Ausführung
ist als flacher Ring gestanzt sowie geschliffen und weist zwei Lochungen
zur Demontage und Montage mittels einer speziellen Sicherungsringzange
auf.
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Durch
die
DE 10 2005
042 346 A1 ist ein Sicherungsring bestehend aus einem offenen
Ring aus Federstahl oder einem anderen geeigneten federelastischen
Material mit einer konischen Flanke bekannt.
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Durch
die
DE 10 2004
052 105 B4 ist ein Sicherungsring bestehend aus einem offenen
Ring aus Federstahl oder einem anderen geeigneten federelastischen
Material bekannt, dessen radialer Schlitz zwischen den beiden Enden
des offenen Rings bei noch ungespanntem Herstellungszustand des
Rings mit einem leicht entfernbaren Füllmaterial als Transport-
und/oder Verarbeitungshilfsmittel ausgefüllt ist.
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Technische Aufgabe der Erfindung:
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherungsring zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:
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Die
Aufgabe wird gelöst durch einen Sicherungsring mit den
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein
erfindungsgemäßer Sicherungsring besteht demnach
aus einem zur Montage federelastisch elliptisch verformbaren geschlossenen
Ring. In unbelastetem Herstellungszustand weist der geschlossene
Ring in zwei von insgesamt vier sich paarweise gegenüberliegenden
Sektoren bildenden Partien jeweils mindestens eine radiale Verdickung auf.
Die beiden verbleibenden Partien sind als radiale Verjüngungen
im Vergleich zu den radialen Verdickungen ausgebildet.
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In
einer durch den Ring gebildeten Ebene erstreckt sich der Ring zwischen
zwei Doppelkreisen, von denen einer den Außendurchmesser
des Sicherungsrings und der andere den Innendurchmesser des Sicherungsrings
bildet.
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Der
Sicherungsring kann mit von einem im Herstellungszustand kreisförmigen
Innendurchmesser aus gesehen radial nach außen weisenden
radialen Verdickungen zur Bohrungs-Montage vorgesehen sein.
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Die
Abmessungen der radialen Verdickungen und der radialen Verjüngungen
sind dabei derart ausgeführt, dass bei einer elliptischen
Verformung des Rings während der Bohrungs-Montage ein außen
um die radialen Verjüngungen und außen um die radialen
Verdickungen gezogener Kreis einen kleineren Durchmesser aufweist,
als eine Bohrung, in die der Sicherungsring bei der Bohrungs-Montage
eingesetzt werden soll bzw. wird.
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Vorzugsweise
liegen sich die radialen Verdickungen bei einer elliptischen Verformung
des Rings während der Bohrungs-Montage auf der Nebenachse
der Ellipse gegenüber. Gleichzeitig liegen sich die radialen
Verjüngungen bei einer elliptischen Verformung des Rings
während der Bohrungs-Montage auf der Hauptachse der Ellipse
gegenüber.
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Der
Sicherungsring kann mit von einem im Herstellungszustand kreisförmigen
Außendurchmesser aus gesehen radial nach innen weisenden
radialen Verdickungen zur Wellen-Montage vorgesehen sein.
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Die
Abmessungen der radialen Verdickungen und der radialen Verjüngungen
sind dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass bei einer
elliptischen Verformung des Rings während der Wellen-Montage
ein innerhalb der radialen Verjüngungen und innerhalb der
radialen Verdickungen gezogener Kreis einen größeren
Durchmesser aufweist, als eine Welle, auf die der Sicherungsring
bei der Wellen-Montage geschoben werden soll bzw. wird.
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Vorzugsweise
liegen sich die radialen Verdickungen bei einer elliptischen Verformung
des Rings während der Wellen-Montage auf der Hauptachse der
Ellipse gegenüber. Gleichzeitig liegen sich die radialen
Verjüngungen bei einer elliptischen Verformung des Rings
während der Wellen-Montage auf der Nebenachse der Ellipse
gegenüber.
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Die
Sektoren der jeweils mindestens eine radiale Verdickung aufweisenden
Partien nehmen vorzugsweise höchstens jeweils 90° des
insgesamt 360° umfassenden Ringumfangs ein.
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Die
radialen Verdickungen nehmen vorzugsweise von der Mitte eines Sektors
zu den Rändern des Sektors hin kontinuierlich ab. Dadurch
können die mit den radialen Verdickungen ausgestatteten Sektoren
einen größeren Winkelbereich einnehmen, als wenn
die radiale Verdickung konstant ist. Darüber hinaus werden
so diskontinuierliche Übergänge der Materialstärke
vermieden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Rissbildung und
einem damit verbundenen Versagen verringert wird.
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Alternativ
ist denkbar, dass die radialen Verdickungen innerhalb eines Sektors
konstante radiale Abmessungen aufweisen. Der Sicherungsring weist so
eine einfachere Geometrie auf und ist so einfacher herzustellen.
Darüber hinaus ist für einen Monteur die Verformungsrichtung
zur Montage eindeutiger zu erkennen.
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Die
radialen Verjüngungen nehmen vorzugsweise von den Rändern
eines Sektors zur Mitte des Sektors hin kontinuierlich ab. Auch
hierdurch werden so diskontinuierliche Übergänge
der Materialstärke vermieden, wodurch die Wahrscheinlichkeit
einer Rissbildung und einem damit verbundenen Versagen verringert
wird.
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Alternativ
ist denkbar, dass die radialen Verjüngungen innerhalb eines
Sektors konstante radiale Abmessungen aufweisen. Hierdurch wird
eine einfach herstellbare Geometrie erzeugt. Darüber hinaus ist
für einen Monteur die Verformungsrichtung zur Montage eindeutiger
zu erkennen.
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Besonders
bevorzugt sind die Übergänge zwischen den Verdickungen
und den Verjüngungen kontinuierlich ausgebildet, um Rissbildungen
zu vermeiden.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass der Sicherungsring eine konische Flanke
wie in der
DE
10 2005 042 346 A1 beschrieben aufweisen kann.
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Die
Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil
auf, dass sich die Sicherungsringe in einem Verpackungszustand nicht
gegenseitig verhaken können. Weiterhin ist der erfindungsgemäße
Sicherungsring im Vergleich zum Stand der Technik Ausfallsicherer,
da ein einzelner Riss oder Bruch nicht wie beim Stand der Technik
zum unmittelbaren Versagen des Sicherungsrings führt.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Sicherungsrings zur Bohrungs-Montage in einem noch nicht eingebauten
Zustand (1a)) und in eingebautem Zustand (1b)).
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2 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Sicherungsrings zur Wellen-Montage in einem noch nicht eingebauten
Zustand (2a)) und in eingebautem Zustand (2b)).
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Wege zur Ausführung der Erfindung:
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Ein
in 1 dargstellter Sicherungsring 01 besteht
aus einem zur Montage federelastisch elliptisch verformbaren geschlossenen
Ring 02, der in eine in einer Bohrung 07 eines
Werkstücks 08 eingearbeitete umlaufende Nut 09 eingesetzt
werden kann. In unbelastetem Herstellungszustand weist der geschlossene
Ring 02 in zwei von insgesamt vier sich paarweise gegenüberliegenden
Sektoren 03, 04 bildenden Partien 03 jeweils
mindestens eine radiale Verdickung 05 auf. Die beiden verbleibenden
Partien 04 sind als radiale Verjüngungen 06 im
Vergleich zu den radialen Verdickungen 05 ausgebildet.
In einer durch den Ring 02 gebildeten Ebene erstreckt sich der
Ring 02 zwischen zwei Doppelkreisen, von denen einer den
Außendurchmesser des Sicherungsrings 01 und der
andere den Innendurchmesser des Sicherungsrings 01 bildet.
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Von
einem in einem in 1a) dargestellten Herstellungszustand
kreisförmigen Innendurchmesser aus gesehen erstrecken sich
die radialen Verdickungen 05 zur Bohrungs-Montage radial
nach außen.
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Die
Abmessungen der radialen Verdickungen 05 und der radialen
Verjüngungen 06 sind dabei derart ausgeführt,
dass bei einer elliptischen Verformung des Rings 02 während
der Bohrungs-Montage ein außen um die radialen Verjüngungen 06 und
außen um die radialen Verdickungen 05 gezogener Kreis
einen kleineren Durchmesser aufweist, als eine Bohrung 07 in
einem Werkstück 08, in die der Sicherungsring 01 bei
der Bohrungs-Montage eingesetzt werden soll bzw. wird.
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Dabei
liegen sich die radialen Verdickungen 05 bei einer elliptischen
Verformung des Rings 02 während der Bohrungs-Montage
auf der Nebenachse der Ellipse gegenüber. Gleichzeitig
liegen sich die radialen Verjüngungen 06 bei einer
elliptischen Ver formung des Rings 02 während der
Bohrungs-Montage auf der Hauptachse der Ellipse gegenüber.
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Ein
in 2 dargstellter Sicherungsring 11 besteht
aus einem zur Montage federelastisch elliptisch verformbaren geschlossenen
Ring 12, der in eine an einer Welle 17 eines Werkstücks 18 eingearbeitete
umlaufende Nut 19 eingesetzt werden kann. In unbelastetem
Herstellungszustand weist der geschlossene Ring 12 in zwei
von insgesamt vier sich paarweise gegenüberliegenden Sektoren 13, 14 bildenden
Partien 13 jeweils mindestens eine radiale Verdickung 15 auf.
Die beiden verbleibenden Partien 14 sind als radiale Verjüngungen 16 im
Vergleich zu den radialen Verdickungen 15 ausgebildet.
In einer durch den Ring 12 gebildeten Ebene erstreckt sich der
Ring 12 zwischen zwei Doppelkreisen, von denen einer den
Außendurchmesser des Sicherungsrings 11 und der
andere den Innendurchmesser des Sicherungsrings 11 bildet.
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Von
einem in einem in 2a) dargestellten Herstellungszustand
kreisförmigen Außendurchmesser aus gesehen erstrecken
sich die radialen Verdickungen 15 zur Wellen-Montage radial
nach innen.
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Die
Abmessungen der radialen Verdickungen 15 und der radialen
Verjüngungen 16 sind dabei vorzugsweise derart
ausgeführt, dass bei einer elliptischen Verformung des
Rings 12 während der Wellen-Montage ein innerhalb
der radialen Verjüngungen 16 und innerhalb der
radialen Verdickungen 15 gezogener Kreis einen größeren
Durchmesser aufweist, als eine Welle 17, auf die der Sicherungsring 11 bei der
Wellen-Montage geschoben werden soll bzw. wird.
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Vorzugsweise
liegen sich die radialen Verdickungen 15 bei einer elliptischen
Verformung des Rings 12 während der Wellen-Montage
auf der Hauptachse der Ellipse gegenüber. Gleichzeitig
liegen sich die radialen Verjüngungen 16 bei einer
elliptischen Verformung des Rings 12 während der
Wellen-Montage auf der Nebenachse der Ellipse gegenüber.
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Die
Sektoren 03, 13 der jeweils mindestens eine radiale
Verdickung 05, 15 aufweisenden Partien 03, 13 nehmen
von einem Mittelpunkt des Sicherungsrings 01, 11 aus
gesehen jeweils etwa 60° des insgesamt 360° umfassenden
Ringumfangs ein.
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Die Übergänge
zwischen den Verdickungen 05, 15 und den Verjüngungen 06, 16 sind
kontinuierlich ausgebildet, um Rissbildungen zu vermeiden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit:
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Die
Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung und dem Vertrieb
sowie der Anwendung von Maschinenelementen gewerblich anwendbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005042346
A1 [0006, 0024]
- - DE 102004052105 B4 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 471 [0004]
- - DIN 472 [0004]
- - DIN 471 [0005]
- - DIN 472 [0005]