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"Sicherungsvorrichtung mit federnder, gewölbter Sicherungsscheibe"
Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung mit federnder, gewölbter Sicherungsscheibe
zur axialen Sicherung von Teilen auf Achsen, Wellen od.dgl., bei der die Sicherungsscheibe
eine schlitzförmige Aussparung und eine zur Mittelöffnung etwa konzentrische Erhöhung
aufweist, die beim radialen Aufschieben der Scheibe durch einen Ansatz der Achse,
Welle od.dergl. selbsttätig federnd zurückdrückbar und in eine die Achse, Welle
od.dgl. umschließende Raststellung bringbar ist. Es sind offene, gekrümmte Federringe
bekannt, die in die Nut einer Welle quer zu dieser einsetzbar sind und auf deren
freien Ringenden aus der Ringebene sich erstreckende Vorsprünge vorgesehen sind,
die nach dem Flachbiegen des Ringes beim Einsetzen wieder vorspringen und sich sperrend
gegen die Peripherie der Welle abstützen. Die Ringnuten sind hierbei axial beiderseits
durch
senkrecht zur Achse der Welle stehende ebene Flächen begrenzt, zwischen die die
um einen Durchmesser gekrümmte Federscheibe eingeschoben ist.
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Eine solche Scheibe hat jedoch die Neigung, sich beim Drehen der Welle
oder Achse aus ihrem Sitz herauszuarbeiten. Dem können auch Erhöhungen nicht wirksam
entgegenarbeiten, da diese Erhöhungen nur geringfügig über die Kante der Welle oder
Achse hinausrasten können, da ihnen nur ein geringer Federungsweg zur Verfügung
steht. Der Federungsweg wird hierbei dadurch begrenzt, daß die nach innen vorstehende
Kante der federnden Scheibe an der gegenüberliegenden Nutwand anstößt. Andererseits
würde eine zu harte Federung das Überschieben der Sicherungsscheibe über die Welle
erschweren. Außerdem verhindert die nur zylindrische Wölbung der Sicherungsscheibe
ein gleichmäßiges Anliegen an der Nutenstirnfläche. Besondere Sperrvorsprünge, die
ein ungewolltes Herausarbeiten der Sicherungsscheibe aus der Nut verhindern sollen,
haben die Notwendigkeit zur Folge, beim Einbringen der Scheibe diese zunächst von
außen her flachzudrücken, damit sie in die Nut eingeschoben werden kann.
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Bei einer anderen bekannten Sicherungsscheibe wird die Mittelöffnung
von einem flachen ringförmigen Rand umgeben, mit dem sich die Scheibe an eine .Stirnfläche
der Ringnute des die Scheibe aufnehmenden Teiles anlegt und der seinerseits radial
auswärts von einer ringförmigen Erhöhung umgeben
ist, soweit nicht
der Umfang der Scheibe durch einen Schlitz unterbrochen ist, der das Einführen der
Scheibe in die Nut ermöglicht. Auch in diesem Falle kann ein Herausarbeiten der
Scheibe aus der Nut beim Drehen der Welle oder Achse nicht vermieden werden. Infolge
der aneinander anliegenden ebenen Flächen entsteht ein Drehmoment, welches die Welle
aus der offenen Seite der Sicherungsscheibe herauszudrehen sucht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsscheibe zu
schaffen, die einerseits lediglich mit radialem Druck in eine Ringnut einer Welle,
Achse od.dgl. eingeschoben und eingerastet werden kann und bei der andererseits
eine Neigung der Scheibe vermieden wird, beim Drehen der Welle oder Achse sich aus
ihrem Sitz herauszuarbeiten. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin,
daß die Erhöhung durch einen die Mittelöffnung begrenzenden, nach der Innenseite
der Scheibenwölbung gerichteten konischen oder ähnlich abgebogenen, gegebenenfalls
unterbrochenen Rand gebildet wird und die Achse, Welle od.dgl. eine entsprechend
konisch oder ähnlich geformte Anlagefläche des Ansatzes od.dgl. aufweist, an der
in Raststellung die Sicherungsscheibe mittels ihres konisch oder ähnlich abgebogenen
Randes selbstzentrierend anliegt.
Gegenüber den bekannten Sicherungsvorrichtungen
weist die Erfindung folgende Vorteile auf: 1. Auch bei sich drehender Achse oder
Wile wird die Scheibe nicht aus ihrer Nut herausgedreht. Infolge der konischen Flächen
wird dem herausdrehenden Moment ein Gegenmoment entgegengesetzt, das selbstzentrierend
wirkt und die Scheibe in der Nut zurückhält.
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2. Das Einführen der Sicherungsscheibe in die Nut wird infolge der
konischen Anlageflächen wesentlich erleichtert. Ein Einschneiden der Innenkante
der Scheibe in die Welle, wie sie bei den bekannten Sicherungsscheiben möglich ist,
ist praktisch ausgeschlossen, da sich die Scheibe mittels ihrer konischen Fläche
in die konische Gegenfläche der Achse oder der Welle selbstzentri6rend einschiebt.
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3. Infolge der konischen Fläche, mit der die Sicherungsscheibe an
der entsprechenden Gegenfläche der Achse oder Welle anliegt, ist ein gleichmäßiges
Anliegen über den ganzen Umfang gewährleistet. Die Beanspruchung der Scheibe ist
gegenüber bekannten Sicherungsscheiben mit nur linienförmiger oder punktförmiger
Berührung stark verringert, so daß auch die Lebensdauer entsprechend heraufgesetzt
ist.
Um ein gleichmäßiges Anliegen der Sicherungsscheibe mit noch
größerer Sicherheit zu gewährleisten, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Scheibe zwischen der Mittelöffnung und dem Außenumfang mit einer oder mehreren,
gleichen oder verschiedenen, z.B. im wesentlichen tangential sich erstreckenden
Öffnungen versehen. Bei über den Umfang der Scheibe verteilten Öffnungen können
hierbei die Öffnungen an den Schenkelenden zur Versteifung derselben kleiner als.
die Öffnungen im Mittelbereich der Scheibe beiderseits der Symmetrieebene bemessen
sein. Auch kann die Scheibe im Bereich des nach der Innenseite der Scheibenwölbung
abgebogenen Randes in an sich bekannter Weise nach der Mittelöffnung geöffnete Aussparungen
aufweisen. Beim Überschieben der Sicherungsscheibe über den zu sichernden Teil wird
die Scheibe, sobald sie mit ihrem gewölbten Teil in den Bereich der konischen Anlagefläche
gelangt, selbsttätig zusammengedrückt, worauf sie kontinuierlich, ohne eine Kante
beim Aufbringen übermäßig abzunutzen und ohne übermäßige Kraftanstrengung über die
Achse oder die Welle bis auf ihren konischen Sitz übergeschoben werden kann. Ein
Herausdrehen der Sicherungsscheibe aus ihrer selbstzentrierten Lage tritt auch dann
nicht ein, wenn im Betriebe eine Relativdrehung zwischen der Sicherungsscheibe und
dem sie aufnehmenden Achs- oder Wellenteil auftritt, da der -konische Sitz ein solches
Herausdrehen zuverlässig .verhindert. Auch lassen sich die Seheiben beliebig übereinanderstapeln,
was
vor allem für eine Massenmontage von Wichtigkeit ist.
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Statt genau konisch kann der nach innen abgebogene Rand der Sicherungsscheibe
bzw. dessen Auflagefläche auch ballig oder in ähnlicher Weise gewölbt ausgeführt
sein, sofern die Ausbildung nur derart ist, daß die Wirkung eines konischen Zusammenarbeitens
zwischen dem Rand der Sicherungsscheibe und der Auflagefläche vorhanden ist. Des
weiteren kann. die Scheibe mit Mitteln zum Angriff eines zangenartigen Montagewerkzeugs
versehen sein, wobei diese Mittel vorzugsweise derart angeordnet sind, daB sie einen
Montagedruck oder -zug in der Symmetrieebene der Scheibe zum Ein- oder Ausbringen
der Scheibeüber die Rastwirkung des erhöhten Randes erlauben.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Hierbei zeigen Fig. 1 die Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
und zwar im Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2
der Fig. 1 und Fig. 3 bis 8 fünf andere Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei
Fig. 3 bis 7 Draufsichten und Fig. 8 eine Seitenansicht zu Fig. 7 zeigen.
In
Fig. 1 und 2 ist mit 20 eine Achse oder Welle bezeichnet, auf der eine Scheibe oder
ein sonstiger Teil 21 mittels einer erfindungsgemäßen Sicherungsscheibe 22 axial
gesichert werden soll. Die Achse oder Welle weist zu diesem Zweck einen eingedrehten
Teil 23 zwischen zwei Achs- oder Wellenteilen 24 und 25 auf, von denen der Teil
24 zur Lagerung der Scheibe 21 und der gleichen oder kleineren Durchmesser als der
Teil 24 aufweisende End- oder Kopfteil 25 zur axialen Abstützung der Sicherungsscheibe
22 dient. Der End- oder Kopfteil 25 ist zu diesem Zweck durch einen konischen Ubergangsteil
26 an den eingedrehten Teil 23 angeschlossen. Auf diesem konischen Teil sitzt die.Sicherungsscheibe
22, die
allseitig, .:"r2 zwar im Ausführungsbeispiel kegelförmig gewölbt und
mit einem nach der Innenseite der Wölbung abgebogenen konischen Rand 27 versehen
ist, der sich auf dem konischen Teil 26 der Achse oder Welle in eingebautem und
axial unter *Spannung stehendem Zustande abstützt.
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Die Sicherungsscheibe 22 weist als einseitig offene Scheibe in an
sich bekannter Weise eine schlitzförmige Aussparung 28 und konzentrisch zur Mittelöffnung
29 zwischen dieser und dem Außenumfang mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende
Öffnungen 30 auf, welche die Federungseigenschaften der Sicherungsscheibe erhöhen
und auch zum Auf- und Abmontieren in der Massenfertigung mittels Spezialwerkzeuges
verwendbar sind.
Wird die Sicherungsscheibe 22 aus dem entspannten
Zustande 22t in Pfeilrichtung f entlang der Auflagefläche 21a des zu sichernden
Teiles 21 auf die Achse oder Welle 20 aufgeschoben, wird sie, sobald der nach innen
vorspringende konische Rand 27 beiderseits der mittleren Symmetrieebene s-s (entsprechend
der Schnittlinie 2-2) mit der konischen Auflagefläche 26 an der Achse oder Welle
in Berührung kommt, durch die Konuswirkung dieser Flächen in eine flachere, gespannte
Lage zusammengedrückt, wobei die Eckpunkte 31a und 31b der höchsten ringförmigen
Erhebung 31 der Sicherungsscheibe etwa die durch 31at s und 31bt gekennzeichneten
Wege zurücklegen und hierbei jeweils einen höchsten Punkt 26a bzw. 26b an der Auflagefläche
26 überschreiten. Die Scheibe befindet sich daher in ihrer Endstellung in einer
Rastlage. Vorzugsweise ist die Anordnung hierbei derart getroffen, dÜ der engste
Spalt zwischen den beiden freien Schenkeln des offenen Sicherungsringes eine Breite
b hat, welche etwas geringer ist als der Durchmesser d . des eingezogenen Achs-
oder Wellenteiles 23. Beim Uberschieben der Scheibe werden daher ihre beiden freien
Schenkel 22a und 22b etwas nach außen suseinandergedrückt, was die Rastwirkung zusätzlich
unterstützt. Die Scheibe hat daher einen festen Sitz auf der Achse oder Welle und
wird auch bei Drehwirkungen nicht aus ihrer eingerasteten Lage herausgedreht, indem
sie sich selbstzentrierend auf der Achse oder Welle hält.
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Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 3 bis
8 dargestellt.
Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet
sich von derjenigen nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur dadurch, daß . anstelle
gleichmäßig großer Öffnungen 30 verschieden große Öffnungen 30a und 30b vorgesehen
sind, wobei die Öffnung 30a im Bereiche beiderseits der Symmetrieachse s-s verhältnismäßig
groß, die Öffnungen 30b im Bereiche der freien Schenkelenden 22a und 22b der Scheibe
verhältnismäßig klein bemessen sind. Dadurch erhalten die Schenkelenden 22a und
22b eine erhöhte Steifigkeit, was insofern von Vorteil ist, als dadurch einem Aufrichten
der Schenkelenden bei stärkeren Beanspruchungen entgegengewirkt wird.
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Im Falle der Ausführung nach Fig. 4 sind zwei sich in Umfangsrichtung
erstreckende Öffnungen 30c vorgesehen, während beim Ausführungsbeispiel nach Fig.
5 die Scheibe 22 radiale Schlitzöffnungen 32 aufweist. Diese können mehr oder weniger
über den Umfang verteilt sein. Außerdem zeigt die Ausführung nach Fig. 5 zwei Montagelöcher
33, die anstelle oder zusätzlich zu den Schlitzöffnungen 32 (gegebenenfalls auch
zusätzlich zu Schlitzöffnungen etwa entsprechend den Öffnungen 30,30a,30b usw.)
vorgesehen sein können. Die Montagelöcher 33 dienen, wie auch die anderen Aussparungen,
zum Angriff eines zangenförmigen Montagewerkzeuges, um die Sicherungsteile 22 quer
zur Welle oder Achse in Pfeilrichtung f auf diese aufzubringen bzw. von ihr abzuziehen.
Bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Sicherungsscheibe mit Aussparungen 34
versehen, die von der Mittelöffnung 29 der Sicherungsscheibe ausgehen und dadurch
den konisch abgebogenen Rand in mehrere konische, zungenartig vorspringende Sektoren
35 unterteilen. Eine Aussparung 36 oder die Aussparungen 34 dienen zum Angriff einer
Zange, um die Sicherungsscheibe fest auf die Welle oder Achse in ihre Rastlage zu
drücken.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 ist die Siehe-' rungsscheibe
22 im Bereiche ihrer Symmetrieachse s-s mit einem abgebogenen Rand 37 versehen,
durch den die Scheibe in Richtung der Symmetrieachse s-s aufgedrückt oder heruntergezogen
werden kann. Natürlich kann auch die Ausführung nach Fig. 7 und 8, ebenso wie z.B.
diejenige nach Fig. 6, mit Öffnungen 3C,32 usw. versehen sein, um die Federungseigenschaften
der Sicherungsscheibe zu erhöhen.