DE1946340A1

DE1946340A1 - Selbstsperrender Sicherungsring

Info

Publication number: DE1946340A1
Application number: DE19691946340
Authority: DE
Inventors: Hugo Wurzel
Original assignee: Waldes Kohinoor Inc
Current assignee: Waldes Kohinoor Inc
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1969-09-12
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1946340B2; DE1946340C3

Description

Selbst sperrend er Sicherungsring Die Erfindung betritft einen selbstklemmenden 8ioherungsring mit sich radial von einem Ringkörper erstreckenden und sich festklemmenden Zungen sowie verschiedene Anordnungen.
Die bekannten selbstklemmenden Sicherungsrin zur Bildung einer Schulter auf einer Welle oder in einer Gehäußebohrung, die zur Anbringung eines Maschinenteiles, wie z. B.
einem Getrieberad, Laufring oder ähnliches in einer relativ festen Lage auf der Welle oder in der Bohrung dient, beaitzen einen kreisförmigen Ringkörper aus Stahlbzndeaterlal, der mit einer Mehrzahl von aus einem Stuck bestehenden Federklauen versehen ist, die sich ausgehend von einer Kante desselben erstrecken (von der Innenkante, wenn der Ring von der Aussenform ist, die geeignet ist, auf einer Welle montiert zu werden und an der Aussenkante, wenn der Ring von der inneren, fUr den Einsatz in eine Adhäugebohrung geeigneten Form ist). Die Klauen sind in eine spitzen Winkel zur Ebene des Ringkörpers gelagert, wobei die freien Endkanten desselben auf einem Kreisbogen mit einem im wesentlichen doF Durehmesser der Welle oder Gebäusebohrung gleichen Durchmesser liegen, wobei dafür gesorgt ist, dass die freien Enden der Klauen dahin tendieren ia die fläche des Trägers in einer solchen- Weise einzugreifen, dass der auf an derselben gegen Bewegung in der Richtung gesichert ist, in die sich die Klauen neigen. tdem Ausdruck 11ein Kreisbogen mit einem Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Welle oder der Gehäusebohrung", so wie verwendet im vorstehenden und im folgen1den, ist ein Kreisbogen gemeint, der einen etwas geringeren Durchmesser bat als den der Welle beim Aussenring und ein Kreisbogen mit einem etwas grösseren Durchmesser als bei der Gehäüsebohrung bei dem Innenring.
Die Haltekraft eines solchen Ringes in seiner Montage gegen Schubkräfte seitens der damit gehaltenen Masclilnenteile' hangt von mehreren Faktoren ah, die voneinander unabbãngig sind.
Ein solcher Faktor ist die Scherkraft des Materials des Ringträgers, wobei natürlich angenownmen wird, dass dieses Material nicht so hart ist, dus die Klemmklauen vollständig unwirksam werd'en. Ein weiterer Faktor ist die Kraft des geschlossenen Tragerandes oder Ringkörpers, wovon seine Widerstandafägkeit gegen Verdrehung unter den auf ihn durch die Klauen übertragenen Kräfte abhängt, wobei diese in der Richtung des letzteren wirksam sind. Ein dritter Faktor ist die Knickfestigkeit der Klauen unter Belastung.
Zusammengefasst, ist ein Hauptzweek der Erfindung die Aus -weitung der Verwendung von selbstklemmenden Sicherungsringen auf Anwendungen, bei denen es sich als wünschenswert herausgestellt hat bzw. es als notwendig betrachtet wird, dass der Ring eine positive elastische Druckkraft auf den gehaltenen Teil ausübt, wobei eine Wirkung erzielt wird, die als Federbelastung desselben bezei¢hnet werden könnte.
Ein mehr ins einzelne gehende Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines selbstsperrenden Sicherungsringes mit allen bekannten Vorteilen der üblichen Ringe oder der nach dem Stand der Technik, wobei jedoch zusätzlich Mittel zur Anwendung einer positiven Schubkraft auf dem von dem eigentlichen Ring gehaltenen Maschinenteil vorhanden sind, die beispielsweise benutzt werden können, um die Dämpfung der Stossbelastungen vorteilhaft zu gestalten, die möglicherweise auf den eigentlichen Ring durch den gehaltenen Maschinenteil Übertragen werden, oder um den genannten Maschinenteil an verschiedenen Punkten unter verschiedenen Lasten feBtzuhaiten., wie das bei gewissefl'elektrischen oder mechanischen Konstruktionen wtfnsclienswert sein kann.
Noch ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Montage eines Trägerteils, d. h. einer Welle oder eines Gehäuses mit einer Bohrung, einem zu haltenden Maschinenteil auf oder in dem genannten Teil in einer vorher bestimmten, axialen Lage oder Lagen längs desselben und eines selbstsperrenden Sicherungsringes zum Halten des genannten Maschinenteils, wie oben ausgeführt, wobei weiter Mittel vorhanden sind, um eine axial gerichtete elastische Kraft oder Belastung auf den genannten Maschinenteil zu übertragen, gekennzeichnet dadurch, dass der Trägerteil mit einem axialen Schulterteil oder einer Stufe versehen ist, die dazu dient, eine feste Anschlaglage für den Sicherungsring festzusetzenj die wiederum die Re aktions ebene des Ringes abgrenzt, von der aus die elastischen Belastungsvorrichtungen wirksam werden, um ihren Belastungs- und/oder Ausrichtungseffekt auf den Maschinenteil zu übertragen, je nach dem Erfordernis der besonderen Anwendung, für die eine solche Montage verwendet wird.
Unter den verschiedenen Zielen der Erfindung kann die Schaffung eines selbstsperrenden Ring es erwähnt werden} der nützlich zur Bildung eines Anschlages für kugelförmige oder teilweise kugelförmig"e' Teile, bildet; die Schaffung eines selbstsperrenden Sicherung6ringes, wie oben beschrieben, die in der Praxis den Anwendungsbereich der selbstsperrenden Sicherungsringe auf Anwendungsgebiete erweitert, bei denen es wünschenswert ist, dass der kugelförmige oder teilweise kugelförmige Teil, der von ihm gehalten wird, die Möglichkeit hat, sich selbst in jeder beliebigen Richtung längs seiner kugelförmigen oder teilweise kugelförmigen Oberfläche auszurichten, mit oder ohne endgültiges Spiel; und die Schaffung einer neuen Form von selbstsperrenden Sicherungsringen, die die Anwendung solcher Ringe auf Anwendungsgebiete erweitert, bei denen der gehaltene Teil, beispielsweise die Kugel eines kugelartigen Sperrventils, in gesteuerter Form die Möglichkeit hat, sich axial bezüglich der allgemeinen Ebene des Ringes zwischen einer Ventil-offen und Ventil - geschlossen - Stellung zu bewegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den beigefügten schemaischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 ist eine Draufsicht eines selbstsperrenden Sicherungsringes der Aussenform mit den Verbesserungen nach der Erfingung; Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der vertikalen Mittellinie der Fig. 1, wobei weiterhin die Montewgeleoim eines äusseren selbstsperrenden Ringes nach der Erfindung auf einem wellenartigen Tragteil dargestellt wird, und zwar in der Weise, dass eine fixierte Lage ge-.schaffen wird, weiterhin eine Ausrichtschulter für einen Maschinenteil, der auf der Welle montiert ist, wobei sowohl die Welle als auch der gehaltene Teil angedeutet sind; Fig. 3 ist eine Draufsicht eines selbstsperrenden Ringes der Innenform mit den erfindungsgemässen Verbesserungen; Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der vertikalen Mittellinie der Fig. 3, wobei weiter die Montageform des genannten inneren Ringes in der Bohrung eines gehäuseartigen Trägerteils dargestellt wird; Fig. 4A ist eine ähnliche Ansicht einer Montage unter Verwendung einer verstärkten Version des genannten inneren Ringes; Fig. 5 und s sind teilweise perspektivische Ansichten der verbesserten äusseren und inneren Form des Sicherungsringes nach Fig. 1 und 3; Fig. 7 iot eine vordere Aufristzeichnung einer weiteren modifizierten Form des verbesserten, selbstklemmenden -Sicherungeringes nach der Erfindung; Fig. 8 ist ein Querschnitt dadurch; Fig. 9 ist eine teilweise Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Montage unter Verwendung des Ringes in Fig. 7 und 8 zum Halten eines im allgeineinen kugelförmigen Teiles, der zu Illustrationszwecken eine Kugel eines Kugelgelenkes ist; und Fig. 10 ist eine im wesentlichen Fig. 9 ähnliche Ansicht, die jedoch die Anwendung des selbstsperrenden Sicherungsringes nach der Erfindung als Feder eines Kugelsperrventils zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen bzw. zunächst auf Fig. 1, 2 und 5, bei denen, wie oben ausgeführt, die verbesserte äussere Form eines selbstsperrenden Sicherungsrings nach der Erfindung gezeigt wird, bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen geschlossenen, ringförmigen Ringkörper mit einer Mehrzahl von aus einem StÜck bestehenden Klauen 12, die sich radial flach innen von seiner Innenkante aus erstrecken, und deren inneren freien Kanten auf einem Kreisbogen liegen, der einen etwas geringeren Durchmesser hat als, der Durchmesser der Welle,' auf der der Ring montiert werden soll. Wie am besten aus Fig.
2 und 5 hervorgeht, sind die oben genannten radial nach innen sich erstreckenden Finger leicht aus der Ebene des Ringkörpers herausgebogen, wobei ihr Neigungswinkel so ist, dass die auf den freien Kanten desselben ausgeübte Reibung der Oberfläche eines Wellenteils,- auf den der Ring während der Montage geschoben wird, dahin tendiert, abzunehmen, wenn sich der Ring in der Richtung des zu haltenden Maschinenteils bewegt und sich zu erhöhen, wenn Kraft auf den Ringkörper in der entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird, beispielsweise dadurch, dass sich der Maschinenteil gegen den genannten Ringkörper bewegt.
Wie üblich, wird die Weite der genannten Klauen 12 so gewählt werden, dass sie genügend Festigkeit haben, um Biegebelastung unter der Schublast standzuhalten, die der Ringkörper nach seinem Entwurf aushalten soll, wobei sie jedoch gleichzeitig in der Lage sein sollen, sich mehr oder weniger fr-ei biegen zu lassen, wenn der Ring montiert wird. Die Länge der Klauen wird natürlich durch den Durchmesser der Welle bestimmt, auf die der Ring montiert werden soll, denn, wie oben ausgeführt, müssen die freien Kanten der Klauen auf einem Kreisbogen mit etwas geringerem Durchmesser als dem der genannten Welle liegen.
Entsprechend der Erfindung trägt der Ringkörper 10 Vorrichtung en zur Ausübung einer elastischen Kraft oder Druckkraft auf den zu haltenden Maschinenteil, wobei eine elastische Schulter geschaffen wird zum Unterschied zur steifen Schulter, die der Ringkörper der bekannten selbstklemmenden Ringe aufweist. Insbesondere trägt der Ringkörper 10 längs seiner Aussenkante eine Mehrzahl von aus einem Stück bestehenden, sich in Umfangsrichtung erstreckende Federfinger 16, die sich von der Fläche des Ringkörpers in der entgegengesetzten Richtung zu der der vorgenannten Klemmklauen 12 neigen, wobei der Ausdruck "sich in Umfangsrichtung erstrecken", wie jetzt eben verwandt und wie im folgenden verwendet, bedeutet, dass die genannten Federfinger sich längs Kreisbögen erstrecken, die konzentrisch zu dem des Ringkörpers 12 sind. Vorzugsweise werden die genannten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Federfinger aus einem Stück mit dem Ringkörper hergestellt, indem letzterer mit radial sich nach auswärts erstreckenden zungenartigen Bildungen 16a versehen wird, von deren entsprechenden Seitenkanten die eigentlichen Finger sich in der gleichen Richtung erstrecken, bzw. längs Kreisbögen, die konzentrisch zu dem des genannten Ringkörpers sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird gesehen, dass, wenn der selbstklemmende Sicherungsring nach der Erfindung auf einer Welle S befestigt wird, indem er über das Ende derselben um eine Distanz geschoben wird, die ausreicht, um die freien Enden der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Federfinger 16 in Eingriff zu bringen mit den danebenliegenden Endflächen eines Maschinenteils P, wie z.B. einem Getrieberad, einer Lagerlaufbahn oder ähnlichem, die auf dem genannten Wellenteil gehalten werden sollen, dann sichern die Klemmklauen 12 auf dem Körper 10 des genannten Sicherungsringes durch Reibung nicht nur den Ring auf der Welle S, sondern auch die sich auswärts erstreckenden geneigten Federfinger werden so angeordnet sein, dass sie eine elastische Kraft oder Belastung auf den Maschinenteil P ausüben.
Vorzugsweise ist die Welle Somit Mitteln versehen, um eine fixierte Ring- Anschlagslage zu schaffen, über die hinaus der Ring nicht längs der Welle geschoben werden-kann, wobei diese Lagerung wiederum eine Lage für eine bestimmte Belastung haben wird, und eine zweite Lage bei einer anderen Belastung usw., was bei gewissen elektrischen und/oder mechanischen Konstruktionen hoch wünschenswert ist.
Wenn tnan jetzt die Fig. 3, 4 und 6 betrachtet, sieht man, dass diese Ansichten die verbesserte Innenform eines selbstklemmenden Ringes nach der Erfindung darstellen. Eine solche Ringform umfasst weiterhin einen geschlossenen, kreisförmigen Ringkörper, mit 20 bezeichnet, der aus einem StUck bestehende Klemmklauen 22 und sich in Umfangsrichtung erstreckende Federfinger 24 aufweist, und zwar entsprechend zum vorher erwähnten Ringkörper 10, Fig. 1, und zu den Klemmklauen und zu den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fingern, da es sich hier jedoch Üin einen inneren Ring handelt, der geeignet ist, in einer Gehäusebohrung montiert zu werden, erstrecken sich die Klemmklauen 22 radial nach aussen von der Aussenkante des Ringkörpers 20, und zwar in der Weise, dass sie so angeordnet sind, dass sie die Bohrungsfläche blockieren und die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Federfinger 24 erstrecken sich nach innen und demzufolge in Umfangsrichtung längs der inneren Kante des genannten Ringkörpers.
Eine typische Montage unter Verwendung eines Innen-selbstsperr-Sicherungsringes nach der obigen Beschreibung ist in Fig. 4 gezeigt, wobei H ein Gehäuse angibt, das eine zylindrische Bohrung aufweist und P' ein Maschinenteil in der Bohrung, der axial längs deræelben durch den genannten Innenring angeordnet ist, Vorzugsweise ist in der Ringbohrung eine Ring-Anschlag-Schulter 28 angeordnet, die funktionell mit:dèr oben beschriebenen Ring-Stop-Schulter 18 auf Welle S vergleichbar ist. Zu Darstellungszwecken ist die genannte Schulter 28 definiert durch die ringförmige Bodenwand einër-Kónterbohrung, die sich in die Hauptzylinderbohrung hinëin erstreckt. Demzufolge, und das ergibt sich klar aus Fig. 4, wenn der Ring 20, 22, 24 in die Gehäusebohrung eingeschoben und längs derselben verschoben wird, bis sein ringförmiger Teil dicht gegen die Schulter 28 geklemmt ist und demzufolge sich in einer fixierten axialen Ebene oder Lage bezüglich der eigentlichen Bohrung befindet, dann sind die freien Enden der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Federfinger 24 so angeordnet, daß sie gegen die Endfläche des Maschinenteils Pl, der gehalten werden soll, drücken, und durch geeignete Form der verschiedenen Teile der Montage wird dann ein vorher bestimmbarer elastischer Druck gegen den Maschinenteil Pl ausgeübt. Demzufolge, und in Unterscheidung zu den Sicherungsringen nach dem Stand der Technik, die eine steife Klemmschulter schaffen, schafft der Sicherungsring nach der Erfindung in der Tat eine elastische Schulter, die es ermöglicht, daß der gehaltene Maschinenteil P1 sich um eine beschränkte Distanz in Richtung auf den festen Körper 20 des Ringes bewegen kann, wodurch der Ring gegen plötzlich auftretende Stossbelastungen geschützt wird, die möglicherweise auf ihn durch den Maschinenteil Pl übertragen werden. Außerdem kann durch Anderung der tänge und/oder Steifigkeit der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Federfinger 24 der Ring als Ganzes verwendet werden, um den Maschinenteil Pt in einer Bohrung in verschiedenen axialen Lagen längs derselben auszurichten, die sich auf verschiedene Belastungen beziehen, ebenso wie der Aussenring so verwendet werden kann, wie das oben beschrieben wurde.
Während der Ringkörper 20 der Innenform des Sicherungsringes nach Fig. 3, -4 und 6 gezeigt wurde als flache oder planare Ausführung, kann er zum Zwecke der zusätzlichen Stärke oder Verstärkung, je nach Bedarf, eine Stumpfform nach Fig. 4A aufweisen, wobei das Bezugszeichen 20x den Ringkörper, 22x die Klemmklauen und 24x die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fingerfedern kennzeichnen.
Es ist weiterhin möglich, zusätzliche Kraft oder Verstärkung, je nach Bedarf, bei der äusseren Form des Sicherungsringes nach Fig. 1, 2 und 5 dadurch zu schaffen, dass der Ringkörper 10 in einer stumpfförmigen Ausbildung hergestellt wird, die der nach Fig. 4A entspricht.
Der selbstklemmende Sicherungsring nach Fig. 7 bis 10 weist einen geschlossenen Ring oder Ringkörper 30 auf, der längs seiner äusseren Peripherie mit einer Mehrzahl von aus einem Stück bestehenden, gleichmässig verteilten und sich radial nach auswärts erstreckenden Federklauen 32 versehen ist und längs seiner Peripherie mit einer Mehrzahl, von aus einem Stück bestethenden, gleichmçissig verteilten, radial nach innen sich erstreckenden Klauen 34. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, hat der Ringkörper 30 eine stumpfförmige, bzw. kegelstumpfförmige Form im Querschnitt, die wesentlich zur Steigerung seiner Torsionsfestigkeit beiträgt, und zwar unter den Kräften, die auf ihn übertragen werden durch seine Klemmklauen 32, er kann jedoch flach oder planar ausgebildet sein bei den Anwendungen, bei denen Verstärkung des Ringkörpers durch eine stumpfförmige Form nicht für notwendig gehalten wird.
Wie weiterhin in Fig. 8 zu sehen ist, erstrecken sich die nach aussen verlaufenden Klauen 32 von einer kleinen, radial hohen, ringförmigen Aussenflanschform 33 längs des grösseren Durchmessers des stumpfförmigen Ringkörpers aus, und ähnlich erstrecken sich die radial sich nach innen erstreckenden Klauen 34 von einem kleinen, radial hohen, kreisförmigen Randflansch 35 auf den kleineren Durchmesser des stumpfförmigen Ringkörpers aus. Die genannten Randflansche dienen zwei Zielen, zunächst zur Erleichterung der Ringherstellung und dann zur Ermöglichung einfacher Einstellung der Klauenlängen, was eine leichtere Berechnung des Neigungswinkels, sowohl der nach aussen als der nach innen sich erstreckenden Klauen 32 und 34 ermöglicht.
Die obengenannten, nach aussen sich erstreckellden Klauen 32 funktionieren als Federklemmklauen, die es ermöglichen, dass sich der Ring als Ganzes in der Bohrungsaussenfläche eines Gehäuses oder eines ähnlichen Behältnisses festklammert, mit dem er verbunden wird, indem er einfach in die Bohrung bis zu einer gewünschten axialen Lage längs derselben eingeschoben wird. Dementsprechend sind die genannten Klauen 32 um einen spitzen Winkel zur allgemeinen Ebene des Ringkörpers 30 in einer entgegengesetzten Richtung zu der geneigt, in die der Ring während seiner Montage bewegt wird, und die freien Endkanten der Klauen liegen, so lange sie nicht beansprucht sind, d. h. vor der Ringmontage, auf einem Kreisbogen mit etwas grösserem Durchmesser als dem des Kreisbogens der Gehäusebohrung, was zu dem Ergebnis führt, dass die Neigung der Klauen während des Einsetzens des Ringes in die Bohrung bzw. infolge desselben sich steigert.
Es wird klar sein, dass die Haltekraft eines solchen selbstsperrenden Ringes im montierten Zustand gegen Schubkräfte seitens der von ihm gehaltenen Teile von mehreren Faktoren abhängt, die voneinander unabhängig sind. Ein solcher Faktor ist die Scherkraft des Ringträgers, d. h. des Gehäuses, wenn man natürlich annimmt, dass dieses Material nicht so hart ist, dass die Klemmklauen vollständig unwirksam werden. Ein weiterer Faktor ist die Stärke des geschlossenen Randes oder Körpers, von dem seine Torsionsfestigkeit unter den auf ihn übertragenen Kräften der Klemmkiauen in. der Neigungsrichtung derselben abhängt. Ein dritter Faktor ist die W.iderstandsfähigkeit der Klemmklauen gegen Abknicken unter Belastung. Alle diese Faktoren müssen in Betracht gezogen werden, wenn ein Ring für einen besonderen Verwendungszweck oder eine Montage abgewickelt wird.
Die Neigung der. nach innen sich erstreckenden Klauen 34 ist wiederum so bemessen bzw. berechnet, daß die Klauen gegen Ablenkung Widerstand leisten, wenn sie in Anschlag-Lage der Teile gebracht werden, wenn kein endgültiges Spiel des Teils gewünscht wird, oder aber es wird ermöglicht, daß die genannten Klauen als Spannklauen dienen, die stets eine elastische Belastung oder Kraft auf den zu haltenden Teil ausüben, beispielsweise dann, wenn der Ring als Feder eines Kugelsperrventils verwendet wird.
Aus Fig. 8 ergibt sich, daß die Länge der radial sich nach innen erstreckenden Klauen 34, das heißt der Bereich ihrer Länge von der inneren Peripherie des Ringkörpers 30, so ist, daß ihre freien Endkanten auf einem Kreisbogen liegen, der weniger Durchmesser hat als der kugelförmige oder teilweise kugelförmige Teil, der zu halten ist. Weiterhin ist in Fig. 8 zu sehen, daß die nach innen gerichteten den Ring haltenden Klauen 34 in die gleiche Richtung geneigt sind, wie die allgemeine Ebene des Ringkörpers 30, wie dies bei den auswärts sich erstreckenden Klemmklauen 32 der Fall ist.
Beispiele für Montageanwendungen, die den selbstklemmenden Sicherungsring nach der Erfindung verwenden, sind in Fig. 9 und 10 gezeigt. Bei Fig. 9, die ein Kugelgelenk darstellt, bezeichnet das Bezugszeichen 40 einen im wesentlichen kugelförmigen Kugelteil des Gelenkes, getragen von einem nicht rotierenden Federstab 42. Bezugszeichen 44 bezeichnet allgemein den kugelumschliessenden Teil des genannten Gelenkes.
Zu Illustrationszwecken ist die Kugel 40 so gezeigt, daß sie gegen die innere Fläche eines Teils 46 in Stumpfform zu liegen kommt, der an der Endwand des genannten umschliessenden Teils liegt, und gegen die sie gedrückt wird durch die Wirkung eines selbstsperrenden Klemmringes 30 nach der obigen Beschreibung, Insbesondere dienen die radial sich nach außén erstreckenden Klemmklauen 32 des genannten Ringes 30 zur Befestigung des Ringes als Ganzes an der inneren Fläche einer zylindrischen Gehäusewand 48, mit der der umschliessende Teil versehen ist, um den Ring 30 auf zunehmen. In der dargestellten Lage greifen die inneren freien Enden der radial nach innen sich erstreckenden Klauen 34 des genannten Ringes in die teilweise kugelförmige Fläche der Kugel 40 ein, die diametral entgegengesetzt zur teilweise kugelförmigen Fläche des Aufnahmeraumes angeordnet ist, die gegen die innere Fläche 1es vorher genannten kegelstumpfförmigen Teiles 46 des umfassenden Gehäuses zu liegen kommt.
Eine solche Anordnung bewirkt, daß der Kugelteil des Gelenkes sich selbst längsseiner kugelförmigen Oberfläche justieren kann, das heißt, er kann sich bis zu einer relativ gespannten'lage von der aus bewegen, die gezeigt ist, oder kann sich in begrenztem Maße drehen, so daß jede Verschiebung in der Montage als ganze berücksichtigt wird.
Eine solche Einstellung der Kugel kann stattfinden ohne endgültiges Spiel für den Fall, daß die Biegefestigkeit der Klauen 34 so ist, daß ein endgültiges Spiel verhindert wird, oder aber mit endgültigem Spiel für den Fall, daß die Klauen 34 die kalkulierte Biegefestigkeit aufweisen, die ein begrenztes endgültiges Spiel ermöglicht.
Aus dem Obengesagten geht hervor, daß der Sicherungsring, 30 mit seinen nach außen gerichteten, selbstklemmenden Klauen 32 und seinen nach innen gerichteten die Teile haltenden Klauen 34 die Fähigkeit der herkömmlichen selbstsperrenden Sicherungsringe nach dem Stand der Technik, nämlich sich an Ort'und Stelle festzukrallen, wenn sie in einer Gehäuse bohrung montiert werden, kombiniert mit der Fähigkeit einer ringförmigen Feder, gekennzeichnet durch Klauen oder Finger, die sich radial nach innen vom inneren' Umfang eines im allgemeinen kreisförmigen Ringkörpers erstrecken, um einen Körper oder Teil zu halten, in den die genannten Klauen oder Finger eingreifen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10: diese zeigt einen selbstklemmenden Sicherungsring nach der Erfindung, angewandt als Belastungsfeder eines Kugelsperrventils. In der genannten Ansicht bezeichnen die Bezugszeichen 50, 51 Einláß- und Auslaßrohrverbindungsstücke, die zusammen einen Ventilkörper bilden, der eine durchgehende Bohrung aufweist, wobei geeignete Mittel einen Ventilsitz 52 bilden. Ein kugelförmiges Sperrventil 54 wird normalerweise an dem Sitz gehalten durch die nach innen sich erstreckenden Klauen 34 eines Sicherungsringes 30 - 34 nach der vorstehenden Beschreibung. Um den genannten Ring in die Lage zu versetzen, sich selbst in der Kugel-Belastungslage zu sperren, weist die Bohrung des Verbindungsstückes 51 eine glatte zylindrische Bohrung 55 mit größerem Durchmesser auf als dem der genannten Kugel 54 und des Sitzes, in den sich die genannte Kugel erstreckt, wobei in die innere zylindrische Querschnittsfläche 55 die radial sich nach auswärts erstreckenden Klauen 32 des Ringes 30 eingreifen.
Es ist ersichtlich, daß in der Montagedarstellung nach Fig. 10, ebenso wie in der oben beschriebenen Fig. 9, die inneren freien Kanten der sich nach innen erstreckenden Klemmklauen 34 auf dem Ring an einer teilweise kugelförmigen Fläche der Kugel 54 angreifen, die gegenüber zur teilweise kugelförmigen Fläche derselben, die auf dem ist Ventilsitz 52 ruht, angeordnet7. Es versteht sich, daß durch geeigneten Entwurf des Ringes die genannten Klauen 34 eine Schubkraft auf die Ventilkugel ausüben können, so daß diese Kugel~54 dicht auf dem genannten Sitz 52 gehalten wird, wobei jedoch andererseits die Kugel sich um eine vorher berechnete Distanz von diesem Sitz wegbewegen kann, wenn der Flüssigkeitsdruck an der Einlaßseite einen vorher bestimmten Wert überschreiten sollte.
Aus dem vorstehenden kann entnommen werden, daß ein selbstsperrender Sicherungsring mit nach innen gerichteten Klemmnützlich klauen nach der Erfindung/als eine federnde Spannvorrichtung eines Kugelsperrventils verwendet werden kann. D. h., wenn der Ring für diese Anwendung verwendet wird, dann ersetzt er nicht.
nur die herkömmlichen Schraubenfederventile nach dem Stand der Technik,. sondern die ach die Federsperrvorrichtung die erforderlich ist, um eine solche Feder -zu montieren und einzustellen.
Auf diese Weise kann der Ring nach der Erfindung nicht nur zwei Teile durch ein einziges ersetzen, sondern er erlaubt weiterhin auch eine beträchtliche Reduzierung der Länge des Ventilkörpers.
Es ergibt sich, daß der selbstsperrende Sicherungsring 70- 34 nach der vorstehenden Beschreibung auch vorteilhaft benutzt werden kann als Ersatz für die normalerweise verwendeten Federn ion Ablauf- und sonstigen Ventilen, um beispielsweise das Ventilelement mit einer teilweise kugelförmigen Fläche auszubilden, die dem Bereich des Kugelsperrventils 54 entspricht, der von den nach innen sich erstreckenden Ringklauen 34 des genannten Ringes erfaßt wird. In diesen Anwendungsfällen werden unter der Annahme, daß Vorkehrungen getroffen werden, daß die selbstklemmenden Klauen des Ringes, wie beschrieben funktionieren, die Ringklauen ihren Bela-.stungseffekt bei Ablauf- oder sonstigen Ventilen-ebenso ausüben, wie das in der in Fig. 10 beschriebenen Weise erfolgt.
Ohne weitere Analyse wird verständlich sein, dass sowohl die äussere als auch die innere Form von selbstsperrenden Sicherungsringen nach den Prinzipien der Erfindung und die verbesserten Montagen, die solche verwenden, in der Lage sind, die aufgeführten Ziele zu errei-chen, und zwar in einfacher und dennoch wirkungsvoller und gründlich steuerbarer Weise. Da jedoch bei der Ausführung der obigen Konstruktionen zahlreiche Änderungen angebracht werden könnten, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wird ausdrücklich gesagt, dass alles in der obigen Beschreibung enthaltene, bzw. in den beigefügten Zeichnungen gezeigte als Beispiel und nicht als Begrenzung interpretiert werden sollte.

Claims

Patent ansprüche

Selbstsperrender Sicherungsring zur Bildung einer Schulter für einen auf einem bzw. in einem Trägerteil zu haltenden Maschinenteil, wie z. B. einer Welle, einem Gehäuse mit einer Bohrung oder dergleichen, mit sich radial von einem Ringkörper erstreckenden und sich festklemmenden Zungen, gekennzeichnet durch einen geschlossenen, ringförmigen Körper (10, 20, 20x, 30) mit mehreren von aus einem Stück bestehenden Federklemmklauen, die sich radial von einer Kante des Ringes aus erstrecken und sich in axialer Richtung von dem Ringkörper in einem spitzen Winkel neigen, wobei die freien Endkanten auf einem Kreisbogen mit einem Durchmesser liegen, der im wesentlichen gleich ist dem Durchmesser der Welle oder Gehäusebohrung, und daß der Ringkörper auf seiner gegen-Uberliegenden Kante eine Mehrzahl von aus einem Stück bestehenden, getrennten zungenartigen Vorsprüngen aufweist, die sich radial erstrecken, und wobei eine Mehrzahl von Federfingern, die an ihrem einen Ende in einem Stück mit den zungenartigen Vorsprüngen verbunden sind, sich in Umfangsrichtung undin gleicher Richtung längs der konzentrisch zu dem Ringkörper befindlichen Kreisbögen erstrecken, und die Federfinger sich vom Ringkörper aus in der entgegengesetzten axialen Richtung neigen, wobei ihre Länge und Biegesteifigkeit derart bemessen ist, daß sie wirksam werden, um einen vorher bestimmten Federdruck auf den genannten Maschinenteil auszuüben, wenn der Ring während d.es Verlaufs seiner Montage. auf der Welle oder in seiner Gehäusebohrung gegen den genannten Maschinenteil hin bewegt wird.
2. Selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federklemmklauen (12) radial nach innen von der Innenkante des Ringkörpers (io) aus erstrecken und zungenartige Vorsprünge (16a) sich radial von der Außenkante des Ringkörpers erstrecken, wobei. von den Zungen ausgehende Federfinger (16) entlang der Außenkante angeordnet sind (Fig. 5).
3. Selbstklemmender Sicherungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Federklemmklauen (22) sich radial nach außen von der Außenkante des Ringkörpers (20) erstrecken und zungenartige Vorsprünge (24a) sich radial nach innen von der Innenkante des Ringkörpers aus erstrecken, wobei -von den Zungen ausgehende Federringer (24) längs der Innenkante angeordnet sind (Fig. 6).
4. Ein selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Ringkörper--planar ist.
5. Ein selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Ringkörper die Form eines Kegelstumpfes hat.
6. Die Kombination eines Tragteiles mit einer zylindrischen Fläche mit einer Montieroberfläche für einen Maschinenteil, ein Maschinenteil> der betriebsfähig auf der- genannten Fläche angeordnet ist, und ein selbstsperrender Sicherungsring, der den genannten Maschinenteil axial längs der genannten Fläche ausrichtet, wobei der genannte Ring gekennzeichnet ist durch einen geschlossenen, ringförmigen Körper mit einer Mehrzahl von getrennten Federsperrklauen, die sich radial von einer Kante desselben aus erstrecken und sich in einer Richtung, ausgehend von dem genannten Ringkörper aus bzw. weg von dem genannten Maschinenteil in einem spitzen Winkel neigen, wobei die freien Endkanten derselben die genannte Tragfläche in der Weise erfassen, dass sie sich mit dieser verklemmen und dadurch den Iking mit dem genannten Tragteil verbinden, wobei der genannte lAir)gk(ir per weiterhin auf seiner gegenüberliegenden Kante zu der, vom r aus sich die Klauen er strecken, rnit einer. Mehrzalll von aus einem Stück bestehenden, getrennten, zungenartigen Ausbildungen versehen ist, die sich im allgemeinen radial davon ausgehend erstrecken, und eine Mehrzahl von Federfingern, die an ihren entsprechenden einen Enden in einem Stück nur mit den genannten zungenartigen Ausbildungen verbunden sind und sich in Umfangsrichtung bzw. in der gleichen Richtung von denselben längs Kreisbögen erstrecken, die konzentrisch sind zu dem des genannten Ringkörpers, wobei die freien Enden derselben sich von dem genannten Ringkörper in der Richtung des genannten Maschinenteils neigen, wobei der genannte Ring eine feste Lage längs der genannten Fläche hat, die so ist, dass die genannten Federfinger veranlasst werden, mit Federkraft gegen eine Endfläche des genannten Maschinenteils zu drücken, und wobei Länge und Steife der genannten Fingerfeder so sind, dass eine Variierung der genannten Kraft in einer vorher bestimmten Weise möglich ist.
7. Die Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Tragteil eine Welle aufweist und dadurch, dass die genannten Klemmklauen sich radial nach innen von der Innenkante des genannten Ringkörpers erstrecken und in klemmender Weise die Fläche der genannten Welle erfassen, und wobei die genannten zungenartigen Ausbildungen sich radial nach aussen von der Aussenkante des genannten Ringkörpers erstrecken, wobei die genannte Mehrzahl von Fingerfedern längs der genannten Aussenkante angeordnet sind.
8. Die Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Tragteil ein Gehäuse aufweist, das eine Bohrung hat; in die' der genannte Maschinenteil und der Sicherungsring eingeführt werden, wobei die Klemmklauen auf dem Ringkörper sich radial nach aussen erstrecken und den genannten Ringkörper mit der Bohrungsfläche verbinden, und wobei die zungenartigen Ausbildungen sich radial nach innen von dem genannten Ringkörper aus erstrecken, wobei die sich in Umfangsrichtung sich erstreckenden Federfinger längs der Innenkante des genannten Ringkörpers angeordnet sind.
9. Die Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Tragteil mit Ring-Anschlagvorrichtungen versehen ist, um die genannte gesicherte Lage des Ringes zu bestimmen.
10. Die Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennbezeichnet, dass die genannte Welle mit einer Ringschulter ausgebildet ist, gegen die der genannte Ringkörper gehalten wird durch die Wirkung der Klemmklauen, wobei die gesicherte Lage des genannten Rings definiert wird.
11. Die Kombination nach Anspruch 8-, dadurch gekennbezeichnet, dass die genannte Bohrung mit einer ringförmigen Schulter ausgebildet wird, gegen die der genannte Ringkörper gehalten wird durch die Wirkung der Klemmklauen, wobei die gesicherte Lage des Rings definiert wird.
12. Die Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennbezeichnet, dass. der genannte Ringkörper planar ist.
13.. -Die Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Ringkörper die Form eines Kegelstumpfes hat.
14. Ein selbstsperrender Sicherungsring zum Halten eines im allgemeinen kugelförmigen Körpers innerhalb einer Bohrung gegen unerwünschte Bewegung in der Richtung der Achse des genannten Ringes, gekennzeichnet durch: einen geschlossenen Ringkörper mit aus einem Stück bestehenden Federklauen, die sich radial nach aussen von seiner äusseren Peripherie erstrecken und durch aus einem Stück bestehende Klauen, die sich radial nach innen von seiner inneren Peripherie aus erstrecken, wobei die genannten auswärts sich erstreckenden Klauen in einer Richtung in -einem spitzen Winkel von der allgemeinen Ebene des Ring körpers aus geneigt sind, und wobei die freien Endkanten derselben auf einem Kreisbogen mit etwas grösserem Durchmesser liegen als dem der genannten Bohrung, für die der Ring be-, stimmt ist, wodurch die genannten Klauen ihre Neigung dann erhöhen, wenn der Ring in der genannten Bohrung montiert wird, wobei die Endkanten derselben in die Bohrungsoberfläche so weit eingreifen, dass der Ringkörper gegen Bewegung in der Richtung geklemmt wird, in die sich die genannten Klauen neigen, wobei die genannten, nach innen sich erstreckenden Klauen um einen spitzen Winkel vom Ringkörper aus in der gleichen Richtung geneigt sind, wie die genannten nach aussen sich erstreckenden Klauen, wobei die freien Endkanten derselben auf einem Kreisbogen liegen, der einen im wesentlichen geringeren Durchmesser aufweist als der des genannten Körpers, der gehalten werden muss, wobei sie gleichzeitig als Anschlagsvorrichtung für den genannten Körper dienen.
15. Ein selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, sich nach innen erstreckenden Klauen eine berechnete Steife aufweisen, die so ist, dass jedes wesentliche endgültige Spiel des im allgemeinen kugelförmigen Körpers verhindert wird, der gegen die genannten Endkanten anschlägt, während es ermöglicht wird, dass der genannte Körper seine Winkellage bezüglich der Achse des genannten Ringes ausrichtet.
16. Eine selbstsperrende Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, nach innen sicherstreckenden Klauen eine berechnete Steife aufweisen, die so ist, dass eine begrenzte Bewegung des im allgemeinen kugelförmigen Körpers in der Richtung der Ringachse ermöglicht wird.
17. Ein selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Ringkörper eine kegelstumpfartige Form hat.
18. Ein selbstsperrender Sicherungsring nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äusseren Durchmesser des genannten kegelstumpfförmigen Ringkörpers mit kleinen radiushohen Randflanschen ausgebildet sind, von denen aus sich die genannten Klauen erstrecken.
19. Eine Montage mit: Mitteln zur Schaffung einer zylindrischen Bohrung, die hierin Aufnahmemittel für einen zu haltenden Teil aufweist, einem im allgemeinen kugelförmigen Teil mit einer Oberfläche, die geeignet ist, in die genannte Aufnahme aufgenommen zu werden und ein selbstklemmender Sicherungsring, der normalerweise wirksam ist, um den genannten Teil in der genannten Aufnahme festzuhalten, wobei der genannte Ring gekennzeichnet ist durch einen geschlossenen, ringförmigen Körper mit aus einem Stück bestehenden Federklauen, die sich radial nach aussen von seinem äusseren Umfang aus erstrecken und aus einem Stück bestehenden Klauen, die sich radial nach innen von seinem inneren Umfang aus ererstrecken, wobei die genannten auswärts sich erstreckenden Klauen in einem spitzen Winkel zur allgemeinen Ebene des Ringkörpers und in der Richtung geneigt sind, dass sie sich von dem genannten zu haltenden Teil weg neigen, wobei die freien Endkanten auf einem Kreisbogen mit einem etwas grösseren Durchmesser liegen als dem der genannten zylindrischen Bohrung, wodurch der genannte Ring sich mit der Bohr-ungsfläche entsprechend seiner Montage in der genannten Bohrung verklemmt, wobei die genannten, nach innen sich erstreckenden Klauen ebenfalls bezüglich der allgemeinen Ebene des Ringkörpers geneigt sind, und zwar in derselben Richtung wie die genannten, sich nach aussen erstreckenden Klauen, wobei die freien Endkanten der genannten nach innen sich erstreckenden Klauen auf einem Kreisbogen mit geringerem Durchmesser liegen als dem des genannten kugelförmigen Teiles, wobei ein kugelförmiger Oberflächenteil des genannten Teils erfasst wird, der gegenüberliegt zu dem, der ion der genannten Aufnahme liegt.
20. Eine Montage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, nach innen sich erstreckenden Klauen eine solche Steife aufweisen, dass jedes endgültige Spiel des von ihnen erfassten kugelförmigen Teiles verhindert wird.
21. Eine Montage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die genann1;enB sich nach innen erstreckenden Klauen eine solche Steife aufweisen, dass eine begrenzte Bewegung auf dem von ihnen gehaltenen Teil möglich ist, und zwar in der Richtung der Ringkörperache.
2-2. Eine Montage, nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet dase die Mittel zur Schaffung der zylindrischen Bohrung ein relativ festes Gehäuse eines K'ugelgelenkes umfassen und wobei der zu haltende Teil den im allgemeinen kugelförmigen Teil des genannten Gelenkes umfasst, und wobei die genannten, nach aussen sich erstreckenden Klauen wirksam werden, um den genannten Ring als Ganzes mit der bohrungsbildenden Oberfläche des genannten Gehäuses zu fixieren, und zwar in einer solchen Lage, dass die nach innen sich richtenden Klauen gegen das Gehäuse drücken und wirksam sind, um die Kugel gegen jedes wesentliche endgültige Spiel zu verklemmen, während es andererseits möglich ist, dass die Kugel ihre Winkellage bezüglich der Achse des Ringkörpers und des Gehäuses ausrichtet.
23. Eine Montage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten bohrungsbildenden Mittel einen Ventilkörper umfassen, der eine axiale Bohrung aufweist, die mit Kugelventilaufnahmemitteln versehen ist, und die eine glatte Oberfläche mit grösserem Durchmesser aufweist, die neben dem genannten Aufnahmemittel liegt, wobei der genannte, im allgemeinen kugelförmige Teil ein kugelartiges Sperrventil umfasst, das eine kugelförmige Fläche aufweist, die geeignet ist, in der genannten Aufnahme aufgenommen zu werden, und eine diametral entgegengesetzte kugelförmige Fläche, die sich in die genannte Bohrung mit glatter Oberfläche erstreckt, und wobei dieqgenannten nach aussen sich erstreckenden Klauen den genannten Ring selbsttätig blockieren, und zwar-als Ganzes und an der Bohrungsoberfläche des genannten Teiles mit grösserem Durchmesser der Bohrung, und zwar in einer solchen Lage, dass die freien Enden der genannten, nach innen sich erstreckenden Klauen gegen den genannten diametral entgegengesetzten Oberflächenteil der genannten Kugel drücken.