DE2607213A1

DE2607213A1 - Verdrehsicherung fuer eine gewindemutter

Info

Publication number: DE2607213A1
Application number: DE19762607213
Authority: DE
Inventors: Fritz Blumenstein
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1976-02-23
Publication date: 1977-08-25
Also published as: DE2607213B2; DE2607213C3; BR7700102A

Description

Verdrehsicherung für eine Gewindemutter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sicherung einer auf eine Welle, einen Bolzen o.ä. geschraubten Gewindemutter gegen Verdrehen sowie auf eine entsprechende Verdrehsiche rung.
Um zu vermeiden, daß sich eine auf eine Welle, einen Bolzen o.
ä. geschraubte Mutter löst und dadurch die gegebene Verschraubung oder z.B. die axiale Fixierung eines Elementes auf der Welle oder dem Bolzen verlorengeht, ist es allgemein üblich, sie durch besondere Maßnahmen gegen Verdrehen zu sichern Unter anderem werden scheibenförmige Sicherungsbleche, wie sie beispielsweise in der DIN-Norm 70952 dargestellt sind, verwendet. Diese Sicherungsbleche werden stirnseitig an die aufgeschraubte Mutter gelegt, wobei einerseits entlang dem äußeren Umfang des Sicherungsbleches vorgesehene abgewinkelte Nasen in entsprechende nutförmige Aussparungen der Mutter greifen, und andererseits mindestens eine an dem inneren Umfang des Sicherungsbleches vorgesehene, in die entgegengesetzte Richtung abgewinkelte Nase in eine entsprechende nutförmige Aussparung der Welle greift. Nachteilig ist hierbei, daß die abgebogenen Nasen des Sicherungsbleches in ihrer räumlichen Lage sowohl auf die Aussparungen der Mutter als auch auf die Aussparungen der Welle abgestimmt sein müssen. Darüber hinaus ergeben sich bei der Verwendung dieser bekannten Sicherungsbleche in vielen Fällen dann Schwierigkeiten, wenn eine Gewindemutter gesichert werden soll, die auf eine Welle mit relativ großer Durchbiegung, z.B. auf eine Welle eines Schaltgetriebes, aufgeschraubt ist.
I)ann kann es während les Betriebes nämlich unter Umständen vorkommen, daß das Sicherungsblech durch anliegende andere Bauelemente infolge des ständigen Verbiegens der Welle regelrecht zermahlen wird, so daß es seine Sicherungswirkung verliert, wobei zu berücksichtigen ist, daß sein Sicherungswert bereits von Haus aus nicht besonders gut ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, Möglichkeiten zur Sicherung einer auf eine Welle, einen Bolzen o.ä. geschraubten Gewindemutter gegen Verdrehen anzugeben, mit denen eine einwandfreie und dauerhafte Sicherung auch dann gewährleistet ist, wenn die Welle während des Betriebes eine relativ große Durchbiegung erfährt. Darüber hinaus soll insbesondere das Erfordernis, die einzelnen Teile bezüglich der örtlichen Lage ihrer Aussparungen, Nasen o.ä. aufeinander abzustimmen, entfallen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein verdrehsicher auf der Welle, dem Bolzen o.ä. angeordnetes Bauelement axial gegen die aufgeschraubte Gewindemutter geschoben wird, daß dabei mindestens ein axial ausgerichtetes Sicherungsglied, welches entweder mit dem Bauelement oder mit der Gewindemutter verdrehsicher in Verbindung steht, auf die Außenkontur der Gewindemutter bzw. des Bauelements gedrückt wird, und daß zwischen dem aufgedrückten Teil des Sicherungsgliedes einerseits und der Außenkontur der Gewindemutter bzw. des Bauelementes andererseits dadurch eine formfeste Verbindung hergestellt wird, daß eine an einem dieser Bauteile vorgesehene genügend scharfkantige Rändelung, Kurzverzahnung o.ä. beim axialen Verschieben des Bauelementes in die Oberfläche des zugeordneten Bauteils hineingepreßt wird.
Eine auf diesem Verfahren beruhende Verdrehsicherung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens ein axial ausgerichtetes metallisches Sicherungsglied vorgesehen ist, welches entweder mit der Gewindemutter oder mit einem verdrehsicher auf der Welle, dem Bolzen o.ä. angeordneten axial gegen die aufgeschraubte Gewindemutter schiebbaren Bauelement verdrehsicher in Verbindung steht und durch axiales Verschieben des Bauelementes auf die Außenkontur des Bauelementes bzw. der Gewindemutter drückbar ist, und daß entweder die Innenkontur des auf die Außenkontur der Gewindemutter bzw. des Bauelementes drückbaren Teils des Sicherungsgliedes oder die Außenkontur des entsprechenden Teils der Gewindemutter bzw. des Bauelementes mit einer scharfkantigen Rändelung, Kurzverzahnung o.ä.
versehen ist, welche sich beim axialen Verschieben des Bauelementes in die Oberfläche des zugeordneten Eauteiles eingla t, wobei das Sicherungsglied vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen erhält man ohne wesentlichen Aufwand eine betriebssichere dauerhafte Verdrehsicherung, die ein blindes Montieren des Sicherungsgliedes ermöglicht, da die sonst erforderliche Abstimmung von Nasen o.a. des Sicherungsgliedes sowohl auf die zu sichernde Mutter als auch auf die Welle wegfällt.
In einer wesentlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das auf seinem Innenumfang mit einer Steckverzahnung o.ä.
versehene ringförmige Sicherungsglied bis zu einem axialen Anschlag auf die mit einer korrespondierenden Steckverzahnung versehene Gewindemutter gesteckt und das Bauelement in den axial über die Gewindemutter hinausstehenden Teil des Sicherungsgliedes hineingedrückt. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das auf seinem Innenumfang mit einer Steckverzahnung o.ä. versehene ringförmige Sicherungsglied bis zu einem axialen Anschlag auf das mit einer korrespondierenden Steckverzahnung versehene Bauelement gesteckt und der axial über das Bauelement hinausstehende Teil des Sicherungsgliedes durch das Bauelement auf die Gewindemutter gedrückt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Teil der Gewindemutter, auf den das Sicherungsglied aufgedrückt wird, eine Steckverzahnung zum Aufbringen des Schraubmomentes auf, wobei die Rändelung, Rurzverzahnung o.ä. auf den Zahnköpfen dieser Steckverzahnung angeordnet ist.
Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
In der Zeichnung zeigen Sig. 1 einen Ausschnitt aus einem Schaltgetriebe mit einer Verdrehsicherung gemäß der Erfindung, Fig. 2 und 3 die zum Teil geschnittene Haupt- und Seitenansicht des in Fig. 1 verwendeten Sicherungsgliedes, Fig. 4 und 5 die zum Teil geschnittene Haupt- und Seitenansicht der in Fig. 1 verwendeten Gewindemutter, Fig. 6 eine Schnittdarstellung des in Fig. 1 verwendeten, als Synchronkörper ausgebildeten Bauelementes, Fig. 7 eine Anordnung, bei der das Sicherungsglied integrierter Bestandteil des als Synchronkörper ausgebildeten Bauelementes ist, Fig. 8 eine andere Anordnung, bei der das Sicherungsglied ebenfalls integrierter Bestandteil des Bauelementes ist und Fig. 9 ein Detail der Gewindemutter.
In den schematischen Darstellungen der Figuren sind im wesentlichen nur die Teile dargestellt, welche für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Figur 1 zeigt den Ausschnitt aus einem Schaltgetriebe. Eine mit einem Zahnritzel 14 versehene Welle 1 ist unter anderem über ein Doppelkegellager 13 im nicht weiter dargestellten Getriebegehäuse gelagert. Das loppelkegellager wird mittels einer mit 3 bezifferten Gewindemutter axial gegen das Zahnritzel 14 gepreßt. Die Gewindemutter selbst ist als innerer Laufring eines Nadellagers 15 ausgebildet, welches zur Lagerung eines mit 16 bezifferten Losrades des Getriebes dient.
Auf der vom Doppelkegellager 13 abgewandten Seite der Gewindemutter 3 ist ein als Synchronkörper einer Synchronisiereinrichtung ausgebildetes Bauelement 2 mittels einer Steckverzahnung 11 verdrehsicher auf der Welle 1 gelagert. Die sich daran axial anschließenden weiteren Bauelemente sind im einzelnen nicht weiter dargestellt. Es versteht sich, daß ein weiteres Wälzlager sowie mindestens ein Sicherungsring o.ä. zur axialen Fixierung der auf der Welle befindlichen Bauelemente vorgesehen sind. Um die Gewindemutter 3, deren Gewinde mit 9 beziffert ist, gegen Verdrehen zu sichern, ist ein axial ausgerichtetes ringförmiges metallisches Sicherungsglied 4 vorgesehen. Wie aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, ist dieses auf seinem Innenumfang mit einer Steckverzahnung 5 versehen, mit der es bis zu einem axialen Anschlag auf die mit einer korrespondierenden Steckverzahnung, welche primär zum Aufbringen des Schraubmomentes dient, versehene Gewindemutter gesteckt ist, so daß eine verdrehsichere Verbindung zwischen Sicherungsglied 4 und Gewindemutter 3 hergestellt ist. Steckverzahnung und axialer Anschlag der Gewindemutter 3 sind in den Figuren 4 und 5 mit 7 bzw. 8 beziffert. Das an der Gewindemutter 3 anliegende Bauteil 2 ragt in den axial über die Gewindemutter 3 hinausstehenden Teil des Sicherungsgliedes 4 hinein. Dieser Teil des Bauelementes 2 ist - wie Figur 6 zeigt - mit einer scharfkantigen Rändelung oder Kurzverzahnung 10 versehen, welche bei der Montage des Schaltge-triebes durch axiales Verschieben des Bauelementes in den axial überstehenden Teil des Sicherungsgliedes 4 hineingedrückt wird und sich dabei in die Oberfläche der Innenkontur, im vorliegenden Fall in die Oberfläche der Zahnköpfe der Steckverzahnung, des Sicherungsgliedes 4 eingräbt. Es versteht sich, daß hierzu das Bauelement 2 materialmäßig härter sein muß als das Sicherungsglied 4. Dadurch wird eine formfeste Verbindung zwischen Sicherungsglied 4 und Bauelement 2 hergestellt, ohne daß dabei die räumliche Lage der durch die Steckverzahnung gegebenen Aussparungen auf der Gewindemutter 3 oder dic räumliche Lage der durch die Steckverzahnung 11 geget~-nen Aussparungen der Welle 1 eine Rolle spielt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sicherungsblechen wird fur das Sicherungsglied 4 kein zusätzlicher Platz in axialer Richtung benötigt, weil es nicht zwischen, sondern auf die Gewindemutter und das Bauelement gelegt wird. Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Verdrehsicherung auch dann dauerhaft ihre einwandfreie Funktionsweise beibehält, wenn sie auf einer Welle mit relativ großer Durchbiegungeingesetzt wird. Durch das Durchbiegen bedingte axiale Relativbewegungen zwischen Gewindemutter 3 und Bauelement 2 können nämlich nicht mehr zur Zerstörung des Sicherungsgliedes führen, weil solche Relativbewegungen vom Sicherungsglied durch die Art seiner Verbindung mit der Gewindemutter und dem Bauelement ohne weiteres überbrückt werden.
Das Prinzip der in Figur 1 gezeigten verschleißfreien oder verschleißarmen, blind zu montierenden Verdrehsicherung läßt sich auch in der Weise realisieren, daß anstelle eines diskreten Sicherungsgliedes ein mit dem der Gewindemutter benachbarten Bauelement integriertes Sicherungsglied verwendet wird. In Figur 7 ist ein ringförmiges Sicherungsglied 40 integrierter Bestandteil eines dem Synchronkörper in Figur 1 entsprechenden Bauelementes 2. Wie in Figur 1 ist die auf die Welle 1 geschraubte Gewindemutter 3 mit einer äußeren Steckverzahnung 7 versehen, welche zur Aufbringung des Schraubmomentes dient. Das Bauelement 2 ist wiederum über eine Steckverzahnung 11 verdrehsicher auf der Welle 1 gelagert. Die Innenkontur des ringförmigen Sicherungsgliedes 40 weist eine scharfkantige Rändelung oder Kurzverzahnung 10 auf, wobei der Innendurchmesser des ringförmigen Sicherungsgliedes 40 so auf den Außendurchmesser der Gewindemutter bzw. deren Steckverzahnung 7 abgestimmt ist, daß die Kurzverzahnung in die Oberfläche der Zahnköpfe der Steckverzahnung 7 hineingepreßt wird, wenn das Bauelement 2 - ausgehend von der in Figur 7 gezeichneten Lage - während der Montage axial gegen die aufgeschraibte Ge,rindemut-ter 3 geschoben wird. Die gleiche, das Verdrehen der Gewindemutter verhindernde formschlüssige Verbindung zwischen Gewindemutter 3 und Bauelement 2 erhält man natürlich, wenn die Rändelung bzw. Kurzverzahnung nicht auf dem Innenumfang des Sicherungsgliedes, sondern auf dem Außenumfang der Gewindemutter 3 angeordnet ist.
Das in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel ähnelt dem der Figur 7. Das axial gegen die aufgeschraubte Gewindemutter 3 geschobene - bzw. in Figur 8 noch zu schiebende - Bauelement 2 dient im Gegensatz zu den Ausfahrungsbeispielen der Figuren 1 und 7 ausschließlich zur verdrehsicheren Lagerung des Sicherungsgliedes 41 auf der Welle 1. Bauelement 2 und das damit integrierte Sicherungsglied 41 besitzen zusammen eine Form, die einer überwurfmutter ähnelt. Ein radialer scheibenförmiger Flansch 20 ist über eine Steckverzahnung 11 auf der Welle 1 gelagert und trägt das axial ausgerichtete ringförmige Sicherungsglied 41.
Der Innenumfang dieses Sicherungsgliedes ist wiederum mit einer scharfkantigen Rändelung oder Kurzverzahnung versehen, die beim axialen Verschieben des Mauelementes 2 in die Oberfläche der Gewindemutter 3 eingepreßt wird.
In Figur 9 ist eine mögliche Ausbildung der Gewindemutter 3 dargestellt. Hier ist auf den Zahnköpfen einer zum Aufbringen des Schraubmomentes vorgesehenen Steckverzahnung 7 eine scharfkantige Rändelung oder Eurzverzahnung 12 aufgebracht, die sich beim axialen Verschieben des zugeordneten Bauelementes zwecks Erzielung einer formschlüssigen Verbindung in die Oberfläche des Innenumfangs des Sicherungsgliedes eingräbt.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist es natürlich auch möglich, das auf seinem Innenumfang mit der Steckverzahnung 5 versehene ringförmige Sicherungsglied 4 nicht auf die Gewindemutter, sondern bis zu einem axialen Anschlag auf das mit einer korrespondierenden Steckverzahnung versehene Bauelement 2 zu stecken. Der axial über das Bauelement 2 hinausstehende Teil des Sicherungsgliedes 4 wird dann beim axialen Verschieben des Bauelementes auf die Gewindemutter 3 gedrückt, wobei entweder der Außenumfang der Gewindemutter oder der Innenumfang des Sicherungsgliedes mit einer scharfkantigen Rändelung oder Kurzverzahnung versehen sein muß. Im allgemeinen wird es von Vorteil sein, die scharfkantige Rändelung bzw. Eurzverzahnung auf dem Außenumfang des Bauelementes bzw. der Gewindemutter aufzubringen. Aus anderen konstruktiven Gründen müssen diese beiden Bauteile nämlich häufig sowieso eine gewisse Mindesthärte aufweisen. Das Sicherungsglied 4 kann in diesen Fällen aus normalem Baustahl, z. B. aus St 55, hergestellt sein. Grundsätzlich ist es aber natürlich auch möglich, die scharfkantige Rändelung oder Kurzverzahnung entlang dem Innenumfang des Sicherungsgliedes anzuordnen. In diesem Falle muß das Sicherungsglied härter ausgebildet sein als das Bauteil, auf welches das Sicherungsglied aufgedrückt wird.
In den Ausführungsbeispielen ist das Sicherungsglied ringförmig ausgebildet. Denkbar wäre es aber auch, in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 7 und 8 anstelle des ringförmigen Sicherungsgliedes ein oder mehrere axial ausgerichtete fingerartige Sicherungsglieder zu verwenden.

Claims

ANSPRUCHE 1. Verfahren zur Sicherung einer auf eine Welle, einen Bolzen o.ä. geschraubten Gewindemutter gegen Verdrehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein verdrehsicher auf der Welle (1), dem Bolzen o.ä. angeordnetes Bauelement (2) axial gegen die aufgeschraubte Gewindemutter (3) geschoben wird, daß dabei mindestens ein axial ausgerichtetes Sicherungsglied (4,40,41), welches entweder mit dem Bauelement (2) oder mit der Gewindemutter (3) verdrehsicher in Verbindung steht, auf die Außenkontur der Gewindemutter (3) bzw. des Bauelements (2) gedrückt wird, und daß zwischen dem aufgedrückten Teil des Sicherungsgliedes (4,40,41) einerseits und der Außenkontur der Gewindemutter (3) bzw. des Bauelementes (2) andererseits dadurch eine formfeste Verbindung hergestellt wird, daß eine an einem dieser Bauteile (2,3,4,40,41) vorgesehene genügend scharfkantige Rändelung, Kurzverzahnung (10,12) o.ä. beim axialen Verschieben des Bauelementes (2) in die Oberfläche des zugeordneten Bauteils hineingepreßt wird.

Verdrehsicherung für eine auf eine Welle, einen Bolzen o.ä.

geschraubte Gewindemutter, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axial ausgerichtetes metallisches Sicherungsglied (4,40,41) vorgesehen ist, welches entweder mit der Gewindemutter (3) oder mit einem verdrehsicher auf der Welle (1), dem Bolzen o.ä. angeordneten axial gegen die aufgeschraubte Gewindemutter (3) schiebbaren Bauelement (2) verdrehsicher in Verbindung steht und durch axiales Verschieben des Bauelementes (2) auf die Außenkontur des Bauelementes (2) bzw. der Gewindemutter (3) drückbar ist, und daß entweder die Innenkontur des auf die Außenkontur der Gewindemutter (3) bzw. des Bauelementes (2) drückbaren Teils des Sicherungsgliedes (4,40,41) oder die Außenkontur des entsprechenden Teils der Gewindemutter (3) bzw. des Bauelementes (2) mit einer scharfkantigen Rändelung, Kurzverzahnung (10,12) o.ä. versehen ist, welche sich beim axialen Verschieben des Bauelementes (2) in die Oberfläche des zugeordneten Bauteiles eingräbt.

3. Verdrehsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (4) ringförmig ausgebildet ist.

4. Verdrehsicherung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (40,41) integrierter Bestandteil des Bauelements (2) ist.

5. Verdrehsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement durch einen Synchronkörper eines Schaltgetriebes gebildet ist 6. Verdrehsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement durch einen radialen scheibenförmigen Flansch (20) gebildet ist.

7. Verdrehsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf seinem Innenumfang mit einer Steckverzahnung (5) o.ä. versehene ringförmige Sicherungsglied (4) bis zu einem axialen Anschlag (8) auf die mit einer korrespondierenden Steckverzahnung (7) versehene Gewindemutter (3) gesteckt ist und daß das Bauelement (2) in den axial über die Gewindemutter (3) hinausstehenden Teil des Sicherungsgliedes (4) hineingedrückt ist.

8. Verdrehsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf seinem Innenumfang mit einer Steckverzahnung (5) o.ä. versehene ringförmige Sicherungsglied (4) bis zu einem axialen Anschlag auf das mit einer korrespondierenden Steckverzahnung versehene Bauelement (2) gesteckt ist und daß der axial über das Bauelement (2) hinausstehende Teil des Sicherungsgliedes (4) durch das Bauelement (2) auf die Gewindemutter (3) gedrückt ist.

9. Verdrehsicherung nach Anspruch 5, 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Gewindemutter (3), auf den das Sicherungsglied (4,40,41) aufgedrückt wird, eine grobe Steckverzahnung (7) zum Aufbringen des Schraubmomentes aufweist und daß die Rändelung, Kurzverzahnung (12) o.ä. auf den Zahnköpfen dieser Steckverzahnung angeordnet ist.