DE2607213C3 - Verdrehsicherung für eine Gewindemutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrehsicherung für eine Gewindemutter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um zu vermeiden, daß sich eine auf eine Welle, einen Bolzen o.a. geschraubte Mutler 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 70 592 dargestellt sind, verwendet. Diese Sicherungsbleche werden stirnseilig an die aufgeschraubte Mutter gelegt, wobei einerseits entlang dem äußeren Umfang des Sicherungsbleches vorgesehene abgewinkelte Nasen in entsprechende nulförmige Aussparungen der Mutter greifen, und andererseits mindestens eine an dem inneren Umfang des Sicherungsbleches vorgesehene, in die entgegengesetzte Richtung a'jgev/inkelte 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 miissi-n. Darübcrhinaus ergeben sich hei der Verwendung dieser bekannten Sicherungsbleche in vielen (allen dann Schwierigkeiten, wenn eine Gewindeinutter gesichert werden soll, die auf eine Welle mit relativ grußer Durchbiegung, z. D. auf eine WeRe eines Schaltgetriebes, aufgeschraubt ist. Dann kann es während des Betriebes nämlich unter Umständen vorkommen, daß das Sicherungsblech durch anliegende andere Bauelc-

t'i mente infolge des ständigen Verbiegens der Welle regelrecht zermahlcn wird, so daß es seine Sicherungswirkung verliert, wobei zu berücksichtigen ist. daß sein Sicherungswert bereits von Haus aus nicht besonders gut ist.

-" Aus der DEAS 19 03 807 sowie der DE-OS 19 33 166 sind Anordnungen bekannt, bei denen zur Verdrehsicherung einer Gewindemutter jeweils ein Bauelement axial gegen die aufgeschraubte Mutter geschoben wird, wobei ein Sicherungsglied jeweils integrierter Bestand-

~>~> teil dieses Bauelementes ist. Bei der einen bekannten Anordnung (DE-AS 19 03 807) weist das Bauelement einerseits einzelne I lalicnasen auf, welche in zugeordnete Aussparungen der Mutter eingreifen, und andererseits axiale Keilnuten, welche mit zugeordneten axialen

mi Keilnuten auf dem Gewinde des Schraubbolzcns zusammenwirken.

Bei der anderen bekannten Anordnung (DIvOS IM 3) Ibb) weist das axial gegen die aufgeschraubte Mutier /ti schiebende laiiclcmcni einerseits eine axiale

• '■> Inncnricfclting auf, ν 'jlche mn einer zugeordneten axialen Kiflelverzahiuing der Welle zusammenwirkt, und andererseits ist eine weitere axiale Innenricfcliing vorgesehen, welche mit einer zugeordneten Riffelver-

/ahnungderGewindcmuiiLT zusammenwirkt

Um die /u sichernden und sichernden Bauteile zusammenzubauen, ist bei diesen bekannten Anordnungen jeweils eine genaue Abstimmung der ein/einen Teile bezüglich der örtlichen Lage ihrer Keilnuten. Riffelverzahnungen, Haltenasen etc. erforderlich, so daß eine stufenlose Sicherung der aufgeschraubten Gewindemutter nicht möglich ist.

Aus der US-PS 25 50 867 ist es bekannt, das Verdrehen einer auf einen Schraubbolzen geschraubten Gewindemutter dadurch zu unterbinden, daß man ein mit einer Verzahnung versehenes Sicherungsglied in eine der Mutter zugeordnetes Bauelement hineintreibt. Bei dieser bekannten Anordnung geht es nicht um die Verdrehsicherung einer auf eine, insbesondere rotierende, Welle geschraubten Gewindemutter, sondern um die Verdrehsicherung einer mehrere Platten o. ä. verbindenden Schrauben/Mutter-Anordnung. Die Mutter ist dabei innerhalb einer Sackbohrung versenkt ungeordnet und schließt bündig mit der Oberfläche der die Sackbohning aufweisenden Platte ab. wobei zwischen Mutter und Wandung der Bohrung ein genügend gi oßer Spalt zur Aufnahme eines besonderen Sicherungsringes besteht. Der Sicherungsring steht dabei einerseits über eine Verzahnung mit der auf den Schraubbolzen aufgeschraubten Mutter in Verbindung und er ist andererseits mit seiner als scharfkantiges Schneidwerkzeug ausgebildeten äußeren Verzahnung in die Platte hineingeschnitten. Beim Montieren dieses Sicherungsringes findet daher ein echter Schneidvorgang statt, bei dem Späne anfallen, was bei Anordnungen mit sich drehenden Wellen — zum Beispiel in Schaltgetrieben — nicht akzeptabel wäre. Bei dieser bekannten Anordnung besteht darüberhinaus eine Verdrehsicherung nur zwischen der Mutter und der Platte, nicht jedoch zwischen der Mutter und dem Schraubbolzen selbst.

Aus der DE-AS 11 19 604 ist eine Sicherungsschreibe zur Sicherung einer Gewindemutter auf einem Schraubbolzen bekannt, bei der Schneidzähne sich ihre Sicherung-Verzahnung selbst schneiden. Diese Sieherungsscheibe wird auf den Schraubbolzen aufgeschoben und liegt stirnseitig an der aufgeschraubten Gewindcmtitter an. Diese Sicherungsscheibe weist einerseits Schneidzähne auf, welche sich ihre Sicherungsverzahnung auf dem Schraubbolzen selbst schneiden, und andererseits Haltezungen-Paare, ν eiche mit Schlüsselflachen der Gewindemutter fluchten müssen und — nach Aufschieben der Scheibe auf den Schraubbolzen — um diese Schlüsselflächen herumgebogen werden. Die Sicherungsscheibe muß sehr sorgfältig und gezielt derartig auf den Gewindebolzen aufgesetzt werden, daß die Haliizungen-Paarc genau mit den zugehörigen Schlimclflächen der Gewindemutter fluchten. Die Halterungen sind nämlich jeweils paarweise derart in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, daß sie — nach dem Aufschieben der Sichcrungsscheibe — flach an den entsprechenden Schlüssclflächen der Mutter zur Anlage kommen können, wobei die Ebenen benachbarter Halterungen-Paare einen Winkel begrenzen, der dem Winkel zwischen benachbarten Schlüsselflächcn der Mutter entspricht. F.niwcclcr muß also beim Aufschieben der .Sicherungsscheibe auf den Gewindebolzen sehr genau gezielt werden, daß eine genaue Zuordnung /wischen Schlüssclflächen und Halte/ungen gewährleistet ist, was sehr schwierig sein dürfte, oder die aufgeschraubte Mutter muß nach dem Aufschieben der .Sicherungsscheibe so T?il gelockert oder fester gedreht werden, daß die Schlüssclflächc mit den Halterungen

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genau fluchtet. Da die aufgeschobene Sicherungsschei be stirnseitig an der aufgeschraubten Mutter anliegt, kann sie bei rotierenden Wellen mit relativ großer Durchbiegung durch anliegende andere Bauelemente infolge des ständigen Verbiegens der Welle /ermahlen werden, wodurch die Sicherungswirkung verloren geht.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Verdrehsicherung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß eine besondere örtliche Abstimmung der sichernden und zu sichernden Teile bezüglich Aussparungen, Vorsprüngen, Nasen o. ä- nicht erforderlich und daher eine völlig stufenlose Sicherung möglich ist, wobei eine einwandfreie und dauerhafte Sicherung auch dann gewährleistet sein soll, wenn die Welle während des Betriebes eine relativ große Durchbiegung erfährt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäö durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Es wird also eine verdrehsichere Verbindung zwischen Sicherungsglied und Gewindemutter oder zwischen Sicherungsglied und «juelement dadurch hergestellt, daß eine an einem dieser Bauteile angeordnete axiale Rändelung, Kurzverzahnung o. ä. beim axialen Aufschieben des Bauelementes in die Oberfläche des ihr zugeordneten Bauteils hineingepreßt wird. Durcii 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. ä. des Sicherungsgliedes sowohl auf die zu sichernde Mutter als auch auf die Welle entfällt.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbetspiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I einen Ausschnitt aus einem Schaltgetriebe mit einer Verdrehsicherung gemäß der Erfindung,

Fig.2 und 3 die zum Teil geschnittene Haupt- und Seitenansicht des in F i g. 1 verwendeten Sicnerungsgliedes,

Fig.4 und 5 die zum Teil geschnittene Haupt- und Seitenansicht der in F i g. 1 verwendeten Gewindemutter,

Fig.6 eine Schnittdarstellung des in Fig. 1 verwendeten, als Synchronkörper ausgebildeten Bauelementes,

F i g. 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

F i g. 9 ein Detail der Gewindemutter. * In den schematischtn Darstellungen der Figuren sind im wesentlichen nur die Teile dargestellt, welche für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Fig. '. zeigt den Ausschnitt aus einem Schaltgetriebe. Ε>Λε mit einem Zahnritzel 14 versehene Welle 1 ist unter anderem über ein Doppelkegellager 13 im nicht weiter dargestellten Gelriebegehäuse gelagert. Das Doppelkegellager wird mittels einer mit 3 bezifferten Gewindemutter axial gegen das Zähnrit/el 14 gepreßt. Die Gcwindemutler selbst ist als innerer Laufring eines Nadeiiagcrs 15 ausgebildet, welches /ur Lagerung eines mit Ü6 bezifferten Losrades des Getriebes dient. Auf der vom Doppelkegellager 13 abgewandten Seite der Gewinde mutter 3 ist ein als Synchronkörper einer Synchronisiereinrichtung ausgebildetes Bauelement 2 mittels einer Steckverzahming M verdrehsicher auf der Welle 1

gelagert. Die sich chinin axial anschließenden weiteren Bauelemente sind im einzelnen nicht weiter dargestellt. Fs vernein sich, daIi ein weiteres Wälzlager sowie mindestens ein Sicherungsring o. ä. zur axialen Fixierung der auf der Welle befindlichen Bauelemente vorgesehen sind. Um die Cicwindemutter 3. deren Gewinde mit 9 beziffert ist. gegen Verdrehen zu sichern, ist ein axial ausgerichtetes ringförmiges metallisches Sicherungsglied 4 vorgesehen. Wie aus den F i g. 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 Sehraubenmomentes dient, versehene Gewin delimiter gesteckt ist. so dall eine verdrehsichere Verbindung zwischen Sicherungsglied 4 und Gewindemuiter 5 hergestellt ist. Sieckverzahnung und axialer Anschlag ilt-r (icwindcmiittcr 3 sind in den F-" i e. 4 und 3 mit 7 bzw. 8 beziffert. Das an der Gewindemiilier 3 anliegende Bauteil 2 ragt in den axial Ober die (iewindemutier 3 hinaiisstehcndcn Teil des Sicherungsgliedcs 4 hinein. Dieser Teil des Bauelementes 2 ist — wie I i g h zeigt — mit einer scharfkantigen Ränderung oder Kiirzvcrzahniing 10 versehen, welche bei der Moulage des Schaltgetriebes durch axiales Verschieben ilcs Bauelementes in den axial überstehenden Teil des Sicherlingsgliedes 4 hineingedrückt wird und sich dabei in die Oberfläche der Innenkontur, im vorliegenden Fall in die Oberfläche der Zahnköpfe der Steckverzahnung, des Sicherungsglied«:* 4 eingräbt. Fs 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 !.agc der durch die Steckverzahnung gegebenen Aussparungen auf der Ciewindcmuttcr 3 oder die räumliche l.age der durch die Sieckverzahnung 11 gegebenen Aussparungen der Welle I eine Rolle spielt. Im Gegensatz, zu herkömmlichen Sicherungsblechen wird für das Sicherungsglied 4 kein zusätzlicher Platz in axialer Richtung benötigt, weil es nicht zwischen, sondern auf die vicwmclemiitter und das Hauelement gelegt wird, ivian erkennt, daß die erfindungsgemäßc Verdrehsicherung auch dann dauerhaft ihre einwandfreie Funktionsweise beibehält, wenn sie auf einer Welle mit relativ großer Durchbiegung eingesetzt wird. Durch das Durchbiegen bedingte axiale Relativbewegungen zwischen Gewindemutter 3 und Bauelement 2 können nämlich nicht mehr zur Zerstörung des Sicherungsgliedes führen, weil solche Relativ bewegungen vom Sicherungsglied durch die Art seiner Verbindung mit der Gewindemutter und dem Bauelement ohne weiteres überbrückt werden.

Das Prinzip der in F i g. 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 Fig. 7 ist ein ringförmiges Sicherungsglied 40 integrierter Bestandteil eines dem Synchronkörper in F i g. 1 entsprechenden Bauelementes 2. Wie in F i g. 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 Steckverzahnisng !! verdrehsicher auf der Welle 1 geiagert. Die Innenkontur des ringförmigen Sicherungsgliedes 40 weist eine scharfkantige Rändelung oder Kurzverzahnung 10 auf.

wobei der Innendurchmesser des ringförmigen Siehe rungsglicdcs 40 so auf ilen Außendurchmcsser der Gewindcmulter bzw. deren Sieckverzahnung 7 abgestimmt ist. daß die Kurzseizahming in die Oberfläche der /ahnköpfe der Sleckver/ahnuniing 7 hineingepreßt wird, wenn das Bauelement 2 — ausgehend von der in Fig. 7 gezeichneten lage — während der Moulage axial gegen die aufgeschraubte Gewindcmuticr 3 geschoben wird. Die gleiche, das Verdrehen der Gcwindcmutler verhindernde formschlüssige Verbindung zwischen Gcwindcmutter 3 und Bauelement 2 erhält man natürlich, wenn die Kiindcrlung bzw. Kurzverzahnung nicht auf dem Innenumfang des Sicheningsgliedes. sondern auf dem AuQcnumfang der Gewindemuttcr 3 angeordnet ist.

Das in F i g. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel ähnelt dom der Fig. 7. Das axial'gegen die aufgeschraubte (iewindemutier 3 geschobene — bzw. in F-" i g. 8 noch zu schiebende — Bauelement 2 dient im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der F" i g. I und 7 ausschließlich zur verdrehsicheren Lagerung des Sicherungsgliedes 41 auf der Welle I. Bauelement 2 und das damit integrierte Sicherungsglied 41 besitzen zusammen eine Form, die einer Überwurfmutter ähnelt, Fin radialer scheibenförmiger Flansch 20 ist über eine Steckverzahnung Il auf der Welle 1 gelagert und trägt das axial ausgerichtete ringförmige Sicherungsglied 4L Der Innenumfang dieses Sicherungsgliedes ist wiederum mit einer scharfkantigen Rändelung oder Kurzverzahnung verschen, die beim axialen Verschieben des Bauelementes 2 in die Oberfläche der Gewinden.inter 3 eingepreßt w ird.

In F-" i g. 9 ist eine mögliche Ausbildung der Gewinde mutter 3 dargestellt. Hier ist auf den Zahnköpfen einer zum Aufbringen des Schraubmomentes vorgesehenen .Steckverzahnung 7 eine scharfkantige Rändelung oder Kurzverzahnung 12 aufgebracht, die sich beim axialen Verschieben des zugeordneten Bauelementes zwecks Erzielung einer formschltissigen Verbindung in die Oberfläche des Inncnumfangs des Sicherungsgliedes eingräbt.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß F i g. I lsi es natürlich aucii mügiicn. uas auf stintm 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, "vobei 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. Kurzverzahnung 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 Faüe muß das Sicherangsgüed härter ausgebildet sein als das Bauteil, auf welches das Sicherungsglied aufgedrückt wird.

In den Ausführangsbeispielen ist das Sicherungsglied

ringförmig ausgebildet. Denkbar wäre es aber auch, in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 7 und 8 anstelle des ringförmigen Sicherungsgliedes ein oder mehrere axial ausgerichtete fingerartige Sicherungsglieder zu verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verdrehsicherung fur eine auf eine Welle ο. a geschraubte Gewindemutter. bei der ein verdrehsicher auf der Welle angeordneies Bauelement axial gegen die aufgeschraubte Gewindeinutier geschoben ist und mindestens ein axial ausgerichtetes metallisches Sicherungsglied sowohl mit der aufgeschraubten Gewindemutter als auch mit dem aufgeschobenen Bauelement verdrehsicher in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die verdrehsichere Verbindung zwischen Sicherungsglied (4, 40, 41) und Gewindemutter (3) oder die verdrehsichere Verbindung zwischen Sicherungsglied (4,40,41) und Bauelement (2) dadurch hergestellt ist. daß eine an einem dieser Bauteile (2, 3, 4, 40, 41) angeordnete axiale Rändelung, Kurzverzahnung (10, 12) o.a. beim axialen Aufschieben des Bauelementes (2) in die Oberfläche des ihr zugeordneten Bauteile hineingepreßt wird.

2. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (4, 40, 41) einen auf die Außenkontur der Gewindemutter (3) beziehungsweise des Bauelementes (2) aufschiebbaren Bereich aufweist und daß entweder die Innenkontur dieses Bereichs oder die Außenkontur de:, zugeordneten Teils der Gewindemutter (3) beziehungsweise des Bauelementes (2) mit der Ränderluni oder Kurzverzahnung (10, 12) versehen ist.

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

4. Verdrehsicherung nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dall das Sicherungsglied (4U, 41) integrierter Bestandteil des Bauelements (2) ist.

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

6. Verdrehsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf seinem Innenumüng 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.

7. Verdrehsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf seinem Innenumfang mii 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 Bauelemem (2) auf die Gewindemutter (3) gedruckt ist.

8. Verdrehsicherung nach Anspruch 5 oder 7. 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.a. auf den Zahnköpfen dieser Steckverzahnung angeordnet ist.