DE3542669A1 - Axialschub-endsicherungsklemme fuer welle oder bolzen mit nut und stirnseitigem sackloch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialschub-Endsi­ cherungsklemme für Welle oder Bolzen mit Nut und stirnseitigem Sackloch, bestehend aus ei­ nem U-förmigen Bügel, dessen beide Schenkel in­ nenseitig entsprechend dem Grunddurchmesser der Nut geformt sind. Sicherungsklemmen der gattungsgemäßen Art sind allgemein bekannt und haben sich in der Praxis gut bewährt. Sie bestehen aus einem U-förmigen Bügel, dessen beiden Schenkel innenseitig so geformt sind, daß sie in etwa dem Grunddurchmesser der Nut entsprechen, so daß sie in radialer Richtung aufgeschoben werden können. Da die Schenkel des Bügels zusätzlich so bemessen sind, daß sie Wellen oder Bolzen überragen, bilden sie eine Auflagefläche, welche das zu sichernde Ma­ schinenteil abstützt. Zur Herstellung einer Kante wird häufig eine Umbördelung der Basis des Bügels vorgenommen, die dann am Maschinenteil anliegt und aufgrund der Federkraft der Klemme selbst einen Axialspielausgleich bewirkt. Der­ artige Klemmen können ohne weiteres eine hin­ reichende axiale Sicherung bewirken, sind je­ doch in nachteiliger Weise nicht hinreichend gegen unbeabsichtigtes radiales Abziehen ge­ sichert, wie es beispielsweise bei unsachge­ mäßer Handhabung, z. B. Hängenbleiben an an­ deren Gegenständen, ohne weiteres geschehen kann. Aufgrund der Vibrationen der Maschinen während des Betriebes wird eine Rotation der Klemme um die Achse der Welle oder des Bolzens und daraus resultierend eine Geräuschentwick­ lung ausgelöst.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Verbesserung derartiger Axialschubsicherungs­ klemmen insbesondere für die Endsicherungen von Wellen oder Bolzen mit Nut und stirnsei­ tigem Sackloch dahin zur Aufgabe gemacht, daß eine radiale Sicherung geschaffen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß an der Kante ein Sicherungs­ element etwa parallel zum Bügel verlaufend angeformt ist, das in radialer Richtung nach innen weist und endseitig mit einem auf den Bügel zu weisenden Widerhaken versehen ist, der nach radialem Aufschieben federnd in das Sackloch eingreift. Die Anwendung der er­ findungsgemäßen Sicherungsklemme setzt vor­ aus, daß auf Welle und Bolzen im endseitigen Bereich eine radial verlaufende Nut und stirnseitig ein Sackloch eingeformt sind. Dabei dient die Nut der Aufnahme des U-för­ migen Bügels, der voraussetzungsgemäß an der Innenseite der beiden Schenkel ent­ sprechend dem Durchmesser der Nut geformt ist, was bewirkt, daß sich einerseits der Bügel auf die Nut aufschieben läßt, anderer­ seits jedoch in diese eingreift und hierdurch die axiale Sicherung in an sich bekannter Weise bewirkt. Für vorliegende Erfindung entscheidend ist, daß zusätzlich ein Si­ cherungselement über die Kante an der Ba­ sis des Bügels derart angebracht ist, daß es parallel zum Bügel verläuft, in radialer Richtung nach innen weist und stirnseitig mit einem auf den Bügel zu weisenden Wider­ haken versehen ist. Damit erhält man bei Seitenansicht und im aufgesteckten Zustand in radialer Richtung zur Welle gesehen eben­ falls die Form eines "U", welches gebildet wird einmal durch den Bügel, in seinem Ba­ sisbereich durch die Kante und schließ­ lich durch das Sicherungselement. Dabei ist der Abstand Bügel - Sicherungselement etwa gleich dem Abstand der Nut von der Stirn­ fläche der Welle oder des Bolzens gewählt.

Die Montage erfolgt durch radiales Auf­ schieben der Klemme derart, daß zunächst der Bügel in die Nut eingesetzt und soweit radial verschoben wird, bis der am Siche­ rungselement befindliche Widerhaken an der Fase der Welle oder des Bolzens anzuliegen kommt, bei weiterer Verschiebung federnd nach außen gebogen wird und zwar solange, bis der Widerhaken in das stirnseitige Sackloch mit Erreichen der Endlage ein­ greift und hierdurch das Sicherungselement plan an der Stirnfläche der Welle anliegt.

Einer der maßgeblichen Vorteile der Erfi­ dung ist, daß das Sicherungselement ohne weiteres demontierbar und insbesondere auch wiederverwendbar ist. Das Lösen der Siche­ rungsklemme erfolgt nun dadurch, daß mit Hilfe eines Schraubenziehers unter das Sicherungselement oder den Widerhaken ge­ faßt, dieses Teil nach oben also von der Stirnseite weggebogen und hierdurch die Sicherung gegen radiales Herausziehen gelöst wird.

Nach dem Abziehen der Sicherungsklemme kann diese ohne weiteres wiederverwendet werden. Ein weiterer Vorzug ist darin zu sehen, daß im eingesetzten Zustand durch das plane Anlie­ gen des Sicherungselementes an der Stirnflä­ che der Welle und dem nach innen weisenden Widerhaken keinerlei Teile nach außen über­ stehen, an denen man im Rahmen der späteren Handhabungen versehentich hängenbleiben und hierdurch die Sicherungsklemme radial abziehen könnte. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Sicherungsklemme be­ steht jedoch darin, daß sie nicht nur eine Aufnahme axialer Kräfte ermöglicht, son­ dern zusätzlich noch gegen radiales Abzie­ hen gesichert ist. Durch das federartige Anliegen des Sicherungselementes an der Stirnseite der Welle wird ein Kraftschluß hergestellt, der vermeidet, daß Relativ­ bewegungen zwischen Klemme und Welle und insbesondere ein "Tanzen" und die hier­ durch verursachte Geräuschentwicklung auftreten können. Schließlich ist noch die einfache und deshalb billige Herstell­ barkeit als Vorzug anzusehen, da sich die erfindungsgemäße Klemme mit Hilfe von Stanzverfahren unproblematisch herstellen läßt.

Eine weitere Verbesserung der Sicherung gegen radiales Abziehen erreicht man durch zwei zusätzliche und unabhängig voneinander an­ wendbare Maßnahmen. Bei der einen werden die Schenkel des U-förmigen Bügels federnd ausgebildet und so bemessen, daß sie nach dem Aufstecken der Sicherungsklemme fe­ dernd am Grunddurchmesser der Nut anlie­ gen. Hierdurch entsteht ein eine zusätz­ liche Absicherung gegen radiales Abziehen bewirkender Kraftschluß. Unabhängig oder gleichzeitig hierzu kann die Innenseite der beiden Schenkel des U-förmigen Bügels so geformt sein, daß sie der Form von Welle oder Bolzen angepaßt sind und diesen teil­ weise umgreift. Es entsteht dann ein Form­ schluß zwischen Welle und Sicherungsklemme, der um so ausgeprägter ist, je größer sich der Winkelbereich darstellt innerhalb dessen die Innenseite der Schenkel an der Nut in der Welle formschlüssig anliegt. Beim radialen Aufschieben des Bügels auf die Nut werden die beiden Schenkel zunächst leicht auseinandergepreßt und rasten dann, die Welle zentrisch umschließend und am Grunddurchmesser der Nut anliegend, ein. Eine maximale Absicherung gegen versehent­ liches radiales Abziehen erhält man durch Kombination beider soeben beschriebener Maßnahmen.

In spezieller Ausgestaltung ist vorgeschla­ gen, den Widerhaken dadurch herzustellen, daß das untere und dementsprechend geformte Ende des Sicherungselementes zu diesem Zwecke umgebogen wird. Jede andere Art der Herstellung würde einen zusätzlichen Arbeitsschritt bedeuten und deshalb die Produktionskosten entsprechend in die Höhe treiben. Sowohl unter dem Gesichts­ punkt der Formbeständigkeit und Dauerhaftigkeit als auch unter dem der Aufnahmefähigkeit hoher Belastungen empfiehlt sich den Widerhaken so umzubiegen, daß ein Krümmungsradius von etwa dem 1,5fachen der Dicke des Sicherungselementes entsteht.

Einer der weiteren Vorteile der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Sicherungsklemme per Hand aufschiebbar ist. Hierbei ist ein Wider­ stand zu überwinden, der sich dadurch ergibt, daß das Sicherungselement mit dem daran befind­ lichen Widerhaken nach außen gebogen werden muß, damit sich der Haken an der Stirnfläche vorbei bis zum Eingriff in das Sackloch ver­ schieben läßt. Eine Verringerung dieses Wider­ standes und insbesondere eine Erleichterung des radialen Aufschiebens läßt sich dann erreichen, wenn der Winkel zwischen Wider­ haken und Sicherungselement gleich dem der Wel­ lenfase ist. Beim Aufschieben des Bügels kommt dann der Widerhaken an der Wellenfase zu liegen, bewegt sich bei weiterem radialen Vorschub nach außen und erfährt hierdurch die gewünschte Deformation. Aufgrund der optimalen Führung des Widerhakens sind die für die Über­ windung des Widerstandes aufzuwendenden Kräfte vergleichsweise gering, so daß ohne weiteres ein Aufschieben der Sicherungsklemme per Hand (Handmontage) erfolgen kann.

Die Form des Sicherungselementes ist in wei­ ten Grenzen beliebig, denn es muß in erster Li­ nie den Widerhaken elastisch tragen, damit er zur Erfüllung seiner entsprechenden Funktion in der Lage ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgeschlagen am Sicherungselement außerhalb von Welle oder Bolzen in axialer Richtung auf den Bügel zu weisende Verschlußlappen anzuformen. Mit anderen Worten entsteht durch die Verschlußlappen außerhalb von Welle oder Bolzen ein aus Segment, Bügel und Ver­ schlußlappen geschlossenes Volumen, dessen Grundfläche von der Form eines Kreisring­ ausschnittes ist. Der Vorteil der vorgeschla­ genen Maßnahme besteht im wesentlichen darin daß zum einen in den Innenraum kein Schmutz, keine Fasern odgl. eindringen kann und zum anderen ein Eingriff in dieses Volumen hier­ durch verhindert und unterbunden wird.

Der Bügel läßt sich wesentlich leichter in der beschriebenen Weise in die Nut einschie­ ben, wenn die Enden des Schenkels abgerundet sind. Wenn stattdessen die Enden nach innen zu abgeschrägt sind, entstehen im eingesetzten Zustand keine nennenswerten Angriffsflächen, an denen man versehentlich hängenbleiben und die Sicherungsklemme hierdurch abziehen könnte.

Schließlich wird auf Grund der geforderten Federeigenschaften für die Sicherungsklemmen das Material Federstahl als besonders vorteil­ haft vorgeschlagen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgendem Beschreibungsteil entnehmen, in dem Aus­ führungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigen in prinzipienhafter Darstellung:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Sicherungsklemme im aufgesetzten Zustand in radialer Richtung gesehen

Fig. 2: eine auf einer Welle aufgesetzte Si­ cherungsklemme in axialer Draufsicht.

Fig. 1 zeigt in Querschnittsdarstellung das Ende einer Welle 1, in der sich im Abstand zur Stirnfläche 2 eine radial verlaufende Nut 3 befindet. An der Stirnfläche 2 ist konzentrisch ein Sackloch 4 in die Welle eingebracht.

Die erfindungsgemäße Sicherungsklemme 5 besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem senk­ recht zur Zeichenebene verlaufenden Bügel 6, einem in axialer Richtung hiervon entfernt und an der Stirnfläche 2 anliegenden Sicherungs­ element 7, die beide über eine Kante 8 mit­ einander in Verbindung stehen, so daß Bügel 6 und Sicherungselement 7 elastisch gegenein­ ander bewegbar sind. Am unteren Ende des Si­ cherungselementes 7 ist ein in das Sackloch 4 eingreifender Widerhaken 9 angeformt, der be­ wirkt, daß ein unbeabsichtigtes radiales Ab­ ziehen der Sicherungsklemme 5 nicht möglich ist. Die axiale Abzugsperre kommt dadurch zustande, daß der Bügel 6 in die Nut 3 ein­ greift und innenseitig so geformt ist, daß der Bügel am Grunddurchmesser der Nut in etwa anzuliegen kommt. Aufgrund der federn­ den Eigenschaften des Bügels 6 kann zusätz­ lich ein Axialspielausgleich erfolgen. Das Aufbringen der Sicherungsklemme 5 er­ folgt in der Weise, daß der Bügel 6 in ra­ dialer Richtung in die Nut 3 eingeschoben wird, der Widerhaken 9, nachdem er an der Wellenfase 10 anzuliegen kommt bei weite­ rem radialen Vorschub nach außen gebogen wird und schließlich mit Eingriff in das Sackloch 4 seine Endposition erreicht. Dann liegt das Sicherungselement 7 an der Stirn­ fläche 2 aufgrund der Federwirkung im Zu­ sammenwirken mit dem Bügel 6 kraftschlüs­ sig an, wodurch Relativbewegungen zwischen Welle 1 und Sicherungsklemme 5 unterbunden werden.

In Fig. 2 ist ebenfalls eine auf einer Welle aufgesteckte erfindungsgemäße Sicherungs­ klemme, jedoch in axialer Draufsicht prinzi­ pienhaft widergegeben. Gut zu erkennen ist nunmehr die Segmentform des Sicherungs­ elementes 7 sowie die beiden den Bügel 6 bildenden Schenkel 11 und 12. Diese stehen über eine Kante 8 mit dem Sicherungselement 7 in Verbindung und sie sind an ihren Innen­ seiten 13, 14 so geformt, daß sie am Grund­ durchmesser 15 der Nut 3 in einem größeren Winkelbereich formschlüßig anliegen. Die Welle 1 besitzt an ihrer Stirnfläche 2 ein Sackloch 4, in welches ein an der Rückseite des Sicherungselementes 7 angeformter Wider­ haken 9 eingreift.

Außerhalb der Welle 1 sind an dem Sicherungs­ element 7 in axialer Richtung verlaufende Verschlußlappen 16 angebracht, die bewirken, daß das von Sicherungselement 7, Kante 8, Bügel 6 und Welle 1 umgrenzte Volumen nach außen abgeschloßen ist, so daß einerseits kein Schmutz, keine Fasern o. dgl. eindringen kann und zum anderen ein versehentlicher Eingriff und radiales Abziehen der Sicherungsklemme 5 verhindert wird.

Im Ergebnis schlägt die Erfindung eine Axialschub-Endsicherungsklemme vor, die in besonderer Weise gegen unbeabsichtigtes, in radialer Richtung erfolgendes Abziehen ge­ sichert ist.

Claims (9)

1. Axialschub-Endsicherungsklemme für Welle oder Bolzen mit Nut und stirnseitigem Sackloch bestehend aus einem U-förmigen Bügel, dessen beide Schenkel innenseitig entsprechend dem Grunddurchmesser der Nut geformt sind und aus einer Kante, die mit der Basis des Bügels in axialer Richtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kante 8 ein Sicherungselement 7 etwa parallel zum Bügel 6 verlaufend ange­ formt ist, das in radialer Richtung nach innen weist und endseitig mit einem auf den Bügel 6 zu weisenden Widerhaken 9 versehen ist, der nach radialem Aufschie­ ben federnd in das Sackloch 4 eingreift.

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel 11, 12 federnd am Grund­ durchmesser 15 der Nut 3 anliegen und/oder innenseitig der Form der Welle 1 oder des Bolzens angepaßt sind.

3. Klemme nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Widerhaken 9 durch Umbiegen des Sicherungselementes 7 hergestellt ist.

4. Klemme nach Anspruch 3, gekenn­ zeichnet durch einen Krümmungsradius von etwa dem 1,5fachen der Dicke des Sicherungselementes 7.

5. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Winkel zwischen Wider­ haken 9 und Sicherungselement 7 etwa gleich dem der Wellenfase 10 ist.

6. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sicherungselement 7 in bezug auf Welle 1 oder Bolzen von Segmentform ist.

7. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß am Sicherungselement 7 außerhalb von Welle 1 oder Bolzen in axialer Richtung auf den Bügel 6 zu wei­ sende Verschlußlappen 16 angeformt sind.

8. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch am Ende abgerundete oder nach innen zu abgeschrägte Schenkel 11, 12.

9. Klemme nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Material Federstahl.