DE3611251A1

DE3611251A1 - Auf das gewinde einer drehbar gelagerten welle aufschraubbare spannmutter

Info

Publication number: DE3611251A1
Application number: DE19863611251
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Wittenstein; Bernhard Dipl Ing Orlowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1987-10-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannmutter nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Derartige Spannmuttern sind an sich bekannt. Sie haben je doch in Fällen, in denen die äußere Umfangsfläche als Lauf fläche für einen Radialwellendichtring dienen soll, den Nachteil, daß die Bohrungen für die Sicherungsschrauben je weils von einem zu einer der Stirnflächen der Spannmuttern geneigten Flächenabschnitt ausgehen, der an der Außenkante der Spannmuttern in deren äußere Umfangsfläche eingreift. Dadurch wird die für den Radialwellendichtring dienende Lauffläche in ihrer Breite verringert.

Hier eine Verbesserung dahingehend zu schaffen, daß die Brei te zur Aufnahme des Radialwellendichtringes dieser Spann mutterumfangsfläche durch die Gewindebohrungen der Siche rungsschrauben nicht beeinträchtigt wird, ist die Hauptauf gabe der Erfindung.

Gelöst wird diese durch eine Ausbildung der Spannmutter nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Anspruch 5 beinhaltet eine ebenfalls mögliche Maßnahme, wenn die Gewindebohrungen der Sicherungsschrauben aus irgend einem Grund nicht in einer umlaufenden V-förmigen Ringnut angeordnet werden sollen.

Die Ausführung nach Anspruch 6 bietet den Vorteil, den auf die Spannmutter aufzuziehenden Radialwellendichtring, der mit einem ringförmigen Werkzeug in den Ringraum zwischen Spannmutter-Lauffläche und einer Gegenfläche des Ge häuses, in dem die Welle gelagert ist, unter Kraftanwendung eingepreßt wird, auf ein definiertes Maß über einen radial innen liegenden Ringbereich der ersten Stirnfläche der Spannmutter hinaus einzuschieben. Dies erfolgt dadurch, daß das ringförmige den Radialwellendichtring einführende Werk zeug bis an die gegenüber der übrigen ersten Stirnfläche der Spannmutter zurückgesetzte Flanke der V-förmigen Ring nut auf Anschlag herangeführt wird.

Sind anstelle der umlaufenden V-förmigen Ringnut gestufte Bohrungen nach Anspruch 5 vorgesehen, so muß die Spannmutter an der Außenkante eine zurückgesetzte Ringstufe aufweisen, die dann als Anschlag für das den Radialwellendichtring einzuführende Ringwerkzeug dienen kann.

Als Lauffläche für den Radialwellendichtring soll die Um fangsfläche der Spannmutter keine Öffnungen zum Ansetzen eines Spannwerkzeuges enthalten.

Als Träger eines Radialwellendichtringes ist die Spannmutter Teil einer dichten Abtrennung zweier in Axialrichtung zur Welle nebeneinanderliegender Räume. Zu diesem Zweck ist es wichtig, daß auch Spannmutter und Welle gegeneinander gedich tet sind. Zur Ermöglichung einer solchen Dichtung ist die zweite an dem auf der Welle zu fixierenden Teil anliegende Stirnfläche der Spannmutter an ihrer radialen Innenkante mit einem Radius oder einer Fase versehen. Die Ansprüche 9 und 10 legen für diesen Radius bzw. diese Fase bestimmte Größen fest. Diese sind so ausgelegt, daß ein auf die Welle aufgezogener elastischer Dichtring in dem von dem Radius bzw. der Fase gebildeten Ringspalt dichtend zu liegen kom men kann.

Nach Anspruch 11 wird die erfindungsgemäße Spannmutter in besonders vorteilhafter Weise zum Fixieren eines Teils auf einer Welle so montiert, daß die zweite Stirnfläche der Spannmut ter und diejenige des zu fixierenden Teils, das insbesondere ein Wälzlager sein kann, in einer Ebene aneinanderliegen, die genau durch die Auslaufringnut des zur Aufnahme der Spannmutter auf der Welle vorgesehenen Gewindes verläuft. Denn dort läßt sich durch Einlegen eines Dichtringes auf einfache und äußerst platzsparende Weise die erforderliche Dichtung erzielen.

Insbesondere, wenn Radialkräfte übertragende Wellen nur ein seitig gelagert sind, ist es für die Erzielung einer mög lichst niedrigen Lagerbelastung notwendig, das freie unge lagerte Wellenende so kurz wie möglich zu halten, da dadurch die aus der Kraftübertragung am freien Wellenende auf die Lager einwirkenden Momente niedrig bleiben. Da die Spann mutter und der Radialwellendichtring beide an dem freien Wellenende anzubringen sind, dürfen diese axial nur möglichst wenig Bauraum einnehmen. Dies ist auch der entscheidende Grund dafür, daß die Umfangsfläche der Spannmutter als Lauffläche für den Radialwellendichtring ausgebildet ist. Bei den bisher bekannten Ausführungen war zumindest in Fällen, in denen voll ständige Dichtheit in Axialrichtung erzeugt werden sollte, der Radialwellendichtring auf einem zum freien Wellenende hin sich an die Spannmutter anschließenden Wellenabschnitt angeordnet. Wegen der Herstellbarkeit des Wellengewindes zur Aufnahme der Spannmutter mußte dieser Abschnitt immer einen geringeren die Wellensteifigkeit insgesamt erniedrigenden Durchmesser aufwei sen. Hier wird also durch die erfindungsgemäße Ausführung eine erhebliche Verbesserung erzielt.

Eine in funktioneller und in bezug auf die Herstellkosten äußerst günstige Besonderheit stellen die bei solchen Spann muttern nach den Ansprüchen 12 bis 14 einsetzbaren Sicherungs schrauben dar. Diese sind an ihrem mit dem Wellengewinde in Berührung kommenden Ende als Schneidkopf ausgebildet. Dadurch dringen sie beim Anziehen spanabhebend in das Material der Gewindegänge ein. Dadurch bewirkt eine Sicherungschraube an der Eingriffsstelle auf dem Wellengewinde keine Verquetschung des Wellenmaterials, die ein einwandfreies Lösen der Spannmutter nach Entfernen der Sicherungsschraube verhindern würde.

Das spanabhebende die Funktion der Gewindegänge nicht beein trächtigende Eindringen der erfindungsgemäßen Sicherungsschrau be läßt sich mit den Ausführungen des Sicherungsschrauben- Schneidkopfes nach den Ansprüchen 13 und 14 besonders gut er reichen.

Um eine Spannmutter, die bereits einmal gelöst worden ist, bei einem erneuten Spannen nicht nochmals im Eingriffsbereich der beim vorhergehenden Mal benutzten Sicherungsschraube sichern zu müssen, weist die Spannmutter an ihrem Umfang mehrere Gewindebohrungen für Sicherungsschrauben auf, die abwechselnd benutzt werden können.

Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Sicherungsschrauben besteht darin, daß sie für eine absolut sichere formschlüssige Verdrehsicherung sorgen. Die Sicherungsschrauben selbst sind gegen Verdrehen mit einem üblichen Sicherungsbelag überzogen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Spannmutter nach Linie I-I

Fig. 2 eine Draufsicht der Spannmutter,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit einer da rin gelagerten Welle und einer darauf montier ten Spannmutter,

Fig. 4 die Ansicht einer Sicherungsschraube.

Die Spannmutter 1 nach Fig. 1 ist an ihrem Innenumfang mit einem Gewinde versehen und an ihrem Außenumfang als Lauf fläche für einen Radialwellendichtring 17 nach Fig. 3 ausge bildet. In der ersten Stirnfläche 3 ist eine V-förmige Ringnut 4 vorgesehen, in deren radial innen liegenden Flanke 5 die Gewin debohrungen 6 für die Sicherungsschrauben 7 nach Fig. 4 einge bracht sind. Die radial äußere Flanke 8 der Ringnut 4 mündet in die Lauffläche 2 der Spannmutter 1. An der Mündungsstelle der äußeren Flanke 8 in die Lauffläche 2 ist die Spannmutter 1 in Achsrichtung geringfügig schmaler als in dem Bereich, in dem die innere Flanke 5 in die erste Stirnwand 3 einläuft. An der Innenkante der zweiten Stirnfläche 9 ist ein Radius 10 ange formt, der 3% des Spannmuttergewindedurchmessers mißt. Die mit dem Radius 10 abgerundete Innenkante dient zur Aufnahme eines Dichtringes 11 nach Fig. 3, mit dem Spannmutter und Welle axial gedichtet sind.

In den Bohrungen 12 kann ein Werkzeug zum Anziehen der Spann mutter 1 angesetzt werden.

In Fig. 3 ist eine mit einem Kegelzahnrad versehene Welle 13 in Wälzlagern 14, 15 innerhalb eines Gehäuses 16 gelagert. Gegen das Wälzlager 14 ist die Welle 13 über die Spannmutter 1, die mit ihrer zweiten Stirnfläche 9 an dem Wälzlager 14 angreift, gespannt. Auf der Lauffläche 2 der Spannmutter 1 ist der Ra dialwellendichtring 17 in den von dem Gehäuse 16 gebildeten Ringraum eingepreßt. Durch die aus der Stirnfläche 3 der Spann mutter 1 zurückgesetzte äußere Flanke 8 der V-förmigen Ring nut 4 kann der Radialwellendichtring 17 durch ein ringförmiges Werkzeug bis bündig an diese Flankenkante heren eingepreßt werden. Die zurückgesetzte Flanke stellt sicher, daß der damit bündig abschließende Radialwellendichtring 17 nicht an die Stirnfläche des Ritzels 18 anstoßen kann. Durch das Einführen des Radialwellendichtringes 17 mit einem Ringwerkzeug, das bis exakt zum Anschlag an die äußere Flanke 8 der Spannmutter 1 eingefahren werden kann, ist auch ein definiertes Positionieren des Radialwellendichtringes 17 gegenüber der Stirnfläche des Wälzlagers 14, von dem ein gewisser Abstand zur Vermeidung eines Anlaufens einzuhalten ist, auf einfache und sichere Weise gewährleistet.

Die Auslaufringnut 19 des zur Aufnahme der Spannmutter 1 auf der Welle 13 vorgesehenen Gewindes ist genau in die Berüh rungsebene zwischen Wälzlager 14 und Spannmutter 1 gelegt. Ein in diese Auslaufringnut 19 eingelegter elastischer Dichtungs ring 11, der sich beim Anziehen der Spannmutter 1 an die Innen kante des Wälzlagers 14 und diejenige mit dem Radius 10 versehene der Spannmutter 1 anlegt, sorgt für eine sichere axiale Dich tung zwischen Spannmutter 1 und Welle 13.

Bei der Sicherungsschraube 7 nach Fig. 4 ist das in das Gewin de der Welle 13 zur Verdrehsicherung der Spannmutter 1 ein zubringende Ende als Schneidkopf 20 mit einzelnen radial ver laufenden Schneiden 21 ausgebildet. Die Schneiden 21 sorgen beim Eindrehen der Sicherungsschraube 7 dafür, daß der Schraubenkopf spanabhebend in das Gewindematerial der Welle 13 eindringt. Dadurch werden die Gewindegänge der Welle 13 nicht zerquetscht, so daß die Spannmutter 1 nach Lösen der Sicherungs schraube 7 ohne weiteres abgeschraubt werden kann. In der Re gel genügt es, wenn eine einzige Sicherungsschraube 7 ange zogen ist.

Claims

1. Auf das Gewinde einer drehbar gelagerten Welle aufschraub bare Spannmutter mit mindestens einer eine Verdrehsicherung bildenden sich an dem Wellengewinde abstützenden Sicherungs schraube und einer als Lauffläche für einen Radialwellen dichtring bearbeiteten Umfangsfläche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gewindebohrungen (6) für die Sicherungsschrauben (7) ausschließlich von der radial in nen liegenden Flanke (5) einer V-förmigen in einer ersten Stirnfläche (3) der Spannmutter (1) umlaufenden Ringnut (4) ausgehen, wobei die Achsen der Gewindebohrungen (6) senkrecht zu dieser Ringnut (5)-Flanke verlaufen und daß die in die Ge windebohrungen (6) einzubringenden Sicherungsschrauben (7) die radial außen liegende Flanke (8) der V-förmigen Ring nut (4) nicht anschneiden.

2. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Scheitelwinkel zwischen den Flanken (5, 8) der V-förmigen Ringnut (4) mindestens 90° be trägt und daß die radial außen liegende Flanke (8) gegen über der Spannmutter (1)-Achse um weniger als 90° geneigt ist.

3. Spannmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigung der radial außen liegenden Flanke (8) der V-förmigen Ringnut (4) gegenüber der Spannmutter (1)-Achse maximal 60° beträgt.

4. Spannmutter nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Neigung der Flanke (8 ) etwa 45° beträgt.

5. Spannmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die V-för mige Ringnut (4) auf die einzelnen Bereiche der Gewinde bohrungen (6) beschränkt und dort jeweils durch im Durch messer gestufte Bohrungen gebildet ist.

6. Spannmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Breite der Spannmutter (1) am Auslauf der radial äußeren Flanke (8) der V-förmigen Ringnut (4) geringer als deren Breite am Auslauf der radial inneren Flanke (5) ist.

7. Spannmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Boh rungen (12) zum Ansetzen eines zum Drehen der Spannmutter (1) notwendigen Werkzeuges lediglich in der die V-förmige Ring nut (4) aufweisenden ersten Stirnfläche (3) der Spannmut ter (1) vorgesehen sind.

8. Spannmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die radi ale Innenkante der zweiten Stirnfläche (9) der Spannmut ter (1) mit einem Radius (10) oder einer Fase versehen ist.

9. Spannmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Radi us (10) zwischen 2% und 4% des Durchmessers des Gewindes der Spannmutter (1) beträgt.

10. Spannmutter nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fase unter einem Winkel von etwa 45° als Tangente zu einem Radius (10) nach Anspruch 9 verläuft.

11. Auf das Gewinde einer drehbar gelagerten Welle aufgeschraub te Spannmutter, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 10, zur Anlage an ein auf die Welle gegen einen festen An schlag aufgezogenes Teil, insbesondere ein Wälzlager, da durch gekennzeichnet, daß das Gewin de der Welle (13), auf das die Spannmutter (1) aufgebracht ist, in eine Auslaufringnut (19) mündet, die bei angezogener Spannmutter (1) in der Berührungsebene von Spannmutter (1) und auf die Welle (13 ) aufgezogenem Teil (Wälzlager 14) liegt und mit einem elastischen Dichtring ausgefüllt ist, der elastisch verformt einerseits an den gegenüberliegenden Innenkantenflächen der Spannmutter (1) und des aufgezogenen Teils (Wälzlager 14) und andererseits in der Auslaufring nut (19) dichtend anliegt.

12. Sicherungsschraube für eine Spannmutter nach insbesondere einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das dem Gewinde der Spann mutter (1) zugewandte Ende der Sicherungsschraube (7) als span abhebend in das Material des von der Spannmutter erfaßten Gewin des der Welle (13) eindringbarer Schneidkopf (20) ausgebildet ist.

13. Sicherungsschraube nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schneidkopf (20) aus einer Vielzahl radial verlaufender Schneiden (21) besteht.

14. Sicherungsschraube nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Radialerstreckung der Schneiden (21) sich zum Kopfende der Sicherungsschraube (7) hin über eine etwa kugel- oder kegelförmige Mantelfläche hinweg erstreckt.