DE4040337A1

DE4040337A1 - Axialsicherung zweier gegeneinander verschiebbarer bauteile

Info

Publication number: DE4040337A1
Application number: DE19904040337
Authority: DE
Inventors: Steffen Hertrich
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-06-25
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: WO1992011466A1; DE4040337C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialsicherung zweier gegen einander verschiebbarer Bauteile, von denen eines eine Bohrung aufweist, in der das andere Bauteil aufgenommen ist, wobei die beiden Bauteile durch Auf- bzw. Einschieben montiert sind und gegen Verschieben zumindestens entgegen der Auf- bzw. Einschieberichtung durch einen in einer Nut eines der Bauteile vormontierten und radial federnden Sprengring, der bei der Montage nach Erreichen einer Nut des anderen Bauteils in diese hineinbewegt wird.

Bei einer solchen Ausführungsform ist es bekannt, daß bei der Montage der beiden Bauteile beim Ineinanderschieben der Sicherungsring zunächst radial in eine der Ringnuten in der er montiert aufgenommen ist, zurückfedert, um an schließend, nachdem eine übereinstimmende Position zu der gegenüberliegenden Ringnut des anderen Bauteiles erreicht ist, auseinanderzufedern, um so die Bauteile gegen Ver schiebung zu sichern. Eine Veränderung dieser Position ist nicht möglich. Für die Demontage ist eine Auszugsschräge vorgesehen, die es ermöglicht, daß bei Aufbringung ent sprechender Kräfte der Sprengring soweit in eine Nut zu rückgefedert wird, daß ein Auseinanderziehen der beiden Bauteile möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axial sicherung für zwei Bauteile zu schaffen, bei der während des Montagevorganges eine Korrektur bzw. axiale Festlegung deren Position, ausgehend von einer Bezugsfläche, bei spielsweise der Stirnfläche eines der Bauteile zum Aus gleich von während der Fertigung eintretender Bautoleran zen, möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nut, in der der Sprengring vormontiert gehalten ist, als separate Vormontagenut mit einer kegeligen Montagefläche gestaltet ist, aus der der Sprengring mit wenigstens der Hälfte seiner Dicke über die Sitzfläche der Bauteile ra dial zum anderen Bauteil hin hervorragt, daß das die Vor montagenut aufweisende Bauteil axial beabstandet zu dieser eine erste kegelige Klemmfläche aufweist, die der Montage fläche entgegengerichtet verläuft, daß das andere Bauteil ausgehend von einer Stirnfläche einen Montageabsatz auf weist, der einen Freiraum definiert, der einen freien Durchtritt des radial hervorragenden Querschnittes des Sprengringes in eine an den Montageabsatz anschließende Ringnut erlaubt, welche eine Anlauffläche besitzt und eine Tiefe aufweist, die zumindest gleich der Dicke des Spreng ringes ist, sowie eine zweite kegelige Klemmfläche auf weist, die zur ersten Klemmfläche des ersten Bauteils, an der der Sprengring mit Vorspannung anliegt, gleichge richtet verläuft.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Lage der Bauteile während des Montagevorganges zueinander, abhängig von einer Bezugkante, festgelegt werden kann. Die bei der Fertigung eintretenden maßlichen Unterschiede können daher ausgeglichen werden. Es können daher grobere Toleranzen bei der Fertigung der beiden Bauteile zugelassen werden, ohne daß der Montagezustand hierdurch negativ beeinflußt wird.

Es sind zwei Ausgestaltungsvarianten möglich. Nach einer ersten Ausgestaltungsvariante sind die Vormontagenut und die erste Klemmfläche, dem die Bohrung aufweisenden Bau teil zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, den Vormon tagestutzen dem Bolzen bzw. dem in die Bohrung des einen Bauteils einsteckbaren anderen Bauteil zuzuordnen.

Eine besonders günstige Klemmwirkung und Einstellungsmög lichkeit zur Überbrückung der Toleranzen ergibt sich dann, wenn die erste kegelige Klemmfläche eine kleinere Steigung aufweist, als die zweite kegelige Klemmfläche.

Für den Fall, daß die Vormontagenut dem in die Bohrung eingesteckten Bauteil zugeordnet ist, ist die erste Klemm fläche Bestandteil einer Nut.

Zur Erzielung des nötigen Axialschubes bei der Montage ist vorgesehen, die Anlauffläche rechtwinklig zur Achse der Bohrung verlaufen zu lassen.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1a-d ein erstes Ausführungsbeispiel bei dem der Sprengring in einer Bohrung eines der Bau teile vormontiert ist, in verschiedenen Mon tagestufen und

Fig. 2a-d ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Sprengring auf einem Zapfen vormontiert ist, in verschiedenen Montagestufen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein erstes Bauteil 1 in Form einer Scheibe mit einem zweiten Bauteil 2 in Form eines Bolzens so verbunden wer den, daß eine bestimmte Stellung einer Referenzfläche der Scheibe oder des Bolzens dem anderen Bauteil gegenüber unter Berücksichtigung der bei der Produktion der Bauteile entstehenden Bautoleranzen eingehalten wird. In Fig. 1a sind die Bauteile zu Beginn des Montagevorganges darge stellt. Das erste Bauteil 1 weist eine Vormontagenut 5 in der Bohrung 3 auf, in der das zweite Bauteil 2 mit seiner Außenfläche 4 aufgenommen ist. Die in Montagerichtung hinten liegende Flanke der Vormontagenut 5 des im Auf schiebesinne Y auf das zweite Bauteil 2 entlang der Achse X zu bewegten Bauteiles 1 ist mit einer Montagefläche 6 versehen, die eine Hohlkegelfläche ist. Der Sprengring 7 ist in der Vormontagenut 5 aufgenommen. Die Vormontagenut 5 ist so tief, daß der Sprengring 7 radial nach innen aus ihr mit einem Abmaß herausragt, das wenigstens der Hälfte seiner Dicke D entspricht. Hierdurch wird gewährleistet, daß beim weiteren Aufschieben des ersten Bauteiles 1 der Sprengring 7, ohne daß ein Verklemmen eintreten kann, an der Montagefläche aufgleitet. Bevorzugt liegt der Sprengring 7 mit radialer Vorspannung außen gegen die Grundfläche der Vormontagenut 5 an. An die Vormontagenut 5 schließt sich zunächst weiter eine Teilfläche der Bohrung 3 an. Anschließend ist mit axialem Abstand zur Vormontagenut 5 eine erste Klemmfläche 8 vorgesehen, die ebenfalls als Hohlkegelfläche gestaltet ist, wobei jedoch die Klemmfläche 8 entgegengerichtet zur Montagefläche 6 verläuft.

Ausgehend von einer Stirnfläche 10 ist ein Montageabsatz 11 vorhanden, der ein Passieren des Sprengringes 7 bzw. dessen über die Bohrungswandung 3 hervorstehenden Quer schnitts in eine Nut 12, die sich an den Montageabsatz 11 anschließt, erlaubt.

Der Spalt, der zwischen der Bohrungswandung 3 und dem Absatz 11 gebildet ist, ist also im wesentlichen größer bemessen als der vorstehende Querschnitt des Sprengringes 7.

Die Ringnut 12 besitzt anschließend zum Montageabsatz 11 eine zweite Klemmfläche 14, die gleichgerichtet zur gegen überliegenden ersten Klemmfläche 6 des ersten Bauteiles 1 verläuft. Ferner weist die Ringnut 12 eine Anlauffläche 13 auf, die im wesentlichen rechtwinklig zur Achse X ver laufend angeordnet ist. Die Tiefe T der Ringnut 12 ent spricht mindestes der Dicke D des Sprengringes 7. Beim Aufschieben des ersten Bauteiles 11 in Richtung Y auf das Bauteil 2 bzw. dem Einschieben des Bauteiles 2 entgegen der Pfeilrichtung Y in das Bauteil 1, wird, wie aus Fig. 1b ersichtlich, eine Position erreicht, bei der sich der Sprengring 7 an der Anlauffläche 13 abstützt und bei fort schreitender Bewegung des Bauteiles 1 entlang der Montage fläche 6 aufgleitet und durch Zusammendrücken in die Ring nut 12 eintaucht. Seine radial am stärksten zusammenge drückte Position hat der Sprengring 7 dann erreicht, wenn er sich radial an der Bohrungswandung 3 abstützt. Die Position des Sprengringes 7 am Übergang der Bohrungswan dung 3 zur ersten Klemmfläche 8 ist aus Fig. 1c ersicht lich. Bei weiterem Fortbewegen des Bauteiles 1 bis zu der Position, die die endgültige Stellung der beiden Bauteile 1, 2 zueinander bestimmt, befindet sich der Sprengring 7 in Anlage zur ersten Klemmfläche 8 und zur zweiten Klemm fläche 14, da er sich infolge seiner radialen Vorspannung an die beiden Klemmflächen 8, 14 anlegt. Der Klemmring 7 ist dann in dem Keilspalt, der durch die beiden gleichge richtet, aber mit unterschiedlichen Neigungswinkeln ver laufenden konischen Klemmflächen 8, 14, eingeklemmt gehal ten und verhindert eine Rückwärtsbewegung der beiden Bau teile 1, 2 einandergegenüber im Sinne des Auseinander ziehens entgegen der Aufschieberichtung Y des Bauteiles 1.

Die zweite Klemmfläche 14 verläuft deshalb mit einer größeren Steigung, um gemeinsam mit der Klemmfläche 8 einen Keilspalt zu bilden, dessen Querschnitt sich entge gengesetzt zur Montagerichtung Y verjüngt. Die Verhält nisse sind so aufeinander abgestimmt, daß der Durchmesser des Montageabsatzes 11 am Übergang zur zweiten Klemmfläche 14 mit der ersten Klemmfläche 8 einen Durchtrittsspalt bilden, der stets kleiner ist als der Querschnitt des Sprengringes 7.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Vormontage nut 5 nicht dem scheibenartigen Bauteil, das die Bohrung 3 aufweist, sondern dem bolzenartigen Bauteil 1 zugeordnet, das in der Bohrung 3 des Bauteils 2 aufgenommen ist. Das bolzenartige Bauteil 1 weist in Aufschieberichtung vorne die Vormontagenut 5 auf. In dieser liegt der Sprengring 7 ein. Er überragt die Außenfläche 4 des ersten Bauteiles 1 mit einem Maße, das wenigstens so groß ist, wie die Hälfte der Dicke D des Sprengringes 7. Die Vormontagenut 5 weist nach hinten eine Montagefläche 6 auf, die in der Außen fläche 4 endet. Im axialen Abstand zur Vormontagenut 5 ist in Aufschieberichtung nach hinten versetzt eine Nut 9 vorgesehen, die die erste Klemmfläche 8 besitzt, die der kegeligen Montagefläche 6 entgegengerichtet verläuft und ebenfalls als Kegelfläche gestaltet ist. Das auf dem bol zenartigen ersten Bauteil 1 festzulegende scheibenartige zweite Bauteil 2 besitzt einen Montageabsatz 11 in Form einer Bohrungsstufe, welche von der Stirnfläche 10 des Bauteiles 2 ausgeht und einen Querschnitt freiläßt, der ein Überschieben bzw. Hindurchtreten des das erste Bauteil 1 radial überragenden Querschnitts des Sprengringes 7 erlaubt. An den Montageabsatz 11 schließt sich die Ringnut 12 an, die zur Stirnfläche 10 hin die zweite Klemmfläche 14 besitzt und der Stirnfläche 10 abgewandt eine Anlauf fläche 13 aufweist, die rechtwinklig zur Achse X der bei den Bauteile verläuft. Die Ringnut 12 besitzt eine Tiefe T, die größer ist als die radiale Dicke D des Sprengringes 7. In Fig. 2a ist die Position der beiden Bauteile 1, 2 vor dem Einschieben des bolzenartigen ersten Bauteiles 1 mit der Außenfläche 4 in die Bohrung 3 des Bauteiles 2 ein tritt, gezeigt.

Beim weiteren Einschieben des Bauteiles 1 in die Bohrung 3 des Bauteiles 2 kommt der Sprengring 7 in Anlage zur An lauffläche 13. Er wird im Verlaufe des weiteren Ein schiebens entlang der Montagefläche 6 aufgeweitet und taucht in die Ringnut 12 ein, bis er auf der Außenfläche 4 des ersten Bauteiles 1 zur Anlage kommt. Dabei wird der Sprengring 7 radial nach außen gespannt. Die Position, bei der sich das zweite Bauteil 2 mit dem Sprengring 7 auf der Außenfläche 4 in Bewegungsrichtung auf die erste Klemm fläche 8 zu befindet, ist aus Fig. 2c ersichtlich. Sobald der Sprengring 7 in Anlage zur ersten Klemmfläche 8 kommt, zieht er sich zusammen und bewegt sich auch in Anlage zur zweiten Klemmfläche 14 des zweiten Bauteiles 2. Der Verlauf der ersten Klemmfläche 8 ist so gewählt, daß einerseits eine genügend große Klemmkraft und andererseits dabei ein genügend großer Verstellweg der beiden Bauteile 1, 2 einandergegenüber zum Toleranzausgleich erreicht wird.

Durch die Abstimmung der Neigungswinkel der beiden Klemm flächen 8, 14 einandergegenüber kann die gewünschte Klemm wirkung festgelegt werden. Darüber hinaus kann unter zu sätzlicher Berücksichtigung der Nutentiefe der Vormontage nut 5 und damit des freien Spaltes auch der Verstellweg, bei dem noch eine Klemmwirkung gegen Rückbewegung aus der erreichten Position der beiden Bauteile 1, 2 einandergegen über erzielt wird, festgelegt werden.

Darüber hinaus ist auch ein Lösen der Verbindung dadurch möglich, daß Axialdruck auf den Sprengring 7 ausgeübt wird, so daß dieser in die Ringnut 12 hineinbewegt wird. Durch Halten des Sprengringes 7 in dieser Position und Zurückbewegen der des die Vormontagenut 5 aufweisenden Bauteiles 1 entgegen der Aufschieberichtung Y kann die Demontage erfolgen. Bei Erreichen einer übereinstimmenden Lage zwischen der Ringnut 12 und der Vormontagenut 5 kann der Sprengring 7 radial in die Vormontagenut 5 einfedern.

Bezugszeichenliste

1 erstes Bauteil mit Vormontagenut
2 zweites Bauteil
3 Bohrung
4 Außenfläche
5 Vormontagefläche
6 Montagefläche
7 Sprengring
8 erste Klemmfläche
9 Nut
10 Stirnfläche des zweiten Bauteils
11 Montageabsatz
12 Ringnut
13 Anlauffläche
14 zweite Klemmfläche
D Dicke des Sprengringes
T Tiefe der Ringnut
X Achse
Y Montagerichtung

Claims

1. Axialsicherung zweier gegeneinander verschiebbarer Bauteile, von denen eines eine Bohrung aufweist, in der das andere Bauteil aufgenommen ist, wobei die beiden Bauteile durch Auf- bzw. Einschieben montiert sind und gegen Verschieben zumindest entgegen der Auf- bzw. Einschieberichtung durch einen in einer Nut eines der Bauteile vormontierten und radial federnden Sprengring, der bei der Montage nach Erreichen einer Nut des anderen Bauteils in diese hineinbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut, in der der Sprengring (7) vormontiert gehalten ist, als separate Vormontagenut (5) mit einer kegeligen Montagefläche (6) gestaltet ist, aus der der Sprengring (7) mit wenigstens der Hälfte seiner Dicke (D) über die Sitzfläche (3, 4) der Bauteile (1, 2) ra dial zum anderen Bauteil (2) hin hervorragt, daß das die Vormontagenut (5) aufweisende Bauteil (1) axial beabstandet zu dieser eine erste kegelige Klemmfläche (8) aufweist, die der Montagefläche (6) entgegenge richtet verläuft, daß das andere Bauteil (2) ausgehend von einer Stirnfläche (10) einen Montageabsatz (11) aufweist, der einen Freiraum definiert, der einen freien Durchtritt des radial hervorragenden Quer schnittes des Sprengringes (7) in eine an den Montage absatz (11) anschließende Ringnut (12) erlaubt, welche eine Anlauffläche (13) besitzt und eine Tiefe (T) aufweist, die zumindest gleich der Dicke (D) des Sprengringes (7) ist, sowie eine zweite kegelige Klemmfläche (14) aufweist, die zur ersten Klemmfläche (8) des ersten Bauteils (1), an der der Sprengring (7) mit Vorspannung anliegt, gleichgerichtet verläuft.

2. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontagenut (5) und die erste Klemmfläche (8) dem die Bohrung (3) aufweisenden Bauteil (1) zuge ordnet sind.

3. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontagenut (5) und die erste Klemmfläche (8) dem in der Bohrung (3) eines Bauteils (2) aufge nommenen Bauteil (1) zugeordnet sind.

4. Axialsicherung nach einem oder mehreren der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste kegelige Klemmfläche (8) eine kleinere Steigung aufweist als die zweite kegelige Klemmfläche (10).

5. Axialsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klemmfläche (8) Bestandteil einer Nut (9) ist.

6. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauffläche (13) rechtwinklig zur Achse (X) der Bohrung (3) verläuft.