DE4109481A1

DE4109481A1 - Sprengring

Info

Publication number: DE4109481A1
Application number: DE4109481A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Kuehnhold; Olaf Dr Orlamuender
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-10-01
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: DE4109481C2; FR2674299B1; FR2674299A1; JPH05106623A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprengring mit einer Ringöff nung zum federnden Einrasten in eine mit einer Nutschräge versehene Innennut oder Eindrehung in einer Innenöffnung eines Ringteils und eine mit Radialfreiraum zur Montage versehene Außennut auf einem Zapfen zur Herstellung einer lösbaren Schnappverbindung, insbesondere zur axialen Sicherung einer Kerbzahnprofilverbindung zwischen Ringteil und Zapfen, der in unverspanntem Zustand in axialer Sicht auf seine Außenkontur bezogen eine unrunde Form hat und bei dem der Materialquerschnitt des Rings über dem Umfang gleichbleibend ist.

Ein außen ovaler Sprengring ist aus der SU 6 67 709 be kannt, der jedoch nicht zum Eingriff in eine Innennut vorgesehen ist, sondern mit zwei Radialvorsprüngen in Öffnungen einer Hohlwelle eingreift. Der kleinste Krüm mungsradius in Bezug auf die Außenkontur liegt dabei etwa im Bereich dieser Innenvorsprünge. Die Besonderheit der Innenkontur dieses Sprengringes besteht darin, daß er im zusammengedrückten, in der Außenkontur kreisförmigem Zu stand eine in Richtung zur Ringöffnung längere ovale Innenkontur hat.

Es sind weiterhin ovale Sprengringe üblicher Art aus Draht bekannt, die in montierter Stellung im wesentlichen unver formt bleiben und mit den in Richtung ihrer langen Achse liegenden Bereichen in einer Außennut und mit den in Richtung ihrer kurzen Achse liegenden Bereichen in eine dieser gegenüberliegende Innennut eingreifen. Diese Art der Verbindung ist wenig belastbar und für den hier in Betracht kommenden Anwendungsfall ungeeignet.

Sprengringe üblicher Art, die auch für den zuvor genannten Anwendungsfall der axialen Sicherung einer Kerbzahnprofil verbindung zwischen Ringteil und Zapfen vorgesehen sind, weisen in entspanntem Zustand eine außen runde Form mit benachbart zur Ringöffnung nach innen eingezogenen oder abgebogenen Enden auf. Dies soll bewirken, daß bei der Montage und Demontage die Ringenden von den Zahnköpfen der Verzahnung in der Innenöffnung völlig frei werden, um ein Verhaken zu verhindern. Dies kann jedoch mit der zuvor benannten Ringform nicht sichergestellt werden. Ein Ver haken findet dort gleichwohl häufig statt. Dies kommt daher, daß die Lastverteilung am zusammengedrückten Ring, der bei der Montage und Demontage eine deutlich ovale Form annimmt, ungleich ist, was partiell zu einer hohen Be lastung führt, so daß es an den höher belasteten Umfangs bereichen zu einem Verquetschen des Rings an den Zahn köpfen kommt; diese Bereiche liegen jeweils der Ringöff nung radial gegenüber sowie unmittelbar benachbart zu dieser.

Durch die genannten örtlichen Belastungen und bei den genannten Verhakungen kann es in besonders nachteiliger Weise zu Kantenausbrüchen an der Ringnut kommen, von denen Beschädigungen des Ringteils insgesamt ausgehen können, die die Funktion gefährden. Stellt z. B. das Ringteil einen Bestandteil eines Gleichlaufdrehgelenks in einem Kraft fahrzeug dar, so liegt hierin ein hoher Risikofaktor. Für die ordnungsgemäße Montage und Demontage von derartigen Gelenken ist es auch besonders nachteilig, daß die Reib verhältnisse der bekannten Ringe undefiniert sind und in weitem Bereich streuen, selbst wenn diese Montagevorgänge nicht jedesmal zu den genannten Beschädigungen führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sprengring der eingangs genannten Art bereitzustel len, der sich bei der Demontage durch Einwirkung der Nut schräge in der Innennut oder Eindrehung in der Innenöff nung unter im wesentlichen gleichmäßiger Belastung zur runden Form zusammendrückt, wobei ein Verhaken der Enden an der Ringöffnung verhindert werden soll. Die Lösung hierfür besteht darin, daß in unverspanntem Zustand des Ringes der örtliche Außenradius radial gegenüberliegend zur Ringöffnung am größten und die örtlichen Außenradien jeweils benachbart zur Ringöffnung am kleinsten sind, und daß in montiertem Zustand der Ring unter Radialvorspannung im wesentlichen rundgedrückt in der Innennut rundum an liegt. Hierbei sind die Radienübergänge vorzugsweise ste tig auszugestalten. Ausgangsmaterial für den Ring ist Draht, der in der Regel rund oder oval, jedoch bei Bedarf im Querschnitt auch vieleckig sein kann. Der erfindungsge mäß gestaltete Ring drückt sich bei der Montage an den Stirnschrägen der Verzahnung des Ringteils und bei der Demontage, die durch rein axiale Belastung zwischen Ring teil und Zapfen bewirkt wird, an der Nutschräge bei etwa gleichmäßiger Radialbelastung zur ideal runden Form zusam men, wobei insbesondere mangels abweichender Verhältnisse an den Ringenden ein Verhaken derselben verhindert wird. Der demontierte Ring bleibt beschädigungsfrei und läßt sich erneut verwenden.

Das zuvor genannte Ergebnis stellt sich insbesondere bei stärkeren Ringen dann mit Sicherheit ein, wenn die ört lichen äußeren Krümmungsradien im unverspannten Zustand radial gegenüberliegend zur Ringöffnung größer als der halbe freie Innendurchmesser der Innenöffnung und die örtlichen äußeren Krümmungsradien unmittelbar benachbart zur Ringöffnung in unverspanntem Zustand gleich oder klei ner dem halben freien Innendurchmesser der Innenöffnung sind. Eine günstige Abwandlung kann darin bestehen, daß der Ring im Materialquerschnitt eine Flankenschräge zum Kontakt mit der äußeren Nutenschräge hat, die bei der Demontage den Ring zur Kreisform zusammendrückt.

Um ein Verhaken oder Verquetschen an den Ringenden benach bart zur Ringöffnung mit Sicherheit zu verhindern, kann auch vorgesehen werden, den Materialquerschnitt zu den Ringenden hin bei Wahrung der zuvor genannten erfindungs gemäßen Außenkontur im unverspannten Zustand zu reduzieren.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist anhand der Zeichnung im Vergleich mit Ringen nach dem Stand der Technik anhand der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine lösbare Schnappverbindung mit einem gattungsgemäßen Sprengring im Längsschnitt,

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Sprengring in zwei Zuständen im Querschnitt,

Fig. 3 zeigt einen Sprengring nach dem Stand der Technik in zwei Zuständen,

Fig. 4 zeigt einen Sprengring nach dem Stand der Technik in abgewandelter Form in zwei Zuständen.

In Fig. 1 ist ein Ringkörper 1 mit einer Innenausnehmung 2, beispielsweise eine Kugelnabe eines Gleichlaufdrehge lenks und ein in dieses eingesteckter Wellenzapfen 3 im Längshalbschnitt dargestellt. Die Innenöffnung 2 weist eine Keilverzahnung 4 auf. Der Zapfen 3 ist mit einer mit dieser im Eingriff befindlichen Keilverzahnung 5 versehen. In der Innenöffnung 2 ist eine Innennut 6 ausgebildet, die dem freien Wellenende axial entgegengerichtet eine Nut schräge 7 aufweist. Der Nut 6 radial gegenüberliegend ist im Wellenzapfen 3 eine Außennut 9 vorgesehen, in die der Sprengring 8 federnd eingedrückt werden kann, so daß er völlig innerhalb der Kontur der Innenöffnung 2 liegt. In diesen Nuten liegt im Bereich des Verzahnungseingriffes der Keilverzahnungen 4 und S ein nach außen gefederter Sprengring 8.

In Fig. 2 ist im Querschnitt ein Teil der Innenverzahnung 4 erkennbar, wobei der freie Innendurchmesser der Innen öffnung 2 mit D_i bezeichnet ist. Der über die Nutschräge zusammengedrückte Sprengring 8′ liegt an der freien Innen öffnung 2 mit dem Durchmesser D_i ideal unter gleich mäßiger Vorspannung kreisförmig an. In der gleichen Dar stellung ist der Sprengring 8 in entspanntem Zustand ge zeigt, wobei zwei Ringenden 10, 11 und die dazwischenlie gende Ringöffnung 12 im einzelnen gekennzeichnet sind. Wie durch Maßpfeile im einzelnen bezeichnet ist, ist der ört liche Radius R_g radial gegenüberliegend zur Ringöffnung 12 größer als der halbe freie Durchmesser D_i/2 der Innenausnehmung 2, während die örtlichen Krümmungsradien R_e der beiden Ringenden 10, 11 unmittelbar benachbart zur Ringöffnung 12 gerade dem halben Durchmesser D_i/2 der freien Innenöffnung 2 des Außenteils 1 entsprechen.

In Fig. 3 ist ähnlich wie in Fig. 2 die freie Innenöffnung 2 einer Verzahnung 4 mit dem freien Innendurchmesser D_i dargestellt, in Fig. 4 ist nur dieser Innendurchmesser D_i gezeigt. In Fig. 3 ist ein Sprengring 18 in entspann tem Zustand gezeigt, der bis in den Bereich seiner Ring enden 20, 21 vollständige Kreisform hat. An dem mit 18′ bezeichneten radial zusammengedrückten Sprengring sind Bereiche 24, 25 an den Ringenden und ein Bereich 23 radial gegenüberliegend der Ringöffnung 22 markiert, die radial erhöht belastet sind und damit zum Verhaken und zum Ver quetschen neigen, während in anderen Umfangsbereichen Radialspiele 26, 27 zwischen zusammengedrücktem Ring 18′ und freier Innenöffnung 2 bestehen. Fig. 4 zeigt im we sentlichen die gleiche Darstellung wie Fig. 3, wobei ein Sprengring 28 an den Ringenden 30, 31 außen einen ver stärkten Krümmungsverlauf 36, 37 hat. Auch hierbei ent stehen Verquetschungsbereiche 34, 35 im Bereich nahe der Ringenden 30, 31 am radial zusammengedrückten Sprengring 28′ sowie ein Verquetschungsbereich 33 radial gegenüber liegend der Ringöffnung 32.

Wenn anstelle der gezeigten Innennut 6 eine axiale offene Eindrehung am Ringkörper 1 am einen axialen Ende der Verzahnung 4 vorgesehen wird, die nur eine Abstützung in einer Richtung ermöglicht, ist am gegenüberliegenden Ende der Verzahnung 5 ein Bund am Wellenzapfen 3 zu sehen, gegen den sich der Ringkörper 1 in Gegenrichtung abstützen kann.

Bezugszeichenliste

1 Ringteil
2 Innenöffnung
3 Zapfen
4 Keilverzahnung
5 Keilverzahnung
6 Innennut
7 Nutschräge
8 Sprengring
9 Außennut
10 Ringende
11 Ringende
12 Ringöffnung
18 Sprengring
20 Ringende
21 Ringende
22 Ringöffnung
23 Verquetschungsbereich
24 Verhakungsbereich
25 Verhakungsbereich
26 Luftspalt
27 Luftspalt
28 Sprengring
30 Ringende
31 Ringende
32 Ringöffnung
33 Verquetschungsbereich
34 Verquetschungsbereich
35 Verquetschungsbereich
36 Krümmungsverstärkung
37 Krümmungsverstärkung

Claims

1. Sprengring (8) mir einer Ringöffnung (12) zum federn den Einrasten in einem mit einer Nutschräge (7) ver sehene Innennut (6) oder Eindrehung in einer Innen öffnung (2) eines Ringteils (1) und eine mit Radial freiraum zur Montage versehene Außennut (9) auf einem Zapfen (3) zur Herstellung einer lösbaren Schnappver bindung, insbesondere zur axialen Sicherung einer Kerbzahnprofilverbindung (4, 5) zwischen Ringteil und Zapfen, der in unverspanntem Zustand in axialer Sicht auf seine Außenkontur bezogen eine unrunde Form hat, und bei dem der Materialquerschnitt des Rings (8) über dem Umfang gleichbleibend ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in unverspanntem Zustand des Ringes der örtliche Außenradius R_g radial gegenüberliegend zur Ringöff nung (12) am größten und die örtlichen Außenradien R_e jeweils benachbart zur Ringöffnung (12) am klein sten sind, und
daß in montiertem Zustand der Ring unter Radialvor spannung im wesentlichen rundgedrückt in der Innennut (6) rundum anliegt.

2. Sprengring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche Außenradius R_g radial gegenüberlie gend zur Ringöffnung (12) in unverspanntem Zustand größer als der halbe freie Innendurchmesser D_i/2 der Innenöffnung (2) des Ringteils (1) ist (R_g < D_i/2).

3. Sprengring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Außenradien R_e jeweils benachbart zur Ringöffnung (12) in unverspanntem Zustand gleich oder kleiner dem halben freien Innendurchmesser D_i/2 der Innenöffnung (2) des Ringteils (1) sind (R_e D_i/2).

4. Sprengring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge der Außenradien des Rings (8) in unverspanntem Zustand stetig sind.

5. Sprengring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) im Materialquerschnitt rund oder oval ist.

6. Sprengring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) im Materialquerschnitt vieleckig - insbesondere mit gerundeten Kanten - ist.

7. Sprengring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) im Materialquerschnitt eine Flanken schräge zum Kontakt mit der äußeren Nutschräge (7) hat.