DE852319C

DE852319C - Locking ring

Info

Publication number: DE852319C
Application number: DES21825A
Authority: DE
Original assignee: Seeger & Co
Current assignee: Seeger & Co
Priority date: 1950-05-05
Filing date: 1951-02-10
Publication date: 1952-10-13
Also published as: CH282482A; GB702932A; BE502952A; FR1048757A

Description

Zur Sicherung von Maschinenteilen gegen axiale Verschiebung zu anderen Maschinenteilen, z. B. einer Welle in einem Gehäuse oder einem Gehäuse auf einer Welle, sind bisher verschiedene Arten von Sicherungsringen bekanntgeworden.To secure machine parts against axial displacement to other machine parts, e.g. B. one Shaft in a housing or a housing on a shaft are different types of retaining rings known.

Diese Ringe werden in eine Rille auf der Welle oder im Gehäuse eines Maschinenteiles eingesetzt, bilden eine künstliche Schulter und hindern damit das auf dem ersten lagernde Maschinenteil an einer axialen Verschiebung. Unter den geschlitzten Ringen befinden sich solche mit gleichmäßiger Querschnittshöhe und solche mit von den den Schlitz bildenden Enden nach dem Scheitel hin zunehmender Querschnittshöhe. Im ersten Fall ergibt sich eine Schulter von gleichmäßiger Querschnittshöhe, und im zweiten Fall nimmt die Querschnittshöhe vom Schlitz nach dem Scheitel hin zu.These rings are inserted into a groove on the shaft or in the housing of a machine part, form an artificial shoulder and thus prevent the machine part resting on the first from one axial displacement. Among the slotted rings are those with a uniform cross-sectional height and those with the ones that form the slot Ends towards the apex with increasing cross-sectional height. In the first case, there is a shoulder of uniform cross-section height, and in the second case the cross-section height decreases from the slot towards the crown of the head.

Bei der Sicherung mit gleicher Querschnittshöhe ergibt sich beim Spannen in der Rille eine nicht runde Verformung und damit nur eine Punktberührung zwischen Ring und Rillenboden. Bei den Ringen des zweiten Falles ergibt sich dagegen infolge des verjüngenden Querschnittes beim Spannen eine runde Verformung, so saß eine Flächenberührung am ganzen Umfang des Rillenbodens erreicht wird.When securing with the same cross-section height, clamping in the groove results in a non-round one Deformation and thus only point contact between the ring and the bottom of the groove. With the rings of the In the second case, on the other hand, the tapering cross-section results in a round one during clamping Deformation, so a surface contact sat on the entire circumference of the groove bottom is achieved.

Die vorerwähnten Ringarten ergeben nach dem Einsetzen in die Rille in axialer Richtung ein festes Maß gegenüber dem zu sichernden Maschinenteil.The aforementioned types of rings produce a firm one in the axial direction after being inserted into the groove Dimension in relation to the machine part to be secured.

Infolge der notwendigen Herstellungstoleranz in der Dicke des Ringes selbst, in der Breite der Rille,Due to the necessary manufacturing tolerance in the thickness of the ring itself, in the width of the groove,

in der Lage der Rille zum zu sichernden Teil und in der Länge des zu sichernden Teiles entstehen jedoch unterschiedliche Maße in axialer Richtung, die sich aus der Summe der Herstellungstoleranzen ergeben Dazu kommen noch Abnutzungserscheinungen der zu sichernden Teile, sofern sie sich gegeneinander bewegen.however, arise in the position of the groove to the part to be secured and in the length of the part to be secured different dimensions in the axial direction, which result from the sum of the manufacturing tolerances In addition, there are signs of wear and tear on the parts to be secured, provided that they are against each other move.

Zur Überbrückung der Herstellungstoleranzen verwendete man seither sogenannte Distanzscheiben in ίο verschiedenen Stärken. Bei sich gegeneinander bewegenden Teilen müssen zum Ausgleich der Abnutzungserscheinungen die Distanzscheiben nach einer gewissen Zeit durch verstärkte Scheiben ersetzt werden, was ein Aus- und' Einbauen der Teile erforderlich macht. Der Sprengring zur Sicherung gegen axiale Verschiebung, verbunden mit Ausgleichung des axialen Spiels, hat die Aufgabe, die Herstellungstoleranzen bzw. die nach einiger Zeit auftretenden Abnutzungserscheinungen auszugleichen. Um dieses mögliche axiale Spiel auszugleichen, hat man schon am inneren Ringrand gebogene vorstehende Lappen oder auch zylindrisch verbogene Ringe verwendet, die aber auch nicht alle Bedingungen erfüllen konnten, im besonderen erreichten sie keine axial zentrische Federung.Since then, so-called spacers in ίο different strengths. When moving against each other To compensate for the signs of wear and tear, the spacers have to be replaced after a Replaced by reinforced washers for a certain period of time, which requires the parts to be removed and installed power. The snap ring to secure against axial displacement, combined with compensation of the axial play, has the task of reducing the manufacturing tolerances or those that occur after a while Compensate for signs of wear and tear. To compensate for this possible axial play, has protruding lobes that are already bent on the inner edge of the ring or rings that are bent cylindrically used, but they also could not meet all conditions, in particular they did not achieve any axially centric suspension.

Gemäß der Erfindung ist bei Sicherungen eines Gehäuses auf einer Welle mittels eines Sprengringes, der in eine Rille auf der Welle eingesetzt ist und dessen Querschnitt, wie bekannt, von den Enden des Ringes bis zum Scheitel in der Höhe gleichmäßig zunimmt sowie an seinem Umfang mit Lappen versehen ist, der Sprengring zum Ausgleich der bestehenden Toleranzen, bezogen auf den Mittelpunkt der Welle, kegelförmig in einem bestimmten Winkel durchgebogen, so daß die Ringfläche einschließlich der Lappen einen Teil eines Kegelmantels bildet. Der Ring wird konisch gepreßt. Beim Aufspannen des Ringes zum Aufsetzen auf die Welle vergrößert sich der öffnungswinkel des Kegels, wodurch sich der Ring der ebenen Form nähert. Beim Einsetzen in die Rille nimmt der Ring die alte kegelige Form wieder an und überbrückt das durch die Herstellungstoleranzen entstandene Spiel. Die Lappenenden haben am ganzen Umfang gleichmäßigen Abstand vom Rillenboden; hierdurch wird der axiale Druck zentrisch zum Mittelpunkt der Welle aufgenommen. In der anderen Ausführungsform als Innenring zum Ausgleich der bestehenden Toleranzen ist nach der Erfindung der Ring zur Ebene seiner Rille in der Art durchgebogen, daß der äußere Teil des Ringes kegelförmig in einem bestimmten Winkel durchgebogen und der innere Teil ebenfalls kegelförmig, aber in entgegengesetzter Richtung gebogen ist, wobei der öffnungswinkel des letzteren Kegels kleiner ist als der des ersteren. Die beiden Winkel stehen in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Da die Spitzen der beiden Kegel auf einer Mittelachse liegen, ist die Schnittlinie der Winkel zentrisch zur Mittelachse. Beim Zusammenspannen des Ringes zum Einsetzen in die Nut des Gehäuses verkleinert sich der öffnungswinkel des Kegels des äußeren Teiles. Gleichzeitig vergrößert sich der öffnungswinkel des Kegels 'des inneren Teiles, d. h. die inneren Enden der Lappen bewegen sich hinter die Ebene der dem zu sichernden Teil zugekehrten Rillenkante. Beim Aufspannen des Ringes in der Nut bewegen sich die Lappenenden in umgekehrter Richtung bis zur Überbrückung des axialen Spiels. Durch den gleichmäßigen Abstand der Lappenenden vom Rillenboden wird auch hier der axiale Druck zentrisch zum Mittelpunkt der Welle aufgenommen.According to the invention, when fuses a housing on a shaft by means of a snap ring, which is inserted into a groove on the shaft and whose cross-section, as known, from the ends of the Ring increases evenly in height up to the apex and provided with flaps on its circumference is, the snap ring to compensate for the existing tolerances, based on the center point the shaft, bent conically at a certain angle, so that the annular surface including the flap forms part of a cone jacket. The ring is pressed conically. When clamping the Ring to be placed on the shaft increases the opening angle of the cone, whereby the Ring approaches the flat shape. When inserted into the groove, the ring takes on the old conical shape again and bridges the play caused by the manufacturing tolerances. The ends of the lobes are evenly spaced from the bottom of the groove over the entire circumference; this will reduce the axial pressure added centrically to the center of the shaft. In the other embodiment as an inner ring for Compensation of the existing tolerances is, according to the invention, the ring to the level of its groove in the type bent, that the outer part of the ring is bent conically at a certain angle and the inner part is also conical but curved in the opposite direction, the opening angle of the latter cone is smaller than that of the former. The two angles are in one certain relationship to each other. Since the tips of the two cones lie on a central axis, the Line of intersection of the angles centric to the central axis. When tightening the ring for insertion The opening angle of the cone of the outer part is reduced in the groove of the housing. Simultaneously the opening angle of the cone of the inner part increases, d. H. the inner ends of the lobes move behind the plane of the groove edge facing the part to be secured. When clamping the Ring in the groove, the flap ends move in the opposite direction until the axial play. Due to the even distance between the ends of the lobes and the bottom of the groove, here too the axial pressure recorded centrically to the center of the shaft.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Fig. ι und 2 sind zwei Ansichten eines Außenringes nach der Erfindung mit Außenlappen;The invention is illustrated in the drawing. Fig. Ι and 2 are two views of an outer ring according to the invention with outer tabs;

Fig. 3 und 4 zeigen ein Wellenende mit Rille ohne und mit Sprengring nach Fig. 1 und 2;3 and 4 show a shaft end with a groove without and with a snap ring according to FIGS. 1 and 2;

Fig. 5 zeigt den Sprengring nach Fig. 2 in normaler und gespannter Lage;FIG. 5 shows the snap ring according to FIG. 2 in the normal and tensioned position;

Fig. 6 und 7 zeigen ein Gehäuse mit Innenrille und Wellenstumpf ohne und mit Sprengring;6 and 7 show a housing with an inner groove and stub shaft without and with a snap ring;

Fig. 8 und 9 sind zwei Ansichten eines Innenringes mit Innenlappen;Figures 8 and 9 are two views of an inner ring with inner lobes;

Fig. 10 zeigt die Winkelverschiebung der Innenlappen aus dem Ruhezustand in die Spannungslage beim Einsetzen, um 90° zur Fig. 7 verdreht.Fig. 10 shows the angular displacement of the inner lobes from the state of rest to the state of tension upon insertion, rotated by 90 ° to FIG. 7.

In Fig. ι und 2 ist der geschlitzte Sprengring 5 dargestellt, der in der Rille 1 auf einer Welle 2 eingesetzt wird, um das Gehäuse 3 gegen axiale Verschiebung zu sichern. Der Sprengring wird aus federndem Material hergestellt. Er besitzt von den den Schlitz bildenden Enden 4, 4° einen in der Höhe gleichmäßig zunehmenden Querschnitt bis zu dem gegenüberliegenden Scheitelpunkt 5 und ist an seinem äußeren Umfang mit Lappen 6 versehen. Der äußere Umfang der Lappen liegt auf einem Kreisumfang, der zentrisch zu dem Kreisumfang des inneren Durchmessers liegt. Die beiden Lappen am Schlitz 4, 4" sind mit Löchern 7, 7° versehen, die zum Einsetzen von Spitzen eines Werkzeuges zum Auf- und Zuspannen des Ringes dienen.In Fig. Ι and 2, the slotted snap ring 5 is shown, which is used in the groove 1 on a shaft 2 to the housing 3 against axial displacement to back up. The snap ring is made of resilient material. He owns the ones that form the slot Ends 4, 4 ° one increasing evenly in height Cross-section up to the opposite vertex 5 and is on its outer circumference provided with flaps 6. The outer circumference of the lobes lies on a circumference that is centric to the circumference of the inner diameter. The two tabs on the slot 4, 4 "have holes 7, 7 ° provided for inserting the tips of a tool for opening and closing the ring to serve.

Fig. 5 zeigt die kegelige Verformung des Ringes, wobei der Ursprung des Kegels in der Mittelachse der Welle 2 liegt, die den Ring in ihrer Rille 1 aufnimmt. Wird der Ring zum Aufsetzen in die Rille 1 der Welle 2 aufgespannt, vergrößert sich der in Fig. 5 dargestellte öffnungswinkel 8 des Kegels, und die Höhe 9 des ungespannten Ringes verringert sich dadurch auf die Höhe 10 des aufgespannten Ringes. Nach dem Einsetzen in die Rille 1 wird der Ring entspannt und übt einen axialen Druck gegen das zu sichernde Gehäuse 3 aus, indem er bestrebt ist, in seine ursprüngliche kegelige Form zurückzukehren; damit überbrückt er aus Herstellungstoleranzen herrührendes axiales Spiel. Da der äußere Umfang der Lappen 6 zentrisch zu dem auf dem Rillenboden liegenden inneren Durchmesser des Ringes liegt, wird der axiale Drück zentrisch zur Mittelachse der Welle aufgenommen.Fig. 5 shows the conical deformation of the ring, the origin of the cone in the central axis of the Shaft 2, which receives the ring in its groove 1. If the ring is to be placed in groove 1 of the Spanned shaft 2, the opening angle 8 of the cone shown in FIG. 5 increases, and the This reduces the height 9 of the unstressed ring to the height 10 of the open ring. After being inserted into the groove 1, the ring is relaxed and exerts an axial pressure against it securing housing 3 by striving to return to its original conical shape; thus it bridges the axial play resulting from manufacturing tolerances. Since the outer perimeter of the Flap 6 is centered on the inner diameter of the ring lying on the groove bottom the axial pressure recorded centrically to the central axis of the shaft.

In Fig. 8 und 9 ist der geschlitzte innere Sprengring dargestellt, der in eine Rille 11 in einem Gehäuse 12 (Fig. 6 und 7) eingesetzt wird, um die Welle 13 gegen axiale Verschiebung zu sichern. Der Sprengring wird aus federndem Material hergestellt. Er besitzt von den den Schlitz bildenden Enden 14, 14° ebenfalls inen gleichmäßig zunehmenden Querschnitt bis zum gegenüberliegenden Scheitelpunkt 15 und ist anIn Figures 8 and 9, the slotted inner snap ring is shown, which is in a groove 11 in a housing 12 (Fig. 6 and 7) is used to secure the shaft 13 against axial displacement. The snap ring will made of resilient material. It also has the ends 14, 14 ° forming the slot A uniformly increasing cross-section up to the opposite vertex 15 and is on

seinem inneren Umfang mit Lappen 16 versehen. Der innere Umfang der Lappen liegt auf einem Kreisumfang, der zentrisch zu dem Kreisumfang des äußeren Durchmessers liegt. Die beiden Lappen am Schlitz 14, 14" sind mit Löchern 17, iy^a versehen, die zum Einsetzen von Spitzen eines Werkzeuges zum Auf- und Zuspannen des Ringes dienen.provided with tabs 16 on its inner circumference. The inner circumference of the lobes lies on a circumference which is central to the circumference of the outer diameter. The two tabs on the slot 14, 14 "are provided with holes 17, iy ^a , which are used to insert the tips of a tool for opening and closing the ring.

Fig. 10 zeigt die Verformung des Ringes in Form eines Doppelkegels. Der Ursprung des Kegels 18 der äußeren Ringflächc α liegt dem Ursprung des Kegels 19 der inneren Lappen b gegenüber, wobei der öffnungswinkel 20 des Kegels 18 größer als der öffnungswinkel 21 des Kegels 19 ist und der Ursprung beider Kegel in der Mittelachse 22 des Gehäuses 12 liegt, das den Ring in seiner Rille 11 aufnimmt. Daraus ergibt sich eine zentrischc Lage der Schnittlinie der beiden Winkel 20 und 21.Fig. 10 shows the deformation of the ring in the form of a double cone. The origin of the cone 18 of the outer annular surface α lies opposite the origin of the cone 19 of the inner lobes b , the opening angle 20 of the cone 18 being greater than the opening angle 21 of the cone 19 and the origin of both cones lying in the central axis 22 of the housing 12 , which receives the ring in its groove 11. This results in a centric position of the line of intersection of the two angles 20 and 21.

Wird der Ring zum Einsetzen in die Rille 11 des Gehäuses 12 zugespannt, verkleinert sich deröffnungswinkel 20 des äußeren Umfanges α zu 20', während sich der öffnungswinkel 21 des inneren Umfanges b zu 21' vergrößert. Dadurch stellt sich die innere Ebene 23 der Lappenenden b' hinter die Ebene 24 der zuerst in die Rille einzuführenden Ringkante a'. Nach dem Einsetzen in die Rille 11 wird der Ring entspannt und übt einen axialen Druck gegen die zu sichernde Welle 13 aus, indem er bestrebt ist, seine ursprüngliche Form wieder, anzunehmen. Damit überbrückt er aus Herstellungstoleranzen herrührendes axiales Spiel. Da der Umfang der Lappen 16 zentrisch zu dem auf dem Rillenboden liegenden äußeren Durchmesser des Ringes liegt, wird der axiale Druck zentrisch zur Mittelachse des Gehäuses 12 aufgenommen. Zur Ausschaltung des axialen Spieles, das bei der Anwendung von Sprengringen infolge der Herstellungstoleranzen der einzelnen zusammentreffenden Teile entsteht, sind wie erwähnt, bereits verschiedene Ringformen bekannt. So wurde der bekannte geschlitzte Sicherungsring mit zunehmender Querschnittshöhe und mit einer Wölbung in axialer Richtung in eine gegenüber der Stärke des Ringes wesentlich breitere Rille eingesetzt. Die Wölbung des Ringes in axialer Richtung in Verbindung mit der breiteren Rille bewirkt dann die Ausschaltung des axialen Spieles, wobei sich der Ring aber nur punktförmig einerseits in der Rille und andererseits im zu sichernden Teil anlegt.If the ring is tightened for insertion into the groove 11 of the housing 12 , the opening angle 20 of the outer circumference α decreases to 20 ', while the opening angle 21 of the inner circumference b increases to 21'. As a result, the inner plane 23 of the tab ends b 'is positioned behind the plane 24 of the ring edge a' to be inserted first into the groove. After being inserted into the groove 11, the ring is relaxed and exerts an axial pressure against the shaft 13 to be secured, in that it strives to assume its original shape again. In this way, it bridges the axial play resulting from manufacturing tolerances. Since the circumference of the tabs 16 lies centrally with respect to the outer diameter of the ring lying on the groove base, the axial pressure is absorbed centrally with respect to the central axis of the housing 12. As mentioned, various ring shapes are already known to eliminate the axial play that arises when using snap rings as a result of the manufacturing tolerances of the individual parts that come together. Thus, the known slotted locking ring was used with increasing cross-sectional height and with a curvature in the axial direction in a groove that is much wider than the thickness of the ring. The curvature of the ring in the axial direction in conjunction with the wider groove then eliminates the axial play, but the ring is only punctiform on the one hand in the groove and on the other hand in the part to be secured.

Da die Größe der axialen Kraft, die mit einem geschlitzten Sprengring übertragen werden kann, wesentlich von dem Verhältnis der Rillenbreite zur Stärke des Ringes in dem Sinne abhängt, daß bei wachsender Größe dieser Verhältniszahl die Größe der übertragbaren Kraft nach einer Hyperbelfunktion abnimmt, und die punktförmige Berührung einerseits in der Rille, andererseits am zu sichernden Teil eine spezifisch hohe Flächenpressung hervorruft, hat diese Ausführungsform erhebliche Nachteile.Since the magnitude of the axial force that can be transmitted with a split snap ring, depends essentially on the ratio of the groove width to the thickness of the ring in the sense that at the increasing size of this ratio, the size of the transferable force after a hyperbolic function decreases, and the point-like contact on the one hand in the groove, on the other hand on the part to be secured causes specifically high surface pressure, this embodiment has considerable disadvantages.

Andererseits verwendet man, wie oben erwähnt, geschlossene Ringe mit nach innen bzw. nach außen stehenden Lappen, die aus der Ebene des Ringkörpers herausgebogen sind und durch Reibungsschluß auf der Welle bzw. in einem Gehäuse sitzen. Wenn auch bisweilen die Einsparung des Einstechens von Rillen in Wellen bzw. Gehäuse von Vorteil sein mag, so ist eine formsclilüssige Sicherung vor allem bei größeren und in ihrer Richtung wechselnden Axialkräften einer nur reibungsschlüssigen Sicherung überlegen.On the other hand, as mentioned above, closed rings are used with an inward or outward direction standing lobes that are bent out of the plane of the ring body and by frictional engagement the shaft or sit in a housing. Even if the need for grooving is saved from time to time may be advantageous in shafts or housings, a form-fitting fuse is especially useful for larger ones and axial forces that change in their direction are superior to an only frictional locking mechanism.

Claims

Patent claims:

1. Snap ring to secure against axial displacement two machine parts against each other, which as a slotted resilient ring with after Apex of increasing cross-sectional height is designed and provided with lobes on the circumference, thereby characterized in that the ring and the lobes are bent conically as part of a conical jacket are.

2. Snap ring according to claim 1, characterized in that that the tabs are arranged on the outer circumference, the outer circumference on a Circle runs centrically to the groove in which the snap ring is used.

3. Snap ring according to claim 1 and 2, characterized in that the tabs on the inner Perimeter are arranged and their inner circumference runs on a circle centered on the groove, in which the snap ring is inserted.

4. snap ring according to claim 1 and 3, characterized in that the tabs on another The cone lie as the ring surface, with both parts, lobes and ring, then forming an angle.

5. snap ring according to claim 2 and 3, characterized in that the cross section of the ring is always the same size within the lobes.

6. snap ring according to claim 2, 3 and 5, characterized in that the sum of the width of all Flap a percentage of the total circumference required for deformation during clamping does not exceed. .

7. snap ring according to claim 4, characterized in that the tab and the ring forming cone lies in the same axis that forms the central axis of the housing.

1 sheet of drawings