DE102010010638A1 - Annular axial securing element - Google Patents

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Abstract

Ringförmiges, axiales Sicherungselement (1, 1') zum axialen Sichern eines Bauteils (11) auf einer Welle (6) oder in einer Bohrung mit mindestens einer konischen Flanke (2), das in eine Ringnut (8) in der Welle (6) oder der Bohrung mit mindestens einer konischen Nutfläche (9) einsetzbar ist, wobei das Sicherungselement (1, 1') wenigstens an einem Bereich (3) seines Umfangs quergeteilt ist und sich in diesem Bereich (3) mit einer Schraubenanordnung (5) in der Ringnut (8) radial spreizen oder zusammenziehen und dadurch in Richtung des zu sichernden Bauteils (11) axial verschieben lässt, sowie Verwendung von einem oder zwei axial beabstandeten Sicherungselementen zum axialen Sichern und/oder Positionieren mit Formschluss von Ringen oder Naben auf Wellen mit großen Durchmessern über 1000 mm.Annular, axial securing element (1, 1 ') for axially securing a component (11) on a shaft (6) or in a bore with at least one conical flank (2) which is inserted into an annular groove (8) in the shaft (6) or the bore with at least one conical groove surface (9) can be used, the securing element (1, 1 ') being transversely divided at least in one area (3) of its circumference and in this area (3) with a screw arrangement (5) in the The ring groove (8) can be expanded or contracted radially and thereby displaced axially in the direction of the component (11) to be secured, as well as the use of one or two axially spaced securing elements for axially securing and / or positioning rings or hubs on shafts with large diameters over 1000 mm.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein ringförmiges, axiales Sicherungselement zum axialen Sichern eines Bauteils auf einer Welle oder in einer Bohrung mit mindestens einer konischen Flanke, das in eine Ringnut in der Welle oder der Bohrung mit mindestens einer konischen Nutflanke einsetzbar ist.The invention relates to an annular, axial securing element for axially securing a component on a shaft or in a bore with at least one conical flank, which can be inserted into an annular groove in the shaft or the bore with at least one conical groove flank.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige ringförmige, axiale Sicherungselemente, insbesondere ein solcher Sicherungsring, sind in der DE 10 2005 042 346 A1 beschrieben. Es handelt sich hierbei um radial federnde Ringe, die sich elastisch radial spreizen oder verkleinern lassen, um sie in eine Nut einzusetzen, in die sie dann einschnappen und ein Bauteil axial sichern. Derartige Sicherungselemente dienen zum Ausgleich von axialen Toleranzen und weisen die schon erwähnte konische Flanke auf, die an einer entsprechenden konischen Nutflanke der Ringnut anliegt. Da die bekannten Sicherungsringe mit einer oder zwei konischen Flanken nur durch Federwirkung in der Nut gehalten werden, ist es erforderlich, dass der Schrägungswinkel α der konischen Ringflanke und der Nutflanke höchstens 15° betragen darf, um selbsthemmend zu sein. Derartige Keilringe mit einer größeren radialen Bauhöhe für Wellen oder Bohrungen mit Durchmessern bis zu 150 mm erfordern radiale Aussparungen auf ihrem Umfang, um ein Überdehnen des Keilrings bei der Montage zu vermeiden.Such annular, axial securing elements, in particular such a retaining ring, are in the DE 10 2005 042 346 A1 described. These are radially resilient rings, which can be elastically spread radially or reduced in size to use them in a groove, in which they then snap and axially secure a component. Such securing elements are used to compensate for axial tolerances and have the already mentioned conical flank, which bears against a corresponding conical groove flank of the annular groove. Since the known retaining rings are held with one or two conical flanks only by spring action in the groove, it is necessary that the helix angle α of the conical annular flank and the groove flank may be at most 15 ° to be self-locking. Such wedge rings with a larger radial height for shafts or holes with diameters up to 150 mm require radial recesses on its circumference in order to avoid overstretching of the wedge ring during assembly.

Für Wellen oder Bohrungen mit einem Durchmesser größer als 150 mm sind diese bekannten Keilringe nicht geeignet, so dass die axiale Sicherung von Bauteilen auf Wellen oder in Bohrungen mit größeren Durchmessern als 150 mm mittels Wellenmuttern bzw. Nutmuttern erfolgen muss, wenn eine formschlüssige Sicherung notwendig ist. Insbesondere bei Durchmessern größer als 1120 mm, wie sie bei Wellen in Windkraftanlagen vorkommen, sind Sonderprodukte nötig, da so große Wellenmuttern und Nutmuttern nicht genormt sind. Die dazu gehörigen Wellengewinde sind teuer, kompliziert herzustellen und schlecht zu prüfen.For waves or holes with a diameter greater than 150 mm, these known wedge rings are not suitable, so that the axial securing of components on shafts or in holes with diameters larger than 150 mm must be done by means of shaft nuts or locknuts, if a positive locking is necessary , In particular, with diameters greater than 1120 mm, as they occur in waves in wind turbines, special products are necessary because such large shaft nuts and locknuts are not standardized. The associated shaft threads are expensive, difficult to manufacture and difficult to test.

Zwar lassen sich Press- und Schrumpfverbände auch für derartig große Durchmesser herstellen, jedoch bieten diese nur eine kraftschlüssige Verbindung.Although press and shrink bandages can also be produced for such large diameters, however, they offer only a frictional connection.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein ringförmiges, axiales Sicherungselement in der Art eines Keilrings vorzuschlagen, das einfach herzustellen ist, eine formschlüssige Verbindung auch bei Wellen oder Bohrungen großen Durchmessers gewährleistet und dabei den Ausgleich axialer Toleranzen zu erreichen gestattet.Against this background, the present invention seeks to propose an annular, axial securing element in the manner of a wedge ring, which is easy to produce, ensures a positive connection even with large diameter shafts or holes and thereby allows to achieve the compensation of axial tolerances.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem ringförmigen, axialen Sicherungselement zum axialen Sichern eines Bauteils auf einer Welle oder in einer Bohrung darin, dass das Sicherungselement wenigstens an einer Stelle seines Umfangs quergeteilt ist und sich in diesem Bereich mittels einer Schraubenanordnung in der Ringnut einer Welle oder einer Bohrung radial spreizen oder zusammenziehen und dadurch in Richtung des zu sichernden Bauteils axial verschieben lässt.The solution to this problem consists in an annular, axial securing element for axially securing a component on a shaft or in a hole therein that the securing element is transversely divided at least at one point of its circumference and in this area by means of a screw arrangement in the annular groove of a shaft or radially spread or contract a bore and thereby allows to move axially in the direction of the component to be secured.

Dadurch, dass das Sicherungselement mittels einer Schraubenanordnung radial spreizbar oder zusammenziehbar ist, ist eine formschlüssige Verbindung des Sicherungselements mit der Welle oder der Bohrung gegeben, die besonders für Wellen oder Bohrungen mit großem Durchmesser, beispielsweise größer als 1120 mm, geeignet ist.Characterized in that the securing element by means of a screw arrangement is radially spreadable or contractible, a positive connection of the securing element with the shaft or the bore is given, which is particularly suitable for waves or holes with a large diameter, for example greater than 1120 mm.

Durch das radiale Verspannen des erfindungsgemäßen Sicherungselements mittels einer Schraubenanordnung wird eine axiale Verschiebung des Sicherungselements entlang seiner konischen Flanke und der entsprechenden Nutflanke der Ringnut bewirkt, wodurch das Bauteil auf der Welle oder in einer Bohrung axial durch Formschluss gespannt wird und axiale Toleranzen ausgeglichen werden.By the radial clamping of the securing element according to the invention by means of a screw arrangement, an axial displacement of the securing element along its conical flank and the corresponding groove flank of the annular groove is effected, whereby the component is axially clamped on the shaft or in a bore by positive engagement and axial tolerances are compensated.

Vorzugsweise ist das Sicherungselement an zwei Bereichen seines Umfangs, diametral gegenüberliegend quergeteilt ausgebildet, wobei entweder je eine Schraubenordnung in den beiden quer geteilten Bereichen des Sicherungselements oder in dem einen quer geteilten Bereich eine Gelenkverbindung und in dem diametral gegenüberliegenden Bereich die Schraubenanordnung vorgesehen sein können.Preferably, the securing element is formed on two regions of its circumference, diametrically opposite transversely divided, either a screw order in the two transversely divided areas of the fuse element or in a transversely divided area a hinge connection and in the diametrically opposite region, the screw arrangement can be provided.

Für die Montage in einer Ringnut in einer Welle kann sich das Sicherungselement durch wenigstens eine Zugschraube zusammenziehen lassen, während für die Montage in einer Ringnut in einer Bohrung das Spreizen durch wenigstens eine Druckschraube erfolgen kann.For mounting in an annular groove in a shaft, the securing element can contract by at least one lag screw, while for mounting in an annular groove in a bore spreading can be done by at least one pressure screw.

Die eingangs erwähnte Aufgabe wird des Weiteren durch die Verwendung des vorstehend definierten Sicherungselements zum axialen Sichern mit Formschluss von Ringen oder Naben auf Wellen mit großem Durchmessern über 1.000 mm und auch durch die Verwendung von zwei axial beabstandeten Sicherungselementen zum axialen Sichern und Positionieren eines dazwischen angeordneten Bauteils gelöst.The above-mentioned object is further achieved by the use of the above-defined securing element for axial securing with form-fitting rings or hubs on shafts with large diameters over 1,000 mm and also by the use of two axially spaced securing elements for axially securing and positioning a component arranged therebetween solved.

Wird nur ein Sicherungselement verwendet, so muss die Welle oder die Bohrung einen radialen Absatz aufweisen, gegen den sich das zu sichernde Bauteil mittels des Sicherungselements verspannen lässt. In diesem Fall ist nur ein Ausgleich von axialen Toleranzen des Bauteils möglich. If only one securing element is used, then the shaft or the bore must have a radial shoulder against which the component to be secured can be clamped by means of the securing element. In this case, only a compensation of axial tolerances of the component is possible.

Wird das Bauteil auf der Welle oder in der Bohrung durch zwei axial beabstandete Sicherungselemente fixiert, so ist kein Bund oder Absatz an der Welle oder in der Bohrung erforderlich und das Bauteil lässt sich mit Bezug auf die Welle oder Bohrung axial positionieren, indem die axial beabstandeten Sicherungselemente unterschiedlich tief in die entsprechenden Nuten hineingezogen oder in sie gespreizt werden.If the component is fixed on the shaft or in the bore by means of two axially spaced securing elements, then no collar or shoulder on the shaft or in the bore is required and the component can be axially positioned with respect to the shaft or bore by axially spaced apart Fastening elements are pulled into different depths in the corresponding grooves or spread in it.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen weiter erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained below with reference to the accompanying drawings of several embodiments. In the drawing shows

1 eine teilweise Schnittansicht eines auf einer Welle mittels eines erfindungsgemäßen Sicherungselements fixierten Bauteils, 1 a partial sectional view of a fixed on a shaft by means of a securing element according to the invention component,

2 eine teilweise Schnittansicht eines auf einer Welle durch zwei axial beabstandete Scherungselemente fixierten und axial positionierten Bauteils, 2 3 is a partial sectional view of a component fixed on a shaft by two axially spaced shear elements and axially positioned;

3 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt eines quer geteilten, erfindungsgemäßen Sicherungsrings mit zwei diametral gegenüberliegenden Schraubenanordnungen, und 3 a schematic view, partially in section of a transversely divided, inventive locking ring with two diametrically opposed screw assemblies, and

4 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt eines quer geteilten, erfindungsgemäßen Sicherungselements mit einer Schraubenanordnung und einer diametral gegenüberliegenden Gelenkverbindung. 4 a schematic view, partially in section of a transversely divided, fuse element according to the invention with a screw arrangement and a diametrically opposed hinge connection.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Gemäß 1 ist ein ringförmiges Bauteil 11, beispielsweise ein Wälzlagerinnenring oder eine Nabe eines Rades, auf einer Welle 6 axial zu sichern. Zu diesem Zweck weist die Welle 6 einen Bund oder Absatz 7 auf, gegen den das Bauteil 11 mit seiner einen senkrechten Seitenfläche 12' axial gespannt wird. Dies geschieht mittels des Sicherungselements 1, das einer senkrechten Seitenfläche 12 des Bauteils 11 zugewandt eine entsprechende, senkrechte Flanke 4 aufweist, während die entgegengesetzte Flanke 2 des Sicherungselements 1 konisch ausgebildet ist.According to 1 is an annular component 11 For example, a rolling bearing inner ring or a hub of a wheel, on a shaft 6 secure axially. For this purpose, the shaft points 6 a covenant or paragraph 7 on, against which the component 11 with its one vertical side surface 12 ' is clamped axially. This is done by means of the fuse element 1 that of a vertical side surface 12 of the component 11 facing a corresponding vertical edge 4 while the opposite flank 2 of the fuse element 1 is conical.

Das Sicherungselement 1 ist in eine Nut 8 in der Welle 6 eingesetzt und legt sich mit seiner konischen Flanke 2 an eine entsprechende konische Nutflanke 9 der Nut 8 an. Die senkrechte Seitenfläche 12 des Bauteils 11, die dem Sicherungselement 1 zugewandt ist, ragt axial geringfügig in den Bereich der Nut 8 hinein, so dass zwischen dem Sicherungselement 1 und der Nut 8 axial ein Ringspalt 10 verbleibt. Dadurch ist es möglich, das Sicherungselement 1 in die Nut 8 hineinzuziehen, wodurch das Sicherungselement 1 aufgrund seiner konischen Flanke 2, die an der konischen Nutflanke 9 anliegt, axial verschoben wird, und das Bauteil 11 formschlüssig verspannt. Im verspannten Zustand hat das Sicherungselement 1 vorzugsweise noch einen radialen Abstand zu dem Boden der Nut 8.The fuse element 1 is in a groove 8th in the wave 6 used and lies down with its conical flank 2 to a corresponding conical groove flank 9 the groove 8th at. The vertical side surface 12 of the component 11 that the fuse element 1 facing slightly protrudes axially in the region of the groove 8th into it, so that between the fuse element 1 and the groove 8th axially an annular gap 10 remains. This makes it possible for the fuse element 1 in the groove 8th pull in, causing the fuse element 1 due to its conical flank 2 at the conical groove flank 9 abuts, is axially displaced, and the component 11 positively clamped. In the clamped state has the fuse element 1 preferably still a radial distance to the bottom of the groove 8th ,

Das radiale Verspannen kann gemäß 3 dadurch erfolgen, dass das Sicherungselement 1 quergeteilt ausgebildet ist, und zwischen den beiden Hälften des Sicherungselements 1 eine Teilfuge 3 vorgesehen ist. Zwischen den beiden Hälften des Sicherungselements 1 sind zwei Schraubenanordnungen 5 in Form von Zugschrauben angeordnet, die ein radiales Verspannen der Hälften des Sicherungselements 1 beim Anziehen der Schraubenanordnung 5 bewirken. Abweichend von 3 kann das Sicherungselement 1 zur Reduzierung der Herstellkosten auch aus zwei baulich identischen Hälften bestehen, wobei die beiden Schrauben 5 in entgegengesetzte Richtungen und axial versetzt in die jeweils gegenüberliegende Hälfte eingeschraubt werden.The radial bracing can according to 3 be done by the securing element 1 is formed transversely divided, and between the two halves of the fuse element 1 a parting line 3 is provided. Between the two halves of the fuse element 1 are two screw arrangements 5 arranged in the form of lag screws, which causes a radial distortion of the halves of the securing element 1 when tightening the screw assembly 5 cause. Deviating from 3 can the fuse element 1 to reduce the manufacturing costs also consist of two structurally identical halves, the two screws 5 in opposite directions and axially offset in the opposite half are screwed.

Gemäß 2 sind zwei axial beabstandete Sicherungselemente 1, 1' beiderseits des zu sichernden Bauteils 11 vorgesehen, die in entsprechende Nuten 8 in der Welle 6 in der gleichen Weise einsetzbar sind, wie dies zu den 1 und 3 beschrieben wurde. Durch unterschiedliches radiales Verspannen der axial beabstandeten Sicherungselemente 1, 1' lässt sich das Bauteil 11 hinsichtlich der Welle 6 axial sichern und positionieren, wodurch verbesserte Möglichkeiten des Ausgleichs von Toleranzen gegeben sind.According to 2 are two axially spaced securing elements 1 . 1' on both sides of the component to be secured 11 provided in corresponding grooves 8th in the wave 6 can be used in the same way as to the 1 and 3 has been described. By different radial clamping of the axially spaced securing elements 1 . 1' the component can be left 11 with regard to the wave 6 axially secure and position, which are improved ways of compensating for tolerances.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselements 1 ist in 4 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass die Hälften des quer geteilten Sicherungselements 1 einerseits mittels einer Gelenkverbindung 13 miteinander verbunden sind und sich andererseits durch nur eine Schraubenanordnung 5 radial gegeneinander verspannen lassen.Another embodiment of the fuse element according to the invention 1 is in 4 shown, it can be seen that the halves of the transverse split fuse element 1 on the one hand by means of a hinge connection 13 connected to each other and on the other hand by only one screw arrangement 5 can be braced radially against each other.

Werden die 1 und 2 um 180° gedreht betrachtet, entspricht dies der Anordnung eines ringförmigen Bauteils 11 in einer Bohrung eines Bauteils 6, wobei in diesem Fall die Sicherungselemente 1 durch Druckschrauben gespreizt werden, um das Bauteil 11, das beispielsweise ein Außenring eines Wälzlagers sein kann, axial zu verspannen und zu positionieren.Will the 1 and 2 viewed rotated through 180 °, this corresponds to the arrangement of an annular member 11 in a bore of a component 6 , in which case the securing elements 1 be spread by pressure screws to the component 11 , which may be, for example, an outer ring of a rolling bearing to axially clamp and position.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sicherungselementfuse element
1'1'
Sicherungselementfuse element
22
Konische Flanke des Sicherungselements 1 Conical flank of the fuse element 1
33
Quergeteilter Bereich, TeilfugeCross divided area, parting line
44
Senkrechte Flanke des Sicherungselements 1 Vertical edge of the fuse element 1
4'4 '
Senkrechte Flanke des Sicherungselements 1' Vertical edge of the fuse element 1'
55
Schraubenanordnung, ZugschraubeScrew arrangement, lag screw
66
Wellewave
77
Absatz, Bund an der Welle 6 Heel, waistband on the shaft 6
88th
Nut in der Welle 6 Groove in the shaft 6
99
Konische Nutflanke an der Nut 8 Conical groove flank on the groove 8th
1010
Ringspaltannular gap
1111
Bauteil, WälzlagerinnenringComponent, rolling bearing inner ring
1212
Senkrechte Seitenfläche des Bauteils 11 Vertical side surface of the component 11
12'12 '
Senkrechte Seitenfläche des Bauteils 11 Vertical side surface of the component 11
1313
Gelenkverbindungarticulation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005042346 A1 [0002] DE 102005042346 A1 [0002]

Claims (8)

Ringförmiges, axiales Sicherungselement (1, 1') zum axialen Sichern eines Bauteils (11) auf einer Welle (6) oder in einer Bohrung mit mindestens einer konischen Flanke (2), das in eine Ringnut (8) in der Welle (6) oder der Bohrung mit mindestens einer konischen Nutfläche (9) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (1, 1') wenigstens an einem Bereich (3) seines Umfangs quergeteilt ist und sich in diesem Bereich (3) mit einer Schraubenanordnung (5) in der Ringnut (8) radial spreizen oder zusammenziehen und dadurch in Richtung des zu sichernden Bauteils (11) axial verschieben lässt.Ring-shaped, axial securing element ( 1 . 1' ) for axially securing a component ( 11 ) on a wave ( 6 ) or in a bore with at least one conical flank ( 2 ), which is in an annular groove ( 8th ) in the wave ( 6 ) or the bore with at least one conical groove surface ( 9 ), characterized in that the securing element ( 1 . 1' ) at least at one area ( 3 ) of its scope is divided and in this area ( 3 ) with a screw arrangement ( 5 ) in the annular groove ( 8th ) radially spread or contract and thereby in the direction of the component to be secured ( 11 ) can be moved axially. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (1, 1') an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen (3) seines Umfangs quergeteilt ist.Securing element according to claim 1, characterized in that the securing element ( 1 . 1' ) on two diametrically opposite areas ( 3 ) is divided transversely of its scope. Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Schraubenanordnung (5) in jedem der beiden quer geteilten Bereiche (3) des Sicherungselements (1, 1') vorgesehen ist.Fuse element according to claim 2, characterized in that a respective screw arrangement ( 5 ) in each of the two transversely divided areas ( 3 ) of the security element ( 1 . 1' ) is provided. Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem einen quer geteilten Bereich (3) eine Gelenkverbindung (13) und in dem diametral gegenüberliegenden Bereiche (3) die Schraubenanordnungen (5) vorgesehen sind.Fuse element according to claim 2, characterized in that in the one transversely divided area ( 3 ) a hinge connection ( 13 ) and in the diametrically opposite areas ( 3 ) the screw arrangements ( 5 ) are provided. Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sicherungselement (1, 1') in der Ringnut (8) in der Welle (6) durch wenigstens eine Zugschraube (5) zusammenziehen lässt.Securing element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the securing element ( 1 . 1' ) in the annular groove ( 8th ) in the wave ( 6 ) by at least one lag screw ( 5 ). Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sicherungselement (1, 1') in der wenigstens einen Ringnut in der Bohrung durch wenigstens eine Druckschraube spreizen lässt.Securing element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the securing element ( 1 . 1' ) can be spread in the at least one annular groove in the bore by at least one pressure screw. Verwendung des Sicherungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum axialen Sichern mit Formschluss von Ringen (11) oder Naben auf Wellen (6) mit großen Durchmessern über 1000 mm.Use of the securing element according to one of claims 1 to 6 for axial securing with positive locking of rings ( 11 ) or hubs on shafts ( 6 ) with large diameters over 1000 mm. Verwendung von zwei axial beabstandeten Sicherungselementen (1, 1') nach Anspruch 7 zum axialen Sichern und Positionieren eines dazwischen angeordneten Bauteils (11).Use of two axially spaced securing elements ( 1 . 1' ) according to claim 7 for the axial securing and positioning of a component ( 11 ).
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