DE3708949A1

DE3708949A1 - HOLDING RING FOR LOCATING A COMPONENT

Info

Publication number: DE3708949A1
Application number: DE19873708949
Authority: DE
Inventors: John Fredrick Leonard
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1987-09-24
Also published as: FR2596115A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Haltering zur Lagesicherung eines Bauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a retaining ring for securing the position a component according to the preamble of claim 1.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Festlegung ringförmiger Bauteile in Ringkammern zum Zweck der Lagesicherung oder der Herstellung von Abdichtungen.A particular field of application of the invention is Definition of annular components in annular chambers for the purpose securing the position or producing seals.

Eine bekannte Möglichkeit der Lagesicherung von ring förmigen Bauteilen in Ringkammern ist in Fig. 5 der an liegenden Zeichnungen dargestellt, wonach ein Haltering fest an einem Flansch der Ringkammer befestigt ist und mindestens einen Teil aufweist, der das ringförmige Bauteil in der Ringkammer hält. Dabei kann der Haltering beispiels weise durch Nieten oder Schrauben an der Ringkammer befestigt sein. Ein Hauptnachteil dieser bekannten Maßnahme liegt darin, daß nur eine kleine oder überhaupt keine Anpreßkraft vom Haltering auf das ringförmige Bauteil übertragen werden kann, um einen guten Sitz bzw. eine straffe Anlage des ring förmigen Bauteils an einem entsprechenden Anschlag der Ringkammer sicherzustellen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß, wenn das ringförmige Bauteil ausgetauscht wird und das neue Bauteil eine geringfügig abweichende Dicke hat, entweder Distanzscheiben eingelegt werden müssen oder das Bohren neuer Schraubenlöcher erforderlich sein kann, um den Wiederzusammenbau zu ermöglichen. A known way of securing the position of ring-shaped components in annular chambers is shown in Fig. 5 of the attached drawings, according to which a retaining ring is fixedly attached to a flange of the annular chamber and has at least one part which holds the annular component in the annular chamber. The retaining ring can, for example, be attached to the annular chamber by rivets or screws. A main disadvantage of this known measure is that only a small or no contact pressure can be transmitted from the retaining ring to the annular component in order to ensure a good fit or a tight fit of the ring-shaped component on a corresponding stop of the annular chamber. Another disadvantage is that if the annular component is replaced and the new component has a slightly different thickness, spacers may either have to be inserted or new screw holes may have to be drilled to enable reassembly.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer Teller federscheibe, wie in Fig. 6 der Zeichnungen dargestellt ist. Solche Tellerfederscheiben sind derart konisch geformt, daß ihr äußerer Rand mit Bezug auf ihren inneren Rand axial versetzt gelegen ist. Die Tellerfederscheibe wird in Ver bindung mit einem Klemmorgan irgendeiner bekannten Bauart eingesetzt, so daß die Tellerfederscheibe mit ihrem einen Rand an dem Klemmorgan und mit ihrem anderen Rand an dem ringförmigen Bauteil anliegt und, wenn mittels des Klemm organs eine Klemmkraft erzeugt wird, die Tellerfederscheibe im Sinne einer Abflachung verformt und dadurch die Klemm kraft als Vorspannkraft auf das ringförmige Bauteil über tragen wird. Dadurch wird das Bauteil gegen den entsprechen den Anschlag der Ringkammer angepreßt. Durch diese Lösung werden zwar die Nachteile der zuvor beschriebenen Kon struktion behoben, jedoch sind bei dieser Ausführung immer noch eine Reihe anderer Nachteile gegeben.Another possibility is the use of a spring washer plate, as shown in Fig. 6 of the drawings. Such disc spring washers are conically shaped such that their outer edge is axially offset with respect to their inner edge. The disc spring washer is used in conjunction with a clamping member of any known type, so that the disc washer bears with its one edge against the clamping member and with its other edge against the annular component and, if a clamping force is generated by means of the clamping member, the disc spring washer in Deformed in the sense of a flattening and thereby the clamping force is transmitted as a biasing force to the annular component. As a result, the component is pressed against the corresponding stop of the annular chamber. With this solution, the disadvantages of the construction described above are eliminated, but there are still a number of other disadvantages in this embodiment.

Eines der Probleme der zuletzt beschriebenen Konstruktion liegt darin, daß sich bei der Verformung der Tellerfeder scheibe deren Innen- und Außendurchmesser entsprechend ändern. Bei der Verformung tritt nämlich eine Verringerung des Innendurchmessers und gleichzeitig eine Vergrößerung des Außendurchmessers auf. Damit können Positionierungs probleme auftreten und zu einer ungleichmäßigen Lastver teilung auf dem ringförmigen Bauteil führen.One of the problems with the construction described last lies in the fact that the disc spring deforms disc their inner and outer diameter accordingly to change. There is a reduction in the deformation of the inner diameter and at the same time an enlargement of the outside diameter. This allows positioning problems occur and an uneven load distribution lead division on the annular component.

Darüberhinaus ist die durch die Tellerfederscheibe ver fügbare Federkraft durch das verfügbare Maß der axialen Ver formung der Tellerfederscheibe stark begrenzt, welches die Tellerfederscheibe aufnehmen kann, bevor ihr Werkstoff im Bereich ihres Außendurchmessers über die Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht oder die Tellerfederscheibe flachgedrückt wird.In addition, it is ver through the disc spring washer available spring force through the available dimension of the axial ver Formation of the disc spring washer, which limits the Disc spring washer can accommodate before their material in Range of their outer diameter over the elastic limit stressed or flattened the spring washer becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Haltekonstruktion zur Lagesicherung eines ringförmigen Bauteils in einer Ringkammer zu finden, bei welcher die oben erläuterten Nachteile und Probleme der bekannten Kon struktionen beseitigt sind.The invention is therefore based on the object Retaining structure to secure the position of an annular Component to be found in an annular chamber, in which the Disadvantages and problems of the known Kon explained above structures are eliminated.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Haltering gelöst.This object is achieved according to the invention by the Claim 1 marked retaining ring solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are counter stood the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigen:The invention is described below with reference to the attached drawings described in more detail in which show:

Fig. 1 in Schnittdarstellung einen Haltering nach der Erfindung im Einbauzustand in einem typischen Anwendungsfall, Fig. 1 in a sectional view of a retaining ring according to the invention in the installed state in a typical application,

Fig. 2 den Haltering nach Fig. 1 im ent spannten Zustand, Fig. 2 shows the retaining ring of FIG. 1 in the ent-tensioned state,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Halteringes nach der Erfindung im Einbauzustand, und Fig. 3 shows another embodiment of a retaining ring according to the invention in the installed state, and

Fig. 4 eine noch weitere Ausführungsform eines Halterings nach der Erfindung im Einbauzustand. Fig. 4 shows yet another embodiment of a retaining ring according to the invention in the installed state.

Gemäß Fig. 1 ist ein Montagering 10 mit einer ringnut förmigen Aussparung 12 versehen, in welche ein Ring 14 ein gesetzt ist. Ein als Federring ausgebildeter Haltering 16 weist einen im wesentlichen radial verlaufenden Profil schenkel 18 und einen im wesentlichen axial verlaufenden Profilschenkel 20 auf. Eine Klemmvorrichtung 22 weist einen Klemmring 24 und eine Anzahl von Schrauben 28 und Muttern 26 auf, die am Umfang des Montagerings 10 und des Klemmrings 24 angeordnet sind, um den Klemmring 24 gegen den Montagering 10 zu spannen. Der Klemmring 24 ist mit einer Ringnut 30 ver sehen, die eine Stirnfläche 32 bildet.Referring to FIG. 1, a mounting ring 10 is provided with an annular groove-shaped recess 12, into which a ring 14 a is set. A designed as a spring ring retaining ring 16 has a substantially radially extending profile leg 18 and a substantially axially extending profile leg 20 . A clamping device 22 has a clamping ring 24 and a number of screws 28 and nuts 26 which are arranged on the circumference of the mounting ring 10 and the clamping ring 24 in order to clamp the clamping ring 24 against the mounting ring 10 . The clamping ring 24 is seen with an annular groove 30 ver, which forms an end face 32 .

Im eingebauten Zustand des Halteringes 16 wird sein etwa radial verlaufender Profilschenkel 18 axial verformt, während sein etwa axial verlaufender Profilschenkel 20 radial ver formt wird, wodurch eine Spannkraft auf den Ring 14 ausgeübt wird, welche diesen im Montagering 10 fixiert. Die Verformung des Halterings 16 wird durch Anziehen der Muttern 26 auf den Schrauben 28 herbeigeführt, so daß der Klemmring 24 gegen den Montagering 10 gespannt wird und die Stirnfläche 32 der Ringnut 30 gegen das freie Ende 34 des axial verlaufenden Profilschenkels 20 gepreßt wird und dadurch der radial ver laufende Profilschenkel 18 in Anlage an den Ring 14 gespannt wird. Ein weiteres Anziehen der Muttern 26 auf den Schrauben 28 vergrößert die Verformung des Halterings 16 derart, daß der axial verlaufende Profilschenkel 20 radial auswärts gegen die radial einwärts weisende Wandfläche 36 der Ringnut 30 gespannt wird. Bei noch stärkerem Anziehen der Muttern 26 bzw. der Schrauben 28 erfolgt eine weitere axiale Verformung des radial verlaufenden Profilschenkels 18.In the installed state of the retaining ring 16 , its approximately radially extending profile leg 18 is axially deformed, while its approximately axially extending profile leg 20 is deformed radially, whereby a clamping force is exerted on the ring 14 , which fixes it in the mounting ring 10 . The deformation of the retaining ring 16 is brought about by tightening the nuts 26 on the screws 28 , so that the clamping ring 24 is tensioned against the mounting ring 10 and the end face 32 of the annular groove 30 is pressed against the free end 34 of the axially extending profile leg 20 and thereby the radially running profile leg 18 is clamped in contact with the ring 14 . A further tightening of the nuts 26 on the screws 28, the increased deformation of the retaining ring 16 such that the axially extending profile legs 20 is radially outwardly biased against the radially inwardly facing wall surface 36 of the annular groove 30th When the nuts 26 or the screws 28 are tightened even more, the radial profile leg 18 is further deformed axially.

In seinem so verformten Einbauzustand übt der Haltering 16 eine Kraft Fl auf den Ring 14 und eine Kraft F 2 auf den Klemm ring 24 aus, die im Zusammenwirken miteinander einer axialen und umfangsmäßigen Bewegung des Ringes 14 im Montagering 10 entgegenwirken.In its thus deformed installation state, the retaining ring 16 exerts a force Fl on the ring 14 and a force F 2 on the clamping ring 24 , which, in cooperation with one another, counteract an axial and circumferential movement of the ring 14 in the mounting ring 10 .

Es hat sich gezeigt, daß die Hinzunahme des axial ver laufenden Profilschenkels 20 die Spannkraft wesentlich erhöht, die bei einer gegebenen Axialverformung des radial verlaufenden Profilschenkels auf den Ring 14 ausgeübt werden kann. Darüber hinaus ist der Außendurchmesser des Halterings 16 durch den Innendurchmesser des Klemmrings 24 festgelegt, was die Positionierung des Halterings festlegt und zu einer gleich mäßigen Übertragung der Spannkraft auf den Ring 14 beiträgt.It has been shown that the addition of the axially running profile leg 20 significantly increases the clamping force that can be exerted on the ring 14 for a given axial deformation of the radially extending profile leg. In addition, the outer diameter of the retaining ring 16 is determined by the inner diameter of the clamping ring 24 , which determines the positioning of the retaining ring and contributes to a uniform transmission of the clamping force on the ring 14 .

Aus Fig. 2 ist nun ersichtlich, daß bei einer Entspannung des Halterings der axial verlaufende Profilschenkel 20 im wesentlichen parallel zur Achse 42 des Halterings 16 verläuft, was den Zusammenbau erleichtert, und daß der radial ver laufende Profilschenkel 18 mit Bezug auf die Radialebene 45 um einen Winkel R abgewinkelt ist.From Fig. 2 it can now be seen that when the retaining ring relaxes, the axially extending profile leg 20 runs substantially parallel to the axis 42 of the retaining ring 16 , which facilitates assembly, and that the radially running profile leg 18 with respect to the radial plane 45 around is angled at an angle R.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Halte ringes 16 dargestellt. Dabei hat der Haltering im wesent lichen die gleiche Grundform wie in den Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß ein Spannflansch 38 am freien Ende des axial verlaufenden Profilschenkels 20 angefügt ist. In seinem entspannten Zustand ist der radial verlaufende Profil schenkel 18 in Richtung des axial verlaufenden Profil schenkels 20 hin gebogen. Die Schrauben 28 und Muttern 26 wirken mit einem scheibenförmigen Klemmring 40 zusammen, der gegen den Montagering 10 gespannt wird und den Spann flansch 38 des Halteringes übergreift.In Fig. 3, a second embodiment of a retaining ring 16 is shown. The retaining ring has wesent union the same basic shape as in FIGS . 1 and 2 with the exception that a clamping flange 38 is attached to the free end of the axially extending profile leg 20 . In its relaxed state, the radially extending profile leg 18 is bent in the direction of the axially extending profile leg 20 . The screws 28 and nuts 26 cooperate with a disc-shaped clamping ring 40 which is clamped against the mounting ring 10 and overlaps the clamping flange 38 of the retaining ring.

Im eingebauten Zustand werden die Muttern 26 und Schrauben 28 fortschreitend angezogen, so daß der Klemm ring 40 und folglich der Spannflansch 38 in Richtung zum Montagering 10 hin, also in Richtung des Pfeiles 5 gezogen werden. Dadurch wird der radial verlaufende Profilschenkel 18 in Anlage an den Ring 14 gezogen. Bei weiterem Ansehen der Schrauben und Muttern ergibt sich eine zunehmend größere Spannkraft auf den Ring 14. Der Haltering 16 kann so geformt und positioniert sein, daß sein axial verlaufender Profil schenkel in Anlage mit dem betreffenden Umfangsflächenbereich des Montagerings 10 kommt, wenn der Haltering gespannt wird, wodurch die Spannkraft vergrößert wird. In the installed state, the nuts 26 and screws 28 are tightened progressively, so that the clamping ring 40 and consequently the clamping flange 38 are drawn towards the mounting ring 10 , that is to say in the direction of the arrow 5 . As a result, the radially extending profile leg 18 is pulled into contact with the ring 14 . If the bolts and nuts are viewed further, the clamping force on the ring 14 becomes increasingly greater. The retaining ring 16 can be shaped and positioned so that its axially extending profile leg comes into contact with the relevant peripheral surface area of the mounting ring 10 when the retaining ring is tensioned, whereby the clamping force is increased.

Gemäß Fig. 4 weist eine dritte Ausführungsform eines Halteringes 16 zwei im wesentlichen radial verlaufende Profilschenkel 42 und 44 und einen dazwischenliegenden, etwa axial verlaufenden Profilabschnitt 46 auf, der die beiden Profilschenkel 42 und 44 miteinander verbindet. Jeder Profilschenkel ist mit Bezug auf die Radialebene 45 um einen Winkel Φ abgewinkelt. Der Montagering 10 ist an seinem einen axialen Ende mit einem Stützflansch 54 und an seinem anderen Ende mit einem Innengewinde 58 versehen, um einen mit ent sprechendem Außengewinde versehenen Klemmring 48 aufzunehmen.According to Fig. 4, a third embodiment of a retaining ring 16, two substantially radially extending profile legs 42 and 44 and an intermediate, approximately axially extending profile section 46, 42 and 44 connecting the two profile legs with each other. Each profile leg is angled at an angle Φ with respect to the radial plane 45 . The mounting ring 10 is provided at its one axial end with a support flange 54 and at its other end with an internal thread 58 in order to receive a clamping ring 48 provided with a corresponding external thread.

Im eingebauten Zustand wird der Klemmring 48 durch Ein schrauben in das Innengewinde 58 angezogen, so daß der Halte ring 16 verformt und eine Spannkraft auf den Ring 14 aus geübt wird.In the installed state, the clamping ring 48 is tightened by a screw into the internal thread 58 , so that the retaining ring 16 is deformed and a clamping force is exerted on the ring 14 .

Selbstverständlich kann der Ring 14 jede beliebige Form haben, also beispielsweise als Bürstendichtung ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in der GB-PS 14 50 553 beschrieben ist.Of course, the ring 14 can have any shape, for example, be designed as a brush seal, as described for example in GB-PS 14 50 553.

In Fig. 4 sind zwei derartige Bürstendichtungen 50 und 52 dargestellt. Im eingebauten Zustand wirken die radial inneren Borstenenden der Bürstendichtungen 50 und 52 mit der Umfangs fläche einer Welle 56 abdichtend zusammen.In FIG. 4, two such brush seals are shown 50 and 52. In the installed state, the radially inner bristle ends of the brush seals 50 and 52 sealingly cooperate with the circumferential surface of a shaft 56 .

Die Halteringe 16, wie sie vorstehend beschrieben sind, können auch selbst als Dichtungen eingesetzt werden, wobei der Haltering 16 dann ein Vorbeilecken von Gas oder Flüssig keit an dem Haltering 16 verhindert.The retaining rings 16 , as described above, can also be used as seals themselves, the retaining ring 16 then preventing gas or liquid from leaking past the retaining ring 16 .

Claims

1. retaining ring ( 16 ), which in cooperation with a clamping organ ( 24 , 26 , 28 ) serves to secure the position of a component ( 14 ) in a receiving body ( 10 ) and has an approximately radially running profile leg, which in the installed state against the component is tensioned, characterized in that the retaining ring ( 16 ) also has an approximately axially extending profile leg ( 20 ).

2. Retaining ring according to claim 1, characterized in that under the influence of the clamping member ( 24 , 26 , 28 ) the approximately radially extending profile leg ( 18 ) is axially deformed and the approximately axially extending profile leg ( 20 ) is radially deformed.

3. Retaining ring according to claim 1 or 2, characterized in that the approximately axially extending profile leg ( 20 ) cooperates with its free end ( 34 ) with a counter surface ( 32 ) of the clamping member ( 24 ).

4. Retaining ring according to claim 1 or 2, characterized in that it has a second, approximately radially extending profile leg ( 38 ) against which the clamping member ( 24 ) acts.