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Schraubensicherung mit Mutter und Gegenmutter.
Eine bekannte Schraubensicherung besteht aus zwei Muttern, deren einander gegenüberliegende Stirnflächen gegen die Achse des Schraubenbolzens unter gleichem Winkel geneigte Ebenen sind. Wenn sich die Muttern an den geneigten Flächen in Anlage befinden, und die Mutterachsen zusammenfallen, läuft das Gewinde ununterbrochen durch beide Muttern. Solche Muttern kann man sich dadurch entstanden denken, dass eine einzige mit Gewinde versehene Schraubenmutter durch eine gegen die Längsmittelachse der Mutter geneigte Ebene geschnitten worden ist.
Verdreht man solche Muttern auf dem Schraubenbolzen und zieht sie fest, so muss der Schraubeubolzen gestreckt und über die Elastizitätsgrenze des Materials hinaus verbogen werden, wenn das Verdrehen so weit fortgesetzt wird, bis die beiden Muttern in eine Sperrlage kommen ; dies tritt dann ein, wenn die weitest vorstehenden (höchsten und niedrigsten) Punkte der geneigten Flächen beider Muttern aneinander vorbeikommen. Für gewisse Zwecke ist eine solche Verbiegung und Streckung des Bolzens vorteilhaft, weil die Sperrwirkung dadurch erhöht wird.
Wenn aber anderseits eine solche Verbiegung und Streckung des Bolzens über die Elastizitätsgrenze hinaus bei Erreichung der Sperrlage vermieden werden soll, so kann man erfindungsgemäss die Muttern so gestalten, dass ihre geneigten Flächen einander in der Ausgangslage nicht an der ganzen Oberfläche berühren, indem man eine Öffnung zwischen beiden Muttern lässt, deren Grösse nach der Ganghöhe des Schraubengewindes und nach dem Neigungswinkel der geneigten Fläche berechnet werden kann. Man schneidet mit andern Worten von einer oder beiden Muttern einen Teil der einander gegenüberliegenden geneigten Flächen weg. Die beiden Muttern werden infolgedessen so aufeinander wirken, wie die Endteile einer einzigen Schraubenmutter, die durch zwei zur Mittelachse der Mutter geneigte Ebenen abgeschnitten worden ist, wobei das Mittelstück der Mutter weggenommen ist.
Zweck dieser Ausgestaltung ist es, die Streckung und Verbiegung des Bolzens beim Verdrehen der Muttern in die Sperrlage zu verringern.
Bei den bekannten Gegenmuttern der oben erwähnten Art, die einander in der Ausgangslage an der ganzen Oberfläche der geneigten Flächen berühren, ist für Erreichung der Sperrlage eine Verdrehung von etwas mehr als 1800 nötig ; dagegen ist es bei der Konstruktion gemäss der Erfindung möglich, mit einer geringeren Verdrehung auszukommen, die sich übrigens nach der Art des verwendeten Materials abändern lässt, da die Muttern beim Anziehen einander in einem Punkte berühren, der vom Sperrpunkte um weniger als einen Bogen von 1800 entfernt liegt. Man kann also mittels dieser Konstruktion die Verbiegung und Verlängerung des Bolzens nach Belieben verringern, und, wenn erforderlich, innerhalb der Elastizitätsgrenze des Materials halten.
Die Lage des erwähnten Punktes, an dem die Muttern einander beim Anziehen berühren, und somit auch der Winkel, um den die Muttern gegeneinander verdreht werden müssen, um die Sperrlage zu erreichen, kann dadurch bestimmt werden, dass die Ebenen, welche die ursprünglich ein Stück bildende Mutter schneiden, passend gelegt werden. Die Lage dieser Ebenen kann verschieden sein, dieselben müssen bloss beide gegen die Achse der Mutter geneigt sein.
Wenn die durch Auseinanderschneiden einer einzigen Mutter in der erwähnten Weise erhaltenen Muttern auf einem Bolzen verdreht werden, derart, dass ihre weitest vorstehenden, das sind die höchsten und niedrigsten Punkte diametral gegenüberliegen, so können die Ebenen mit dem Schraubenbolzen entweder verschiedene Winkel einschliessen, und einander in einer
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Linie schneiden, die gegen den Schraubenbolzen in rechtem Winkel verläuft, oder sie können parallel zueinander unter gleichen Winkeln zum Schraubenbolzen gelegen sein. In jedem Fall ist die Neigung zwischen den Ebenen in dieser Lage geringer als in irgendeiner andern Stellung während der Drehung der Muttern aus ihrer Anfangs-in die Sperrlage. Während der Drehung berühren die Muttern einander theoretisch nur an einem wandernden Punkt.
Falls die Flächen gegen den Schraubenbolzen verschieden geneigt sind, kann es nie vorkommen, dass die geneigten Flächen der Muttern beim Anziehen ihrer ganzen Ausdehnung nach in Anlage kommen, wie dies bei den eingangs erwähnten bekannten Gegenmuttern in der Ausgangslage der Fall ist. Sind die geneigten Ebenen, welche die einfache Mutter schneiden, parallel zueinander, so muss der Abstand zwischen ihnen grösser oder kleiner als die Ganghöhe des Schraubengewindes bzw. ein Vielfaches dieses grösseren oder kleineren Wertes sein. Wäre nämlich der Abstand gleich der Ganghöhe oder einem Viel- fachen derselben, so würden die Gegenmuttern so wirken, als wären sie durch Teilung einer einzigen
Mutter mittels einer einzigen geneigten Ebene entstanden, d. h. es würden Gegenmuttern der oben erwähnten bekannten Art entstehen.
In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Schraubensicherung gemäss der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen Muttern in offener Lage. Gemäss Fig. 1 haben die geneigten Flächen verschiedene Neigungswinkel, während gemäss Fig. 2 die Flächen gleichen Neigungwinkel besitzen und zueinander parallel sind. Fig. 3 zeigt zwei Muttern in der Sperrlage. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform.
Die beiden Muttern a, b stellen die Endteile einer einzigen durch zwei geneigte Ebenen geschnittenen
Mutter dar, deren Mittelteil, zwischen den Schnittebenen, entfernt ist. In Fig. 1 sind die beiden
Ebenen c-d bzw. c-e so dargestellt, dass sie einander bei c in einer Linie schneiden, die mit der. Achse des Schraubenbolzens einen rechten Winkel einschliesst. Fig. 3 zeigt, wie der niedrigste Punkt der Mutter a an dem höchsten Punkt der Mutter b bei der Verdrehung vorbeigekommen ist, wodurch die beiden Muttern in Sperrlage gebracht sind. Diese Figur zeigt auch die durch die Verdrehung der Muttern bewirkte Ver- biegung des Bolzens (innerhalb der Elastizitätsgrenze) aus der lotrechten Richtung A-B in die
Richtung A-C.
Nachdem die Sperrlage erreicht ist, besteht kein Grund mehr, zu vermeiden, dass die geneigten
Flächen der Muttern einander zur Gänze berühren. Es ist im Gegenteil zweckmässig, eine solche Berührung herbeizuführen, wodurch die Sperrwirkung erhöht wird. Zu diesem Zwecke können die Schnittebenen in bezug auf das Schraubengewinde (unter Berücksichtigung der beabsichtigten Verbiegung des Bolzens) so gelegt werden, dass die geneigten Flächen der Muttern einander auf ihrer ganze11 Ausdehnung berühren, sobald die Muttern in die Sperrlage kommen.
Fig. 2 zeigt die Ausführungsform, bei welcher die die einfache Mutter schneidenden Ebenen parallel liegen, d. h. einander im Unendlichen schneiden. Der Abstand zwischen den Muttern a und b, deren geneigte
Flächen parallel liegen, muss in diesem Fall grösser oder kleiner sein als die Ganghöhe der Schraube oder ein Vielfaches von diesem grösseren oder kleineren Wert betragen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der eingangs erwähnten bekannten Art Schraubensicherungen dadurch, dass bei Aufliegen der geneigten Flächen und beim Zusammenfallen der Mutternachsen das Gewinde in den beiden Muttern nicht durchlaufend, sondern unterbrochen ist.
In Fig. 3 sind die Ecken der geneigten Fläche der Mutter a abgeschrägt. Wenn die Ecken nicht abgeschrägt sind, so wird bei Verdrehung in die Sperrlage der Anstieg des Druckes, den die Muttern aufeinander ausüben, unregelmässig, weil die Ecken, wenn sie aneinander vorbeikommen, eine besondere Steigerung des Druckes verursachen. Durch die Abschrägung wird der Anstieg des
Druckes gleichförmiger als sonst. Gegebenenfalls kann auch an der Mutter b eine solche Abschrägung vorgenommen werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, gemäss welcher die obere Fläche der unteren Mutter b mit der
Achse des Schraubenbolzens einen rechten Winkel einschliesst ; eine Zwischenscheibe 7c mit oder ohne Schraubengewinde wird daraufgelegt. Die obere Fläche der Scheibe k ist gegen die Schraubenbolzen- achse in gleicher Weise geneigt, wie dies für die obere Fläche der unteren Mutter bin Fig. 1 und 2 dar- gestellt ist.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Muttern beschränkt, die durch Zerschneiden einer einzigen Mutter mittels zweier geneigter Ebenen und Entfernung des Mittelstückes hergestellt sind. Dies wurde nur als Ausführungsbeispiel und zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes angeführt. Die
Muttern können vielmehr einzeln hergestellt und einzeln oder auch gemeinsam mit Gewinde versehen werden, sofern nur die oben erwähnten Erfindungsmerkmale erhalten werden. Bei der Herstellung der
Ausführungsform mit parallelen geneigten Flächen kann man so vorgehen, dass zwei Werkstücke, die gleichzeitig mit Gewinde versehen werden, durch eine Zwischenscheibe in solcher Entfernung gehalten werden, wie sie dem zwischen ihnen später erforderlichen Spalt entspricht.
Die Muttern können auch in jeder beliebigen andern Weise hergestellt werden, sofern sie aus einer einzigen Schraubenmutter durch
Zerschneiden mittels zweier geneigter Ebenen in der oben beschriebenen Weise entstanden gedacht werden können und die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung aufweisen.