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Schraubensicherung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubensicherung und besteht darin, dass die Schraubensicherung die Form einer Tellerfeder aufweist und an ihrer Oberseite und an ihrer Unterseite von innen nach aussen etwa radial verlaufende Zähne aufweist. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die einer Tellerfeder innewohnende Elastizität auch unter ungünstigsten Bedingungen, also bei grösster Wärmedehnung des Schraubenschaftes und bei starken Erschütterungen, die Zähne der Schraubensicherung sicher in der Gegenfläche eingeklinkt und verhakt bleiben. Die ausserordentlich starke Federkraft einer Tellerfeder gleicht jede Dehnung des Schraubenschaftes aus. Die Ausbildung der Schraubensicherung als Tellerfeder hat gegenüber bekannten Schraubensicherungen auch den Vorteil, dass sie viel grössere Drücke aufnehmen kann, ohne zu zerbrechen.
Bekannte Sicherungsscheiben bestehen beispielsweise aus einem offenen, spiralig aufgebogenen Ring, der Vorsprünge aufweist. Wenn auf diesen Ring grosse Pressdrücke ausgeübt werden, so wird dieser Ring vom Schraubenschaft weg in Richtung des Materialschlusses radial nach aussen gedrückt. Da dieser Ring nicht geschlossen ist, gibt dieser Ring diesen in radialer Richtung wirkenden Fliesskräften des Materials ohne weiteres nach. Der offene Ring biegt sich in seiner Ebene auf und wird unter der Mutter herausgepresst.
Andere bekannte Sicherungsringe, die ebenfalls etwa radial verlaufende Zähne aufweisen, sind zwar geschlossen, ihr Querschnitt liegt jedoch in einer Ebene, sie weisen nicht den Querschnitt einer Tellerfeder auf. Diese bekannten Sicherungsringe vermögen zwar wegen ihres geschlossenen Querschnittes wesentlich höhere Pressdrücke aufzunehmen wie der offene federnde Sicherungsring, diese geschlossenen Sicherungsringe federn jedoch nicht und vermögen daher einer Dehnung des Schraubenschaftes Infolge Erwärmung oder den bei Erschütterungen auftretenden Bewegungen nicht zu folgen. Auch sind Schraubensicherungen bekannt, welche die Form einer Tellerfeder mit unausgeschnittenem Federkörper aufweisen.
Bei bekannten, als Sicherungsscheiben verwendeten Tellerfedern dieser Art sind diese Tellerfedern auf eine stutzenartige Verlängerung der Schraubenmutter bzw. eine Schulter an der Unterseite des Schraubenbolzens aufgesteckt und die Unterfläche des Schraubenbolzens bzw. der Schraubenmutter verläuft leicht konisch.
Derartige Sicherungsscheiben erfordern daher eine besondere Ausbildung des Schraubenkopfes bzw. der Schraubenmutter, wenn sie eine Sperrwirkung besitzen sollen. Ausserdem ist die durch diese Sicherungsscheiben erzielte Sperrwirkung nicht besonders gross, weil die Verklinkung durch Sperrzähne in der Unterlage bzw. der Schraubenmutter oder dem Schraubenkopf lehlt.
Diese Übelstände werden durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Schraubensicherung vermieden.
Der ringförmig geschlossene Querschnitt der Tellerfeder gewährleistet, dass auch bei den höchsten Pressdrücken der Ring sich nicht aufbiegt und unter der Schraubenmutter herausgepresst wird und die grosse Federkraft der Tellerfeder verhindert ein Lösen der Schraube auch bei starken Erschütterungen oder Dehnungen des Schraubenschaftes.
Die Tellerfeder kann an Stelle eines kegelmantelförmigen Querschnittes auch einen einer Wölbungfläche entsprechenden Querschnitt aufweisen. Ferner kann die Verklinkungswirkung der Zähne in den einzelnen anliegenden Oberflächen verschieden sein. Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn die beiden Gegenflächen, zwischen denen die Schraubensicherung angeordnet ist, verschieden hart sind, wenn also die Schraubensicherung beispielsweise zwischen einer Schraubenmutter aus Stahl und einem zu befestigenden Werkstück aus Leichtmetall angeordnet ist.
Die Zähne können jeden geeigneten Querschnitt aufweisen, insbesondere einen sägezahnförmigen Querschnitt mit einer steilen Zahnbrust und einem flachen Zahnrücken. Die steile Zahnbrust steht dabei
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in der Drehrichtung, in der sich die Schraube löst. Dagegen gleitet beim Festziehen der Schraube die Ge- genfläche über den flachen Zahnrücken.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Sicherungsscheibe an den gegen die Auflagen gewandten Kanten einen von Zähnen freien Rand auf. Die an die Aussenfläche der Tellerfeder verlaufenden Zähne endigen also in einem Abstand vor dem Rand der Bohrung, während die
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be endigen. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass beim Festziehen der Schraubenmutter gegen die Unterlage die Flächen, zwischen denen die Schraubensicherung eingelegt ist, zunächst auf den zahnlosen glatten Rändern gleiten, bis die Tellerfeder so weit gespannt ist, dass sie nahezu flachgedrückt ist. Erst in diesem letzten Moment greifen dann die Zähne der Unterlagscheibe in die benachbarten Flächen ein und verhaken sich dort.
Dieser Vorteil ist dann besonders wichtig, wenn die Oberfläche des Teiles, der durch die Schraube befestigt werden soll, einen Lacküberzug aufweist. oder sonst durch Verchromen od. dgl. geschützt ist. Dann kommt es nämlich darauf an, dass der Eingriff der Zähne in die Gegenfläche erst im allerletzten Moment erfolgt, so dass die Oberfläche nur über einen möglichst geringen Winkelbereich aufgeschabt wird.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung bestehen darin, dass die Zähne schräg oder gekrümmt zu den Kegelmantellinien verlaufen Es hat sich gezeigt, dass diese mit schräg verlaufenden Zähnen versehenen Sicherungsscheiben dann, wenn die Schraube sehr stark angezogen wird, eine bessere Sicherung bilden, als die Sicherungsscheiben mit radial verlaufenden Zähnen.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Sicherungsscheibe einen kegeligen Querschnitt hat. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Scheibe, deren Zähne schräg zu den Mantellinien verlaufen. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Zähne gekrümmt zu den Mantellinien verlaufen. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die als Schraubensicherung dienende Tellerfeder keinen kegelmantelförmigen, sondern einen gewölbten Querschnitt aufweist. Fig. 5 zeigt die Zahnform einer Ausführungsform der Erfindung in vergrössertem Massstab.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist'die Schraubensicherung den Kegelquerschnitt einer Tellerfeder auf. Sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Tellerfeder befinden sich Zähne. 1 bzw. 2. Die an der Oberseite der Tellerfeder befindlichen Zähne 1 erstrecken sich vom äusseren Rand 3 nach innen, endigen jedoch in einem Abstand vor dem Innenrand 4 und laufen in eine ebene Randfläche 5 aus. Die an der Unterseite der Tellerfeder angeordneten Zähne 2 beginnen am inneren Rand 4 und endigen in einem Abstand von dem äusseren Rand 3 und laufen hier in eine ebene Randfläche 6 aus. Die Randflächen 5 und 6 können auch gewölbt sein.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Zähne nicht genau radial sondern etwas schräg zu den Mantellinien des Kegels. In dem dargestellten Beispiel zeigt der Pfeil 7 die Richtung an, in der die Schraube festgezogen wird. Beim Festziehen der Schraube wird der durch die Schraube eingespannte Teil gepresst, so dass das die Bohrung in diesem Teil umgebende Material nach aussen auszuweichen bestrebt ist. Ist die Schraube festgezogen, so drückt das Material in diesem Teil in Richtung der Pfeile 8 radial nach innen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass diese Kräfte auf die schrägen Zähne ein Moment ausüben, das in der Anzugsrichtung 7 der Schraube wirkt, also einem Lösen der Schraube entgegenwirkt.
Versuche haben ergeben, dass mit dieser Schrägverzahnung tatsächlich höhere Lösungsmomente erreicht werden, wie mit einer genau radialen Verzahnung. Noch bessere Werte ergaben sich mit einem Zahaverlauf, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Zähne nach aussen gekrümmt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Querschnitt der Sicherungsscheibe nicht kegelmantelförmig ist sondern gewölbt. Der Querschnitt der Scheibe ist ein Ausschnitt aus einer Kugelfläche 14 um den Mittelpunkt 9, der in der Schraubenachse 11 liegt. Mit 10 ist die Gegenfläche angedeutet, gegen welche die Sicherungsscheibe durch die nicht gezeichnete Schraube festgezogen wird.
Fig. 5 erläutert die Zahnform in einem vergrösserten Massstab. Die Zähne weisen eine steile Zahnbrust 12 und einen flachen Zahnrücken 13 auf. Der Pfeil 7 bedeutet wieder die Richtung, in der die Schraube beim Festziehen gedreht wird.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Zähne 1 bzw. 2 ohne Bildung eines zahnlosen Randes vom inneren Rand zum äusseren Rand. Selbstverständlich können auch bei der Sicherungsscheibe mit gewölbtem Querschnitt Randflächen 5 und 6 wie bei der Sicherungsscheibe mit
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kegelmantelförmigem Querschnitt vorgesehen sein. In Fig. 1 ist zwar eine Ausführungsform einer Siehe- rungsscheibe gezeigt, die einen kegelmantelförmigen Querschnitt aufweist und die an den an den Cegenflächen anliegenden Kanten einen zahnlosen Rand 5 bzw. 6 aufweist.
Es soll jedoch auch eine Sicherungsscheibe mit zur Erfindung gehören, die einen kegelmantelförmigen Querschnitt und Zähne aufweist, die, wie bei der Ausführungsform der Fig. 4, sich ohne einen zahnlosen Rand 5 bzw. 6 über die ganze Oberfla- che bzw. Unterfläche der Scheibe erstrecken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schräubensicherung, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form einer Tellerfeder mit unausgeschnittenem Federkörper aufweist und Zähne besitzt, die von innen nach aussen verlaufen.