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Sicherungsmutter
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungsmutter mit einem von dem Mutterkörper auf der von dem zu befestigenden Werkstück abgewandten Seite ausgehenden und im Durchmesser kleineren halsförmigen Teil, der mit radial verlaufenden Schlitzen versehen ist und dazwischen stehenbleibende, kreisbogenförmige Segmente aufweist. Durch ein umgebendes Spannungselement greifen die Gewindegänge der Segmente in die Gewindegänge des festzuziehenden Gewindebolzens ein.
Bei derartigen Sicherungsmuttern ist es bekannt, die stehenbleibenden, kreisbogenförmigen Segmente durch das umgebende Spannelement schon vor dem Festziehen der Mutter radial nach innen zusammenzudrücken oder ein verdrehbares Gegenstück vorzusehen, durch welches während des Festziehens der Mutter das radiale Zusammendrücken der Segmente stattfindet. Ferner ist es bekannt, nach dem Festziehen der Mutter die Segmente durch Verdrehen eines Spannelementes radial nach innen zusammenzudrücken.
Die bekannten Ausführungen haben jedoch den Nachteil, dass das Zusammendrücken der Segmente das Festziehen des Mutterkörpers oder den festgezogenen Sitz der Mutter ungünstig beeinflussen. Wenn bereits während des Festziehens ein allmähliches Eindrücken der Segmente stattfindet, steigen die Reibungskräfte immer mehr an, je mehr die Mutter festgezogen wird. Das dabei aufzuwendende Drehmoment entspricht also nicht dem Festziehmoment der Mutter, so dass keine Gewähr dafür gegeben ist, dass die Mutter auch richtig festgezogen worden ist. Der gleiche Nachteil tritt auch dann auf, wenn durch das Verdrehen eines Gegenstückes oder eines Spannelementes der Sitz der Sicherungsmutter verändert oder gelockert werden kann. Des weiteren erfolgt das radiale Zusammendrücken der Segmente in vielen Fällen auch nicht gleichzeitig über deren ganzen Umfang.
Um jedoch das Festziehmoment einer Sicherungsmutter einwandfrei gewährleisten zu können, ist es notwendig, dass das Zusammendrücken der Segmente nicht nur erst nach dem Festziehen der Mutter erfolgt, sondern dass dabei auch keinerlei Drehbewegungen mehr auf die Mutter ausgeübt werden.
Durch die Erfindung wird nun die Aufgabe gelöst, bei einer Sicherungsmutter der eingangs erwähnten Art die Sicherung nach dem Festziehen der Mutter so durchzuführen, dass keinerlei Drehbeanspruchung mehr auf diese ausgeübt wird und zu diesem Zweck auch keine weiteren zusätzlichen Mittel mehr benötigt werden, durch welche die in grossen Mengen benötigten Sicherungsmuttern nur umständlich und unwirtschaftlich hergestellt und verwendet werden könnten. Dies geschieht dadurch, dass die Segmente mit von dem Mutterkörper hinweg sich konisch erweiternden Umfangsflächen versehen sind und dass das Spannelement als geschlossener hohlkegeliger Spannring oder als ein ebensolches dünnwandiges Spannband ausgebildet ist.
Der Spannring bzw. das Spannband umfasst die Segmente vor und während des Festziehens des Mutterkörpers lose ohne Vorspannung und drückt die Segmente nach dem Festziehen des Mutterkörpers durch Längsverschiebung von dem letzteren hinweg radial nach innen zusammen.
Dies bedeutet, dass die Sicherungsmutter nach der Erfindung vor und während ihres Festziehens vollkommen unabhängig von dem Spannelement ist und das letztere erst dann ohne irgendwelche weiteren Drehbeanspmchungen dieSegmente nach innen zusammendrückt, nachdem derMutterkörperfestgezogen
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worden ist. Die Gewindegänge der Segmente werden dadurch ohne jegliche zusätzliche Beanspruchung fest in die Gewindegänge des festgezogenen Gewindebolzens radial eingepresst, und es wird ein erschütterungsfester Sitz der mit dem jeweils gewünschten oder geforderten Festziehmoment festgezogenen Mutter erreicht.
Die Einzelheiten das Gegenstandes der Erfindung sind den in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hiebei zeigen Fig. 1 die Seitenansicht einer Sicherungsmutter mit geschlossenem Spannring, teilweise im Schnitt und in vergrössertem Massstab, Fig. 2 die Draufsicht auf die Mutter nach Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht eines abgeänderten Beispiels, teilweise im Schnitt, Fig. 4 die Seitenansicht einer Sicherungsmutter mit geschlossenem Spannband, Fig. 5 die Seitenansicht einer Rohrverbindung mit einer Sicherungsmutter gemäss Fig. 1, Fig. 6 die Seitenansicht eines Behälteranschlusses mit einer Sicherungsmutter gemäss Fig. 1, Fig. 7 die Ansicht eines Spannschlosses mit Sicherungsmutter gemäss Fig. 1, Fig. 8 die Draufsicht auf eine Zange zum Spannen des Spannringes bei einer Sicherungsmutter nach Fig. 1, Fig.
9 die Draufsicht auf eine Zange wie in Fig. 8 in abgeänderter Ausführung.
Die Sicherungsmutter nach der Erfindung besteht wie üblich aus dem Mutterkörper 1, der in einen im Durchmesser kleineren halsartigen Oberteil übergeht, welcher durch teilweise durchgehende Schlitze 2 mehrfach radial unterteilt ist, so dass kreisbogenförmige, durch die Elastizität des verwendeten Werkstoffes radial federnd zusammendrückbare Segmente 3 stehenbleiben. Die Gewindegänge der Sicherungsmutter verlaufen durchgehend sowohl in dem Mutterkörper 1 als auch in den kreisbogenförmigen Segmenten 3. Das Festziehen und Lösen der Mutter auf einen bzw. von einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Gewindebolzen erfolgt auf übliche Weise.
Damit nun die Mutter in ihrer festgezogenen Lage einwandfrei gesichert werden kann und in dieser Lage erschütterungsfest verbleibt, werden bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 die Segmente 3 durch ein von aussen einwirkendes Spannelement in Form eines geschlossenen, hohlkegeligen Spannringes 5 gleichmässig über den ganzen Umfang verteilt radial nach innen zusammengedrückt.
Der geschlossene Spannring 5 ist über die Segmente 3 des Mutterkörpers 1 übergeschoben und umfasst die letzteren vor und während des Festziehens des Mutterkörpers 1 ohne Vorspannung. Die Umfangsflächen 4 der Segmente 3 erweitern sich kegelförmig oder konisch von dem Mutterkörper 1 hinweg nach aussen.
Zum Überschieben des Spannringes 5 während der Herstellung der Sicherungsmutter werden die Segmente 3 vorübergehend elastisch zusammengedrückt. Der Spannring umfasst dann lose die Segmente 3 und kann nicht verlorengehen. Im übrigen kann der Spannring 5 auch so bemessen sein, dass nach seinem Überstreifen über die Segmente 3 eine kleine Vorspannung in den letzteren auftritt oder stehenbleibt. Für den Fall eines etwaigen späteren Bruches des Spannringes 5 kann sich diese günstig für den trotzdem noch festbleibenden Sitz der Mutter auswirken. Diese Vorspannung darf jedoch nicht so gross sein, dass das Festziehen des Mutterkörpers 1 irgendwie behindert oder beeinträchtigt wird.
Der geschlossene Spannring 5 ist hohlkegelig ausgeführt. Wenn er nun nach dem Festziehen des Mutterkörpers 1 in Richtung der Achse des letzteren und hinweg von ihm verschoben wird, läuft dessen konische Innenfläche auf den Umfangsflächen 4 der Segmente 3 auf. Dabei werden die letzteren gleichmässig radial elastisch federnd zusammengedrückt. Um das axiale Verschieben des Spannringes 5 zu erleichtern, ist es zweckmässig, den letzteren mit einem abstehenden Umfangsrand 6 zu versehen. Die Längsverschiebung erfolgt z. B. durch einen Schraubenzieher, der zwischen den Mutterkörper 1 und den Spannring greift und durch Ansetzen an den Mutterkörper 1 den Spannring 5 axial nach aussen verschiebt. Es können jedoch zu diesem Zweck auch Zangen verwendet werden, die weiter unten beschrieben sind.
Da die Segmente 3 und der Spannring 5 nur schwach konisch ausgebildet zu sein brauchen, ist die Lage des gespannten Spannringes 5 durch Selbsthemmung festgelegt. Um jedoch ein Lockern, z. B. durch Rüttelbewegungen oder äussere Einflüsse, zuverlässig zu verhindern, können die Innenflächen des Spannringes 5 und die Umfangsflächen 4 der Segmente 3 nicht nur glatt, sondern auch mit quer verlaufenden Rillen oder Riffelungen versehen werden.
Es ist ausserdem ohne weiteres möglich, den Spannring 5 in seiner gespannten Lage noch zusätzlich, z. B. durch eine ringförmige Schutz- oder Haltekappe 7, zu sichern, wie das Beispiel nach Fig. 3 zeigt. Die letztere deckt den Spannring 5 und die Segmente 4 aussen ab und ist mit einem abgewinkelten Rand 8 versehen, der den Spannring 5 umfasst und über diesen hinausragt. Der hinausragende Teil des Randes 8 kann nun nach dem Mutterkörper 1 zu nach innen umgebördelt oder
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an einzelnen Stellen eingedrückt werden. Es ist jedoch auch möglich, den Rand 8 an einzelnen Stellen mit Lappen 9 zu versehen, die ebenfalls angelegt oder umgebördelt werden, nachdem der Spannring 5 gespannt worden ist. Der letztere kann sich somit nicht mehr lösen oder lockern.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 tritt an Stelle des Spannringes 5 ein geschlossenes konisches Spannband 10. Dieses wird ebenso wie der Spannring 5 über die aussen konischen Segmente 3 übergeschoben. Um ein solches in seiner Wandstärke dünnes Spannband 10 zum Spannen in Längsrichtung der Achse der Sicherungsmutter verschieben zu können, ist es mit mehreren einander gegenüberliegenden Bohrungen 11 versehen. In diese Bohrungen 11 kann eine Zange zum Verschieben des Spannbandes eingreifen. Um auch bei einer solchen Ausführung die gespannte Lage zu sichern, weist das Spannband 10 z. B. mehrere über die Segmente 3 hinausragende Lappen 12 auf, die nach dem Spannen nach innen über die äussere Stirnfläche der Segmente 3 umgebogen werden. Ein Lockern des Spannbandes 10 wird dadurch einwandfrei unterbunden.
Im übrigen kann in einfacheren Fällen die gespannte Lage des Spannelementes auch dadurch gesichert werden, dass der Abstand zwischen diesem und dem Mutterkörper 1 durch einen um die Segmente 3 gelegten Bindedraht 30 oder eine einseitig offene Ringfeder ausgefüllt wird, so dass die gespannte Lage des Spannbandes 10 oder des Spannringes 5 gesichert ist und ein Zurückgehen des Spannelementes verhindert wird.
Einige Anwendungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in denFig. 5-7 dargestellt. Hiebei ist zu bemerken, dass selbstverständlich jede der vorbeschriebenen Ausführungsarten der Sicherungsmutter je nach Bedarf verwendet werden kann.
Die Fig. 5 zeigt eine Rohrverbindung, bei welcher auf das eine Rohrende 31 eine Sicherungsmutter 1 als Überwurfmutter und auf das andere Rohrende 32 ein rohrförmiges Gegenstück 33 mit Aussengewinde z. B. durch Schweissen fest aufgebracht sind. Die Sicherungsmutter wird auf das Gegenstück 33 aufgeschraubt. Die Sicherung erfolgt auf die vorbeschriebene Art und Weise, beispielsweise also dadurch, dass der Spannring 5 die Segmente 3 durch axiale Verschiebung zusammendrückt.
Aus Fig. 6 ist der Anschluss eines Rohrendes 34 an einen Behälter 36 dargestellt, an den ein Gewinderohrstutzen 35 mit Aussengewinde angeschweisst ist. Auf diesen wird die Sicherungsmutter 1 aufgeschraubt. Das Spannen und Sichern geschieht wie bei dem Beispiel nach Fig. 5.
Bei dem Beispiel nach Fig. 7 sind die beidseitigen Enden eines Spannschlosses bzw. einer Spannschlossmutter 37 als Sicherungsmutter mit Rechts- und Linksgewinde an den beidseitigen Enden ausgebildet. Es sind also an beiden Stirnseiten Segmente 3 vorhanden, auf die Ösenbolzen 38 mit Aussengewinde aufgeschraubt werden. Das Spannen und Sichern erfolgt auch hier durch Spannelemente auf die bereits beschriebene Art und Weise. Im übrigen lassen sich Sicherungsmuttem nach der Erfindung für die verschiedensten Zwecke verwenden und ohne weiteres den jeweiligen Verhältnissen anpassen und z. B. auch als Nutmuttem, Hutmuttem, Stellmuttern, Spannmuttem usw. ausbilden. Sie eignen sich also für alle Zwecke, bei denen ein festzuschraubender Teil in seiner Lage einwandfrei zu sichern ist.
Um die Längsverschiebung des Spannringes oder des Spannbandes zu erleichtern, ist es zweckmässig, einfache Zangen zu verwenden, so wie sie beispielsweise in Fig. 8 und in Fig. 9 dargestellt sind. Bei dem ersteren Beispiel ist die Zange 39 mit keilförmigen Schneiden 40 versehen, die in den Zwischenraum zwischen dem Mutterkörper der Sicherungsmutter und dem aufgebrachten Spannring treten. Der keilförmige Anstieg der Schneiden 40 ist so gewählt, dass beim Zusammendrücken der Zange 39 der Ring axial nach aussen verschoben wird.
Ähnlich ist es bei dem Beispiel nach Fig. 9. Jedoch besitzt in diesem Fall dieZange 39 querliegende keilförmige Schneiden 40, so dass sie seitlich ansetzbar ist und beim Zusammendrücken den Spannring ebenfalls längs verschiebt. Dasselbe ist auch bei der Längsverschiebung von Spannbändern der Fall (vgl. das Beispiel nach Fig. 4), wobei an Stelle der Schneiden der Zange kleine Bolzen treten, die in die Bohrungen des Spannbandes eingreifen.
Mittels derartiger einfacher Vorrichtungen ist eine Sicherungsmutter nach Art der Erfindung schnell und einwandfrei zu spannen. Danach ist es gegebenenfalls nur noch notwendig, etwaige Sicherungslappen umzulegen. Wenn eine Sicherungsmutter nach der Erfindung entspannt werden soll, ist es nur notwendig, das Spannelement durch einen leichten Schlag, z. B. mittels eines Hammers, von den Segmenten wieder zu lösen, wobei dieses axial in seine Ausgangsstellung zurückgeht, wobei sich die Segmente durch ihr federndes Zurückspreizen lockern, so dass die Sicherungsmutter durch übliches Zurückschrauben entfernt werden kann.