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Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungselement, das eine Schraubverbindung aus wenigstens zwei Teilen, von denen der eine Teil mit einem Aussengewinde in eine Gewindebohrung des anderen Teiles einschraubbar ist, in wenigstens einer Einschraubstellung gegen Relativverdrehung sichert.
Gesicherte Schraubverbindungen sind in verschiedenster Form bekannt, wobei aber bei den bisher bekannten Ausführungen jede mit teilweise unüberwindbaren Nachteilen behaftet ist. Die bekannteste Art der Sicherung, die bei auf Schraubenbolzen aufgeschraubten Muttern im Einsatz ist, besteht in der Verwendung einer sogenannten Kontramutter, die eine Feststellung der Hauptmutter in jeder Längseinstellung dieser Hauptmutter ermöglicht, aber den Nachteil hat, dass durch Dauerbelastungen, insbesondere Rüttelbelastungen, eine Lockerung möglich wird. Die tatsächliche Fixierkraft ist durch die Reibungsverhältnisse zwischen den beiden Muttern und durch die durch das Anziehen erzeugte Klemmkraft der Kontramutter definiert, aber trotzdem nicht eindeutig und vor allem variabel. Es wird dann für sich oder zusätzlich zu der Kontramutter mit weiteren Sicherungselementen gearbeitet.
Dazu zählen Beilagscheiben aus verformbarem Kunststoff, auf die Mutter aufgesetzte und gegen ein Widerlager drückende Federringe (DE 40 01 575 A), Kombinationen aus Sockelscheiben und vom Aussenende her in eine Befestigungsmutter zusätzlich einschraubbare Hülsenmuttern (DE 199 06 480 A), Sperr elemente nach den DE 41 21 523 A und 41 21 524 A aus einer Formfeder, die zwischen Mutter und zu befestigendem Teil mit einem Ringende eingelegt wird, von dem entlang der Mutter ein Schenkel hochsteht, der über eine Federwindung in einen Endsplint übergeht, welcher in eine Querbohrung des Gewindebolzens
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eingesteckt wird oder Beilagscheiben aus teilweise verformbarem Kunststoffmate- rial, die bolzenseitig einen konischen Ansatz haben,
der in eine konische Erweite- rung des Gewindeloches einer Mutter eingreift und von dieser zusammendrückbar ist (EP 0 065 414 A). Nach der EP 0 350 711 A wird eine Beilagscheibe mit einer flachen Kontramutter kombiniert. Nach der US 4 692 078 A besitzt eine Mutter neben dem Gewindeteil wieder eine Aufnahmevertiefung, in die ein zweiter teillastischer Teil eingesetzt ist, der ebenfalls ein Innengewinde aufweist und sich beim Anziehen eines Gewindebolzens gegenüber dem eigentlichen Muttergewinde verspannt. Die WO 99/56024 A verwendet bei einer flachen, gegen ein Widerlager anstellbaren Mutter eine Stellschraube, die im wesentlichen parallel zur Achse des Gewindebolzens verläuft und mit deren Hilfe die Mutter nach dem Anziehen leicht gekippt wird, so dass sich das Muttergewinde gegenüber dem Bolzengewinde verspannt.
Eine derartige Konstruktion ist nur bei grossen Muttern sinnvoll, wobei das herausragende Ende der Stellschraube die Anbringung weiterer Teile behindert. Schliesslich verwendet die Konstruktion nach der EP 1 124 065 A eine Mutter mit wenigstens einer zusätzlichen Gewindebohrung für die Aufnahme einer Madenschraube, die etwa normal zur Flankenneigung des Hauptgewindes verstellbar ist und gegen das Bolzengewinde drückt, wobei vorzugsweise eine plastisch verformbare Zwischenlage vorgesehen wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Sicherungselementes der eingangs genannten Art, das bei einfachem Aufbau eine sichere Fixierung der beiden Teile in der gewünschten Dreh- bzw. Spannstellung gewährleistet. Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Sicherungselementes, bei dem die Sicherung das Anziehen und bzw. oder Lösen der Schraubverbindung nicht behindert und Beschädigungen der Gewindeteile ausgeschlossen sind. Eine weitere Teilaufgabe besteht in der Schaffung eines Sicherungselementes, das eine Schraubverbindung unter Verwendung einer zusätzlichen Kontramutter sichert.
Die gestellte Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, dass das Sicherungselement als Sperriegel ausgebildet ist, der in dem einen Teil gelagert und über einen Stelltrieb durch eine in dessen Gewinde vorgesehene Öffnung in eine Aufnahmevertiefung im Gewindebereich des anderen Teiles ausstellbar ist.
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Das Sicherungselement kann schon bei der Herstellung in dem einen Teil ange- bracht werden, so dass die Handhabung des Teiles genauso leicht möglich ist, wie in einem entsprechenden Teil ohne Sicherungselement. Man kann Rückhalter und/oder Betätigungseinrichtungen vorsehen, die den Sperreingriff des Riegels erst in jener Relativstellung der beiden verschraubten Teile bewirken, in welcher tatsächlich das Weiterdrehen verhindert werden soll. Damit wird das Auf- bzw.
Abschrauben wegen der dann gelösten Sperre nicht behindert. Für Sonderzwecke ist es aber auch möglich, die Anordnung so zu treffen, dass der Spernegel beim Erreichen der gewünschten Endstellung selbsttätig einrastet.
Um eine Sperrung in verschiedenen relativen Einschraubstellungen zu ermöglichen, können zwei oder mehrere Aufnahmevertiefungen für den Sperriegel mit Längsabständen und bzw. oder in vorzugsweise gleicher Umfangsverteilung im zugeordneten Teil vorgesehen sein. Eine gleichmässige Umfangsverteilung ist wegen des Gewichtsausgleiches, insbesondere bei rasch rotierenden Teilen, vorteilhaft. Im letzteren Fall kann man auch zwei oder mehrere Sicherungselemente axial symmetrisch anordnen.
Einfache Anordnungen werden ermöglicht, wenn die Aufnahmevertiefung bzw - vertiefungen aus Längsnutenabschnitten im Gewinde des für den Regeleingriff bestimmten Teiles bestehen.
Derzeit wird eine Konstruktion bevorzugt, nach der der Sperriegel als in einer Längsnut, -bohrung oder Rohröffnung des einen Teiles gelagerter und über den Stelltrieb verstellbarer Schwenkriegel ausgebildet ist. Durch die Lagerung ist der Schwenkriegel sicher in dem ihn tragenden Teil gehalten, so dass die Herstellung der Schraubverbindung wieder vereinfacht wird, da auf diese Sperreinrichtung nicht geachtet werden muss. Insbesondere wird der Schwenkriegel als zweiarmiger Winkel hebel ausgebildet, der an dem einen Schenkel einen bei seiner Verschwenkung ausstellbaren Riegelzapfen trägt.
Im Rahmen der Grundkonstruktion sind wieder verschiedene Ausführungsformen bzw. Varianten möglich. Wenn nach der einen Ausführungsform der Stelltrieb eine
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Feder aufweist, die den Riegel im Ausstellsinn belastet, dann rastet der Riegel selbsttätig beim Erreichen der entsprechenden Drehstellung in die Aufnahmevertiefung des anderen Teiles ein. Es ist aber auch hier möglich, Rückhalter vorzusehen, die den Riegel erst beim Erreichen einer bestimmten von mehreren möglichen durch Aufnahmevertiefungen bestimmten Drehstellungen für die Sperrung freigeben.
Nach einer anderen Variante ist eine Feder als Rückhaltefeder für den in seiner Ruhestellung befindlichen Riegel angeordnet und der Riegel über einen vom zweiten Schenkel des Winkelhebels gebildete, in der entriegelten Stellung aus dem Teil herausragenden Betätigungsansatz in die Sperrstellung verschwenkbar. Die letztgenannte Konstruktion eignet sich u. a. für den Fall, dass zur Betätigung eines in einem als Mutter ausgebildeten, den Riegel aufnehmenden Teil gelagerten Riegels ein in der Ruhestellung auf den durch einen Schlitz aus der Stirnseite der Mutter herausragenden Betätigungsansatz des Riegels drückende Kontramutter vorgesehen ist.
Nach anderen Ausführungsformen ist der Sperriegel über einen als Stellschraube oder Kipphebelmechanik ausgebildeten Stelltrieb betätigbar. Eine Kipphebelmechanik kann dabei den dann schwenkbaren Sperriegel ähnlich wie die Rastenmechanik eines Kugelschreibers betätigen.
Besonders bei empfindlichen Gewinden, bei denen in erster Linie der Gewindebolzen in seiner Einschraubstellung zu sichern ist, wird eine Ausführungsvariante vorgeschlagen, nach der in dem das Aussengewinde aufweisenden Teil eine exentrische, nahe an das Gewinde heranreichende Axialbohrung vorgesehen ist, die, als Stelltrieb für den Riegel, einen vorzugsweise als in ein entsprechendes Gewinde eingreifende Madenschraube ausgebildeten drehbaren Innenteil aufnimmt, an dem der Riegel um eine ebenfalls exzentrische Achse schwenkbar lagert, so dass er durch Drehung des Innenteiles unter Schwenkung um die Riegelachse aus einer in die Bohrung zurückgezogenen Ruhestellung über eine aus der Axialbohrung und dem Bolzengewinde herausführende Öffnung in die Aufnahmevertiefung des
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anderen Teiles ausstellbar ist.
Entsprechende Sicherungen sind u. a. für die Befe- stigungsschrauben von KFZ-Rädern von Vorteil.
Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemässes, in einen Gewindebolzen eingebautes Sicherungs- element im Längsschnitt durch den Bolzen, Fig. 2 einen Teilquerschnitt zu Fig. 1, Fig. 3 das mit dem Gewindebolzen in eine Gewindebohrung eingeschraubte Siche- rungselement in einer Verriegelungsstellung, Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, in der der Schwenkriegel noch in seiner Ruhestellung gehalten ist, Fig. 5 die Verwendung des aus Bolzen und Riegel bestehenden Sicherungsele- mentes nach den Fig. 1-4 als Drehsicherung in einer Mutter im Schnitt, Fig. 6 einen Horizontalquerschnitt der Fig. 5, Flg.
7 ein grösseres aus Bolzen und Schwenkriegel bestehendes Sicherungselement in der Einbaustellung in einer Mutter in der der Fig. 5 entsprechenden Dar- stellungsweise, Fig. 8 das durch eine Kontramutter in die Sicherungsstellung verstellte Sicherungs- element gemäss Fig. 7 und die Fig. 9 - 11 in grösserem Massstab ein in einem Gewindebolzen untergebrachtes Si- cherungselement mit seiner Betätigungseinrichtung in der Ruhestellung, einer
Zwischenstellung und in der Sperrstellung beim Eingriff in ein Aussengewinde.
Nach den Fig. 1-4 ist in einem Träger 1 der ein Gewindebolzen oder ein mit einem Aussengewinde versehenes Rohr sein kann, in der Nähe des einen Endes ein als zweiarmiger Winkelhebel ausgebildeter Schwenkriegel 2 um eine Achse oder Welle 3, die in einer Querbohrung 4 gehalten ist, schwenkbar gelagert, wobei der Riegel 2 nach der Darstellung in einer nutenförmigen Längsausnehmung 5 des Trägers 1 Aufnahme findet, bei Verwendung eines Rohres statt eines Bolzens als Träger 1 aber von der Rohröffnung aufgenommen wird. In beiden Fällen besitzt der Träger 1 eine
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Austrittsöffnung 6 für einen Endzapfen 7 des Schwenkriegel 2. Das zweite Ende des Schwenkriegel 2 bildet eine im Bedarfsfall zum Einsatz kommende Sperrnase 8.
Wird der Träger 1 in eine Gewindebohrung 9 eines anderen Teiles 10 eingeschraubt, so gleitet der Schwenkriegel 2 zunächst mit dem Endzapfen 7 ohne das Einschrauben zu behindern in einer Grundstellung nach Fig. 4 dem Gewinde entlang und fällt schliesslich unter der Einwirkung einer ihn belastenden Druckfeder 11 in eine dann mit der Öffnung 6 fluchtende Öffnung 12 des Teiles 10, so dass die Enddrehstellung des Trägers 1 gegenüber dem Teil 10 bestimmt ist.
Beim Einsatz eines aus als Gewindebolzen ausgeführten Träger 1 oder mit Aussengewinde versehenem Rohr und eingesetztem Schwenkriegel 2 bestehenden Bauteiles nach den Fig. 1 - 4 als Sicherungselement in einer auf einen Gewindeteil 13 aufgesetzten Mutter 14 wird der Träger 1 in eine von einer Seiten der Mutter 14 ausgehende Gewindebohrung 9 eingeschraubt, wobei in der in den Fig. 1 und 7 gezeigten Lage der Endzapfen 7 aus der Öffnung 12 herausragt. Der Teil 8 des Schwenkriegel 2 ist beim Ausführungsbeispiel zu einer Schneide ausgebildet, kann aber auch eine andere geeignete Form aufweisen, z. B. eine Platte bilden, die an die jeweilige Gegenausnehmung angepasst ist. Im Gewinde 15 des Bolzens 13 sind eine oder mehrere Längsnuten als Aufnahmevertiefungen vorgesehen.
Die Ausführung nach den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von den Fig. 5 und 6 nur durch Verwendung einer im Durchmesser grösseren Mutter 14a. Das Aufschrauben der Mutter 14,14a auf den Teil 13 wird durch den Schwenkriegel 2 nicht behindert. Ist die gewünschte Endstellung der Mutter 14a bei Gegenüberstellung des Schneidenteiles 8 des Schwenkriegel 2 zu einer Nut 16 (nur in den Fig. 5, 7 und 8 angedeutet) des Teiles 13 erreicht, so wird die Mutter 14a festgehalten und es wird eine Kontramutter 17 aufgeschraubt, die auf den Endzapfen 7 drückt und damit die Schneide des Teiles 8 in die Nut 16 drückt, wodurch die Mutter 14a eindeutig und vollständig gegen ein weiteres Verdrehen gesichert ist. Wird die Kontramutter 17 wieder gelockert, dann drückt die Feder 11 wieder den Schwenkriegel 2 in die Grundstellung nach den Fig.
5 - 7 zurück.
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Bei der Ausführung nach den Fig. 9 - 11 soll ein Gewindebolzen 18 in einer vorgegebenen Einschraub-Drehstellung gegenüber einem mit einer Gewindebohrung versehenen Teil 19 gesichert werden. Bei dieser Ausführung besitzt der Gewindebolzen 18 seinerseits eine exzentrische, bis an das Aussengewinde 20 heranreichende Gewindebohrung 21, in die eine Madenschraube 22 eingeschraubt ist, welche Schraube an ihrem Vorderende einen exzentrischen Schwenkzapfen 23 trägt, an dem ein Riegel 24 gelagert ist.
Wird die Madenschraube 22 soweit eingeschraubt, dass sich der Riegel 24 in der in Fig. 9 gezeigten Gegenüberstellungslage zu einer Aufnahmevertiefung 25 im Teil 19 befindet,. dann kann der Riegel 24, der bis dahin entlang der Gewindebohrung 21 geführt wurde, durch Weiterdrehen der Schraube 22 aus der Ruhestellung nach Fig. 9 über die Zwischenstellung nach Fig. 10 in die Aufnahmevertiefung 25 ausgestellt werden, so dass in der Endstellung nach Fig. 11 durch den Riegel 24 die Drehstellung des Gewindebolzens 18 gegenüber dem Teil 19 gesichert ist und eine Lösung der Schraubverbindung zwischen 18 und 19 nur nach Rückstellung des Riegels 24 in die Lage nach Fig. 9 erfolgen kann.
Wie schon erwähnt wurde, kann für die Ausstellung des Riegels 24 auch anstelle der Madenschraube 22 eine Kipphebelmechanik, ähnlich der Druckmechanik bei Kugelschreibern, Verwendung finden.