Selbstsperrende Schraubenmutter. Bei einer bekannten Art der Selbstsper rung von Muttern bediente man sich einer mit einem Ende in der Mutter verankerten Schraubenfeder, die sich eng an das Bolzen gewinde anschmiegte. Beim Aufschrauben der Mutter übte der Bolzen auf die Feder ein Moment im lösenden Sinne aus, so dass die Feder der Mutterdrehung keinen erheblichen Widerstand entgegensetzte, beim Abschrau ben der Mutter dagegen wurde auf die Feder ein Zugmoment im spannenden Sinne aus geübt, so dass die Rückdrehung der Mutter durch die am Bolzen festgeklemmte Feder verhindert wird.
Bei diesen Einrichtungen wurden stets Schraubenfedern mit vielen Windungen (drei und mehr) verwendet, die verschiedene Nachteile aufweisen, welche der Einführung dieser Sicherungen hindernd im Wege standen. Die hohe Windungszahl der Feder erforderte beim Einlegen der Feder in eine Bohrung der Mutter den Platz von ent sprechend vielen Gewindegängen, so dass die Mutter in axialer Richtung erheblich ver grössert werden musste, um noch die minimal zulässige Gewindegangzahl zu erhalten.
Fer ner aber war es nicht möglich, eine mit einer vielgängigen Feder gesicherte Mutter abzu schrauben, ohne besondere Einrichtungen zum Entspannen bezw. Lösen der Feder vor zusehen. Entweder wurde die Verankerung der Feder mit der Mutter gelöst, oder es wurde auf das freibewegliche Ende der Fe der mit Hilfe von Stiften oder besonderen Schlüsseln ein Schub im lösenden Sinne aus geübt, um die Mutter abschrauben zu können. Alle diese Umstände verhinderten die Ein führung dieser Sicherung in die Praxis.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man auch schon eingängige Schraubenfedern mit einem dem Gewindeprofil angepassten Querschnitt (Dreikäntstahl) verwendet. Ein Nachteil dieser Sicherung ist aber die grosse Starrheit dieser kurzen und sehr harten Fe der, die bei der erforderlichen Vorspannung das Bolzenmaterial hoch beansprucht und bei öfterem Auf- und Abschrauben der Mutter das Gewinde des Bolzens angreift.
Wegen ihrer Kürze bedarf die Feder zudem einer be- sonderen Führung in der Mutter, die deshalb eine relativ komplizierte und teure Bauart aufweist.
Die verschiedenen Nachteile der bekann ten Sicherungen können nach der Erfindung vermieden werden, wenn man der zweck mässig aus Runddraht hergestellten Feder eine so geringere Windungszahl gibt, als es die Sicherheit der Sperrung zulässt. Es hat sich gezeigt, dass eine Schraubenfeder mit einer zwischen den Werten 1 und 2 liegenden Windungszahl eine für praktische Zwecke genügende Sperrwirkung ausübt und dabei folgende Vorteile mit sich bringt.
Erstens ist der Raum, den die Feder in axialer Richtung erfordert, etwa gleich der Höhe von nur zwei Gewindegängen am Bolzen, so dass bei einer entsprechenden, zur Aufnahme der Feder die nenden Bohrung in der Mutter die restlichen Gewindegänge für die Verschraubung selbst einer normalen Mutter mit dem Bolzen noch ausreichend sind. Zweitens ist es bei dieser kleinen Zahl von Federwindungen möglich, die Mutter mit dem normalen Schlüssel unter Aufwand eines entsprechend grösseren Dreh momentes abzuschrauben, ohne dass eine Bie- gungsüberbeanspruchung und eine bleibende Deformation der Feder eintritt. Auch viel faches Abschrauben ändert die Mutter nicht, und sie behält ihre selbstsperrende Eigen schaft unverändert bei.
Man kann zwar, um das Abschrauben der Mutter zu erleichtern, dem einen Ende der Feder durch Abkröpfung eine radiale Stellung geben und durch einen äussern Druck auf dieses Ende die Feder ent spannen, aber da diese Erleichterung bei die ser kurzen Federlänge nicht notwendig ist, kann eine solche Abkröpfung dieses Endes der Feder unterbleiben, so dass dieses Ende fest am Bolzen anliegt. Nur ist es vorteilhaft, den äussersten Teil dieses Endes, um Schür fungen am Bolzen zu vermeiden, leicht nach aussen abzubiegen.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine selbstsperrende Schraubenmutter, bei welcher sich an das in das Material der Mutter ein geschnittene Gewinde mindestens nach einer Seite eine in eine axiale Bohrung der Mutter eingelegte Schraubenfeder mit einer dem Muttergewinde gleichen Steigung ansetzt, deren Anzahl Windungsgänge zwischen den Werten 1 und 2 liegt und deren Windungs- durchmesser so bemessen ist, dass der Bolzen beim Aufschrauben der Mutter die Feder etwas weitet und spannt, wobei das von der Auflageseite der Mutter entferntere Ende der Feder in der Mutter verankert ist, während das andere Ende zu ihr frei bewegt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass sich günstigste Verhältnisse bei einer Feder ergeben, bei wel cher die Zahl der Windungsgänge = 1,5 ist. Diese Windungszabl gibt noch eine vorzüg liche Sperrwirkung und dabei die Möglich keit, die Mutter mit dem normalen Schlüssel auf- und abzusehrauberi. Ferner wird für sie nur wenig Raum in der Mutter beansprucht. Die Schraubenfeder kann in eine Bohrung der Mutter oder Gegenmutter auf der der Auf lagefläche der Mutter abgewandten oder auf der ihr zugewandten Seite eingelegt werden. In jedem Falle ist das von der Auflagefläche entferntere Ende der Schraubenfeder in der Mutter zu verankern.
Um dies zu erreichen, kann das Federende zum Beispiel in ein in der Mutterwand vorgesehenes Loch eing;e- sehoben oder in einen in den obern Rand der Mutter eingefrästen Schlitz eingelegt werden. Diese lösbare Verankerung zwingt die Feder, an der Drehung der Mutter teilzunehmen. Das Federende kann aber auch fest mit der Mutter verbunden sein.. Hierfür kommt ein Verklemmen, Vernieten, Verschweissen, Ver löten, kurz alle bekannten Massnahmen in Betracht, durch welche zwei metallische Körper fest miteinander verbunden werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Fig. 1 und 2 stellen eine Mutter dar, bei der die zur Aufnahme der Schraubenfeder dienende Bohrung in der Mutter auf der dem Bolzenkopf zugewandten Seite liegt.
Fig. 3 dagegen stellt den Fall dar, dass sie auf der vom Bolzenkopf abgewandten Seite der Mut ter liegt. In den Figuren bedeutet 1 die Schrauben mutter, 2 den Bolzen, 3 die Schraubenfeder, 4 die axiale Bohrung in der Mutter, in die die Feder 3 eingelegt wird. 5 ist das mit der Mutter fest verbundene, durch Abkröpfung radial gestellte Ende der Feder 3, 6 das frei bewegliche Ende der Feder 3.
In Fig. 1 und 2 ist auch das bewegliche Ende 6 der Feder radial abgekröpft, und es ragt dieses Ende in das mit 7 bezeichnete schlitzartige Fenster in der Wand der Mutter hinein.
Wie bereits erläutert, lässt sich eine solche Mutter leicht auf den Bolzen aufschrauben, während ein unbeabsichtiges Rückdrehen der Mutter durch die Festklemmung der Feder auf dem Bolzen verhindert ist. Will man also gelegentlich die Mutter abnehmen, dann kann dies mit dem normalen Schlüssel unter Auf wand eines grösseren Drehmomentes gesche hen, oder aber man kann dem beweglichen Ende 6 der Feder eine kleine Verschiebung in einem die Feder weitenden Sinne geben, um die Mutter mit geringer Kraft abzu schrauben. In Fig. 3 ist nur das Ende der äussern Federwindung radial abgekröpft und in einem niedrigen Schlitz der Mutter ver ankert.
Dagegen ist das andere Ende der Fe der nicht abgekröpft, sondern liegt am Bolzen an. Es erübrigt sich damit auch ein beson deres Fenster in der Wand der Mutter für die Lösung der Feder, da diese selbstsperrende Mutter mit dem normalen Schlüssel abge schraubt werden kann. Es kann unter Um ständen vorteilhaft sein, diese Sicherung nicht an der Hauptmutter, sondern an einer diese sichernden Gegenmutter vorzusehen. Als Material für die Feder empfiehlt es sich, nichtrostenden Stahl zu verwenden.
Die beschriebene Einrichtung besitzt nur metallische Teile, die zu einer in sich ge schlossenen Einheit zusammengesetzt sind. Hohe Temperaturen und wechselnde Erwär- mungen haben keinen Einfluss auf die Wirk samkeit der Einrichtung. Die Herstellung der Mutter ist einfach und äusserst billig, zu mal eine Serienfabrikation ohne weiteres möglich ist.
Self-locking screw nut. In a known type of self-locking of nuts one used a helical spring anchored at one end in the nut, which snuggled tightly to the bolt thread. When unscrewing the nut, the bolt exerted a torque on the spring in the loosening sense, so that the spring did not offer any significant resistance to the rotation of the nut; when unscrewing the nut, on the other hand, a tensile torque was exerted on the spring in the exciting sense, so that the reverse rotation the nut is prevented by the spring clamped on the bolt.
In these devices, coil springs with many coils (three or more) have always been used, which have various disadvantages which prevented the introduction of these fuses. The high number of turns of the spring required the space of a correspondingly large number of threads when the spring was inserted into a bore in the nut, so that the nut had to be increased considerably in the axial direction in order to still obtain the minimum permissible thread number.
Fer ner but it was not possible to unscrew a nut secured with a multi-thread spring without special facilities for relaxing BEZW. Loosen the spring before watching. Either the anchoring of the spring with the nut was loosened, or a thrust in the loosening sense was exerted on the free end of the Fe with the help of pins or special keys in order to be able to unscrew the nut. All these circumstances prevented the introduction of this fuse in practice.
In order to avoid this disadvantage, one has already used catchy helical springs with a cross-section (triangular steel) adapted to the thread profile. A disadvantage of this backup, however, is the great rigidity of this short and very hard spring which, with the necessary preload, places high demands on the bolt material and attacks the thread of the bolt when the nut is screwed on and off frequently.
Because of its shortness, the spring also requires a special guide in the nut, which therefore has a relatively complicated and expensive design.
The various disadvantages of the well-th fuses can be avoided according to the invention if the spring is expediently made of round wire and has so fewer turns than the security of the lock allows. It has been shown that a helical spring with a number of turns lying between the values 1 and 2 exerts a locking effect that is sufficient for practical purposes and has the following advantages.
Firstly, the space that the spring requires in the axial direction is approximately equal to the height of only two threads on the bolt, so that with a corresponding hole in the nut to accommodate the spring, the remaining threads for the screw connection even of a normal nut with the bolt are still sufficient. Secondly, with this small number of spring coils it is possible to unscrew the nut with the normal wrench with a correspondingly larger torque, without causing excessive bending and permanent deformation of the spring. Even repeated unscrewing does not change the nut, and it retains its self-locking property unchanged.
You can, to make unscrewing the nut easier, give one end of the spring a radial position by bend and tension the spring ent by external pressure on this end, but since this relief is not necessary with this short spring length such a bend of this end of the spring is omitted, so that this end rests firmly on the bolt. It is only advantageous to slightly bend the outermost part of this end to avoid scratches on the bolt.
The subject of the invention is thus a self-locking screw nut in which the thread cut into the material of the nut is attached to at least one side by a helical spring inserted into an axial bore of the nut with a pitch equal to the nut thread, the number of turns between the values of 1 and 2 and the coil diameter is dimensioned so that the bolt expands and tensions the spring somewhat when the nut is screwed on, the end of the spring further away from the support side of the nut being anchored in the nut, while the other end is free to it can be moved.
It has been shown that the most favorable conditions result for a spring in which the number of turns = 1.5. This Windungszabl gives an excellent locking effect and at the same time the possibility of opening and closing the nut with the normal key. Furthermore, little space is required for them in the mother. The helical spring can be inserted into a hole in the nut or lock nut on the face facing away from the mother's support surface or on the side facing her. In any case, the end of the helical spring that is further away from the support surface must be anchored in the nut.
In order to achieve this, the spring end can, for example, be lifted into a hole provided in the mother wall or inserted into a slot milled into the upper edge of the nut. This releasable anchoring forces the spring to participate in the rotation of the nut. The spring end can, however, also be firmly connected to the nut. For this purpose, jamming, riveting, welding, soldering, in short all known measures by means of which two metallic bodies are firmly connected to one another, are possible.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. 1 and 2 show a nut in which the hole in the nut serving to receive the helical spring is on the side facing the bolt head.
Fig. 3, however, represents the case that it is on the side facing away from the bolt head of the courage ter. In the figures, 1 means the screw nut, 2 the bolt, 3 the coil spring, 4 the axial bore in the nut into which the spring 3 is inserted. 5 is the end of the spring 3, 6 which is firmly connected to the nut and which is radially positioned by a bend, the freely movable end of the spring 3.
In FIGS. 1 and 2, the movable end 6 of the spring is also radially bent, and this end protrudes into the slot-like window designated by 7 in the wall of the nut.
As already explained, such a nut can easily be screwed onto the bolt, while unintentional turning back of the nut is prevented by the clamping of the spring on the bolt. So if you want to occasionally remove the nut, then this can be done with the normal wrench with a larger torque, or you can give the movable end 6 of the spring a small shift in a spring-widening sense to the mother with less Unscrew force. In Fig. 3 only the end of the outer spring coil is bent radially and anchored ver in a low slot of the nut.
In contrast, the other end of the Fe is not bent, but rests on the bolt. There is therefore no need for a special window in the wall of the nut for releasing the spring, since this self-locking nut can be unscrewed with the normal key. It may be advantageous in order not to provide this fuse on the main nut, but on a lock nut that secures it. It is recommended to use stainless steel as the material for the spring.
The device described has only metallic parts that are assembled into a self-contained unit. High temperatures and fluctuating warming have no influence on the effectiveness of the device. The production of the nut is simple and extremely cheap, especially since series production is easily possible.