DD283449A5 - Verformbare unterlegscheibe - Google Patents

Abstract

Verformbare Unterlegscheibe, die insbesondere die Vorherbestimmung der Spannkraft einer auf einer Schraube oder auf einer mit einer Gewindebohrung zusammenwirkenden Schraube montierten Mutter gestattet. Sie weist auf einer ihrer Flaechen, vorzugsweise auf der, die zur Auflage auf einem der zu verspannenden Teile vorgesehen ist, eine konzentrisch zur zentralen Bohrung angeordnete kreisfoermige Senkung auf, deren aeuszerer Durchmesser deutlich groeszer als der Durchmesser der zentralen Bohrung ist, und deren Tiefe vorzugsweise etwa der Breite des gesenkten Ringes entspricht. Die Unterlegscheibe besitzt andererseits auf ihrem Rand eine sichtbare Rille, deren zylindrischer Boden ebenfalls konzentrisch zur zentralen Bohrung liegt und einen Durchmesser aufweist, der hoechstens gleich dem aeuszeren Durchmesser der kreisfoermigen Senkung ist und vorzugsweise in der Naehe dieses aeuszeren Durchmessers liegt, wobei die Staerke der genannten Rille so nahe als moeglich dem Wert der Tiefe der Senkung entspricht. Fig. 1{verformbare Unterlegscheibe; Spannkraft; Vorherbestimmung; Schraube; zentrale Bohrung; kreisfoermige Senkung; gesenkter Ring; sichtbare Rille; Tiefe; Senkung; aeuszerer Durchmesser}

Description

Vorteilhaft ist es, wenn die Mutter und ihre Scheibe ein einziges Teil bilden, wobei die zentrale Bohrung der Unterlegscheibe mit einem Gewinde versehen ist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn sie auf einer ihrer Flächen einen kreisförmigen Bund aufweist, aus dem die Senkung und die Rille der Unterlegscheibe herausgearbeitet sind.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: die Schnittansicht einer verformbaren Unterlegscheibe gemäß der Erfindung, vor und nach dem Spannen; Fig. 2: die teilweise Schnittansicht mit Abriß einer Mutter und der mit ihr ausgestatteten Unterlegscheibe gemäß Fig. 1, die beide

ein einziges Teil bilden; Fig.3: eine Draufsicht der in Fig. 2 dargestellten Schraubenmutter.

Wenn man sich auf Fig. 1 bezieht, so sieht man eine Unterlegscheibe 1, die bekannterweise aus einem flachen Teil, beispielsweise einer Scheibe besteht und die eine zentrale Bohrung 1 a aufweist, deren Durchmesser d so ausreichend ist, daß erden Durchgang des Gewindebolzens 2a einer Schraube 2 (dargestellt mit punktierter Linie) ermöglicht, deren Kopf 2 b sich auf der Scheibe abstützen kann. Die Unterlegscheibe 1 liegt selbst auf einem zu verspannenden Teil 3, das schematisch mit einer punktierten Linie dargestellt ist.

Auf der unteren Fläche 1 b, das heißt auf der, die in Kontakt mit dem zu verspannenden Teil 3 steht, weist die Unterlegscheibe 1 eine koaxial zur Bohrung 1 a angeordnete kreisförmige Senkung 1 с auf. Der Durchmesser D der Senkung ist offensichtlich größer als der Durchmesser d der Bohrung 1 a und vorzugsweise beträchtlich größer als dieser. Beispielsweise wird im Fall einer kreisförmigen Unterlegscheibe, deren axialer Schnitt wie in Fig. 1 gezeigt ausgestaltet ist, der Durchmesser D der Senkung vorteilhafterweise in der Nähe des mittleren Durchmessers des Ringes liegen, den die Scheibe bildet. Man muß jedoch schon jetzt unterstreichen, und weiter unten wird es noch präzisiert, daß die Form der äußeren Peripherie der Unterlegscheibe 1 durch die Erfindung nicht zwingend vorgeschrieben wird, obwohl die Form einer ringförmigen Scheibe die geläufigste und im allgemeinen die vorteilhafteste ist.

Die Tiefe ρ der Senkung 1 с ist ebenfalls nicht genau durch die Erfindung vorgeschrieben, aber sie wird vorzugsweise etwa so groß wie die Breite des gesenkten Ringes sein, das heißt, wie die Hälfte des Ringes, der die Scheibe selbst bildet.

Auf dem Rand der Unterlegscheibe 1 ist eine Rille 1 d vorgesehen, deren Boden 1 e zylindrisch ist und koaxial zur zentralen Bohrung 1 a sowie zur Senkung 1 с liegt. Der Durchmesser D' dieses zylindrischen Bodens ist höchstens gleich dem Durchmesser D der Senkung 1 с und liegt vorzugsweise sehr nahe an diesem Durchmesser D. Andererseits liegt die Stärke eder Rille 1 d selbst auch so nahe wie möglich am Wert der Tiefe ρ der Senkung. Der Grund für diese Anordnung wird weiter unten verdeutlicht.

Offensichtlich, und wie man auch in Fig. 1 sehen kann, ist eine bestimmte Stärke f an Material zwischen der Rille 1 d und der Senkung 1c vorhanden.

Diese Stärke f ermöglicht, wie gleich gezeigt wird, die Vorherbestimmung einer minimalen Spannkraft der Schraube auf einem zu spannenden Teil oder einer Mutter auf einer Schraube.

Wenn man nämlich den Kopf 2 b der Schraube 2 dreht, was das Zerdrücken der Unterlegscheibe 1 auf dem zu spannenden Teil 3 zur Folge hat, spielt der obere Teil der Scheibe die Rolle eines Scherstempels in bezug auf den unteren Teil. Die Kraft, die auf die ringförmige Zone 1 f der Stärke f wirkt, wird das Abscheren dieser Zone nach sich ziehen, wenn das an dem Kopf der Schraube aufgewendete Kraftmoment ausreichend groß ist. Unter dieser Voraussetzung kann der obere Teil der Unterlegscheibe beinahe genau den unteren Teil bedecken (siehe Fig. 1, linker Teil), da der zylindrische Boden 1 e einen Durchmesser besitzt, der höchstens gleich dem der Senkung ist und die Stärke e der Rille praktisch gleich der Tiefe ρ der Senkung ist.

In dem Fall, und darauf zielt die vorliegende Erfindung ab, wo die Schraube 2 durch einen motorgetriebenen Schraubendreher angezogen wird, setzt dieser seine Bewegung nach dem Abscheren der Zone 1 f der Unterlegscheibe fort. In der Praxis läßt sich das Kraftmoment der Blockierung des Schraubendrehers während dieser letzten Arbeitsphase des Spannens nicht unterbrechen, die im allgemeinen auf weniger als einer Umdrehung der Schraubendreherwelle erfolgt, und man ist daher, wenn die Scheibe die im linken Teil der Fig. 1 dargestellte Position angenommen hat, sicher, daß sie mit einer Kraft gespannt bzw. angezogen wurde, die mindestens so groß ist, wie die zum Abscheren der Zone 1 f erforderliche Kraft.

In dieser Hinsicht wird daran erinnert, daß die zum Abscheren der Zone 1f erforderliche Kraft F durch die Formel F = π DfR gegeben ist, worin D den mittleren Durchmesser der Zone 1 f und f ihre Stärke dar stelle η und R der Festigkeitswert des Materials ist, aus dem die Scheibe besteht. Was die Rille 1 d betrifft, so wird ihre Stärke e vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 2 mm liegen, je nach Abmessung der Scheibe.

Die vorgesehene Verformung der Unterlegscheibe tritt nur nach Überschreitung einer vorher durch die Struktur der Scheibe bestimmten Kraft in Erscheinung, so daß man, wenn die Verformung nicht sichtbar ist, mit Gewißheit daraus schließen kann, daß die Minimalkraft nicht erreicht wurde. Die Bedeutung der Erfindung ist für die Vereinfachung der Kontrolle von Verbindungen offenbar, insbesondere für das Spannen beim Zusammenfügen der Teile durch Schrauben und/oder Muttern.

Wenn man nämlich den Zustand der Scheibe überprüft, so sieht man unverzüglich die Rille 1 d, wenn die Verbindung nicht genügend gespannt ist. Es ist daher möglich, das Spannen von neuem durchzuführen, im allgemeinen gefolgt von einer Überprüfung mit Hilfe eines Drehmomentschraubenschlüssels. Wenn die RiIIeId demgegenüber verschwunden ist, kann der Kontrolleur sicher sein, daß die Verspannung ausreichend ist.

Andererseits ist ebenfalls offenbar, daß die erfindungsgemäße Unterlegscheibe unter den Kopf einer Schraube gelegt werden kann, wie in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel, oder auch unter eine Mutter, die auf einem Gewindebolzen montiert wird. Es ist ebenfalls augenscheinlich, daß die Richtung der Montage der Unterlegscheibe gleichgültig ist, denn das Abscheren der Zone 1 f erfolgt unabhängig davon, welche Fläche der Scheibe auch immer auf dem zu spannenden Teil liegt.

Es wird hier auch unterstrichen, daß die erfindungsgemäße Unterlegscheibe einfach in eine Mutter inkorporiert werden kann, um mit ihr nur ein einziges Teil zu bilden. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Unter Bezug auf die Zeichnung sieht man eine massive Schraubenmutter mit sechs Seiten, deren zentrale Bohrung 4a mit einem Gewinde versehen ist. Die Basis, hier die Fläche 4b, der Mutter weist eine Senkung 4c und eine Rille 4d auf, deren Merkmale nicht von neuem beschrieben werden, denn sie entsprechen jeweils denen der Senkung 1 с und der Rille 1 d, wie sie unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurden.

Es wird auch hervorgehoben, daß sich das Gewinde der Mutter bis zur Senkung 4c der Fläche 4b verlängert, die aus einem kreisförmigen Bund bestehen kann, wie in den Zeichnungen zu sehen ist, oder demgegenüber auch eine hexagonale Form aufweisen kann, die dem Körper der Mutter entspricht.

Die Anwendung der Schraubenmutter sowie ihre Vorteile sind offensichtlich die gleichen, wie sie schon weiter oben beschrieben wurden. Die Rille 4d der Basis der Mutter verschwindet nach einem ausreichenden Verspannen der Mutter und dem Abscheren der Verbindungszone zwischen den zwei Teilen, die die Basis bilden.

Claims (3)

1. Verformbare Unterlegscheibe, die insbesondere die Vorherbestimmung der Spannkraft einer auf einer Schraube montierten Mutter gestattet, bestehend aus einem massiven Teil mit einer in bezug auf die Abmessungen seiner Peripherie geringen Dicke, das eine etwa dem Durchmesser der Schraube, auf der es montiert werden soll, entsprechende zentrale Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer ihrer Flächen (1 b), vorzugsweise auf der, die zur Auflage auf einem der zu verspannenden Teile vorgesehen ist, eine konzentrisch zur zentralen Bohrung (1 a) angeordnete kreisförmige Senkung (1 c) aufweist, deren äußerer Durchmesser (D) deutlich größer als der Durchmesser der zentralen Bohrung ist, und deren Tiefe (p) vorzugsweise etwa der Breite des gesenkten Ringes entspricht, und dadurch, daß sie auf ihrem Rand eine sichtbare Rille (1 d) besitzt, deren zylindrischer Boden (1 e) ebenfalls konzentrisch zur zentralen Bohrung (1 a)' liegt und einen Durchmesser (D') aufweist, der höchstens gleich dem äußeren Durchmesser (D) der kreisförmigen Senkung ist und vorzugsweise in der Nähe dieses äußeren Durchmessers liegt, wobei die Stärke (e) der genannten Rille so nahe als möglich dem Wert der Tiefe (p) der Senkung entspricht.

2. Verformbare Unterlegscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter und die Scheibeein einzigesTeil (4) bilden, wobei diezentrale Bohrung (4a) derUnterlegscheibe mit einem Gewinde versehen ist.

3. Verformbare Unterlegscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter auf einer ihrer Flächen (4b) einen kreisförmigen Bund aufweist, aus dem die Senkung (4c) und die Rille (4d) der Unterlegscheibe herausgearbeitet sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine verformbare Unterlegscheibe, die insbesondere die Vorherbestimmung der minimalen Spannkraft einer Mutter oder einer Schraube gestattet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist wichtig, insbesondere bei der Fabrikation großer Serien, beispielsweise bei der Kraftfahrzeugherstellung, das Spannen bzw. Anziehen von Muttern aufschrauben oder auf Schrauben in Gewindebohrungen, mit einer ausreichenden Spannkraft durchzuführen. Denn bei dieser Art der Produktion verwendet man häufig motorgetriebene Schraubendreher und das durch diese Maschinen entwickelte Kraftmoment hängt von ihrer Regelung ab, wobei es im Verlauf seiner Anwendung ziemlich schnell verändert werden kann, was einige bedeutende Veränderungen der Spannkraft der Schraube oder der Mutter und demzufolge der zu verbindenden Teile nach sich zieht. Wenn der Arbeiter nicht rechtzeitig die Verspannung vornimmt, beispielsweise mit Hilfe eines Drehmomentschraubenschlüssels, so besteht bei einigen Verbindungen das Risiko einer unzureichenden Spannung.

Eine Unterlegscheibe wird bekannterweise aus einem massiven Teil gebildet, im allgemeinen metallisch und in der Form einer ebenen Scheibe sowie mit in bezug auf die Abmessungen seiner Peripherie geringen Dicke, wobei sie eine zentrale Bohrung aufweist, die etwa dem Durchmesser der Schraube entspricht, auf der sie montiert werden soll.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von verformbaren Unterlegscheiben auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verformbare Unterlegscheibe zu entwickeln, die eine Vorherbestimmung einer minimalen Spannkraft bei einer Schraube oder einer Mutter gestattet.

Erfindungsgemäß weist die Unterlegscheibe auf einer ihrer Flächen, vorzugsweise auf der, die zur Auflage auf einem der zu verspannenden Teile vorgesehen ist, eine konzentrisch zur zentralen Bohrung angeordnete kreisförmige Senkung auf, deren äußerer Durchmesser deutlich größer als der Durchmesser der zentralen Bohrung ist, und deren Tiefe vorzugsweise etwa der Breite des gesenkten Ringes entspricht. Die Unterlegscheibe besitzt andererseits auf ihrem Rand eine sichtbare Rille, deren zylindrischer Boden ebenfalls konzentrisch zur zentralen Bohrung liegt. Dieser zylindrische Boden weist einen Durchmesser auf, der höchstens gleich dem äußeren Durchmesser der kreisförmigen Senkung ist und vorzugsweise sehr nahe an diesem äußeren Durchmesser liegt. Die Stärke der Rille entspricht ebenfalls so nahe als möglich dem Wert der Tiefe der Senkung.