DE10319930B4

DE10319930B4 - Verschlusseinrichtung zum Verbinden zweier Bauteile

Info

Publication number: DE10319930B4
Application number: DE2003119930
Authority: DE
Inventors: Klemens Dipl.-Ing. Janofske; Peter Henninger
Original assignee: Fairchild Fasteners Europe Camloc GmbH
Current assignee: Fairchild Fasteners Europe Camloc GmbH
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: DE10319930A1

Abstract

Verschlusseinrichtung zum Verbinden zweier Bauteile, mit einem z. B. mit Innengewinde versehenen und durch zueinander fluchtende Öffnungen der Bauteile hindurchzuführenden Gewindezapfen (1), einem mit dem Gewindezapfen (1) über einen in seinem Inneren angebrachten, z. B. mit Außengewinde versehenen Gegengewindezapfen (2) verspannbaren, im Wesentlichen topfartigen Aufnahmeteil (3) sowie mit einer in dem Aufnahmeteil (3) angeordneten Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verspannung, enthaltend axial in Richtung des Gewindezapfens (1) wirkende Federmittel (4) und zwei auf dem Gegengewindezapfen (2) aufgenommenen, sich gegen die Federmittel (4) unter der Wirkung des Gewindezapfens (1) abstützenden und in Sicherungsstellung aneinander kraft- und/oder formschlüssig angreifende Sicherungsringscheiben (5, 6), von welchen die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe (5) mit dem Gewindezapfen (1) drehbar und in dem Aufnahmeteil (3) axial verschiebbar, die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe (6) jedoch drehfest, aber ebenfalls axial verschiebbar in dem Aufnahmeteil geführt sind, und wobei die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe (5) bei Einwirkung eines einen bestimmten Wert überschreitenden, von dem Gewindezapfen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlusseinrichtung zum Verbinden zweier Bauteile, mit einem z. B. mit Innengewinde versehenen und durch zueinander fluchtende Öffnungen der Bauteile hindurchzuführenden Gewindezapfen, eine mit dem Gewindezapfen über eine in seinem Inneren angebrachten, z. B. mit Außengewinde versehenen Gegengewindezapfen verspannbaren, im Wesentlichen topfartigen Aufnahmeteil sowie mit einer in dem Aufnahmeteil angeordneten Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verspannung, enthaltend axial in Richtung des Gewindezapfens wirkende Federmittel und zwei auf dem Gegengewindezapfen aufgenommenen, sich gegen die Federmittel unter der Wirkung des Gewindezapfens abstützenden und in Sicherungsstellung aneinander kraft- und/oder formschlüssig angreifende Sicherungsringscheiben, von welchen die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe mit dem Gewindezapfen drehbar und in dem Aufnahmeteil axial verschiebbar, die gewindezapfenabgewandte Sicherungsscheibe jedoch drehfest, aber ebenfalls axial verschiebbar in dem Aufnahmeteil geführt sind, und wobei die gewindezapfenseitige Sicherungsscheibe bei Einwirkung eines einen bestimmten Wert überschreitenden, von dem Gewindezapfen aufgebrachten Drehmoments gegenüber der gewindezapfenabgewandten Sicherungsringscheibe verdrehbar ist.

Eine derartige Verschlusssicherung ist bspw. aus der EP 0 310 775 A1 bekannt. Dabei sind die Sicherungsringscheiben als Reibscheiben ausgebildet, deren Berührungsflächen in Sicherungsstellung unter Haftreibung und bei Verdrehung gegeneinander unter einer dieser gegenüber geringeren Gleitreibung aneinander liegen. Hierbei kann es schwierig sein, das Drehmoment zu definieren, unter welchem sich die Verschlusseinrichtung löst. Da die Berührungsflächen von konischen inneren und äußeren Umfangsflächen der Sicherungsleisten gebildet sind, ist die Bauhöhe entsprechend groß. Es ist auch bekannt, zur Sicherung an einer zahnförmig ausgeschnittenen Scheibe einen Kragen anzuformen, sodass diese Verzahnung in Achsrichtung in die Verzahnung einer zweiten Scheibe eingreifen kann. Nachteilig hierbei ist, dass nur eine relativ kleine Fläche für die Verzahnung genutzt werden kann. Außerdem erfordert auch diese bekannte Lösung eine verhältnismäßig große Bauhöhe.

Weiter ist aus der DE 1 450 944 A ein Schnellverschluss der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die Sicherungsringscheiben mit von über die gesamte Ringbreite ineinander greifenden Ratschenverzahnungen gebildet sind. Die Verzahnung ist dabei jedoch nur auf jeweils einer Seite der Sicherungsscheiben vorgesehen. Derartige Sicherungsscheiben haben daher eine vergleichsweise große Bauhöhe und sind teuer in der Herstellung.

Aufgabe der Vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschlusseinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welcher unter geringer Bauhöhe eine zuverlässige Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verspannung gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß z. B. im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Zahnformen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der jeweiligen Sicherungsringscheibe ausgeprägt sind.

Trotz verhältnismäßig geringer Stärke des Flachmaterials können die Sicherungsringscheiben ihre Funktion zuverlässig ausführen. Aufgrund der ineinander greifenden Faltung der Sicherungsringscheiben kann die Bauhöhe gering gehalten werden. Andererseits kann aufgrund der Nutzung der gesamten Ringbreite für die Ausformung der Zähne die Fläche, auf welche die Ratschenverzahnung ineinander greift, deutlich erhöht werden. Bei geringem Fertigungsaufwand wird das Verschleißverhalten deutlich verbessert.

Zur Verdrehsicherung können die gewindezapfenabgewandten Sicherungsscheibe und das Aufnahmeteil formschlüssig ineinander greifen. Dies kann bspw. dadurch geschehen, dass die Außenkontur der gewindezapfenabgewandten Sicherungsringscheibe und die Innenkontur des Aufnahmeteils als Mehrkant ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe z. B. zwei diametral einander gegenüberliegende radiale Flügel aufweisen, welche in entsprechenden axialen Nuten des Aufnahmeteils geführt sind.

Wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal die Zähne der Ratschenverzahnungen unsymmetrische Gestalt haben, d. h. in einer Drehrichtung steilere Flanken als in der entgegengesetzten Drehrichtung, wird bei einfacher Verspannung die Sicherungsfunktion noch erhöht.

Um einen sicheren Formschluss zwischen Gewindezapfen und gewindezapfenseitiger Sicherungsringscheibe zu gewährleisten, kann letztere radialrippenartige Höcker aufweisen, welche in entsprechende Schlitze des Gewindezapfens eingreifen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 in Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine die Erfindung aufweisende Verschlusseinrichtung,
2 einen Horizontalschnitt durch Verschlusseinrichtung gemäß 1 entlang der Schnittlinie A-A, und
3 in Schrägansicht einen Gewindezapfen mit zugehörigen Sicherungsringscheiben einer erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung in Schrägansicht.
Die in der Zeichnung dargestellte Verschlusseinrichtung dient dem Verbinden zweier (nicht dargestellter) Bauteile. Sie weist einen mit Innengewinde versehenen und mit Kreuzschlitzkopf 13 ausgestatteten, mit seinem Schaft 14 durch zueinander fluchtende Öffnungen der Bauteile hindurchzuführenden Gewindezapfen 1 auf. Der Gewindezapfen 1 ist über einen im Inneren eines im Wesentlichen topfartigen Aufnahmeteils 3 angebrachten, mit Außengewinde versehenen Gegengewindezapfen 2 verspannbar. Das Aufnahmeteil 3 ist über einen Käfig 12 mit dem einen Bauteil verbindbar, so dass es an der Außenseite des dem Kreuzschlitzkopf 13 abgewandten Bauteils anliegt und mit dem Verspannen von Gewindezapfen 1 und Aufnahmeteil 3 die beiden Bauteile miteinander verspannt werden.
In dem Aufnahmeteil 3 ist eine Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verspannung vorgesehen. Diese enthält axial in Richtung des Gewindezapfens 1 wirkende Federmittel 4, z. B. Schraubenlinienfedern, und zwei auf dem Gegengewindezapfen 2 aufgenommene, sich gegen die Federmittel 4 unter der Wirkung des Gewindezapfens 1 abstützende und in Sicherungsstellung aneinander kraft- und/oder formschlüssig angreifende Sicherungsringscheiben 5, 6. Die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe 5 ist mit dem Gewindezapfen 1 drehbar und in dem Aufnahmeteil 3 axial verschiebbar. Die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe 6 ist in dem Aufnahmeteil 3 dagegen drehfest aufgenommen, aber ebenfalls in ihm axial verschiebbar geführt. Die gewindezapfenseitige Sicherungsscheibe 5 ist bei Einwirkung eines einen bestimmten Wert überschreitenden, von dem Gewindezapfen 1 aufgebrachten Drehmoments gegenüber der gewindezapfenabgewandten Sicherungsringscheibe 6 verdrehbar, und zwar dadurch, dass die Sicherungsringscheiben 5, 6 aus einem Flachmaterialzuschnitt mit von über die gesamte Ringbreite ineinander greifenden Ratschenzahnungen 7, 7' gebildet sind. Wie insbesondere aus 3 erkennbar, ist das Flachmaterial der Sicherungsringscheiben 5, 6 durch Prägung quasi gefaltet, so dass die Zahnformen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der jeweiligen Sicherungsringscheibe 5, 6 im Wesentlichen gleichbleibender Materialstärke ausgebildet sind.
Die gewindezapfenabgewandte Sicherungsscheibe 6 und das Aufnahmeteil 3 sind gegeneinander verdrehsicher. Zu diesem Zweck weist die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe 6 zwei diametral einander gegenüberliegende radial Flügel 8 auf, welche in entsprechenden axialen Nuten 9 in der Innenwandfläche des Aufnahmeteils 3 geführt sind.
Das Verdrehen der gewindezapfenseitigen Sicherungsringscheibe 5 mit dem Gewindezapfen 1 bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments kann dadurch erreicht werden, dass radialrippenartige Höcker 10 der gewindezapfenseitigen Sicherungsringscheibe 5 in entsprechende stirnseitige Schlitze 11 im Schaftende des Gewindezapfens 1 formschlüssig eingreifen.
Wie insbesondere aus 3 zu ersehen, sind die Zähne der Ratschenverzahnung 7, 7' unsymmetrisch gestaltet, d. h. in einer Drehrichtung haben sie steilere Flanken als in der entgegengesetzten Drehrichtung. Hierdurch kann die Verschlusssicherheit bei einfacher Herstellung der Verspannung erhöht werden.

1: Gewindezapfen
2: Gegengewindezapfen
3: Aufnahmeteil
4: Federmittel
5: Sicherungsringscheibe (gewindezapfenseitig)
6: Sicherungsringscheibe (gewindezapfenabgewandt)
7, 7': Verzahnungen
8: Flügel
9: Nuten
10: Höcker
11: Schlitze
12: Käfig
13: Kreuzschlitzkopf
14: Schaft

Claims

Verschlusseinrichtung zum Verbinden zweier Bauteile, mit einem z. B. mit Innengewinde versehenen und durch zueinander fluchtende Öffnungen der Bauteile hindurchzuführenden Gewindezapfen (1), einem mit dem Gewindezapfen (1) über einen in seinem Inneren angebrachten, z. B. mit Außengewinde versehenen Gegengewindezapfen (2) verspannbaren, im Wesentlichen topfartigen Aufnahmeteil (3) sowie mit einer in dem Aufnahmeteil (3) angeordneten Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verspannung, enthaltend axial in Richtung des Gewindezapfens (1) wirkende Federmittel (4) und zwei auf dem Gegengewindezapfen (2) aufgenommenen, sich gegen die Federmittel (4) unter der Wirkung des Gewindezapfens (1) abstützenden und in Sicherungsstellung aneinander kraft- und/oder formschlüssig angreifende Sicherungsringscheiben (5, 6), von welchen die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe (5) mit dem Gewindezapfen (1) drehbar und in dem Aufnahmeteil (3) axial verschiebbar, die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe (6) jedoch drehfest, aber ebenfalls axial verschiebbar in dem Aufnahmeteil geführt sind, und wobei die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe (5) bei Einwirkung eines einen bestimmten Wert überschreitenden, von dem Gewindezapfen (1) aufgebrachten Drehmoments gegenüber der gewindezapfenabgewandten Sicherungsringscheibe (6) verdrehbar ist, wobei die Sicherungsringscheiben (5, 6) aus einem Flachmaterialzuschnitt mit über die gesamte Ringbreite ineinander greifenden Ratschenverzahnungen (7, 7') gebildet sind, deren Zahnformen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der jeweiligen Sicherungsringscheibe (5, 6) ausgeprägt sind.
Verschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe (6) und das Aufnahmeteil (3) formschlüssig ineinander greifen.
Verschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur der gewindezapfenabgewandten Sicherungsringscheibe (6) und die Innenkontur des Aufnahmeteils (3) als Mehrkant ausgebildet sind.
Verschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindezapfenabgewandte Sicherungsringscheibe (6), z. B. zwei diametral einander gegenüberliegende radiale Flügel (8) aufweist, welche in entsprechenden axialen Nuten (9) des Aufnahmeteils (3) geführt sind.
Verschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindezapfenseitige Sicherungsringscheibe (5) radialrippenartige Höcker (10) zum formschlüssigen Eingriff in entsprechende Schlitze (11) des Gewindezapfens (1) aufweist.
Verschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Ratschenverzahnungen (7, 7') unsymmetrische Gestalt haben, d. h. in einer Drehrichtung steilere Flanken als in der entgegengesetzten Drehrichtung.