DE1168170B - Sicherungs-Stellschraube mit einem in Form eines ringfoermigen Keiles ausgebildeten Schraubenende - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 06 b

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 47a-6

St 18577 XII/47 a
21. November 1961
16. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungs-Stellschraube mit einem in Form eines ringförmigen Keiles ausgebildeten Schraubenende, dessen Außenfläche im wesentlichen einen Kegelstumpf begrenzt und mit einer Anzahl von in gleichen Abständen angeordneten Zähnen versehen ist.

Sicherungs-Stellschrauben der vorstehenden Art sind bekannt. Bei ihnen verlaufen die Innenflächen des ringförmigen Keiles von der Schneidkante schräg zur Mittelachse der Schraube, so daß beim Anziehen der Schraube Material des Werkstückes, gegen das sie angezogen wird, zwischen den konvergierenden Innenflächen des ringförmigen Keiles zusammengedrückt wird und dadurch dem Eindringen der Schraube einen zunehmenden Widerstand entgegensetzt. Der Widerstand wird teilweise so groß, daß bei dem gemäß der Schraubengröße anwendbaren Drehmoment oft nicht eine zufriedenstellende Eindringtiefe der Schraube erreicht wird. Von der Eindringtiefe ist jedoch die Haltekraft von derartigen Schrauben sowie ihr Widerstand gegenüber einer Lösung unter Schwingungseinflüssen abhängig.

Es sind auch bereits Stellschrauben bekannt, an deren Einschraubende Zähne mit Sägezahnprofil angeordnet sind, die sich entweder radial einwärts oder radial auswärts erstrecken. Diese sägezahnförmigen Zähne sollen sich in Radialrichtung mit dem Material des Werkstückes verhaken und auf diese Weise ein Lockern der Schraube verhüten. Bei der mit den radial einwärts weisenden Zähnen versehenen Ausführungsart sind die Zähne nach unten durch eine schräg zur Schraubenmitte geneigte Fläche begrenzt. Seitlich bzw. in Axialrichtung der Schraube sind die Zähne durch eine axial gerichtete Fläche begrenzt, und zwar derart, daß die Innenkanten der Zähne auf einer gemeinsamen zylindrischen, sich in axialer Richtung koaxial zur Drehachse der Schraube erstreckenden Fläche liegen. Bei dieser bekannten Art wird jedoch, wie bei der eingangs erwähnten bekannten Schraube, durch die nach innen gerichtete untere Abschrägung eine Stauchung des Werkstückmaterials radial nach innen erreicht, die einem tiefen Eindringen der Schraube zunehmenden Widerstand entgegensetzt. Da diese Stauchung zu einer Emporwölbung von Material längs den axialen Innenkanten der Zähne führt, wird dieser Effekt bei dieser bekannten Ausführungsart dadurch zunutze gemacht, daß die entstehende Materialhochwölbung als Angriffsfläche für die Verhakungszähne verwendet wird. Außerdem ist eine Stellschraube bekannt, deren unteres Ende ähnlich einem Hohlbohrer ausgebildet ist. Die Schraube besitzt ein hohlzylindrisches unte-Sicherungs-Stellschraube mit einem in
Form eines ringförmigen Keiles ausgebildeten
Schraubenende

Anmelder:

Standard Pressed Steel Co., Jenkintown, Pa.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Herbert R. Fesmire, Newtown, Pa. (V. St. A.) - -

res Ende, wobei in die Stirnfläche des Hohlzylinders in Umfangsrichtung sägezahnförmig verlaufende Zähne eingearbeitet sind. Beim Einschrauben dieser bekannten Schraube schieben die stirnseitigen Zähne Material des Werkstückes nach beiden Seiten, also radial nach außen und radial nach innen, weg. Es sind keine Maßnahmen getroffen, daß durch die Stellschraube Werkstückmaterial nur nach außen gedrückt wird. Das durch diese bekannte Stellschraube nach innen weggedrückte Material setzt infolge seiner Verdichtung dem Eindrehen der Schraube ebenfalls einen zunehmenden Widerstand entgegen.

Die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe besteht darin, eine Sicherungs-Stellschraube der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend angedeuteten Mängel der bekannten Stellschraube beseitigt und die Haltekraft von derartigen Schrauben sowie ihren Widerstand gegenüber einer Lösung unter Schwingungseinflüssen verbessert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des ringförmigen Keiles in an sich bekannter Weise durch eine sich in axialer Richtung koaxial zur Drehachse der Schraube erstreckende, zylindrische, die am äußeren Kegelstumpf umfang angebrachten Zähne schneidende Ansenkung gebildet ist. Durch diese zylindrische Ansenkung wird erreicht, daß beim Eindrehen der Schraube durch die inneren Flächen des ringförmigen Keiles, d. h. der Ringschneide, kein Material des Werkstückes mehr nach innen ver-

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drängt und zusammengepreßt wird. Bei gegebenem Anziehdrehmoment kann also eine größere Eindringtiefe erzielt werden als bei den bekannten mit Ringschneiden ausgebildeten Stellschrauben.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die zylindrische Ansenkung in an sich bekannter Weise bis über den Fuß der Zähne nach innen.

Die Erfindung wird an Hand von einigen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die

Fig. 1 bis 3 bekannte Ausführungsarten, und zwar einmal mit einer glatten Ringschneide (Fig. 1) und zum anderen mit einer nach außen geriffelten Ringschneide (F i g. 2) sowie in einem nochmals vetgrößerten Schnitt (Fig. 3) nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

F i g. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsart mit geriffelter Ringschneide in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,

F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt durch den unteren Teil der in der F i g. 4 gezeigten Schraube,

F i g. 6 einen nochmals vergrößerten Schnitt längs der Linie6-6 in der Fig. 5,

Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt durch das untere Ende einer Stellschraube, an der das erfindungsgemäße Prinzip gezeigt ist,

Fig. 8 eine mit einer Ringschneide versehene Schraube, die in eine zylindrisch gekrümmte Außenfläche eines Werkstückes, z. B. einer Welle oder einer Stange gedreht ist, in schematischer Darstellung und

F i g. 9 eine Draufsicht auf die durch die Schraube der F i g. 8 auf dem Werkstück erhaltenen Eindrücke.

Die bekannte Stellschraube nach der Fig. 1, die mit 11 bezeichnet ist, weist am unteren Ende eine Ringschneide auf, die von einer vorderen Schneidkante 14 aus radial nach außen und radial nach innen durch zur Schraubenachse konvergierende Oberflächen 12 und 13 begrenzt ist. Beim Anziehen der Schraube wird die Ringschneide in das Material des Werkstückes hineingedrückt, um beim Auftreten von Schwingungen einem Lockern der Schraube Widerstand entgegenzusetzen.

Eine so ausgebildete Ringschneide kann nur in einem ganz genau begrenzten Ausmaß in das Werkstück eindringen, denn beim Hineinpressen einer derartigen Ringschneide nach der Fig. 1 in das im allgemeinen aus Metall bestehende Werkstück wird Material des Werkstückes verdrängt, und zwar in einem ganz bestimmten Verhältnis zur Eindringtiefe. Unter der Annahme, daß die in F i g. 1 gezeichneten Schrägungswinkel α und b der Begrenzungsflächen der Ringschneide gleich sind, würde die Verdrängung zu beiden Seiten der Schneidkante 14 im gleichen Ausmaß erfolgen. Das Material, das sich von der kreisförmigen Schneidkante 14 radial nach außen wegbewegt, fließt jedoch in eine sich radial ausdehnende Fläche hinein, während das Material, welches sich von der Schneidkante 14 radial nach innen bewegt, in eine sich radial verengende Fläche hineinfließt und daher von einem zunehmenden Gegendruck beaufschlagt wird. Dieser Gegendruck, der bei steigender Eindringtiefe zunimmt, bildet den Hauptgrund, welcher dem Eindringen der Ringschneide in das Werkstück eine Grenze setzt.

Bei der bekannten Ausführungsart nach den Fig. 2 und 3, bei der die Ringschneide geriffelte bzw. mit Zähnen versehene Außenränder besitzt, verläuft die mit 20 bezeichnete innere Begrenzungsfläche ebenfalls schräg bzw. schräg gewölbt in Richtung zur Schraubenmitte. In diesem Fall wird zwar das Eindringen durch die leichte Reibtätigkeit dejr Riffelüngen etwas verbessert, das an der Innenseite der Ringschneide verdrängte Material wird jedoch bei zunehmender Eindringtiefe zwangsweise ebenfalls zusammengepreßt. Es ist also derselbe Begrenzungsfaktor bezüglich der Eindringtiefe vorhanden wie bei der bekannten Ausführungsart nach der Fig. 1. Die erhöhte Haltekraft der geriffelten Schraube nach Fig. 2 gegenüber derjenigen mit glatten Rändern der Ringschneide nach F i g. 1 ist in erster Linie auf die dem Material des Werkstückes innewohnende Elastizität zurückzuführen, auf Grund deren das Werkstückmaterial dazu neigt, leicht in die Zwischenräume zwischen den Riffelzähnen einzudringen und dadurch die Ringschneide formschlüssig mit dem Werkstück zu verbinden.

Um ein tieferes Eindringen der Ringschneide in das Werkstück und damit eine entsprechende Erhöhung der Haltekraft und des Widerstandes gegenüber einem Lösen bei Einwirkung von Schwingungen zu erreichen, ist gemäß den Fig. 4 bis 6 eine solche mit Zähnen versehene Ringschneidenstellschraube nach den Fi g. 2 und 3 mit einer inneren zylindrischen Ansenkung 16 versehen. Diese zylindrische Ansenkung erstreckt sich vom axial äußersten, mit 15 bezeichneten Rand der Ringschneide koaxial zur Drehachse der Schraube, und zwar bis zu einem Punkt 17 über den Fuß 19 der Zähne 18 hinaus. Durch die zylindrische Ansenkung 16 wird eine Art Becher gebildet, bei dem der Becherboden beliebig gestaltet sein kann, ohne die Wirkung der Stellschraube zu beeinflussen.

Die Wirkung der zylindrischen Ansenkung 16 geht am besten aus einem Vergleich der Fig. 6 und 3 oder aus der F i g. 7 hervor. Wenn die Ringschneide mit einer zylindrischen Ansenkung in ein Werkstück hineingedrückt wird, dann ist die entstehende Verdrängung des Werkstückmaterials, z.B. Metall, nur radial nach außen gerichtet, da die zylindrische Innenfläche der Ringschneide keinen radialen Druck und damit keine Metallverdrängung bewirkt. Die Eindringfähigkeit dieser Ringschneide ist daher erheblich größer als bei Ringschneiden der in der Fig. 3 gezeigten bekannten Art. Es ist ersichtlich, daß die Ringschneide gemäß den F i g. 6 und 7 einen Winkel von nicht mehr als der Hälfte des von den Innen- und Außenseiten der in Fig. 1 gezeigten Ringschneide eingeschlossenen Winkels umfaßt. Dadurch wird wiederum die Fähigkeit der Ringschneide, in das Werkstück einzudringen, bei gegebenem Montagedrehmoment erheblich erhöht. Ferner wird die wirksame Tiefe der Riffelungen am Eintrittsrand der Ringschneide durch die zylindrische Oberfläche 16 gegenüber der Tiefe der Riffelungen bei der in F i g. 3 gezeigten bekannten Form der Ringschneide erhöht. Diese erhöhte Tiefe der Riffelzähne hat in Verbindung mit der verhältnismäßig geringen Breite der Riffelung nicht nur eine größere Reibwirkung zur Folge, sondern bietet auch verhältnismäßig große öffnungen für ein Entweichen des Materials, das durch die Riffelungen von dem Werkstück entfernt wird, nach außen, so daß die Riffelungen selbsträumend sind, was wiederum die Eindringfähigkeit der Ringschneide verbessert.

Die Fig. 8 zeigt das untere Ende einer Stellschraube mit einer zylindrischen Ansenkung und einer Ringschneide 25, die gerade in eine zylindrische Oberfläche 26 einer Welle oder Stange 27 eingedrückt wird. Sobald die Ringschneide in die zylindrische Oberfläche eindringt, verläuft die größte Eindringtiefe auf einer axialen Linie 28 längs der axialen Ausrichtung der zylindrischen Oberfläche 26. Um zu erreichen, daß die Ringschneide der Stellschraube über den ganzen Umfang in das Werkstück eindringt, ist eine verhältnismäßig tiefe Eindringung in den sich auf der Linie 28 gegenüberliegenden Bereichen erforderlich. Bei den bekannten Ringschneiden liegt diese meistens oberhalb des zulässigen Montagedrehmomentes, während durch die zylindrische Ansenkung mit demselben Drehmoment eine größere Eindringtiefe und damit eine volle Umfangseindringung der Ringschneide der Stellschraube in das Werkstück erreicht wird, wobei die Haltekraft und der Widerstand gegenüber einer Lösung infolge von Schwingungen erhöht werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sicherungs-Stellschraube mit einem in Form eines ringförmigen Keiles ausgebildeten Schraubenende, dessen Außenfläche im wesentlichen einen Kegelstumpf begrenzt und mit einer Anzahl von in gleichen Abständen angeordneten Zähnen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (16) des ringförmigen Keiles in an sich bekannter Weise durch eine sich in axialer Richtung koaxial zur Drehachse der Schraube erstreckende zylindrische, die am äußeren Kegelstumpfumfang angebrachten Zähne (18) schneidende Ansenkung gebildet ist.

2. Sicherungs-Stellschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Ansenkung (16) sich in bekannter Weise bis über den Zahnfuß (19) der Zähne (18) nach innen erstreckt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 648 504;
USA.-Patentschrift Nr. 2235435.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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