DE1211033B

DE1211033B - Barrel nut

Info

Publication number: DE1211033B
Application number: DER35387A
Authority: DE
Inventors: Charles S Phelan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-10-02
Filing date: 1963-06-11
Publication date: 1966-02-17
Also published as: NL292503A; CH405016A; GB968448A; BE630040A; SE325449B; NL6704060A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

F06bF06b

Deutsche Kl.: 47 a - 7German class: 47 a - 7

Nummer: 1211033Number: 1211033

Aktenzeichen: R 35387 XII/47 aFile number: R 35387 XII / 47 a

Anmeldetag: 11. Juni 1963 Filing date: June 11, 1963

Auslegetag: 17. Februar. 1966Opening day: February 17th. 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine in eine Bohrung eines Tragkörpers einsetzbare Tonnenmutter, bestehend aus einer Wiege, die mit einer zylindersegmentförmigen Seitenwand an der Bohrungswand anliegt und in ihrer Mitte eine radiale Durchgangsbohrang für die Schraube sowie eine dazu senkrechte ebene Sitzfläche für die Mutter aufweist, und einer Mutter mit einem sich auf der Sitzfläche über der Durchgangsbohrung abstützenden Fußteil und einem sich daran in Richtung der Mutterachse von der Wiege fort erstreckenden Halsteil, wobei die Mutter auf der Sitzfläche mit begrenzter Verschiebbarkeit gehalten ist.The invention relates to a barrel nut which can be inserted into a bore of a supporting body, consisting of a cradle with a cylindrical segment-shaped side wall on the bore wall and in its center a radial through hole for the screw and a perpendicular to it has flat seat for the mother, and a nut with a seat on the seat above the Through-hole supporting foot part and a thereon in the direction of the nut axis from the Cradle on extending neck part, with the nut on the seat with limited mobility is held.

Bei den bekannten Tonnenmuttern dieser Art sind die Seitenwände des Fußteils der Mutter so ausgebildet, daß sie keinen Druck auf die Bohrungswand übertragen. Die Mutter selbst berührt die Bohrungswand nicht. Die Belastbarkeit solcher Tonnenmuttern hängt daher von der Belastbarkeit der Wiege ab, die zusammen mit der auf ihr aufliegenden Mutter als ein Hebel aufgefaßt werden kann, der sich in Richtung der die Wiege aufnehmenden Bohrung erstreckt und an dem eine Kraft in seiner Mitte angreift. Bei Belastung besteht die Gefahr, daß die zwischen der Wiege und der Wandung der Bohrung wirkenden Stützkräfte mit zunehmendem Abstand von der Mitte der Wiege abnehmen oder daß sogar die Wiege bei Belastung in der Mitte einknickt. Diese Gefahr wird dadurch noch durch die Durchgangsbohrung für die Schraube in diesem Bereich vergrößert. In the known barrel nuts of this type, the side walls of the foot part of the nut are designed so that they do not transfer any pressure to the wall of the bore. The nut itself does not touch the wall of the bore. The resilience of such barrel nuts therefore depends on the resilience of the cradle, together with the mother resting on it can be regarded as a lever which extends in the direction of the bore receiving the cradle and on which a force acts in its midst. When loaded there is a risk that the between the cradle and the wall of the bore acting supporting forces with increasing distance from the middle of the cradle or that the cradle even buckles in the middle when loaded. These This increases the risk due to the through-hole for the screw in this area.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Tonnenmutter der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie wesentlich höhere Kräfte aufzunehmen vermag, als dies mit den bekannten Tonnenmuttern möglich ist.The object of the invention is therefore to design a barrel nut of the type mentioned at the outset in such a way that that it is able to absorb much higher forces than with the well-known barrel nuts is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in Achsrichtung der Bohrung verlaufenden Seitenwände des Fußteils der Mutter von der Auflagefläche aus in Richtung auf das Halsteil hin divergieren und einen geringen Abstand von der ihnen gegenüberliegenden Bohrungswand aufweisen.This object is achieved according to the invention in that the extending in the axial direction of the bore Side walls of the foot part of the nut from the support surface in the direction of the neck part diverge and have a small distance from the hole wall opposite them.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Mutter selbst einen großen Teil der Belastung aufnimmt. Trotz des kleineren Radius der Wiege im Verhältnis zur Bohrung entsteht dann keine Keilwirkung auf das Wandmaterial der Bohrung, da die Last auf eine große Fläche verteilt wird. Außerdem kann bei einer solchen Ausbildung die Wiege aus weicherem und leichterem Material als z.B. Stahl hergestellt werden. Man erreicht hierdurch eine Gewichtsersparnis und den Vorteil, daß die Wiege in TonnenmutterThis training ensures that the mother herself takes a large part of the load. Despite the smaller radius of the cradle in relation to the bore, there is no wedge effect on the wall material of the hole, as the load is distributed over a large area. aside from that With such a design, the cradle can be made of a softer and lighter material than, for example, steel getting produced. This results in a weight saving and the advantage that the cradle in Barrel nut

Anmelder:Applicant:

Frederick W. Rohe, Anaheim, Calif. (V. St. A.)
Vertreter: ■Frederick W. Rohe, Anaheim, Calif. (V. St. A.)
Representative: ■

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. Negendank, patent attorney,

Hamburg 1, Neuer Wall 41Hamburg 1, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Charles S. Phelan, Anaheim, Calif. (V. St. A.)Charles S. Phelan, Anaheim, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 2. Oktober 1962 (227 946)V. St. ν. America October 2, 1962 (227 946)

den Verformungsvorgang einbezogen werden kann, wodurch noch eine gleichmäßigere Verteilung der Last erzielt wird.the deformation process can be included, whereby a more even distribution of the Load is achieved.

Vorteilhaft ist, wenn die Seitenwände des Fußteils zylindersegmentförmig ausgebildet sind und im wesentlichen mit der Kontur der ihnen gegenüberliegenden Zonen der Bohrungswand übereinstimmen.It is advantageous if the side walls of the foot part are cylindrical segment-shaped and in the substantially coincide with the contour of the opposite zones of the bore wall.

Förderlich ist, wenn sich das Fußteil von der etwaIt is beneficial if the foot part of the approximately

auf halbem Radius über dem Schraubendurchgangsloch liegenden Sitzfläche bis zu einer parallel dazu liegenden Ebene erstreckt, die relativ zur Sitzfläche auf der anderen Seite der Bohrungsachse liegt.half a radius above the screw through hole up to a seat surface parallel to it lying plane extends, which is relative to the seat on the other side of the bore axis.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Tonnenmutter, The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows
Fig. 1 is a perspective view of the barrel nut,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die in einem Tragkörper eingesetzte Tonnenmutter, teilweise im Schnitt, F i g. 3 eine Ansicht der in den Tragkörper eingesetzten Tonnenmutter, teilweise im Schnitt,F i g. 2 is a plan view of the in a support body Barrel nut used, partly in section, F i g. 3 shows a view of the inserted into the support body Barrel nut, partly in section,

F i g. 4 einen teilweisen Querschnitt durch die Mutter und die Wiege,F i g. 4 a partial cross-section through the mother and the cradle,

F i g. 5 einen teilweisen Querschnitt durch die eingesetzte Tonnenmutter bei festgezogener Schraube undF i g. 5 shows a partial cross section through the inserted barrel nut with the screw tightened and

Fig. 6 einen axialen Schnitt durch die Tonnenmutter nach der F i g. 5.6 shows an axial section through the barrel nut according to FIG. 5.

Die in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Tonnenmutter besteht aus einer Wieget und einer MutterB, die in der Wieget gehalten ist. Die Tonnenmutter wird in einer Querbohrung eines Tragkörpers C angeordnet und soll den in der Fig. 3 in strichpunktiertenThe in the F i g. 1 to 6 shown barrel nut consists of a cradle and a nut B, which is held in the cradle. The barrel nut is arranged in a transverse bore of a support body C and is intended to be the one in FIG. 3 in dash-dotted lines

609 508/103609 508/103

Linien angedeuteten Schraubbolzen D aufnehmen. Der Trägerkörper C kann ein beliebiges Teil, beispielsweise ein Gußteil sein, bei dem es erwünscht ist, eine blinde Verankerung für das Ende eines Schraubbolzens zu schaffen, der sich durch ein weiteres Teil E, welches in strichpunktierten Linien gezeigt ist, erstreckt, um dieses Teil mit dem Trägerkörper C zu verbinden. Zur Aufnahme der Tonnenmutter ist eine querverlaufende Aufnahmebohrung 15 im Trägerkörper C vorgesehen und ferner ein Schraubendurchgangsloch 16 angeordnet, dessen Achse die Achse der Bohrung 15 schneidet, wobei sich die Schraubendurchgangsbohrung 16 in die Aufnahmebohrung 15 von einer Stirnfläche 17 des Trägerkörpers C aus erstreckt, an welcher das Teil E befestigt werden soll.Pick up screw bolts D indicated by the lines. The support body C can, for example, be any part of a casting in which it is desirable to provide a blind anchoring for the end of a screw bolt, which through a further part E, which is shown in dot-dash lines, extends to this part to connect to the carrier body C. To receive the barrel nut, a transverse receiving bore 15 is provided in the support body C and a screw through hole 16 is also arranged, the axis of which intersects the axis of the bore 15, the screw through bore 16 extending into the receiving bore 15 from an end face 17 of the support body C, on which the part E is to be attached.

Die Wieget weist eine mittlere Brücke20 mit einer seitlichen zylindersegmentförmigen Tragwand 21 auf, die sich etwa 90° in Umfangsrichtung erstreckt und eine Sehnenebene 22 als Sitz für die so Mutter aufweist. Die mit der Brücke 20 einteilig verbundenen bogenförmigen Haltefinger 23, deren äußere Ränder mit der zylindrischen Kontur der Innenwand der Bohrung 15 übereinstimmen, stehen in Umfangsrichtung von den entsprechenden Enden der Brücke 20 über die Achse der Wiege hinaus vor, wobei das Material zwischen den Fingern 23 zur Gewichtssparung entfernt ist. Diagonal gegenüberstehende Finger 23 an den entsprechenden Enden der Wiege sind mit Bohrungen 24 versehen, die sich parallel zur Wiegenachse erstrecken. In den Bohrungen 24 sind Haltestifte 25 angebracht, wobei sich die Stifte 25 einwärts über die Innenflächen der entsprechenden Finger hinaus erstrecken, wie dies in F i g. 3 in gestrichelten Linien gezeigt ist. Die Stifte 25 sind mit Preßsitz eingesetzt, der genügend fest ist, um eine Verschiebung derselben infolge von Schwingungen zu vermeiden, jedoch ein Herausdrücken der Stifte aus ihren Bohrungen zur Auseinandernähme der Einheit zu gestatten. Eine Schraubendurchgangs-Öffnung 26 erstreckt sich durch die Mitte der Brücke 20.The cradle has a middle bridge20 a lateral cylinder segment-shaped support wall 21 which extends approximately 90 ° in the circumferential direction and has a chordal plane 22 as a seat for the mother. The one-piece connected to the bridge 20 arcuate retaining fingers 23, the outer edges of which match the cylindrical contour of the inner wall the bore 15 match, are in the circumferential direction of the corresponding ends of the Bridge 20 extends beyond the axis of the cradle with the material between the fingers 23 to save weight away. Diagonally opposed fingers 23 on the respective ends of the cradle are provided with bores 24 which extend parallel to the cradle axis. In the holes 24 retaining pins 25 are attached, with the pins 25 inwards over the inner surfaces of the corresponding Fingers extend out as shown in FIG. 3 is shown in dashed lines. The pins 25 are with Press fit used, which is sufficiently strong to displace the same as a result of vibrations to avoid, however, pushing the pins out of their holes to disassemble the Allow unity. A screw through hole 26 extends through the center of the Bridge 20.

Die Mutter B weist ein rechteckiges Fußteil 30 mit parallelen flachen Endwänden 31 auf, die zwischen die Finger23 der Wieget mit Spiel eingreifen, so daß die Mutter gegen Drehung gesichert ist. Das Fußteil 30 weist im wesentlichen parallele zylindersegmentförmige Seitenwände 32 auf, die koaxial zur Hauptachse der Wieget liegen, wenn die Mutter darin angeordnet ist, die jedoch einen etwas kleineren Radius aufweisen, so daß die Flächen 32 normalerweise etwas einwärts gegenüber den seitlichen Tragflächen 21 der Wiege A versetzt sind, wie dies in den F i g. 1 und 4 zum Zweck der Darstellung übertrieben gezeigt ist. Die Mutter B. weist ferner ein einteilig mit dem Fußteil 30 ausgebildetes Halsteil 34 auf, Fuß- und Halsteil sind mit Innengewinde 35 zu versehen.The nut B has a rectangular foot part 30 with parallel flat end walls 31 which engage between the fingers 23 of the cradle with play, so that the nut is secured against rotation. The foot portion 30 has substantially parallel cylindrical segment shaped side walls 32 which are coaxial with the main axis of the cradle when the nut is disposed therein, but which have a slightly smaller radius so that the surfaces 32 are normally somewhat inwardly of the side support surfaces 21 of the cradle A are offset, as shown in FIGS. 1 and 4 is shown exaggerated for purposes of illustration. The nut B. also has a neck part 34 formed in one piece with the foot part 30; the foot and neck part are to be provided with internal threads 35.

In diagonal gegenüberliegenden Ecken des Fußteils 30 sind Ausnehmungen 36 angeordnet, die mit den Haltestiften 25 fluchten. Der Durchmesser der Ausnehmungen ist so gewählt, daß die Mutter B eine selbstausrichtende Bewegung quer auf dem Sitz22 der Wieget ausführen kann. Die Ausnehmungen 36 weisen eine solche Tiefe auf, daß sie die Stifte 25 aufnehmen können, wenn diese zwecks Austausch der Mutter von außen her in die Ausnehmungen hineingedrückt werden.In diagonally opposite corners of the foot part 30, recesses 36 are arranged, which are aligned with the retaining pins 25. The diameter of the recesses is chosen so that the nut B can perform a self-aligning movement across the seat 22 of the Wieget. The recesses 36 have such a depth that they can receive the pins 25 when these are pressed into the recesses from the outside for the purpose of replacing the nut.

"Das Fußteil 30 erstreckt sich wenigstens bis zur Höhe der Haltefinger 23 und ist zwischen den seitlichen Flächen 32 derart verbreitert, daß sich diese im wesentlichen über die ganze Breite zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Innenwand der Aufnahmebohrung 15 erstrecken und nur einen geringfügigen Abstand von ihr aufweisen, der beispielsweise in der Größenordnung von 0,025 bis 0,25 mm liegt."The foot part 30 extends at least up to the level of the holding fingers 23 and is between the lateral Areas 32 widened in such a way that this extends essentially over the entire width between the opposite surfaces of the inner wall of the receiving bore 15 extend and only a slight Have a distance from her, for example on the order of 0.025 to 0.25 mm.

Die Neigung der seitlichen Flächen 32 des Mutterfußes 30 ist etwa die gleiche wie die der gegenüberliegenden Zonen der Aufnahmebohrungswand, wobei die größere Breite an der äußeren Endfläche des Fußteils liegt. Auf diese Weise ist die Mutterstirnfläche mit einer maximalen Durchschnittsbreite und demgemäß mit einem maximalen Querschnitt in ihrer querverlaufenden diametralen Ebene versehen.The inclination of the lateral surfaces 32 of the nut foot 30 is approximately the same as that of the opposite one Zones of the receiving bore wall, the greater width at the outer end face of the The foot part lies. In this way, the mother face is with a maximum average width and accordingly provided with a maximum cross-section in its transverse diametrical plane.

Infolge der zylindersegmentförmigen Ausbildung der seitlichen Flächen 32, die im wesentlichen koaxial zur Innenwand der Aufnahmebohrung 15 Hegen, bewirkt jedes wesentliche Nachgeben des Brückenteils20 der Wieget unter hohen Druckbelastungen, bei denen die radiale Tiefe der Brücke 20 verringert und ihre Länge durch axiale Streckung vergrößert wird, daß sich die seitlichen Flächen 32 an die in Längsrichtung gegenüberliegenden Flächen der Innenwand der Aufnahmebohrung 15 anlegen und dabei eine unmittelbare Abstützung des Mutterfußteils an den seitlich gegenüberliegenden Zonen der Aufnahmebohrungswand schaffen. Dies ist besonders wichtig im mittleren Bereich zwischen den Endflächen 31, wo eine maximale Biegung auftritt.. Auf diese Weise bewirkt die Abstützung der seitlichen Flächen 32 einen unmittelbaren Widerstand gegen eine Durchbiegung, die durch das Nachgeben der Wiege am Sitz 22 hervorgerufen wird.As a result of the cylindrical segment-shaped design of the side surfaces 32, which are essentially coaxial to the inner wall of the receiving hole 15 Hegen, causes any substantial yield of the Bridge part20 of the cradle under high pressure loads, in which the radial depth of the bridge 20 is reduced and its length is reduced by axial stretching is increased that the lateral surfaces 32 on the longitudinally opposite surfaces create the inner wall of the receiving bore 15 and thereby provide direct support for the nut foot part create at the laterally opposite zones of the receiving bore wall. This is special important in the middle area between the end faces 31, where a maximum bending occurs .. In this way, the support of the side surfaces 32 causes an immediate resistance against a deflection caused by the yielding of the cradle on the seat 22.

Wenn die Druckbelastung so groß ist, daß eine ausreichende Druckbeanspruchung zwischen den seitlichen Flächen 32 des Fußteils 30 und den gegenüberliegenden Zonen der Bohrungswand 15 erreicht wird, entsteht außerdem eine Keilwirkung infolge der konvergierenden Neigung der Flächen 32 zum unteren Teil der Mutter hin, die einer Aufweitung des Innengewindes 35 der Mutter entgegenwirkt.If the compressive load is so great that there is sufficient compressive stress between the lateral Areas 32 of the foot part 30 and the opposite zones of the bore wall 15 are reached is, there is also a wedge effect due to the converging inclination of the surfaces 32 to the lower Part of the nut that counteracts any expansion of the internal thread 35 of the nut.

Claims

Patent claims:

1. Barrel nut that can be inserted into a bore of a supporting body, consisting of a cradle which rests against the bore wall with a cylindrical segment-shaped side wall and in its center has a radial through bore for the screw and a flat seat surface perpendicular to it for the nut, and a nut with a on the seat above the through-hole supported foot part and a neck part extending thereon in the direction of the nut axis from the cradle, the nut being held on the seat surface with limited displaceability, characterized in that the side walls extending in the axial direction of the bore (15) (32) of the foot part (30) of the nut (B) diverge from the support surface (33) in the direction of the neck part (34) and have a small distance from the bore wall opposite them.

2. barrel nut according to claim 1, characterized in that the side walls (32) of the Foot part (30) are formed in the shape of a segment of a cylinder and essentially with the contour of the

these opposite zones of the bore wall (15) match.

3. barrel nut according to claim 1 or 2, characterized in that the foot part (30) from about half the radius of the mounting hole (15) above the screw through hole (16) lying seat surface (22) extends from up to a plane lying parallel to it, which relative to the seat on the other side of the hole axis.

4. Barrel nut according to one of claims 1 to 3 with end portions of the cradle that over the nut seat surface and protrude diagonally opposite holes for have the inclusion of retaining pins, and with a nut base with flat transverse surfaces is provided, which is parallel with a small distance to the inner surfaces of the end sections are arranged, characterized in that the end sections are designed as arcuate fingers (23) are whose cylindrical segment-shaped outer walls are adapted to the opposite zones of the bore wall (15).

5. barrel nut according to claim 4, characterized in that for receiving the free Ends of the retaining pins (25) are provided in the flat transverse surfaces (31) of the nut recesses (36) whose diameter is greater than the diameter of the retaining pins and their depth is dimensioned so large that the retaining pins from the fingers (23) out completely into the recesses are pushable.

Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2,920,672, 2,903,035,
825 379.

1 sheet of drawings