DE1286815B - Mit einer Schraubenmutter verbundene Unterlegscheibe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine unverlierbar, Aufgabe der Erfindung ist es, eine Unterlegscheibe jedoch verdrehbar mit einer Schraubenmutter ver- in Verbindung mit einer Schraubenmutter derart bundene tellerförmige Unterlegscheibe, deren äußerer auszubilden, daß sie beim Niederschrauben längs Rand gegenüber dem an der Auflagefläche der eines Bolzens voll und fest ohne Verkratzen der Mutter anliegenden inneren Rand vorspringt und 5 Auflagefläche des Werkstücks aufsitzt, jederzeit aber die mit einem gegen die Mutter zurückgebogenen ein ungehemmtes Drehen der Mutter über die UnterRand einen verbreiterten Flanschteil der Mutter lose legscheibe zuläßt, wobei die Unterlegscheibe eine umfaßt. Vorspannung zuläßt, die durch die Größe des auf Wird in herkömmlicher Weise eine Mutter oder die Mutter ausgeübten Drehmoments genau zu beeine mit einer Unterlegscheibe vereinte Mutter auf io stimmen ist und die es weiterhin ermöglicht, gewisse einem Schraubenbolzen niedergeschraubt und gegen Teile in wesentlich höherem Maße zu belasten, als eine Anlagefläche angezogen, wird diese Fläche nur dies in Konstruktionen möglich war, bei denen die zu leicht verkratzt und geritzt, was auf die Dreh- Höchstbelastung im Hinblick auf die Möglichkeit bewegung der Mutter oder der unter der Mutter des Verkratzens vermindert werden mußte, befindlichen Unterlegscheibe beim Anziehen zurück- 15 Diese Aufgabe wird bei einer Bauart der eingangs zuführen ist. Oft ist ein solches Verkratzen der Kon- erwähnten Kombination von Schraubenmutter und taktfläche von Nachteil und unerwünscht. Wo mit Unterlegscheibe erfindungsgemäß dadurch gelöst, Bolzen versehene Konstruktionsverbindungen einer daß der Flanschteil als Kugelsegment ausgebildet ist Vorspannung ausgesetzt sind, ist erwünscht, genau und der ihn auf dem ganzen Umfang umfassende die Größe der auf den Bolzen auszuübenden Be- 20 zurückgebogene Rand der Unterlegscheibe eine dem lastung oder Spannung festzulegen, die aufgewendet Flanschteil angepaßte kugelsegmentartig geformte werden darf, wenn die Mutter in ihre Endstellung Innenfläche aufweist. Dadurch, daß der Rand der angezogen wird, da die Vorspannung in dem engen Unterlegscheibe geschlossen ist, also keine VerBereich oberhalb der Streckgrenze und unterhalb zahnungen oder Unterbrechungen aufweist, kann er der Zerreißgrenze verbleiben muß. 25 sich beim Niederschrauben der Mutter mit dieser

Eine solche Vorspannung konnte bisher innerhalb nicht verhaken und somit nicht an seiner Drehder erforderlichen engen Toleranzgrenzen dadurch bewegung gehindert werden. Mit zunehmendem Eingehalten werden, daß die Größe des auf die Mutter drücken der Mutter legen sich die der Innenkante ausgeübten Drehmoments überprüft wurde, wenn der Unterlegscheibe zugewandten Bereiche der eine folgerichtige Beziehung zwischen der Größe des 30 Unterlegscheibe immer mehr auf die Werkstückauf die Mutter ausgeübten Drehmoments und der fläche auf. Von einem bestimmten Moment an ist auf den Bolzen ausgeübten Zugbelastung erreicht die Auflagefläche so groß, daß die auf Reibung bewerden konnte. Doch werden verhältnismäßig große ruhende Haltekraft die Unterlegscheibe an einem Änderungen in der Beziehung zwischen der Größe Mitdrehen hindert, ohne daß aber auch die Mutter des auf die Mutter ausgeübten Drehmoments und 35 am weiteren Niederschrauben gehindert wird. Daden resultierenden Spannungen im Bolzen durch das durch kann die Werkstückoberfläche nicht verletzt Kratzen und Ritzen auf der Oberfläche des Werk- werden; das endgültige Festschrauben der Mutter ist Stücks verursacht, so daß sich eine übliche Mutter hingegen gewährleistet.

oder eine mit einer Unterlegscheibe verbundene Diese Wirkung kann noch dadurch gesteigert wer-

Mutter in solchen vorgespannten Verbindungen oft 40 den, daß zwischen der Bodenfläche der Mutter und

als unvollkommen erweist. der oberen Fläche der Unterlegscheibe ein Anti-

Dieses Kratzen oder Ritzen der Unterfläche einer friktionsmittel angebracht ist, da hierdurch die Mutter oder einer unter der Mutter befindlichen Neigung der Mutter, sich gegenüber der Unterleg-Unterlegscheibe auf der Werkstückoberfläche, die als scheibe zu verdrehen, während diese auf der Werk-Anlage dient bzw. gegen welche die Mutter oder 45 stückfläche fest liegenbleibt, noch verstärkt wird, die unter der Mutter befindliche Unterlegscheibe an- Von Vorteil ist es überdies, wenn der wirksame Teil gezogen wird, kann eine merkliche Begrenzung der der Unterlegscheibe aus nachgiebigem Material zuHöchstbelastung an den den hoch beanspruchten sammengesetzt ist; dadurch wird nämlich das auf Stellen des Werkstücks benachbart liegenden Stellen Reibung beruhende Haltevermögen der Werkstückdarstellen. Da dieser Kratzeffekt außerordentlich un- 50 fläche gegen die Außenkante der Unterlegscheibe gleichmäßig auftritt, müssen viele Konstruktionen größer bleiben als die treibende Reibkraft der Mutter in ihren Dimensionen in unerwünschtem Maße ver- gegen die Innenkante der Unterlegscheibe. Dadurch stärkt werden, um der Möglichkeit des Kratzens wird eine Drehbewegung der Unterlegscheibe gegen- und Ritzens von vornherein ausreichend Rechnung über der Werkstückfläche selbst dann noch verzu tragen. 55 hindert, wenn die Scheibe während des Anziehens

Bekannt sind frei drehbar auf einer Schrauben- der Mutter stark zusammengepreßt wird. Infolge der

mutter angeordnete nachgiebige Unterlegscheiben Nachgiebigkeit der Unterlegscheibe kann diese aus

mit einem aufwärts und anschließend einwärts ge- Mutter und Scheibe bestehende Einheit wiederholt

bogenen Rand, der aus einer Mehrzahl von Fingern vom Schraubenbolzen abgenommen und wieder auf-

oder Zähnen besteht, die sich beim Niederschrauben 60 geschraubt werden, ohne daß sich eine nennens-

der Mutter gegen diese drücken, mit der Folge, daß werte Beschädigung an der Unterlegscheibe bemerk-

bei angezogener Mutter die Unterlegscheibe mit der bar macht.

Mutter mitrotiert. Nachteilig wirkt sich bei dieser Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines Aus-Ausführungsform aus, daß sich trotz Reibungs- führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Schluß zwischen Anlagefläche des Werkstücks und 65 F i g. 1 einen vertikalen Schnitt einer auf einen Unterlegscheibe diese beim Festziehen sich mitdreht Schraubenbolzen aufgeschraubten Mutter mit Unter- und damit die Anlagefläche des Werkstücks ver- legscheibe, die noch frei von der Anlagefläche ist, kratzt. F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt

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mit weiter angezogener Mutter und der teilweise an- die Werkstückfläche 38 mit ihrer Außenkante 30 zur

gepreßten Unterlegscheibe, Anlage kommt und daß sie die Grundfläche 34 der

F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt Mutter zunächst nahe der inneren Randkante 28 be-

mit zwischen Mutter und Anlagefläche völlig zu- rührt. Bis die Unterlegscheibe die völlig flache Lage

sammengepreßter Unterlegscheibe, 5 gemäß F i g. 3 erreicht hat, wirkt sich der gesamte

F i g. 4 eine Seitenteilansicht, teilweise im Schnitt, Preßdruck zwischen der Unterlegscheibe und der

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Seiten- Werkstückfläche ausschließlich an der Außenkante

teilansicht mit gegenüber der Ausführung nach 30 der Grundfläche der Scheibe aus, während der

F i g. 4 abgewandelter Bauart, gesamte Preßdruck zwischen der Unterlegscheibe und

F i g. 6 eine der F i g. 2 ähnliche Seitenansicht, teil- io der Mutter sich zwischen der Innenkante 28 der

weise im Schnitt, zur Befestigung eines elektrischen Scheibe und der Grundfläche 22 der Mutter auswirkt.

Leitungsdrahtes an einer Klemmschraube. Wenn also während des Aufschraubvorganges

Die in der Zeichnung dargestellte, mit zentraler die Unterlegscheibe allmählich flacher gedrückt wird, Bohrung 14 mit Innengewinde versehene Mutter 10 gelangt die obere Fläche 40 der Grundfläche 24 der weist im oberen Teil einen Schraubschlüsselansatz, 15 Unterlegscheibe noch nicht zur flachen Anlage gegen z. B. einen Sechskant 16, auf, der über eine längs die Grundfläche 22 der Mutter, und ebensowenig eines Kugelsegments im Umriß bogenförmig ver- gelangt die untere Fläche 42 der Grundfläche 24 zur laufende Schulter 20 in einen verbreiterten Flansch- ebenen Anlage gegen die Anlagefläche 38 am Werkteil 18 übergeht, der eine flache und rechtwinklig zur stück. Die Reibungskraft der Anlagefläche 38 gegen Achse der Mutter verlaufende Grundfläche 22 auf- 2° die Unterlegscheibe, die bestrebt ist, die Unterlegweist, die als Anlagefläche für eine Unterlegscheibe scheibe undrehbar auf der Anlagefläche 38 zu halten, 12 dient. Die Unterlegscheibe 12 besitzt eine Grund- wird durch einen Drehmomentarm aufgebracht, der fläche 24, mit welcher sie unmittelbar unter der im wesentlichen gleich dem Radius der Außenkante Mutter zwischen der Grundfläche 22 und dem Werk- 30 der Unterlegscheibe ist. Andererseits wird die stück zu liegen kommt. Die Grundfläche 24 ist mit 25 Reibungskraft der Grundfläche der Mutter gegen einer zentralen Öffnung 26 versehen, die im Durch- die Unterlegscheibe, die bestrebt ist, die Unterlegmesser etwas größer ist als die Gewindetiefe in der scheibe undrehbar gegenüber der Mutter zu halten Gewindebohrung 14 der Mutter 10, so daß die und damit die Unterlegscheibe gegenüber der orts-Unterlegscheibe durch die Gewindegänge des Bolzens festen Fläche 38 des Werkstücks sich drehen zu nicht behindert wird, auf dem die Mutter mit der 3° lassen, bestimmt durch einen auf die Unterlegscheibe Unterlegscheibe aufzuschrauben ist. Die Grundfläche wirkenden Drehmomentarm, der im wesentlichen 24 der Unterlegscheibe verläuft von innen nach gleich dem Radius der Innenkante 28 der Grundaußen, also von der der Öffnung 26 benachbarten fläche 24 ist. Da der Gesamtpreßdruck der Anlageinneren Randkante 28 nach ihrer Außenkante 30 hin fläche 38 gegen die Unterlegscheibe gleich dem nach Art eines Kegelstumpfes konisch. An die 35 Gesamtpreßdruck der Mutter gegen die Unterleg-Grundfläche schließt ein mit ihr einheitlicher, zur scheibe ist, folgt aus dem Unterschied zwischen den Mutter zurückgebogener, nach innen zu bogenförmig Längen der Drehmomentarme, daß das auf die gekrümmt verlaufender Rand 32 an, dessen obere Reibung zurückzuführende Haltevermögen oder das Abschlußkante 33 einen kleineren Durchmesser auf- Haltemoment zwischen der Anlagefläche 38 und der weist als die Außenkante 30 der Grundfläche. Mit 40 Unterlegscheibe größer ist als das auf die Reibung diesem bogenförmigen Rand 32 umfaßt die Unter- zurückzuführende Treibmoment zwischen der Mutter legscheibe lose die bogenförmige Schulter 20 des und der Unterlegscheibe. Dies hat zur Folge, daß Ffanschteils 18 der Mutter. Dieses lose Umfassen er- die Unterlegscheibe gegenüber der Anlagefläche 38 möglicht, daß die Unterlegscheibe sich gegenüber ortsfest verbleibt, während die Mutter sich über der der Mutter oder letztere gegenüber der Unterleg- 45 Unterlegscheibe dreht.

scheibe verdrehen kann, ohne daß die Scheibe von Eine Unterlegscheibe mit einer nachgiebigen

der Mutter getrennt wird. Grundfläche 24 ist besonders günstig, da selbst noch

Diese aus Mutter und Unterlegscheibe sich er- dann, wenn diese Grundfläche 24 völlig flachgebende Vereinigung ist in den Fig. 1,2 und 3 in gedrückt ist, die äußeren Teile der Scheibengrundder Betriebsstellung auf einem Bolzen 34 ver- 50 fläche eine nach unten gerichtete stärkere Kraft auf anschaulicht, der von einem mit ebener Oberfläche die Anlagefläche des Werkstücks ausüben als eine 38 versehenen Werkstück 36 rechtwinklig nach oben nach oben gerichtete Kraft auf die Mutter, während absteht. In F i g. 1 ist die Mutter 10 mit der sie lose die innen gelegenen Teile der Scheibengrundfläche umfassenden Unterlegscheibe so weit auf den eine nach oben gerichtete stärkere Kraft auf die Bolzen 34 niedergeschraubt, daß sich die Unterleg- 55 Mutter ausüben als eine nach unten gerichtete Kraft scheibe mit ihrer Außenkante 30 der Fläche 38 des auf die Anlagefläche des Werkstücks, wie dies Werkstücks 36 zu nähern beginnt. In der Dar- schematisch durch Pfeile in F i g. 3 vermerkt ist.
stellung nach F i g. 2 ist die Mutter so weit nieder- Selbst wenn die Mutter 10 so stark gegen das geschraubt, daß die Unterlegscheibe teilweise gegen Werkstück 36 angezogen ist, daß der Bolzen 34 einer die Fläche 38 anliegt, ohne mit ihrer kegelstumpf- 60 Beanspruchung ausgesetzt ist, ist doch das Reibungsförmigen Fläche völlig niedergedrückt zu sein. Haltemoment der Anlagefläche 38 gegen die Unter-F i g. 3 zeigt, wie die Mutter völlig niedergeschraubt legscheibe größer als das Reibungs-Drehmoment der und die Unterlegscheibe völlig flachgepreßt ist, so Mutter gegen die Unterlegscheibe, so daß selbst auch daß ihre Grundfläche 24 vollkommen flach sowohl dann noch die Unterlegscheibe ortsfest gegenüber gegen die Grundfläche 22 der Mutter als auch gegen 65 der Anlagefläche des Werkstücks verbleibt,
die Oberfläche 38 des Werkstücks anliegt. Die Nachgiebigkeit der Unterlegscheibe verhindert

Wenn man den Aufschraubvorgang verfolgt, er- auch, daß die Scheibe eine bleibende Dehnung erkennt man, daß die Unterlegscheibe zunächst gegen fährt, wenn ihre Grundfläche 24 unter dem Schraub-

druck flachgedrückt wird, so daß also die Unterlegscheibe unzählige Male wieder benutzt werden kann.

Obwohl der Elastizitätsfaktor der Unterlegscheibe nicht besonders kritisch ist, hat sich gezeigt, daß eine Rockwell-Härte zwischen etwa 30 und etwa 50 der Scheibe die gewünschte Nachgiebigkeit verleiht. Falls erwünscht, können hinsichtlich der Härte Unterschiede zwischen den Oberflächen und dem Innern der Scheibe zugelassen werden, indem beispielsweise die Unterlegscheibe mit einer Oberflächenhärte, also schalenhart, hergestellt wird.

Aber selbst dann, wenn die Unterlegscheibe völlig flachgepreßt ist, wie in F i g. 3 gezeigt, besteht eher noch eine Neigung, daß zwischen der Unterlegscheibe und der Mutter eine Verdrehung erfolgt als zwischen der Unterlegscheibe und der Werkstückoberfläche, und wenn erst eine solche Drehung zwischen der Mutter und der Unterlegscheibe seinen Anfang nimmt, neigen die aufeinanderliegenden Flächen von Mutter und Unterlegscheibe dazu, sich zu glätten, was zu einer Herabsetzung des Reibungskoffizienten zwischen ihnen führt.

Die Reibungshemmung zwischen der Mutter und der Unterlegscheibe kann gegenüber der Anlagefläche zwischen Scheibe und Werkstück noch weiter vermindert werden, indem die Unterlegscheibe auf ihrer gegen die Mutter zur Anlage kommenden Fläche mit einem Antifriktionsmittel versehen wird, das auf die Grundfläche 22 der Mutter, wie bei 44 in F i g. 4, oder auf die obere Fläche 40 der Unterlegscheibe, wie bei 46 in Fi g. 5, aufgebracht sein kann. Ein solches den Reibungskoeffizienten herabsetzendes Mittel kann aus einem der Fluorkohlenstoff-Kunstharze, aus Polyamid oder aus Harzen bestehen, die Dispersionen von Molybdänbisulfide oder Graphit enthalten. Dieses Antifriktionsmittel 44 bzw. 46 kann als Bedeckungsschicht auf die Mutter oder die Unterlegscheibe aufgebracht sein, oder es kann aus gesonderten dünnen Antifriktionsscheiben bestehen.

Die beschriebene Vereinigung von Mutter und sie umfassender Unterlegscheibe hat sich auch als zweckvoll erwiesen, um elektrische Leitungsdrähte an Klemmen oder an andere Teile anzuschließen, da der Leitungsdraht durch die beschriebene Vorrichtung nicht gedreht wird, wenn die Mutter angezogen wird. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 6 gezeigt. Hier ist ein Klemmposten48 mit einem von ihm rechtwinklig zu seiner Kontaktfläche 52 abragenden Schraubenbolzen SO versehen. Ein Leitungsdraht 54 ist in einer Hülse 56 gefaßt, die stromleitend mit einem Auge 58 versehen ist, welches über den Bolzen 50 übergeschoben und in stromleitenden Kontakt mit der Fläche 58 gebracht werden kann. Um diesen Kontakt aufrechtzuerhalten, muß das Auge 58 fest gegen die Fläche 52 angedrückt bleiben. Obgleich der äußere Durchmesser dieses Auges 58 nicht besonders kritisch ist, sollte er zweckmäßig gleich dem Durchmesser der Außenkante 30 der Unterlegscheibe oder sogar noch etwas größer sein. Wenn die mit der Unterlegscheibe verbundene Mutter auf dem Bolzen 50 niedergeschraubt wird, um das Auge 58 fest gegen die Kontaktfläche 52 des Klemmpostens anzuklemmen, wird sich die Mutter gegenüber der Unterlegscheibe drehen, doch die Unterlegscheibe und das Auge 58 verbleiben aus den zuvor erläuterten Gründen gegenüber der Kontaktfläche 52 des Klemmpostens unbeweglich.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Unverlierbar, jedoch verdrehbar mit einer Schraubenmutter verbundene tellerförmige Unterlegscheibe, deren äußerer Rand gegenüber dem an der Auflagefläche der Mutter anliegenden inneren Rand vorspringt, und die mit einem gegen die Mutter zurückgebogenen Rand einen verbreiterten Flanschteil der Mutter lose umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschteil (18) als Kugelsegment ausgebildet ist und der ihn auf dem ganzen Umfang umfassende zurückgebogene Rand (32) der Unterlegscheibe (12) eine dem Flanschteil angepaßte kugelsegmentartig geformte Innenfläche aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (12) auf ihrer der Auflagefläche (22) der Mutter (10) zugewandten Seite (40) oder die Auflagefläche der Mutter mit einer die Reibung vermindernden Schicht (44, 46) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen