DE1500983A1

DE1500983A1 - Sicherheitsbolzen

Info

Publication number: DE1500983A1
Application number: DE19661500983
Authority: DE
Inventors: Whiteside Roger B; Villo Joseph P
Original assignee: Standard Pressed Steel Co
Current assignee: SPS Technologies LLC
Priority date: 1965-12-30
Filing date: 1966-12-21
Publication date: 1969-07-10
Also published as: GB1152880A; DE1500983B2; SE345308B

Description

Patentanwälte

PH 1378

Standard Pressed Steel Company Jenkintown, Pennsylvania/USA

Die Erf indung bezieht 3ich auf eine BolBenzueaaoenetellung, die in der Bohrung für den Bolzen auch dann festgehalten wird, wenn sich die Matter aufgrund von Vibrationen lockert oder sich anderweitig löst oder schlecht arbeitet.

Die selbsthaltende Bolzenzusaianenstellung gemäß der Erfindung λ besteht aus einem Bolzen und einem Federring, dessen TTafang durch Zueanoendrücken verkleinert werden kann_/\ind der in einer ringförmigen Hut, die sich am ffewiadecualauf befindet, angeordnet ist. An der Hut ist der Dorohaeeser des Bolien» kleiner als am Schaft. Der Bohrungsdurchmesser des nicht iueaaaengedrUckten Rings ist größer als der Butdurchmesssr aber kleiner

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als der Bolaengewlndeaußendurehmeaser. Der maximal· Durchmesser des nicht zusammengedrückten Ring· 1st größer als der Bolsenschaftdurchmeseet^ und der maximal« Durcfcaesser des sniBaaimsngedrttclrfcea Rings ist nicht größer ale der Schaftdurchmesser des Bolsens. Um das Einsetzen eines solchen Bolzens zu erleichtern, wird vorzugsweise ein Ring verwendet, dessen^ guSerer Durchmesser eich vom Punkt seines eftxinaltn nicht zusammengedrückten Durchmessers zum Ende des Boliengewindes hin verjüngt, wobei der Durohmesser des Ringe la nicht susammengedrücktan Zustand an diesem Bnde la wesentlichen der gleiche ist wie der Bolzenschaftdurchmesser.

Weiter« einzelheiten des Aufbaue der BoIzeiieusammen·teilung gemäS der Erfindung, ihre Anwendungsweise und ihr· Torteile werden anhand der beigefügten Zeichnungen und der «!gehörigen Beschreibung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigens

ti«. 1 eine Ansicht des Bolzens}

fig, 2» und 2b ein· Seitenansicht und eine Stirnanaieht •ines Ringsι

1%$* 3t 4 -und 3 Seltenansichten anderer Ringiiueführungeformen?

fig· 6 «inen Querschnitt, der die Bolzensusaas(enst*llung erläutert, wie sie zwei Werkstücke alt auegerichteten Bohrungen jsusajmenhält; und

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i'igo 7 eine Kutter, wie sie beim erfindungsgemäßen Bolzen verwendet wird·

In Fig„ 1 besitzt der Bolzenechaft 10 einen Durchmesser 1^q Die Länge des Schafts iat so gewählt, daß nur de-r^SfcfciaBtft- >teil durch die Bohrung hindurchragt oder einer Soherbeanepruchung ausgesetzt wird, wenn der Bolzen eingesetzt iat₀ Am Auslauf 13 des Gewindes 14 befindet sich eine ringfSraiige Nut 15° Der Durchmesser d,_c der Nut muß kleiner sein ade der Schaftdurchmeeser d₁₀, und um die Festigkeit des Βά$.$βΡ£ Beglichst wenig au beeinträchtigen, besitzt die Äut vorzugsweise ^;iber ihre gesamte Länge einen gleichmäßigen Durchmesser, der nicht größer ist als der Q-ewindekerndurchmesser d.g des Bolasen-

.; der Schaft und die Nut liegen dabei konzeaifc?*tscb zu-■3inander„

Gemäß FitCa 6 ist ein Ring 16 in die Nut 15 eingesetzte Dieser Ring besteht aus einer Feder und kann zur Verkleinerung ■ seines Umfangs suaammengedrückt werden, so daß er durch die Öffnung ' hindurchgeschoben werden kann, in welche der Bolsen eingesetzt werden soll«. Nachdem er durch die Öffnung hindurchgeechoben ist, kehrt der Federring in seinen nicht zusammengedrückten Zustand aurück und sein Umfang dehnt sich so aus, daß er größer ist als die Öffnung, durch welche der Ring hindurchgesclioben worden ist; durch diese Ausdehnung wird der Bolzen in der öffnung feßtgehalten, auch wenn die Mutter vom Bolsen abgeschraubt

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wird,

Die Figuren 2a und 2b erläutern eine Ausführungeform eines Hinge, der bei dtr erfindungsgemäßen BolzenzueaieMnst ellung

zylindrischen verwendet werden kann» Der Ring 17 let alt einer ra Bob-

18 versehen. Der Durchmesser d*« der Ringbohrung (wenn . eich der Ring in einem nicht zusammengedrückten luetead befindet) ist größer als der Durchmesser d₁₅ der Hut aber kleiner CiIs der Gewindeaußendurchmesser d^ des Bolzengewiades. Der " Ring hat «ine solche Form, daß sein maximaler äußerer Durchme Q ε er d^ im nicht zusammengedrückten Zustand größer ist als der Schaftdurchmesser d_iQ. Um ein Zusammendrücken dee Ringe zwecks Torkleinerung des Umfange zu erleichtern, iet er alt einem durchgehenden Schlitz 20 versehen, der eich durch die Ringwandung bis zur Bohrung erstreckt und von eines Ende der Bohrung bis zum anderen Ende reicht. Zvar können von der Funktion her gesehen viele Schlitzforsten verwendet werden, jedoch verlangt eine leichte Herstellung die Ausführung eines geraden Schlitzes und vorzugsweise einen solchen, der parallel tür lUngbohrunge&chse auegerichtet ist. Der äußere Ringdurchaesser d₁₉, die Sohlitzbreite 21 und der Unterschied zwischen dem Bohrungsdurchmesser d^g und dem Nutdurohneseer dj· Museen so dimensioniert sein, daß der Umfang soweit wie nötig zusammengedruckt werden kann, um den Ring durch eine öffnung schieben zu können, in welcher der Bolzensohaft angeordnet werden soll; das heißt also« daß bei einem PaSsitζ die Zusammendrttck-

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des TJmfango des Rings so sein muß, daß der maximale öiißero Durchmesser nicht großer ist ale der Bolzensflhaftdurchiaeseer»

Der in den Figuren 2a, 2t und 6 gezeigte Ring beeifi* die Form eines Kegelstumpfs. Wenn der Ring auf den Bolzen ««ggftbraeht ist, dann sollte er in der Hut so angeordnet Min« φ*0 dl· Basis oder die Seite mit größerem Durchmesser 22 d#* Iegel-Bturapfes in Richtung des Kopfesnand die Oberseite g#- Ate Kegelstumpfes zum Bolzengewinde weist. Oa dl« EinfUhtf&Ag in die i Bohrung eines Werkstücks ohne die Verwendung ein·« 3g>*zialwerlczeugs zu erleichtern, sollte der Durchmesser &~ι 4«r Kegel3tumpfoberseite - auch wenn der Ring sieht zos wird - gleich oder etwas kleiner als der Boleenichaiidurchmessef sein»

Diese Ausführungsform erlaubt die Einführung der Bolsensusamme na teilung in die Bohrung eines Werkstücke (wi· z.B. In die ausgerichteten Bohrungen 25 und 26 der Werkstück· 27 und 28 in Fig. 6) durch manuelles Hineindrücken der Bolzencusamenstellung durch die Öffnung nit ausreichender Kraft, un A«a Umfang des Federringe zusammenzudrucken - der jeweils anzuwendende Druck hängt von der Nachgiebigkeit des jeweiligen Rlngaufbaues ab. Weil die Basis 22 des Kegelstumpfes «inen größeren Durchmesser aufweist als der Bolzensohaft, wenn der Ring nicht zusammengedrückt ist, so wird der Durcneeeeer (bei jeder

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Präaiaionözv.samaenstellung) auch größer sein als die Öffnung des Werkstücks, in die der Bolzen eingeführt wird. Wenn der Bolzen einmal eingeführt ist, dann kann er nicht mehr durch das Bolzenloch herausgezogen werden, auch wenn die Mutter vom Bolzen abgenommen ist. Um eine solche Zusammenstellung wieder herauszuziehen, ist es notwendig, ein Werk*eug über den Ring zu schieben, das den Ring auf eine Größe zusanmendrückt, die das Herausziehen der Zusammenstellung aas Bolzen t und Ring durch die Bohrung des Werkstücke erlaubt·

Um eine manuelle Herausnahme ohne die Anwendung von Spezialwerkzeugen oder ohne Auskehlung der Bohrungen im Werkstück zu ermöglichen und trotzdem eine .hohe Rückhaltung am gewährleisten, können der äußeren Oberfläche dee Federringe verschiedene Formen gegeben werden, wie sie beispielsweise in den Figuren 3» 4 und 5 gezeigt sind,

. Der Federring von Fig. 3 besteht aus einen einheitlichen Element und besitzt eine äußere Oberfläche, die durch awei symmetrische Kegelstumpf, deren Basen 29 aneinanderstoßen, definiert ist ο Venn die Kegelstumpf Oberseiten 30 und 31 des nicht zusammengedrückten Rings den gleichen oder einen kleineren Durchmesser als der Bolzenschaft besitzen, dann kann dl« Zusammenstellung aus Bolsen und Ring ohne die Verwendung von Spezialwerkzeuge!! für eine anfängliche Zusamoendrückung des Rings eingeführt und herausgezogen werden.

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Der Federring von Fig. 4 ißt dem von Fig. 3 ähnlich, nur daß die äußere Oberfläche 32 kugelförmig ist. öewünaehtenfalle kann die Oberfläche jede Rotationsfläche um die Bohrungsachse sein, die einen maximalen Außendurchmesser ergibt, der größer ist als der Bolzendurohmesser.

Der Federring von Fig. 5 ist eine Abwandlung desjenigen von Fig. 3; die Kegelstümpfe sind unsymmetrisch, und die Höhe des KegelBtimpfteils 33 ist geringer als die Höhe des Kegelstumpfteils 34. Bei dieser AuefUhrungsform müssen zur Einführung " und zum Herausziehen der Zusammenstellung aus Bolzen und Ring verschiedene Kräfte in Achsenrichtung angewendet werden. Im allgemeinen wird diese RingauefUhrungsfora in der Hut so angeordnet, daß der kürzere Kegelstumpf zum Bolzenkopf hinweist. Die zum Herausziehen des Bolzens erforderliche Kraft In Axialrichtung ist hierbei größer als beim Hineinschieben.

1· wurde gefunden, daß die Federringausführungeformen von Figo 2, 3» 4 und 5 den Bolzen auch dann zurückhalten,wenn dl· i Mutter nicht mehr hält, auch dann, wenn ziemlich starke Vibrationen stattfinden, die den Formen VAS 3350 entsprechen oder die noch darüber hinausgehen. Sie können q&Le wiederholt verwendet werden, und wenn sie in der bevorzugten Weise dimensioniert sind (d.h. der Nutdurchmesser ist nicht größer ale der Kerndurchmesser des Gewindes), dann wird die Bruchfestigkeit nicht abträglich beeinflußt.

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Wie aus Fig. 6 ersichtlich lot, ist eine Überwurfmutter 55 verwendet und auch nötig, um eine diohte Verbindung zu schaffen und um den Federring unter Belastung nicht zusasBeiuEU-drücken. Die Mutter weist eine Senkbohrung 56 Bit einem Durchmesser Imf, der größer ist, als der maximale äußere Durohmesser d-Q des nicht zusammengedrückten Federrings· Die Tiefe^ der Senkbohrung sollte ausreichen, daß die gesamte Länge des Rings nicht mit ihr in Berührung kommt, wenn die Matter am Werkstück anliegt und festgezogen ist.

Als weitere Sicherheitsmaßnahme kann als Mutter eine Kronenmutter wie in Figo 7 gemeinsam mit einem Splint oder einem Draht verwendet werden, der durch eine alt der Krone ausgerichtete Bohrung im Bolzen hindurchgeht· Der Auedruok "Kronenmutter", wie er hier verwendet wird» umfaßt auch solche Muttern, die eine Querbohrung durch den Mutterkörper aufweist, die zur Aufnahme eines Splinte oder eines Drahtes geeignet ist ο .

Bs ist hervorzuheben, daß der Federring sich ausdehnt und zur Rückhaltung des Bolzens dient, wenn er frei liegt.

Der Bolzen und der Ring können entweder vor oder nach dem Einschneiden dee Gewindes zusammengestellt werden· Venn 3·- doch die Ringe auf die Bolzen unter Ausdehnen derselben über die Gewinde aufgeschoben werden, dann kann der Ringdurchmesser

8' ,8 2 9/0736 ^B^ o_nQlNAL ~⁹'

bleibend

deformiert werden, und ee ist dann nötig» ihn wieder

auf den richtigen Durchmesser zu bringen, indem da{ (eil in eine Bohrung mit dem gewünschten richtigen Durcimeeeer hineingedrückt und der Ring darin ausreichend bearbeitet w$j$» vm die Deformation wieder su beseitigen«

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Claims

a 1? e η t a η a τ> r tt ο h e

t. Sicherheit ebolzen, dadurch gekennieioh-

n θ t , daß er einen unter Umfangsverringerung euBammen- ^ druckbaren Federring (16) aufweist, der sich in einer

ringförmigen Nut (15) afc Auslauf ,(13) des Gewindes befindet, wobei der Bolaendurchmeeaer über die geaaste Breite der Hut (15) kleiner ift als der Durchmesser des Schafte (10), der Durchmesser der Bohrung (18) des nicht zusammen gedrückten Rings (16) größer ist ale der Durchmesser 1

(15) .

der Hot aber kleiner als der Außendurohmesser des Gewindes (14), der maximale Außendurohneeetr des nicht zusammengedrückten Hinge (16) größer 1st als der Durchaeseer des Schafts (10) und wobei der maxinale äuflere Durchmesser des unter Umfajigeverringerxmg «uaanjmengediiickten Rings (16) nicht größer ist ale der Durchmesser des Schafte (10).

2· Beizen nach Anspruch 1 in Kombination mit einer Mutter, dadurch ge **'anzeichnet _f daß die Mutter (35) an ihrer Anlagefläche eine Absenkfcohrung (36) mit einem Durchmesser aufweist, der größer ist als der maximale äußere Durchmesser des nicht zusammengedrückten HingB (16).

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Bolzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß die Senkbohrung (36) eine solche Tiefe aufweist, daß die Anlagefläche der aufgeschraubten Mutter (35) gegen das Werkstück drücken kann, ohne daß hierbei der Ring unter Umfangsverringerung zusammengedruckt wird c

c Bolzen nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (35) eine Kronenmutter iat. λ

ο Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Oberfläche

bildet des Rings (16) einen Kegelstumpf rt d der Ring (16). einen in Achsrichtung -verlaufenden Schlitz (20) von genügender Breit* aufweist, so daß ein Zusammendrucken unter Umfangsverringerung gewährleistet ist, wobei die Basis des Kegelstumpfe zum Kopf (23) des Bolzens weist.

Bolzen nach einem der Anspruch« 1 bis 4, dadurch _g

gekennzeichnet , daß die äußere Oberfläche des Rings (16) durch zwei Kegelstümpfe (33, 34), die mit

gebildet ihren Basen aneinanderliegen, e 1st, wobei die Höhe des zum Kopf (23) des Bolzens weisenden Kegelstumpfs (33) kürzer ist, als die Höhe des Kegelstumpfs (34), der zum Bolzenende weist_o

ν Bolzen nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet _ΰ daß die äußere Oberfläche des .ir,r;:· cwroli awe:. ■ynvre-trleG'ws Ke^elstürsipfe, die mit iliren

go bildet

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