DE1750063C

DE1750063C - Self-locking threaded fastener

Info

Publication number: DE1750063C
Authority: DE
Inventors: Charles E. Roselle 111. Gutshall (V.SLA.)
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Publication date: 1971-12-09

Description

Fig. fi eine perspektivische Ansicht einer anderenFig. 5 is a perspective view of another

wird, bevor die Kreisringfläche sich gegen die Ober- 10 Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befesti-is before the circular ring surface against the upper 10 embodiment of a fastening according to the invention

fliiche der Werkplatte zu legen vermag. Die Kreis- gungselementes.able to lay the surface of the work surface. The circular element.

rinufläche besitzt darüber hinaus bei diesem be- Die in der Zeichnung dargestellte, als Ausführungskannten Befestigungselement eine gewisse radiale beispiel eines mit Gewinde versehenen Befestigungs-Ausdehnung, so daß sie sich gegen einen breiten elementes 10 dienende Schraube umfaßt einen Schaft kreisförmigen Bereich der Werkplatte legt. Ist die 15 12 und einen Schraubenkopf 14. Der SchraubenkopfIn addition, this surface has the The shown in the drawing, as execution edges Fastener a certain radial example of a threaded fastener extension, so that it is against a wide element 10 serving screw includes a shaft circular area of the work plate. Is the 15 12 and a screw head 14. The screw head

14 ist mit Angriffsflächen für ein Werkzeug versehen, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Angriffsflächen für einen Schraubenschlüssel. Der Schraubenkopf 14 besitzt auf seiner Unterfläche eine Klemrnfläche 16. Von der Klemmtläche 16 erstrecken sich axial von dieser aus mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Zahns 18 und ein geschlossener Ring 20. Die Zähne 18 sind in Festdrehrichtung des Befestigungselementes mit einer leichten Neigung und14 is provided with contact surfaces for a tool, in the illustrated embodiment with Attack surfaces for a wrench. The screw head 14 has a on its lower surface Clamping surface 16. Extending from the clamping surface 16 axially from this from several, distributed over the circumference arranged tooth 18 and a closed Ring 20. The teeth 18 are in the direction of tight rotation of the fastener with a slight inclination and

Oberfläche der Werkplatte in diesem Bereich nicht gan/. eben, oder liegt zwischen dieser und der Kreisrinufläche des Befestigungselementes ein Span od. dgl., ist eine Abdichtung zwischen beiden Flächen unmöglich.Surface of the work plate in this area is not possible /. flat, or lies between this and the circular surface of the fastening element a chip or the like, is a seal between the two Areas impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstsicherndes, mit Gewinde versehenes Befestigungselement zu schaffen, in dem eine Vorspannung aufgebaut werden kann, bevor die SelbstsicherungThe invention is based on the object of a self-locking, threaded fastener to create in which a preload can be built up before the self-locking

wirksam wird, wobei gleichzeitig eine sichere Ab- 35 in der~Lösericht\:ng des Befestigungselementes mit dichtung erreicht werden soll. einer schroffen Sicherungsfläche 24 versehen. Fernerbecomes effective, at the same time a secure detachment in the ~ release direction \: ng of the fastening element with seal should be achieved. a craggy safety surface 24 is provided. Further

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei liegen die radial inneren Enden der Zähne 18 in einem Befestigungselement der besagten Art dadurch einem Abstand vom Schraubenschaft und gehen in gelöst, daß der Kreisring die radial äußere Be- die Klemmfläche 16 des Kopfes 14 über. Die Zähne grenzung der Zähne bildet und mindestens eine 30 18 nehmen gleiche axiale Erstreckung wie die Zähne aufweist.This object is, according to the invention, at the radially inner ends of the teeth 18 in FIG a fastening element of said type thereby a distance from the screw shaft and go in solved that the circular ring over the radially outer loading the clamping surface 16 of the head 14. The teeth Forms boundary of the teeth and at least one 30 18 take the same axial extent as the teeth.

Durch diese Anordnung berührt der Kreisring die Oberfläche einer Platte bevor sie» die Zähne beim Einschrauben des Befestigungselementes in dieWith this arrangement, the annulus touches the surface of a plate before it hits the teeth Screwing the fastener into the

Werkplatte eingraben. Auf diese Weise wird eine v_or- 35 Querschnitt weist etwa die Form eines Dreiecks auf, spannung im Befestigungselement aufgebaut, durch dessen Basis einstückig mit der Klemmfläche 16 ver-Bury the work plate. 35 cross-section has approximately the shape of a triangle, tension built up in the fastening element, comparable with its base integral with the clamping surface 16 - in this way a v _or is

nach außen an Höhe zu, wie dies am besten aus F i g. 2 und 5 zu ersehen ist.outwards in height, as best shown in FIG. 2 and 5 can be seen.

Der geschlossene Ring 20 umgibt alle Zähne 18. Der Ring bildet somit die radial äußere Begrenzung der Zähne 18. Der am besten aus F i g. 5 zu erseheneThe closed ring 20 surrounds all teeth 18. The ring thus forms the radially outer boundary of teeth 18. The best from FIG. 5 to be seen

die in Verbindung mit dem Eindringen des Kreisringes in die Werkplatte zusätzlich zur Selbstsicherung eine sichere Abdichtung zwischen dem Befestigungselement und der Werkplatte erreicht wird.in connection with the penetration of the circular ring into the work plate in addition to the self-locking a secure seal between the fastening element and the work plate is achieved.

Um das Eindringen des der Werkplatte zugewandten Randes des Kreisringes in die Werkplatte zu erleichtern, besitzt die den Zähnen zugewandte fläche des in an sich bekannter Weise Dreiecksquerbunden ist. Die äußere Fläche IS ist zur Achse des Befestigungselementes hin geneigt. Die innere Oberfläche 30 hingegen ist von der Achse des Befestigungselementes weggeneigt, und zwar in einem anderen Winkel als die Oberfläche 28. Nur ein Teil 32 der inneren Oberfläche 30 verläuft etwa rechtwinklig zur Klemmfläche 16 und schneidet mit seinem äußeren Ende die Oberfläche 28, w Jurch einIn order to facilitate the penetration of the edge of the circular ring facing the work plate into the work plate, the surface facing the teeth has a triangular cross-connection in a manner known per se. The outer surface IS is inclined towards the axis of the fastening element. The inner surface 30, on the other hand, is inclined away from the axis of the fastening element, at a different angle than the surface 28. Only part 32 of the inner surface 30 runs approximately at right angles to the clamping surface 16 and intersects the surface 28 with its outer end one

q ,q,

schnitt aufweisenden Ringes an deren Übergang in 45 scharfer Rand 34 gebildet ist. Vorzugsweise liegt dersection having ring at the transition in 45 sharp edge 34 is formed. Preferably the

die äußere Fläche einen senkrecht zur Klemmfläche verlaufenden Abschnitt.the outer surface has a section perpendicular to the clamping surface.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Ring vom Umfangsrand des Kopfes radial nach innen abgesetzt.In a further development of the invention, the ring is offset radially inward from the peripheral edge of the head.

scharfe Rand 34 axial in einer Entfernung von der Klemmfläche 16, die gleich oder größer als die größte axiale Höhe der Zähne 18 ist.sharp edge 34 axially at a distance from the clamping surface 16 equal to or greater than the largest the axial height of the teeth 18 is.

Beim Festziehen de3 mit Gewinde versehenen Be-When tightening the 3 threaded parts

Durch diese Anordnung ist der beim Eindringen des so festigungselemcntes liegt der scharfe Rand 34 an-Kreisringes in die Werkplatte verlagerte Werkstoff färglich auf der Oberfläche 40 eines Werkstücks 38 der Werkplatte noch unterhalb des Kopfes gelegen, auf. Wird durch Weiterdrehen des Befestigungsso daß der Kopf mit der Klemmfläche diesen Werk- elementes in diesem eine Spannung erzeugt, werden stoff beim weiteren Eindrehen des Befestigungs- die Zähne 18 mit der Oberfläche 40 in Berührung elementes zur äußeren Fläche des Ringes hin drängt 55 gebracht. Wird das Befestigungselement weiter ge- und damit die Abdichtung zwischen dem Befesti· dreht, ist die leichte Neigung 22 der Zähne bestrebt, gungsclement und der Werkplatte noch sicherer Werkstoff des Werkstücks zu schürfen, der zwischen gestaltet. benachbarten Zähnen festgelegt ist. Ist das Befesti- As a result of this arrangement, the material displaced into the work plate when the fastening element penetrates, the sharp edge 34 rests on the circular ring, on the surface 40 of a workpiece 38 of the work plate still below the head. If, by further turning the fastening so that the head with the clamping surface of this work element generates a tension in it, the substance is brought 55 when the fastening element is screwed in further into contact with the surface 40 of the element, pushing it towards the outer surface of the ring. If the fastening element is turned further and thus the seal between the fastening is rotated, the slight inclination 22 of the teeth tends to dig the material of the workpiece that is formed between the work piece and the work plate even more securely. adjacent teeth is set. Is the fastening

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher gungselement vollständig angezogen, legt sich die erläutert, die Ausführungsbeispiele erfindungsge- 60 schroffe Sicherungsfläche 24 der Zähne gegen den Befestigungselemente darstellt. In dieser Werkstoff und verhindert ein Rückdrehen. Der vertikale Teil 32 wirkt dabei als Rand und verhindert das Austreten von Werkstückmaterial Über den scharfen Rand 34 hinaus und erhöht dadurch das 6jl Zurückhalten des zwischen benachbarten Zähnen festgelegten Werkstoffes.The invention is fully tightened with reference to the drawing closer supply element, the explains the embodiments according to the invention 60 abrupt securing surface 24 of the teeth against the Represents fasteners. In this material and prevents reverse rotation. The vertical part 32 acts as an edge and prevents it the leakage of workpiece material beyond the sharp edge 34 and thereby increases the 6jl retention of the material set between adjacent teeth.

Darüber hinaus schaffen der scharfe Rand 34 und die mit diesem zusammenwirkenden Oberflächen undIn addition, the sharp edge 34 and cooperating surfaces create and

müßer Befestigungselemente darstellt. In dieser Zeichnung zeigtMust represent fasteners. In this drawing shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht auf die Klcmmfläche eines mit Gewinde versehenen Befestigungselementes gemäß der Erfindung,F i g. 1 is a perspective view of the clamping surface of a threaded fastener according to the invention;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Befestigungselement in Verbindung mit einem Werkstück,FIG. 2 shows a partial section through the fastening element shown in FIG. 1 in connection with a workpiece,

Teile des Ringes 20 eine mechanische Abdichtung zwischen dem Werkstück und dem Befestigungselement. Parts of the ring 20 provide a mechanical seal between the workpiece and the fastener.

In dem in Fig. I bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die schroffe Sicherungsfläche 24 radial zur Achse des Befestigungselementes.In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the abrupt securing surface 24 lies radially to the axis of the fastening element.

Bei dem in Fig.fi der Zeichnung dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel sind für die gleichen Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden, die sich jedoch durch Hinzufügen des Index α von den ic anderen unterscheiden. Der einzige grundlegende Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeipiel und dem vorbeschriebenen besteht darin, daß die schroffe Sicherungsfläche 24 α nicht radial zur Achse des- Befestigungselementes verläuft. Die Winkelver-Schiebung dieser schroffen Sicherungsfläche 24 kann von radial bis etwa tangential zum Durchmesser des Schraubenschaftes 12α variieien.In the further embodiment shown in Fig.fi of the drawing, the same reference numerals have been used for the same parts, but differ from the others by the addition of the index α. The only fundamental difference between this exemplary embodiment and the one described above is that the rugged securing surface 24 α does not run radially to the axis of the fastening element. The angular displacement of this craggy securing surface 24 can vary from radial to approximately tangential to the diameter of the screw shaft 12α.

Das Befestigungselement kann aus Stahl gefertigt und dann gehärtet werden, um die erforderliche ao Selbstsichernde Charakteristik zu t-rhalten. Obwohl die schroffe Sicherungsfläche 24 jm allgemeinen in einer Ebene liegt, die parallel oder in einem geringen Winkel zu einer durch die Achse des Befestigungselementes verlaufenden Ebene liegt, ist es möglich, daß die Lage verändert werden kann. Die Winkellage der Zähne relativ zur Klemmfläche 16 in Verbindung mit der Bandwirkung des Ringes ist bestrebt, den Kopf des Befestigungsclementes gegen Rückdrehen zu sichern und zusätzlich durch den Ring 20 gegenüber dieser Oberfläche abzudichten.The fastener can be made of steel and then hardened to the required ao Maintain self-locking characteristics. Even though the rugged securing surface 24 generally lies in a plane that is parallel or at a slight angle Angle to a plane running through the axis of the fastening element, it is possible that the situation can be changed. The angular position of the teeth relative to the clamping surface 16 in connection with the band effect of the ring strives to the To secure the head of the fastening element against turning back and additionally by the ring 20 opposite to seal this surface.

Claims

Patent claims:

1. Self-locking threaded fastener that uses the self-locking means consist of several teeth distributed over the circumference and these teeth are surrounded by a closed circular ring are characterized by that the circular ring (20) forms the radial outer limit of the teeth (18) and at least has the same axial extent as the teeth.

2. Fastening element according to claim 1, characterized in that the teeth (18) facing surface (3vj of the ring having a triangular cross-section in a known manner (20) at its transition to the outer surface (28) a perpendicular to the clamping surface (16) Section (32) has.

3. Fastening element according to claim 1 and 2, characterized in that the ring (20) from The peripheral edge of the head (14) is stepped radially inward.

1 sheet of drawings