DE1816880A1

DE1816880A1 - Befestigungsvorrichtung mit automatischer Begrenzung des aufgebrachten Drehmoments

Info

Publication number: DE1816880A1
Application number: DE19681816880
Authority: DE
Inventors: Wing George S
Original assignee: Hi Shear Corp
Current assignee: Hi Shear Corp
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1970-07-02
Also published as: US3434379A; BE726393A; NL6900217A; FR1561031A; GB1231483A

Description

W.SCHROETER .'«.LEHMANN

ΡΑΤΕΝΓΑΝν/ÄLTE
8 Mönchen 26 ■ U -oWskystr. 10

Tel. 77 8956 1816880

Unser Zeichens an-hi-11 Datum? 25.12.1968

Hi-Shear Corporation

Befestigungsvorrichtung mit automat isolier Begrenzung des aufgebrachten Drehmoments

Die Erfindung bezieht sich auf eine das aufzubringende Drehmoment automatisch begrenzende Befestigungsvorrichtung der Bauart, die einen Antriebsring umfaßt_s der sich von dem mit Gewinde versehenen Hauptkörper trennt₉ wenn ein vorbestimmtes Drehmoment auf die Vorrichtung aufgebracht i?±rd» Derartige Befestigungsvorrichtungen sind 2.Bo aus der U₀S₀A₀-Patentschrift 2 94-0 495 bekannto Diese bekannte Befestigungsvorrichtung wird in großem Umfang verwendet_s da sie zahlreiche Vorteile bietet, die sich bei den sonst gebräuchlichen Befestigungsvorrichtungen nicht erzielen lassen«,

Diese Vorteile beziehen sich auf das Aufbringen des richtigen Drehmoments auf eine Gewindeverbindung derart, daß eine vorbestimmte axiale Vorspannung auf ein Schaftteil aufgebracht wird, an der di© Vorrichtung befestigt wird, so daß die gewünschte Festigkeit der Gewindeverbindung ersielt wird, woraufhin die Vorrichtung zum Antreiben bzw· Festziehen der Befestigungsvorrichtung entfernt wird, so daß danach verhindert wird, daß unbefugt© Personen irgendwelche Hantierungen an der Gewindeverbindung vornehmen«

Die Tatsache, daß die Gewindeverbindung gegen Eingriffe durch unbefugte Personen geschützt ist, ist von erheblicher

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Bedeutung, insbesondere bei Montagearbeiten, bei denen das aufgebrachte Drehmoment in einem späteren Zeitpunkt nachgeprüft wird. Bei den sonstigen gebräuchlichen Befestigungsvorrichtungen ist es üblich, daß ein Prüfer einen sogenannten Drehmomentschlüssel benutzt, um das bereits aufgebrachte Drehmoment zu prüfen. Hierbei ist es häufig erforderlich, nacheinander Drehmomente von zunehmender üröße aufzubringen, wobei das Schaftteil in manchen Fällen beschädigt wird, und wobei stets ein Drehmoment aufgebracht wird, das sich von dem ursprünglich aufgebrachten unterscheidet. Jenn der Antriebs- oder Mitnehmerring von dem angetriebenen bzw. festgezogenen Hauptkörper getrennt worden ist, zeigt diese Tatsache an, daß tatsächlich das richtige Drehmoment aufgebracht worden ist; da zur Prüfung somit nur ψ eine Besichtigung erforderlich ist, werden, die Nachteile der bis jetzt bekannten Befestigungsvorrichtungen vermieden»

Einer der wenigen Nachteile der erwähnten bekannten Konstruktion, bei der es sich um eine Flügelmutter handelt, besteht darin, daß sie eine relativ große Bauhöhe aufweist, so daß sie sich nur unter Schwierigkeiten einbauen läßt, wenn der Einbauraum begrenzt ist, wie es z.ß, zwischen Flanschen der Fall sein kann, .bei gewöhnlichen Luttern braucht der freie rtaum zwischen dem Ende des Schaftteils und dem nächstbenachbarten ßauteil nur der Höhe der Mutter zu entsprechen oder um einen kleinen Betrag größer zu sein. Bei der vorstehend erwähnten bekannten Mutterkonstruktion wird jedoch die .bauhöhe durch die Höhe des auf dem & Schaftteil verbleibenden angetriebenen Abschnitts und zusätzlich durch die Höhe des zum Antreiben bzw· Festziehen dienenden Abschnitts bestimmt, welch letzterer nach dem Festziehen abbricht und weggeworfen wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Konstruktion zu schaffen, bei der die isauhöhe so weit verkleinert ist, daß sie der Höhe von Muttern bekannter Art entspricht.

Eine das aufzubringende Drehmoment automatisch begrenzende Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung umfaßt einen antreibbaren Hauptkörper mit einer Achse und einem sich längs dieser Achse erstreckenden, mit Gewinde versehenen Kanäle Die Be-

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BAD ORIGINAL

festigungsvorrichtung besitzt ein erstes und ein zweites Ende, und das erste Ende ist so ausgebildet, daß es sich an einem Gegenstand abstützen kann, gegenüber dem ein mit Außengewinde versehenes Bauteil, z.B. ein Schaft oder eine Schraube, vorspringt. Hierbei arbeiten die Gewindegänge des fachaftkörpers mit den Innengewindegängen des antreibbaren Körpers zusammen. Ein Antriebsring umgibt den antreibbaren Körper, und dieser Antriebsring erstreckt sich in Hichtung der Achse über eine Strecke, die kleiner ist als der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des antreibbaren Körpers. Ein abscherbarer Steg stellt eine sich über den ganzen Umfang der Befestigungsvorrichtung erstreckende Verbindung zwischen dem Antriebs— ring und dem antreibbaren Körper her; dieser abscherbare Steg ist so bemessen, daß er abgeschert wird, und daß der antreib— bare Körper von dem Antriebsring .getrennt wird, wenn ein vorbestimmtes Drehmoment auf den Antriebsring aufgebracht wird·

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung, das jedoch nicht in jedem Fall vorhanden zu sein braucht, hat der antreibbare Körper eine im wesentlichen kreisrunde Form, jedoch, abgesehen von einem seinem zweiten Ende benachbarten Abschnitt, wo der antreibbare Körper unrund 1st, so daß er sich elastisch an dem mit Gewinde versehenen Schaftteil verankern kann, wenn er auf das Schaftteil aufgeschraubt wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Seichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Befestigungsvorrichtung im Längsschnitt.

Fig. 2 und 3 zeigen die Oberseite bzw. die Unterseite der Befestigungsvorrichtung bei Betrachtung derselben von der Linie 2-2 bzw. von der Linie 3-3 in Fig» I aus.

Fig. 4- zeigt im Längsschnitt die auf einem Gewindeschaft angeordnete Vorrichtung nach Fig. 1.

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In Fig· 1 ist die das aufzubringende Drehmoment automatisch begrenzende erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung insgesamt mit 10 bezeichnet· Sie umfaßt einen antreibbaren Körper 11 von allgemein kreisrunder und vorzugsweise zylindrischer For*· Ferner umfaßt die Vorrichtung eine allgemein kreisrunde Außen·» bzw· Umfangsflache 12* die jedoch von dieser Form in einem Bereich in der Nähe von zwei Vertiefungen 13 und 14 abweicht, dit entstehen, wenn auf die Wand Druckkräfte aufgebracht werden, so dafi diese Zone eine unrunde Form erhält. Diese etwas unrunde Form ist am deutlichsten in Fig« 2 zu erkennen, wo jedoch die·· Formabweichung der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt ist· Gegebenenfalls kann die Außenfläche 12 auch konisch ausgebildet sein oder eine andere Form haben·

Der antreibbare Körper hat ein erstes Ende 15 und ein zweites Ende 16, und er erstreckt sich längs einer Mittelachse 17· Die Vertiefungen 13 und 14 sind In der Nähe des zweiten Endes vorgesehen. An dem ersten Ende ist eine ringförmig· Anlagefläche 18 ausgebildet, die sich gemäß Fig· 4 an einen Gegenstand 19 abstützen kann, der einen Teil einer Verbindung bildet, die mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung hergestellt werden soll·

Am ersten Ende des antreibbaren Körpers ist ein· Bohrungserweiterung 20 vorgesehen, und ein axialer Kanal 21 erstreckt sich durch den verbleibenden Teil des antreibbaren Körpers· Der Körper kann erforderlichenfalls mit der Bohrungserweitung 20 auf einen nicht mit Außengewinde versehenen Abschnitt eines Schaftteile aufgeschoben werden· Die Wand des axialen Kanals 21 ist mit einem Innengewinde 22 versehen·

Ein Antriebsring 25 erstreckt sich vollständig innerhalb der axialen Strecke 26, deren Länge durch den Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Ende bestimmt ist· Die axiale Länge des Antriebsrings 25 entspricht der in Fig. 1 dargestellten Strecke 27» die nicht langer ist als die Strecke 26, und di· vollständig innerhalb der Strecke 26 liegt. Zwischen der Innenfläche des Antriebsrings und der Außenfläche des antreibbaren Körpers ist vorzugsweise eine Ringnut 28 vorgesehen. Der Antriebs-*

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■ ring und der. antreibbare looper aiad diircfe. eia^n ab scherbaren Steg 3Ö verbunden, dessen Abmessungen, dessen Dicke und dessen duroh den verwendeten Werkstoff festgelegt® Festigkeit das »Drehmoment bestimmen, das Aufgebracht werden muß, wenn der Antriebsring von dem aatreifebaren Körper getrennt werden soll· Der absoherbare Steg 30 bildet ein© lückenlose Verbindung zwisohen dem Antriebsring und dem antreibbarea Körper« Di© Außenfläche 31 des Antriebsi?iag3 ist vorzugsweise unrund» so daß si© von eiaem Antriebswerteseug arfaBt werden kann· Gemäß den Zeichnungen hat der Antriebsring eise sechekaatige Außenform, so daß er von einem Buchsenteil bekannter Art mit einer sechseckigen öffnung&&ufgenoram©a worden Isann» GemäB fig« I und 4 können all© Seile des Antriebsringa und des abseherbaren Stegs in einem axialen Abstand vom d@m ersten Eßd® 15 angeordnet und in Eichtung auf das aweite lad® 16 v©rset2t sein, so daß diese !eile nicht in Berührung mit dem Gegenstand oder Bauteil 19 kommen· Wenn ein solcher freier Raum zwischen dem Antriebsring und dem ersten End® 15 vorgesehen ist, wird kein l'eil des aufgebrachten Drehmoments dureh Hemm»- oder Heibungskräfte ausgeglichen! wenn derartige Kräfte auftretea, würden* wäre ee nicht möglich, das Drehmoment vorhersusag@n$ das tatsächlich auf die

Befestigungsvorrichtung aufgebracht worden ist»

Die Befestigungsvorrichtung 10 soll an einem Gewindeaap» fen 35 befestigt werden, der gegenüber einem Bauteil 19 nach außen ragt» Der mit Außengewinde irersehene Schaftkörper 35 ist an seinem ersten Ende 37 vorzugsweise mit einer Aussparung 36 zum Aufnehmen eines Antriebswerkseugs oder Mitnehmers versehen· Έβ ist zweckmäßig, eine sechseckige £uaeparung vorzusehen, die mit einem Teil einer Antriebsvorriohtung zusammenarbeitet, welche ein weiteres Bauteil umfaßt, das mit dem Antriebsring·zusammenarbeitet· Derartige Antriebsvorrichtungen sind z.B·· in den U.S.A.-Patentschriften 2 887 773 und 3 041 902 beschrieben.

Aus den Zeichnungen dürfte ersichtlich sein, auf welche Weise die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung verwendet wird· Die Befestigungsvorrichtung wird zuerst lose auf den Gewindeschaft 35 aufgeschraubt und dann von dem Werkzeug erfaßt,, mittels dessen der Antriebsring gedreht wird, bis die Stirnflä-

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che IS der Befestigungsvorrichtung zur Anlage an dem Bauteil 19 kommt. Sobald dies geschieht, baut sich ein Drehmoment auf, und die Befestigungsvorrichtung beginnt, eine axiale Vorspannung über den Schaftkörper auf die Gewindeverbindung aufzubringen. Sobald das vorbestimmte Drehmoment erreicht wird, wird der absoherbare Steg 30 gemäß Fig» 4 etwa an der Fläche 38 abgeschert, so daß er herabfällt und nicht mehr dazu dienen kann, die Befestigungsvorrichtung anzutreiben bzw· festzuziehen. Diese Tatsache zeigt an, daß das richtige Drehmoment aufgebracht worden ist„ und außerdem wird durch da« Abscheren des Antrieberings verhindert,, daß ein größeres Drehmoment aufgebracht wird·

Es ist ersichtlich, daß ein Vorteil der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung darin besteht, daß ihre Bauhöhe nur der Länge des antreibbaren Körpers entspricht, und daß die Festigkeit des abscherbaren Stegs leicht geregelt werden kann, da er ohne Schwierigkeiten mit Hilfe eine» Profilwerkzeugs hergestellt werden kann, mittels dessen die Hingnut 28 eingeschnitten wird, so «daß die Befestigungsvorrichtung ein einziges zusammenhängendes Bauteil bildet; hierbei handelt es sich um die bevorzugte Ausfüiirungsform der Erfindung.

Es liegt auf der Hand, welche Gesichtspunkte für die Konstruktion der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gelten, und daß sich die Konstruktion nach der Größe der Befestigungsvorrichtung sowie nach der Festigkeit des verwendeten Werkstoffs richtet. Diese Faktoren lassen sich leicht berechnen, so daß es möglich ist, die Dicke des abscherbaren Stegs dort festzulegen, wo er abgeschert wird, wenn ein Drehmoment aufgebracht wird, dessen Größe durch die Gestaltung des Stegs vorbestimmt ist.

Patentansprüche: 009827/0996

Claims

PATE N TA N SPRÜCHE

1* Zum automatischen Begrenzen des aufgebrachten Drehmoments geeignete Befestigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen antreibbaren Körper.(11) mit einer Achse (17)» einem sich längs dieser Achse erstreckenden, mit Innengewinde (22) versehenen Kanal (21), einem ersten Ende (15) und einem zweiten Ende (16), wobei sich das erste Ende an einem Bauteil (19) abstützen kann, aus dem ein mit Außengewinde versehenes Bauteil (35) herausragt, dessen Gewindegänge in Eingriff mit den Gewindegängen des Kanals gebracl.t werden sollen, einen Antriebsring (25)» der den antreibbaren Körper umgibt, der sich in Richtung der erwähnten Achse nicht über das erste und das zweite Ende des antreibbaren Körpers hinaus erstreckt, und der von dem antreibbaren Körper durch* einen radialen Abstand getrennt ist;» sowie einen abscherbaren Steg (30), der über den ganzen Umfang der Vorrichtung eine lückenlose Verbindung zwischen dem Antriebsring und dem antreibbaren Körper bildet, wobei der abscherbare Steg so bemessen ist, daß er die kleinste ^uerschnittsfläche zwischen dem antreibbaren Körper und dem Antriebsring bestimmt, so daß der Steg abgeschert wird und der antreibbare Körper von dem Antriebsring getrennt wird, wenn auf den Antriebsring ein vorbestimmtes Drehmoment aufgebracht wird, und wobei alle !Teile des Antriebsrings und des abscherbaren Stegs in einem axialen Abstand von dem ersten Ende angeordnet und in Richtung auf das zweite Ende versetzt sind, so daß stets ein freier Raum zwischen diesen !eilen und dem erwähnten Bauteil ▼erbleibt.

2· Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der antreibbare Körper im wesentlichen kreisrund und rohrförmig ist, jedoch mit Ausnahme einer dem zweiten Ende benachbarten Zone, wo der Körper unrund ist, so daß er sich an dem mit Gewinde versehenen Bauteil (35) verankert, wenn er auf dieses bauteil aufgeschraubt wird·

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3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsring und dem antreibbaren Körper eine Ringnut (28) vorgesehen ist·

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der abscherbare Steg dem ersten Ende benachbart ist,

5o Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1_$ dadurch gekennzeichnet, daß sich an den mit Innengewinde versehenen iianal an dem ersten Ende eine Bohrungserweiterung (20) anschließt, deren Durchmesser so groß ist, daß sie mit einem Spielraum einen Schaftabschnitt aufnehmen kann, der dem mit Gewinde versehenen Abschnitt des Bauteils (35) benachbart ist, mit dessen Außengewinde der antreibbare Körper zusammenarbeiten soll.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsring auf seiner Außenseite einen nicht kreisrunden Abschnitt (31) aufweist, der von einem Antriebswerkzeug erfaßt werden kann.

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