DE1978440U

DE1978440U - Schraubensicherung mit dichtwirkung.

Info

Publication number: DE1978440U
Application number: DE1963V0015074
Authority: DE
Inventors: Guenter Uhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-04-19
Filing date: 1963-04-19
Publication date: 1968-02-08

Description

Patentanmeldung und Gebrauchs- Voith-Getriebe EG. musterhilf sanmeldun-g A 2613 Heidenheim/ Brenz

Kennwort: "Dichte Sicherungsscheibe¹¹

Schraubensicherung mit Dichtwirkung

Zum Sichern von Schrauben gegen ungewolltes Lösen sind bereits verschiedenartige Sicherungsmittel bekanntgeworden, so z.B. Splinte und Draht- und Blechsicherungen. Ferner sind etwa aus Federstahl bestehende und radial geschlitzte Feder ringe üblich, deren aufgebogene gratartige Enden sich beim Anziehen der Schraube in den Schraubenkopf oder die Mutter sowie in die Gegenfläche des angrenzenden Werkstückes eindrücken und .dadurch eine Sicherungswirkung erzeugen. Auch sind schon in Umfangsrichtung ungeteilte Sicherungsringe mit am äußeren oder inneren Randbereich eingearbeiteten Schlitzen oder Kerben bekannt, wobei die Kanten dieser Schlitze aus der Ringebene herausgebogen sind und ebenfalls gratartige, in den Schraubenkopf bzw. in das Werkstück eingreifende Vorsprünge bilden.

Alle vorgenannten Sicherungen ergeben zwar eine mehr oder minder gute Sicherungswirkung, jedoch keine oder keine aus reichende Dichtwirkung. Letztere ist aber z.B. bei Schraubverbindungen an Behältern, Druckleitungen für Flüssigkeiten und Gase usw.unbedingt erforderlich. Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Schraubensicherung zu schaffen, die außer einer ausreichenden Sicherung gegen selbsttätiges Lösen der Schraube zugleich auch eine gute Dichtwirkung erzeugt, und zwar mit möglichst geringem Bauaufwand.

einer Schraubensicherung

Zum Lösen dieser Aufgabe wird von/mit mindestens einem zwischen dem Kopf oder der Mutter der zu sichernden Schraube und der Gegenfläche des angrenzenden Werkstückes angeordneten und in Schraubenachsrichtung federnden Sicherungsring ausgegangen,

der außerdem in Umfangarichtung ungeteilt ist und mindestens an einer Stirnseite einen am Schraubenkopf (bzw. an der Mutter) oder an dem angrenzenden Werkstück anliegenden gratartigen Vorsprung aufweist. Gemäß der Erfindung erhält hierbei der gratartige Vorsprung zum Erzielen der Dichtwirkung eine die Bohrung des Sicherungsringes umgebende geschlossene Form, vorzugsweise eine Kreisform, und ferner wird die Stirnfläche jedes Sicherungsringes zumindest im wesentlichen rotationseymmetrisch ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann außerdem jeder Sicherungsring in seiner Gesamtheit rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Stirnflächen jedes Sicherungsringes in dessen unverformtem Zustand eine Kegelmantelform mit je etwa gleicher Neigung aufweisen (gute Federwirkung des Ringes!). Des weiteren wird vorgeschlagen, den gratartigen Vorsprung jeweils in dem mittleren Durchmesserbereich der Stirnseite des Sicherungsringes vorzusehen und überdies die beiden Flanken dieses Vorsprunges etwa einen Winkel von 40 bis 80° einschließen zu lassen.

Nach dem Anziehen der Schraube und dem Zusammenpressen der federnden Sicherungsringe erzeugen letztere eine ausreichende Vorspännkraft und Sicherungswirkung gegen unbeabsichtigtes Selbstlösen. Außerdem gräbt sich beim Anziehen der ringförmige Grat in den Schraubenkopf oder in die Gegenfläche des benachbarten Werkstückes ein und bewirkt dadurch eine· absolute Dichtheit. Die rotationssymmetrischen Stirnflächen des oder der Dichtungsringe ergeben dabei einwandfreie Auflageflächen. Durch die Hohe des gratartigen Vorsprunges und die Größe der Flankenwinkel läßt sich die Tiefe des Eindringens des Grates entsprechend bemessen. Diese Schraubensicherung ist ohne weiteres für mehrmaliges Anziehen verwendbar.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden zwei Sicherungsringe axial hineinander angeordnet und jeder Sicherungsring nur an seiner dem anderen Sicherungsring abgewandten Stirnfläche mit einem gratartigen Vorsprung versehen. Hierbei ist außerdem eine derartige Anordnung und Ausbildung der Sicherungsringe aweckmäßig,daß in deren unverformtem Zustand

die Stirnflächen des einen Sicherungsringes und die des anderen Sicherungsringes je entgegengesetzte Kegelneigungen aufweisen. Diese Ausführung ergibt im zusammengepreßten Zustand der Sicherung eine besonders große Vorspannkraft und deshalb eine gute Sicherungswirkung, die von keiner anderen Schraubensicherung dieser Art übertroffen wird.Ferner wird damit eine hohe Dauerstandfestigkeit ohne Vorspannnungsabfall und ohne bleibende Verformung der Sicherungsringe erreicht.

Bei der letztgenannten Ausführungsform mit zwei Sicherungsringen empfiehlt es sich außerdem, die einander zugewandten Stirnflächen der beiden Sicherungsringe besonders glatt auszuführen, sie also durch Pressen, Walzen oder dergl. zu glätten, um eine größere Sicherheit in der Abdichtung der Teilfuge zu erz ielen.

An Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele sei die Erfindung nachstehend näher erläutert. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schraubensicherung mit zwei kegelförmig gewölbten Sicherungsringen, und zwar in Anwendung bei einer Kopfschraube,

Fig. 2 eine der Figur 1 ähnliche Ausführungsform, jedoch mit anderer Kegelflächenneigung der Sicherungsringe,

Fig. 3 eine Anwendung der Sicherung nach Fig. 1 bei einer Verschlußschraube,

Fig» 4 eine Draufsicht eines Sicherungsringes gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 und 6 zwei weitere Schraubensicherungsausführungen mit nur je einem Sicherungsring,

Nach Fig. 1 soll die Kopfschraube 1, die in das Werkstück 2 eingeschraubt ist, durch die beiden aus Federstahl gefertigten Sicherungsringe 3 und 4 gegen selbsttätiges Lösen gesichert und zugleich auch abgedichtet werden. Bei der in dieser Abbildung

dargestellten unverformten, also noch nicht zusammengepreßten Gestalt der Sicherungsringe besitzen deren Stirnflächen 3a, 3b und 4a, 4b die Gestalt je eines Kegelstumpfmantels und ergeben infolgedessen eine Federwirkung in Achsrichtung der Schraube. Außerdem sind die Kegelflächen 3a, 3b entgegengesetzt geneigt wie die Kegelflächen 4a, 4b, derart, daß zwischen den Dichtungsringen ein nach außen zu größer werdender Spalt gebildet wird. Im mittleren Durchmesserbereich der Stirnflächen 3a und 4a ist je ein ringförmiger gratartiger Vorsprung 6 und 7 (Dichtungslippe) angeordnet, der sich beim Anziehen der Schraube in die Anlageflächen des Schraubenkopfes 1 bzw. des Werk Stückes 2 einpreßt und dadurch eine einwandfreie Dichtung ergibt. Der Flankenwinkel β dieser Vorsprünge oder Dichtungs lippen 6, 7 kann zweckmäßigerweise 40 bis 80° betragen. Die Stirnflächen 3b, 4b sind durch einen Preß- oder Walzvorgang besonders geglättet, so daß beim Anziehen der Schraube der Sicherungsring 3 mit der Schraube 1 rotiert,dagegen der Ring zusammen mit dein Werkstück 2 in Ruhe verbleibt und daher eine Relativbewegung nur zwischen den glatten Flächen 3b, 4b auftritt. Infolgedessen pressen sich die Dichtungslippen 6, 7 lediglich in Schraubenachsrichtung in die Gegenflächen ein, ohne dabei eine Relativbewegung gegenüber ihren Gegenflächen auszuführen und ohne diese etwa in Folge exzentrischer Lage der Sicherungsringe zu beschädigen. Die Glätte der Stirnflächen 3b, 4b' stellt außerdem eine gute Dichtheit an dieser Stelle sicher» Fig. 1 zeigt die Schraubensicherung in einem solchen Zustande des Anziehvorganges, bei dem die Dichtungslippen 6, die zugehörigen Gegenflächen gerade berühren, ohne daß die Dichtungsringe schon verformt sind.

■zeigt
Fig. t/eine sehr ähnliche Ausführungsform der Sicherung.

Die einzige Abweichung gegenüber Fig. 1 besteht hier darin, daß die Stirnflächen 13b, 14b der Sicherungsringe 13, 14 so geneigt sind, daß in deren unverformtem Zustand dieHöhe des Spaltes 15 radial einwärts zunimmt. Diese Ausführung ist dann zu empfehlen, wenn in dem die Schraubverbindung umgebenden Außenraum 18 mit großem Schmutzanfall zu rechnen ist. Bei der

— 5 —

Ausführung nach Pig. 1 könnte nämlich der Schmutz in den Spalt 5 eindringen und dort die Dichtheit beeinträchtigen»

Die Pig. 3 zeigt eine Anwendung der Sicherungsringe nach Pig. 1 bei einer Verschlußschraube 20, die eine Einfüllöffnung in der Wandung 21 etwa eines Ölbehälters verschließt. In der linken Pigurenhälfte sind die beiden Sicherungsringe 22, 23 im unverformten Zustand dargestellt, in der rechten Figuren hälfte dagegen in ihrem vollständig zusammengedrückten Zustand am Ende des Pestziehens der Schraube 20, Pig- 4 zeigt eine Draufsicht des Sicherungsringes 22 mit der ringförmigen Dichtungslippe 24. Mit 25 ist die Bohrung des Sicherungsringes bezeichnet. Die Gestaltung der Dichtungslippe 24 in Ring umfangsrichtung könnte allerdings auch von der in Pig. 4 gezeigten Kreisform abweichen und beispielsweise elliptisch sein, doch dürfte eine solche Ausführung wegen der größeren Fertigungskosten meist weniger vorteilhaft sein.

Die Schraubensicherung nach Pig. 5 weist nur einen einzigen Sicherungsring 30 mit im unverformten Zustand ebenfalls kegelflächenförmigen Stirnflächen 30a, 30b auf. Die Stirn fläche 30a trägt wiederum eine Dichtungslippe 31» während die andere Stirnfläche 30b ohne Dichtungslippe, jedoch mit mög liehst glatter Oberfläche ausgeführt ist. Außerdem ist es hier zweckmäßig, wenn die Gegenfläche 32 am benachbarten Werkstück 33 ebenfalls möglichst glatt bearbeitet ist, damit zwischen den Flächen 30b und 32 eine gute Abdichtung erfolgt und außerdem beim Anziehen der Schraube der Ring 30 auf der ^egenflache 32 leicht gleiten kann. Zwischen Sicherungsring 30 und Schraubenkopf 34 erfolgt dann keine relative Drehbe wegung, so daß sich die Dichtungslippe 31 lediglich in axialer Richtung in den Schraubenkopf 34 eindrückt und sich eine exzentrische Lage des Sicherungsringes 30 ebenfalls nicht nachteilig auswirkt.

Gemäß Fig. 6 besitzt die Schraubensicherung gleichfalls nur einen einzigen Sicherungsring 40, der allerdings an jeder Stirnseite 40a, 40b je eine Dichtungslippe 41_f 42 trägt. Der Dichtungsring ist in diesem Falle am Schraubenschaft

43 zentriert, da sowohl zwischen Ringstirnfläche 40a und Schraubenkopf 44 als auch zwischen Ringstirnflächen 40b und benachbartem Werkstück 45 eine Relativbewegung auftreten kann. Ohne diese Zentrierung und bei exzentrischer Lage des Sicherungsringes 40 könnte beim Anziehen der Schraube der Sicherungsring eine Exzenterbewegung ausführen, die ein Beschädigen der Anlageflächen des Schraubenkopfes 44 und des Werkstückes 45 sowie auch der Dichtungslippe zur Folge hätte.

Heidenheim, den 16*April 1963

Claims

Γ.Η» an sprüche;

1. Schraubensicherung mit mindestens einem zwischen dem Kopf oder der Mutter der zu sichernden Schraube und der Gegenfläche des angrenzenden Werkstückes angeordneten und in Schraubenachsrichtung federnden Sicherungsring, der in Umfangsrichtung ungeteilt ist und mindestens an einer Stirnseite einen am Schraubenkopf (bzw. Mutter) oder an dem angrenzenden Werkstück anliegenden gratartigen Vorsprung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer-Dichtwirkung der gratartige Vorsprung (6; 7; 24; 31» 41, 42) eine die Bohrung des Sicherungsringes (3> 4 ; 22, 23» 30;40) umgebende geschlossene Form, vorzugsweise eine Kreisform aufweist und daß ferner beide Stirnflächen (3a, 3b, 4a, 4b; 13b,14b; 30a, 30b;40a, 40b ) des Sicherungsringes zumindest im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

2. Schraubensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sicherungsring (3, 4? 13, 14; 22, 23; 30? 40 ) in seiner Gesamtheit rotationssymmetrisch ausgebildet ist·

3. Schraubensicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stirnflächen (3a, 3b; 4a, 4b) jedes Sicherungsringes (3,4) in dessen unverformtem Zustand eine Kegelmantelform mit je etwa gleicher Neigung aufweisen.

4. Schraubensicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der gratartige Vorsprung ( 6,7) in dem mittleren Durchmesserbereich der Stirnfläche (3a, 4a) des Sicherungsringes (3,4) vorgesehen ist.

5. Schraubensicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Flanken (7a, 7b) des gratartigen Vorsprunges (7) einen Winkel von 40° bis 80° einschließen.

6. Schraubensicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge-

kennzeichnet durch zwei axial hintereinander angeordnete Sicherungsringe ( 3> 4), wobei jeder Sicherungsring nur an seiner dem anderen Sicherungsring abgewandten Stirnfläche (3a, 4a) einen gratartigen Vorsprung (6, 7) trägt.

7· Schraubensicherung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in unverformtem Zustand der Sicherungsringe (3»4) die Stirnflächen (3a, 3b) des einen Sicherungsringes (3) und die (4a, 4b) des anderen Sicherungsringes (4) je entgegengesetzte Kegelneigungen auf weisen.

8. Schraubensicherung nach Anspruch 6 oder 7_f dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnflächen der beiden Sicherungsringe besonders glatt ausgeführt sind.

Heidenheim, den 16,4.63