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Schrauben- oder Nutternsicherung und Verfahren zur Herstellung von
mit dieser Sicherung ausgerüsteten Schrauben oder Muttern Die Erfindung betriffteine
Schrauben- oder Mutternsicherung, bestehend aus einem elastischen Profilstab, der
in einer achsparallelen Sicherungsnut des Gewindes verankert ist, über den Kerndurchmesser
des Gewindes vorsteht und reibungsschlüsig mit dem Gegengewinde als Bremse zusammenwirkt.
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Derartige Schraubsiöherungen haben sich auf vielen Gebieten der Technik
zufriedenstellend-bewahrt und werden im großen Umfange benutzt. Als Sicherungs-Profilstab
wird allgemein ein Kunststoffstab benutzt, der die entsprechende Elastizität und
Abriebfestigkeit sowie Wärmebeständigkeit besitzt. Gewisse Schwierigkeiten ergaben
sich im Hinblick. auf d-ie Verankerung des Profilstabes innerhalb der Nut. Im allgemeinen
wird ein in seinem Durchmesser bzw. seiner Breite die Nutbreite überschreitender
Profilstab in die Nut eingequetscht, so daß er sich federnd gegen die parallelflankigen
Nutwandungen abstützt. Hierbei war es Jedoch häufig schwierig, den erwünschten Grad
der Schraubhemmung dauerhaft einzustellen? weil entweder der Profilstab zu wenig
aus der Nut hervorragte oder beim
Einschrauben aus seiner Nut teilweise
herausgehoben wurde, wodurch sich Verquetschungen des Stranges und ungünstige Sicherungsverhältnisse
ergaben.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
sich die Nutbreite vom offenen Ende nach dem Nutgrund hin wenigstens über einen
Teil der Nuttiefe vergrößert. Bei entsprechender Profilausbildung des in eine solche
Nut einzuschiebenden Stabes kann erreicht werden, daß dieser dauerhaft um einen
vorbestimmten Betrag über die Nut vorsteht. An einem weiteren Herausziehen wird
der Stab durch den sich ergebenden Formschluß gehindert, während einer Verschiebung
des Stabes innerhalb der Nut der Reibungsschluß mit den Nutwänden entgegenwirkt.
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Als Nutprofil kann beispielsweise ein Keilprofil (Schwalbenschwanzprofil)
Jedoch auch ein kreisrunder Querschnitt gewählt werden. Der Profilstab, der im Strangpreßverfahren
leicht mit Jedem beliebigen Profil hergestellt werden kann, ist so geformt, daß
er der Nutwand elastisch federnd anliegt und mit einem schmaleren parallelflankigen
oder auch sich verJUngenden Abschnitt aus der Nut vorsteht und mit dem Gegengewinde
zusammenwirkt.
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Außer den erwähnten Schwierigkeiten der Festlegung des Profilstabes
innerhalb der Nut ergeben sich herstellungstechnisch Schwierigkeiten bei der Herstellung
der Nut, selbst wenn diese parallelflankig oder sogar sich in der Tiefe verjüngend
ausgebildet ist. Diese Schwierigkeiten liegen weniger auf technologiSher Seite als
auf wirtschaftlicher Seite, denn die Einbringung der Nut durch Fräsen, Ausstechen
od.dgl. bereitet keine technischen Schwierigkeiten, erfordert aber einen zusätzlichen
Arbeitsgang, der bei der automatischen Massenherstellung prozentual erheblich ins
Gewicht fällt. Aus diesem Grunde sind derartige Sicherungsschrauben im Handel nur
zu einem gegenüber dem Preis
herkömmlicher Schrauben wesentlich
erhöhten Preis verfügbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Sicherungsschraube
oder Sicherungsmutter in Massenfabrikation derart herzustellen, daß die Herstellwxgskosten
gegenüber gewöhnlichen Schrauben bzw. Muttern nicht oder nicht erheblich erhöht
sind.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren
gelöst, bei dem die Sicherungsnut bereits bei der Herstellung des Schrauben- oder
Mutterrohlings vor der Gewindeherstellung-eingeformt wird.
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Wenr.zur Automatenherstellung einer Schraube ein Kaltpreßverfahren
angewendet wird, das als Ausgangsmaterial Stangendraht bzw. Rundeisen benutzt, dann
kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch verwirklicht werden, daß anstelle des
Stangendrahtes mlt-rundem Durchmesser als Ausgangswerkstück ein Stangendraht mit
entsprechendem Nutprqfil benutzt wird. Ein solches Nutpröfil kann bei der Strangherstelluag
ohne Kostenerhöhung mit in den Stangendraht eingeformt werden. Die weitere Herstellung
erfolgt dann mit Ausnahme des axialen Einsetzens des Sicherungsstabes in der herkömmlichen
Weise.
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Das Gewinde kann in üblicher Weise gewalzt werden. Sollte es sich
herausstellan, daß dabei eine spezielle Nutform in unzweckmäßiger Weise verformt
wird, so kann man diese Deformation bei der urv sprUnglichen N:utquerschnittsgestaltung
berücksichtigen.
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Die Herstellung der Mutter kann auch in an sich bekannter Weise durch
Strangpressen, Ziehen oder Gießen eines Sechskantrohres erfolgen, das dann scheibchenweise
geteilt wird. Bei sämtlichen der genannten Herstellungsverfahren des Rohres kann
die erfindungsgemäße Nut gleichzeitig bei der Herstellung des Rohlings ohne Kostenerhöhung
mit eingeformt werden. Die Weiterverarbeitung des Rohlings erfolgt dann in herkömmlicher
Weise, lediglich mit dem Unterschied, daß noch ein Sicherungsstab eingesetzt wird.
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Die Mutter kann auch in herkömmlicher Weise aus einer. Vollmaterial-Sechskantstange
in Automatenfertigung hergestellt werden, wobei vor oder nach dem Gewindeloch noch
ein wi teres Nutloch zu bohren ist.
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Ein weiteres bekanntes Kaltformverfahren zur Erzeugung kalt-oder warmgepreßter
Muttern aus Stangendraht bzw. Rundeisen kann in der Weise abgerundet werden, daß
die aus Sechskantmaterial geschnittenen Scheiben mit einem ausgestoßenen Gewindeloch
versehen werden. Mit dem Ausstoßen des Loches kann hierbei gleichzeitig die Sicherungsnut
ausgestoßen werden, wenn das Ausstoßwerkzeug entsprechend profiliert ist. Nach den
genannten Verfahren lassen sich ohne wesentliche Kostenerhöhung Nuten beliebiger
Profilgebung herstellen. Es soll demgemäß für die Erfindung vorbehalten bleiben,
auch Nuten des bisher üblichen Querschnitts, d.h . parallelflankige Nuten oder dreieckförmige
Nuten, herzustellen. Besonders zweckmäßig ist das Verfahren jedoch für die Herstellung
hinterschnittener Nuten, d.h. schwalbenschwanzförmiger Nuten oder anderer Nuten,
die an ihrem offenen Ende schmaler sind als im hinteren Bereich. Derartige Nuten
lassen sich nach Herstellung des Gewindes durch spanabhebende Bearbeitung nur noch
sehr schwer und teuer herstellen.
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Der aus elastischem Kunststoffmaterial bestehende Sicherungsstab kann
bei entsprechender Außenprofilierung als massiver Stab oder als hohler Stab ausgebildet
sein oder er kann einen harten Kern und einen weicheren Mantel aufweisen, der vor
dem Einsetzen in die Nut beispielsweise einen dreieckigen, runden oder rechteckigen
Querschnitt aufweist.
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Es ist ferner vorgesehen, den Sicherungsstab bei der Herstellung in
flüssigem oder teigigem Zustand einzubringen, wodurch einerseits die Verbindung
mit der Schraube oder Mutter erleichtert wird und andererseits infolge kompletter
Ausfüllung des Querschnitts der Nut ein zuverlässig sicherer Sitz erlangt wird.
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Es soll für die Erfindung auch vorbehalten bleiben, die gemäß ihren
Lehren hergestellten Nuten nicht oder nur über eine bestimmte axiale Länge mit einem
als Reibungsbremse wirkenden Einsatzkörper zu versehen. Eine solche Axialnut erleichtert
das Auf- und Abschrauben bei verschmutzten oder verrosteten Gewinden.
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Wenn eine solche Schraubverbindung, bei der ein Teil mit einer axialen
Nut nach der Erfindung versehen ist, infolge der Beanspruchung sehr verschmutzt
oder eingerostet ist, kann eine leichtere Lösung als bei Schraubgewinden herkömmlicher
Art erreicht werden, weil sich einerseits Schmutz und Rost in der Nut sammeln können
und von den Rändern der Nut abgekratzt werden.
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Andererseits kann durch die Nut ein Rostlösungs- oder Schmiermittel
eingeführt werden, das sich über die Nut schnell und gleichmäßig auf die einzelnen
Gewindegänge verteilt.
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Die Festigkeit der Schraube bzw. Mutter wird durch die Sicherungsnut
nicht wesentlich beeintrachtigt, da diese Nut eine verhältnismäßig geringe Tiefe
besitzen kann.
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Das nachträgliche Einbringen des Sicherungskörpers kann auch am Arbeitsplatz
von Hand erfolgen, d.h. die Schrauben bzw. Muttern können mit Nut gelierert werden
und die Profilstäbe getrennt hiervon, so daß es dem Benutzer überlassen bleibt,
das Sicherheitselement einzufügen oder nicht, Nachstehend werden AusfUhrungsbeispiele
der Errindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: -Fig. 1
eine axiale Ansicht eines Sechskantgewindebolzens mit Schwalbenschwanznut, Fig 2
eine axiale Ansicht eines Sechskantschraubgewindebolzens mit kreiarunder iokierungsnut,
Big. 5 eine Ansicht eimer mit einer schwa;lbenschwanzförmigen Nut versehenen mutter
Fig.
4 eine Querschnittsansicht eines in die Nut der Mutter nach Fig.5 einsetzbaren Prorilstabes,
Fig. 5 die Ansicht einer Mutter mit kreisförmiger Sicherungsnut.
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Die im Gewindeabschnitt des Bolzens 10 nach Fig.1 bzw. 12 nach Fig.5
angebrachten Nuten 14 weisen einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf, wobei
der Schwalbenschwahzabschnitt innerhalb des vollen Materials liegt, während im Gewindeabschnitt
zwischen Kerndurchmesser und Außendurchmesser ein parallelRlankiger Teil verläuft.
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In diese Schwalbenschwanznuten 14 kann beispielsweise ein Profilstab
16 gemäß Fig.4 eingefügt werden, der mit einem härteren Kern 17 ausgestattet ist
und ein im wesentlichen dreieckiges Querschnittsprofil besitzt.
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Bei dem Schraubbolzen 18 gemäß Fig.2 und der Mutter 20 gemäß Fig.5
sind im Querschnitt kreisrunde Nuten 22 vorgesehen, die den Außen- bzw. Innendurchmesser
schneiden, so daß an den Gewindespitzen ein verhältnismäßig schmaler offener Nutteil
gebildet wird, der sich nach hinten nach dem Nutgrund hin erweitert.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die dargestellten Nutquerschnitts
formen, es können vielmehr auch noch andere hinterschnittenen Formen gewählt werden.
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Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll auch die Herstellung
nicht hinterschnittener Nuten,z.B. rechteckiger Nuten, dreieckiger Nuten od.dgl.,vorbehalten
bleiben.
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Je nach Höhe der erwünschten Bremsung kann der Profilstab mehr oder
weniger weit aus der Nut vorstehen. Für viele Anwendungszwecke wird es auch ausreichen,
wenn der Profilstab innerhalb
der Nut endet und zwar innerhalb des
durch die Gewindegänge bestimmten Ringraumes -zwischen Kerndurchmesser und Außendurchmesser,
weil dieser Raum vom Gegengewinde durchsetzt wird. Patentansprüche: