DE2042042A1 - Mehrzweck-Bolzensicherungsmutter,insbesondere fuer vibrationsbelastete Schraubensicherung mit vorgeschriebener Zugspannung - Google Patents

Description

• Mehrzweck-Bolzensicherungsmutter, insbesondere für vibrations= belastete Schraubensicherung mit vorgeschriebener Zugspannung.
• Die Erfindung betrifft ein axial- und rau-ial-wirkerides Doppel= muttersystem; zur speziellen Verwendung für vibrationsbelastete Verschraubungen mit großer Zug/Druck-Wechselbeanspruchung, ins= besondere für solche, bei denen die Zugspannung des Ge windebol zens durch die bolzenanziehende utter einen bestimmten Grenz= wert nicht überschreiten darf; und ferner zur allgemeinen ver= wendung, wahlweise auf Gewindebolzen oder gewindefreien Bolzen, ellen und ähnlichen Profilstäben, die vorwiegend einer Scher= belastung ausgesetzt sind.
• Außer für vibrationsbelastete verschraubungen, kann jeder Spe= zialtyp der erfindungsgemäfSen Sicherungsmutter, relativ zu de= ren Kipezialautgabe, für alle weniger anspruchsvollen Zwecke alls gemein verwendet werden.
• Es sind Sicherungsmuttern bekannt, die vornehmlich durch axiale Konterwirkung gegen Lockerung gesichert werden.
• Ferner sind Spezialmuttern bekannt, zu deren Sicherung an dem Bolzen ein Splintloch, ein Nut, oder sonstige auf die Spezial= mutter ausgerichtete Besonderheiten des Bolzens erforderlich sind.
• Eine der Erfindung ähnliche, vielseitig verwendbare Bolzen= sicherungsmutter ist nicht bekannt.
• Bei starken Vibrationsbelastungen der Verschraubung ist es nots wendig ein Ausschlagen der Gewindegänge von Bolzen und mutter zu verhindern. Ein axial wirkender Kontereffekt in der butter bietet keinen ausreichenden Schutz, weil auch hierbei aie Flan= ken der Gewindegänge nur einseitig belastet werden. Der Spiel= raum zwischen den nichtbelasteten Flanken läßt es zu, das sich die Gewindegänge durch Stoßen und Hämmern im Laufe der Zeit dc formieren.
• Es ergibt sich die Aufgabe, diesen Zerstörungsvorgang durch die Beseitigung des Spielraumes zwischen den Gewindegängen von Bol= zen und futter zu verhindern.
• Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ge= windegänge von Mutter und Bolzen durch radialen Druck von außen profilgerecht ineinandergeschoben werden, bis sie absolut spiel= frei verkeilt sind.
• Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, das erfindungs= gemäße Verfahren der Bolzen- und Gewindesicherung mit einem Mut= tersys-tem durchzuführen, welches sich durch Eifachheit, Zuver= lässigkeit und vielseitige Verwendbarkeit auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein konisch inein= andergreifendes Doppelmuttersystem in-radialer Anordnung gelöst, derart, daß die den Bolzen sichernde eigentliche Arbeitsmutter aus einem axial durchbohrten, mit Innen- und Außengewinde ver= schenen, in Längsrichtung geschlitzten Kegelstumpf besteht, über den eine konisch gebohrte und mit Innengewinde versehene Übermutter geschraubt ist, die, nach vorausgegangener Bolzen= sicherung durch die Arbeitsmutter, maximal angezogen wird, wo= bei die Übermutter mit dem zunehmenden Radialdruck des Konus= gewindes die geschlitzte Arbeitsmutter derart verengt, daß bei hinwendung der Sicnerungmutter auf Gewindebolzen die Gewindepro= file von Bolzen und Arbeitsmutter fest ineinandergeschoben und spielfrei verkeilt, bzw. bei Anwendung auf gewindefreien bolzen mehr oder weniger in die Oberfläche des Bolzens gedrückt werden.
• Die wesentlichen Grundelemente der erfindungdgemäßen Mehrzweck-Bolzensicherungsmutter sind demnach die besonders ausgebildete Arbeitsmutter und die dazu passend ausgebildete Übermutter. Die weiteren Ausgestaltungen beziehen sich auf zusätzliche Besonder= heiten bevorzugte Anwendungsgebiete bzw. auf Vereinfachungen durch Entfallen von Besonderheiten für Spezialzwecke.
• ber Kegelfuß der Arbeitsmutter ist vorzugsweise zu einem Flansch ausgebildet, der das gleiche Schliisselprofil aufweist wie die Ubermutter; beispielsweise beide mit Sechskantprofil für eine Schlüsselweite. hrbeits- und Ubermutter können also mit ein und demselben Schlüssel erfaßt werden. Während die Arbeitsmutter den Gewindebolzen anzieht, wird die Ubermutter nur mitgeführt. Ist der bolzen angezogen, braucht der Schlüssel nur von dem Flansch der Arbeitsmutter abgerückt werden,um nunmehr die Übermutter an.
• zuziehen bis alle Gewinde maximal zusammengeschoben sind. Das Lösen der Verschraubung ist nur in umgekehrter Reihenfolge möglich.
• Die Anwendung der Bolzensicherungsmutter auf gewinde freien Bols zen erfodert in der Regel einen zusätzlichen Schraubenschlüssel mit dem lediglich die Arbeitsmutter drehfrei gehalten wird, bis diese durch das kurze Anziehen der Übermutter den bolzen fest umschließt. Das gleiche gilt für die Sicherung von Wellen oder ähnlichen Profilstäben. Bei den Sicherungsmutter-Typ insbeson= dere für gewinde freie Bolzen ist die Bohrung der Arbeitsmutter gewindefrei.
• illit relativ einfachen Ergänzungen ausgestattet, kann die erfindungsgemäße Bolzensicherungsmutter höchste Ansprüche erfüllen, insbesondere Sicherheitsansprüche für Personen-Transportanlagen.
• Line herstellungsbedingte Anheftung der Übermutter an die Ar= beitsmutter mittels Punktschweiß-,Löt-,Klemm-,Klebe-, oder ähn= liche Verfahren erleichtert bei der Verwendung der Sicherungs= mutter die montage, und schützt Bolzen und Gewinde vor einer evtl. Überspannung.
• Bolzensicherungsmuttern, die eine präzis vorgeschriebene Lug= spannung auf den Gewindebolzen ausüben sollen, sind zu diesem Zweck verstiftet. Ubermutter und Arbeitsmutter werden bei der Herstellung mit einer gemeinsamen Radialbohrung versehen und durch einen in die Bohrung eingebrachten kletall- oder Kunst stoff-Stift starr verbunden. Die Scherbelastbarkeit ist auf den späteren Verwendungszweck der vorgefertigten Sicherungsmutter= einheit abgestimmt. Bei der blontage der Bolzensicherungsmutter mit Überspannschutz auf Gewindebolzen wird der Schrauben= schlüssel ausschließlich an der Ubermutter angesetzt. Das Dreh= moment von Schlüssel und Ubermutter wird durch den Stift auf die Arbeitsmutter übertragen. Die Scherbelastbarkeit des Stif= tes verhält sich proportional zur vorgeschriebenen Bolzenspan= nung, so daß mit der erreichten Soll-Spannung des Bolzens der Stift abgeschert wird, wonach die Übermutter nunmehr über das Konus gewinde die geschlitzte Arbeitsmutter verengt bis alle Gewinde spielfrei zusammengeschoben und fest verkeilt sind.
• Eine mit der erfindungsgemäßen Bolzensicherungsmutter vorge= nommene Verschraubung kann aufgrund des absolut spielfreien Ineinandergreifens aller Verschraubungselemente erst nach Rück= drehung der fest aufsitzenden Übermutter wieder gelöst werden; wozu es einer von außen angreifenden Kraft bedarf. Von der Ar= beitsmutter kann eine solche Kraft nicht ausgehen, weder durch Vibration noch sonstige Effekte.
• Für außergewöhnliche Bedarfsfälle Jedoch, wo z.B. aus Sicher= heitsgründen mit ungleichmäßigen Temperaturveränderungen der Mutterelemente gerechnet werden muß, ist schließlich noch ein weiterer vorgefertigter Typ der erfindungsgemäßen Bolzensiche= rungsmutter vorgesehen. Um die Übermutter für jeden Eventual= fall gegen eine unbeabsichtigte Rückdrehung zu sichern, ist beispielsweise die Ubermutter herstellungsbedingt durch den Flansch der Arbeitsmutter hindurch in Längsrichtung eingebohrt und mittels eines weichen Drahtstiftes mit dem Flansch der Arbeits= mutter vernagelti so daß der Drahtstift 5-förmig verbogen wird, sobald die Arbeitsmutter angezogen ist und allein die Übermut= ter weitergedreht wird, bis die Gewindeprofile spielfrei inein= andergeschoben sind. Der Kopf des Drahtstiftes ist im Flansch der Arbeitsmutter versenkt vernietet. Der andere Teil des Stif= tes ist mit minimalstem Spiel in das Bohrloch der Ubermutter eingepaßt. Nach der S-förmigen Verbiegung ist der weiche Draht= stift seitens der Verschraubung in keiner Weise belastet; er hat lediglich eine evtl. Eigenbewegung der Ubermutter zu ver= hindern, falls diese etwa durch einseitigen Temperatureinfluß eine radiale Ausdehnung relativ zur Arbeitsmutter erfahren sollte.
• Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen hehrzweck-Bol= zensicherungsmutter ergeben sich aus ihrer vielseitigen Ver= wendbarkeit, der Zuverlässigkeit und der robusten Einfachheit.
• Der unkomplizierte Aufbau der zweiteiligen Muttereinheit ermög licht eine relativ einfache Serienherstellung, sowie eine kurz= fristige Umstellung des Fertigungsprogramms jeweils auf den eiæ nen oder anderen Typ der Bolzensicherungsmutter, ohne aufwendi= ge Änderung des Maschinenprogramms. Ohne Änderung der funktonsæ bedingten Grundform der zweiteiligen huttereinheit ist es mög= lich, von der vollkommensten kutterausbEdung ausgehend, durch das Auslassen der nicht benötigten Besonderheiten, die ver= schiedenen Typen für die verschiedenen Bedarfsfälle herzustel= len.
• Trotz der speziellen usstattung für einen bestimmten Verwen= dungszweck ist grundsätzlich jeder Typ der erfindungsgemäßen Bolzensicherungsmutter zur wirksamen Sicherung von Bolzen, Wellen oder ähnlichen Profilstäben geeignet, wenn diese lediglich einer Scherbelastung ausgesetzt sind. Sie eignen sich ferner als schnell montierbares Flanschelement zur axialen Führung von ellen und zur Verflanschung von Gelenkverbindungen.
• Eine Vorrangstellung nimmt die erfindungsgemäße Ausführung für insbesondere vibrationsbelastete Verschraubungen ein. Diese unterbindet zuverlässig und dauerhaft das lästige, manchmal auch gefährliche ltusschlagen der Gewindegänge von Bolzen und Mutter, insbesondere bei Verschraubungen mit überdurchschnittlich grot liter Zug/Druck-Wechselbeanspruchung zum Beispiel an Maschinen-und Brückenkonstruktionen; an Gleisanlagen; an Fahrzeugen und sonstigen Transporteinrichtungen.
• Weitere erfindungswesentliche Vorteile sind schließlich die selbsttätige Präzisions-Uberspannsicherung der Arbeitsmutter1 und, anstelle einer Versplintung, die selbsttätige Sicherung der Ubermutter auf ganz gewöhnlichen Gewindebolzen durch ein= fache Montage mit einem normalen Schraubenschlüssel, wie bei einer einfachen mutter.
• Zusammengefaijt bietet die erfindungsgemäße Bolzensicherungsmut= ter ein Höchstmaß an Sicherheit und eine für Spezialzwecke un= gewöhnliche Wirtschaftlichkeit.
• Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung eine aus den beiden Grundelementen bestehende Standardausführung der Erfin= dung zur insbesonderen Verwendung auf Gewindebolzen dargestellt.
• Ferner wird anhand eines Axialschnittes die Wirkungsweise im Gewinde erläutert.
• Abb. 1 zeigt die zweiteilige Sicherungsmutter für Gewindebol= zen, bestehend aus der längsgeschlitzten Arbeitsmutter 1 und der Übermutter 2 . Die Bolzensicherungsmutter ist als erfin= dungsgemäße Muttereinheit im Betriebszustand auf einer Schraube dargestellt, und wird nebenstehend im zerlegten Zustand anhand einer Schnitt-Zeichnung erklärt. Die Arbeitsmutter 1 ist auen und die Ubermutter 2 innen konisch ausgebildet. Die Konusflä= chen der beiden Mutterteile sind mit einem übereinstimmenden Gewindeprofil versehen.
• Abb. 2 veranschaulicht im vergrößerten Maßstab die Wirkungs= weise der Erfindung. Bei dem Anziehen der Arbeitsmutter ent= steht zwangsläufig ein Spielraum zischen den unbelasteten Ge= windeflanken des Bolzen 3 und der Arbeitsmutter 1, so daß die belasteten Gewinde flanken an vibrierenden Verschraubungen durch stetes feinschlägiges Hämmern im Laufe der Zeit deformiert wer= den. Um diesen Nachteil zu unterbinden, wird gemäß der Brfin= dung durch den Radialdruck der zusätzlich aufgezogenen Übermut ter 2 das Gewindeprofil der Arbeitsmutter 1 absolut spielfrei in das Gewindeprofil des Bolzen 3 gepreßt.

Claims (9)

Ansprüche

1. Mehrzweck-Bolzensicherungsmutter zur wahlweisen Verwens dung auf Gewindebolzen oder gewindefreien Bolzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzensicherungsmutter aus einer au= ßenkonischen, mit Innen- und Außengewinde versehenen, in Längsrichtung geschlitzten Arbeitsmutter (1) und einer dar= über geschraubten innenkonischen, mit Innengewinde versehenen Uberoutter (2) zusammengesetzt ist; und, daß aufgrund der Konen, beim Anziehen der Ubermutter die auf dem Bolzen (3) sitzende geschlitzte Arbeitsmutter radial zusammengedrückt und gegen den Bolzen gepreßt wird, bzw. die Gewindegänge von futter und Bolzen absolut spielfrei zusammengeschoben und fest verkeilt werden.

2. Bolzensicherungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekenns zeichnet, daß der Kegelfuß der außenkonischen Arbeitsmutter zu einem Flansch ausgebildet ist, der dem Schlüsselprfil der Übermutter entspricht.

3. Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen lund 2, als vorgefertigte Sicherungsmutter-Einheit mit Überspannschutz zur insbesonderen Verwendung auf Gewindebolzen, dadurch ge kennzeichnet, daß die mit losem Sitz auf die Arbeitsmutter geschraubte Übermutter an die Arbeitsmutter angeheftet ist, so daß eine ausschließlich an der Übermutter angreifende Drehkraft das gesamte iuttersystem bewegt und damit zunächst die Arbeitsmutter auf dem Gewindebolzen anzieht, alsdann oie Anheftung abschert und danach die Übermutter anzieht bis alle Gewindegänge spielfrei zusammengeschoben und fest verkeilt sind.

4. Vorgefertigte Bolzensicherungmutter nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur selbsttätigen Einhaltung einer genau vorgeschrie= benen Zugspannung, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Her= stellung Arbeits- und Übermutter, lose verschraubt, mit einer gemeinsamen Radialbohrung versehen und durch einen in die Boh rung eingebrachten scherbaren Kunststoff- oder metallstift starr miteinander verbunden sind.

5. Vorgefertigte Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit selbsttätiger Sicherung der auf der Arbeitsmutter reitenden Ubermutter, dadurch gekennzeichnet, daß ein die bei= den Mutterelemente verbindender Sicherungsdraht während des Anziehens der Übermutter verformt bzw. verbogen wird und da nach eine eigenständige Bewegung der Übermutter verhindert.

6. Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen 1 und 2 insbesondere zur Verwendung als Aufsetz-Flasch auf polierten Wellen, gekennzeichnet durch eine gewindefreie Bohrung der içrbeitsmutter .

/. Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen 1, 2 und 6 insbesondere zur Sicherung von gewindefreien Bolzen, Wellen, Stäben, usw., dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Ar= beitsmutter mit einem gehärteten Rauhprofil bzw. Noppenprofil versehen ist, das sich zwecks besserer Haftung der futter mehr oder weniger in die Bolzenoberfläche eindrücken soll.

8. Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen 1 und 2 zum Schneiden eines Bolzenprofiles, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Arbeitsmutter mit einem gehärteten Schneide= profil versehen ist, mit welchem durch Drehen der mehr oder weniger zusammengezogenen Arbeitsmutter auf einem gewindefrei en Bolzen in die Oberfläche desselben ein Querrillen- oder Gewindeprofil eingeschnitten werden kann.

9. Bolzensicherungsmutter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das die jeweiligen Mehrzweck-Bolzen= sicherungsmuttersysteme ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt sind.

L e e r s e i t e