DE2065204A1

DE2065204A1 - Self-locking screw element. Eliminated from: 2042680

Info

Publication number: DE2065204A1
Application number: DE19702065204
Authority: DE
Inventors: Gerhard 3360 Osterode Turlach
Original assignee: RUD KELLERMANN FABRIK fur GEW
Current assignee: RUD KELLERMANN FABRIK fur GEW
Priority date: 1970-08-28
Filing date: 1970-08-28
Publication date: 1972-12-28
Also published as: DE2065204B2

Description

Selbstsicherndes Schraubelement (1. Zusatzanmeldung zu der Anmeldung Az. P 20 42 680.6) Die Erfindung betrifft ein selbstsicherndes Schraubelement mit einer zu seiner Längsachse unsymmetrisch angeordneten Auflage fläche, die an der Unterseite eines Ringflansches vorgesehen ist, nach Patent ...o....... (Az. P 20 42 680.6).Self-locking screw element (1st additional registration to the registration Az. P 20 42 680.6) The invention relates to a self-locking screw element a support surface arranged asymmetrically to its longitudinal axis, which is attached to the Underside of an annular flange is provided, according to patent ... o ....... (Az. P 20 42 680.6).

Die in der Hauptanmeldung niedergelegte Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Auflagefläche ein einziges ausgeprägt es Maximum zur Erzielung eines örtlich besonders großen Einzelreibmomentes aufweist.The invention laid down in the main application is characterized in that the bearing surface is a single one pronounced it maximum to achieve a locally particularly large individual frictional moment.

Aus der DT-PS 1 15) 946 ist es bekannt, Schraubelemente mit einer Verzahnung zu versehen, bei der die Zahnschneiden auf der Werkstückober Mäche zur Anlage kommen, um eine Selbstsicherungswirkung im angezogenen Zustand zu erreichen.From DT-PS 1 15) 946 it is known to screw elements with a To provide toothing in which the cutting edges on the workpiece surface for System come in order to achieve a self-locking effect in the tightened state.

Dabei sind die Zahnschneiden vorstehend angeordnet, so daß sie beim Anziehen des Schraubelementes in eine punkt- bzw.The cutting edges are arranged above so that they are when Tighten the screw element in a point or

linienförmige Berührung mit der Werkstückoberfläche treten.make linear contact with the workpiece surface.

In dieser Weise ausgebildete Verzahnungen haben sich insbesondere bei querbeanspruchten Schraubelementen als nachteilig erwiesen, weil die Zähne beim Anziehen tiefe Rillen in das Material des Werkstückes eingefräst haben. Die hierdurch entstehende Kerbwirkung verursachte den Dauerbruch der verspannten Teile unter Wechsellast.Toothings formed in this way have in particular become proved to be disadvantageous for transversely stressed screw elements, because the teeth when Tightening deep grooves milled into the material of the workpiece to have. The resulting notch effect caused the fatigue fracture of the braced Parts under alternating loads.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das selbstsichernde Schraubelement der Hauptanmeldung weiterzubilden, um einerseits die Selbstsicherungswirkung zu erhöhen, andererseits aber eine Zerstörung des Werkstückesß insbesondere unter Wechsellast, zu vermeiden Dabei sind durchaus Beeinträchtigungen der Oberfläche des verspannten Werkstückes in Kauf zu nehmen, insbesondere soweit, als diese Verformungen zur Erhöhung der selbstsicherungswirkung beitragen. Es soll aber auf alle Fälle eine Zerstörung des verspannten Werkstückes vermieden werden.The present invention is therefore based on the object self-locking screw of the main application to develop on the one hand to increase the self-locking effect, but on the other hand a destruction of the workpiece to be avoided especially under alternating loads to accept the surface of the clamped workpiece, in particular to the extent that than these deformations contribute to increasing the self-locking effect. It should but in any case a destruction of the clamped workpiece can be avoided.

Dies wird erfindungsgemäß bei dem selbstsichernden Schraubelement nach Patent..........(Az. P 20 42 680.6), bei dem die Auflage fläche ein einziges ausgeprägtes Maximum zur Erzielung eines örtlich besonders großen Einzelreibmomentes aufweist, dadurch erreicht, daß die Auflage fläche zwecks Erhöhung des Losdrehmomentes mit einer Verzahnung versehen ist, die derart ausgebildet und relativ zu der Auflage fläche angeordnet ist, daß beim Anziehen des Schraubelementes Teile der Verzahnung erst nach oder bestenfalls gleichzeitig mit der Auflagefläche an dem Werkstück zur Anlage kommen. Damit ist die besondere Art der Verzahnung festgelegt. Eine sunkt- oder linienförmige Berührung der Zahnschneiden mit der Oberfläche des Werkstückes, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, wird vermieden. In allen Fällen steht eine Auflage fläche zur Verfügung, die mit der Oberfläche des Werkstückes zur Anlage kommt.According to the invention, this is the case with the self-locking screw element according to patent .......... (Az. P 20 42 680.6), in which the support surface is a single pronounced maximum to achieve a locally particularly large individual friction torque has, achieved in that the support surface for the purpose of increasing the loosening torque is provided with a toothing which is designed in such a way and relative to the support surface is arranged that when tightening the screw element parts of the toothing only after or at best simultaneously with the contact surface on the workpiece Plant come. This defines the special type of toothing. A sunk or linear contact of the cutting edges with the surface of the workpiece, as is the case with the prior art, is avoided. In all cases it stands a support surface is available, which is with the surface of the workpiece to the plant comes.

In einer Ausführungsform sind mehrere, axial gegeneinander versetzte Auflage flächen vorgesehen, wobei eine oder mehrere Auflageflächen durch sich radial erstreckende Vertiefungen in Flächenteile unterteilt sind0 Auch diese Flächenteile bilden eine Art Verzahnung, die je nach ihrer besonderen Ausbildung beim Anziehen des Schraubelementes erst nach oder bestenfalls gleichzeitig mit der Auflagefläche am Werkstück zur Anlage kommt. Die Flächenteile einer Auflagefläche können dabei in Richtung der Längsachse des Schraubelementes gegeneinander versetzt sein, so daß sich die tragende Fläche beim Anziehen des Schraubelementes jeweils sprunghaft erhöht.In one embodiment, there are several axially offset from one another Support surfaces provided, with a or several support surfaces are divided into surface parts by radially extending depressions0 Also these surface parts form a kind of interlocking, which depends on their particular training when tightening the screw element only after or at best simultaneously with the Contact surface comes to rest on the workpiece. The surface parts of a support surface can be offset from one another in the direction of the longitudinal axis of the screw element be, so that the load-bearing surface when tightening the screw element in each case increased by leaps and bounds.

Mit besonderem VoSeil ist aber die Verzahnung nur im Randbereich der Auflagefläche vorgesehen. Auf diese Weise steht eine genügend große Auflagefläche jederzeit zur Verfügung, so daß damit die Setzerscheinungen der Schraube und die Beeinträchtigung der Werkstückoberfläche beim Anziehen des Schraubelementes in vertretbaren Grenzen gehalten werden können. Hierdurch wird eine Kerbwirkung vermieden, die beim Stand der Technik zu einer Zerstörung des Werkstückes führte.With a special VoSeil, however, the toothing is only in the edge area of the Support surface provided. In this way there is a sufficiently large support surface available at any time, so that the settling phenomena of the screw and the Impairment of the workpiece surface when tightening the screw element is reasonable Limits can be kept. This avoids a notch effect that occurs when State of the art led to the destruction of the workpiece.

Die Verzahnung ist vorteilhaft als radiale Verzahnung ausgebildet, wobei sich die Zahnschneiden etwa radial zur Längsachse des Befestigungselementes erstrecken, aber gegenüber der Auflagefläche rückversetzt sind.The toothing is advantageously designed as a radial toothing, wherein the tooth cutting edges approximately radially to the longitudinal axis of the fastening element extend, but are set back from the support surface.

Eine andere Ausführungsform zeigt eine axiale Verzahnung, wobei sich die Zahnschneiden etwa axial zu der Längsachse des Befestigungselementes erstrecken und ihre Stirnflächen in der Ebene der Auflagefläche angeordnet sind0 Dabei können die axial verlaufenden Zahnschneiden auf dem Innen- und/oder Außenrand der Auflagefläche angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsforn treten die eigentlichen Zahnschneiden mit der Werkstückoberfläche nicht oder nur zu einem sehr geringen Teil in Verbindung0 Die Erhöhung der Selbstsicherungswirkung ergibt sich durch die Anlage der Flanken der Verzahnung.Another embodiment shows an axial toothing, with the tooth cutting edges extend approximately axially to the longitudinal axis of the fastening element and their end faces are arranged in the plane of the support surface the axially extending tooth cutting edges on the inner and / or outer edge of the support surface be arranged. In this embodiment, the actual cutting edges occur not or only to a very small extent in connection with the workpiece surface0 the Increasing the self-locking effect results from the installation of the flanks of the Interlocking.

Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, von denen einige bevorzugte in der ani5-egenden Zeichnung wiedergegeben und im folgenden beschrieben sind. Es zeigen Fig. 1 die Draufsicht auf die Auflagefläche einer Kopfschraube in einem llalbschnftt, Fig. 2 eine weitere Ausbildungsform in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Kopf einer Kopfschraube, Fig. 4 eine weitere Aus führungs form nach der Erfindung, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der besonderen Ausbildung der mit einer Verzahnung ausgestatteten Auflage flächen an zwei Beispielen und Fig. 6 die zu Fig. 5 gehörenden Schnittdarstellungen durch die Schraubenköpfe.The idea of the invention allows the most diverse implementation possibilities too, some of which are preferred and reproduced in the attached drawing are described below. 1 shows the plan view of the support surface a head screw in a llalbschnftt, Fig. 2 a further embodiment in a representation similar to that of FIG. 1, FIG. 3 shows a partial section through the head a head screw, FIG. 4 shows a further embodiment according to the invention, FIG. 5 shows an enlarged illustration of the special design of the toothed system equipped support surfaces on two examples and FIG. 6 the belonging to FIG Sectional views through the screw heads.

Die vorliegende Erfindung ist an mehreren Beispielen einer Kopfschraube verdeutlicht. Eine solche Schraube weist einen Schraubenkopf 1 mit einem radial nach außen vorstehenden Ringflansch 2 auf. Die Schraube besitzt in üblicher Weise einen Schraubenschaft 3, der mit Gewinde versehen ist.The present invention is based on several examples of a cap screw made clear. Such a screw has a screw head 1 with a radial outwardly protruding annular flange 2. The screw has in the usual way a screw shaft 3 which is provided with a thread.

Auf der Unterseite des Ringflansches 2 sind die die Selbstsicherung des Schraubelementes gewährleistenden Auflage flächen vorgesehen. Wie insbesondere die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, sind auf der Unterseite des Ringflansches 2 die beiden Auflageflächen 4 und 5 angeordnet, die zwischen sich die Ringnut 6 aufweisen. Während der Gegenstand der Haupt anmeldung keine Verzahnung aufweist, sind hier die die 6 begrenzenden Ränder mit einer nach innen gerichteten (Fig. 1) oder einer nach außen gerichteten (Fig. 2) Verzahnung 7 versehen, wobei die einzelnen Zähne mit ihren Zahnschneiden im wesentlichen etwa parallel zur Schraubenlängsachse verlaufen. Durch die Anbringung der verzahnung 7 Im Bereich der Auflageflächen 4 und 5 in deren inneren oder äußeren Randbereichen ergibt sich die Erhöhung des Losdrehmomentes und damit die Verbesserung der Selbstsicherung. In allen Fällen ist jedoch die Verzahnung so ausgebildet, daß beim Anziehen des Schraubelementes die Verzahnung erst nach oder bestenfalls gleichzeitig mit der Anlage einer Auflagefläche an dem Werkstück zur Anlage kommt, fluroh diese Maßnahmen werden die Setzerscheinungen und die Verletzung der Werkstückoberfläche beim Anziehen des Schraubelementes auf ein Maß reduziert, welches sich nicht mehr nachteilig auswirkt. Insbesondere wird die Entstehung von Kerbwirkung weitgehend vermieden, so daß Brüche des Werkstückes nicht mehr auftreten.The self-locking mechanism is on the underside of the annular flange 2 the screw element ensuring support surfaces are provided. How in particular FIGS. 1 and 2 can be seen are on the underside of the annular flange 2 the two bearing surfaces 4 and 5 arranged, between them have the annular groove 6. During the subject of the main registration no interlocking has, here are the 6 delimiting edges with an inwardly directed one (Fig. 1) or an outwardly directed (Fig. 2) toothing 7 is provided, wherein the individual teeth with their cutting edges essentially approximately parallel to the longitudinal axis of the screw get lost. By attaching the toothing 7 in the area of the contact surfaces 4 and 5 in their inner or outer edge areas there is an increase in the loosening torque and thus the improvement of self-assurance. In all cases, however, the gearing is designed so that when tightening the screw the toothing only after or at best at the same time as a support surface is in contact with the workpiece comes to the plant, before these measures are the settling phenomena and the injury the workpiece surface is reduced to a level when the screw element is tightened, which no longer has a disadvantageous effect. In particular, the emergence of Notch effect largely avoided, so that breaks in the workpiece no longer occur.

Es versteht sich, daß die Auflage flächen 4 und/oder 5 gemaß der Erfindung nach der Haupt anmeldung derart exzentrisch angeordnet undZoder ausgebildet sind, daß über den Umfang gesehen ein einziges besonders deutlich ausgeprägtes Maximum der Einzelreibmomente entsteht.It goes without saying that the support surfaces 4 and / or 5 according to the invention according to the main registration are arranged andZor eccentric in such a way that that, seen over the circumference, a single, particularly clearly pronounced maximum the individual frictional moments arise.

Dies setzt voraus, daß die Auflagefläche in einem Bereich relativ groß gegenüber den übrigen Bereichen ausgebildet ist.This assumes that the bearing surface is relative in an area is formed large compared to the other areas.

Eine weitere Möglichkeit der Gestaltung der Verzahnung nach der Erfindung ergibt sich aus den Beispielen der Figuren 3 bis 6. Auch hierbei kommt Jeweils beim Anziehen des Schraubelementes immer erst eine Fläche an dem Werkstück zur Anlage, ehe Teile der Verzahnung, also beispielsweise Schneiden oder Flanken, zur Anlage gelangen können. Bei dem Ausföhrungsbeispiel nach Fig. 3 sind Verriegelungszähne 8 auf der inneren Auflagefläche 5 vorgesehen. Die äußere Auflagefläche 4 kann im Winkel b oder a verlaufen wid erforderlichenfalls ebenfalls mit Verriegelungszähnen versehen sein. Während die Anlage fläche 5 eine radiale Verzahnung aufweist, stellt die Verzahnung 7 eine axiale Verzahnung dar, von der im wesentlichen nur die Zahnflanken zur Anlage kommen. Diese Zahnflanken bilden aber in Jedem Falle bereits eine Fläche, die den benachbarten Teil der Auflagefläche t verstärkt. Beide Flächen kommen gleichzeitig beim Anziehen des Schraubelementes zur Anlage.Another possibility for the design of the toothing according to the invention results from the examples of FIGS. 3 to 6. Here, too, comes at Always tighten the screw element on one surface first the workpiece to the system before parts of the toothing, for example cutting edges or flanks, can get to the system. In the embodiment according to FIG. 3, there are locking teeth 8 is provided on the inner support surface 5. The outer support surface 4 can in If necessary, angles b or a also run with locking teeth be provided. While the plant surface 5 has a radial toothing, is the toothing 7 represents an axial toothing, of which essentially only the tooth flanks come to the plant. In any case, these tooth flanks already form a surface which reinforces the adjacent part of the support surface t. Both surfaces come at the same time when tightening the screw element to the system.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die innere Auflage fläche 5 im Winkel a' bzw. bt geneigt, die äußere Auflagefläche 4 hingegen eben ausgebildet. Selbstverständlichen können auch in diesem Falle eine oder beide Auflage flächen mit Verriegelungszähnen 7 oder 8 versehen seine Eine besonders vorteilhafte Form der Auflageflächen ist an zwei Beispielen in Fig. 8 wiedergegeben. Hier gelängt auf der Unterseite des Ringflansches 2 eine äußere Auflagefläche 4 etwa in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zur Anwendung. Die Auflagefläche + ist exzentrisch begrenzt. Der Schraubenschaft 3 wird von der inneren ringförmigen Auflagefläche 5 zentrisch umschlossen.In the embodiment according to FIG. 4, the inner support is surface 5 inclined at an angle a 'or bt, while the outer bearing surface 4 is flat. Of course, one or both supports can also be used in this case provided with locking teeth 7 or 8 its A particularly advantageous shape of the support surfaces is shown in two examples in FIG. Got here on the underside of the annular flange 2, an outer bearing surface 4, for example in the embodiment according to FIG. 1 for use. The support surface + is limited eccentrically. The screw shaft 3 is centrally enclosed by the inner annular support surface 5.

Gegenüber der äußeren Auflagefläche 4 ist die innere Auflagefläche 5 um das Maß t/2 rückversetzt. Eine kreisförmige Ringnut 6t umschließt die innere Auflagefläche 5 derart, daß zwischen der Ringnut 6 und der inneren Begrenzung der äußeren Auflagefläche 4 ein exzentrisch oder unsymmetrisch verlaufender Auflageflächenteil verbleit, der mit einer Verzahnung 8' auf der Auflageseite versehen ist. Wie Fig. 6 zeigt, reicht die Zahntiefe bis etwa zum Grund der Ringnut 6'.Opposite the outer bearing surface 4 is the inner bearing surface 5 set back by the dimension t / 2. A circular ring groove 6t encloses the inner one Support surface 5 such that between the annular groove 6 and the inner boundary of the outer bearing surface 4 is an eccentrically or asymmetrically extending bearing surface part leaded with a toothing 8 ' provided on the contact side is. As FIG. 6 shows, the tooth depth extends approximately to the bottom of the annular groove 6 '.

Bei dem anderen in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die innere Auflagefläche 5 völlig fortgelassen und dort durch eine verbreiterte Ringnut 6" ersetzt.In the other embodiment shown in FIGS the inner bearing surface 5 is completely omitted and there by a widened one Ring groove 6 "replaced.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Self-locking screw element with one to its longitudinal axis asymmetrically arranged support surface on the underside of an annular flange is provided according to patent .......... (Az. P 20 42 680.6), whereby the contact surface a single pronounced maximum to achieve a locally particularly large individual friction torque having, characterized in that the bearing surface (4, 5) for the purpose of increasing the Loosening torque is provided with a toothing (7, 8) which is designed in such a way and is arranged relative to the support surface (4) that when the screw element is tightened Parts of the toothing (7, 8) only after or at best simultaneously with the support surface (4) come to rest on the workpiece.

2. Screw element according to claim 1, characterized in that several, axially offset bearing surfaces (4, 5) are provided, one or several bearing surfaces (4, 5) through radially extending depressions in Area parts are divided.

). Screw elements according to claims 1 and 2, characterized in that that the surface parts of a support surface (4 or 5) in the direction of the longitudinal axis of the screw element are offset from one another.

44 screw element according to claims 1 to 3, characterized in that the toothing (7, 8) is only provided in the edge area of the support surface (4) or (5) is.

5. screw element according to claim 1 to 4, characterized in that the toothing is designed as a radial toothing (8, 8 ')> whereby the Tooth cutting edges extend approximately radially to the longitudinal axis of the screw element, but opposite the support surface (4) are set back.

6. screw element according to claim 1 to 4, characterized in that the toothing is designed as an axial toothing (7), the tooth cutting edges extend approximately axially to the longitudinal axis of the screw element and their end faces are arranged in the plane of the support surface (4).

7. Screw element according to claim 6, characterized in that the axially extending tooth cutting edges on the inner and / or outer edge of the support surface (4 or 5) are arranged.