DE2202708A1

DE2202708A1 - Selbstsperrende befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2202708A1
Application number: DE19722202708
Authority: DE
Inventors: Wilbur J Kuprfrian
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1973-07-26
Also published as: US3670795A

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. Wslter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hanr.-A. Erauns

8München86, Ptenzeneuiretr.28

20. Januar I972 B-IlU-G

BARRY WRIGHT CORPORATION

680 Pleasant Street, Watertown, Mass. 02172

V. St. A.

Selbstsperrende Befestigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft allgemein Befestigungsvorrichtungen mit formschlüssiger Sperrung, bei welchen ein zurückziehbarer Federmechanismus verwendet wird, durch welchen die Teile gelöst werden können. Im besonderen weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Mutter auf, die auf einer Gewindespindel bzw. auf einem Gewindebolzen frei drehbar ist und bei normalem Gebrauch in Anlage an einem aufzuspannenden Teil gebracht wird. Ein Aufspannelement, das auf der Spindel frei gleitbar ist, jedoch gegen eine Drehung mit Bezug auf diese verkeilt ist, kann die Mutter sichern, wenn die federbelastete Sperrvorrichtung zurückgezogen wird, wenn die Schraubwirkung die Teile eng 3usamrnenbringt, worauf der

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Federmechanismus gelöst wird, um die Mutter am Aufspannelement zu sichern und eine weitere Drehung der Mutter auf der Spindel auszuschliessen.

Vorrichtungen dieser Art haben sich für militärische Zwecke gut eingeführt, insbesondere zur Halterung von Instrumenten und anderen Vorrichtungen, wie sie auf Fahrzeugen oder in einem Flugzeug verwendet werden, welche normalerweise beträchtlichen Schwingungen ausgesetzt sind. Es wurden bereits verschiedene Hilfsmittel dafür entwickelt, die Neigung von Schraubbefestigungen zu überwinden, sich zu lockern, wenn sie Schwingungen ausgesetzt werden, und Vorrichtungen der beschriebenen Art wurden als Ersatz für sich durch die Mutter erstreckende Sicherungsdrähte oder Splinte empfohlen, um das Aufspannen und Abmontieren zu erleichtern. Diese Einrichtungen sind oft mit einer Anordnung in Form einer zurückziehbaren Gleitzunge und einer Nut oder mit einem Sperrstift versehen, welche das Festspannen der Mutter in enge Anlage an einem solchen nicht drehbaren Aufspannelement und die Herstellung eines formschlüssigen Sperreingriffs zwischen den beiden hierbei zu ermöglichen. Unter den Vorrichtungen dieser allgemeinen Art gibt es solche, bei denen ein im wesentlichen zahnkranzförmiger Abschnitt am Aufspannelement verwendet wird, der für den Eingriff mit einer mit Innennuten versehenen Hülse bestimmt ist, die eine passende Verzahnung oder Riefelung aufweist, um die Mutter gegen Drehung zu sperren und sie gegen eine Drehung zu sichern, wenn die verzahnten Elemente miteinander in Eingriff stehen.

Durch die Erfindung wird vorgeschlagen, Teile von vereinfachter Ausbildung zu verwenden, um die Werkzeug- und Herstellungskosten zu verringern. Im besonderen wird die Verwendung eines Aufspannelements in Form eines PoIy-

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gons mit glatten Seitenwänden und ein zusammenwirkendes, mit Innennuten versehenes Element zu verwenden, das der Mutter zugeordnet ist und die diagonalen Kantenteile des Polygons gleitbar aufnimmt. Auf diese Weise kann das Aufspannelement ohne weiteres als gestanzte Vorlegscheibe hergestellt werden oder aus einem mehrkantigen Stab geformt sein oder es läßt sich auch leicht durch Preßformen oder Sintern herstellen, während die Hülse mehrere leicht formbare flache Nuten aufweist, wie sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung mit Einzelheiten ergibt.

Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und anhand der Zeichnung bei spielsweise beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Aufriß einer selbstsperrenden Befestigungsvorrichtung in der gelösten Stellung in Anwendung auf eine typische Metallchassxs;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Schnittansieht der Anordnung aus Mutter und Aufspannelement, wobei sich die Hülse in der zurückgezogenen Stellung befindet und bestimmte Teile im Aufriß dargestellt sind;

Fig. 3 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht im Längsschnitt einer etwas abgeänderten Ausführungsform, die der Ausführungsform nach Fig. 1 ähnlich ist, wobei jedoch die Teile in der Sperrstellung gezeigt sind;

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Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. «4 und

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht in auseinandergezogener Darstellung der die Mutter, die federbelastete Hülse und das vieleckige Aufspannelement bildenden Teile, die alle auf der Gewindespindel zusammengebaut werden.

Die in den Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsform besitzt eine Gewindespindel bzw. einen Gewindebolzen 10, der die Form eines herkömmlichen Bolzens haben kann, hier jedoch als Ringschraube angegeben ist, die vorzugsweise an dem einen Ende eines aufzuspannenden Körpers, beispielsweise einer Lagerungsplattform 11, gewöhnlich unter Verwendung einer Lasche 12 und eines Gelenkzapfens 13 befestigt ist, welche die Spindel wirksam an der Plattform anlenken. Die Spindel 10 kann einen polygonalen Querschnitt haben oder sie kann, wie gezeigt, mit einer oder mehreren Abflachungen oder Schlitzen 14 versehen sein, die als Nuten dienen, durch welche andere Teile auf ihr gegen eine Drehbewegung aufgekeilt werden können.

Ein Schraubsatz 15 mit einer Mutter 16 ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme der Gewindespindel 10 versehen, auf der er frei drehbar ist. Die Mutter weist einen polygonalen Aussenwandteil 17 und eine Nabe 18 von verringertem Durchmesser auf, welch letztere eine Druckfeder 19 aufnehmen kann. Der Schraubsatz 15 weist ferner eine Sperrhülse 21 mit einem nach innen vorstehenden genuteten Bereich oder Teil 22 auf, der zur gleitbaren Aufnahme des polygonalen Aussenwandteils 17 und für den

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Eingriff mit diesem dient, wie sich am besten in Fig. 3 erkennen läßt. Die polygonalen Wandteile 17 der Mutter 16 sind als die flachen Seiten eines Sechskantstabes dargestellt, während die Nuten 2 3 V-förmig mit einem Innenwinkel sind, welcher mit dem Winkel der diagonalen Ecken oder Kanten 24 des Polygons übereinstimmt, jedoch sind die Nuten vorzugsweise in einer Zahl vorgesehen, die ein Vielfaches der Zahl der Kanten 24 des Polygons bildet. So sind bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel vier Nuten für jede der Kanten des Sechsecks vorgesehen, was insgesamt 24 Nuten ausmacht, deren Innenwinkel in diesem Falle je 120° beträgt. Bei der dargestellten Anordnung wird die gerändelte Hülse 21 bleibend mit dem Polygon 17 verkeilt und teilt der Mutter 16 eine Drehbewegung zur Schraubwirkung auf der Spindel 10 mit, wenn die Hülse 21 gedreht wird, während sie in der Längsrichtung oder axial mit Bezug auf die Mutter über einen begrenzten Bereich frei gleiten kann.

Die Hülse 21 ist mit einem Hohlraum 25 versehen, welcher die Nabe 18 umgibt und "als Arbeitsraum für die Feder 19 dient, deren Grosse so bemessen ist, daß sie frei, auf der Nabe arbeiten kann. Im zusammengebauten Zustand kann die Feder etwas zusammengedrückt werden, selbst wenn sie sich im ausgedehnten bzw. entspannten Zustand zwischen dem Teil 17 und dem Endflansch 26 befindet. Das Aufbringen der Feder auf die Nabe kann dadurch geschehen, daß die Windungen so ausgedehnt werden, daß sie sich über den Flansch hinwegbewegen, worauf man die Windungen sich wieder entspannen läßt. Die Mutter 16 wird durch das linke Ende der Hülse 21, gesehen in Fig. 2, in der Weise eingesetzt, daß die polygonalen Teile 17 sich mit den Nuten 23 in Ausfluchtung befinden, und wenn diese Teile Gleiteingriff miteinander haben, kann der Schraubsatz 15

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dadurch vervollständigt werden, daß eine Endplatte bzw. eine Vorlegscheibe 28 bleibend befestigt wird, beispielsweise durch Umbördeln der benachbarten Umfangskanten 29 der Hülse 21. Wenn sich die Feder 19 in der ausgedehnten Stellung befindet, ist die Hülse 21 infolge des auf die Wand 27 ausgeübten Druckes nach rechts belastet, so daß die Teile die in Fig. 4 dargestellte entspannte Stellung einnehmen und ein Teil des genuteten Bereichs 22 sich über das Ende der Mutter 16 hinaus erstreckt und einen umschlossenen Raum 31 bildet, dessen Innenuiriäng natürlich die Nuten 2 3 aufweist.

Ein Aufspannelement 32 zur Anlage an dem Werkstück ist auf der Gewindespindel 10 gleitbar, jedoch auf dieser verkeilt, um eine Drehung mit Bezug auf die Spindel zu verhindern. Das Aufspannelement 32 kann aus einer einfachen Vorlegscheibe bestehen, wie in Fig. 6 gezeigt, und einen polygonalen Querschnitt mit flachen Seiten haben, deren Zahl ein Untervielfaches der Zahl der Nuten in der Hülse 21 beträgt. Das Aufspannelement hat vorzugsweise die gleiche Grosse und Form wie der äussere Wandteil 17 und eine Mittelöffnung aufweisen, die annähernd dem Querschnitt der Spindel 10 entspricht oder in anderer Weise auf die letztere aufgekeilt ist. Wenn dies bevorzugt wird, kann das Aufspannelement 32 mit einem Aufspannbund 33 ausgebildet sein, wie in Fig. 4 gezeigt, an dem das polygonale Aufspannelement 32 dem umschlossenen Raum zugekehrt angeformt ist. Wenn das Aufspannelement 32 allein verwendet wird, wie in Fig. 6 gezeigt, kann es in sechseckiger Form aus Blech herausgestanzt oder von einem Sechskantstab abgeschnitten werden, während, wenn es mit einem Zwischenstück ausgebildet ist, beispielsweise mit dem Bund 33, es durch Sintern, Gießen, Preßformen je nach den Erfordernissen des einzelnen Falls

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hergestellt werden kann. Wenn angenommen das Aufspannelement 32 als gesonderte Vorlegscheibe ausgebildet ist, kann das Zwischenstück die Form eines gesonderten Bundes 31 haben, der dann auf der Spindel frei drehbar ist, und so geformt sein kann, daß er geeigneten Kontakt mit dem Werkstück erhält, wie in Fig. 1 gezeigt. Bei dem dargestellten Beispiel enthält der Bund 34 eine konkave Ausnehmung 35 für den Eingriff und festen Halterung einer Anbaulasche 36, die einen Teil eines angebauten Aggregats, beispielsweise einer Chassis 37, bildet. Es ist nur das eine Ende der Chassis gezeigt, da es herkömmlich ist, das entgegengesetzte Ende so anzuordnen, daß es der Aufspannwirkung der gezeigten Vorrichtung entgegenwirkt und es der konkaven Ausnehmung durch ihre Anlage an der Lasche 36 erlaubt, dieses Ende der Chassis fest an der Plattform 11 zu sichern. Wenn die Teile voll zusammengebaut worden sind, kann das freie Ende der Gewindespindel 10 mit einem gestauchten Teil 38 oder mit einem ähnlichen Hindernis 38 versehen werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen des Schraubsatzes 15 von der Spindel 10 auszuschliessen.

Im Gebrauch wird bei an der Plattform in der gezeigten Weise angebrachter Chassis die Spindel 10 angehoben und der Sdiraubsatz 15 gedreht, um die Teile in die Einspannstellung zu bringen. Die Mutter 16 kann sich dem Aufspannelement 32 bis annähernd in die in Fig. 2 gezeigte Stellung nähern, bis eine Neigung entsteht, daß das polygonale Element 32 mit den Nuten 2 3 innerhalb des umschlossenen Raumes 31 in Eingriff kommt, wodurch eine weitere Drehung der Mutter verhindert wird. Die Hülse wird nunmehr in die in Fig» 2 gezeigte Stellung zurückgezogen, so daß der polygonale Teil 17 die Zone füllt, welche vorher den umschlossenen Raum 31 gebildet hat, und gegen das Aufspannelement 32 zur Anlage kommt,

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was ein weiteres Festziehen der Mutter in die gestrichelt gezeichnete Stellung zuläßt. Wenn die Teile fest gegeneinander anliegen, kann die Hülse gelöst werden und gegebenenfalls mit einer leichten weiteren Drehung der Hülse, bis sich die Teile in der in Fig. 5 gezeigten Weise in Ausfluchtung befinden, bewegt sich die Hülse nach rechts bis zur voll entspannten Stellung und die Teile sind fest aneinander gesichert, wie in Fig. 4 gezeigt. Aus Fig. 5 ergibt sich, daß das Aufspannelement 32 vierundzwanzig verschiedene Stellungen einnehmen kann und daß die beiden polygonalen Elemente nicht unbedingt in den gleichen Nuten ausgerichtet sein müssen.

Bei der vorliegenden Mehrfach-Einstellanordnung sind die Nuten natürlich von verringerter Tiefe, jedoch können flache V-förmige Nuten leichter durch Sintern, Preßformen oder Räumen hergestellt werden als als Nuten inForm von Zahnkranzzähnen. In ähnlicher Weise kann, wenn die Zahl der Flächen und zusammenwirkenden Kanten am Aufspannelement auf ein Untervielfaches der Nuten verringert wird, herkömmliches Stangenmaterial für die Teile verwendet werden, ohne daß die Winkel zwischen den Einstellstellungen vergrössert werden, oder.es wird, wenn die Teile preßgeformt oder gesintert werden, die Kompliziertheit des Vorgangs dadurch verringert, daß kleine Vorsprünge oder Hinterschneidungen verringert werden und die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung oder eines Bruches durch die ineinandergreifenden Teile herabgesetzt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform werden bei Verwendung eines Sechskantstangenmaterials sechs gesonderte Sperrkontakte zwischen den in Eingriff zu bringenden Teilen hergestellt, was eine mehr als angemessene Sperrwirkung ergibt, obwohl die Verwendung von

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Achtkant- oder Vierkantmaterial für die Teile für besondere Anwendungsformen zweckmässig sein kann.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.)Selbstsperrende Befestigungsvorrichtung mit einer genuteten Gewindespindel, einer auf die SpindeJ aufgeschraubten Mutter und einem polygonalen Aussenwandteil, gekennzeichnet durch eine Sperrhülse (?1) mit einem inneren genuteten Teil (22) zur gleitenden Aufnahme und zum Eingriff der Eckenkanten (2Ό des polygonalen Auscenwandteils (17), durch welchen Eingriff der Mutter (16) eine drehende Schraubbewegung mitgeteilt werden kann, ein elastisches Organ (19), durch welches die Hülse (21) normalerweise zur axialen Bewegung in eine entspannte Stellung mit Bezug auf die Spindel (10) und die Mutter (16) belastet ist, in welcher sich ein Teil des genuteten Abschnitts (22) über das Ende der Mutter hinaus erstreckt, um einen umschlossenen Raum (31) mit einem genuteten Innenumfang zu bilden, und ein Aufspannelement (32), welches längs der genuteten Gewindespindel frei gleitbar ist, jedoch auf dieser verkeilt ist, um eine Drehung des Aufspannelements mit Bezug auf die Spindel zu verhindern, welches Aufspannelement (32) ferner einen polygonalen Aussenumfangsteil aufweist, der zum Eingriff mit dem genuteten Innenumfang in Eingriff gebracht werden kann, wenn das Aufspannelement sich innerhalb der Gewindespindel befindet, wobei das Aufspannelement aus dem umschlossenen Raum (31) heraustritt, wenn die Hülse (21) aus der erwähnten entspannten Stellung zurückge-

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zogen wird, wodurch eine Drehung der Mutter (16) und der Hülse (21) mit Bezug auf die Gewindespindel (10) ermöglicht wird und die Zahl der Kanten des polygonalen Teils am Aufspannelement ein Untervielfaches der Zahl der Nuten (23) in der Hülse beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen Teile (17) der Mutter (16) und des Aufspannelements (32) die gleiche Kantenzahl haben.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen Teile (17) durch flache Seiten gebildet werden und die Nuten (23) V-förmig sind und den Eckenkanten der polygonalen Teile angepaßt sind.
H. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufspannbund (33), der auf der Gewindespindel (10) frei gleitbar und drehbar ist und das Aufspannelement (32) durch eine Vorlegscheibe gebildet wird, die auf der Spindel zwischen dem Bund (33) und der Mutter (16) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polygonale Teil des Aufspannelements (32) durch eine Sechskantvorlegscheibe gebildet wird und

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die Nuten (23) in der Hülse (21) zur Aufnahme und für den Eingriff der diagonalen Kantenteile des Aufspannelements mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Einstellungen geformt sind.

S. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen Teile der Mutter (16) und des Aufspannelements (32) beide einen sechskantigen Querschnitt haben und die Nuten (23) zur Aufnahme eines solchen Sechskants in jeder Einstellung V-förmig sind*

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