DE2215322A1

DE2215322A1 - Drehbare Schraubmutterverbindung

Info

Publication number: DE2215322A1
Application number: DE19722215322
Authority: DE
Inventors: Jerry Allen Rochester Mich Mullaney (V St A ) F16b 35 00
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1971-03-31
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-10-05
Also published as: FR2131743A5; JPS4735455A; JPS4836854B2; US3691897A

Description

22 T 5322

1I₁LINOIS TOOL WOEKB INC. ,J

8501 West Higgins Road ' '

Chicago,: Illinois 60631 (USA) ^L'

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28.	März	1972

Drehbare Sehraubmutterverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehbare Schraubmutterverbindung, die es erlaubt, eine Muter auf einer Schraube oder
dergleichen so zu befestigen, dass die Befestigung unter einer
vorbestimmten Anziehspannung erfolgen kann. ■

Bisher hat man, wenn beim Anziehen von Schraubmutterverbindungen eine vorbestimmte Spannkraft aufgebracht werden sollte, entweder mit dem Auge erkennbare Markierungszeichen angebracht oder Sollbruchstellen vorgesehen, die durch Bruch oder Deformation erkennen liessen, wenn die gewünschte Spannkraft zbw. Anziehkraft erreicht war. Diese bisherigen Massnahmen haben den Nachteil,
dass entweder eine besondere Aufmerksamkeit des die Vorrichtung Bedienenden erforderlich war, oder nur solche Befestigungsmittel verwendet werden konnten, die ein automatisches Ausschaltsystem aufweisen. Eine andere bekannte Form, die Spannkraft in bestimmter Weise zu begrenzen, besteht darin, ein Bauteil mit zwei oder mehreren Muttern einzusetzen, das so arbeitet, dass nach dem Aufbringen einer vorbestimmten Anziehspannung eine der Muttern den
Kontakt mit der Schraube wieder verliert. Nachteilig bei diesem bekannten Werkzeug ist es, dass die Spannkraft zwischen der Mutter und der Schraube während des gesamten Arbeitsvorganges nicht konstant ist, Ausserdem ist es kostspielig, ein mehrteiliges
Werkzeug herzustellen und die Verwendung ist nicht einfach.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, diese bisherigen Nachteile zu vermeiden und eine solche drehbare Schraebmutterverbindung zu schaffen, von der sich das zum Festziehen verwendete Werkzeug, nachdem eine vorbestimmte ÄnBi'ehk-raf t bzw„ -spannung aufgebracht ist, ausser Kontakt mit der Verbindung bringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine solche drehbare Schraubmutterverbindung, die gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse mit einer zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Verbindungselements ausgebildeten Büchse, an dieser Büchse ansitzende Befestigungsteile mit Kontaktflächen für das Pestziehwerkzeug und den Kontaktflächen angepasste, den Kontakt zwischen Festziehwerkzeug und Befestigungsteilen bei einer bestimmten aufgebrachten Anziehkraft lösende Stützteile. Dabei ist das Gehäuse vorteilhaft ein Blechgehäuse, die Befestigungsteile sind zweckmässig als von der Büchse radial auskragende Armstücke ausgebildet, deren freie äussere Enden die Kontaktflächen bilden, und die Stützteile bestehen vorteilhaft aus Federbeinen und -füssen, die nach unten und aussen gerichtet von der Büchse auskragen und deren Länge grosser als die Länge der Armstücke ist. Die Federbeine sind so konstruiert, dass sie nach aussen ausweichen in dem Masse,- wie die Mutter in achsialer Richtung auf der entsprechenden Schraube festgezogen wird. Die Dehnung der Federbeine geht schliesslich so weit, dass wenigstens ein Teil dieser Beimstücke coplanar mit der Kontaktfläche der Armstücke zu liegen kommt. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird das Werkzeug nach oben und aus der Kontakthaftung mit den Kontaktflächen herausgedrückt.

Die erfindungsgemässe Schraubmutterverbindung lässt sich, was technisch vorteilhaft ist, mit einer einstückig geprägten Mutter herstellen. Die spezielle Ausbildung der erfindungsgemässen Konstruktion ermöglicht es, einen bestimmten Anzieh- bzw. r>panndruck auf die Verbindung auszuüben, ohne dass jedoch die Gefahr

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einer Überspannung und einer Beschädigung der befestigten Verbindung besteht. Darüber hinaus lässt sichd?r Zeitpunkt, wann die vorbestimmte Spannung bzw. Anziehkraft aufgebracht ist, einfach und unabhängig von für das Auge bestimmten Mar- · kierungen erkennen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die häufig subjektiv beeinflusste menschliche Beurteilung nicht .nötig ist. Ausserdem bedarf es keiner Spezialwerkzeuge, um das Anziehen vorzunehmen. Die einstückige Ausbildung der erfindungsgemässen Verbindung erlaubt es ferner, die vorbestimmte Verbindungsspannung mit geringstmöglichem Kraftaufwand aufzubringen.

Beispielsweise Ausfürhungsformen des Erfindungsgegenstands sind in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Stiftes bzw. einer

Sehraube mit darin im Eingriff befindlicher - Mutter in noch nicht angezogener Stellung,

Fig. 2 die Anordnung der FIg₀ 1 nach dem Aufbringen

der vorbestimmten vollen Anziehkraft,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer in der erfindungsgemässen Schraubmutterverbindung verwendbaren Mutter,

Fig. k eine Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform mit gestrichelt eingezeichneter alternativer Konstruktionsmöglichkeit, und

Fig. 5 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform, die nicht unter Spannkraft steht.

In Fig. 1 ist ein aus Blech geprägtes Gehäuse 10 im Eingriff mit einer Gewindeschraube oder -stift 24 gezeigt. Das Gehäuse 10 weist eine zylindrische Büchse 12 auf, die eine Mehrzahl von auskragenden Armstücken 16 und eine Mehrzahl von Schenkelstücken l8, die von dem am tiefsten unten gelegenen Teil der Büchse 12 ausgehenj hat. Das Gehäuse 10 kann aus einem Blech auch gestanzt sein und der offene zylindrische'Teil darin kann durch Umformen

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gebildet werden. Dieser zylindrische Buchsenteil 12 wird vorteilhaft mit einem eine Mehrzahl von Gewindegängen 14 aufweisenden Innengewinde versehen, und so der Kraftubertragungskontakt zwischen dem geprägten Gehäuse 10 und der zugehörigen Schraube 24 maximal erhöht. Die Armstücke 16 sind an dem unteren Ende der BUchse 12 angeordnet und an den Verbindungstellen 35 a, b und c integral damit verbunden, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Armstücke 16 erstrecken sich praktisch in einer Ebene, die im rechten Winkel zu der Achse der Büchse 12 gelegen ist.

Die Schenkelstücke 18 erstrecken sich in ähnlicher Weise radial von der Büchse 12 weg, jedoch sind sie nach unten und auch nach aussen von der BUchse 12 weg gerichtet. Dabei ist darauf zu achten, dass die Schenkelstücke 18 in einem Winkel zu der Ebene, auf der die Armstücke 16 liegen, ausgerichtet sind.

Aus den Fig. 1 und 3 kann man ersehen, dass die Länge der Sehen-, kelstücke 18 grosser ist als die Länge der Armstücke 16, und dies hat besondere Bedeutung, wovon nachstehend noch gesprochen werden wird.

Bei der in den Fig. 1 und 3 veranschaulichten Ausführungsform erstrecken sich die Schenkelstücke 18 von dem unteren Bodenande der zylindrischen BUchse 12 ab und sind mit diesem an den Verbindungsstellen 3^ a, b und c integral verbunden. Die äusseren Enden der Schenkelstücke 18 sind, wie dies veranschaulicht ist, zu Fussteilen 22 geformt, die nach aussen schräg gestellt sind und das Werkzeug 28 von den Armen 16 durch Druck gegen die Werkzeug-Unterflache 30 abzuheben vermögen.

In der dargestellten Ausführungsform sind drei Schenkelstücke und drei Armstücke 16 vorhanden, über die der feste Kontakt mit einem Werkstück 26 erfolgt und die die Verwendung eines üblichen SechskantschlUssels als Werkzeug zum Festschrauben und Lösen der Verbindung ermöglichen.

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Nachstehend wird die Handhabung der erfindungsgemässen .Schraubmutterverbindung unter Verwendung eines solchen üblichen Werkzeugs beschrieben. Diese Handhabung lässt sich am besten anhand der Pig. 1 und 2 erkennen. In Fig. 1 ist in einer Stellung achsial über der Schraubmutterverbindung ein üblicher Sechskantschlüssel 28 veranschaulicht, wie er arbeitsfertig gegen die Kontaktflächen 20 an den äusseren Enden der Armstükke l6 anliegt. Die äusseren Enden der Schenkelstücke 18 befinden sich dabei in einer solchen Position, dass sie den anfänglichen Kontakt und die Gegenfläche des Gehäuses 10 zu dem Werkstück 26 bilden. Wenn nun mittels des Schlüssels 28 eine Drehkraft auf das Gehäuse ausgabt wird, bewegt sich dieses in Achsrichtung nach unten, und die Schenkelstücke 18 breiten sich nach aussen aus, bis eine vorbestimmte Spannkraft erreicht ist. Da die Schenkelstücke 18 länger sind als die Armstücke 16, können die äusseren Enden der in Form von Federbeinen ausgebildeten Schenkelstücke 18 in die Ebene zu liegen kommen, in der die Armstücke 16 gelegen sind« Demzufolge wird, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist, der Schlüssel 28 nach oben und aus seiner Kontaktverbindung mit den Kontaktflächen 20 herausgedrückt, wenn die Armstücke 16 diejenige Ebene erreichen, in der die äusseren Teile der Schenkelstücke 18 liegen. Damit ist ein weiteres Aufbringen von Spannkraft auf die Mutter verhindert, denn der Schlüssel befindet sich nicht mehr im Eingriff mit dem Gehäuse. Die vorbestimmte Spannung, auf die die erfindungsgemässe Schraubmutterverbindung ausgelegt ist, ergibt sich aus der Federkraft der als Federbeine ausgebildeten, an dem Werkstück anliegenden Schenkelstücken 18.

Ein weiteres Merkmal der zuvor erläuterten Vorrichtung ist das dieser eigene Hauptdrehmoment, das beim Spannen des Gehäuses erreicht wird. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, dass die durch die Schenkelstücke 18 ausgeübte Auflagekraft eine gleich starke entgegengerichtete Kraft ergibt, die auf den untersten Teil der zylindrischen Büchse 12 zur Wirkung kommt. Diese Kraft ist vor-

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wiegend an den Verbindungsstellen 34 a, b und c konzentriert. Diese nach innen gerichtete Kraft bedingt einen verstärkten Reibungskontakt zwischen der Schraube 24 und der innen gelegenen Fläche der zylindrischen Büchse 12.

In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsforan der erfindungsgemässen Konstruktion beschrieben und erläutert, bei eier das Drehmoment noch grosser ist. In gestrichelter Linie sind Schlitze 32 angezeigt, die an dem unteren Bodenende der zylindrischen Büchse offen sind und sich längs des Zylinderschaftes bis zu einem Endpunkt erstrecken, der oberhalb der Verbindungsstellen 34 a, b und c sowie 35 a, b und c gelegen ist. Die Schlitze 3² ermöglichen eine noch bessere Übertragung der Auflagekraft zu der Gewindeschraube 24» Es ergibt sich daraus eine Konstruktion, bei der die zylindrische Büchse 12 unter dem Spanndruck in den Federbeinen l8 nach innen gedrückt wird. Demzufolge dient diese erfindungsgemässe Konstruktion nicht nur dazu, nach Erreichen einer bestimmten Anziehspannung das Anziehwerkzeug von dem Gehäuse zu lösen, sondern es wird gleichzeitig die Konstruktion mit einem Hauptdrehmoment beaufschlagt, durch das ein Löslösen des Gehäuses von der Schraube auch unter der Einwirkung von Vibrationen und dergleichen verhindert wird.

Die Grosse der vorbestimmten Anziehkraft in dem Gehäuse IO kann auf unterschiedliche Arten verschieden vorgegeben werden. Man kann beispielsweise die Dicke des Materials oder dessen Flexibilität variieren und so unterschiedliche Federspannungen in den Schenkelstücken l8 vorsehen.

In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der die Federbeine 18a an solchen Stellen mit der zylindrischen Büchse 12a verbunden sind, die höher gelegen sind als die Verbindungsstellen zwischen den Armstücken l6a und der Büchse 12a. Bei dieser Ausbildungsform ist die achsiale Drehbewegung des Gehäuses durch das Werkzeug, bevor

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dieses davon abgelöst 1st, geringer als bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform. Dies ergibt sich deswegen, weil infolge der gewinkelten Anordnung der Schenkelstücke l8a an der Büchse 12a die Ärmstücke l6a in eine Ebene zu liegen kommen, auf der sich innerhalb einer relativ kurzen äehsialen Distanz Teile der Schenkelstücke befinden.

Zwar sind die beschriebenen Ausführungsformen mit drei Armstüeken und drei Sehenkelstücken veranschaulicht, es können jedoch zahlreiche andere Korabinationen mit unterschiedlichen Anzahlen an Armstücken und Schenkelstücken benutzt werden. Dies 1st, ebenso wie die sonstigen Abänderungsmöglichkeiten und Modifikationen nach Kenntnis des Erfindungsgegenstands im Rahmen des Fachwissens ohne weiteres möglieh. '

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Claims

Ansprüche

Drehbare Schraubmutterverbindung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10) mit einer zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Verbindungselements (24) ausgebildeten Büchse (12), an dieser Büchse (12) ansitzende Befestigungsteile (16) mit Kontaktflächen (20) für ein Festziehwerkzeug (28) und den Kontaktflächen (20) angepasste, den Kontakt zwischen Festziehwerkzeug (28) und Befestigungsteilen (16) bei einer bestimmten aufgebrachten Anziehkraft lösendende Stütztteile (18/22).
2. Schraubmutterverbindung nach Ansprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) ein Blechgehäuse ist, die Befestigungsteile als von der Büchse (12) radial auskragende Armstücke (16) ausgebildet sind, deren freie äussere Enden die Kontaktflächen (20) bilden, die Stützteile aus Federbeinen und -füssen (18 und 22) bestehen, die nach unten und aussen gerichtet von der Büchse (12) auskragen und deren Länge grosser als die Länge der Armstücke (16) ist.
3. Schraubmutterverbindung nach Ansprueh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (12) einen achsialen zylindrischen Schaft mit mit Gewinde (14) versehener Bohrung aufweist.
4. Schraubmutterverbindung nach Ansprueh 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine (18) siph von der Unterkante der Büchse (12) ausgehend erstrecken und die Verbindungsstellen (35 a, b und c) der Armsteile (l6) sowie der Federbeine (^4 a, b und c) mit der Büchse (12) im wesentlichen coplanar gelegen sind.
5. Schraubmutterverbindung nach Ansprueh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Armstücke (16) und Schenkelstücke (18) durch Schlitze (352) in radialem Abstand voneinander gehalten sind und die Schlitze (32) sich längsseits des Zylinder-

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schaftes der Büchse (12) erstrecken und ihr Endpunkt oberhalb des unteren Ende der Büchse (12) gelegen ist.
6. Sehraubmutterverbindung nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet., dass die Verbindungsstellen (34 a, b und c) der Sehenkelstücke (l8) mit der Büchse (12) oberhalb einer Ebene gelegen sind, auf der sich die Verbindungsstellen (35 a, b und c) der Armstücke (l6) mit der Büchse (12) befinden.
7. Schraubmutterverbindung nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass die radial sich erstreckenden Armstücke (16) in einer zur Achse des Gehäuses (10) senkrecht gelegenen Ebene ausgerichtet, sind»
8. Schraubmutterverbindung nach Anspruch 1 bis 3a dadurch gekennzeichnet, dass die Armstüeke (16) und die Sehenkelstücke (18) abwechselnd um die Büchse (12) herum angeordnet sind.
9. Schraubmutterverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei Arrastücke (l6) und drei Schenkelstüeke (18) vorhanden sind.
10. Sehraubrautterverbindung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden der als Federbeine ausgebildeten Schenkelstüeke (18) nach aussen abgeschrägte, das Ablösen eines Werkzeuges (28) von den Armstücken (16) unterstützende Fussteile (22) vorhanden sind.

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