DE2239917A1

DE2239917A1 - Vorrichtung zum sichern von dreh- oder/und laengsbeweglich angeordneten teilen wie ringen, buechsen, lagern muttern, gegen loesen

Info

Publication number: DE2239917A1
Application number: DE19722239917
Authority: DE
Inventors: German Schell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-14
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2239917B2; DE2239917C3

Description

t'Vorrichtung zum Sichern von dreh- oder/und längsbeweglich angeordneten Teilen wie Ringen, Büchsen, Lagern, Muttern gegen Lösen".
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, drehbeweglich oder/und längsbeweglich angeordnete Teile wie Ringe, Büchsen, Lager, Muttern, gegen willkürliches Lösen aus der ihnen vorgegebenen Lage zu sichern.
Es ist bekannt, Nutmuttern durch ein Sicherungsblech zu sichern, wie ein solches z. B. in der DIN 70952 genormt ist. Diese Sicherung hat den Nachteil, dass die Hutmutter nicht in Jeder beliebigen Stellung gesichert werden kann. Sie aus vielmehr soweit aufgeschraubt werden, bis einer der äusseren Lappen des Sicherungsbleches an die Stelle einer Nut der Nutmutter zu liegen kommt. Erst dann kann dieser Lappen zur Sicherung in die Nut umgebogen werden. Des weiteren muss das Gewinde auf der Welle, auf welche die Hutmutter auf geschraubt wird, mit einer Längsnut versehen seinj in die der innere La-ppen des Sicherungsbleches eingreift. Auch ist bei Verwendung eines Sicherungsbleches ein genaues, planparalleles Spannen nicht mehr möglich, wie es in vielen Fällen erforderlich ist und-ein genaues Schleifen der Anlagefläche der Nutmutter voraussetzt.
Die Verwendung eines Hakenspringringes setzt eine speziell dafür ausgebildete Nutmutter voraus (siehe DIN 70951 und 70851? und hat ausserdem den Nachteil, dass die Bohrung in der Welle zim Aufnahme des Hakens erst bei Montage gebohrt werden kann.
Es gibt ferner noch Sicherungsmuttern nach DII 7967. Diese St¢herungsmuttern entsprechen in ihrer Wirkungsweise einer Kontermutter, Sie bestehen aus einer Lochscheibe mit inneren Sperrzähnen und mit einem in Sechskantform hochgestellten Aussenrand, sodass sie mittels eines Gabel- oder Ringschlüssele auf einem Gewinde gegen die zu sichernde Mutter angezogen werden können, Da es sich hier um eine Kontermutter mit nur einem Gewindegang handelt, reicht die Sicherungswirkung mitunter nicht aus. Auch sind diese Sicherungsmuttern in einer Gewindebohrung nicht brauchbar.
Aus all diesen Gründen wird daher ein vielen Fällen die Hutmutter mit einer zweiten hutmutter als Kontermutter gesichert. Diese Konterautter ist nicht nur ein recht teure Sicherungselement, sondern erfordert auoh ein längeres Gewinde auf der Welle.
Andere Sicherungsarten sind z. B. das radiale Verspannen der Nutmutter auf dem Wellengewinde. Dazu erhält die zu Sichernde hutmutter an ihrem Umfang einen zur Mittelachse gericht'eten Gewindestift, der über einen Messingbolzen auf das Wellengewinde drückt und so ein Losdrehen verhindert. Auch werden Mutmuttern radial geschlitzt, um durch Zusammenschrauben der so entstandenen beiden Lappen eine axiale.Gewindeverspannung als Sicherung zu erzielen.
Diese Ausführungen sind nicht nur aufwendig, sondern bedingen Sonderanfertigungen der lutmuttern, da dia genormten Nutmuttern dazu nicht dick genug sind.
Die Erfindung schafft für den eingangs genannten Bereich eine Sicherungsvorrichtung, welche die vorstehend angeführten Nachteile nicht aufweist. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht auf einer kegeligen, tellerfederähnlichen Federscheibe mit Gewinde am Rand, das einem Gegengewinde am Träger für den zu sichernden Teil angepasst ist. Dabei ist unter einer Träger für den zu sichernden Teil entweder eine mit Aussengewinde versehene Welle bzw. Achse zu sein stehen, auf welcher der zu sichernde Teil sitzt, oder es ist dibs eine mit Innengewinde versehene Bohrung, de den zu sichernden Teil umgibt.
Die Wahl einer tellerfederähnlichen Federscheibe als Grundelement der Sicherung entsprang der Beobachtung, dass Tellerfedarn, wie sie z. B. tn der DIN 2093 festgelegt sind, auf einem genau passenden Dorn unter axialer BElastung nicht nur mit zunehmender Belastung einen grösseren axialen Federdruck ausüben, sondern auch in der Bohrung kleiner Werden und sich deshalb auf dem Dorn "verbeissen".
Dieses Verboiesen ist bei Teillerfedern unerwünscht und es wird dadurch verhindert, dass zwischen der Tellerfederbohrung und dem Dorn, auf welchem die Tellerfeder aufgebracht ist,'soviel Spiel vorgesehen wird,dass ein Verbeissen nicht möglich ist. Im Gegensatz dazu führt die vorliegende Erfindung ein solches Verbeissen bewußt ein und nutzt es als Sicherungsfaktor aus. Mit der genannten Verengung des Innendurchmessers der Tellerfeder beim Belasten geht eine entsprechende Erweiterung des Aussendurchmesser's einher. Auch diesen Umstand nutzt die Erfindung in noch näher zu beschreibender Weise aus.
Stückzahlmässig kann eine einzige Federscheibe als Sicherungselement ausreichend sein, um dreh- oder/und längsbeweglich angeordnete Teile irgendwelcher Art, wie Ringe, Büchsen, Lager, Muttern, gegen Lösen zu siqhern. Mehrere Pederscheiben in der Art eines mehrfach geschichteten Tellerfederpaketes hintereinsnder aufzuschrauben, empfiehlt sich, wenn höhere Anzugsdrehmoments und Sicherungsmomente verlangt werden.
Für ein ordnungsmässiges Aufschrauben kann die Federscheibe num Angreifen eines Schlüssels geformt sein. Geeignete Ausnehmungen dafür in der Federscheibe sind zweckmässig.
Die Federscheibe kann eine Vollscheibe sein, wenn in der Gesamtanordnung sentral vorstehende Teile fehlen. An sich sind Jedoch Federscheiben mit einer zentralen Innenöffnung vorzuziehen.
Das eröffnet zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung, Wach einer ersten Ausführungsform ist sodann der Innenrand der Federscheibe mit Gewinde versehen, das dem Aussengewinde eines Trägers für den zu sichernden Teil angepasst ist. iiach einer zweiten Ausführungsform ist der Aussenrand der Federscheibe mit Gewinde versehen, das dem Innengewinde eines Trägers angepasst ist. Schliesslich kann sowohl der Innenrand als auch der Aussenrand der Federscheibe mit Gewinde versehen sein, die je für sich einem entsprechenden Gegengewinde an verschiedenen Trägern für zu sichernde Teile angepasst und zugeordnet sind. Bei der ersten Ausführunzsform trifft ein Innengewinde der Federscheibe mit einem Aussengewinde einer Welle bzw.
einer Achse zusammen, bei der zweiten Ausführungsform trifft solches für ein Aussengewinde der Federscheibe mit dem Innengewinde einer Bohrung zu, während die Federscheibe mit sowohl Innenrand- als auch Aussenrandgewinde wahlweise bzw. entsprechend den Gegebenheiten entweder mit Aussengewinde oder mit Innengewinde eines Trägers zusammenkomst.
In allen Fällen kann das Gewinde der Federscheibe mehr als einen Gewindegang aufweisen. Günstiger für die Sicherungswirkung ist es aber mitunter, wenn das Gewinde der Federscheibe nur eine einzige Windung aufweist. Dieser eine Gewindegang kann nun, anstatt auf die herkömmliche Art mittels Gewindebohrer oder Gewinderolle hergestellt zu sein, beim Stanzvorgang der Federscheibe selbst durch Verformen in axialer Richtung gefertigt werden. wozu im Gewinderand eine Unterbrechung oder mehrere vorgesehen sind.
In derselben Richtung, d. h. zugunsten der Sicherungswirkung liegt es, die Dicke der Bederscheibe zumindest annähernd dem Gewindedurchmesser des Trägers entsprechend zu bemessen.
Soll nun beispielsweise eine LTurmutter gesichert werden, so wird die Federscheibe nach Aufschrauben der Hutmutter ebenfalls auf das Wellengewinde aufgeschraubt. Ist beim Aufschrauben die Federscheibe an der Nutmutter zur Anlage gekommen, so übt die Federwirkung beim Weiterschrauben auf die Nutmutter einen Druck in axialer Richtung aus und verstärkt dadurch den Anpressdruck der Nutmutter. Gleichzeitig wird aber die Gewindebohrung der Federscheibe kleiner. Dies bewirkt, dass sich der Gewindegang der Federscheibe auf dem Wellengewinde verbeisst. Will sich nun die hutmutter lösen, so muss sie gegen die Federscheibe wandern. Dies würde aber einen erhöhten Anpressdruck zwischen hutmutter und Federscheibe hervorrufen, da sich die wederscheibe nicht mitdrehen kann, weil sich ihr Gewindegang auf dem Wellengewinde verbissen hat. Ein erhöhter Anpressdruck wiederum würde ein noch stärkeres Verbeissen bewirken. Die Federscheibe übt somit eine doppelte Sicherungswirkung aus: einmal durch die Erhöhung des Anpressdrucks der Nutmutter, zum andern durch ihr Verbeissen als Losdrehhemmung.
Offensichtlich aber ist ein kräftiges Verbeissen von ausschlaggebender Bedeutung und es leuchtet, ein, dass solches ab grösserer Dicke der Federscheibe an ihrem jeweils dabei beteiligten Gewinderand, also dem Innenrand oder dem Aussenrand, in Frage gestellt sein kann. Deshalb empfiehlt es sich, die Dicke der Federscheibe dem Gew'indedurchmesser anzupassen. Das begünstigt auch die Anordnung mehrerer Federscheiben hintereinanderg deren Anzahl sich nach der Grösse des gewünschten Anzugsdrebmomentes und demit auch des entsprechenden Sicherungsmomentes richtet Schliesslich kann in weiterer Ausgestaltung der Enindung ihre Sicherungswirkung noch durch andern des Randgewindes der Federscheibe gegenüber den in der Regel genormten Trägergegengewinden besonders gewährleistet seine Hierzu ist der Slanske-nwinkel des Gewindes der Federscheibe kleiner bemessen als der des Trägergewindes. Daraus ergeben sich Ausweichmöglichkeiten für das Gewinde der Federscheibe, wenn diese durch einen Qnpressaruck ihre kegelige Form mehr oder weniger verliert. sTach einer zweckmässigen Ausführungsform weist die Federscheibe gegenüber dem Trägergegengewinde einen derart kleineren Flankenwinkel und spitzeren Gewindekopf aul;, dass dieser auf dem Kerndurchmesser des Trägergewindes zur tbst;4tzung kommt. Eine andere Ausführungsform versieht die Federscheibe gegenüber dem Trägergegengewinde mit einem derart kleineren Flankenwinkel und stumpferen Gewindekopf, dass dieser an den Gewindeflanken des Trägergegengewindes zur Abstützung kommt. Wenn nun durch axiale 3elastung der Federscheibe der Durchmesser ihres Gewinderandes sich ändert, d. h. als Aussenrand sich erweitert bzw. als Innenrand sich verengt, so ist ein Verbeissen im Trägergegengewinde stets sichergestellt.
Die Federscheibe der erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung ist aber nicht nur als Sicherungselement für Muttern, z. B. wie geschildert für tTutnuttern, geeignet, sie ist darüber hinaus auch in der Lage, Muttern selbst zu ersetzen und deren Funktion zu übernehmen.
Bei manchen Anwendungsfällen kann die Federscheibe ohne weiteres an Stelle der Nutmutter aufgeschraubt werden. Es kann aber auch notwendig sein, eine Scheibe vorzuschalten, deren eine Planfläche der Form der zu ersetzenden Nutmutterplanfläche entspricht. So ist es daLn möglich, durch Andrücken dieser Scheibe durch die Sederscheibe den gleichen Effekt zu erzielen wie mit der Hutmutter selbst.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine lTutmutter 1 auf einem Wellengewinde 2. Dabei gi@t ein Bild rechts die Anordnung im Längsschnitt, ein Bild links dia Seitenansicht davon. Die Sicherung der Nutmutter 1 erfolgt durch die Federscheibe 3. Zu ihrem Aufschrauben wurden zwei Bohrungen 4-gewählt, Fn denen ein entsprechender Schlüssel zum Anziehen der Federscheibe 3 angreift.
Fig. II zeigt eine Lochautter 5 mit Aussengewinde in einer Bohrung mit Muttergewinde G. Die Sicherung erfolgt mittels einer Federscheibe 7 mit Aussengewinde.
Ti"". ITI seigt ein Beispiel, bei dem eine Numuter auf einem Wellengewinde durch drei hintereinander aufgeschraubte Federscheiben 8 ersetzt wurde. Die Federscheiben 8 drücken auf eine Scheibe 9, die eie Anlagefläche 11 gegen das Kugellager 10 aufweist und so ausgebildet ist, dass sie die Nutmutter und eine zwischen dieser und dem Kugellager 10 notwendig gewesene Distanzscheibe ersetzt.
Fig. IV zeigt die Draufsicht auf eine Federscheibe 12, die nur einen Gewindegang aufweist. Dieser Gewindegang wurde durch axiale Verformung hergestellt. Zu diesem Zwecke ist der Gewindegang bei 13 unterbrochen, sodass hier Anfang und Ende des Gewindeganges in axialer Richtung wm die Gewinde steigung gegeneinander klaffende Fig. V zeigt das Profil eines Gewindeausschnittes 14 eines Gewindebolzens sowie den Tewindegang 15 einer Federscheibe im Schnitt. Hier ist der Flankenwinkel des Gewindeganges 15 kleiner als der Flankenwinkel des Gewindebolzens 14o Der Radius IG an der Gewindespitze der Federscheibe sitzt auf dem Kerndurchmesser des Gewindebolzens auf.
Fig. VI zeigt dieselbe Situation, jedoch ist hier der Radius 18 an der Spitze des Gewindeganges der Federscheibe 17 grösser als der Radius 19 im Gewindegrund des Gewindebolzens 14, Dadurch sitzt der Radius 1 nicht auf dem Radius 19 des Kerndurchmessers des Gewi'ndebolzens auf, sonder er stützt sich an den beiden Gewindeflanken 20 des Boltengewlndes ab.
Bei beiden Ausführungen ist es jedoch möglich, dass sich das Gewinde der Federscheibe im Eingriff mit dem Bolzengewinde entsprechend der sich beim Anziehen der Federscheibe ändernden Form um den Radius 16 bzw. 18 bewegen kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zilin Sichern von dreh- oder/und längsbeweglich anWeordneten Teilen, wie Ringen, Büchsen, Lagern, Muttern, gegen Lösen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer kegeligen, tellerfederähnlichen Federscheibe mit Randgewinde besteht, das einem Gegengewinde am Trager für den zu sichernden Teil angepasst ist.

@. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vederscheiben hintereinander vorgesehen sind.

@. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe zum Angreifen eines Schlüssels geformt ist.

@. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Federscheibe mit Ausnehmungen zum Angreifen eines Schlüssels versehen ist.

@. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe mit einer zentralen Innenöffnung versehen ist.

Vorrichtung nach Ansprch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Innenrand der Federscheibe mit einem Gewinde verschen ist, das dem Aussengewinde eines trägers angepasst ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch l, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenrand der Federscheibe mit einem einde versehen ist, das dem Innengewinde eines Trägers angepasst ist.

@. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Innenrand als auch der Aussenrand der «derscheibe mit einem Gewinde versehen sind.

9. Vorrichtung nach wenigstens einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde der aederscheibe mehr als einen Gewindegung aufweist.

10, Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der vorhergebenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde der Federscheibe nur ein einzigen Gewindegang aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Federscheibe den Gewindedurchmesser entsprechend bemessen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Steigung durch verformen in axialer Ricktuig im Gewinderand der Federscheibe eine Unterbrechung oder mehrere vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flankenwinkel des Gewindes der Federscheibe kleiner bemessen ist als der des Gegengewindes am Träger für den zu sichernden Teil.

14, Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichneQ,dass die Federscheibe gegenüber dem Trägergewinde einen derart kleineren Flankenwinkel und spitzeren Gewindekopf aufweist, sodass dieser auf dem Kerndurchmesser des Trägergewindes zur Abstützung kommt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe gegenüber dem Trägergegengewinde einen derart kleineren Flankenwinkel und stumpferen Gewindekopf aufweist, sodass dieser an den Gewindeflanken des Trägergewindes zur Abstützung Kommt.