DE2308557A1

DE2308557A1 - SELF-LOCKING FASTENER

Info

Publication number: DE2308557A1
Application number: DE19732308557
Authority: DE
Inventors: Jerry A Sigmund; Richard A Walker
Original assignee: Standard Pressed Steel Co
Current assignee: SPS Technologies LLC
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-08-30
Also published as: IT977471B; BR7301268D0; GB1394027A; AR195217A1; AU5216973A; NL7302146A; IE38442L; FR2178576A5; BE795816A; ES411872A1; CA982034A; ZA73968B; IE38442B1; JPS504453A

Description

Selbsthemmendes BefestigungselementSelf-locking fastener

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsthemmendes Befestigungselement mit einem eine radial verlaufende Auflagefläche aufweisenden Angriffsteil für ein Werkzeug und betrifft insbesondere eine Schraube, eine Mutter od. dergl. mit einer gerieften Auflagefläche zum Erzeugen eines Widerstandes gegen unbeabsichtigtes Lösen des Befestigungselements nach dem Festziehen desselben.The invention relates to a self-locking fastener with an engaging part for a tool and having a radially extending support surface relates in particular to a screw, a nut or the like with a grooved contact surface for generating a resistance against unintentional loosening of the fastening element after it has been tightened.

Bei mittels Gewinde-Befestigungselementen hergestellten Verbindungen besteht häufig die Gefahr, daß sich die Verbindung löst, indem sich eine Mutter auf einer SchraubeWith connections made by means of threaded fasteners there is often the risk that the connection loosens by putting a nut on a screw

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losdreht oder indem sich eine Schraube aus einer Mutter oder aus einem anderen Teil mit Innengewinde herausdreht. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Verbindungen, an denen Schwingungen auftreten.loosening or by turning a screw out of a nut or another part with an internal thread. This danger exists especially with connections where vibrations occur.

Es wurden bereits zahlreiche Vorschläge gemacht, wie das unbeabsichtigte Lösen von Gewinde-Befestigungselementen zu verhindern oder weitgehend zu vermeiden sei. Da diese unerwünschten Erscheinungen in den verschiedensten Anwendungsbereichen von Befestigungselementen auftreten, wurden zahlreiche verschiedene Hemmeinrichtungen entwickelt. Eine grundsätzliche Lösung besteht darin, die Auflagefläche der Befestigungselemente so zu gestalten, daß der Widerstand gegen eine Drehung des Befestigungselements gegenüber einem Werkstück, in welchem es sitzt, größer ist als der Widerstand gegen eine Drehung der ineinandergreifenden Gewinde relativ zueinander. Dadurch ist der Widerstand gegen die gegenseitige Verdrehung der ineinandergreifenden Gewindeteile nicht mehr der eine solche Verdrehung bestimmende kritische Faktor.Numerous proposals have been made such as the inadvertent loosening of threaded fasteners to be prevented or largely avoided. As these undesirable phenomena in a wide variety of applications occur from fasteners, numerous different retarding devices have been developed. A basic solution is to design the bearing surface of the fastening elements so that the Resistance to rotation of the fastener relative to a workpiece in which it sits is greater as the resistance to rotation of the intermeshing threads relative to one another. This is the resistance against the mutual rotation of the interlocking threaded parts no longer such a rotation determining critical factor.

An derartige Befestigungselemente wird die wesentliche Forderung gestellt, daß das zum Lösen des festgezogenen Elements benötigte Lösedrehmoment größer sei als das zum sachgemäßen Festziehen des Elements aufzuwendende Anzugsdrehmoment. Diese Beziehung sollte auch nach mehrmaligem Pestziehen und Lösen der Befestigungselemente noch bestehen. At such fasteners the essential Required that the loosening torque required to loosen the tightened element be greater than that for proper tightening of the element. This relationship should still exist even after pulling the plague several times and loosening the fasteners.

Die Auflageflächen solcher Befestigungselemente sind zumeist gerieft oder mit Zähnen und ähnlichen Ausbildungen versehen, welche in das Werkstück eindringen, um damit einen Widerstand gegen eine Drehung des Befestigungselements gegenüber dem Werkstück zu erzeugen. Dadurch wird jedoch die Auflagefläche des Werkstücks beim Festziehen und Lösen der Befestigungselemente in gewissem Ausmaß verletzt und damit das Werkstück insgesamt geschwächt. Demgemäß muß die zweiteThe contact surfaces of such fastening elements are usually grooved or provided with teeth and similar designs, which penetrate into the workpiece, thereby resisting rotation of the fastener to produce the workpiece. However, this will reduce the bearing surface of the workpiece when tightening and loosening the fasteners injured to a certain extent and thus weakened the workpiece as a whole. Accordingly, the second must

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wichtige Forderung an solche Befestigungselemente gestellt werden, daß sie ein Werkstück möglichst wenig verletzen.important requirement made of such fasteners that they injure a workpiece as little as possible.

Die bekannten, mit selbsthemmenden Ausbildungen an ihren Auflageflächen versehenen Befestigungselemente vermögen diesen beiden und weiteren Forderungen zumeist nicht gleichzeitig zu genügen. Gegenwärtig verfügbare Befestigungselemente mit einer günstigen Beziehung zwischen dem Löse- und dem Anzugsdrehmoment verkrallen sich derart stark in dem Werkstück, daß dieses beträchtlich geschwächt wird. Daraus ergibt sich häufig eine Kerbwirkung oder eine Konzentration von Spannungen, welche zu Krmüdungsbrüchen der befestigten Teile führen können. Diese Gefahr besteht umso mehr, je dünner die Werkstücke sind. Andererseits ist das für vorhandene Befestigungselemente mit geringerem abträglichem Einfluß auf das Werkstück erforderliche Lösedrehmoment unzureichend.The known fastening elements provided with self-locking formations on their bearing surfaces are able to do so mostly not to meet these two and other requirements at the same time. Fasteners currently available with a favorable relationship between the loosening and tightening torque, claw in such a way strong in the workpiece that this is considerably weakened. This often results in a notch effect or a concentration of stresses which can lead to fatigue fractures of the fastened parts. This danger exists all the more, the thinner the workpieces are. On the other hand, this is for existing fasteners with less detrimental influence on the workpiece, the required loosening torque is insufficient.

Diese Mangel bekannter Befestigungselemente dieser Art sind bei einem Befestigungselement gemäß der US-PS 3 605 845 der Anmelderin weitgehend beseitigt. In dieser Patentschrift ist ein selbsthemmendes Befestigungselement beschrieben, welches einer unbeabsichtigten Drehung gegenüber dem Werkstück Widerstand bietet und dabei nur ein Mindestmaß an Verletzungen der Auflagefläche des Werkstücks, an welcher sich die Auslagefläche des Befestigungselements in Anlage befindet, hervorruft. Dies ist dadurch erreicht, daß um eine Vielzahl von radial verlaufenden Riefen oder Zähnen herum eine glatte Ringfläche gebildet ist, welche durch Auflage auf dem Werkstück ein weiteres Eindringen der Zähne verhindert, damit also deren Eindringtiefe begrenzt.These shortcomings are known fasteners of this type in a fastener according to US Pat. No. 3,605,845 Applicant largely eliminated. In this patent, a self-locking fastener is described which offers resistance to inadvertent rotation with respect to the workpiece and only a minimum of injury the support surface of the workpiece on which the display surface of the fastening element is in contact, evokes. This is achieved in that around a plurality of radially extending grooves or teeth a smooth ring surface is formed, which prevents further penetration of the teeth by resting on the workpiece, so that their depth of penetration is limited.

Die Erfindung schafft ein selbsthemmendes Befestigungselement mit selbsthemmenden Ausbildungen in seiner Auflagefläche und deren Eindringtiefe in ein Werkstück begrenzenden, mit diesen kombinierten Ausbildungen.The invention creates a self-locking fastening element with self-locking formations in its bearing surface and their depth of penetration into a workpiece, with these combined trainings.

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Bei einem Befestigungselement der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Auflagefläche eine in Kreisform angeordnete Vielzahl von Riefen aufweist, welche in einer mit der Längsachse des Befestigungselements konzentrischen Zylinder-Schnittansicht ein Zahnprofil bilden, und daß die Kämme der Zähne Ausbildungen zum Begrenzen ihrer Eindringtiefe in ein Werkstück, an welchem das Befestigungselement angreift, aufweisen. ^Λ In a fastening element of the type mentioned, it is provided according to the invention that the bearing surface has a plurality of grooves arranged in a circular shape, which form a tooth profile in a cylindrical sectional view concentric with the longitudinal axis of the fastening element, and that the crests of the teeth formations for delimiting their depth of penetration into a workpiece on which the fastening element engages. ^Λ

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Zähne der Auflagefläche entlang ihren radial äußeren Enden von einem verbreiterten Auflagering umgeben, wobei die Kämme der Zähne in einer durch einwärts radiale Verlängerung der Fläche des Auflagerings gebildeten Ebene verlaufen. Die Ausbildungen zum Begrenzen der Eindringtiefe der Zähne in das Werkstück können Abrundungen oder Abflachungen an den Kämmen der Zähne sein, welche jeweils eine durch Anlage am Werkstück die Eindringtiefe begrenzende Auflagefläche bilden.In an advantageous embodiment of the invention the teeth of the support surface are surrounded by a widened support ring along their radially outer ends, wherein the crests of the teeth are formed in an inward radial extension of the surface of the support ring Run level. The trainings for limiting the depth of penetration of the teeth into the workpiece can Roundings or flats on the crests of the teeth, which are each made by contact with the workpiece form the contact surface that limits the penetration depth.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement bietet einen erhöhten Widerstand gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gegenüber dem Werkstück, verursacht jedoch nur ein Mindestmaß an Verletzungen der mit ihm zusammenwirkenden Flächen des Werkstücks, wobei es sich jeweils nur mit einem möglichst kleinen Teil der Auflagefläche in Anlage am Werkstück befindet. Das Befestigungselement weist den Vorteil einer einfachen Form auf und läßt sich daher billig herstellen.The fastening element according to the invention offers increased resistance to unintentional rotation towards the workpiece, but only causes a minimum of injuries to those interacting with it Areas of the workpiece, each with only as small a part of the support surface as possible is in contact with the workpiece. The fastener has the advantage of a simple shape and can therefore be manufactured cheaply.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of FIG Embodiments based on the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements in Form einer Schraube,Fig. 1 is an oblique view of a fastening element according to the invention in the form of a screw,

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Fig. 2 eine vergrößerte Schrägansicht der Auflagefläche der in Fig. 1 gezeigten Schraube,FIG. 2 is an enlarged oblique view of the bearing surface of the screw shown in FIG. 1,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform einer gerieften bzw. gezahnten Auflagefläche,FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 of another Embodiment of a grooved or toothed Support surface,

Fig. 4 eine Ansicht der Schraube nach Fig. 1 und 2 in senkrechtem Schnitt,4 shows a view of the screw according to FIGS. 1 and 2 in vertical section,

Fig. 5 eine Axial-Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Schraube,Fig. 5 is an axial sectional view of another according to the invention Embodiment of a screw,

Fig. 6 eine Axialschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Schraube,6 is an axial sectional view of yet another embodiment a screw,

Fig. 7 eine Axial-Schnittansicht noch einer anderen Ausführungsform einer Schraube,Fig. 7 is an axial sectional view of yet another embodiment a screw,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer Mutter in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,8 is a sectional view of a nut in a first Embodiment of the invention,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung form einer Mutter,Fig. 9 is a sectional view of a second embodiment a mother

Fig.10 eine Schnittansicht einer Mutter in einer dritten Ausführungsform und10 is a sectional view of a nut in a third Embodiment and

Fig.11 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer Mutter.11 is a sectional view of a fourth embodiment a mother.

Die in Fig. 1,2 und 4 gezeigte selbsthemmende Schraube hat einen Gewindeschaft 10 mit einem Kopf 12 an einem Ende. Der Kopf 12 hat ein Angriffsteil 14 für ein Werkzeug und einen Tragrand 16.The self-locking screw shown in FIGS. 1, 2 and 4 has a threaded shaft 10 with a head 12 at one end. The head 12 has an engaging part 14 for a tool and a support rim 16.

Die Auflagefläche des Tragrandes 16 weist einen Aufläge-The support surface of the support rim 16 has a support

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ring 18 und eine Anzahl von kreisförmig innerhalb des Auflagerings 18 angeordneten Riefen 20 auf. In einer mit der Längsachse der Schraube konzentrischen Zylinder-Schnittansicht bilden die Riefen 20 eine Anzahl von Zähnen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung haben die Zähne jeweils ein Sägezahnprofil mit einer jeweils vom Kamm eines Zahns zur Wurzel 24 des benachbarten Zahns verlaufenden Steilflanke 21. Vom Kamm 22 eines Zahns zur Wurzel jeweils desselben Zahns erstreckt sich eine Schrägflanke 27· Die Kämme der Zähne weisen jeweils eine Abrundung 23 mit gleichbleibendem oder auch veränderlichem Radius auf. Die jeweils gewählte Art des Rundungsradius bestimmt sich nach der erwünschten Hemmwirkung und der zulässigen Verformung eines Werkstücks. Die Wurzeln der Zähne verlaufen entlang von einem Punkt an der Längsachse der Schraube ausgehenden Geraden. Dadurch vergrößert sich die Breite der Riefen mit zunehmendem Abstand von der Achse der Schraube. Außerdem vergrößert sich die Höhe der Steilflanken 21 mit zunehmendem Abstand von der Achse der Schraube.ring 18 and a number of circular within the support ring 18 arranged grooves 20. In a cylindrical sectional view concentric with the longitudinal axis of the screw the grooves 20 form a number of teeth. In the embodiment shown in Fig. 2, the teeth each have one Sawtooth profile with one each from the crest of a tooth to Root 24 of the adjacent tooth running steep flank 21. From the crest 22 of a tooth to the root of the same Tooth extends a sloping flank 27 · The crests of the Teeth each have a rounded portion 23 with a constant or variable radius. The respectively The selected type of rounding radius is determined by the desired inhibiting effect and the permissible deformation of a workpiece. The roots of the teeth extend from a point on the long axis of the screw Straight lines. As a result, the width of the grooves increases with increasing distance from the axis of the screw. aside from that the height of the steep flanks 21 increases with increasing distance from the axis of the screw.

Der Auflagering 18 bildet eine fortlaufende Fläche von beträchtlicher Breite in radialer Richtung. Der Ausdruck "beträchtlich" bedeutet hier eine endliche Breite der Fläche im Gegensatz zu einer scharfen Kante. Das Befestigungselement kann jedoch auch ohne einen solchen Auflagering ausgebildet sein, insbesondere für solche Verwendungszwecke, bei denen das Auflageteil möglichst klein sein soll.The support ring 18 forms a continuous surface of considerable width in the radial direction. The expression "Considerable" here means a finite width of the surface as opposed to a sharp edge. The fastener can, however, also be designed without such a support ring, in particular for such purposes, where the support part should be as small as possible.

Die radial äußeren Enden der Kämme 22 der Zähne stoßen mit dem Auflagering 18 an dessen Innenseite zusammen. Die Kämme 22 liegen in einer entlang einer Kreislinie 19 mit dem Auflagering zusammentreffenden Ebene, welche stufenlos in den Auflagering übergeht. Wie man insbesondere in Fig. M-erkennt, verlaufen die Kämme 22 also in einer imaginären Fläche, welche eine einwärts gerichtete Verlängerung der Fläche des Auflagerings 18 bildet. Die Fläche des Auflagerings 18 verläuft also in Verlängerung der Kämme 22, soThe radially outer ends of the combs 22 of the teeth collide with the support ring 18 on its inside. The ridges 22 lie in a plane which meets the support ring along a circular line 19 and which smoothly merges into the support ring. As can be seen in particular in FIG. M- , the ridges 22 run in an imaginary surface which forms an inwardly directed extension of the surface of the support ring 18. The surface of the support ring 18 thus extends as an extension of the ridges 22, see above

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daß die Auflagefläche des Tragrands 16 insgesamt also leicht konisch verläuft. Durch die Neigung der Auflagefläche des Tragrands 16 gegenüber der Längsachse der Schraube kommt der Auflagering 18 erst nach den Kämmen 22 in Anlage an einem Werkstück 29.that the bearing surface of the support rim 16 is therefore slightly conical overall. Due to the inclination of the support surface of the support rim 16 with respect to the longitudinal axis of the screw, the support ring 18 comes only after the ridges 22 in contact with a workpiece 29.

Beim Pestziehen der Schraube in einem Werkstück in Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeils kommt die Unterseite des Tragrands 16 in Anlage an dem Werkstück, wobei dessen Material entlang den Schrägflanken der Zähne eine kalte Fließverforinung erfährt. Das kalt verformte Material staut sich vor den Steilflanken 21 der einzelnen Zähne und erzeugt einen Widerstand gegen eine Drehung der Schraube in der anderen Richtung. Die Eindringtiefe der Zähne in das Werkstück ist vorwiegend durch die Oberfläche der Abrundungen 23 und in geringerem Maße durch den Auflagering 18 begrenzt. Die in Anlage am Werkstück kommenden Abrundungen 23 verhindern mit ihren glatten Oberflächen ein tieferes Eindringen der Zähne in das Werkstück. Die Art des Materials des Werkstücks bestimmt jeweils die Eindringtiefe der Zähne. Außerdem ergibt sich aus der Art des Materials ob und gegebenenfalls wie tief der Auflagering des Tragrands in das Werkstück eindringt.When plaguing the screw in a workpiece in In the direction of the arrow shown in Fig. 2, the underside of the support rim 16 comes into contact with the workpiece, its material undergoes cold flow deformation along the inclined flanks of the teeth. That cold Deformed material accumulates in front of the steep flanks 21 of the individual teeth and creates a resistance against one turn of the screw in the other direction. The depth of penetration of the teeth into the workpiece is predominant through the surface of the fillets 23 and in limited to a lesser extent by the support ring 18. The roundings that come into contact with the workpiece 23 with their smooth surfaces prevent the teeth from penetrating deeper into the workpiece. The type of The material of the workpiece determines the depth of penetration of the teeth. In addition, the nature of the Material whether and, if so, how deeply the support ring of the support rim penetrates the workpiece.

Die Anordnung des Auflagerings 18 außen um die Zähne herum ist insofern vorteilhaft, als die durch die Zähne verursachte kalte Fließverformung des Materials zu unerwünschten Spannungskonzentrationen im Werkstück führt. Da die Zähne jedoch von dem Auflagering 18 umschlossen sind, bewirkt dieser eine Eingrenzung der Spannungskonzentrationen, so daß diese sich nicht über die vom Tragrand 16 bedeckte Fläche hinaus ausdehnen können. Im Gegensatz dazu sind die Auswirkungen der Spannungskonzentrationen bei einer Schraube mit innerhalb der Zähne verlaufendem Auflagering nicht in der gleichen Weise begrenzbar. Aus der Tatsache, daß die Kämme 22 der Zähne in einer dieThe arrangement of the support ring 18 around the outside of the teeth is advantageous in that it is caused by the teeth cold flow deformation of the material leads to undesirable stress concentrations in the workpiece. However, since the teeth are enclosed by the support ring 18, this has the effect of limiting the stress concentrations, so that they cannot expand beyond the area covered by the support rim 16. In contrast in addition are the effects of the stress concentrations in a screw running within the teeth Support ring cannot be limited in the same way. From the fact that the combs 22 of the teeth in one die

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des Auflagerings 18 stufenlos verlängernden Fläche verlaufen, ergibt es sich, daß seihst heim Eindringen des Auflagerings in das Werkstück die sich aus Spannüngskonzentrationen ergehenden Folgen garnicht oder nur sehr wenig wirksam werden, da die Änderungen in der Oberflächenform des Werkstücks in stetigem Übergang verlaufen.of the support ring 18 extend steplessly extending surface, it follows that even the penetration of the support ring the consequences resulting from stress concentrations have no or only very little effect on the workpiece because the changes in the surface shape of the workpiece are in continuous transition.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausbildung der Zahnkämme. In dieser Figur sind den in Fig. 2 gezeigten entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Auflagefläche des Tragrands 16 weist einen Auflagering sowie eine Anzahl von eine Zahnung bildenden Riefen 20 innerhalb des Auflagerings 18 auf. Die einzelnen Zähne haben jeweils eine von ihrem Kamm 22 zur V/urzel 24 des benachbarten Zahns verlaufende Steilflanke 21.Fig. 3 shows another design of the tooth combs. In In this figure, corresponding parts to those shown in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals. the The support surface of the support rim 16 has a support ring and a number of grooves 20 forming a toothing within the support ring 18. The individual teeth each have one from their crest 22 to the root 24 of the adjacent tooth running steep flank 21.

In dieser Ausführungsform haben die Zähne jeweils eine radial entlang dem Kamm 22 verlaufende ebene Abflachung von endlicher Breite. Die Schrägflanke 26 verläuft jeweils von der Wurzel 28 eines Zahns zur Hinterkante 32 der Abflachung 30 am Kamm 22 des nächsten Zahns. Die Abflachungen 30 sowie die Wurzeln 28 der Zähne verlaufen vorzugsweise entlang von einem Punkt an der Längsachse der Schraube ausgehenden Geraden, so daß sich die Breite der Abflachungen sowie die der Zähne mit zunehmendem Abstand von der Achse der Schraube vergrößert. Die Höhe der Steilflanken 21 vergrößert sich ebenfalls mit zunehmendem Abstand von der Schraubenachse. Die Abflachungen 30 und/ oder die Steilflanken 21 können jedoch auch so ausgebildet sein, daß sich ihre Breite bzw. Höhe mit zunehmendem Abstand von der Schraubenachse verringert.In this embodiment, the teeth each have a flat flat surface running radially along the ridge 22 of finite width. The inclined flank 26 runs in each case from the root 28 of a tooth to the rear edge 32 of the Flattening 30 on crest 22 of the next tooth. The flats 30 and the roots 28 of the teeth preferably run along straight lines emanating from a point on the longitudinal axis of the screw, so that the width of the Flattenings as well as those of the teeth increase with increasing distance from the axis of the screw. The height of the steep flanks 21 also increases with increasing distance from the screw axis. The flats 30 and / or the steep flanks 21 can, however, also be designed in such a way that their width or height increases with increasing Distance from the screw axis reduced.

In dieser Ausführungsform ist die Eindringtiefe der Zähne, damit also die Hemmwirkung und die Verformung oder Reibkorrosion des Werkstücks vorwiegend durch die Oberflächen der Abflachungen 30 bestimmt. Beim Festziehen der Schraube in Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeils kommen dieIn this embodiment, the penetration depth of the teeth, thus the inhibiting effect and the deformation or fretting corrosion of the workpiece mainly determined by the surfaces of the flats 30. When tightening the screw in the direction of the arrow shown in Fig. 3 come the

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Zähne in Anlage am Werkstück, wobei dessen Material an den Schrägflanken der Zähne eine kalte Fließverformung erfährt. Das kalt verformte Material des Werkstücks staut sich vor den jeweiligen Steilflanken 21 und setzt nachher einer Drehung der Schraube im Gegensinn einen Widerstand entgegen. Die durch die Abflachungen 30 gebildeten Auflageflächen an den Kämmen 22 der einzelnen Zähne begrenzen die Eindringtiefe der Zähne und verhindern damit eine unerwünschte und schädliche Reibkorrosion des Werkstücks.Teeth in contact with the workpiece, the material of which undergoes cold flow deformation on the inclined flanks of the teeth. The cold-deformed material of the workpiece accumulates in front of the respective steep flanks 21 and then provides resistance to turning the screw in the opposite direction. The contact surfaces formed by the flattened areas 30 on the combs 22 of the individual teeth limit the depth of penetration of the teeth and thus prevent undesirable and harmful fretting corrosion of the workpiece.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform einer Schraube unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten dadurch, daß der Zahnkamm 42 normal zur Längsachse der Schraube verläuft und daß der Auflagering 38 ein balliges Profil hat. Der Übergang vom Auflagering 38 zu den Kämmen 42 verläuft glatt, um so das Auftreten von unerwünschten Spannungskonzentrationen zu vermeiden. The embodiment of a screw shown in FIG. 5 differs differs from that shown in Fig. 4 in that the tooth comb 42 extends normal to the longitudinal axis of the screw and that the support ring 38 has a spherical profile. The transition from the support ring 38 to the ridges 42 runs smooth to avoid the occurrence of undesirable stress concentrations.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform einer Schraube unterscheidet sich von den bisher beschriebenen darin, daß die Wurzellinie 48 der Zähne bogenförmig anstatt geradlinig verläuft.The embodiment of a screw shown in Fig. 6 differs from those previously described in that that the root line 48 of the teeth is arcuate rather than straight.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform einer Schraube weist gegenüber den bisher beschriebenen den Unterschied auf, daß die Zahnkämme 82 normal zur Längsachse der Schraube verlaufen und daß die Fläche des Auflagerings 88 einen stumpfen Winkel mit der Ebene der Zahnkämme bildet.The embodiment of a screw shown in FIG. 7 differs from those previously described in that the tooth combs 82 run normal to the longitudinal axis of the screw and that the surface of the support ring 88 forms an obtuse angle with the plane of the tooth combs.

Die in Fig. 4 Ms 7 gezeigten Ausführungsformen von Schrauben können wahlweise mit der in Fig. 2 gezeigten Abrundung 23 oder mit der in Fig. 3 gezeigten Abflachung 30 der Zahnkäame 22 ausgebildet sein. In allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen liegen die radial äußersten Teile der Auflagefläche des Tragrings 16 in Axialrichtung jeweils näher zur Endfläche des Schraubenkopfs 12 als die radial inneren Teile. Der Auflagering kommt also in jedem The embodiments of screws shown in FIG. 4 Ms 7 can optionally be formed with the rounded portion 23 shown in FIG. 2 or with the flattened portion 30 of the toothed chambers 22 shown in FIG. 3. In all of the embodiments described above, the radially outermost parts of the bearing surface of the support ring 16 are each closer to the end surface of the screw head 12 in the axial direction than the radially inner parts. So the support ring comes in everyone

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Falle erst nach den Zähnen in Anlage an dem Werkstück. Fall only after the teeth come into contact with the workpiece.

In Fig. 8 "bis 11 sind Ausführungsformen von selbsthem- menden Muttern dargestellt, welche denen der in Fig. 4 bis gezeigten Schrauben jeweils entsprechend ausgebildete Auflageflächen haben. Die Muttern haben jeweils die gleiche Wirkungsweise wie die ihnen entsprechenden Schrauben, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung erübrigt. Es sei lediglich bemerkt, daß in Fig. 8 die Kämme 52 der Zähne in der Ebene des Auflagerings 58 verlaufen und zusammen mit dieser gegenüber der Längsachse der Mutter geneigt sind. In Fig. 9 verlaufen die Kämme 62 der Zähne normal zur Längsachse der Mutter, und der Auflagering 68 hat ein balliges Profil. In Fig. 10 verläuft die Wurzel der Zähne im Gegensatz zu den geradlinigen Wurzeln in Fig. 8 und 9 gekrümmt. In Fig. 11 schließlich verläuft der Kamm 92 normal zur Längsachse der Mutter und die Fläche des Auflagerings 98 bildet einen stumpfen Winkel zur Ebene der Zahnkämme. Die abgebildeten Muttern können wahlweise abgerundete oder abgeflachte Zahnkämme haben. In FIG. 8 "to 11 show embodiments of self- locking nuts which have those of in Fig. 4 to screws shown respectively correspondingly formed supporting surfaces. The nuts each have the same operation as their corresponding screws, so that a the It should only be noted that in Fig. 8 the ridges 52 of the teeth run in the plane of the support ring 58 and are inclined together with the latter relative to the longitudinal axis of the nut. In Fig. 9, the ridges 62 of the teeth run normally to the longitudinal axis of the nut, and the support ring 68 has a spherical profile. In Fig. 10, the roots of the teeth are curved in contrast to the straight roots in Figs The nut and the surface of the support ring 98 form an obtuse angle to the plane of the tooth combs. The nuts shown can optionally have rounded or flattened tooth combs mme have.

Vorstehend sind die Ausführungen nach Fig. 2 und 3 abgerundeten bzw. abgeflachten Zahnkämmen zwar jeweils mit dem in der US-PS 3 605 845 beschriebenen Auflagering 18 des Tragrands 16 beschrieben und dargestellt, für bestimmte Verwendungszwecke können die Befestigungselemente jedoch auch ohne einen solchen oder ähnlichen Auflagering ausgebildet sein. Gemäß der genannten Patentschrift verhindert der Auflagering ein weiteres Eindringen der Zähne in ein Werkstück und bildet somit eine Begrenzung der Eindringtiefe beim Festziehen eines Befestigungselements der beschriebenen Form an einem Werkstück. Zusätzlich dient der Auflagering gemäß der genannten Patentschrift zum Eingrenzen der Spannungskonzentrationen im Werkstück und verhindert deren Ausbreitung über den vom Tragrand des Befestigungselements bedeckten Bereich hinaus. The embodiments of FIGS. 2 and 3 rounded or flattened tooth combs are described and illustrated in each case with the support ring 18 of the support rim 16 described in US Pat Be formed support ring. According to the cited patent, the support ring prevents further penetration of the teeth into a workpiece and thus forms a limitation of the penetration depth when tightening a fastening element of the described shape on a workpiece. In addition, according to the patent mentioned, the support ring serves to limit the stress concentrations in the workpiece and prevents them from spreading beyond the area covered by the supporting edge of the fastening element.

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Beim erfindungsgemäßen Befestigungselement verhindert die besondere Ausbildung der Zahnkämme, also deren Abrundung bzw. Abflachung, zum größten Teil das weitere Eindringen der Zähne in das Werkstück und bildet so eine Begrenzung der Eindringtiefe der Zähne. In den Ausführungen der Erfindung mit einem Auflagering 18 trägt dieser zur Begrenzung der Eindringtiefe mit bei und bewirkt im übrigen eine Eingrenzung der Spannungen. In Fällen, in denen die Spannungskonzentration im Werkstück keine Rolle spielt kann das erfindungsgemäße selbsthemmende Befestigungselement auch ohne einen äußeren Auflagering zur Anwendung kommen.When the fastener according to the invention prevented the special formation of the tooth combs, i.e. their rounding or flattening, for the most part the rest Penetration of the teeth into the workpiece, thus limiting the penetration depth of the teeth. In the Embodiments of the invention with a support ring 18 contributes to the limitation of the penetration depth and also has the effect of limiting the tensions. In cases where the stress concentration in the workpiece The self-locking fastening element according to the invention can play no role even without an external support ring come into use.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages of the Invention, including structural details and spatial arrangements, can be used both on their own as well as being essential to the invention in any combination.

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Claims

Claims;

M.) Se Ib st retardant s fastening element with a a radially extending contact surface for a tool, characterized in that the contact surface is circular arranged plurality of grooves (20), which in a with the longitudinal axis of the fastening element concentric cylinder sectional view Form tooth profile, and that the combs (22) of the teeth formations to limit their depth of penetration into a Workpiece (29) »on which the fastening element engages.

2. Self-locking fastening element according to claim 1, characterized in that the depth of penetration of the teeth in the workpiece (29) limiting formations, rounded portions (23) on the Combs (22) of the individual teeth are, which prevent a deeper penetration of the teeth into the workpiece Form support surface.

3. Self-locking fastening element according to claim 1, characterized in that the flats (30) that limit the depth of penetration of the teeth into the workpiece (29) are finite Width at the crests (22) of the individual teeth are, which a deeper penetration of the teeth into the workpiece Form a preventive support surface.

4. Self-locking fastening element according to at least one of claims 1 to 3 »marked thereby net that the teeth of the support surface (16) along their radially outer ends of a support ring (18) with finite Width are surrounded and that the combs (22) of the teeth in an imaginary, the surface of the support ring radially inward extending surface.

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5- Self-locking fastening element according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the teeth of the bearing surface each have a steep flank (21) running from the ridge (22) of one tooth to the root (24) of an adjacent tooth and one steep flank (21) from the ridge to the root ( 28) of a tooth have sloping flank (26).

6. Self-locking fastener in particular according to claim 3 or 5 »characterized in that the inclined flank (26) is between the root (28) of a tooth and the anterior band of the flat (30) on the tooth chimney (22) and that the steep flank (21) from the rear edge of the flat to the root (24) of an adjacent tooth runs.

7 · Self-locking fastening element in particular according to one of claims 3 »5 and / or 6, characterized characterized in that the roots (24, 28) of the teeth and the flats (30) on the tooth combs (22) extend along straight lines emanating from the longitudinal axis of the fastening element.

8. Self-locking fastening element according to at least one of claims 1 to 7 »thereby characterized in that the crests (22) of the teeth with respect to the longitudinal axis of the fastening element run inclined.

9 · A self-locking fastener according to at least one of claims 1 to 7 _t characterized in that the combs (22) of the teeth are normal to the longitudinal axis of the fastener.

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10. Anti-self-locking fastener according to at least one of claims 1, 2, 4-, 5, 8 and / or 9, characterized in that along the connecting line between the inclined flank (26) of a tooth and it extending to the root (24) of an adjacent tooth Steep flank (21) a rounded transition (23) is formed.

11. Seibsthemmendes fastening element according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the fastening element is a Screw with a head (12) and a threaded shaft (10) extending therefrom and that the radial extending support surface is formed on the workpiece (29) facing side of the head.

12. Self-locking fastening element according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that it is one of a threaded bore interspersed nut and that the radially extending support surface on one end face of the nut around the Threaded hole is formed around.

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