DE2327285A1 - Reusable self-locking screw, motion and vibration proof - with nylon ring held in circular groove by knurling - Google Patents

Reusable self-locking screw, motion and vibration proof - with nylon ring held in circular groove by knurling

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DE2327285A1
DE2327285A1 DE19732327285 DE2327285A DE2327285A1 DE 2327285 A1 DE2327285 A1 DE 2327285A1 DE 19732327285 DE19732327285 DE 19732327285 DE 2327285 A DE2327285 A DE 2327285A DE 2327285 A1 DE2327285 A1 DE 2327285A1
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/38Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt with a second part of the screw-thread which may be resiliently mounted

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Abstract

A self-locking screw, proof against operating motion and vibration, and partic. applicable as an adjusting screw, for air release, etc is machined from a blank by first, cutting a relatively broad cylindrical groove in the shank near to the tail, and deepening and groove by knurling on a similar operation. The grooved section is then inserted in an injection mould and the groove filled with nylon, a continuous thread being finally rolled on the shank without cutting the nylon.

Description

Selbstsichernde Schraube sowie Verfahren zu derenSelf-locking screw, as well as procedures for their HerstellungManufacturing

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstsichernde Schraube sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Eine selbstsichernde Schraube besitzt ein Sicherungselement, welches gegenüber den Gewindegängen eines komplementären Muttergewindes ein so großes Reibungsmoment erzeugt, daß ein lösen der Schraube bei Betriebserschütterungen und/oder Vibrationen verhindert wird-The invention relates to a self-locking screw and a method for their production. A self-locking screw has a locking element, which is opposite the threads of a complementary nut thread generate such a large frictional torque that the screw is loosened Operational shocks and / or vibrations are prevented

Aus ,dem deutschen Patent 894 792 ist bekannt, eine derartige Sehraube im Bereich ihres Gewindeschaftes mit einer radial verlaufenden, sich nach innen konisch erweiternden Blindbohrung zu versehen und in diese Blindbohrung einen PXropfan aus elastischem Kunststoff einzusetzen, der sich im eingeschraubten Zustand dieser bekannten selbstsichernden Schraube am Muttergewinde abstützt und auf diese Weise die radial gegenüberliegenden Ge v/i nde flanke η der Schraube und des Muttergewindes gegeneinander preßt»From the German patent 894 792 it is known such a Visible hood in the area of its threaded shaft with a radial running, inwardly conically widening blind hole and in this blind hole a PXropfan Use made of elastic plastic, which is in the screwed-in state of this known self-locking screw supported on the nut thread and in this way the radially opposite Ge v / i nde flank η of the screw and the nut thread press against each other »

Diese bekannte Sicherheitsmaßnahme hat verschiedene Nachteile. Wegen seiner geringen Fläche unterliegt der eingesetzte Pfropfen einer relativ hohen ]?lachenpress-ung und damit raschem Verschleiß? ein langzeitig konstantes Eelbungsmoment ist daher nicht erzielbars weil sich durch raschen Verschleiß nach mehrfacher Betätigung der Schraube der ReibungswiderstandThis known security measure has several disadvantages. Because of its small area, the plug used is subject to a relatively high]? Face pressure and thus rapid wear? a long-term constant Eelbungsmoment is therefore not achievable s because the frictional resistance due to rapid wear after repeated actuation of the screw

409881/0 447409881/0 447

verändert. Ferner ist die bekannte Sieherungsmaßnahme nicht nur relativ teuer in der Herstellung, sondern auch für Schrauben mit kleineren Durchmessern aus fertigungstechnischen Gründen völlig ungeeignet.changes. Furthermore, the known precautionary measure is not only relatively expensive to manufacture, but also for screws with smaller diameters from manufacturing technology Completely unsuitable for reasons.

Ferner ist bereits versucht worden, Schrauben gegen unbeabsichtigtes Verdrehen in der Weise zu sichern, daß man ihr Gewinde mit einem harzartigen Viskoseüberzugsmaterial beschichtet, dessen Viskosität mit Hilfe eines Weichmachers auf einen bestimmten Wert eingestellt ist.' Diese bekannte Sicherungsmaßnahme hat zunächst den Nachteil, daß der Weichmacher mit der Zeit verloren geht und sich dadurch der Reibungswiderstand verändert. Außerdem verteilt sich die Überzugsmasse über die gesamte verschraubte Gewindezone und füllt dabei sämtliche Gewindegänge. Daher wird sich kein v/orausschaubares Reibungsmoment, vor allem kein kleines Reibungsmoment erzielen. Ein weiterer Nachteil solcher beschichteten Schrauben besteht darin, daß man sie nicht mehrmals demontieren und wiederholt montieren kann.Attempts have also been made to prevent accidental screws To secure twisting in such a way that their thread is coated with a resinous viscose coating material, the viscosity of which is adjusted to a certain value with the aid of a plasticizer. ' This well-known Safety measure initially has the disadvantage that the plasticizer is lost over time and thereby the Frictional resistance changed. In addition, the coating compound is distributed over the entire screwed thread zone and fills all threads. Therefore, there will be no foreseeable frictional torque, especially not a small one Achieve frictional torque. Another disadvantage of such coated screws is that they do not have to be used several times can be dismantled and reassembled repeatedly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstsichernde Schraube so zu gestalten und herzustellen, daß sie langzeitig mit einem konstanten, innerhalb enger Toleranzen liegenden und, falls erwünscht, geringem Reibungsmoment betätigbar und beispielsweise als Einstellschraube geeignet ist, sich chemisch neutral verhält und ggf. Dicht funktionen übernehmen kann.The invention is based on the object of designing and producing a self-locking screw so that it can last for a long time with a constant, within narrow tolerances lying and, if desired, low friction torque can be actuated and, for example, suitable as an adjusting screw is chemically neutral and can, if necessary, take over sealing functions.

Verfahrensseitig wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß in den zylindrischen Schaft eines Bolzens eine Ringnut eingearbeitet, der Grund der Ringnut mit einer-Rändelung oder ähnlichen Vertiefungen versehen, der mit der Ringnut versehene Teil des zylindrischen Schaftes abgedichtet in eine Spritzgußform eingebracht und im Bereich der Ringnut mit einem Kunststoff umspritzt, der auf diese Weise gebildeteIn terms of the method, this object is achieved in that an annular groove is formed in the cylindrical shaft of a bolt incorporated, the base of the ring groove with knurling or similar recesses provided, the part of the cylindrical shaft provided with the annular groove is sealed in introduced an injection mold and encapsulated in the area of the annular groove with a plastic, which is formed in this way

_ 3 -409881 /0447_ 3 -409881 / 0447

Kunststoffring an beiden Außenrändern mit einer schrägen Fase o.dgl. versehen und daß anschließend in den Schaft beiderseits neben dem Kunststoffring ein Gewinde eingerollt wird.Plastic ring on both outer edges with a sloping one Bevel or the like. provided and that then in the shaft A thread rolled up on both sides next to the plastic ring will.

Mittels einer derartigen erfindungsgemäß hergestellten selbstsichernden Schraube läßt sich über lange Zeiträume hinweg ein bestimmtes gleichmäßiges Reibungsmoment erzielen, dessen Größe man durch Wahl der Breite des Sicherungsringes und durch Verwendung eines Kunststoffes bestimmter Zähigkeit vorausbestimmen kann. Vorteilhaft ist die Verwendung eines gerollten Gewindes, weil hierbei der mit dem Durchmesser des zylindrischen Schraubenschaftes übereinstimmende Kunststoff ring—Außendurchmesser etwa die Große des Flankendurchmessers des gerollten Gewindes hat. Im eingeschraubten Zustand kann sich der Kunststoffring somit problemlos und mit gewünschter Reibung an die Muttergewindegänge anlegen. , By means of such a self-locking device produced according to the invention Screw can achieve a certain uniform friction torque over long periods of time, its You size by choosing the width of the locking ring and by using a plastic of certain toughness can predict. The use of a rolled thread is advantageous because it is the one with the diameter of the cylindrical screw shaft matching plastic ring — outside diameter about the size of the pitch diameter of the rolled thread. When screwed in, the plastic ring can easily move and apply to the nut threads with the desired friction. ,

Vorzugsweise ist der Kunststoffring an seinen beiden Rändern mit einer Fase versehen. Dadurch wird das Ein- und Ausschrauben erleichtert. .Preferably the plastic ring is on both of its edges provided with a bevel. This makes screwing in and unscrewing easier. .

Derartige selbstsichernde Schrauben können vorzugsweise als selbstsichernde Einstellschrauben verwendet werden.Such self-locking screws can preferably be used as self-locking adjustment screws are used.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained in more detail in connection with a drawing. Show it:

Pig. 1 bis 4 den vorderen Abschnitt einer selbstsichernden Einstellschraube in vier verschiedenen Bearbeitungszuständen.Pig. 1 to 4 the front section of a self-locking adjustment screw in four different Processing states.

Die nachfolgend beschriebene selbstsichernde Schraube, deren vorderes Ende in Pig.4 im Fertigzustand und abgebrochen dargestellt ist, kann als Einstellschraube, beispielsweise als Luftregulierschraube verwendet werden.The self-locking screw described below, whose front end shown in Pig. 4 in the finished state and broken off can be used as an adjusting screw, for example as an air regulating screw.

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Das vordere Ende ihres Gewindeschaftes 1b ist in nachstehend beschriebener Weise mit einer Ringnut 2 (Fig.1) versehen, in die ein Sicherungsring 5 aus einem Kunststoff mit bestimmter Zähigkeit, beispielsweise aus Polyamid, eingespritzt ist. Wie sich aus Fig.4 entnehmen läßt, entspricht der Außendurchmesser des Kunststoff-Sicherungsringes 5 dem Flankendurchm. eines Gewindes 10 auf dem Gewindeschaft 1b. Bekanntlich entspricht der Flankendurchm. eines Gewindes etwa dem Mittelwert zwischen seinem Außendurchmesser und seinem Kerndurchmesser.The front end of their threaded shaft 1b is shown below described manner with an annular groove 2 (Fig.1), in which a locking ring 5 made of a plastic with certain Toughness, for example from polyamide, is injected. As can be seen from FIG. 4, the outer diameter corresponds of the plastic locking ring 5 to the flank diam. one Thread 10 on the threaded shaft 1b. As is known, the flank diameter corresponds to. of a thread approximately the mean value between its outside diameter and its core diameter.

Wird" das vordere Ende der in Fig.4 dargestellten Einstellschraube in ein nicht dargestelltes Muttergewinde eingeschraubt, so paßt sich der Sicherungsring. 5 elastisch den
Gewindegängen des Muttergewindes an, dessen Kunststoff
dauerelastische Eigenschaften besitzt, so daß er auch nach
mehrjähriger Betriebsdauer nach dem Herausschrauben aus dem Muttergewinde im wesentlichen wieder seine dargestellte zylindrische Form einnimmt. Der Sicherungsring 5 verleiht der Einstellschraube somit ein vorbestimmtes und über längere
Zeiträume hinweg konstantes Reibungsmoment gegenüber dem
Muttergewinde.
If the front end of the adjusting screw shown in FIG. 4 is screwed into a nut thread (not shown), the locking ring 5 fits elastically
Threads of the nut thread, its plastic
has permanently elastic properties, so that he also after
several years of operation after being unscrewed from the nut thread essentially resumes its illustrated cylindrical shape. The locking ring 5 thus gives the adjusting screw a predetermined and longer-lasting one
Frictional torque constant over time compared to the
Nut thread.

Die Größe dieses Reibungsmomentes kann durch die Wahl der
Länge des Sicherungsringes 5 und ferner durch die Wahl der
Kunststoff-Zähigkeit variiert werden. Ein längerer Sicherungsring 5 ergibt selbstverständlich ein höheres Reibungsmoment als ein kurzer.
The size of this frictional torque can be determined by the choice of
Length of the locking ring 5 and also by the choice of
Plastic toughness can be varied. A longer retaining ring 5 naturally results in a higher frictional torque than a short one.

Der Sicherungsring 5 verleiht der selbstsichernden Schraube nicht nur das gewünschte Reibungsmoment und damit eine Verliersicherheit, sondern zusätzlich einen Abdichteffekt.The locking ring 5 not only gives the self-locking screw the desired frictional torque and thus security against loss, but also a sealing effect.

Nachfolgend werden die einzelnen Arbeitsgänge zur Herstellung der zeichnungsgemäß dargestellten Einstellschraube beschrieben. Ein noch gewindeloser zylindrischer Schaft 1a wird beispielsweise auf einem Automaten in der Nähe seines vorderen EndesThe following describes the individual operations for producing the adjusting screw shown in the drawing. A still unthreaded cylindrical shaft 1a is, for example, on a machine in the vicinity of its front end

— 5 — 40 9881/0447- 5 - 40 9881/0447

mit einer Ringnut 2 vorzugsweise mit abgeschrägten Schnittflächen versehen, deren Oberfläche 3 gerändelt wird.with an annular groove 2, preferably with beveled cut surfaces provided, the surface 3 is knurled.

Anschließend wird das gem. Pig.1 fertiggestellte Rohteil in eine dem Außendurchmesser des Gewindeschaftes Tb entsprechende Aufnahmebohrung einer einfachen Kunststoff-Spritzgießform eingebracht, deren Einguß sich im Bereich der Ringnut 2 befindet. Hierauf wird der freie Raum der Ringnut 2 mit einem gewünschten elastischen Kunststoff ausgespritzt, beispielsweise mit einem Polyamid. Der eingespritzte Kunststoff bildet den in Pig.2 noch rohen Sicherungsring 5» dessen Außendurchmesser genau mit dem Außendurchmesser d des zylindrischen Schaftes 1a'übereinstimmt..Then the finished part according to Pig.1 is converted into a receiving bore of a simple plastic injection mold corresponding to the outer diameter of the threaded shaft Tb introduced, the sprue is located in the area of the annular groove 2. Thereupon the free space of the annular groove 2 becomes with injected with a desired elastic plastic, for example with a polyamide. The injected plastic forms the circlip 5, which is still raw in Pig.2, its outside diameter exactly with the outside diameter d of the cylindrical shaft 1a 'matches.

Perner wird gem. Pig.3 an den beiden Außenrändern des Sicherungsringes 5" je ein V-förmiger Einstich 7 eingearbeitet, so daß die beiden Ränder des Sicherungsringes 5 und die benachbarten Randzonen des Schaftes 1a jeweils mit einer Pase versehen werden.According to Pig.3, Perner is attached to the two outer edges of the locking ring 5 "each has a V-shaped recess 7 incorporated so that the two edges of the locking ring 5 and the neighboring Edge zones of the shaft 1a each with a bevel be provided.

Das in Pig.3 dargestellte Halbfertigfabrikat wird schließlich in einem Rollwerkzeug bearbeitet, dessen Gewinderollen im Bereich des Sicherungsringes 5 einen derart bemessenen Einschnitt besitzen, daß dieser Sicherungsring nicht überrollt wird. Die im Bereich der Preistiche 7 liegenden Pasen des Sicherungsringes 5 begünstigen einerseits das GewinderοILeη und erleichtern andererseits das spätere Einschrauben des Kunststoff-Sicherungsringes in ein nicht dargestelltes Gewinde,The semi-finished product shown in Pig. 3 will eventually machined in a rolling tool, the thread rolling of which in the area of the locking ring 5 has an incision dimensioned in this way own that this locking ring is not rolled over. The phases of the Circlip 5 favor on the one hand the thread oILeη and on the other hand, make it easier to screw in the Plastic locking ring in a thread, not shown,

Wie Pig.4 zeigt, liegt der Außendurchmesser des Sicherungsringes 5 etwa in der Mitte zwischen dem Außendurchmesser D und dem Kerndurchmesser des gerollten Gewindes 10. Diese Bedingung läßt sich bei einem Schaftdurchmesser, der gem. Pig.2 und 3 den gleichen Durchmesser d wie der Sicherungsring 5 hatte, in einfacher Weise mit einem gerollten Gewinde erzielen.As Pig.4 shows, the outer diameter of the locking ring is 5 approximately in the middle between the outer diameter D and the core diameter of the rolled thread 10. This condition can be met with a shaft diameter which, according to Pig.2 and 3 the same diameter d as the locking ring 5 had to achieve in a simple manner with a rolled thread.

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Claims (1)

453.7453.7 PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung einer selbstsichernden Schraube, dadurch gekennzeichnet, daß in deii zylindrischen Schaft eines Bolzens eine Ringnut eingearbeitet, der Grund der Ringnut mit einer Rändelung oder ähnlichen Vertiefungen versehen, der mit der Ringnut versehene Teil des zylindrischen Schaftes abgedichtet in" eine Spritzgießform eingebracht und im Bereich der Ringnut mit einem Kunststoff umspritzt, der auf diese Weise gebildete Kunststoffring an beiden Außenrändern mit einer schrägen Fase ο.dgl. versehen und daß anschließend in den Schaft beiderseits neben dem Kunststoffring ein Gewinde eingerollt wird.Method of making a self-locking screw, characterized in that in the cylindrical shaft an annular groove incorporated into a bolt, the base of the annular groove with knurling or similar indentations provided, the part of the cylindrical shaft provided with the annular groove is sealed in "an injection mold introduced and encapsulated in the area of the annular groove with a plastic that is formed in this way Plastic ring on both outer edges with an inclined bevel or the like. provided and that then in a thread is rolled up on both sides of the shaft next to the plastic ring. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring so herumgespritzt wird, daß sein Außendurchmesser im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des zylindrischen Schaftes übereinstimmt.Method according to claim 1, characterized in that the plastic ring is injected around so that its Outer diameter essentially coincides with the outer diameter of the cylindrical shaft. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollwerkzeug im Bereich des zuvor aufgespritzten Kunststoffringes eine Aussparung besitzt.Method according to claim 1, characterized in that the rolling tool is in the area of the previously sprayed on Plastic ring has a recess. Selbstsichernde Schraube mit einem nichtmetallischen Einsatz, der in eine Vertiefung ihres mit Gewinde versehenen Schaftes eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als eine das Gewinde (10) in zwei separate Schnitte unterteilende Ringnut (2) ausgebildet und der Einsatz ein in die Ringnut eingeformter Kunststoff ring (5) ist.Self-locking screw with a non-metallic insert that is threaded into a recess of its Shank is introduced, characterized in that the recess as one the thread (10) in two Separate cuts dividing annular groove (2) formed and the insert a plastic molded into the annular groove ring (5). _ 7 _ 409881/0447_ 7 _ 409881/0447 5. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Ringnut (2) mit Vertiefungen (5)
versehen ist. .
5. Screw according to claim 4, characterized in that the base of the annular groove (2) with depressions (5)
is provided. .
6. Schraube nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen aus einer Rändelung (3) bestehen. -"6. Screw according to claim 5 »characterized in that the wells consist of a knurl (3). - " 7. Schraube nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ringnut (2) mit einer Fase versehen sind.7. Screw according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the edges of the annular groove (2) are provided with a bevel. 8. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kunststoffringes (5) im
wesentlichen mit dem Flankendurchm. des Schraubengewindes (10) übereinstimmt.
8. Screw according to claim 4, characterized in that the outer diameter of the plastic ring (5) in the
essential with the flank diam. of the screw thread (10) corresponds.
9. Schraube nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (5) an seinen beiden Rändern mit einer Fase versehen ist.9. Screw according to claim 4 or 8, characterized in that that the plastic ring (5) on both of its edges is provided with a bevel. 10. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube mit einem gerollten Gewinde (10) versehen ist.10. Screw according to claim 4, characterized in that the screw is provided with a rolled thread (10) is. 11. Schraube nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube als kopflose Stiftschraube ausgebildet ist.11. Screw according to at least one of claims 4 to 10, characterized in that the screw is designed as a headless stud screw. 409 88 1/0-447409 88 1 / 0-447 Le e rs.e ι teLe e rs.e ι te
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