DE2365132B2 - Sicherungsschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsschraube zur Verwendung mit einem normalen Innengewinde, mit einem konstanten Kern· und Außendurchmesser und mit wenigstens einem sich über mehrere Gewindegänge erstreckenden Abschnitt, in dem sich die Steigung zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert indert.

Nach der FR-PS 21 80 331 ist eine Sieherungsschraube mit konstantem Kerndurchmesser und konstantem Außendurchmesser bekannt, bei der das Gewindeprofil geneigt ist. Diese Neigung wird entweder nur durch Änderung der Ganghöhe uei Gewindeprofilspitzen oder nur d«?s Gewindeprofilkernes erreichi, wodurch zwangsläufig Steigungen des Gewindeprofils entstehen, die von der Normganghöhe abweichen. Durch diese Ausbildung bleibt entweder die Ganghöhe des Profilkernes oder der Profilspitzen konstant. Nachteilig ist, daß das Gewindeprofil zwangsläufig einseitig geneigt ist, d. h. daß die steileren Flanken stets auf der gleichen Seite angeordnet sind, vodurch lediglich eine einseitige Sicherungswirkung erzielbar ist, die bereits nach kurzem Gebrai'Ch der Sieherungsschraube erheblich nachläßt, so daß die Wiederverwendtaarkett der bekannten Sieherungsschraube gering ist Bereits nach fünfmaligem Lösen fällt das Lösedrehmoment um fast 50%.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sieherungsschraube der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine bessere Sicherungswirkung bei oftmaligem Lösen der Schraube erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steigung in mehreren sich periodisch entlang der Schraubenlänge wiederholenden Stufen kontinuierlich von einem Ausgangswert bis zu einem Minimalwert

abnimmt und nach Erreichen des Minimalwertes wieder bis zum Ausgangswert zuoimst, wobei das Gewindeprofjl symmetrische Flanken aufweist

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden S die Gewindeflankea des »GewindeproSls der Sieherungsschraube symmetrisch ausgebildet und durchläuft die Gewindesteigung mehrmals Minimal- und Maximalwerte. Es ändert sich aJso mehrmals sowohl die Ganghöhe der Profilspitze sowie des Profflkernes. ίο Dadurch werden Reibungsschluß auf den Gewindeflanioen und eine starke Keiiwirkung erzielt, der oder die auch nach öfterem Lösen der Schraube nur unwesentlich nachläßt, so daß eine gegenüber der bekannten Sieherungsschraube weitaus bessere Sicherungswirkung erzielt wird

Versuche haben gezeigt, daß das Lösedrehmoment

der erfindungsgemäßen Sieherungsschraube erst nach

vierzigmaligem Lösen auf einen Wert absinkt den die bekannte Sicherungsschraube nach der FR-PS 21 80 331 bereits nach fünfmaligem Lösen erreicht

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele gezeigt sind, näher erläate 1 werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sieherungsschraube,

F i g. 2 eine vergrößerte seitliche Teilansicht des Schraubenschaftes mit dem Sicherungsgewinde,

F i g. 3 einen vergrößerten vertikalen Teilquerschnitt eines Mutterteiles mit eingeschraubtem Schaft, der in der Seitenansicht gezeigt ist aus dem der Gewindeschluß zwischen dem Schaftgewinde und dem Muttergewinde ersichtlich ist

F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraube mit Sicherungsgewinde nahe dem Schraubenkopf,

F i g. 5 eine vergrößerte Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sieherungsschraube mit einem Sicherungsgewinde an einem mittleren Abschnitt des Schaftes,

Fig.6 eine vergrößerte Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherungsschraube mit eimern Sicherungsgewinde am Gewindebe ginn der Schraube und

F i g. 7 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer Walzbacke zum Herstellen des Gewindes auf der Schraube.

Die in der F1 g. 1 dargestellte Sieherungsschraube 10 weist einen Schaft 11 mit Kopf 12 auf. Der Schaft 11 weist ein in den Fig.2 und 3 näher dargestelltes Sicherungsgewinde 14 auf.

Wie man der Fig.2 entnimmt erstreckt sich das Gewinde 14 vom Kopf 12 zum verjüngten Ende 13 mit einem gleichml ßigen Außendurchmesser der Profilspitze 15 und des Gewindekernes 16. Am verjüngten Ende bleibt der Durchmesser des Kerns 16 unverändert, während der Durchmesser der Gewindespitze bei 17 abnimmt und dadurch abgeflachte Spitzen entstehen, um das Ausrichten und Einführen der Schraube im Muttergewinde zu erleichern.

Wie in der P i g. 2 gezeigt ist nimmt die Steigung der Gewindegänge von A bis D allmählich ab, wobei jede Steigung B, C und D gegenüber der Steigung des :■ davorliegenden Gewindeganges um einen bestimmten Betrag abnimmt Dann nimmt die Steigung um die "\\ gleichen Betrage pro Gewindegang zu, bis sie wieder

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Wert A erreicht Diese Ausbildung wiederholt sich Abhängigkeit von der Länge der Schraube so oft, bis Kopf 12 erreicht ist, wobei am Kopf mit einer sbigeß Steigung geendet werden kann.
Das Gewindeprofil weist symmetrisch? Gewindeflanin 18 auf. die im wesentlichen die Sieherungswirkung ervorrufen, ohne daß eine beachtenswerte J^efonnieung des Gewindes 21 des Mutterstückes 19 {siehe Γ Jg. 3) auftritt Das Mutterstßde 19 ist mit einem tormalmuttogewinde 21 versehen, das über die esamte Länge eine konstante Steigung aufweist; das Gewinde weist Profilspitzen 22 und einen Kern 23 von jeweils gleichmäßigem Durchmesser auf. Die Gewindeflanken 24 des Muttergewindes 21 liegen an den Flanken des Schraubengewindes 14 an.
ν Auf der rechten Seite des Mutterstückes 19 und der 10 liegt der obere Teil der Flanke 18« der an der Flanke 24« des Muttorteiles an, während die Ranken 18* und 24* sich in Abstand voneinander befmdea Die Ranken 18^cund 24^C befinden sich in leichterer Anlage, während die Flanken 18·* und 24<* näher aneinanderliegen als die Flanken 18* und 24*. Die Flanken 18^f und 18' befinden sich in etwa im gleichen Abstand von den Flanken 24^£ und 24' des Mutterteiles 19, die Flanke 18? befindet sich im Abstand von der Ranke 24*, während die Flanke 18^Λ an der Flanke 24* anliegt Die Flanke 18' befindet sich in Abstand von der Ranke 24*. während die Ranke i8i an der Flanke 2Φ anliegt und beim letzten Gewindegang sind beide Flanken 18* und 18' im Abstand von den Flanken 24* und 24'des Mutterstückes angeordnet. Auf der linken Seite sind die Ranken des Schraubengewindes und des Muttergewindes relativ zueinander in der gleichen Weise angeordnet wie für die rechte Seite beschrieben worden ist.

Die Größe der Schraube und die Beträge der Steigungsänderung können variieren und den jeweiligen Erfordernissen oder der Schraubenlänge angepaßt werden, um die gewünschte Sichern ngswirkung zu erzielen. Wenn sich die Sicherungsschrauben hinsieht-Hch Material, Härte usw. ändern, können sowohl die Steigung als auch die Steigungsänderung der Ganghöhe so gewählt werden, daß eine ausreichende Sicherung erzielt wird.

Da die Sicherungswirkung der Schraube 10 im Mutterstück 19 durch Reibungsschiuß der Flanken des Gewindes hervorgerufen wird, tritt eine sehr geringe Deformierung des Muttergewindes auf. Daher ruft die Härte des Muttergewindes 21, obgleich diese sich ändern kann, keine Änderung des Lösedrehniumentes so der Schraube hervor. Außerdem wird, da das Schraubengewinde eine so geringe Deformierung des Muttergewindes bewirkt, die Kaltverfestigung des Muttergewindes bei einem Minimum gehalten, wodurch die Wiederverwendbarkeit der Sicherungsschraube verbessert wird. Es wurden Versuche durchgeführt, bei denen eine M6x 1-Sicherungsschraube vierzigmal in ein Standard-Muttergewinde eingeschraubt und wieder herausgeschraubt wurde. Die Schraube wies danach noch ein Lösedrehmoment von 3,45 χ 10~²kpm auf. Dieses Drehmoment ist in der Lage, geringen ,Vibrationen ausreichend Widerstand entgegenzusetzen. Beim ersten Einschrauben der Schraube genügt das Lösedrehmoment allen Normen, die für die Lösedrehmomente von Sicherungsschrauben aufgestellt worden sind.

,,. In den F i g. 1 bis 3 sind Sicherungsschrauben 10 dargestellt die mit einem sich periodisch wiederholen-

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35 den Sicherungsgewinde 14 über die Lange der Schraube versehen sind. Es können jedoch flär andere Verwendungen der Schraube andere Anordnungen des Sicherungsgewäudes gewählt werden, wie in den Fig.4 bis 6 gezeigt ist In der Fig.4 ist eine zweite Ausführungsform einer SicherungssehEaube 10« gezeigt die einen Schraubenschaft 11« und einen Kopf 12" aufweist und diesem gegenüber ein verjüngtes Ende 13*. Auf dem Schaft 11* ist jedoch über eine Hälfte des Gewindebereiches fein normales Schraubengewinde 25 vorgesehen, Während der Restbereich F des Schaftes zum Kopf 12« hin ein Sicherungsgewinde 26 aufwehst

Das normale Gewinde 25 geht in das verjüngte freie Ende 13« über, auf dem Gewindeprofile mit forschreitend abgeflachten Spitzen 27 gebildet sind. Die Gewinde 25 können in der Steigung der Anfangssteigung des Sicherungsgewinde 26 gleich seia Das Sicherungsgewinde weist einen im wesentlichen gleichen Aufbau wie das in der F i g. 2 gezeigte Gewinde auf, zunächst mit einer abnehmenden Gewindesteigung und dann mit einer um einen gleichbleibenden Betrag zunehmenden Steigung über einen Bereich einer oder mehrerer Gewindegänge in Abhängigkeit von der Länge des Gewindeabschnittes mit variabler Steigung.

Die F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Sicherungsschraube 10* mit einem Schaft 11* und einem Kopf 12*. Bei dieser Ausführungsform ist am freien Endabschnitt G der Schraube ein Normalgewinde 28 angeordnet das in ein verjüngtes Ende 136 mit fortschreitend abgeflachter Spitze 29 übergeht Ein mittlerer Abschnitt H von etwa V3 bis zur Hälfte der Länge des Schaftes 11* weist über eine oder mehrere Gänge ein Sicherungsgewinde 31 auf. Das Normalgewinde 28 ist wiederum auf den Schaftteil /zum Kopf 12* hin ausgebildet Die Steigung des Normalgewindes 28 kann mit der maximalen Steigung der periodisch sich ändernden Steigung des Sicherungsgewindes 31 übereinstimmen. Das Gewinde 31 weist wiederum eine wechselnde Steigung auf, die um einen konstanten Betrag zwischen maximalen und minimalen Steigungswerten abnimmt und zunimmt. Die wechselnde Steigung kann für mehrere Gänge vorgesehen werden, um eine oder mehrere wechselnde Steigungszyklen zu erhalten, wie in der F i g. 2 gezeigt ist.

Die Fig.6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Sicherungsschraube lOTnit einem Schaft ll^c und einem Kopf 12^C und einem mit wechselnder Steigung versehenen Sicherungsgewinde 32, das sich über V₃ oder eine Hälfte der Länge K des Schaftes 11^C vom verjüngten Ende 13^C aus erstreckt und dann in ein Normalgewinde 33 mit konstanter Steigung für den verbleibenden Teil L des Schaftes übergeht. Das Sicherungsgewinde 32 ist jeweils für mehrere Gänge vorgesehen, um eine oder mehrere Steigungszyklen gemäß F i g. 2 zu erhalten. Das verjüngte Ende 13^r weist mit fortschreitend abgeflachten Spitzen 34 versehene Gewindegänge auf. Die Abschnitte 26, 31 und 32 des Sicherungsgewindes wirken auf die gleiche Art und Weis.; mit einer Mutter zusammen, wie in der F i g. 3 gezeigt ist.

In der F i g. 7 ist eine Walzbacke 35 zur Herstellung des Normal- und/oder Sicherungsgewindes dargestellt. Die Walzbacke 35 wird gewöhnlich mit einer zweiten Backe (nicht gezeigt) verwendet die im wesentlichen identisch aufgebaut ist wobei eine Walzbacke stationär und die andere beweglich angeordnet ist Die Walzbakke 35 weist eine Vielzahl von Rillen 36,37 entsprechend dem auszubildenden Gewinde auf, wobei die Rillen 36

für Nonnalgewinde vorgesehen sind und die Rillen 37 eine wechselnde Steigung aufweisen, die sich zwischen maximalen und minimalen Werten ändert, zur Herstellung eines Sicherungsgewindes.

Um eine Schraube mit Sicherungsgewinden herzustellen, wird ein Metallbolzen für den Schaft 11 gezogen und der Kopf 12 an einem Ende angeformt. Das gegenüberliegende Ende 13 wird verjüngt ausgebildet, und der Schraubenrohling ist damit dem Walzen des Gewindes fertig. Der Rohling wird zwischen die Walzbacken geklemmt Eine Walzbacke 35 wird zur Ausbildung der Gewinde auf dem Schaft 11 und des Gewindes mit den abgeflachten Spitzen auf dem verjüngten Ende 13 relativ zur zweiten Walzbacke hm und her bewegt Abhängig von der Form der Walzbacke kann die Schraube über die gesamte Länge mit dem Sichemngsgewinde Versehen :werden,oder es kann auch nur ein Teil des Schraubenschaftes mit einem derartiger Gewinde versehen werden, wie in den F i g. 1,2 und 4 bii 6 gezeigt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Sicheningsschraube zur Verwendung mit einem normalen Innengewinde, mit einem konstanten Kern- and AuBendurchmesser und nut wenigstens einem sich über mehrere Gewindegänge erstreckenden Abschnitt, in dem sich die Steigung zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung in mehreren sieh periodisch entlang der Schraubenlänge »oederhelajdj» Stufen feoatiauieriich von einem Asssgangswert bis zu einem Minimalwert abnimmt und nach Erreichen des Mimmalwertes wieder Ms zum Ausgangswert zunimmt, wobei das Gfcwindeprofil symmetrische Flanken aufweist

2. Sieherungsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert in an sich bekannter Weise der Steigung des Innengewindes entspricht.

3. Sieherungsschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung des Sicherungsgewindes vom Ausgangswert jeweils um gleiche Beträge pro Gewindegang über zwei oder drei Gewindegänge verringert und sich (jeweils) dann (-) um die gleichen Beträge pro Gang über die auf das Minimum folgenden zwei oder drei Gewindegänge erhöht, wobei sich die minimale Steigung lediglich über einen Gewindegang erstreckt.