DE2401300C2 - Befestigungsanordnung, bestehend aus Mutter und Gewindebolzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung, bestehend aus Mutter und Gewindebolzen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Befestigungsanordnung ist aus der GBPS 12 51 725 bekannt. Hierbei ist der Sicherungsring zwischen Mutter und Gewindebolzen als zusätzliches Bauteil ausgebildet, das in eine ringförmige Vertiefung der Mutter eingelegt ist. Der Sicherungsring besteht aus einem nachgiebigen verformbaren Dichtungsmaterial. Er trägt eine vor dem Festziehen zunächst in axialer Richtung vorragende Lippe, die bei Berührung mit dem Werkstück beim Festziehen der Mutter in radialer Richvung umgebogen wird, so daß die Lippe mit dem Bolzen in Berührung kommt und mit diesem auf dem ganzen Umfang eine abdichtende Berührung herbeiführt. Demgemäß wird durch diese bekannte Anordnung die Aufgabe gelöst, eine gegen Flüssigkeiten abdichtende Befestigungsanordnung zu schaffen. Bei der bekannten Anordnung kann der getrennt hergestellte Sicherungsring /war in der Vertiefung der Mutter durch Klebstoff gehalten werden. Dennoch besteht im Betrieb die Gefahr, daß sich der Sicherungsring aus der Mutter löst. Auf jeden Fall besteht die Gefahr, daß sich die Mutter unbeabsichtigt vom Gewindebolzen löst, z. B. durch Vibrationen, oder daß sie bewußt abgeschraubt wird. In beiden Fällen ist dann kein Halt mehr für die Mutter an dem Bolzen gegeben, sondern die Mutter fällt von dem Bolzen ab. Bei vielen Anwendungsfällen können lose Teile verheerende Wirkungen verursachen, beispielsweise wenn sie in ein Triebwerk hineinfallen.

Demgemäß liegt de- Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung zu schaffen, bei der die M utter unverlierbar am Gewindebolzen gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Der Sicherungsring ist also einstückig mit der Mutter ;ius deren eigenem Material ausgebildet. Da der Sicherungsring also im allgemeinen aus Metall besteht, kann er nicht wie bei der bekannten Anordnung durch einfaches Festziehen der Mutter gegen ein Werkstück verformt werden, sondern für das Verformen des Sicherungsrings ist zusätzlich ein Biegering /um Umbiegen der Lippe des Sicherungsrings in die radiale Richtung vorgesehen. Schließlich greift bei der Erfindung im Gegensatz zu dem Stand der Technik die umgebogene Lippe des Sicherungsrings nicht in den Geu indeteil des Bolzens ein, sondern in eine an diesem vorgesehene besondere Ringnut. Beim Festziehen der Anordnung entsteht also aus dem Material der Mutter selbst eine mechanische Sperre. Die nach innen umgebogene Lippe des Sicherungsrings bleibt beim beabsichtigten oder unbeabsichtigten Lösen der Mutter an einer Schulter /w ischen der Ringnut und dem Gewindeteil des Bolzens hängen. Sie kann nicht von dem Gewindebolzen abfallen, ist also unverlierbar an diesem gehalten. Da der Sicherungsring nicht als getrenntes Bauteil hergestellt und in die Befestigungsanordnung eingesetzt werden muß, sondern da der Sicherungsring einstückig mit der Mutter aus dem gleichen Material gleichzeitig mit dieser hergestellt wird, ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vereinfacht.

Gemäß Anspruch 2 kann der Biegering als Abbiegefläche eine Hohlkehle für das abgerundete freie Ende des Sicherungsrings der Mutter aufweisen, wodurch beim Festziehen ein sanftes gleichmäßiges Umbiegen der Lippe des Sicherungsrings ohne Bruch gewährleistet wird

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Mutter.

Fig. 2 ist eine Draufsicht nach der Linie 2-2 von Fig. 1.

Fig.3 ist ein Längsschnitt nach der Linie 3i von Fig.l.

J5 F i g. 4 ist ein Längsschnitt eines Biegerings.

Fig.5 ist eine abgebrochene Seitenansicht des Gewindebolzens.

Fig. 6 ist im wesentlichen ein Längsschnitt und zeigt die verschiedenen Bauteile der Befestigungsanordnung nach aem Zusammenfügen mit einem Werkstück.

F i g. 1 bis 3 zeigen eine Mutter 10. die eine Achse 11 und eine mittlere axiale Durchführung 12 hat. Die Mmter hat einen Abschnitt 13, dessen Durchführung an ihrer Innenwand 15 mit einem Innengewinde 14 versehen ist. Das Gewinde 14 ist auf diesen Abschnitt beschränkt und erstreckt sich vorzugsweise nur über einen Teil von dessen Länge. Außen kann dieser Abschnitt Flächen 16 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs tragen. Diese Flächen können in der Form eines Sechsecks angeordnet sein. Die Mutter hat eine obere Fläche 17 und eine untere Fläche 18.

Ein Abschnitt 20 zum Anziehen ist einstückig mit der Mutter unterhalb ihrer oberen Fläche 17 angeordnet. Die Durchführung ist in diesem Abschnitt innen glatt und hat außen Flächen 21 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs zum Anziehen der Mutter 10. Die Flächen 21 können in der Form eines Sechsecks angeordnet sein.

Durch eine Außennut 23 ist ein Abschnitt 22 /um Abscheren gebildet. Gegenüber einer Torsionsbean-

bü spruchung hat dieser Abschnitt zwischen den Mutierenden den geringsten Widerstand. Der Abschnitt 20 /um Anziehen ist mit dem Abschnitt 13 durch den Mischerabschnitt 22 verbunden.

Ein Sicherungsabschnitt 25 ist am unteren linie 18 der Mutter 10 ausgebildet. Er besteht aus einem \erformbaren, rohrförmigen Teil 26 mit einer Abrundiing 27 an seinem freien Ende. An diesem Abschniii 25 hai die Durchführung 12 eine glatte Wand, ebenso wie in

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dem gegenüberliegendem Abschnitt der Durchführung 12 innerhalb des Abschnitts 20. Der Sicherungsabschnitt 25 hat senkrecht zur Mittelachse einen ringförmigen Querschnitt. Seine Wanddicke ist geringer als die des Gewindeabschnitts der Mutter 10.

Eine Biegeplatte 30 hat die Form einer ringförmigen Scheibe und ist in F i g. 4 dargestellt. Sie hat zwei Seiten 31 und 32. Eine öffnung 33 geht von der einen Seite bis zur anderen Seite. Die öffnung ist mit einer glatten Wand 33a ausgebildet. Mit »glatt« wird eine Wand bezeichnet, die nicht zum Befestigen ausgebildet ist, beispielsweise eine Wand ohne Gewinde. Infolgedessen bleibt die Biegeplatte 30 von der Mutter 10 und dem Gewindebolzen 40 frei und ist mit ihnen auch nicht verbunden. Die Abmessungen der Biegeplatte 30 sind so gewählt, daß sie sich frei relativ zum Gewindebolzen 40 und zur Mutter 10 drehen kann, solange sie nicht zwischen ihnen zusammengedrückt wird. Eine Abbiegefläche 34 ist eine Rotationsfläche um die Mittelachse 35 der Bicgeplatte 30. die auch die Mittelachse der Mutter 10 und des Gewindebolzens 40 ist, wenn beide miteinander verbunden sind. Die Erzeugungslinie, die in der Querschnittsdarstellung zu erkennen ist. wird um die Mittelachse 35 rotiert, um die Oberfläche zu erhalten. Die Er/.eugungslinie verläuft seitlich nach innen, während sie sich von der Seite 32 entfernt.

F i g. 5 und 6 zeigen einen Gewindebolzen 40, der einen Kopf 41 und einen Schaft 42 hat. Der Schaft hat ein Außengewinde 43. an das sich eine Umfangsnut 44 anschließt. Diese Nut 44 hat längs der Mittelachse 45 des Gewindebolzens 40 eine beträchtliche Weite. Die Nut 44 wird in ihrem oberem Teil (F i g. 5) von einer Schulter 53 begrenzt, die die Form einer Rotationsfläche mit der Mittelachse 45 als Rotationsachse hat.

Der Gewindebolzen 40 und die Mutter 10 werden zweekmäßigerweise zusammen mit einem Werkstück 46 verw endet, wobei der Schaft 42 mit dem Werkstück 46 in Eingriff kommt. Die gängigste Form des Zusammenbaus ist in Fig.6 dargestellt. Das Werkstück 46 setzt sich aus zwei Platten 47 und 48 zusammen, wobei die durch sie hindurchgehenden Bohrungen 49 und 50 miteinander fluchten. Der Kopf 41 des Gewindebolzens 40 paßi in einen entsprechenden Sitz 51, der sich in der Platte 48 befindet. Das Gewinde 43 des Bolzens 40 und wenigstens ein Teil der Nut 44 stehen aus dem Werkstück hervor.

Wenn eine Begrenzung des Drehmoments nicht von vornherein durch die Mutter 10 selbst bewirkt wird, kann auf den Abschnitt 20 zum Anziehen verzichtet werden. Dann werden nur die Flächen 16 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs verwendet, um die Mutter 10 anzuziehen. Wenn andererseits der Abschnitt 20 zum Anziehen verwendet wird, um von vornherein das Drehmoment zu begrenzen, können die Flächen 16 verwendet werden, wenn der Abschnitt 20 zum Anziehen abgedreht worden ist. Die Flächen 21 werden dazu verwendet, die Mutter 10 anzuziehen.

LIm eine Verbindung herzustellen, wird der Gewindebolzen 40 in die entsprechenden öffnungen im Werkstück 46 eingesetzt, wie es in F i g. 5 dargestellt ist. Daraufhin wird die Biegeplatte 30 über das freie Ende des Gewindebolzens 40 geführt, und die Mutter 10 wird auf das Gew inde 43 aufgeschraubt. Sie wird angezogen und bewegt sich entlang der Mittelachse 35 das freie Ende 27 des .Sicherungsabschnitts 25 kommt mit der Abbiegefläche 14 in Berührung, und diese biegt das Ende 27 als · durchgehende Lippe 52 (F i g 6) nach innen. Diese Lippe 52 imil.ißt die durchgehende nicht mit Gewinde versehene Schulter53 der Nut 44. F i g. b /.eigt eine bevorzugte Anordnung, bei der die Lippe 52 und die Schulter 53 in direkten Eingriff kommen, nachdem der Abschnitt 20 zum Anziehen gerade abgedreht worden ist. Normalerweise jedoch werden gewisse Toleranzen vorhanden sein, so daß die Weite der Nut 44 so vorgesehen ist. daß die Lippe 52 im wesentlichen an jeder beliebigen Stelle entlang der Nut 44 nach innen gebogen werden kann. Dadurch wird zwar gestattet, daß sich die Mutter 10 in to einem bestimmten Maße von dem Gewindebolzen 40 lösen kann, jedoch ist es nicht möglich, daß sie vom Gewindebolzen 40 abfällt. Zumindest hält sie solange, wie die wirkenden Kräfte nicht ausreichen, das Haltevermögen der Lippe 52 dadurch zu überwinden, daß sie sie gerade biegen. Es ist unwahrscheinlich, daß solche Kräf.te nur durch Vibration entstehen. Sowohl das Zusammenschrauben als auch das Entfernen der Mutter 10 verlangen fortwährendes Verschieben von Material. Dadurch entsteht eine Selbstsicherung dieser Verbindung. Zusammenfassend wird darauf hingewiesen, daß die Biegeplatte 30 nicht einen Teil der Selbstsicherung dieser Verbindung darstellt. Sie dient lediglich dazu, den Sicherungsabschnitt 25 so zu verformen, daß die Lippe 52 in die Nut 44 gebogen wird. Die Biegeplatte 30 ist weder mit der Mutter 10 noch mit dem Gewindebolzen 40 verbunden, und sie bleibt nur an Ort und Stelle, weil "sie zwischen der Mutter 10 und dem Werkstück 46 eingeklemmt ist. Abgesehen von der Spannung, die auf sie ausgeübt wird, wenn sie zwischen der Mutter 10 und dem Werkstück 46 eingeklemmt ist, kann sie sich frei relativ zu dem Gewindebolzen 40 und zur Mutter 10 drehen.

Die Abmessungen des Sicherungsabschnitts 25 werden so auf die Festigkeit des Materials abgestimmt, daß das Abbiegen des Sicherungsabschnitts 25 bis zur Anwendung des maximalen Drehmoments, das durch den Abscherabschnitt 23 festgelegt ist. abgeschlossen ist. damit die Verbindung zum Zeitpunkt dieses Drehmoments voll und sicher hergestellt ist.

Der Gewindebolzen 40, die Mutter 10 und die Biegeplatte 30 können aus jedem passenden Material, vorzugsweise aus metallischem, hergestellt sein. Aluminium, Stahl und Titanlegierungen stellen Beispiele guter Werkstoffe dar.

Ί5 Das Sicherungssystem ist besonders geeignet zur Verwendung bei Elementen mit eigener Drchmomcnibegrenzung, da das Teil, das zur Sicherung dient, aus dem gleichen Material hergestellt sein kann, wie das, das die Drehmomentbegrenzung aufweist. Ihre relativen Festigkeiten können ohne weiteres bestimmt und hergestellt werden.

Natürlich kann die Befestigungsanordnung auch bei normalen Gewindebolzen und Muttern, bei denen eine Begrenzung des Drehmoments nicht besonders wichtig ist, oder bei denen die Begrenzung des Drehmoments von außen durchgeführt wird, wie beispielsweise durch die Verwendung eines Drehmoment-Schraubenschlüssels, verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

24 Ol 300 Patentansprüche:

1. Befestigungsanordnung, bestehend aus Mutter und Gewindebolzen, mit einem an dem dem Bolzen zugekehrten Ende der Mutter angeordneten Sicherungsring, der eine axial über die Mutter verformbare Lippe trägt, die beim Anziehen der Befestigungsanordnung in radialer Richtung umgebogen wird und zum Eingriff mit dem Bolzen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (25) einstückig mit der Mutter (10) ausgebildet ist. daß zwischen Mutter (10) und Bolzen (40) ein Biegering (30) mit einer der Mutter (10) zugekehrten Abbiegefläche (34) für die Lippe (52) des Sicherungsrings (25) vorgesehen ist und daß der Bolzen (40) eine Ringnut (44) aufweist, in die die umgebogene Lippe (52) eingreift.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegering (30) als Abbiegefläche (34) eine Hohlkehle für das abgerundete freie Ende (27) des Sicherungsrings (25) der Mutter (10) aufweist.