DE2813025A1

DE2813025A1 - Sicherheitsbolzen

Info

Publication number: DE2813025A1
Application number: DE19782813025
Authority: DE
Inventors: Dale Hugh Hart
Original assignee: Hi Shear Corp
Current assignee: Hi Shear Corp
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-11-09
Also published as: JPS54150A; US4285377A; DE2813025C2; CA1098345A; JPS6215770B2

Description

PATEN!

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

HI-SHEAR CORPORATION an-hi-24

L/Bi. 22. März 1978

Sicherheitsbolzen

Speziell in Luftfahrtgeräten, aber auch in anderen hochbeanspruchten Anordnungen, besteht die wesentliche Aufgabe eines Bolzens darin, Schubkräften oder Scherkräften standzuhalten, die seitlich oder quer in Bezug auf die Achse des Bolzens ausgeübt werden. In der Praxis wird eine Mutter auf den Bolzen aufgeschraubt, um den Bolzen in seinem Loch zu halten und auch um die Verbindung derart anzuziehen, daß sie gegenüber Ermüdungskräften und axialen Trennkräften widerstandsfähig ist. Jedoch sind die axialen Kräfte gewöhnlich von wesentlich kleinerer Größe als die Schub- oder Scherbelastungen, und die Axialbelastungen stellen nicht die primär beabsichtigte Punktion des Bolzens dar.

•-S Wenn eine Mutter sich losrüttelt, oder wenn ein Mechaniker vergißt, die Mutter festzuziehen, entsteht eine sehr gefährliche Situation, weil der Bolzen einfach aus dem Loch herausfallen könnte, wodurch irgendeine kritische Stelle einer Anordnung funktionsunfähig würde. Um diese Gefahr zu umgehen, wurden sog. Sicherheitsbolzen entwickelt, die eingebaute Einrichtungen zur Halterung des Bolzens in axialer Richtung aufweisen. Diese Einrichtungen sind zwar nicht so stark wie eine auf den Bolzen aufgeschraubte Mutter, aber sie halten den Bolzen in kritischen Situationen noch in seinem Loch und ermöglichen es dem Bolzen, seine primär beabsichtigte Funktion auszuüben. Wenn die Mutter vergessen

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D-707 SCHWABISCH CMOND GEMEINSAME KONTEN: D-β MÖNCHEN 70

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H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroeptt

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oder losgerüttelt wird, bleibt der Bolzen in vielen oder in den wichtigsten Fällen an Ort und Stelle. Bemühungen zur Schaffung eines Sicherheitsbolzens finden sich im Stand der Technik in folgenden Druckschriften: US-PSen 96Ο 999 (Nicholson), 1 433 410 (Passauer), 1 597 667 (Blair), 2 9Ο6 311 (Boyd), 3 046 827 (Myers), 3 390 712 (McKay), 3 561 516 (Reddy) und DE-PS 448 65O (I927).

Ein gemeinsamer Nachteil der Sicherheitsbolzen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß Klauen vorgesehen sind, deren Stellung in vielen Fällen zufällig in Bezug auf die Stellung ihres Betätigungsgliedes ist. Dies beruht darauf, daß die Betätigungsglxeder von der Klaue oder anderen Sperrgliedern entkuppelt werden können, mit Ausnahme der US-PS 1 433 410, wonach Gelenkverbxndungen sowie übermäßig große öffnungen durch die Seiten des Bolzens notwendig sind, die die Stärke des Bolzens schwächen.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Sicherheitsbolzen zu schaffen, der eine seitlich bewegbare Klaue hat, deren Stellung eindeutig der Stellung des Betätigungsglieds zugeordnet ist. Wenn also das Betätigungsglied sich in einer Stellung befindet, die ein Verriegeln oder Entriegeln anzeigt oder die dafür repräsentativ ist, kann man sicher sein, daß die Klaue sich in der entsprechenden Stellung befindet.

Die Erfindung ist im wesentlichen in Anspruch 1 gekennzeichnet.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Betätigungsglied vom vorderen Ende des Bolzens her, d.h. vom Kopfende her,

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betätigt. Bei einem anderen Ausführungsbexspiel wird das Betätigungsglied vom rückwärtigen Ende, d.h. vom entgegengesetzten Ende her betätigt.

Ein anderes vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Doppelfederanordnung zum Vorspannen des Betätigungsgliedes verwendet wird. Wenn man den Federn unterschiedliche Pederkonstanten gibt, wird der Aufbau harmonischer Schwingungen verhindert, die den Vorspanndruck der Feder entlasten könnten, wodurch ein unerwünschtes Entriegeln des Befestigungsglieds bzw. des Bolzens erfolgen könnte«

Ein anderes vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man die Klaue in ihrer nicht verriegelten Stellung halten kann, bis das Befestigungsglied oder der Bolzen in sein Loch hinein oder durch sein Loch hindurch eingesetzt ist.

Ein weiteres, wahlweise verwendbares Merkmal besteht darin, daß man die Klaue zum Verriegeln einer Mutter zusätzlich zum Verriegeln des Bolzens gegen das oder hinter dem Werkstück verwenden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 und 2 sind Axialschnitte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. Ij

Fig. h zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1 nach vollständigem Einbau in einem Werkstück;

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Pig. 5 ist ein 'Querschnitt ähnlich Fig. 3 nach der Linie 5-5 in Fig. 4, zeigt jedoch eine Abwandlung;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, mit einigen Teilen abgebrochen dargestellt;

Fig. 7 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 in einer anderen Stellung;

Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 6; Fig. 9 ist eine Ansicht nach der Linie 9-9 in Fig. 7;

Fig. 10 ist eine Ansicht einer Einzelheit bei einer Zwischenstufe des Einbaus der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 11 ist ein Axialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels, wobei eine Mutter gegen ein Werkstück festgezogen ist;

Fig. 12 ist eine Endansicht nach der Linie 12-12 in Fig. 11; Fig. 13 ist ein Querschnitt nach der Linie 13-13 in Fig. 11;

Fig. 14 ist eine Ansicht eines Details nach der Linie 14-14 in Fig. 11;

Fig. 15 ist ein Axialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels und zeigt ein Befestigungselement in verriegelter Stellung gegenüber einer Mutter;

Fig. 16 ist ein Axialschnitt des Befestigungselements gemäß Fig. 15 in entriegelter Stellung;

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Pig. 17 ist eine Ansicht der verriegelten Mutter nach der Linie 17-17 in Fig. 15;

Fig. 18 ist eine bruchstücksweise Ansicht einer abgewandelten Aus führungs form.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Sicherheitsbolzen 10 mit einem Kopf 11, einem Schaft 12, einer Achse 13 und einem Gewindeabschnitt 14. Ein Durchgang 15 erstreckt sich seitlich oder quer durch den Schaft 12 an einer Stelle _s die etwa an oder in der Nähe der Stelle liegt, wo voraussichtlich die rückwärtige Oberfläche 16 eines Werkstücks 17 zu liegen kommt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Werkstück 17 zwei Teile l8 und 19, die z.B. Platten mit aufeinander ausgerichteten Durchgangslöchern 20 und 21 sein können. Diese Löcher werden im folgenden manchmal auch in der Einzahl als Loch durch das Werkstück bezeichnet. Der Schaft 12 soll dicht in das Durchgangsloch 20, 21 passen, und er soll darin durch die Sicherheitseinrichtung des Sicherheitsbolzens gehalten werden, aber auch durch eine Mutter 22, die auf den Gewindeabschnitt l4 aufgeschraubt wird. Die Mutter kann eine Gegenbohrung 23 aufweisen, um freien Raum für die Sicherheitsanordnung zu schaffen.

Eine axiale öffnung 25 erstreckt sich in den Bolzen 12 hinein von dessen mit dem Gewindeabschnitt 14 versehenen Ende her_s wobei die öffnung 25 an ihrem Boden einen Sitz 26 für ein Spannmittel 27 bildet. Das Spannmittel weist vorteilhafterweise eine Schraubendruckfeder 27 auf, die sich an dem Sitz 26 abstützt.

Ein Daumen 30 paßt in die "axiale öffnung 25 und ist in axialer Richtung darin verschiebbar» Der Daumen 30 hat eine Nase 3I₉

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die über das mit Gewinde versehene Ende 14 des Schafts 12 hinaus vorragen kann, wenn der Sicherheitsbolzen sich in der Sicherungsstellung befindet. Der Daumen 30 trägt eine erste Nockenfläche 32 und eine zweite Nockenfläche 33, die einander quer zur Achse 13 des Bolzens gegenüberliegen und seitlich nach außen weisen. Die Nockenflächen 32 und 33 sind vorzugsweise parallel zueinander. Sie können vorteilhafterweise an einem Paar von Zungen 34 und 35 (Fig. 3) an dem Daumen 30 ausgebildet sein, wobei an jeder der Zungen zwei Nockenflächen vorgesehen sind. Alternativ kann, wie Fig. 5 zeigt, nur eine Zunge an Stelle der beiden Zungen vorgesehen sein. Bei beiden Ausführungsbeispielen kann wahlweise eine Lagerfläche 36 an der Zunge oder den Zungen vorgesehen sein, wobei sich die Lagerfläche 36 gegen eine wahlweise vorhandene Lagerfläche 37 an einer Klaue 38 anlegt. Die Klaue 38paßt gleitend in den sich quer erstreckenden Durchgang 15·

Ein Berührungsglied 40 ist mit einem Sitz 41 für das andere Ende des Spannmittels (Feder 27) versehen. Das Berührungsglied 40 liegt gegen ein Ende der Zunge bzw. der Zungen 34, 35 an. Alternativ kann das Berührungsglied auch einheitlich mit dem Daumen 30 ausgebildet sein, so daß das Berührungsglied auch als Teil des Daumens bezeichnet wird. In dem Daumen ist ein Querloch 42 ausgebildet, und auch in dem Gewindeabschnitt 14 des Bolzens 12 ist ein entsprechendes Querloch vorhanden, um in der Sicherheitsstellung oder Verriegelungsstellung einen Splint aufnehmen zu können.

Die Klaue 38 weist Folgeflächen 44 und 45 auf, die gegen die Nockenflächen 32 oder 33 anliegen, wenn der Daumen 30 in axialer Richtung verschoben wird, so daß dadurch die Klaue seitlich bewegt wird.

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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist im wesentlichen identisch mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugsziffern verwendet. Der hauptsächliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß der Daumen und das Berührungsglied einstückig ausgebildet sind, wie zuvor erwähnt, und darin, daß die Form der unteren Folgeflächen abgewandelt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig» 6 haben die Folgeflächen 50 und 51 Zapfen, die an der Nockenfläche 33 anliegen. Wenn die Anordnung zusammengebaut wird, wird die Klaue 5^ nach oben durch ein Loch 52 in dem Daumen 30 eingesetzt, und dann wird eine Kappe 53 aufgesetzt, die einen Teil der Klaue bildet. Die Kappe 53 kann eine elliptische oder nicht kreisförmige Gestalt haben, wie auch der sich quer erstreckende Durchgang 15, in den sie hineinpaßt. Diese Anordnung hält die Klaue 5^ gegen Verdrehung fest.

Die Wirkungsweise des Sicherheitsbolzens sollte nach dem Vorstehenden klar sein. Fig. 1 zeigt die Stellung des Sicherheitsbolzens nach dem Einsetzen in das Loch des Werkstücks. Der Daumen 30 kann niedergedrückt oder eingedrückt werden_s wie es Fig. 2 zeigt, bis die Klaue 38 innerhalb des Durchgangs 15 bzw. des Lochs im Werkstücks liegt. In dieser zurückgezogenen Stellung wird die Klaue gehalten, bis sie an der rückwärtigen Oberfläche des Werkstücks vorbeigegangen ist. Dann schnappt sie heraus in die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Stellung. Die Klaue 38 kann nicht zurückgezogen werden, außer wenn man eine Axialkraft an der Nase 31 am Ende des Daumens ausübt. Die Klaue verriegelt also den Bolzen, wenn nicht der Daumen in der beschriebenen Weise die Klaue freigibt. Wenn eine flache Anschlagfläche 39 an der Klaue 38 wie in Fig. *J verwendet wird, liegt diese an der rückwärtigen Oberfläche des

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Werkstücks an. Wenn eine solche flache Anlagefläche nicht vorhanden ist, liegt die abgerundete äußere Oberfläche der Klaue längs einer Linie oder sogar nur an einem Punkt an der Rückseite des Werkstücks an. Eine Mutter 22 kann, falls erwünscht, auf den Gewindeabschnitt 14 aufgeschraubt werden. Auch kann ein Splint durch die Splintlöcher 42 hindurchgesteckt werden, wobei auch in der Mutter ein Splintloch vorgesehen sein kann, wenn eine Mutter verwendet wird. Um den Sicherheitsbolzen zu entfernen, ist es nur notwendig, die Mutter und den Splint zu entfernen und dann auf das Ende des Daumens 30 zu drücken, wodurch sich die Nockenfläche 33 gegen die Folgefläche 45 anlegt, so daß die Klaue 38 in das Loch oder den Durchgang 15 zurückgezogen wird.

Gemäß Fig. 6 liegt die untere Nockenfläche 33 zum gleichen Zweck gegen das Folgeglied 50 an. Fig. 10 zeigt eine Lippe am Ende des Gewindeabschnitts 14 ₉ die eingestaucht oder umgebogen vierden kann, um eine Schulter 76 (Fig. 7) zu bilden, nachdem der Daumen 30 eingesetzt ist,, um ihn in der Axialöffnung zu halten. Diese Schulter 76 kann mit dem Daumen 30 in Abdichtungsberührung treten, um den Eintritt unerwünschter Materie in die Axialöffnung zu verhindern.

Die Klaue 38 und der Daumen 30 stehen miteinander in Zug-Druck-Verbindung, so daß keine Möglichkeit besteht, daß der Daumen 30 sich in axialer Richtung bewegen, aber dennoch die Klaue 38 innerhalb des seitlichen Durchgangs hängenbleiben kann. Bei Prüfung des Daumens selbst kann durch Augenschein festgestellt werden, daß der Sicherheitsbolzen tatsächlich an Ort und Stelle verriegelt ist, selbst wenn die Klaue durch eine Mutter verdeckt und nicht sichtbar ist.

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Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 und 14 arbeitet nach einem Grundprinzip _s das ähnlich demjenigen des Ausführungsbeispiels nach den Figo 1 bis 10 ist, aber das Ausführungsbeispiel nach den Fig» Il bis 14 weicht hiervon dadurch ab_s daß hier der Daumen vom Kopfende des Bolzens her betätigt wird und nicht vom Gewindeende des Bolzens her wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 10ο

In den Fig. 11 bis 14 ist ein Sicherheitsbolzen 80 mit einem Kopf 81s einem Schaft 82 _s einer Längsachse 83 und mit einem Gewindeabschnitt 84 an dem Ende des Schafts 82 gezeigt_s das dem Kopf 8l gegenüberliegt« Ein sich seitlich erstreckender Durchgang 85_s der dem Durchgang 15 gemäß Fig. 1 entspricht_s erstreckt sich quer durch den Schaft 82 an oder in der Nähe der rückwärtigen Oberfläche 86 eines Werkstücks 87_s das teil= weise mit strichpunktierten Linien angedeutet ist» Das Werkstück besteht im allgemeinen aus Teilen., die miteinander verbunden werden sollen, in der Art wie die Teile 18 und 19 gemäß Fig. 4, so daß die vordere Oberfläche des Werkstücks 87 gegen die rückwärtige Oberfläche 8la des Kopfs 81 anliegt. Der Schaft 82 paßt durch ein Loch in dem Werkstück, wie es in Verbindung mit Fig« 1 bis 4 beschrieben wurde, und die Mutter 88j die in Fig. 11 im Umriß strichpunktiert und in Fig. 12 in vollen Linien dargestellt ist, ist auf dem Gewindeabschnitt 84 aufgeschraubt und gegen die rückwärtige Oberfläche 86 des Werkstücks 87 festgezogen.

Eine axiale öffnung 89 erstreckt sich in den Bolzen vom Kopfende 81 her und endet an einer Stelle 90_s die -um eine geringe Entfernung vor dem rückwärtigen Ende des Gewindeabschnitts 84 liegt. Ein Daumen 91 ist axial innerhalb der öffnung 89 verschiebbar. Er hat eine nach vorn gerichtete Nase 92, die nor-

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malerweise nach vorn über den Kopf 81 des Bolzens vorsteht. Der Daumen 91 hat zwei nach entgegengesetzten Richtungen weisende, parallele Nockenflächen 93 und 94, die auf einer Zunge 95 ausgebildet sind und die den Nockenflächen 32 und 33 von Fig. 1 entsprechen. Eine Lagerfläche 96 an der Zunge 95 liegt gegen eine passende Lagerfläche 97 an einer Klaue an, die gleitfähig innerhalb des seitlichen Durchgangs 85 eingepaßt ist. Die öffnung 89 im Bolzen ist in ihrem vorderen Bereich 89a in Bezug auf den rückwärtigen Bereich 89b erweitert, und der rückwärtige Bereich 89b bildet eine Gleitpassung mit der zylindrischen Oberfläche des Teils 91b des Daumens 91> wodurch eine nach vorn weisende Schulter 99 zwischen den beiden Abschnitten 89a und 89b gebildet ist. Innerhalb des Bereiches 89a des Bolzenschafts 82 hat auch der Daumen 9I verminderten Durchmesser im Bereich 91a im Vergleich zu dem größeren Durchmesser im Bereich 91b, wodurch eine nach vorn weisende Schulter 100 ausgebildet ist. Die Schultern 99 und 100 liegen in einer Ebene, wenn die Vorrichtung sich in der in Fig. 11 gezeigten Sicherheitsstellung befindet. Der Nasenteil 92 des Daumens 91 erweitert sich nach hinten längs einer konischen Oberfläche 101 bis zu einem zylindrischen Abschnitt 102, dessen Außendurchmesser derart gewählt ist, daß er eine Gleitpassung innerhalb des Abschnitts 89a des Bolzenschafts 82 bildet. Die Rückseite des Abschnitts 102 der Nase 92 bildet so eine nach hinten weisende Schulter an der Stelle, wo der Abschnitt 102 in den Abschnitt 91a des Daumens 91 übergeht. Das vordere Ende des Abschnitts 91a hat eine sich nach vorn erstreckende Verlängerung 104, die dicht innerhalb einer Bohrung IO5 aufgenommen ist, die sich von der rückwärtigen Schulter IO3 in der Nase $2 nach vorn erstreckt. Die Verlängerung 104 ist mit dem zylindrischen Nasenabschnitt 102 mittels eines Stifts 106 verbunden, der

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dicht in seitlich aufeinander ausgerichtete Löcher durch die Verlängerung 104 und die Wand des Nasenabschnitts 102 auf beiden Seiten der Verlängerung 104 paßt.

Eine schraubenförmige Druckfeder 107_s die an einem Ende gegen die Schultern 99 und 100 anliegt und die am anderen Ende gegen die Schulter 103 anliegt, schafft eine Vorspannung., die den Daumen 91 zwingt ₃ in der Sicherheitsstellung gemäß Fig. 11 zu bleiben. Der Daumen 91 kann nicht weiter nach vorn gleiten, als die in Fig. 11 veranschaulichte Stellung zeigt, weil eine vordere Lippe 108 am Bolzenkopf 8l, die vor dem Zusammenbau der Teile einen inneren Durchmesser gleich dem Durchmesser im Bereich 89a hatte ₃ nach dem Zusammenbau auf einen geringeren Durchmesser zusammengestaucht wurde und nun den konischen Nasenteil 101 umgibt, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Daumens 91 (in Fig. 11 nach links) verhindert ist. Der Daumen 91 kann jedoch aus der in Figo 11 gezeigten Stellung nach hinten (nach rechts) verschoben werden_s indem man auf die Nase 92 drückts wodurch die Vorspannfeder 107 auf eine kürzere axiale Länge zusammengedrückt wird_s weil die Schulter 99 das rückwärtige Ende der Feder daran hindert, sich weiter nach hinten aus der in Fig. 11 gezeigten Stellung heraus zu bewegen_s ob= wohl die Schulter 100 des Daumens 91 sich nach hinten (nach rechts)bewegt.

Die Klaue 98 hat Folgeflächen IO9 und 110_s die jeweils gegen eine der Nockenflächen 93 und 94 des Daumens 91 anliegen_s so daß bei Bewegung des Daumens 91 in axialer Richtung inner= halb der axialen öffnung 89 des Bolzens die Klaue 98 durch den Daumen 9I in seitlicher Richtung verschoben wird. In der normalen Sicherheitsstellung gemäß Fig. 11 ragt ein Ende der

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Klaue 98 nach außen über den äußeren Durchmesser des Bolzenschafts 82 hinaus vor. Die Stellung des seitlichen Durchgangs 85 und damit die Stellung der Klaue 98 ist so gewählt, daß die nach vorn weisende Oberfläche 111 der Klaue 98 an der rückwärtigen Oberfläche 86 des Werkstücks 87 anliegt. Ein Loch 112 durch das Gewindeende 84 des Schafts 82 und ein entsprechendes Loch durch die Mutter 88 gestatten die Einführung eines Splintes, um die Mutter 88 an dem Werkstück zu halten.

Die Wirkungsweise dieses vom Kopfende her betätigten Sicherheitsbolzens ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Wirkungsweise des Sicherheitsbolzens gemäß Fig. 1, der vom Gewindeende her betätigt wird. Der Daumen 91 wird durch Niederdrücken der Nase 92 nach hinten bewegt, um die Klaue 98 innerhalb des Außendurchmessers des Bolzenschafts 82 zu bewegen, bis die Klaue 98 innerhalb des Lochs des Werkstücks 87 liegt. Dann wird der Bolzen 80 rückwärts durch das Werkstück hindurchgedrückt, bis die Klaue 98 hinter dem Werkstück seitlich in ihre in Pig. Il gezeigte Sicherheitsstellung herausschnappt. Die Wirkung der Vorspannfeder 107 führt dazu, daß die nach vorn weisende Fläche 111 der Klaue 98 in Berührung mit der rückwärtigen Fläche 86 des Werkstücks 87 gebracht wird. Die vordere Fläche 111 der Klaue 98 kann nicht aus dem Bereich hinter der rückwärtigen Fläche 86 des Werkstücks 87 herausbewegt werden, bis die Nase 92 des Betätigungsgliedes bzw. des Daumens niedergedrückt wird. Die Mutter 88 kann dann auf das Schraubenende 84 des Bolzens 80 aufgeschraubt und mittels eines Splints gesichert werden, der durch das Loch 112 am Gewindeende 84 und durch die dazu ausgerichteten Löcher der Mutter 88 hindurchgeführt wird. Die Verwendung der Mutter 88 und des Splints ist freigestellt.

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Die Vorrichtung gemäß den Pig. 11 bis 14 kann gegenüber derjenigen nach den Fig. 1 bis 10 in Situationen bevorzugt werden, wo am Gewindeende des Bolzens nicht genügend freier Raum zur Verfügung steht, so daß dort nicht die Betätigung eines am rückwärtigen Ende des Bolzens angeordneten Betätigungsgliedes oder Daumens möglich ist, wobei gleichzeitig auch eine Schwierigkeit beim Aufbringen der Mutter am rückwärtigen Ende bestehen kann.

Das in den Fig. 15 bis 17 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 bis 10 darin, daß die Einrichtung zum Vorspannen des Daumens hier eine doppelte Federanordnung aufweist und daß hier auch eine Einrichtung zum Zurückhalten des Verriegelungsstifts oder der Klaue in der zurückgezogenen Stellung zum Einsetzen durch das Loch des Werkstücks hindurch vorgesehen ist. In den Fig. 15 und 16 ist ein Sicherheitsbolzen 115 mit einem Kopf 116 und einer Längsachse 117 dargestellt, der einen Gewindeabschnitt 118 an dem dem Kopf 116 gegenüberliegenden Ende des Schafts hat. Ein sich quer oder seitlich erstreckender Durchgang 119s der dem Durchgang 15 gemäß Fig. 1 entspricht, erstreckt sich quer durch den Schaft an oder nahe der rückwärtigen Oberfläche 120 eines Werkstücks 121, das teilweise in strichpunktierten Linien dargestellt ist. Wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen besteht das Werkstück 121 im allgemeinen aus Teilen, die miteinander befestigt werden sollen, in der Art wie die Teile 18 und 19 gemäß Fig. M, so daß die vordere Oberfläche des Werkstücks 121 an der rückwärtigen Oberfläche des Kopfs 116 anliegt» Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen paßt der Schaft des Bolzens 115 durch-das Loch in dem Werkstück hindurch, wie es bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis ¹J erläutert wurde_s und eine Mutter

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122 ist auf den Gewindeabschnitt 118 aufgeschraubt und gegen die rückwärtige Oberfläche 120 des Werkstücks 121 festgezogen.

Eine axiale öffnung 123 erstreckt sich von dem Gewindeabschnitt 118 her in den Bolzen 115 hinein und endet an einer Stelle 12¹J, die sich in einigem Abstand hinter dem Ende des Kopfs 116 des Schafts befindet. Ein Daumen 125 ist axial innerhalb der öffnung 123 verschiebbar. Der Daumen hat ein nach hinten weisendes Ende 126, das normalerweise in einer Ebene mit dem rückwärtigen Ende 127 des Bolzens 115 liegt.

Der Daumen 125 hat zwei nach entgegengesetzten Seiten weisende parallele Nockenflächen 128 und 129, die auf einer Zunge 130 ausgebildet sind. Diese Zunge I30 und die Nockenflächen 128 und 129 sind wie die Zunge 35 gemäß Fig. 1 bis 4 und wie die Nockenflächen 93 und 9¹I gemäß Pig. Il und 13 ausgebildet. Die Zunge 13O hat eine Lagerfläche (in Fig. 15 und 16 nicht dargestellt), die wie die Lagerfläche 96 in Fig. ausgebildet ist und die gegen eine entsprechende Lagerfläche (in den Fig. 15 und 16 nicht dargestellt) anliegt, die wie die Lagerfläche 97 in Fig. 13 an einer Klaue 13I ausgebildet ist.

Die Klaue 13I ist wie die Klaue 98 gemäß Fig. 11 bis 14 ausgebildet. Die Klaue 131 ist innerhalb des seitlichen Durchgangs 119 verschiebbar, der wie der seitliche Durchgang 85 von Fig. 14 ausgebildet ist. Der rückwärtige Teil 123a der axialen öffnung 123 bildet einen Gleitsitz mit der zylindrischen Oberfläche des rückwärtigen Teils 130a des Daumens 125·

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Innerhalb des vorderen Abschnitts 123b der axialen öffnung 123s und zwar vor dem Daumen 125 und der Klaue 131, ist ein Berührungsstück 132 vorgesehen_s das im wesentlichen dem Berührungsteil 40 gemäß Fig. 1 bis 4 entspricht, das aber in einiger Beziehung wie folgt abweicht; Das Berührungsstück 132 hat einen Hauptteil 133 in Form einer Kreisscheibe mit einem Außendurchmesser, der einen Gleitsitz mit der zylindrischen Wand des Öffnungsteils 123b bildet. An der rückwärtigen Oberfläche des Hauptteils 133 ist ein napfartiges Glied befestigt, das einen Boden 134 aufweist_s von dem ein zylindrischer Abschnitt 135 sich Über einen gewissen Abstand nach vorn erstreckt. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 135 ist kleiner als der des Hauptteils 133_S so daß eine schraubenförmige Druckfeder 136 zwischen der Wand 'des Öffnungsabschnitts 123b und der Außenwand des zylindrischen Abschnitts 135 des napfartigen Glieds untergebracht ist. Diese Schraubenfeder 136 kann zwischen dem Hauptteil 133 und dem vorderen Ende 124 der öffnung 123 zusammengedrückt werden.

Es ist eine tfeitere Schraubenfeder 137 vorgesehen, deren rückwärtiges Ende innerhalb des Napfteils 132 aufgenommen ist und die zwischen den Boden 134 des Napfteils 132 und dem Ende 124 der öffnung 123 zusammengedrückt werden kann. Die Feder 136 ist steifer als die Feder 137 und benötigt daher mehr Kraft zum Zusammendrücken um einen bestimmten Weg. Die Feder 136 hat also eine größere Federkonstante als die Feder 137. Beide Federn üben gemeinsam eine Vorspannung aus₉ um den Daumen 125 und die Klaue I31 zu veranlassen in der in Fig. 15 gezeigten verriegelten oder Sicherheitsstellung su bleiben. Der Daumen 125 kann nicht weiter nach- hinten gleiten als die in Fig. 15 gezeigte Stellung,, weil die Innenwand am rückwärtigen Ende des Bolzens 115 an der Stelle 138 radial

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nach innen über das konische Ende 139 des Daumens 125 gestaucht ist, nachdem der Daumen 125» die Klaue 131, das Berührungsstück 132 und die Federn 136 und 137 innerhalb des Bolzens 115 untergebracht wurden.

Zum Halten der Klaue 131 in der zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 16, so daß der Bolzen 115 durch das Loch im Werkstück 121 eingesetzt werden kann, ist das rückwärtige Ende 126 des Daumens 125 mit einer Einsenkung 140 an der Achse 117 versehen. Auch ist das rückwärtige Ende 126 des Bolzens 115 mit einer ringförmigen Gegenbohrung I¹Jl versehen, die konzentrisch zu der Achse 117 ist, und die einen Ring 142 ergibt, der nach Vervollständigung der Anordnung innerhalb des Bolzens 115 in die Stauchstellung 138 gebracht wird. Der äußere ringförmige Teil 143, der durch diese Gegenbohrung l4l gebildet wird, ist mit Innengewinde 144 versehen, das das Außengewinde 145 eines Stopfens 146 (Fig. 16) aufnehmen kann. Am vorderen Ende des Stopfens 146 ist ein Druckzapfen 147 vorgesehen, der mit einer konischen Nase 148 versehen ist, die in die Einsenkung 140 paßt. Das Gewinde 145 des Stopfens 146 ist auf einem äußeren ringförmigen Kragen 149 des Stopfens 146 ausgebildet, wobei der Kragen 149 so gestaltet ist, daß er in die Gegenbohrung 141 des Bolzens paßt.

Wenn der Stopfen 146 auf den Bolzen 115 geschraubt wird, greift die konische Nase 148 in die Einsenkung 140 ein, so daß ein fortgesetztes Eindrehen des Stopfens 146 die konische Nase 148 veranlaßt, den Daumen 125 nach vorn gegen die Kraft der Federn 136 und 137 in,die in Fig. 16 gezeigte Stellung zu drücken, in der die Klaue 131 vollständig innerhalb des Umrisses des Bolzens 115 zurückgezogen ist. In dieser zurück-

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gezogenen oder entriegelten Stellung kann der Bolzen 115 leicht durch das Loch im Werkstück 121 eingesetzt werden_s worauf die Mutter 122 auf den Bolzen 115 aufgeschraubt und gegen das Werkstück 121 festgeschraubt werden kann. Hierauf kann der Stopfen 146 vom rückwärtigen Ende 126 des Bolzens 115 abgeschraubt werden, wodurch es den Federn 136 und 137 gestattet wird, den Daumen 125 nach hinten zu drücken, um die Klaue 131 in die Verriegelungsstellung gemäß Fig. 15 zu bewegen. In dieser Verriegelungsstellung liegt derjenige Teil der Klaue 131, der seitlich über den Umriß des Bolzens 115 hinausragt, hinter dem Werkstück 121, wie es bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 der Fall ist.

Es ist weiterhin eine Einrichtung vorgesehen_s die es ermöglicht, daß die Klaue 131 die Mutter 122 in der Verriegelungsstellung hält. Zu diesem Zweck ist die Mutter 122 mit einem äußeren Ring I50 ausgebildet, der sich von ihrem Nabenteil 151 nach vorn erstreckt, der das Muttergewinde trägt. Die innere Oberfläche 152 des Rings I50 enthält eine Anzahl von Lappen 153» die radial nach innen in Richtung auf die Mittelachse 117 vorragen. Diese Lappen 153 sind unter Winkeln zueinander und mit Abstand gegeneinander so angeordnet, daß die Zwischenräume zwischen benachbarten Lappen 153 den Teil der Klaue 131 aufnehmen können, der radial nach außen über den Bolzen 115 in der Verriegelungsstellung hinausragt, wie es am besten Fig. 17 zeigt. Das Eintreten der Klaue 131 in einen Zwischenraum zwischen einem Paar benachbarter Lappen 153 dient dazu, die Mutter 122 an einer Drehung auf dem Bolzen 115 zu hindern. Daher kann die Mutter 122 nicht von dem Bolzen 115 entfernt werden_s bis der Daumen 125 in die Entriegelungsstellung gemäß Fig. 15 bewegt wird_s was normalerweise durch Verwendung des Stopfens 146 geschieht.

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Der Bolzen nach den Fig. 15 und 16 hat Vorteile gegenüber den zuvor beschriebenen Bolzen. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß zwei Vorspannfedern I36 und 137 mit unterschiedlichen Federkonstanten vorgesehen sind. Diese beiden unterschiedlichen Federkonstanten verhindern den Aufbau harmonischer Schwingungen beim Einsatz des Bolzens 115- Solche harmonischen Schwingungen könnten, wenn sie möglich wären, in unbeabsichtigter Weise die Vorspannkraft auf den Daumen 125 aufheben, wodurch die Klaue I31 und damit der Bolzen 115 entriegelt werden könnten. Ein anderer wesentlicher Vorteil der beiden Federn 136 und 137 besteht in der Redundanz für den Fall, daß eine der Federn ausfällt. Diese Redundanz erhöht die Zuverlässigkeit und die Sicherheit der Anordnung. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der Anwendung des Stopfens 146, durch den die Verriegelungsklaue 131 in ihrer zurückgezogenen Stellung gehalten werden kann, um den Bolzen 115 durch das Loch im Werkstück 121 hindurch einsetzen zu können. Ein weiterer Vorteil besteht in den inneren, mit Abstand voneinander angeordneten Lappen 153 an der Mutter 122, wodurch die Verriegelungsklaue 131 nicht nur den Bolzen hinter dem Werkstück 121 sondern auch die Mutter 122 verriegelt.

Fig. 18 zeigt eine abgewandelte Ausfuhrungsform der Mutter 122, die hier eine Vielzahl von einander benachbarten, in axialer Richtung verlaufenden Vertiefungen 175 oder Zähnen an Stelle einer geringeren Anzahl von Ausnehmungen und Lappen 153 aufweist. Diese Vertiefungen 175 sind natürlich ein glattes Äquivalent zu den Ausnehmungen und Lappen 153 in Fig. 17. Es ist jedoch eine größere Zahl von Vertiefungen 175 vorgesehen und sie sind dichter beieinander angeordnet. Die Klaue 131 hat eine Vielzahl von einander benachbarten, sich in axialer Richtung erstreckenden Vertiefungen I76 an

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Stelle einer Ausbildung mit einem einzigen Ende_s so daß die Vertiefungen I76 der Klaue 131 in mehr als eine der Vertiefungen 175 der Mutter 122 eingreifen. Auf diese Weise kann eine feinere Winkeleinstellung und Verriegelung der Mutter 122 erzielt werden. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 18 ist demnach dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue I3I eine Vielzahl von Eingriffsteilen 176 an Stelle nur eines Eingriffsteils hat, wobei diese Eingriffsteile als Gruppe gleichzeitig in mehr als eine Vertiefung 175 in der Mutter 122 eingreifen. Es können natürlich auch andere als die gezeigten Konstruktionen für die Vertiefungen verwendet werden, solange nur ein Vorsprung an der Mutter 122 oder an der Klaue 131 in eine Vertiefung an der Klaue 131 oder an der Mutter 122 eingreift, um eine Verdrehung der Mutter zu verhindern. Der Ausdruck "Vertiefung" wird in seinem weitesten Sinne verwendet und schließt jede Art von einander benachbarten Ausnehmungen und Vorsprüngen ein.

Die Erfindung schafft somit einen zuverlässigen Sicherheitsbolzen, von dessen Verriegelungsteil, der Klaue_s es immer bekannt ist, ob es sich in der Sicherungsstellung befindet oder nicht, und zwar in Abhängigkeit von der Sichtprüfung der Stellung eines Daumens, der mit dem Verriegelungsteil direkt durch eine Zug-Druck-Verbindung gekuppelt ist. Der Winkel der Nockenflächen gegenüber der Längsachse 13 oder 83 oder 117 ist vorzugsweise so gewählt, daß die Nockenflächen die Klaue formschlüssig antreiben, daß aber die Klaue nicht den Daumen zurückziehen kann. Dies bedeutet, daß die Nockenflächen bei Kräften verriegeln, die längs der Achse der Klaue oder durch die Klaue ausgeübt werden, daß aber Kräfte längs der Achse 13 oder 83 oder 117 die Klaue bewegen. Dies ist zum Teil auch eine Punktion des Reibungskoeffizienten zwischen den miteinander zusammenwirkenden Nockenflächen und Folgeflächen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Sicherheitsbolzen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: Ein Bolzenelement mit einem Schaft mit einer Längsachse, wobei das Element ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, mit einer axialen Öffnung, die sich von einem der Enden her in den Schaft hinein erstreckt, und mit einem sich quer erstreckenden Durchgang durch den Schaft, der die axiale Öffnung schneidet; eine Klaue in dem sich quer erstreckenden Durchgang, die zwischen einer vorgeschobenen und einer zurückgezogenen Stellung gleitend verschiebbar ist, wobei die Klaue sich über den größten äußeren Durchmesser des Schafts in der vorgeschobenen Stellung hinaus erstreckt und in der zurückgezogenen Stellung vollständig innerhalb des Umrisses des Schafts zurückgezogen ist, so daß die Klaue an der Rückseite eines Werkstücks anliegen kann, in das der Schaft eingesetzt ist; ein axial in der axialen Öffnung beweglicher Daumen, der mit der Klaue zusammenwirkt, um diese zurückzuziehen oder vorzuschieben, wobei der Daumen ein Paar geneigter Nockenflächen hat, die in einander entgegengesetzten seitlichen Richtungen weisen; ein Paar entgegengesetzt weisender, mit Abstand voneinander angeordneter Polgeflachen auf der Klaue, wo-

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D-707 SCHWABISCH CMOND

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D-e MÜNCHEN 70

Telefon: (07171) 5690 DeutKhe Bank München 70/37369 (BLZ 700 700 10)

H₁SCHROETER Telegramme: Sthrocpat Schwäbisch GmUnd 02/00 535 (BLZ 613 70086) K.LEHMANN

Bodugassc 49 Telex: 7248863 pagdd Postscheckkonto München 167941-804 Lipowskystraße 10

Telefon: (0 89) 77 89 56 Telegramme: SchroepM Teles: 3 212 248 pawed

ORIGINAL INSPECTED

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bei jede Folgefläche parallel zu einer entsprechenden Nockenfläche ist und mit im wesentlichen vollständiger Oberflächenberührung mit dieser in Eingriff steht, so daß ein Satz von Nockenflächen und Folgeflächen eine Bewegung der Klaue in einer Richtung bei Bewegung des Daumens in einer Richtung und der andere Satz eine Bewegung der Klaue in der entgegengesetzten Richtung bei Bewegung des Daumens in der anderen Richtung bewirkt, wobei zusammengehörige Sätze von Nockenflächen und Folgeflächen sich mindestens teilweise umschließen, so daß die seitliche Stellung der Klaue eine bestimmte Abhängigkeit von der axialen Stellung des Daumens in der axialen öffnung darstellt; und Vorspannmittel, die den Daumen in der Richtung vorspannen, in der die Klaue in ihre vorgeschobene Stellung gedrückt wird, so daß die Klaue, wenn sie vorgeschoben ist, wenn der Schaft in das Werkstück eingesetzt ist, eine Entfernung des Bolzens aus dem Werkstück verhindert.

2. Sicherheitsbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaft und der Daumen ein Loch aufweisen, in das ein Splint einsetzbar ist, wenn sich die Klaue in der vorgeschobenen Stellung befindet.

3. Sicherheitsbolzen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß der Daumen eine Zunge mit einer Lagerfläche hat, die gegen eine Lagerfläche an der Klaue anliegt, um die Klaue gegen Verdrehung festzuhalten.

k. Sicherheitsbolzen nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Daumen ein Paar Zungen aufweist, von denen je eine die Klaue auf einander gegenüberlxegenden Seiten umgreift.

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5· Sicherheitsbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil des Daumens nicht kreisförmig ist₃ um eine Verdrehung des Daumens zu verhindern.

6. Sieherheitsbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel der Nockenflachen und der Folgeflächen in Bezug auf die Längsachse so gewählt ist, daß eine Betätigung der Klaue bei einer auf den Daumen ausgeübten Axialkraft möglich ist₃ daß aber die Klaue gegen eine Bewegung durch Kräfte verriegelt ist, die in Längsrichtung der Klaue wirken.

7· Sieherheitsbolzen nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Axialöffnung im Bereich ihres freien Endes eine abgeschrägte Schulter aufweist, die eine Abdichtung mit dem Daumen bewirkt, wenn der Daumen gegen die schräge Schulter anliegt.

8. Sieherheitsbolzen nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Daumens in axialer Richtung über den Bolzen hinausragt, wenn sich die Klaue in ihrer ausgeschobenen oder seitlich vorragenden Verriegelungsstellung befindet.

9. Sieherheitsbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche₉ dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Aufbringen einer Vorspannung ein Paar Federn mit unterschiedlicher Federkonstante zum Unterbinden harmonischer Schwingungen aufweisen.

10. Sieherheitsbolzen nach einem der vorhergehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet , daß ein Stopfen

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vorgesehen ist, der, wenn er in das offene Ende der axialen öffnung eingesetzt ist, gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung auf den Daumen drückt, um die Klaue in der zurückgezogenen Stellung zu halten und dadurch das Einsetzen des Bolzens in das Werkstück zu erleichtern.

11. Sicherheitsbolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Bolzens, an dem die axiale öffnung mündet, ein Gewinde trägt, und daß der Stopfen ein Gewinde trägt, das zu dem Gewinde an dem Bolzen paßt, wobei der Stopfen einen Druckzapfen hat, der gegen den Daumen vorragt und der an dem Daumen anliegt und diesen in die Stellung drückt, die der zurückgezogenen Stellung der Klaue entspricht, wenn der Stopfen mit dem Gewinde des Bolzens verschraubt wird.

12. Sicherheitsbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Mutter so auf den Bolzen aufgeschraubt ist, daß sie an dem Werkstück anliegt, wobei die Mutter unter gegenseitigen Winkelabständen angeordnete Lappen aufweist, und daß in jeweils einen Zwischenraum zwischen diesen Lappen die Klaue eintritt, wenn sie sich in ihrer seitlich vorgeschobenen Stellung befindet, um dadurch die Mutter zu verriegeln.

13. Sicherheitsbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Mutter auf den Bolzen aufgeschraubt ist, die an dem Werkstück anliegt, wobei die Mutter mit gegenseitigen Winkelabständen angeordnete Vertiefungen aufweist, wobei die Klaue eine Vielzahl von einander benachbarten, mit gegenseitigen Abständen angeordneten "Vertiefungen aufweist, so daß, wenn sich die Klaue in der seitlich vorragenden Verriegelungsstellung befindet, ihre Vertiefungen in eine Mehrzahl der Vertiefungen an der Mutter eingreifen.

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