DE3044778A1 - Vorrichtung zum anlegen einer klemmlast an eine ebene flaeche eines werkstueckes in einer gewindeverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Befestigungsvorrichtungen und insbesondere Verbesserungen bei solchen Vorrichtungen, die dazu verwendet werden, eine Klemmlast an Werkstücke anzulegen, beispielsweise bei nabenzentrierten Radfelgen.

Befestigungsvorrichtungen, die aus zwei Teilen bestehen, sind bekannt und sie werden unter anderem dazu verwendet, Radfelgen an der Bremstrommel oder an einem anderen Bauteil eines Fahrzeugrades zu montieren. Eine bekannte Radmuttervorrichtung für nabenzentrierte Radfelgen umfaßt eine Mutter mit einer ringförmigen Druckplatte, die an der Mutter dreh-

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bar gehalten oder gefangen ist. Wenn die Mutter an einem Radbolzen gegen die Radfelge angezogen wird, tritt die Druckplatte mit der Radfelge in Eingriff, und konische Lagerflächen, die an der Mutter und an der Druckplatte gebildet sind, treten in Eingriff miteinander. Um eine Beschädigung der Radfelge zu verhindern, ist beabsichtigt, daß die Druckplatte ortsfest in Anlage an der Radfelge verbleibt, während die Lagerflächen Anziehdrehung der Mutter relativ zu der Druckplatte ermöglichen.

Bei bekannten Radmuttervorrichtungen dieser Art können sich Schwierigkeiten ergeben. Die Gewindeverbindung, welche die Radfelge und den Bolzen umfaßt, kann aus verschiedenen Gründen verformt werden, wobei diese Gründe Toleranzänderungen und ein Biegen oder Verformen von Bauteilen umfassen einschließlich der Felge und/oder der Bolzen. Wenn der Bolzen nicht rechtwinklig zur Radfelgenfläche verläuft, können die konischen Lagerflächen an der Mutter und an der Druckplatte sich nicht in volle Flächenberührung miteinander ausrichten, wenn die Druckplatte eben gegen die Radfelge gedrückt ist. Als Ergebnis sind Reibungskräfte, die über die gesamten Lagerflächen verteilt sein sollen, nur in einer begrenzten Fläche vorhanden. Dies kann zu einem Fressen oder zu einer anderen Beschädigung der Lagerflächen führen, weiterhin zu erhöhtem Anzugsdrehmoment und zu unverträglichen oder unzureichenden Klemmlasten sowie zu unerwünschter Drehung der Druckplatte relativ zur Radfelge.

Selbst wenn der Bolzen rechtwinklig zur Radfelge verläuft und die konischen Lagerflächen richtig ausgerichtet sind, kann nicht gewährleistet werden, daß während der Drehung der Mutter die Druckplatte an der Radfelge ortsfest bleibt. Beispielsweise kann die Reibung zwischen der Mutter

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und der Druckplatte sich erhöhen, beispielsweise als Folge von Unvollkommenheiten oder Fehlern an den Lagerflächen, oder als Folge des Vorhandenseins von Schmutz oder anderem Fremdmaterial. Gleichzeitig kann durch den Zustand der Oberfläche der Radfelge oder durch das Vorhandensein von Fett oder anderem Schmiermittel unter der Druckplatte ein Bestreben dahingehend bestehen, Drehung der Druckplatte zu begünstigen. Bei einem beträchtlichen Teil von Montageausführungen können die Reibungskräfte an den Lagerflächen relativ zu den Reibungskräften zwischen der Druckplatte und der Radfelge ausreichend hoch sein, um Drehung der Druckplatte hervorzurufen. Hierdurch kann unerwünschte Beschädigung der Radfelgenfläche bewirkt werden. Weiterhin geht das gewünschte Verhältnis zwischen vorbestimmtem Anzugsdrehmoment und einer gewünschten Klemmlast verloren.

Zu den wichtigen Zwecken der vorliegenden Erfindung gehört es, Verbesserungen bei zweiteiligen Befestigungsvorrichtungen mit Radmuttern zu schaffen, ferner eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, in der beabsichtigten "Weise zu wirken, wenn sie bei verformten und nichtverformten Gewindeverbindungen verwendet wird, Befestigungsvorrichtungen zu schaffen, bei denen gewährleistet ist, daß ein Klemmring oder eine Druckplatte während der Anziehdrehung der Mutter oder des betreffenden Befestigungselementes ortsfest bleibt, Befestigungsvorrichtungen zu schaffen, die charakterisiert sind durch ein verträgliches Verhältnis zwischen Anzugsdrehmoment und Klemmlast, und trotz Variablen, wie beispielsweise nicht rechtwinklig stehender Bauteile der Verbindung, wie das Vorhandensein von Fremdmaterialien, von unerwünschten Schmiermitteln u.dgl., und Befestigungsvorrichtungen zu schaffen, mit denen die Nachteile derjenigen Befestigungsvorrichtungen überwunden werden, wie sie bisher verwendet wurden.

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Die genannten Zwecke der Erfindung werden bei einer Ausführungsfonn der Erfindung erreicht durch Schaffung einer Vorrichtung zum Anlegen einer Klemmlast an die Fläche eines Werkstückes in einer Gewindeverbindung. Die Vorrichtung umfaßt ein Gewindebefestigungselement mit einem Körper und einem Gewinde, welches allgemein in einer zylindrischen Fläche parallel zur mittleren Längsachse des Körpers und diese umgebend angeordnet ist. Der Körper umfaßt eine Ausbildung, mit welcher ein Werkzeug zum Anziehen der Gewindeverbindung in Eingriff gebracht werden kann, um das Befestigungselement bzw. die Befestigungsvorrichtung gegen das Werkstück zu drücken. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Klemmring, eine Klemmscheibe od.dgl. mit einer mittleren Öffnung, welche die zylindrische Ebene des Gewindes umgibt und zwischen dem Körper des Befestigungselementes und dem Werkstück angeordnet ist.

Eine Lagerfläche ist an dem dem Werkstück zugewandten Ende des Körpers des Befestigungselementes gebildet. Eine damit zusammenarbeitende Lagerfläche ist auf einer Seite des Klemmringes., der Klemmscheibe od.dgl. gebildet. Auf der anderen Seite des Klemmringes, der Klemmscheibe od.dgl. ist eine mit dem Werkstück in Eingriff tretende Klemmfläche gebildet.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Lagerfläche des Körpers des Befestigungselementes eine kontinuierliche ringförmige sphärische oder kugelige Zone, deren Krümmungsmittelpunkt auf der Achse des Körpers liegt. Weiterhin ist im angezogenen Zustand der Befestigungsvorrichtung die Lagerfläche des Klemmringes eine ähnliche sphärische oder kugelige Zone, die sich im Eingriff mit der Lagerfläche des Körpers befindet, und die Klemmfläche des Klemmringes, der Klemmscheibe od.dgl. befindet sich im angezogenen Zustand

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der Befestigungsvorrichtung in inniger Flächenberührung mit der Fläche des Werkstückes.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Klemmring beim Anziehen der Gewindeverbindung federnd oder elastisch verformbar.

Bei Verwendung mit einer ebenen Werkstückfläche hat die Klemmfläche anfänglich kegelstumpfförmige Gestalt, deren Umdrehungszentrum mit der Achse des Körpers des Befestigungselementes übereinstimmt. Die Klemmfläche kann vor dem Anziehen mit der Fläche des Werkstückes in Kreislinienberührung gebracht werden, und zwar an dem radial äußeren Umfang der Klemmfläche. Weiterhin kann vor dem Anziehen die Lagerfläche des Klemmringes anfänglich mit der Lagerfläche des Körpers des Befestigungselementes entlang einer Kreislinienberührung am radial inneren Umfang der Lagerfläche des Klemmringes in Eingriff gebracht werden. Wenn die Gewindeverbindung angezogen wird, wird der Klemmring derart verformt, daß zwischen den Lagerflächen und zwischen der Klemmfläche und der Fläche des Werkstückes volle Flächenberührung erhalten wird«

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist ein Körper aus reibungsarmem Kunststoff material zwischen den Lagerflächen des Körpers des Befestigungselementes und des Klemmringes angeordnet. Das Kunststoff material kann auf einer oder auf beiden Lagerflächen als Überzug vorgesehen sein, oder es kann in Form eines getrennten Ringes, einer Scheibe od.dgl. vorgesehen sein. Die Flächen sind derart gebildet, daß Ausnehmungen oder eine Ausnehmung gebildet ist, um das Extrudieren oder Herausdrücken des Kunststoffmaterials aus. seiner Lage zwischen den Lagerflächen zu verhindern. Dies kann erreicht werden durch Bildung von Absperrvorsprüngen od.dgl.

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im Bereich der Lagerflächen, oder dadurch, daß die Lagerflächen mit rauher Oberfläche gebildet werden.

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann die Klemmfläche des Klemmringes aufgerauht, gefurcht od.dgl. werden, um beträchtliche Reibungskräfte zwischen dem Klemmring und dem Werkstück zu gewährleisten. Auf diese Weise kann unbeabsichtigte Drehung des Klemmringes verhindert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Gewindeverbindung mit einer Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 vor dem Einbau in einer Gewindeverbindung.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, bei welcher jedoch Bauteile der Gewindeverbindung nicht rechteckig bzw. verformt sind.

Fig. 4 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht einer Gewindeverbindung mit einer Befestigungsvorrichtung gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

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Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht einer Befestigungsvorrichtung gemäß einer anderen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 6 im angezogenen Zustand.

Fig. 8 ist eine teilweiße gebrochene schaubildliche Ansicht des Klemmringes einer Befestigungsvorrichtung gemäß einer anderen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung ist eine Gewindeverbindung dargestellt, die als ganzes mit dem Bezugszeichen Io bezeichnet ist und eine Befestigungsvorrichtung 12 umfaßt, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Während die Befestigungsvorrichtung 12 dazu verwendet werden kann, Klemmlasten an Werkstücke verschiedener Arten anzulegen, ist bei der dargestellten Ausführungsform die Gewindeverbindung Io ein Teil einer Radmontagevorrichtung für ein Fahrzeug od.dgl., und sie umfaßt eine Radfelge 14, die an einer Bremstrommel oder an einem anderen Bauteil 16 des Fahrzeuges montiert und durch Eingriff mit einem Nabenteil l6A zentriert ist. Um die Radfelge 14 in ihrer Lage festzulegen, wird die Befestigungsvorrichtung 12 auf den Gewindeteil 18 eines Radbolzens 2o geschraubt, der an der Trommel bzw. an dem betreffenden Bauteil 16 angebracht ist.

Allgemein umfaßt die Befestigungsvorrichtung 12 der Erfindung einen Körper 22, der zusammen mit einem Klemmring, einer Klemmscheibe od.dgl. 24 verwendet wird und mit diesem bzw. dieser zusammenarbeitet. Wenn die Befestigungs-

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vorrichtung 12 in der Gewindeverbindung Io angezogen ist, ist der Klemmring 24 zwischen dem Körper 22 und dem Werkstück 14 angeordnet. Der Körper 22 umfaßt bei der dargestellten Ausführungsform eine Sechskantmutter, da die Gewindeverbindung Io einen Gewindebolzen 2o aufweist. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind jedoch auch bei Befestigungsvorrichtungen oder Befestigungselementen anwendbar, die keine Muttern sind, beispielsweise bei Kopfbolzen und Kopfschrauben. Demgemäß umfaßt der Ausdruck "Körper 22" nicht nur den Körper einer Mutter, sondern beispielsweise auch den Kopfteil eines Bolzens oder einer Schraube.

Für Eingriff mit dem Gewinde schaft 18 umfaßt der Körper 22 ein Innengewinde 26, welches allgemein in einer zylindrischen Ebene bzw. auf einem Zylinder liegt, der symmetrisch um die mittlere Längsachse des Körpers 22 verläuft. Um ein Anziehen der Gewindeverbindung zu ermöglichen, umfaßt der Körper 22 eine Ausbildung 28 für den Eingriff mit einem Schlüssel, und die Ausbildung 28 ist durch die Flächen der Sechskantmutter gebildet. Bei Befestigungselementen mit Körpern anderer Gestalt kann Außengewinde anstatt von Innengewinde vorgesehen sein, und verschiedene Arten von Ausbildungen für den Eingriff mit einem Schlüssel, einem Schraubenzieher od.dgl. können verwendet werden für das Anziehen der Befestigungsvorrichtung in einer Gewindeverbindung.

Der Körper 22 und der Ring 24 werden mittels eines Flansches oder Bundes 3o in ihrer Relativlage in der angezogenen Gewindeverbindung Io gehalten, und dieser Flansch oder Bund 3o erstreckt sich von dem Körper 22 axial über einen Halsteil 32 verkleinerten Durchmessers der mittleren axialen öffnung 34 des Klemmringes 24. Das axial äußere Ende des Flansches oder Bundes 3o ist gestaucht, gebördelt

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oder in anderer ¥eise radial nach außen verformt, um ein Wegbewegen des Klemmringes 24 von dem Körper 22 zu verhindern, während freie Drehung sowie begrenzte Bewegung in anderen Richtungen zwischen dem Körper 22 und dem Klemmring 24 ermöglicht sind.

Beim Anziehen der Gewindeverbindung Io wird die durch das Anziehen des Körpers 22 aufgebaute Klemmlast mittels des Klemmringes 24 an das Werkstück 14 angelegt. Bei der dargestellten Ausführung umfaßt das Werkstück 14 eine ebene Fläche und der Klemmring 24 weist eine Klemmfläche 36 auf, die beim Anziehen eine der Werkstückfläche entsprechende ebene Gestalt annimmt oder erhält.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaßt die Befestigungsvorrichtung 12 einen Lagerbereich an der Zwischenfläche zweier Lagerflächen 38 und 4o, die am axial inneren Ende bzw. an dem dem Werkstück zugewandten Ende des Körpers 22 bzw. auf der axial äußeren Seite bzw. auf der vom Werkstück weggewandten Seite des Klemmringes 24 gebildet sind. Die Lagerflächen 38 und 4o ermöglichen während des Anziehens der Gewindeverbindung Io Drehung des Körpers 22, während der Klemmring 24 ortsfest bleibt, d.h. sich nicht dreht, und zwar unabhängig davon, ob die Bauteile der Gewindeverbindung Io genau rechteckig sind oder nicht.

Insbesondere umfaßt der Körper 22 ein Flanschgebilde 42, und die Lagerfläche 3& ist an der gemäß Fig. 1 unteren Seite des Flanschgebildes 42 gebildet. Die Lagerfläche 38 ist in Gestalt einer kontinuierlichen ringförmigen Zone einer Kugel vorhanden mit gleichmäßigem Krümmungsradius, wobei der Krümmungsmittelpunkt auf der mittleren Längsachse des Körpers 22 liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der Krümmungsmittelpunkt auf derjenigen Seite des Lagerbereiches,

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die von der mit dem Werkstück in Eingriff tretenden Klemmfläche 36 weiter entfernt liegt. Anders ausgedrückt, liegt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Krümmungsmittelpunkt oberhalb des Lagerbereiches. Im angezogenen Zustand ist die Gestalt der Lagerfläche 4o des Klemmringes 24 der Gestalt der Lagerfläche 38 des Körpers 22 identisch und ist demgemäß dann ebenfalls eine kontinuierliche ringförmige Kugelzone mit gleichem Krümmungsradius und gleichem Krümmungsmittelpunkt. Im angezogenen Zustand befinden sich die Lagerflächen 38 und 4o in inniger großer Flächenberührung miteinander und sie haben allgemein gleiche radiale Breite. Diese große Flächenlagerberührung ermöglicht eine Drehung des Körpers 23, während der Klemmring 24 an der Fläche des Werkstückes 14 stillsteht, d.h. sich nicht dreht.

In Fig. 3 ist eine Gewindeverbindung loA gemäß einer abgewandelten Ausführungsform wiedergegeben. Die Gewindeverbindung loA ist der Gewindeverbindung Io gemäß Fig. 1 in jeder Hinsicht ähnlich mit Ausnahme der genauen Rechteckgestalt der Verbindung. Die Gewindeverbindung loA ist nicht genau rechteckig in dem Sinn, daß der Gewindeschaft 18 des Bolzens 2o zur Außenfläche des Werkstückes 14 nicht rechtwinklig verläuft. Selbst bei diesem ungünstigen Zustand ist im angezogenen Zustand zwischen der Klemmfläche 36 des Klemmringes 24 und der Fläche des Werkstückes 14 sowie zwischen den Lagerflächen 38 und 4o große Flächenberührung vorhanden. Da im angezogenen Zustand die Lagerflächen 38 und 4o identisch gestaltete Kugelzonen sind, kann der Körper 22 sich relativ zu dem Klemmring 24 drehen oder verschwenken, und durch eine solche Bewegung wird innige große Flächenlagerberührung zwischen den Lagerflächen 38 und 4o nicht verhindert. Als Ergebnis kann selbst bei der nicht genau rechteckigen Gestalt der Gewindeverbindung loA, wie sie in Fig. 3 wiedergegeben

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ist, der Körper 22 sich in Anziehrichtung drehen, wobei geringe Reibungskräfte auf den stillstehenden Klemmring 24 ausgeübt werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der Klemmring 24 anfänglich mit einer Gestalt gebildet, die von der Gestalt verschieden ist, die der Klemmring 24 nach dem Anziehen der Gewindeverbindung Io angenommen hat. Die anfängliche Gestalt des Klemmringes 24 ist hierbei derart, daß gewährleistet ist, daß der Klemmring 24 sich während des Anziehens der Befestigungsvorrichtung 12 nicht relativ zu dem Werkstück 14 dreht. Die Befestigungsvorrichtung 12 ist in Fig. 2 im nichtangezogenen Zustand wiedergegeben. Die Klemmfläche 36 des Klemmringes 24 hat anfänglich kegelstumpf förmige Gestalt und nicht die ebene Gestalt, die sie nach dem Anziehen angenommen hat und die in den Fig. 1 und wiedergegeben ist. Weiterhin hat die Lagerfläche 4o des Klemmringes 24 anfänglich eine Gestalt, die der Gestalt der Lagerfläche 38 des Körpers 22 nicht identisch ist. Betrachtet im Vergleich zu der endgültigen Gestalt ist der Klemmring 24 in seiner anfänglichen Gestalt etwas gewölbt oder ausgetieft.

Wenn die Befestigungsvorrichtung 12 gemäß Fig. 2 anfänglich in einer Gewindeverbindung Io vor dem Anziehen angeordnet wird, tritt der Außenumfang 44 der Klemmfläche 36 anfänglich mit der Fläche des Werkstückes 14 in Berührung. Diese Berührung findet entlang einer Kreislinie statt und sie ist demgemäß eine Kreislinienberührung und nicht eine Flächenberührung. In ähnlicher Weise tritt die Lagerfläche 4o des Klemmringes 24 anfänglich mit der Lagerfläche 38 des Körpers 22 am Innenumfang 46 der Lagerfläche 4o in Berührung. Auch diese Berührung ist eine Kreislinienberührung und nicht eine Flächenberührung.

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Der Radius der Kreislinienberührung am Umfang 44 zwischen der Klemmfläche 36 und dem Werkstück 14 ist beträchtlich größer als der Radius der Kreislinienberührung am Innenumfang 46 der Lagerfläche 4o zwischen den beiden Lagerflächen 38 und 4o. Dieser Radiusunterschied ergibt sich aus der Richtung, in welcher der Klemmring 24 gewölbt oder ausgetiefl iüt, und er wird weiterhin vergrößert durch Vergrößern des Durchmessers des Klemmringes 24 relativ zu dem Durchmesser des Körpers 22 und des Flanschgebildes 42.

Als Ergebnis des Unterschiedes des Radius der kreisförmigen Berührungslinien wird der Klemmring 24 veranlaßt, beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung 12 an dem Werkstück 14 stillstehend zu bleiben und sich nicht mit dem Mutterkörper 22 zu drehen. Durch die Reibungskräfte, die zwischen dem sich bewegenden Körper 22 und dem Klemmring 24 als Folge der Berührung am Umfang 46 aufgebaut werden, wird an dem Klemmring 24 ein Drehmoment angelegt, welches das Bestreben hat, ihn zu drehen. Umgekehrt wird durch die Reibungskräfte, die zwischen der Klemmfläche 36 und der Oberfläche des Werkstückes 14 entlang des Umfanges bzw. der Kreislinie 44 entwickelt werden, ein Drehmoment angelegt, welches das Bestreben hat, zu bewirken, daß der Klemmring 24 stillstehend bleibt. Als Ergebnis der Tatsache, daß der Umfang 44 bzw. die Kreislinie 44 einen größeren Durchmesser als der Umfang 46 bzw. die Kreislinie 46 hat, ist der wirksame Hebelarm, über welchen die Reibungskräfte wirken, um ein Drehmoment zu erzeugen, für diejenigen Kräfte beträchtlich größer, die das Bestreben haben, den Klemmring 24 stillstehend zu halten.

Wenn die Befestigungsvorrichtung 12 aus der anfänglichen Lage in die vollständig angezogene Lage gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 3 angezogen wird, verformt sich der Klemmring 24 allgemein und elastisch bzw. federnd. Während des Anziehens

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ändert die Klemmfläche 36 ihre Gestalt von der anfänglichen kegelstumpfförmigen Gestalt zu ebener Gestalt, so daß Berührung mit dem Werkstück 14 auf einer großen Fläche erhalten ist. Gleichzeitig verformt sich die Lagerfläche 4o des Klemmringes 24 aus ihrer anfänglichen Gestalt zu einer Kugelzonengestalt im angezogenen Zustand. Da die Verformung des Klemmringes 24 innerhalb der Elastizitätsgrenze des Materials des Klemmringes 24 auftritt, liefert der Klemmring 24 auch die vorteilhafte Wirkung eines Federringes oder einer Federscheibe od.dgl. und er verhindert unbeabsichtigtes Lösen der Befestigungsvorrichtung 12 als Folge von zyklischen Belastungen, Schwingungen od.dgl.

In Fig. 4 ist in Teilschnittansicht eine Befestigungsvorrichtung 5o dargestellt, die einer anderen Ausführungsform der Erfindung entspricht. Die Befestigungsvorrichtung 5o umfaßt einen Körper 22 mit einem Klemmring 52, und sie unterscheidet sich von der Befestigungsvorrichtung 12 dadurch, daß der Klemmring 52 beim Anziehen der Befestigungsvorrichtung 5o nicht verformt wird bzw. seine Gestalt nicht ändert.

Insbesondere umfaßt der Klemmring 52 eine Klemmfläche 54, welche die gleiche anfängliche Gestalt wie die Fläche des Werkstückes 14 hat. Bei der dargestellten Ausführungsform ist diese Klemmfläche 54 eben und sie liegt im rechten Winkel zur Achse der Befestigungsvorrichtung 5o. Weiterhin umfaßt der Klemmring 52 eine Lagerfläche 56, die sowohl anfänglich als auch nach dem Anziehen eine kontinuierliche ringförmige Kugelzone ist, welche den gleichen Krümmungsradius wie die Lagerfläche 38 des Körpers 22 hat. Wenn die Befestigungsvorrichtung 5o angezogen wird, um eine Klemmlast an eine Gewindeverbindung, beispielsweise an die Gewindeverbin-

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dung Io oder die Gewindeverbindung loA gemäß den Fig. 1 und 3 anzulegen, ermöglichen die ähnlichen kugeligen Lagerflächen 38 und 56 innige und große Flächenlagerberührung im Lagerbereich, und zwar unabhängig davon, ob die Gewindeverbindung genau rechteckig ist oder nicht.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann übermäßige Reibung im Lagerflächenbereich verhindert werden durch Vorsehen eines Schmiermittels zwischen den Lagerflächen. In Fig. 5 ist eine Befestigungsvorrichtung 6o dargestellt, die einen Körper 22 und einen Klemmring 24 sowie einen weiteren ringförmigen Körper 62 aus reibungsarmem Kunststoffmaterial aufweist. Der Klemmring 24 kann hinsichtlich seiner anfänglichen Gestalt entweder von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 oder von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sein.

In Fig. 5 ist die Befestigungsvorrichtung 6o im angezogenen Zustand dargestellt. Der Materialkörper 62, der beispielsweise aus einem Fluorkohlenstoff oder einem Polytetrafluoräthylen bestehen kann und der zwischen den Lagerflächen 38 und 4o angeordnet ist, gewährleistet, daß die Reibungskräfte, die das Bestreben haben, Drehung des Klemmringes 24 hervorzurufen, minimiert sind, so daß der Klemmring 24 an der Fläche des Werkstückes 14 sich nicht dreht. Das reibungsarme Material kann als Überzug auf einer oder beiden Lagerflächen 38, 4o aufgebracht sein. Alternativ kann ein Materialkörper 62 anfänglich in Form eines getrennten Ringes oder einer ringförmigen Scheibe vorhanden sein, die in der Befestigungsvorrichtung 6o zwischen dem Körper 22 und dem Klemmring 24 angeordnet ist.

Um ein Extrudieren bzw. Herausdrücken des Materiales des Körpers 62 aus der Lage zwischen den Lagerflächen 38 und 4o zu verhindern und damit einen Verlust der Schmiereigen-

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schäften des Materiales des Körpers 62 zu vermeiden, sind in dem Lagerbereich zwei kontinuierliche, sich ringförmig erstreckende Dämme oder Erhöhungen 64 und 66 in dem Lagerbereich vorgesehen. Zwischen den Erhöhungen 64 und 66 ist ein Zwischenraum bzw. eine Ausnehmung 68 gebildet oder definiert, in welcher der Körper 62 gefangengehalten ist, und zwar trotz des Vorhandenseins beträchtlicher Lagerkräfte zwischen den Flächen 38 und 4o. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der radial innere Damm bzw. die radial innere Erhöhung 64 als ein Vorsprung in der Lagerfläche 38 des Körpers 22 gebildet, während die radial äußere Erhöhung 66 als ein Vorsprung an der Lagerfläche 4o des Klemmringes 24 gebildet ist.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Befestigungsvorrichtung dargestellt, die eine noch andere Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Befestigungsvorrichtung 7o umfaßt zusätzlich zu dem Mutterkörper 22 und dem Klemmring 52 einen kontinuierlichen ringförmigen getrennten scheibenartigen Körper aus reibungsarmem Kunststoffmaterial. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist vor dem Anordnen der Befestigungsvorrichtung 7o in einer Gewindeverbindung die Scheibe 72 aus reibungsarmem Kunststoffmaterial zwischen den Lagerflächen 38 und 4o und mittels des Flansches oder Bundes 3o gehalten, der sich über den Halsteil 32 verkleinerten Durchmessers des Klemmringes 52 erstreckt. Der Klemmring 52 kann von der Ausführung gemäß Fig. 2 oder von der Ausführung gemäß Fig. sein.

Wenn die Befestigungsvorrichtung 7o in einer Gewindeverbindung in den angezogenen Zustand gebracht ist, wie er in Fig. 7 dargestellt ist, ist die Scheibe 72 aus dem reibungsarmen Kunststoffmaterial zwischen den Lagerflächen 38

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und 4o angeordnet und sie ruft eine Schmierwirkung hervor, so daß verhindert ist, daß beträchtliche Reibungskräfte von dem sich drehenden Körper 22 auf den stillstehenden Klemmring 24 ausgeübt werden. Gemäß der Erfindung ist vollständiges Herausdrücken des Materials der Scheibe 72 aus der Lage zwischen den Lagerflächen 38 und 4o dadurch verhindert, daß die Lagerflächen 38 und 4o mit rauher Oberfläche gebildet sind.

Während rauhe Oberflächen der Lagerflächen 38 und 4o auf verschiedene Weisen erhalten werden können, ergibt sich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 die Rauheit als Ergebnis einer Warmformung des Körpers 22 und des Klemmringes 24 ohne weitere Flächenplattierung und ohne weitere Bearbeitungsvorgänge, wie sie sonst gewöhnlich ausgeführt werden. Der Warmformungsvorgang schafft ausreichende Oberflächenrauhigkeit oder ausreichende Porosität, so daß eine Myriade von Oberflächenausnehmungen oder Oberflächenvertiefungen gebildet ist, die ausreichend sind, das Material der Scheibe 72 in dem Lagerbereich zu "fangen" und zurückzuhalten. Der geschilderte Zustand ist in Fig. 7 für Zwecke der Erläuterung übertrieben dargestellt. Diese Arbeitsweise zum Schaffen rauher Lagerflächen hat nicht nur den Vorteil, daß das Schmiermaterial der Scheibe 72 im Lagerbereich zurückgehalten wird, sondern auch den Vorteil, daß die Herstellungskosten für die Befestigungsvorrichtung 7o in großem Ausmaß verringert werden.

In Fig. 8 ist ein Klemmring 8o dargestellt, der mit einem Körper 22, beispielsweise einem Mutterkörper, kombiniert werden kann, um eine Befestigungsvorrichtung einer noch anderen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung zu bilden. Der Klemmring 8o unterscheidet sich von den Klemmringen der Befestigungsvorrichtungen 12, 5o, 6o und 7o da-

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durch, daß die Klemmfläche 82 aufgerauht ist,um bei Anwendung der Befestigungsvorrichtung in einer Gewindeverbindung, beispielsweise in einer Gewindeverbindung gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 3, beträchtliche Reibung zwischen der Klemmfläche 82 und der Fläche des Werkstückes 14 zu gewährleisten. Das Aufrauhen der Klemmfläche 82 kann erhalten werden durch Bildung von Nuten, Riefen oder anderen Vertiefungen. Bei dieser Ausführungsform sind die zwischen dem Klemmring 8o und dem Werkstück 14 aufgebauten Reibungskräfte beträchtlich und sie dienen zuverlässig dazu, unerwünschte Drehung des Klemmringes 8o zu verhindern, wenn der Körper 22 der Befestigungsvorrichtung angezogen wird.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Äiderungen möglich.

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   (l.y Befestigungsvorrichtung zum Anlegen einer Klemmlast an eine ebene Fläche eines Werkstückes in einer Gewindeverbindung, wobei die Vorrichtung ein Gewindebefestigungselement mit einem Körper und einem Gewinde, welches allgemein zylindrisch parallel zur mittleren Längsachse des Körpers und diese umgebend angeordnet ist und der Körper eine Ausbildung aufweist für Eingriff mittels eines Werkzeuges zum Anziehen der Gewindeverbindung, um die Befestigungsvorrichtung gegen das Werkstück zu drücken, einen Klemmring mit einer mittleren Öffnung, welcher das zylindrische Gewinde umgibt und zwischen dem Körper und dem Werkstück angeordnet ist, eine Lagerfläche, die an dem dem Werkstück zugewandten Ende des Körpers gebildet ist, eine damit zusammenarbeitende Lagerfläche an einer Seite des Klemmringes, die der Lagerfläche des Körpers zugewandt ist, und eine mit dem Werkstück in Eingriff tretende Klemmfläche aufweist, die an der gegenüberliegenden Seite des Klemmringes gebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerfläche (38) des Körpers (22) der Befestigungsvorrichtung eine kontinuierliche ringförmige Kugelzone ist mit einem Krümmungsmittelpunkt, der auf der Achse des Körpers liegt, die Lagerfläche (4o) des Klemmringes (24 bzw. 52) im angezogenen Zustand eine ähnliche Kugelzone im Eingriff mit der Lagerfläche des Körpers ist, und daß die Klemmfläche (36 bzw. 54) des Klemmringes im angezogenen Zustand eine ebene Fläche im Eingriff mit dem Werkstück (14) ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (56) des Klemmringes (52) und seine Klemmfläche (54) beim Anziehen keine Änderung ihrer Gestalt erfahren (Fig. 4).

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3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (24) biegsam und federnd ist und daß die Lagerfläche (4o) des Klemmringes und seine Klemmfläche beim Anziehen eine Änderung ihrer Gestalt erfahren.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anziehen die Klemmfläche (36) des Klemmringes (24) allgemein konisch ist und an ihrem radial äußeren Umfang (44) mit dem Werkstück (14) in Eingriff bringbar ist, und daß vor dem Anziehen die Lagerfläche (4o) des Klemmringes an ihrem radial inneren Umfang (46) mit der Lagerfläche (38) des Körpers (22) in Eingriff bringbar ist und sich am radial äußeren Umfang im Abstand Von dieser befindet.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfläche (82) des Klemmringes (8o) rauh gebildet ist, um Drehung des Klemmringes an dem Werkstück zu verhindern.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper (62 bzw. 72) aus reibungsarmem Kunststoffmaterial zwischen den Lagerflächen des Körpers und des Klemmringes angeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Kunststoff material ein getrenntes ringförmiges, scheibenartiges Element (72) ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (62) aus Kunststoffmaterial ein Überzug auf wenigstens einer der Lagerflächen des Körpers bzw. des Klemmringes ist.

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9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen Mittel (64, 66) aufweisen, um ein Herausdrücken oder Austreten des Kunststoffmaterials aus der Lage zwischen den Lagerflächen des Körpers und des Klemmringes "beim Anziehen der Gewindeverbindung zu verhindern.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die das Herausdrücken oder Austreten des Kunststoff materials verhindernden Mittel eine Ausnehmung (68) aufweisen, die zwischen den Lagerflächen des Körpers (22) und des Klemmringes (24) gebildet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (68) gebildet ist durch ringförmige vorragende Teile (64, 66) der Lagerflächen des Körpers (22) und des Klemmringes (24).
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung definiert ist durch eine rauhe Fläche an wenigstens einer der Lagerflächen des Körpers (22) und des Klemmringes (24).