DE3525956C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stiftschraube, welche in der La­ ge ist, sich selbst gegen selbsttätiges Lösen und gegen Ver­ lieren zu sichern.

Bei einer derartigen Selbstsicherung wird durch eine Formänderung ein zusätzlicher Reib­ schluß zwischen Stiftschrauben- und Muttergewinde zur Si­ cherung erzeugt.

Es ist gemäß dem Patent US-PS 33 83 975 bekannt, daß eine Stiftschraube durch einen mit dieser formschlüssig verbunde­ nen Gewindeeinsatz zusätzlich reibschlüssig gesichert wird. Mit einer so gesicherten Stiftschraube kann eine Schrauben­ verbindung nur dann als gesichert angesehen werden, wenn die Mutter auch noch gesichert wird, so daß hier mit einem einzigen Schraubvorgang die zu verspannenden Teile nicht sichernd zu verbinden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß die beiden Ge­ winde der Stiftschraube mittels zwei Gewindeeinsätzen in die Gewindebohrungen der verspannten Teile eingeschraubt werden, ohne daß hierbei eine Mutter benötigt wird, wobei die Stift­ schrauben mit den beiden Gewindeeinsätzen eine Einheit bilden, die gegen selbsttätiges Lösen, gegen Verlieren ohne Rücksicht auf Betriebstemperatur und Schwingungen gesichert ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Schraubengewinde einer Stiftschraube werden nicht auf dem Stift­ schraubenschaft, sondern auf zwei verschiedenen Gewindeein­ sätzen angebracht, wobei einer der Gewindeeinsätze mit dem Stiftschraubenschaft durch bekannte formschlußbil­ dende Elemente wie Innen- und Außenvielkant, z. B. Sechskant, formschlüssig verbunden ist.

Diese beiden Gewindeeinsätze sind durch die an Stiftschrau­ benenden angebrachten Konusansätze derart eingeschlossen, daß sie nicht mehr herausnehmbar sind.

Der Stiftschraubenschaft weist auf der freien Seite eine Ein­ greifmöglichkeit für ein Anziehwerkzeug auf. Die beiden Ge­ windeeinsätze sind längs auf dem Stiftschraubenschaft ver­ schiebbar und können unterschiedliche Gewinde aufweisen. Über den mit dem Stiftschraubenschaft im Formschluß stehenden Gewindeeinsatz wird die Stiftschraube in die Gewindebohrung des verspannten Teiles eingeschraubt.

Die Gewindeeinsätze weisen jeweils zu den Konusansätzen an den Stiftschraubenschaftenden eine dazu korrespondierende, koni­ sche Senkung auf, wobei der Reibschluß zwischen den Gewinde­ einsätzen und dem Stiftschraubenschaft hier in der Kegelver­ bindung stattfindet. Am Umfang der konischen Senkung des mit dem Stiftschraubenschaft im Formschluß stehenden Gewin­ deeinsatzes sind längs zur Stiftschraubenachse Schlitze an­ gebracht, so daß diese Senkung im verspannten Zustand durch den dazugehörigen Konusansatz radial auseinandergedrückt wird, daß dadurch ein der Schraubenvorspannkraft proportio­ naler Reibschluß zur Sicherung der Schraubenverbindung erzielt wird. Dieser ist von der Betriebstemperatur unabhängig und stets in voller Höhe reproduzierbar.

Da der Stiftschraubenschaft keinerlei scharfe Kerben auf­ weist, die durch Gewinde bedingt sind, kann die so gestalte­ te Stiftschraube bei dynamischen Beanspruchungen wesentlich höhere Spannungsausschläge ertragen als die herkömmlichen Stiftschrauben.

Durch die klare Trennung zwischen Gewinden und Stiftschrau­ benschaft werden die Stiftschraubengewinde auf Druck bean­ sprucht, so daß die Stiftschrauben- und Muttergewinde auf gleiche Weise verformt sind und eine der Ursachen des selbsttätigen Lösens, nämlich die gegensätzlichen Ver­ formungen zwischen Stiftschrauben- und Muttergewinde her­ kömmlicher Schraubenverbindungen, dadurch eliminiert wird.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die verspannten Teile mit einer Stiftschraube in einem Einschraubvorgang sichernd verbunden werden können, und daß die Stiftschraube sich nicht selbsttätig lösen kann, auch wenn die Schraubenverbindung durch Setzen gelockert wird, daß durch ein Entfallen der Mutter der Einbauraum in axialer Richtung kleiner gestaltet werden kann, und daß durch die klare Trennung von Stiftschraubenschaft und Stiftschrau­ bengewinden die Schraubenverbindung elastischer ist, und daß dadurch die Stiftschraube eine wesentlich höhere Dauerfes­ tigkeitswerte bei dynamischen Beanspruchungen als eine ver­ gleichbare herkömmliche Stiftschraube aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Schraubenver­ bindung mit Stiftschraube.

Fig. 2 zeigt den Schnitt a-a der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt den Schnitt b-b der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt die Vorderansicht der Stiftschraube im nicht eingeschraubten Zustand.

Fig. 5 zeigt die dazugehörige Draufsicht der Fig. 4.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die beiden Teile (1) und (2) durch eine Stiftschraube (3) miteinander verspannt, wobei ein verspannter Teil (1) anstatt einer Durchgangsboh­ rung eine Durchgangsgewindebohrung (4) aufweist. Die Stiftschraube (3) besteht aus drei Teilen: Einem Stift­ schraubenschaft (6), einem großen Gewindeeinsatz (7) und ei­ nem kleinen Gewindeeinsatz (8). Der Stiftschraubenschaft (6) weist einen Sechskantquerschnitt auf und hat an einem Ende einen Spannkonusansatz (9) und am anderen Ende einen Kopfkonusansatz (10), welche die Gewindeeinsätze (7) und (8) auf dem Stiftschraubenschaft (6) so einschließen, daß die­ se nicht heruntergenommen werden können.

Auf dem kleinen Gewindeeinsatz (8) wird ein Gewinde (11) für die Gewindebohrung (12) des verspannten Teiles (2) an­ gebracht. Der kleine Gewindeeinsatz (8) weist zum Spannko­ nusansatz (9) eine korrespondierende konische Senkung (13) auf, an deren Umfang mehrere längs zur Stiftschraubenachse verlaufende Schlitze (14) angebracht sind, so daß die ko­ nische Senkung (13) im verspannten Zustand durch den Spann­ konusansatz (9) radial auseinandergedrückt wird.

Der kleinere Gewindeeinsatz (8) weist außerdem einen durchge­ henden Innensechskant (15) auf, welcher mit dem Sechskantprofil des Stiftschraubenschaftes (6) korrespondiert und den kleineren Gewindeeinsatz (8) mit dem Stiftschraubenschaft (6) formschlüssig verdrehfest verbindet, so daß diese über ei­ nen am Kopfkonusansatz (10) vorgesehenen Innensechskant (16) mittels eines Stiftschraubenschlüssels gemeinsam in die Ge­ windebohrung (12) eingeschraubt werden können.

Der große Gewindeeinsatz (7) weist ein Gewinde (17) für eine Durchgangsgewindebohrung (4) auf, wobei deren Kerndurchmes­ ser "d ₁" etwas größer als der Durchmesser "d" des Gewindes (11) ist, so daß der kleine Gewindeeinsatz (8) durch die Durchgangsgewindebohrung (4) durchsteckt werden kann (Fig. 4). Ist das Gewinde (11) ein Rechtsgewinde, so ist das Gewinde (17) ein Linksgewinde. Es ist nicht ausgeschlossen, daß die beiden Gewinde (11) und (17) Rechts- bzw. Linksgewinde sind. Zum Kopfkonusansatz (10) weist der große Gewindeeinsatz (7) eine korrespondierende konische Senkung (5) auf, so daß ein Reibschluß zwischen diesen Teilen hier in der Kegelverbin­ dung stattfindet.

Die Durchgangsbohrung (18) des großen Gewindeeinsatzes (7) ist etwas größer als das Eckmaß des Sechskantprofils des Stiftschraubenschafts (6), so daß dieser auf dem Stift­ schraubenschaft (6) frei drehbar ist. Über den Bund (19) kann der große Gewindeeinsatz (7) auf der Senkung (20) des verspannten Teiles (1) anliegen. Zum Anziehen des großen Gewindeeinsatzes (7) sind zwei gegenüberliegende Bohrungen (21) und (22) auf der freien Seite vorgesehen.

Zwischen den beiden Stirnflächen (23) und (24) der beiden Gewindeeinsätze ist ein Abstand "x" vorgesehen, dessen Größe etwa der axialen Verschiebung nach 2 oder 3 Umdrehungen ent­ spricht, so daß die Gewindeeinsätze (7) und (8) alternierend eingeschraubt werden könnan.

Der Einschraubvorgang der Stiftschraube geht wie folgt vor sich: Zuerst wird die Stiftschraube (3) mit dem kleinen Gewindeeinsatz (8) durch die Durchgangsgewindebohrung (4) durchgesteckt und in der Gewindebohrung (12) eingeschraubt, bis der große Gewindeeinsatz (7) gerade am Rand der Durch­ gangsgewindebohrung (4) anstößt - weiter läßt sich die Stift­ schraube nicht mehr einschrauben -, nun wird der große Gewin­ deeinsatz (7) linksdrehend in der Durchgangsgewindebohrung (4) eingeschraubt, bis die beiden Stirnflächen (23) und (24) sich anstoßen, dann wird der kleine Gewindeeinsatz über den Stiftschraubenschaft wieder um den Weg "x" eingeschraubt. Die­ se Vorgänge wiederholen sich, bis der Bund (19) des großen Gewindeeinsatzes (7) fest in der Senkung ( 20) anliegt. Danach wird die Stiftschraube (4) dann fest angezogen. Bei diesem Vorgang verspannen sich der Stiftschraubschaft (6) und der große Gewindeeinsatz (7) infolge Links- und Rechtsanordnung der Gewinde gegenseitig. Im verspannten Zustand werden die beiden verspannten Teile (1) und (2) über die Gewindeeinsät­ ze (7) und (8) gegeneinander gedrückt, so daß alle Gewinde auf Druck beansprucht werden und dabei drückt der Spannko­ nusansatz (9) infolge der Schraubenvorspannkraft die koni­ sche Senkung (13) radial auseinander, so daß das Gewindeteil um diese Senkung (13) gegen das Gewinde der Gewindebohrung (12) so fest andrückt, daß ein zusätzlicher mit der Schraubenvorspann­ kraft proportionaler Reibschluß zur Sicherung der Schrau­ benverbindung erzeugt wird, wobei dieser von der Betriebstemperatur unabhängig und stets reproduzierbar ist.

Im verspannten Zustand kann der Gewindeeinsatz (7) auch mit gezieltem Einsatz allein weder herausgedreht noch einge­ schraubt werden, auch wenn die Schraubenverbindung aus ir­ gendeinem Grunde gelockert wird.

Beim Lösen der Schraubenverbindung wird zunächst der Stift­ schraubenschaft (6) mit dem kleinen Gewindeeinsatz (8) um einen axialen Weg "x" herausgedreht - ein Weiterherausdre­ hen ist nicht möglich - dann wird der große Gewindeeinsatz (7) gelöst und um ebenfalls einen axialen Weg "x" rechtsdrehend herausgedreht usw., bis der große Gewindeeinsatz (7) außerhalb der Durchgangsgewindebohrung (4) liegt, danach kann dann der kleine Gewindeeinsatz (8) herausgedreht werden. Diese Maß­ nahme erhöht die Sicherheit der Schraubenverbindung gegen unbefugte oder falsche Handhabung.

Claims (6)

1. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube, bei welcher die Stiftschraube im verspannten Zustand einen zusätzlichen Reibschluß erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftschraube (3) zwei Gewindeeinsätze (7) und (8) aufweist, welche auf einem vielkantigen Stiftschrau­ benschaft (6) durch einen Spannkonusansatz (9) auf der Einschraubseite und einen Kopfkonusansatz (10) auf der freien Seite derart so eingeschlossen sind, daß sich die­ se auf dem Stiftschraubenschaft (6) axial verschieben aber nicht herunternehmen lassen, wobei der Gewindeein­ satz (8) formschlüssig verdrehfest mit dem vielkantigen Stiftschraubenschaft (6) verbunden und der Gewindeein­ satz (7) auf dem Stiftschraubenschaft (6) frei drehbar ist.

2. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ge­ windeeinsätze (7) und (8) unterschiedliche und zueinan­ der gegengängige Gewinde (11) und (17) für eine Gewinde­ bohrung (12) und eine Durchgangsgewindebohrung (4) der verspannten Teile (2) und (1) aufweisen.

3. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des rechtsgängigen Gewindes (11) etwas klei­ ner ist als der Kerndurchmesser des linksgängigen Ge­ windes (17).

4. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewindeeinsätze (7) und (8), die zu dem Kopfkonusan­ satz (10) und dem Spannkonusansatz (9) korrespondieren, konische Senkungen (5) und (13) aufweisen.

5. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewindeeinsätze (7) und (8) in einem bestimmten Abstand getrennt voneinander stehen.

6. Selbstsichernde und unverlierbare Stiftschraube nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ko­ nische Senkung (13) des Gewindeeinsatzes (8) am Umfang mehrere längs zur Stiftschraubenachse verlaufende Schlitze (14) aufweist.