DE3630002A1 - Befestigungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Befestigungselemente und be­ trifft insbesondere Befestigungselemente mit formschlüssi­ ger Verriegelung.

In Flugzeugsteuersystemen sind das Lösen einer Mutter und der anschließende Verlust der Schraube nicht akzeptabel. Es ist daher üblich, ein Loch in dem Schraubenschaft nahe dem Gewindeende vorzusehen, so daß ein Splint durch eine Kronen­ mutter hindurch eingeführt werden kann, um das Lösen der Mut­ ter zu verhindern.

Wenn bei der Wartung versäumt wird, den Splint einzuführen, wird die Sicherheit gefährdet. Es ist deshalb bekannt, selbst­ haltende Schrauben vorzusehen. Diese Schrauben haben einen axialen, federbelasteten Nocken-Kolben, der auf eine Kugel ein­ wirkt, die aus dem Schaft hervorsteht (ähnlich wie bei dem be­ kannten Sears-Steckschlüssel). Wenn der Kolben niedergedrückt ist, kann sich die Kugel in dem Schaft radial bewegen, so daß die Schraube durch ein Loch enger Toleranz, beispielsweise in einem Steuerstangenendanschlußstück, eingeführt werden kann. Wenn der Kolben losgelassen wird, kommt die Schraube aus dem Schaft auf der von dem Schraubenkopf abgewandten anderen Sei­ te des Anschlußstückes hervor und verhindert, daß sich die Schraube aus dem Loch herausbewegt, wenn sich die Mutter löst. Der hohle Schaft, der zum Aufnehmen des Kolbens erforderlich ist, ergibt jedoch eine Schraube, die weder inspizierbar noch korrosionsbeständig ist. Das gilt insbesondere in einer Umge­ bung, in der Salzwassersprühnebel vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsthaltende Schraube ohne einen hohlen Schaft zu schaffen.

Gemäß der Erfindung werden eine Schraube mit einem radialen, federbelasteten Sperrstift und eine zugeordnete Mutter mit Ver­ tiefungen an ihrem Innenumfang, die mit dem Sperrstift zusam­ menwirken, so daß sich die Mutter nicht von der Schraube löst, geschaffen. Die Mutter ist außerdem als Kronenmutter ausgebil­ det, damit ein Splint durch die Schraube hindurchgeführt wer­ den kann, so daß die Mutter gegen Lösen weiter gesichert ist. Falls sich die Mutter lösen sollte, verhindert der Sperrstift, daß die Schraube aus einem Loch enger Toleranz, beispielsweise in einem Steuerstangenendanschlußstück, herausgezogen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werdem im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Schraube nach der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3A-3C drei orthografische Projektionsansichten des Sperrstifts für die Schraube nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Schraube 10 nach der Erfindung. Die Schrau­ be 10 hat einen Kopf 12 und einen Schaft 14. Ein zu dem Kopf 12 entgegensetzter Teil 16 des Schafts 14 ist mit Gewinde zum Aufnehmen einer Mutter 24 versehen. Nahe dem Spitzenende 18 des Schafts 14 ist ein Loch 20 rechtwinkelig zu der Schrauben­ achse zum Aufnehmen eines Splints 21 vorgesehen. Unmittelbar neben dem Schraubenkopfende des Gewindeteils 16 ist ein weite­ res Loch 22 in dem Schaft 14 rechtwinkelig zu der Schrauben­ achse und vorzugsweise parallel zu dem Splintloch 20 vorge­ sehen.

Das Loch 22 ist am besten in Fig. 2 zu erkennen, die einen Schnitt der Schraube 10 und der zugeordneten Mutter 24 nach der Linie 2-2 in Fig. 1 zeigt. Das Loch 22 ist "abgestuft", um einen Sperrstift 26 aufzunehmen und festzuhalten. Der Sperr­ stift 26 hat eine Spitze 27, einen Kopf 28 und einen Fuß 29. Der Kopf 28 hat eine erste Querschnittsabmessung, die einem Teil 30 des Loches 22 entspricht, und der Fuß 29 hat eine zwei­ te Querschnittsabmessung, die größer ist als die erste Quer­ schnittsabmessung und einem Teil 34 des Loches 22 entspricht. Einzelheiten des Sperrstifts 26 sind in den Fig. 3A-3C ge­ zeigt. Die Verbindung zwischen den Lochteilen 30 und 34 bil­ det die vorgenannte "Stufe", so daß der Sperrstift 26 mit der Spitze zuerst in den Teil 34 des Loches 22 rechtwinkelig durch die Schraube 10 eingeführt werden kann, bis das weitere Ein­ führen durch die Stufe verhindert wird. An diesem Punkt steht die Spitze 27 des Sperrstifts 26 über den Schaft 14 der Schrau­ be 10 vor.

Eine Feder 36 wird in den Lochteil 34 hinter dem Fuß 29 des Sperrstifts 26 eingeführt, so daß sie eine Kraft darauf aus­ übt, die bewirkt, daß die Sperrstiftspitze radial aus dem Schraubenschaft hervorsteht. Die Feder 36 wird in dem Lochteil 34 des Schraubenschafts durch einen Stopfen 38 gehalten, der entgegengesetzt zu dem Sperrstiftkopf 28 mit Preßsitz in das Loch 22 eingeführt und darin verstemmt wird.

Die Fig. 3A-3C zeigen drei Ansichten des Sperrstifts 26. In der Endansicht nach Fig. 3A ist zu erkennen, daß der Kopf 28 des Sperrstifts 26 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat. Daher ist der Teil 30 des Loches 22 quadratisch, um den Sperrstiftkopf 28 aufzunehmen und dessen Drehung zu verhindern. In einer ersten Seitenansicht nach Fig. 3B, die der Ansicht nach Fig. 2 entspricht, ist zu erkennen, daß zwei entgegenge­ setzte Seiten der Sperrstiftspitze 27 vollständig gerundet sind. In einer zweiten Seitenansicht nach Fig. 3C rechtwinke­ lig zu der Schraubenachse und der Achse des Loches 22 ist zu erkennen, daß die obere und die untere Oberfläche der Sperr­ stiftspitze 27 einfach eben und auf die quadratischen Sperr­ stiftkopfoberflächen ausgerichtet sind.

Fig. 1 zeigt ein Steuerstangenendanschlußstück 40 und einen Gabelkopf 41, die die Schraube 10 aufnehmen. Zum Einführen der Schraube 10 in das Steuerstangenendanschlußstück 40 wird der Sperrstift 26 am Anfang von Hand in den Schaft 14 hineingedrückt. Während des weiteren Einführens wird der Sperrstift 26 durch die Innenoberfläche 42 des Anschlußstücks 40 im Inneren des Schafts 14 gehalten. Nach dem vollständigen Einführen der Schraube 10 in das Anschlußstück 40 wird der Sperrstift 26 nicht länger in dem Anschlußstück 40 gehalten und steht aufgrund der durch die Feder 36 augeübten Kraft mit seiner Spitze 27 aus dem Schrau­ benschaft 14 hervor. Die ebene obere Oberfläche der Sperrstift­ spitze 27 hält die Schraube 10 in dem Anschlußstück 40. Es ist wichtig, daß der Sperrstiftkopf 28 und die ihm zugeordneten Lochteile so geformt sind (in diesem Fall quadratisch), daß die Drehung des Sperrstifts 26 in der Schraube 10 verhindert wird. Diese Halterung des Sperrstifts 26 gestattet, daß eine ebene Oberfläche seines Spitzenteils die Oberfläche der fest­ zuhaltenden Teile (in diesem Fall des Anschlußstücks 40) im Falle eines Verlusts der Mutter 24 berührt und zurückhält. Der ausgefahrene Sperrstift 26 wirkt als Anschlag und erfüllt sei­ ne Haltefunktion.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Innenumfang des dem Schrau­ benkopf 12 zugewandten Teils 43 der Mutter 24 mit sechs gleich­ abständigen, gerundeten Vertiefungen 44 versehen ist, die dem gerundeten Sperrstiftkopf 28 entsprechen und so bemessen sind, daß sie die vorstehende Spitze 27 des augefahrenen Sperrstift­ kopfes 28 aufnehmen können. Die Sperrstiftspitze 27 weist eine gerundete Oberfläche auf, die gestattet, die Spitze in die Ver­ tiefungen der Mutter 24 einzufahren und aus diesen herauszu­ fahren, wenn die Mutter bis zur Berührung mit dem Anschluß­ stück 40 aufgeschraubt wird. Wenn kein Drehmoment (zum Bei­ spiel durch einen Schraubenschlüssel) auf die Mutter 24 ausge­ übt wird, wird der ausgefahrene Sperrstift 26 verhindern, daß sich die Mutter löst. Der von dem Schraubenkopf 12 entfernte Teil 46 der Mutter 24 ist mit herkömmlichen Schlitzen 48 ver­ sehen, die auf das Loch 20 ausgerichtet werden, und das Ein­ führen des Splints 21 dient als zusätzliche Maßnahmen zum Ver­ hindern des Lösens der Mutter 24 von der Schraube 10. Die Pa­ rallelausrichtung der Vertiefungen 44 und der Schlitze 48 der Mutter 24 ermöglicht das vollständige Ausfahren des federvorge­ spannten Sperrstifts 26 in eine der Vertiefungen 44 gleichzei­ tig mit der Haltewirkung des Splints 21. Es ist erwünscht, daß sich der Sperrstift 26 bereits in einer aktiven Halteposition im Falle des Verlustes des Splints 21 befindet. Im Falle des Verklemmens des Sperrstifts 26 ist es erwünscht, daß sich der Sperrstift in seiner ausgefahrenen Position in einer der Ver­ tiefungen 44 statt in einer niedergedrückten Position zwischen den Vertiefungen befindet.

Die "Dreifachredundanz" der Schraube nach der Erfindung be­ steht also aus dem Splint 21, der das Lösen der Mutter 24 ver­ hindert, dem Sperrstift 26, der ebenfalls das Lösen der Mutter 24 verhindert und außerdem für eine Selbsthalterung der Schrau­ be 10 im Falle des Lösens der Mutter sorgt.

Zahlreiche Abwandlungen und Alternativen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Es ist zwar beispielshalber ein gebohrtes abgestuftes Loch beschrieben und dargestellt worden, es kann jedoch wirtschaftlich erwünscht sein, eine Stufe durch Einfüh­ ren einer Büchse in ein Ende eines einen kontanten Durchmesser aufweisenden Loches in dem Schraubenschaft herzustellen. Außer­ dem kann es statt separater Elemente in Form eines Sperrstifts einer Feder und eines Stopfens erwünscht sein, eine Baugruppe zu benutzen, die aus einem rohrförmigen Einsatz besteht. Wei­ ter können andere als quadratische Querschnittsformen zum Ver­ hindern der Sperrstiftdrehung benutzt werden. Weiter ist in der vorstehenden Beschreibung zwar die Anwendung der Erfindung bei Löchern enger Toleranz erwähnt, bei gewissen sehr eng bemessen­ en Passungen zwischen dem Schraubenschaft und Anschlußstücken kann es jedoch möglich sein, eine kugelig geformte Sperrstift­ spitze und einen entsprechenden im Querschnitt kreisförmigen Sperrstiftkopf zu verwenden, denen gestattet werden kann, sich zu drehen. Die Komplexität der Sperrstiftform ist eine Funktion des Verwendungszwecks und sollte nicht als Beschränkung der Er­ findung betrachtet werden.

Das rechtwinkelige Loch 22 nach der Erfindung ergibt eine über­ ragende Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu dem Längsloch im Stand der Technik, insbesondere weil die Mutter 24 das Loch 22 im zusammengebauten Zustand vollständig bedeckt.

Claims (6)

1. Befestigungselement, gekennzeichnet durch:
eine Schraube (10) mit einem Kopf (12) und einem Schaft (14), wobei ein zu dem Kopf (12) entgegengesetzter Teil (16) des Schafts (14) mit Gewinde versehen ist;
ein erstes Loch (22), das in dem Schaft (14) rechtwinkelig zu der Schraubenachse vorgesehen ist und einen ersten Loch­ teil (30) mit einer ersten Querschnittsabmessung aufweist, der sich bis zu der Oberfläche des Schafts (14) erstreckt und einen zweiten Lochteil (34), der eine zweite Querschnittsab­ messung, die größer ist als die erste Querschnittsabmessung des ersten Lochteils (30) ist, hat und sich bis zu der diame­ tral entgegengesetzten Oberfläche des Schafts (14) erstreckt, wobei die Verbindungsstelle des ersten Lochteils (30) und des zweiten Lochteils (34) eine Stufe bildet;
einen Sperrstift (26), der einen Kopf (28) hat, welcher im Endquerschnitt der ersten Querschnittsabmessung entspricht und in dem ersten Lochteil (30) angeordnet ist, eine Spitze (27), die nach außen über die Oberfläche des Schafts (14) vorsteht, und einen Fuß (29), der dem Endquerschnitt der Sei­ tenquerschnittsabmessung entspricht und in dem zweiten Loch­ teil (34) angeordnet ist;
eine Feder (36), die hinter dem Fuß (29) des Sperrstifts (26) angeordnet ist und eine Sperrstiftausfahrkraft auf den Sperr­ stift (26) ausübt;
einen Stopfen (38), der in der diametral entgegengesetzten Ober­ fläche des Schafts (14) in dem zweiten Lochteil (34) befestigt ist, um die Feder (36) in dem Schaft (14) zu halten; und
eine Mutter (24), die mit Vertiefungen (44) an ihrem Innenum­ fang versehen ist, welche der vorstehenden Sperrstiftspitze (27) entsprechen und diese aufnehmen können, so daß ein Lösen der Mutter (24) durch Zusammenwirkung zwischen dem Sperrstift (26) und den Vertiefungen (44) verhindert wird.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Loch (20), das in dem Gewindeteil (16) der Schraube (10) rechtwinkelig zu der Schraubenachse vorgesehen ist, und durch Schlitze (48) in der Mutter (24) zum Aufnehmen eines Splints (21) in dem zweiten Loch (20), so daß ein Lösen der Mutter (24) weiter durch Zusammenwirkung zwischen dem zweiten Loch (20), den Schlitzen (48) und dem Splint (21) verhindert wird.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2 zum Einführen in ein Loch enger Toleranz in einem Anschlußstück (40), dadurch gekennzeich­ net, daß das erste Loch (22) an geeigneter Stelle auf der Länge des Schafts (14) angeordnet ist, so daß sich der Sperrstift (26) auf der zu dem Schraubenkopf (12) entgegengesetzten Seite des Anschlußstücks (40) befindet und das Herausziehen der Schrau­ be (10) aus dem Anschlußstück (40) verhindert.

4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sperrstiftkopf (28) im Endquer­ schnitt quadratisch ist und daß die beiden entgegengesetzten Seiten der Sperrstiftspitze (27) vollständig gerundet sind, so daß dadurch das Hinwegführen der Mutter (24) über den Sperrstift (26) erleichtert wird.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Oberfläche der Sperrstiftspitze (27) eben sind.

6. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Loch (22) zum Aufnehmen des Sperrstifts (26) und zum Verhindern des Drehens desselben im Querschnitt quadratisch ist.