DE3716277C2

DE3716277C2 -

Info

Publication number: DE3716277C2
Application number: DE19873716277
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 8432 Beilngries De Hochholzer; Siegfried 8070 Ingolstadt De Schmidt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1990-07-19
Also published as: DE3716277A1

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstsicherndes Schraubelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a self-locking screw element according to the preamble of claim 1.

Ein Problem bei Verschraubungen besteht darin, diese gegen ein unbeabsichtigtes Lösen zu sichern. Bekannte Sicherungsein richtungen und Sicherungsmaßnahmen bestehen aus Sprengringen, Splinten, Verstemmen etc. Für eine Sicherung von unterschied lichen Einschraubstellungen, insbesondere bei Verstellelemen ten, werden üblicherweise Kontermuttern verwendet, mit deren Hilfe ein Gewindebolzen oder eine Gewindestange in einer Ge windehülse oder einer Verstellmuffe verspannt wird.One problem with screw connections is to counter them to secure an unintentional loosening. Known security directions and security measures consist of snap rings, Split pins, caulking etc. For securing different screw-in positions, especially for adjustment elements ten, lock nuts are usually used, with their Help a threaded bolt or a threaded rod in one Ge wind sleeve or an adjusting sleeve is clamped.

Die Sicherung mit einer Kontermutter erfordert das zusätz liche Sicherungsbauteil einer Kontermutter, das Anziehen einer Kontermutter nach einem Verstellvorgang bzw. das Lösen der Kontermutter vor einer Änderung der Einstellung. Diese Sicherung ist somit insgesamt aufwendig. Weiter besteht be kanntlich die Gefahr, daß sich eine so gesicherte Verschrau bung trotz der Kontermutter löst.Securing with a lock nut requires this additionally Liche locking component of a lock nut, the tightening a lock nut after an adjustment process or loosening the lock nut before changing the setting. These Securing is therefore complex overall. There is also be no doubt the danger that such a secure screw connection exercise despite the lock nut.

Ein bekanntes, gattungsgemäßes, selbstsicherndes Schraubele ment bzw. eine Sicherungsmutter (GB-PS 2 45 455) weist eine ge krümmte Gewindeachse auf. Eine solche Sicherung hat eine ganze Reihe von Nachteilen: Das Gewinde kann nicht von vorn herein mit einer Biegung gebohrt werden. Es wird daher vorge schlagen, einen längeren Stab mit eingebrachtem Innengewinde nach der Gewindebohrung zu biegen und dort die Sicherungsmut tern abzuschneiden. Abgesehen davon, daß eine solche Herstel lung sehr aufwendig und konstenintensiv ist, werden die Gewinde gänge im äußeren, größeren Bogenbereich bei der Biegung auf geweitet und im inneren, kleineren Bogenbereich zusammen gedrückt bzw. verengt. Dies bedeutet, daß die gleichmäßige Stei gung und Weite der Gewindegänge weitgehend verändert und zer stört wird.A well-known, generic, self-locking screw ment or a lock nut (GB-PS 2 45 455) has a ge curved thread axis. Such a fuse has one A whole series of disadvantages: The thread can not start from the front be drilled in with a bend. It is therefore featured beat a longer rod with an internal thread to bend after the threaded hole and there the locking nut cut off. Apart from the fact that such a manufacturer the thread is very complex and costly rises in the outer, larger arch area during the bend widened and together in the inner, smaller arch area pressed or narrowed. This means that the stei The thread and width of the threads largely changed and disassembled is disturbed.

Ein Schraubbolzen wird daher mit seinen gleichmäßigen, jedoch im Vergleich zu der gebogenen Sicherungsmutter unterschied lichen Gewindegängen von Anfang an entweder gar nicht oder nur mit Schwierigkeiten fassen. Beim weiteren Eindrehen des Schraubenbolzens werden entweder das Gewinde der Sicherungs mutter oder das des Schraubenbolzens beschädigt. Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, daß die Krümmung des Gewindes in der Sicherungsmutter auch bei eingeschraubtem Schraubbolzen erhal ten bleiben soll. Das heißt, der Schraubbolzen muß bei jeder Einschraubumdrehung von einer zur anderen Extremstellung ver bogen werden. Praktisch ist dies weder aus Festigkeits- noch aus Handhabungsgründen vertretbar.A bolt is therefore more uniform, however compared to the curved lock nut threads from the beginning either not at all or grasp with difficulty. When turning the Bolt will either be the thread of the fuse nut or that of the bolt is damaged. Expressly it is pointed out that the curvature of the thread in the Get the lock nut even when the screw bolt is screwed in should remain. That means the bolt must be used on everyone Ver. Screw rotation from one extreme position to the other be bent. Practically, this is neither from strength nor acceptable for handling reasons.

Bei einem weiter bekannten, selbstsichernden Schraubelement (US-PS 32 29 999) sind zwei koaxial gerade ausgerichtete Ge windebereiche eines Schraubbolzens in eine deformierte Gewinde bohrung eines Mutternteils eingesetzt. Ersichtlich ergeben sich hier Probleme bei der Herstellung sowie beim Einschrau ben und bei einem Lösen der Verbindung.In a further known, self-locking screw element (US-PS 32 29 999) are two coaxially aligned Ge wind areas of a bolt into a deformed thread bore of a nut part used. Obviously surrendered there are problems with manufacturing and screwing in ben and when loosening the connection.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein einfach her stellbares und einfach handhabbares, selbstsicherndes Schraub element zu schaffen.In contrast, the object of the invention is a simple adjustable and easy to use, self-locking screw creating element.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.This task is carried out with the characteristic features of the contractor spell 1 solved.

Gemäß Anspruch 1 besteht das erfindungsgemäße selbstsichernde Schraubelement aus in der Regel zwei Gewindebereichen mit je weils geraden Gewindeachsen. Wie in der Beschreibung erläu tert, wird dadurch die Herstellung sowohl beim Gießen des Ele ments oder bei einem Bohren des Gewindes einfach durchführ bar. Diese zwei Gewindebereiche sind durch einen scharnier artigen Steg mit federnder Rückstellkraft verbunden und können um diesen Steg geklappt und im eingeschraubten Zustand koaxial ausgerichtet werden. Die Federkraft in dem scharnier artigen Steg bringt dann die Verspannung im Gewinde für die Sicherung. Da im verschraubten Zustand alle Teile des selbst sichernden Schraubelements wieder koaxial ausgerichtet sind, ist die Handhabung insgesamt einfach, da alle Gewindegänge da durch aufeinander abgestimmt sind und zueinander passen.According to claim 1, the self-locking according to the invention Screw element usually consisting of two thread areas each because straight thread axes. As explained in the description tert, the production is thereby both when casting the Ele or when drilling the thread bar. These two thread areas are hinged like web connected with resilient restoring force and can be folded around this web and screwed in be aligned coaxially. The spring force in the hinge like bridge then brings the tension in the thread for the Fuse. Since in the screwed state all parts of the self securing screw element are again coaxially aligned, Overall, handling is easy since all threads are there are coordinated and match each other.

Nach Anspruch 2 soll das Schraubelement ein Schraubenbolzen oder auch eine Gewindestange mit Außengewinde sein. Zweck mäßig wird hier der Steg an der radialen Außenseite vorge sehen, so daß an der Umfangsfläche im Bereich des Stegs das Gewinde axial durchläuft. Dadurch wird die koaxiale Ausrich tung der im Winkel zueinander liegenden Gewindebereiche beim Einschraubvorgang erleichtert.According to claim 2, the screw element is a screw bolt or a threaded rod with an external thread. Purpose the web is moderately featured on the radial outside see, so that on the peripheral surface in the area of the web Threads run axially. This will make the coaxial alignment tion of the thread areas lying at an angle to each other Screwing in process made easier.

Mit Anspruch 3 wird vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Siche rung an einer Gewindehülse bzw. Schraubenmutter mit Innen gewinde vorzusehen. Hier wird die koaxiale Ausrichtung der Ge windebereiche beim Einschrauben eines Schraubenbolzens oder einer Gewindestange erreicht.Claim 3 proposes the safety device according to the invention tion on a threaded sleeve or screw nut with inside thread. Here the coaxial alignment of the Ge wind areas when screwing in a bolt or reached a threaded rod.

Eine besonders bevorzugte Anwendung ergibt sich gemäß An spruch 4 bei einer Verstellmuffe, die entsprechend dem Prin zip eines Spannschlosses arbeitet. Dazu ist eine an sich be kannte Gewindehülse vorgesehen mit einem Rechtsgewinde von der einen Seite und einem Linksgewinde von der anderen Seite. Diese beiden Gewindebereiche sind erfindungsgemäß in durch Stege verbundene Bereiche mit winkeleinschließenden Gewinde achsen unterteilt. Bevorzugt sind die Stege relativ nahe an den beiden Endseiten angebracht, damit die Sicherung auch dann noch wirkt, wenn die Gewindestangen nur wenig in die Ver stellmuffe eingeschraubt sind. Die Verstellmuffe ist in an sich bekannter Weise mit einem Werkzeugansatz für eine Verdre hung bzw. Längenverstellung der beiden eingeschraubten Gewin destangen zueinander versehen.A particularly preferred application results from An saying 4 for an adjusting sleeve that corresponds to the prin zip of a turnbuckle works. There is one in itself Known threaded sleeve provided with a right-hand thread of one side and a left hand thread from the other side. These two thread areas are in accordance with the invention Web-connected areas with an angle-enclosing thread axes divided. The webs are preferably relatively close to attached to the two ends so that the fuse also then still works if the threaded rods only a little in the ver adjusting sleeve are screwed in. The adjusting sleeve is in on known way with a tool approach for a twist hung or length adjustment of the two screwed-in threads to each other.

Um den Durchgang der Gewindestangen in der Verstellmuffe zu gewährleisten, ist es in diesem Fall nach Anspruch 5 erforder lich, den Steg im radial äußeren Bereich vorzusehen.To the passage of the threaded rods in the adjusting sleeve ensure, it is required in this case according to claim 5 Lich to provide the web in the radially outer area.

Vorteilhaft wird das Schraubelement gemäß Anspruch 6 ein stückig zusammen mit dem Steg aus flexiblem, elastischem Kunststoff, beispielsweise Polyamid, hergestellt. Bei einem Schraubenbolzen mit Außengewinde, wie in Anspruch 2 bean sprucht, können abgewinkelte Gewindebereiche in der Her stellungsform vorgesehen sein, wobei sich bei der Entformung keine Schwierigkeiten ergeben. Anders liegt der Fall bei Ge windehülsen oder Verstellmuffen mit Innengewinde. Die Ver spannung und Abwinkelung der Gewindebereiche zueinander kann für diesen Fall durch eine gesteuerte, im Bereich des Stegs im Vergleich zum übrigen Kunststoffbereich unterschiedliche Abkühlung im Spritzwerkzeug erzeugt werden. Die Abkühlung des Kunststoffteils muß so gesteuert werden, daß der Steg an der Innenseite mit Zug- oder Druckspannungen belastet wird. Beim Auswerfen des Teils aus dem Werkzeug stellen dann die Spannun gen die Gewindeachsen abgewinkelt zueinander ein, so daß sich der Spalt zwischen den beiden Gewindebereichen im nicht einge schraubten Zustand (spannungsarmer Zustand) verengt oder ver breitert. Es wird somit eine unter Federspannung stehende, schräg gestellte Kontermutter erhalten, die bei der koaxialen Ausrichtung ein Bremsmoment bewirkt. Beim Verstellen muß die ses Bremsmoment überwunden werden.The screw element according to claim 6 is advantageous in pieces together with the bridge made of flexible, elastic Plastic, for example polyamide. At a Bolts with external thread, as in claim 2 bean says angled thread areas in the fro position form can be provided, with the demolding no difficulties arise. The situation is different with Ge winch sleeves or adjustable sleeves with internal thread. The Ver tension and angulation of the thread areas to each other for this case by a controlled, in the area of the web different in comparison to the rest of the plastics sector Cooling can be generated in the injection mold. The cooling of the Plastic part must be controlled so that the web on the Is subjected to tensile or compressive stresses on the inside. At the Eject the part from the tool then set the tension gene the thread axes angled to each other, so that the gap between the two thread areas is not closed screwed state (low stress state) narrowed or ver broadens. It is thus a spring-loaded slanted lock nut received, that of the coaxial Alignment causes a braking torque. When adjusting the braking torque can be overcome.

Anhand von Zeichnungen werden zwei Ausführungsformen der Er findung mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher erläutert. Es zeigtTwo embodiments of the Er invention with further features, details and advantages explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Verstellmuffe mit zwei Sicherungen im spannungs losen, nicht verschraubten Zustand, Fig. 1 is an adjusting sleeve with two fuses in the voltage-free, non-locked position,

Fig. 2 die Verstellmuffe nach Fig. 1 mit zwei eingeschraubten Gewindestangen, Fig. 2, the adjusting sleeve in FIG. 1 with two screw-threaded rods,

Fig. 3 eine Draufsicht in Axialrichtung auf die Verstellmuffe nach Fig. 2, Fig. 3 is a plan view in axial direction on the adjusting sleeve according to Fig. 2,

Fig. 4 die Ausführung einer Schraube mit einer Sicherung im nicht eingeschraubten Zustand. Fig. 4 shows the execution of a screw with a fuse in the unscrewed state.

In Fig. 1 ist eine Verstellmuffe 1 dargestellt mit einem oberen Rechtsgewinde 2 und einem unteren Linksgewinde 3. So wohl das Rechtsgewinde 2 als auch das Linksgewinde 3 enthalten jeweils einen zur Mitte hinweisenden längeren, ersten Hauptge windebereich 4 und 5. Diese Gewindebereiche 4 und 5 sind ko axial ausgerichtet. Sowohl mit dem Gewindebereich 4 als auch dem Gewindebereich 5 ist jeweils ein zweiter Nebengewindebe reich 6 und 7 verbunden. Die Verbindung erfolgt jeweils über einen Steg 8 bzw. 9, der scharnierartig flexibel und elastisch mit einer federnden Rückstellkraft behaftet ist. Die Gewinde bereiche 6 und 7 haben gegenüber der Hauptgewindeachse 10 ge neigte Gewindeachsen 11 und 12, die mit der Hauptgewindeachse 10 Winkel 13 und 14 einschließen. Diese geneigte Stellung wird erreicht, indem Querspalte 15 und 16 vorgesehen sind, die bei einer entsprechend gesteuerten Abkühlung der Stege 8, 9 ver engt werden, indem durch die Abkühlung Spannungen in den Ste gen 8, 9 erzeugt werden. Zur Verwirklichung der erfindungsge mäßen Verstellsicherung wäre es ebensogut möglich, die Winkel stellung zur anderen Seite hin vorzunehmen, d. h. die Spalte 15, 16 im unbelasteten Zustand zu verbreitern.In Fig. 1, an adjusting sleeve 1 is shown with an upper right-hand thread 2 and a lower left-hand thread 3 . So the right-hand thread 2 and the left-hand thread 3 each contain a longer, first Hauptge thread region 4 and 5 pointing towards the center. These threaded areas 4 and 5 are aligned axially. Both with the threaded area 4 and the threaded area 5 , a second secondary thread area 6 and 7 is connected. The connection is made via a web 8 or 9 , which is flexible and elastic with a resilient restoring force. The thread areas 6 and 7 have compared to the main thread axis 10 inclined thread axes 11 and 12 , which include 10 angles 13 and 14 with the main thread axis. This inclined position is achieved by transverse gaps are provided 15 and 16, which are generated by cooling by the stresses in the Ste gen 8, 9 at a suitably controlled cooling of the ridges 8, 9 are concentrated ver. To achieve the adjustment lock according to the invention, it would be equally possible to make the angular position to the other side, ie to widen the gaps 15, 16 in the unloaded state.

In Fig. 2 ist wiederum die Verstellmuffe 1 aus Fig. 1 darge stellt, wobei aber nunmehr eine Gewindestange 17 mit Rechtsge winde und eine Gewindestange 18 mit Linksgewinde in die Gewin debereiche 2 und 3 eingeschraubt sind. Der Einschraubvorgang könnte beispielsweise so durchgeführt werden, daß die Gewinde stange 17 entlang der Gewindeachse 11 solange eingeschraubt wird, bis sie in den Bereich des Spaltes 15 reicht. Anschlie ßend kann die Gewindestange 17, beispielsweise in einem ent sprechenden Werkzeug, unter Überwindung der Rückstellkraft des Steges 18 koaxial zur Hauptgewindeachse 10 ausgerichtet werden und dann weiter in die Verstellmuffe eingeschraubt werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Entsprechend wird mit der Ge windestange 18 beim Einschraubvorgang verfahren.In Fig. 2 is again the adjusting sleeve 1 from Fig. 1 Darge provides, but now a threaded rod 17 with right hand thread and a threaded rod 18 with left-hand thread in the thread debereiche 2 and 3 are screwed. The screwing-in process could, for example, be carried out in such a way that the threaded rod 17 is screwed in along the threaded axis 11 until it extends into the area of the gap 15 . Subsequently ßend, the threaded rod 17, for example in a ent speaking tool, while overcoming the restoring force of the web 18 are aligned coaxially to the threaded main shaft 10 and are then further screwed into the adjusting sleeve, as shown in Fig. 2. Correspondingly, the threaded rod 18 is moved during the screwing-in process.

Für eine Längenverstellung der Gewindestangen 17, 18 bzw. der daran angebrachten Bauteile zueinander wird die Verstellmuffe 1 mit Hilfe eines Werkzeugs verdreht. Dazu ist die Verstell muffe 1 als Sechskant 19 ausgebildet, wie aus der Draufsicht der Fig. 3 zu erkennen ist. Je nach Verdrehung bewegen sich die Gewindestangen 17 und 18 auseinander oder zusammen (Pfeile 20, 21).For a length adjustment of the threaded rods 17, 18 or the components attached to each other, the adjusting sleeve 1 is rotated with the aid of a tool. For this purpose, the adjusting sleeve 1 is designed as a hexagon 19 , as can be seen from the top view of FIG. 3. Depending on the rotation, the threaded rods 17 and 18 move apart or together (arrows 20, 21 ).

Die Verstell- bzw. Verdrehsicherung wird dadurch erreicht, daß der zweite Nebengewindebereich 6 oder 7 in bezug auf die ersten Hauptgewindebereiche 4 und 5 mit einem Kippmoment unter Spannung stehen, was durch die Pfeile 22 und 23 angedeutet ist. Diese Kippmomente führen zu einem Bremsmoment innerhalb der Gewindegänge und damit zu einer Sicherung.The adjustment or rotation lock is achieved in that the second minor thread area 6 or 7 is under tension with respect to the first main thread areas 4 and 5 , which is indicated by the arrows 22 and 23 . These tilting moments lead to a braking torque within the threads and thus to a backup.

Als weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Sechs kantschraube 24 dargestellt mit einem Schraubenkopf 25 und einem Schraubenbolzen 26, der mit einem Außengewinde 27 ver sehen ist.As a further embodiment of FIG. 4, a hexagon screw 24 is shown with a screw head 25 and a screw bolt 26 , which is seen with an external thread 27 ver.

Ein erster Gewindebereich 28 und ein zweiter Gewindebereich 29 haben jeweils Gewindeachsen 30 und 31, die einen Winkel 32 einschließen und über einen Steg 33 verbunden sind. Der Steg 33 stellt eine scharnierartige, flexible und elastische Ver bindung zwischen den Gewindebereichen 28 und 29 her.A first thread region 28 and a second thread region 29 each have thread axes 30 and 31 , which enclose an angle 32 and are connected via a web 33 . The web 33 creates a hinge-like, flexible and elastic connection between the threaded areas 28 and 29 .

Beim Einschrauben der Schraube 24 in eine Gewindehülse werden beim Einschraubvorgang die Gewindeachsen 30 und 31 koaxial ausgerichtet, d. h., der gesamte Schraubenbolzen in seine gerade, gestreckte Form gebracht. Dadurch entsteht ebenso wie in der Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 3 wegen des federnden Steges 33 eine Spannung zwischen Gewindehülse und Schrauben bolzen, die als Bremsmoment und Verstellsicherung wirkt.When screwing the screw 24 into a threaded sleeve, the threaded axes 30 and 31 are aligned coaxially during the screwing-in process, ie the entire screw bolt is brought into its straight, elongated shape. This creates just as in the embodiment according to FIGS. 1 to 3 because of the resilient web 33, a tension between the threaded sleeve and bolts, which acts as a braking torque and adjustment.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit der Erfindung ein einfaches, einstückiges und wirksam selbstsicherndes Schraub element zur Verfügung gestellt wird.In summary, it is found that with the invention simple, one-piece and effectively self-locking screw element is made available.

Claims

1. Self-locking screw element with a non-axially aligned thread,
characterized,
that a first thread area ( 4, 5; 28 ) with a first straight thread axis ( 10; 30 ) and
that at least one second thread area ( 6, 7; 29 ) with a second straight thread axis ( 11, 12, 31 ) is provided,
that the first and second threaded areas ( 4, 5; 28 and 6, 7; 29 ) are connected by a hinge-like web ( 8, 9; 33 ) with resilient restoring force, and
that the first and second threaded shaft (10 and 11, 12; 30 and 31) an angle (13, 14; 32) include in the unloaded or non-plugged state and the two Ge threaded areas (10 and 11, 12; 30 and 31) are aligned coaxially when screwed.

2. Self-locking screw element according to claim 1, characterized in that the screw element is a screw bolt ( 24 or 26 ) with an external thread ( 27 ).

3. Self-locking screw element according to claim 1, characterized in that the screw element is a threaded sleeve ( 1 ) or screw nut with an internal thread.

4. Self-locking screw element according to claim 3, characterized in that the threaded sleeve is designed as a known adjusting sleeve ( 1 ) with a right-threaded area ( 2 ) and a left-threaded area ( 3 ) and in the two threaded areas ( 2, 3rd) ) by webs ( 8, 9 ) connected threaded areas ( 4 and 6; 5 and 7 ) with angles ( 13, 14 ) including thread axes ( 10 and 11, 12 ) are included.

5. Self-locking screw element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the web ( 8, 9; 33 ) is in the radially outer region of the screw element ( 1; 24 ).

6. Self-locking screw element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screw element ( 1; 24 ) and the web ( 8, 9; 33 ) consists in one piece of flexible, elastic plastic and in the region of the web ( 8, 9; 33 ) there is a transverse gap ( 15, 16 ).