DE520896C - Schraubensicherung - Google Patents

Description

Es sind Schraubensicherungen bekannt, die durch eine geschlitzte Kegelmutter mit dem Bolzengewinde verkeilt werden; die geschlitzte Kegelmutter ist starr auf ihre Unterlage gezogen, und die Hauptmutter wird hierdurch entlastet. Auftretende Stöße und Erschütterungen werden direkt auf die Verkeilung übertragen, so daß alsbald ein Lockern der Verbindung und damit ein Aufheben der Sicherung eintritt. Wie die Erfahrung gelehrt hat. wirken diese Sicherungen nicht besser als gewöhnliche Gegenmuttern, wenn man von der Klemmwirkung am Bolzengewinde absieht.

Gemäß vorliegender Erfindung wird das Lösen der Schraubenmuttern als eine Störung des vorher bestandenen Gleichgewichts aufgefaßt und dieser Störung durch Federung bzw. geringe Massenwirkung entgegengewirkt. Als Störungsursachen werden Erschütterungen, Stöße und Materialschwingungen angesehen und demzufolge die Ausführungsformen von Kegelmuttersicherungen so gestaltet, daß sie unempfindlich gegen derartige Einwirkungen sind, wobei noch besonders auf die geschützte Verlagerung des eigentlichen Sperrorgans, des Kegelkeilsitzes, Bedacht genommen ist. Außerdem ist der Erfindungsgegenstand so ausgebildet, daß der Lösungs- druck der Hauptmutter die Verkeilung immer fester zieht und Formänderungen eines eingeschalteten Federgliedes die Klemmwirkung noch zusätzlich steigern.

Die gestellte Aufgabe wird einesteils dadurch gelöst, daß die geschlitzte Kegelmutter beim Anziehen statt gegen eine starre Unterlage gegen den federnden Druck einer nachgiebigen Unterlage verkeilend bzw. verriegelnd gegen das Bolzengewinde gepreßt wird, und andernteils dadurch, daß die Kegelmutter dünnwandig und auf der Gewindeseite ebenfalls konisch gestaltet ist, um sie möglichst masselos (leicht) und besonders anpassungsfähig gegenüber Stößen und Schwingungen zu machen.

An sich ist die dünnwandige Gestaltung anders geformter Muttern aus Blech bekannt; Kegelmuttern sind jedoch nur dickwandig und massig ausgeführt worden. Die dünnwandige Kegelmutter bietet daher noch etwas Neues und wirkt als Verkeilungselement fortschrittlich, während bekannte andere Muttern höchstens als Sperrschieber oder sperrscheibenartig wirken, indem sie sich mit federnden Blechzacken am Bolzengewinde oder an der Hauptmutter abstützen.

Ein weiteres erfinderisches Merkmal wird darin erblickt, daß die Kegelmutter und das neue nachgiebige Glied durch ein weiteres Federglied oder durch selbsttätiges Umbördein des verjüngten Mutterkegels beim Festschrauben vereinigt werden. Hierdurch wird einesteils die Einteiligkeit der Sicherung hergestellt bzw. ein Abwandern des Mutterteils vom zugehörigen Federgliede verhindert und andernteils der axiale Federweg vergrößert, also zusätzliche Wirkungen erzielt. Die Vergrößerung des Federweges wirkt sich besonders günstig in dem Falle aus, wenn durch Längung des Schraubenbolzens oder durch

gegenseitiges Arbeiten der verschraubten Maschinenteile ein Abwandern der Hauptmutter von der Sicherung und damit ein Lösen, der Verkeilung erfolgen sollte. Die Sicherung bleibt dann auf einem längeren Wege als sonst mit der Hauptmutter in Spannung, und der Lösungsdruck kann sie jederzeit wieder festziehen. In Ausnahmefällen kann bei eintretenden großen Längungen der Schraube ίο noch ein besonderer, an sich bekannter Spiralfederring beigelegt werden, der dann die Wirkung der Sicherung noch unterstützt.

Bei einer anderen Ausführungsart wird der Zusammenhalt zwischen Sicherung und Hauptmutter erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Federglied mit besonderen Sperrorganen ausgerüstet ist, die beispielsweise mit einer Kappe über die Hauptmutter hinweggreifen und diese mit der Sicherung kuppeln. Hierbei ist es zweckmäßig, das neue elastische Glied auch noch radial federnd auszubilden, damit es dem Lösungsdruck der Hauptmutter noch zusätzlich radial federnd entgegenwirkt.

Sicherungen mit Blechkappen sind zwar schon bekannt, jedoch unterscheiden sich diese dadurch wesentlich vom Erfindungsgegenstand, daß entweder sie oder der Schraubenbolzen umgeformt werden müssen, um sie in die Sicherungslage zu bringen; ferner wird die Hauptmutter mit dem Schraubenbolzen direkt, und zwar nur locker gekuppelt, wohingegen beim Erfindungsgegenstand eine Umformung nicht erforderlich ist und ein festes Kuppeln mit einer Verkeilung und indirekt über ein Federelement stattfindet.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt die mit der Hauptmutter gekuppelte Ausführung, während Abb. 7 den Grundriß des elastischen Gliedes für diese Ausführung veranschaulicht,

Abb. 2 die Einteiligkeit bzw. Doppelfederung,

Abb. 3 die zweiteilige Sicherung mit Mutter und elastischem Gliede,

Abb. 4 und 5 die aus Blech gefertigte Kegelmutter in Ansicht und Schnitt mit konischer Bohrung zum Einschneiden des Gewindes,

Abb. 6 den Grundriß des elastischen Gliedes von Abb. 3,

Abb. 8, 9, 10, 11 Einzelforrnen und weitere Kombinationen der Kegelmutter mit dem elastische Gliede,

Abb. 12 das Diagramm für die zusätzliche Klemmwirkung infolge Formänderungen des elastischen Gliedes, -

Abb. 13 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des elastischen Gliedes.

Auf die normale Schraubenmutter 1 wird ein aus Blech gepreßtes (am besten Stahlblech) oder mit elastischem Material 7 (Gummipräparat o. dgl.) belegtes Scheibenelement2 gebracht, welches durch Wölbung bzw. Schrägstellung- zur Schraubenschaftachse als Feder ausgebildet ist (Abb. 1 bis 3 und 6 bis 13). Der obere Teil ist kegelig gearbeitet und bietet im Zusammenwirken mit der Kegel-mutter 3 gemäß den Abbildungen verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Beim Einschrauben der geschlitzten Kegelmutter 3 in das Glieds wird die Kegelmutter mit dem Bolzengewinde in bekannter Weise verkeilt und somit die Schraube gesichert. Gleichzeitig mit der A'erkeilung wird aber auch infolge des Axialdruckes und infolge Schrägstellung des Gliedes 2 dieses Glied gespannt, so daß es sich durchbiegt und damit gemäß Abb. 12 seinen Innenkegelwinkel verkleinert und infolgedessen die Klemmwirkung am Bolzengewinde zusätzlich steigert (Kniehebelwirkung). Der Axialdruck der Kegelmutter 3 wird von dem Glied 2 aufgenommen und ein Gleichgewichtszustand mit dem normalen (ruhenden) Lösungsdruck der Hauptmutter hergestellt: die Hauptmutter wird hierbei infolge der Federung des Gliedes 2 nicht entlastet. Treten nun Stöße und Erschütterungen, also Gleichgewichtsstörungen auf, so daß die Hauptmutter das Bestreben zeigt, rückwärts zu wandern, so wird die Feder 2 und auch die Verkeilungo noch stärker angespannt (Reaktionswirkung) und somit wieder ein neuer Gleichgewichtszustand hergestellt, durch den die Hauptmutter infolge der Schwingungen der Verbindung wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgeworfen wird. Die Hauptmutter ι bleibt also unbedingt in ihrer ursprünglichen Lage liegen, weil sie ständig mit der Sicherung hin und her schwingt, um ihre Gleichgewichtslage herzustellen (obere und untere Gleichgewichtslage).

Ein Zurückdrehen, d. h. Lösen der Kegelmutter 3 durch den Lösungsdruck, ist bei richtiger Verkeilung nicht möglich, da das Lösungsdrehmoment kleiner ist als das durch die Verkeilung erzielbare.

L^m die -Kegelmutter sofort in den gleichen Schwingungszustand des angrenzenden Materials (Schraube) zu versetzen, ist sie dünnwandig, d. h. leicht und fast trägheitslos, und die Gewindebohrung kegelförmig, d. h. oben ungeklemmt und schwingungsfrei, hergestellt, im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen von Kegelmuttern, bei denen dieses wichtige Moment überhaupt nicht berücksichtigt und dickwandige, massige Formen bzw. zylindrische Gewindebohrungen angewendet worden sind. Infolge der konischen Gestaltung des Gewindeloches kommen auch nur ein paar Gewindegänge zum Anliegen an das

Bolzengewinde, so daß eine sehr starke spezifische Pressung und damit Profilgleichheit zwischen Bolzen- und Muttergewinde, d. h. also eine feste Verkeilung stattfindet.
Wie aus Abb. 2 ersichtlich, findet die Vereinigung der beiden Sicherungsteile 2 und 3 durch einen Bügel 5 statt. Sobald die Hauptmutter ι durch irgendwelche besonderen Ursachen von der Sicherung wegwandern (vorwärts) sollte, federt zunächst das Element 2 nach; geht die Abwanderung aber noch weiter, daß gar die Verkeilung sich lösen sollte, was nur in ganz außergewöhnlichen Fällen anzunehmen ist, so tritt jetzt die Feder 5 in Tätigkeit, und der Sicherungsunterteil legt sich wieder auf die Hauptmutter, so daß die Sicherung auch im entkeilten Zustande immer noch mit der Hauptmutter in Spannung bleibt und .jederzeit durch deren Lösungsdruck wieder festgezogen Averden kann.

Gemäß Abb. 1 ist das Federelement 2 in seinem unteren Teil als Kappe 4 ausgebildet, während der obere Teil, wie schon beschrieben, Feder mit Innenkegel besitzt. Die Feder 2 verleiht der Sicherung die vorher beschriebene axiale Elastizität nebst deren Wirkungen, kann aber auch noch beispielsweise gemäß Abb. 7 radial federnd ausgebildet werden. Durch die Kappe 4 wird die Hauptmutter an die Verkeilung gekuppelt, so daß sie weder vorwärts noch rückwärts wandern kann. Die Verkeilung mit zusätzlichem Umbördeln des Mutterkegels veranschaulicht Abb. 2; die Kegelkeilspitze wird beim Festziehen auf eine Unterlage gedrückt, so daß. sie sich unterhalb der Scheibe 2 spreizt und umbördelt. Kegelmütter 3 und Scheiben 2, 7 bilden dann eine Einheit.

Der Erfindungsgegenstand ist für alle Handelsschrauben ohne jegliche Umformung des Schraubenelements verwendbar. Die in den Abbildungen dargestellten Formen können auch leicht durch andere Formen ersetzt werden, so z. B. kann das Glied 2 Spiralfederform oder die Form nach Abb. 13 erhalten, auch kann die Mutter 3 oben glatt oder mit nach unten gebogenen Ecken ausgeführt und auch aus verschiedenen Metallen, z. B. Aluminium, hergestellt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schraubensicherung durch Verkeilung einer geschlitzten Kegelmutter mit dem Bolzengewinde, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlitzte Kegelmutter (3) dünnwandig und auch an der Gewindeseite konisch gestaltet ist und beim Anziehen gegen den federnden Druck einer nachgiebigen Unterlage (2) verkeilend bzw. verriegelnd gegen das Bolzengewinde gepreßt wird.

2. Schraubensicherung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Unterlage (2) mit Lochspiel und Kegelmutter (3) durch einen federnden, die axiale Verschiebung der Kegelmutter beim Anziehen nicht behindernden Verbindungssteg (5) verbunden sind.

3. Schraubensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd verlagerte Kegelverkeilung (2, 3, 6) noch zusätzlich durch Sperrorgane (4) mit der Hauptmutter (1) in bekannter Weise gekuppelt ist und radiale Federung besitzt.

4. Schraubensicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Kegelmutter (3) durch den Kegelteil der nachgiebigen Unterlage (2) hindurchtritt, so daß beim Einschrauben des Mutterkegels ein Umbördeln desselben erfolgt und somit Mutter (3) und nachgiebige Unterlage (2) eine Einheit bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunpen