DE6608209U

DE6608209U - Befestigungseinheit.

Info

Publication number: DE6608209U
Application number: DE6608209U
Authority: DE
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1967-06-26
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1971-09-02
Also published as: CH484373A; SE348808B; FR1561894A; US3430673A; GB1214897A

Description

RA.356 991*21.6.

Bk- A. MENTZEL PATENTANWÄLTE

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ILLIHOIS TOOL WORKS, Inc. Chicago, Illinois (V.St.A.)

Die Erfindung !betrifft Befestigungselemente, die bus zwei Teilen bestehen, nämlich ein Gewindebefestigungselement, "beispielsweise eine Schraube oder eine Mutter, dem eine gezahnte Sicherungsscheibe zugeordnet ist« Insbesondere betriff-t die Erfindung ein Befestigungselement der zuvor beschriebenen Art, bei der die relative Anordnung unä das

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Profil eine Klemmfläche des Gewindebefestigurigselementes und der von diesem überdeckten Scheibensähne derart vor · gesehen sind_f daß bei einem Tollen Anklemmen dee inneren Eingkb'rpers der Scheibe an eine Gegenfliiche <5ie Scheiben-

„zähne in einem sprrenden Eindruck in der V/erkstückfläche auf der einen Seite und in der Kletaaflache dos GewindeböfBeugungselementes auf der gegenüberliegeaden Seite bleiben.

Eise der Schwisrigksitss, die bsi der yervresduug gezahnter Sicherungsscheiben unter der Klemmfläche eines Schraubenkopf es oder einer Hutter auftreten, ist die_? ein Flachdrücken der Zahne der Scheibe su verhindern_P wöeh sich die Scheibe in öer festgezogesea Lage ass der Werkstückfläche befindet. Ein solches Flachdrücken der Zähne von Sieherungs- r-\ scheiben führt zu einer Beeinträchtigung und la bastiEuates Fällen zu eisern Unvrirksaiawerden der Sp^rrfuaktios dsr Sehei-

. benzähne.

Oemgeaäß bezweckt öle Erfinduag die Yerhis&enmg eiaes soloheB Plachärückejis dex' Sahne von Sioherusigsscheiböjji ohne daß die Konstruktion oder 3?orm eines isonaaleis gesahntes SichQrungs= ringes geändert werden muß.

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Sine Sicherungsscheibe, die schon viele Jahre lang verwendet wird, ist eine Blechscheibe mit einem flachen Ringkörper τ von dessen Rand aus sich radial nach eußen eine Anzahl auf dem Umfang verteilter Zähne erstrecken ₉ wobei _5! der jeweilige Zahn so verdreht ist, das Sporrzähne gebil- f det werden, die sich Über gegenüberliegende Seiten der Grensebenen des Scheibenkörper hinauserstreckea. Wenn eine solche Scheibe gegen eins WerkstUckfiäche angesogen wird und dabei gegenüberliegende Seiten des Scheibenkörpers einerseits in Anlage an die Werkstückfläche und an- ] dererseits an die Kletamfläehe des Befestigungselementes gelangen, besteht eine Keiguug, daß das sperrende Eindrücken der Zähne der Scheibe weniger wirksam wird» weil die Zähne flachgedrückt werden.

Um dem abzuhelfen, ist erfindungsgemäß in einem Ausführungsbeispiel eins Klummflache vorgesehen, die eine» Abschnitt umfaßt ₉ der besonders ausgebildet ist, um in Anlage as dem inneren Scheibenkörper su gelangen» s wie zu der ein weiterer ringförmiger Klemmflächfinabschnitt va~ riierenden Querschnitts gehört,. Her zum sperrend, η Eindruck der Scheibenzätae vorgesehen ist.

sieht dasu die Erfindung eine Sperrscheibe

und ein Gewindebefestigungeelen;ent der zuvcr ei'wähnten vor, die sich konstruktionsbedingt als Montageeinheiten eignen» nämlich ein Grewindebefestigungselement_t beispielsweise eine Schraube oder eine Kutter, an deren Klemmseite eine Sicherungsscheibe drehbar angeordnet und gegen ein axiales Trennen ihr gegenüber gesichert ist.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine Einzelheit im Schnitt durch ein Gewindebefestigungselement » nämlich eine Schraube, gemäß der Erfindung in ihrer funktioneilen Zuordnung zu einem außengezahnten Blechsicherungs-{ ring«,

Fig. 2 eine Braufsieht auf den außengezahnten Blechsicherungsring der in Fig. 1 gezeigten Art,

Fig. 3 eine Einzelheit innerhalb des Strichpunktkreises der Pig. 1_t

Fig. 4 eine Einzelheit in Blickrichtung ν,υϊΐ rechts

auf die in Fig. 3 geseigte Darstellung, wobei ii3 Mg. 3 und 4 der Klsmmflächenbereich des Gewindebefestigiaagseleiaea-Ses in der Ausgangslage in Anlage a» dem Sicherungsring geseigt ist_?

Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Barstellung, wobei der innere ringförmige Klecsnflächenabschnitt des Gewindebefestigungselementes sich in Anlage an der Gegenfläche des Sicherungskörpers befindet,

Fig. 6 eine Ansicht in Blickrichtung von rechts auf die Darstellung gemäß Fig. 5*

Fig. 7 eine der Fig. 3 und 5 ähnliche Darstellung

ü mach dem Einklemmen des Körperteils des

) Sicherungsrings zwischen ύ<r Fläche des Werk-

j Stücks und dem imier»n ringföriaigon Flächen-

^ abschnitt dee G^vindeböfestigungseleraentes,.

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die in Fig. 7 gezeigte üaisfcellung*

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Fig. 9 ein Sewindebefestigungselenient in der Form einer Mutter ait einer erfindungsgemäS ausgebildeten Klemmfläche und

Fig. 10 eine Einselheit ähnlich der Darstellung gsmäß Pig. 3* wobei der konische Klemmflächenabschnitt mit konzentrisch oder spiralförmig angeordneten Yorsprüngen versehen ist, die sich axial von dieser Fläche wegerstrecken.

Die Befestigungseinheit 10 umfaiU ein Gewindebef Beugungselement 12 und eine Sieherung&S3heibe 14. GemüQ uer Darstellung in Fig. 1 und 3 bis 6 hat das Gowindebefeetigungselement die Form einer Schraube mit einem Kopf "«b und eineip Schaft 18. Die ringförmige Klemmflache dee Kopfes ist durch ") die Klammer 20 in Fig. 1 angezogen.

Die ringförmige Klemafläche 20 umfaßt einen Plächenabschnitt

; 22, dessen Ebene im v/e a ent liehen rechtwinklig zur Acha« des

Befestigungselemesites "3 2 steht. Me K3emmflache 20 umfaßt ) ferner einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Klemmflächenabschnitt 24. Bas Maß der Neigung des kegelstumpfformigan Kleffimflächenabschnitts 24 _t das durch den Buchstaben "A" in Fig. 1 angegeben ist_P ist vorsugsv/eise begrenzt. Es ist

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festgestellt worden, daß für Fälle mit Zähnen an der Sicherungascheibe der hier dargestellten Art, diese Neigung sich 10° annähern kann.

Bei der Sperrseheibe 14 handelt es sich um eine Blechscheibe mit einem Körperteil 26 und eimer Anzahl sich radial erstreckender Zähne 2S₁. die am Umfang des Körperteils 26 verteilt« Die Zähne 28 sind vorzugsweise in ihrer Form zulaufend, wie das in Pig. 2 dargestellt ist. Jeder Zahs ist progressiv von der Wurzel am Körperteil 26 aus in Richtung zum äußeren Ende verdreht, um in das Werkstück eindrückbare bsw. sperrende Zahsteile 30 ^m "bilden- die sich normalerweise axial über die gegenüberliegenden Begrenzungssbeisen des Körperteils 26 hinauserstrecken. Die Zahnteile 50τ die sich tob der eisen Ssite der Sperrscheibe wegerstreckea, sind zmt Anlage an dem kegelstumpfförmigea Klenaailächeriabschnitt 24 vorgesehen* während die sich, an der gegenüberliegenden Seite wegerstreckendes Zahnteile zum sperrenden Eindruck ia die Oberfläche eines Werkstücks 32 vorgesehen sind.

In Pig. 1_{ 3 und 4 ist das ©ewiMebefestigungselement 12 in dar Ausgangslags gezeigt _f bei der ©a sieh in Anlage an den Sahateilsn 30 der Sperrscheibe befindet. An dieser

Stelle sei darauf hingewiesen* daß während dieser ersten Anlage der kegelstumpfförniige Kleinmxlächenabschnitt 24 die Zahnteile 30 der Scheibe berührt, daß jedoch die obere Fläche des Körperteils 26 im Abstand zum angrenzenden Klemmflächenabschnitt 22 liegt. Mit dsm Festziehen der Schraube 12 auf die Sperrscheibe 14 wird der Klemmflächanabschnitt 22 schließlich in Berührung mit der angrenzenden Fläche des Körperteils 26 gebracht, v/i© das in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Während dieser axialen Bewegung oä@r Verlagerung werden die Zahnteile 30 der Scheibe an einer Seite zum sperrenden Eindruck bzw. zum Einschneiden in die Oberfläche 24 gebracht, während sich die Zansteilö suf d^r asdsres Seite

sich in eine sperrende Lage in die Oberfläche des Werkstücks 32 eindrücken. Der von der Fläche 24 auf die Sahnteile der Sparrscheibe ausgeübte Druck bewirkt ein leich» C tes Entdrallen der Zähne 28 gemäß der Barstellung in Pig. 6, und das führt zu einer Erhöhung des Eindrucks im Fleisch der eegenflachen. In dieser Lage wird ein starker Yerstreoungseffekt ersialt, der den Sleisskraiten _eötgegexn?jirkt_f die in Züchtung der durch den Buchstaben ^aB^w gekennzeichneten Linie wirksam werden« l£Lt einem weiteren lastziehen erhöhen die Zahnteile 30 der Scheibe sieht su& ihre Eindruckkraft in dsr !Ische 24 auf d©r siaaea Seite und in der Werkstüekflache auf dar anderes Saita_s sondern ä±& Zähne

erfahren tatsächlich auch ein gewisses Maß au Biegung baw. seitlicher Ausbiegimg. Wenn die Schraube aiao so festgezogen ist_P daß die Fläche 22 und die Fläche des Werkstücks 30 ia eine feste Anlage an den Cegenflachen des Körperteile 26 gemäß der Darstellung in 5¹Ig. 7 Tand 8 gebracht sind, haben die Zähne 28 eine Biegung nach oben •am eine Achse quer zu den Wurzeln der Zähne erfahren. Das führt dazu, daß die Flächenenden der Zähne etwas relativ zur Senkrechten schräggestellt werden, wie das durch den Buchstaben "c" in Fig. 7 dargestellt ist. Dabei erfolgt ein festes Einbetten der SahnteiIe 50 der 2ähae innerhalb des Kleamflächenabschnitts 24 der Schraube 12 auf der einen Seite und in der Fläche des Werkstücks 32 auf der gegenüberliegendes Seite. Xa dieser Lage der Sperr^»«_; bei der sie aus der ia Fig. 6 gezeigten Lage geringfügig entdrallt sind, werden äsnnoch starke Sperrkräfte ausgeübt. Das SSrparteil 26 der Scheibe wirkt als festes Widerlager, um dasit ein weiteres Bntdrallen der Zähne der Scheibe zu verhindern. ]öie Sparrfun^tion der Zähne der Scheibe wird also beibehalten, xsn& eise Möglichkeit des vollständigen Flachdrückens der Zähne der Scheibe ist ausgeschlossen.

An dieser Stelle sei daraof hingerissen * daß sich die Erfindung besonders gut für vormontierte

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und Gewindebefeatigungselesiente eignet. Die ] des Sehraubenechaftea 18 sind in ihrem größten Durchmeessr

j 26, εο daß dadurch die Scheibe gegen eine axiale Verlagerung

relativ zum Schraubenkopf gesichert ist. Die Erfindung eig-

■ se* sich iss gleichea *£aSe s«r Verladung in Verbindung mit

j . Muttern 10a gemäß der Barstellung in Fig. 9· In diesem Außführungsbeispiel 3ind Bezugszahlen mit dem Buchstaben "a" sur Kennzeichnung entsprechender Kcnstruktionsteile

* ver\/endet worden, die suvir schon beschriebea wördea sind.

In Pig. 10 ist eine Variante des kegelstumpfförmigen Klemm· ii&ehssabscbaltts gegeigte Ia diesem Ausführungsbeispisi ist der KlejbMfläöhenabschBitt 24b lait einer iaisahl konzentrischer, sich axial erstreckender Yorsprünge 34 verse- -\ hen. Indea die Slemmflache 24b in dieser Art geformt ist gelangt ein begrenst&r Klemmflaclieslsereich zunächst io Jbalage an die Zahnteile der Scheibe.

BIe Erfindung sieht also die Schaffung von Betestigungseinheiten der beschriebenen Art vor. die verbesserte Sperreigenschaften aufweisen«. Indem die ringförmige Klemioflache des Geifindebefestigungseleineates swei getrennte Slemmflä-= ehenabschsitts bildet«, uäialich sinen SleismabscliBitt, der

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sich im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Gewindebefestigungselementea eretreclrt und einen der kegelstumpf fb'rmig ausgebildet ist, wird eis diges Flachdrücken der Zähne der Scheibe verhindert. Darüber hinaus werden den auf di« Zähne der Scheibe ausgeübten Elemmkräften nicht nur Kräfte entgegergerichtet, die ein flachdrücken dieser Zähne zu verhindern bestrebt sind, sondern auch Kräfte, die sich aus dein seitlichen Ausbiegen der Zähne um eine Achse im Bereich quer zur Wurzel des jeweiligen 3ahns ergeben. Mose seitliche Ausbiegung erfolgt mit der Verlagerung dee inneren Ringkörpers der Scheibe in Anlage an die Gegenfläche des Werkstücks, !uiese Kräfte üben einen sehr hohen Widerstand gegen Kräfte aus» die ein Lösen des Gewindebefestigungselemantes hervorzurufen bestrebt sind. Durch Vex·; endung d«r ke^elstumpffcrmigen Fläche ist eine vergrößerte radiale Erstreckung der Klenanfläche im Vergleich zu der normalen flachen Klemmflache eines Schraubenkopf es oder einer Mutter geschaffen. Di *- Scheibenzähne haben gekrümmte Ränder als Folge des erwähnten progressiven Yerdrallens öea jeweiligen Zahnes von seiner Wurzel aue bis zu seinem freien End*. Die ke^e!stumpfförmige Fläche nimmt eine Lage im wesentlichen tangential zu den Saharändern bei dessen ursprüngliche Amlage aa diesen ein (Fig. 3). Um die gemannten Vorteile su erzielen*

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ist es wichtig, daß mit der Aalage aas &8windebefe3tigUi3gs= elementes an der Sperrscheibe die Zähne der Spsrrscheibe von dem kegelstumpfförmigen Klemmflächenabschnitt ergriffen werden« ehe die innere Klemmfläche tun Scheibenkörperteil angreift. Damit ist für ein wirksames Eindrücken der Scheibenzähne in die kegelstuapfförmige Fläche auf der einen Seite und die Arbeitsfläche auf der anderen Seite gesorgt.

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Claims

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Γ 1 · Befestigungseinheit mit einem Gewindebef estigungselesient

rait einer ringförmigen KleBunfläc^e und mit einer an der Klemmfläche des Befestigungselementes angeordneten Sperrecheibe mit einem ringförmigen Körperteil und einer Anzahl von Zähnen, die sich radial von dem Rand des Körperteile wegerstrecken und so verdrallt sind* daß sie in eine Gegenfläche eindrückbare Zahnteile bilden, die sich normalerweise über gegenüberliegende Seiten der Begrenzungsebenen des Körperteils der Scheibe hinaus erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfläche (20) des Gewindebefesftigungselementee (12, 12a„ 12b) einen ersten ringförmigen Klemmflächenabschnitt (22, 22a), der sich im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Befestigungselementes (12, 12a_t 12b) zur klemmenden Anlage an den ringförmigen Körperteil (26) der Sicherungsscheibe (14) erstreckt, und einen zweiten im wesentlichen kegelstumpfförmigen Klemmflächenabschnitt (24, 24a_f 24b) zur AnInge an den

die relative Anordnung des kegelstumpfförmige« Kleiniuflächenabschnittes (24* 24a _f 24b) und der darunterlie-

geaden Zahsteile (30) der Scheibe (14) derart vorgesehen ist, daß bei einem vollständigen Einklemmen des Körperteils (26) der Scheibe (14) awischea dem auge-= hörigen Klemmflächenabsehnitt (22) des Befestigungselementes (12, 12a, 12b) und einer Segenfläche eines Werkstücks <32) die Zähne (28) der Scheibe (14) nicht vollständig flachgedrückt siad.
2. Befastigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der erste ringförmige Klemmflächenabschnitt (22) sich aa inneren Rand des Befestigungselement es (12, 12a» 12b) befindet.
3· Befestigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des kegelstumpf förmigen Fläohenabschnitts (24) zu einer Ebene rechtwinklig zur Achse des Befestigungselementes (12, 12a, 12b) in der Größenordnung von 10° liegt.
4· Befestigungaeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet«, daß die Zahnteile (30) der Scheibensähne (28) im v/esentliehen radial liegende Kanten bilden, die auf gegenüberliegenden Seiten des Scheibenkörpers (26) liegen.

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5· Befest3.guiigseinheit nach Anspruch 4_P dadurch gekerjüseiehsst, äaS dis die Spsrrsaha= teile (30) bildenden Kanten gekrümmt sind und daß der kegeistumpfförmige Klemmflächenabschnitt (24) bei der ersten Anlage an ihnen tangential dazu liegt.
6. Befestigungeeinheit nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Zahnteile (30) der Scheibenzähne (28) relativ zum Scheibenkörper (26) derart vorgesehen ist, daß bei der ersten Anlage der Zahnteile (30) der Scheibenzähne (28)

an dem zweiten Klemmfläehenabschnitt (24) der Scheiben-I

körper (26) sich im axialen Abstand zum ersten Klemia-

flücheBabsehsitt (22) befiadex.

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7. Befeatigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, das die Zähne (28) progressiv von ihren Wurzeln aus bis zu ihren freien Enden 8c ' srdrallt sind* daß sie Plächeseindruckkanten bilden c die sich normalerweise über die gegenüberliegenden Seiten der Begrenzungsflächen des Scheibenkörpers (26) hinauserotrecken.

8« Eefestigungseinheit nach Anspruch 7* dadurch

gekennzeichnet, daß die Scheibenzähne (28) in der Draufsicht as ihren freien Ende« schmale*¹ als an ihren Wurzeln sind.

9· Befestigungaeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel am Sewinäebefeetigungselement (12) zur Sicherung der Sicherungsscheibe (14) gegen ein unbeabsichtiges Lösen vom Gewindebefestigungselement (12).

10* Befestigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Anordnung der Zahnteile (50) der Scheibe (14)» des Scheibenkörpers (26) ü2u der Sleiöiäflächesabschsitte {22, 24) d@s Gewisdebefestigungeeleaentes (12) derart vorgesehen ist, daß die ( Zähne (28) sich seitlich um eixxe Achse quer zu den Wurzeln verbiegen, während der erste Klemmflächenabschnitt (22) den Scheibenkörper (26) in eine Anlage an der Gegen=- fläche eines Werkstücke (32) verlagert.