DE69107071T2

DE69107071T2 - Plattenverbindungsvorrichtung, positive Sicherung und Zustandanzeigeeinrichtung.

Info

Publication number: DE69107071T2
Application number: DE69107071T
Authority: DE
Inventors: Frank J Cosenza
Original assignee: VSI Corp
Current assignee: Huck Patents Inc
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-08-22
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-08-23
Also published as: EP0529172A1; US5082406A; ES2067193T3; DE69107071D1; EP0529172B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbstverriegelndes Befestigungselement und, mehr insbesondere, auf ein Plattenbefestigungselement, welches eine formschlüssige Verriegelung aufweist, vorzugsweise eine Heraushaltevorrichtung zum Halten des Befestigungselements in einer herausgezogenen Position, wenn das Befestigungselement gelöst ist, und eine Vorrichtung, die einem Beobachter sichtbar anzeigt, ob das Befestigungselement verriegelt ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Verschiedene Maschinen wie Flugzeuge, Geschosse usw., die Vibration erzeugen oder Vibration ausgesetzt sind, haben entfernbare Platten, die manchmal als Zugangsplatten bezeichnet werden. Diese Platten sind durch Befestigungselemente an verschiedenen Teilen der Flugzeugkonstruktion wie der Zelle befestigt und entfernbar, um Zugang zu elektronischer, hydraulischer oder anderen Typen von Ausrüstung zu schaffen. Da diese Platten von Zeit zu Zeit entfernt werden müssen, müssen deshalb die Befestiger Schnellbefestiger sein. Üblicherweise werden mit Gewinde versehene Befestigungselemente, die einen Bolzen und eine Mutter aufweisen, benutzt.
Ein Hauptproblem bei mit Gewinde vesehenen Befestigungselementen ist, daß die Vibration der Platten dazu tendiert, den Bolzen von der Mutter zu lösen. Dieses Problem ist besonders bei Flugzeugen akut, da sich die Frequenz der Vibration über einem breiten Bereich verändern kann.
Es hat zahlreiche Versuche gegeben, dieses Problem zu überwinden. Ein derartiger Versuch beinhaltet das Verformen der Mutter in eine insgesamt elliptische innere Querschnittsform, so daß die Mutter das Außengewinde des Bolzens fest ergreifen wird, um dadurch eine Relativdrehung zwischen dem Bolzen und der Mutter durch Reibung zu verzögern. Wegen der beträchtlichen Größe der Reibung zwischen dem Bolzen und der Mutter ist es sehr schwierig, den Bolzen mit der Mutter zu verschrauben und aus derselben herauszuschrauben. Die hohe Reibung zwischen dem Bolzen und der Mutter verursacht einen beträchtlichen Verschleiß an dem Befestigungselement, und bei wiederholtem Gebrauch wird das Haltevermögen der Mutter reduziert, wodurch die Gefahr, daß sich das Befestigungselement lockern wird, entsprechend vergroßern wird. Schließlich, diese Anordnung ergibt keine positive Verriegelung sondern erzeugt lediglich eine Verzögerungs- oder Bremswirkung gegen eine Drehung des Bolzens relativ zu der Mutter.
Das Befestigungselement, das in dem US-Patent Nr. 3 404 716 von Cosenza beschrieben ist, hat eine formschlüssige Selbstverriegelunseigenschaft, aufgrund welcher der Bolzen gegen eine gegenläufige Drehung relativ zu der Mutter verriegelt wird. Die formschlüssige Verriegelung kann vollständig gelöst werden, um eine relative gegenläufige Drehung zwischen dem Bolzen und der Mutter zu gestatten. Wenn die Verriegelung gelöst ist, tritt kein Verschleiß auf, wenn der Bolzen und die Mutter relativ zu einander gedreht werden, und die Verriegelung kann diese Relativdrehung auch nicht verzögern. Das Cosenza-Befestigungselement trägt ein bewegliches Betätigungsteil in dem Bolzen. Das Betätigungsteil liegt frei, so daß es relativ zu dem Bolzen bewegt werden kann. Die formschlüssige Verriegelung erfolgt aufgrund der Bewegung des Betätigungsteils, durch die dieses entweder von dem Bolzen oder von der Mutter gelöst wird, um eine Relativdrehung in beiden Richtungen zwischen dem Bolzen und der Mutter zu gestatten.
Ein äußeres Ende des Betätigungsteils an dem Kopfteil des Bolzens liegt frei, so daß das Betätigungsteil durch das Werkzeug erfaßbar und niederdrückbar ist, welches zum Drehen des Bolzens benutzt wird. Die Verriegelungseinrichtung ist durch Niederdrücken des Betätigungsteils von dem Bolzen lösbar oder aus demselben ausrückbar. Auf diese Weise wird die Verriegelung automatisch gelöst, wenn das Werkzeug zum Drehen des Bolzens in Antriebseingriff mit dem Bolzen gebracht wird. Die Verriegelungseinrichtung ist in Form von einem Paar Verriegelungsteilen ausgebildet, von denen das erste mit dem Bolzen drehbar ist und das zweite axial bewegbar ist und gegen Drehung festgehalten wird. Wenn die Verriegelungsteile in Verriegelungseingriff gehalten sind, ist eine formschlüssige Verriegelungsverbindung zwischen dem Bolzen und dem zweiten Verriegelungsteil gebildet. Das Betätigungsteil ist beweglich, um diese Verriegelungsverbindung nach Wunsch der Bedienungsperson zu trennen oder zu lösen, um eine freie Drehbewegung des Bolzens relativ zu der Mutter ohne Störung von den Verriegelungsteilen her zu gestatten.
Zum Erleichtern des Drehens der Verriegelungsteile weist jedes Verriegelungsteil vorzugsweise ein Zahngesperre auf. Zum Herstellen einer formschlüssigen Verriegelung hat jedes Zahngesperre eine Vielzahl von Zähnen, deren Profil wenigstens eine sich insgesamt axial erstreckende Stirnseite bildet. Die sich axial erstreckenden Stirnseiten der beiden Zahngesperre sind in Eingriff bringbar, so daß keine Drehkräfte, die auf das zweite Zahngesperre durch das erste Zahngesperre über die axialen Stirnseiten ausgeübt werden, bewirken werden, daß auf das weite Zahngesperre axialer Druck ausgeübt wird. Auf diese Weise wird der Bolzen gegen gegenläufige Drehung relaiv zu der Mutter formschlüssig verriegelt, wenn die beiden Zahngesperre in Antriebseingriff miteinander gehalten werden.
Das US-Patent Nr. 4 191 236 von Duran beschreibt eine Plattenbefestigungselementbaugruppe, die eine Bolzenvorrichtung und eine Hülsenvorrichtung zum Aufnehmen des Bolzenteils der Bolzenvorrichtung aufweist. Der Bolzen und die Hülse der Hülsenvorrichtung haben zusammenpassende Verriegelungszähne und einen beweglichen Stift, der gestattet, die Zähne miteinander u verriegeln oder von einander zu lösen.
Die Befestigungselemente, die in den Patenten von Cosenza und Duran beschrieben sind, stellen zwar Verbesserungen gegenüber den davor vorhandenen Befestigungselementen dar, keines von ihnen ist jedoch in der Lage, einen Bolzen herauszuhalten oder einer Bedienungsperson sichtbar anzuzeigen, daß das Befestigungselement mit der mit ihm zusammenpassenden Hülse richtig in Eingriff ist. Eine Plattenbefestigungselementheraushalteeigenschaft ist erwünscht, da das Befestigungselement in einer herausgezogenen Position gehalten wird, wenn das Befestigungselement aus seinem Mutterteil an einem Flugzeug gelöst ist, wodurch eine Beschädigung des Befestigungselements verhindert wird, wenn die Platte entfernt und auf einer ebenen, harten Oberfläche bewegt wird, oder eine Behinderung der Positionierung der Platte in Vorbereitung auf das Befestigen der Platte in ihrer richtigen Lage. Das Fehlen einer sichtbaren Anzeige, daß das Befestigungselement mit seinem formschlüssigen Verriegelungsmechanismus in Eingriff ist, kann zu Sicherheitsproblemen führen, da eine Bedienungsperson während des Einführens des Befestigungselementes abgelenkt werden könnte, das Betätigungswerkzeug entfernen könnte und anschließend nicht in der Lage wäre, festzustellen, welches der Befestigungselemente in seiner Lage verriegelt worden ist. Das ist ein besonders ernstes Problem, wenn eine große Anzahl von Befestigungselementen in einer Platte installiert ist. Darüber hinaus ist das Betätigungsteil, das bei den vorgenannten Patenten von Cosenza und Duran benutzt wird, immer in derselben Position und kann daher nicht anzeigen, ob der Bolzen vollständig in Eingriff gebracht wurde, teilweise gelöst wurde oder aus seiner mit ihm zusammenpassenden Hülse gänzlich entfernt wurde. lnsbesondere, die Position des Befestigungsteils war bündig oder nahezu bündig mit dem Kopf des Bolzens, was der Bedienungsperson keine Anzeige lieferte, ob der Bolzen richtig in Eingriff gebracht worden war.
Was daher erwünscht ist, ist die Schaffung eines selbstverriegelnden Plattenbefestigungselements, das vorzugsweise eine Heraushalteeigenschaft hat und außerdem einer Bedienungsperson eine sichtbare Anzeige liefert, ob das Befestigungselement mit der mit ihm zuammenpassenden Hülse richtig in Eingriff ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein selbstverriegelndes Plattenbefestigungselement, das eine formschlüssige Verriegelung, einen Bolzenheraushaltemechanismus und einen Anzeigestift hat, der einer Bedienungsperson sichtbar anzeigt ob das Befestigungselement mit einer mit ihm zusammenpassenden Hülse richtig in Eingriff ist.
Es wird ein Befestigungselement beschrieben, das eine Hülse aufweist, die mit einer der beiden Platten verbunden ist, welche aneinander befestigt werden, wobei die Hülse einen mit Innengewinde versehenen Mutterteil und einen mit Außengewinde versehenen Bolzen aufweist, der einen KoPfteil hat, welcher durch die Öffnungen der Platten ausfahrbar ist, wobei der Bolzen relativ zu dem Hülsenmutterteil drehbar ist, um den Gewindeteil in dem Mutterteil zu drehen und den Bolzen an dem Mutterteil zu befestigen, wobei der Bolzen einen geformten Endteil und eine darin geformte Bohrung aufweist; ein erstes Verriegelungsteil innerhalb der Hülse, das eine geformte Öffnung hat und so bemessen ist, daß es den geformten Endteil des Bolzens aufnimmt, um das erste Verriegelungsteil und den Bolzen antriebsmäßig zu verbinden; ein zweites Verriegelungsteil, das innerhalb der Hülse montiert ist, zu insgesamt axialer Bewegung relativ zu dem Mutterteil; ein Federteil, welches das zweite Verriegelungsteil in Eingriff mit dem ersten Verriegelungsteil drängt, um eine Verriegelungsverbindung zwischen dem Bolzen und dem zweiten Verriegelungsteil herzustellen und dem zweiten Verriegelungsteil zu gestatten, den Bolzen gegen die gegenläufige Drehung formschlüssig zu verriegeln; und eine Einrichtung zum Antreiben des zweiten Verriegelungsteils insgesamt axial relativ zu dem ersten Verriegelungsteil gegen die Kraft der Feder, um die Verriegelungsverbindung zu lösen und die gegenläufige Drehung des Bolzens relativ zu dem Mutterteil zu gestatten und das Herausschrauben des Bolzens aus dem Mutterteil zu erlauben, wobei die Antriebseinrichtung eine erste Position innerhalb der Bohrung hat, wenn der Bolzen mit der Hülse in Eingriff ist, und eine zweite Position, wenn der Bolzen aus der Hülse gelöst ist.
Die Erfindung wird durch Anspruch 1 definiert.
Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Befestigungselement, welches eine Anzahl von erwünschten Merkmalen in einer einzelnen Vorrichtung auf kostengünstige Weise aufweist. Das Befestigungselement hat insbesondere eine formschlüssige Verriegelung und vorzugsweise einen Bolzenhaltemechanismus, der dazu dient, sowohl den Bolzen in seiner Position zu halten, wenn er aus der unteren Platte gelöst ist, als auch einen Anzeigestift abzustützen, der innerhalb des Bolzens angeordnet ist. Der Anzeigestift liefert einer Bedienungsperson eine sichtbare Anzeige darüber, ob das Befestigungselement in der verriegelten oder entriegelten Position ist, wodurch die Prozedur der Überprüfung, daß das richtige Installieren erreicht worden ist, vereinfacht wird, ohne übermäßige Schulung der Bedienungsperson zu verlangen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie von anderen Zielen und Merkmalen derselben wird auf die folgende Beschreibung Bezug genommen, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu lesen ist, in welcher:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch ein Befestigungselement ist, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Verriegelungseinrichtung desselben in der verriegelten Position ist;
Fig. 2 eine Querschnittansicht nach der Linie II-II in Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Querschnittansicht nach der Linie III-III in Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine Längsschnittansicht durch ein Befestigungselement ist, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei der Bolzen des Befestigungselements dabei ist, gelöst zu werden;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht durch ein Befestigungselement ist, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Verriegelungseinrichtung desselben in der entriegelten Position ist und wobei das Befestigungselement in der teilweise gelösten Position gezeigt ist;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Bolzens des Befestigungselements ist, der in der Heraushalteposition gezeigt ist;
Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 6 gezeigten Bolzen des Befestigungselements ist;
Fig. 8 eine Unteransicht des in Fig. 6 gezeigten Bolzens des Befestigungselements ist;
Fig. 9 eine Querschnittansich nach der Linie 9-9 in Fig. 7 ist;
Fig. 10 eine Seitenansicht des Anzeigestifts ist, der bei der vorliegenden Erfindung benutzt wird; und
Fig. 11 eine Unteransicht des in Fig. 10 gezeigten Anzeigestifts ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 derselben, auf die Bezug genommen wird, bezeichnet die Bezugszahl 10 ein Befestigungselement, das gemäß den Lehren dieser Erfindung aufgebaut ist. Das Befestigungselement 10 ist in einer typischen Umgebung gezeigt, in welcher es benutzt wird, um eine obere oder äußere Platte 12 mit einer inneren oder unteren Platte 14 zu verbinden. Die obere Platte 12 ist von der unteren Platte 14 entfernbar. Es ist selbstverständlich klar, daß die Adjektive "obere" und "untere" nur mit Bezug auf die verschiedenen Figuren der Zeichnung benutzt werden und daß das Befestigungselement 10 jede gewünschte Orientierung annehmen kann.
Allgemein, das Befestigungselement 10 hat eine Hülsenvorrichtung 16, die durch einen Käfig 18 an der unteren Platte 14 geeignet befestigt ist. Das Befestigungselement 10 hat außerdem einen Bolzen 20, der sich durch ausgerichtete Öffnungen in den Platten 12 und 14 erstreckt und durch Gewindeeingriff an der Hülsenvorrichtung 16 befestigt ist, um die Platten zusammenzuhalten.
Die Hülsenvorrichtung 16 hat eine Hülse 22 mit einem mit Innengewinde versehenen axialen Mutterteil 24 an ihrem oberen Ende. Ein Paar Nasen 26, die an der Hülse 22 angeformt sind, stehen von dem oberen Ende derselben aus radial vor und sind in Öffnungen 28 des Käfigs 18 aufgenommen. Die Öffnungen 28 sind in sich nach unten erstreckenden Flanschen 30 des Käfigs 18 gebildet. Der Käfig 18 ist an der unteren Seite der unteren Platte 14 durch geeignete Befestigungselemente (nicht dargestellt) befestigt.
Die Hülse 22 hat einen axialen zylindrischen Hohlraum 32 unterhalb des Mutterteils 24. Das untere Ende des Hohlraums 32 ist durch eine Platte 36 teilweise verschlossen, die in einer Um-£angsnut 38 gehalten ist.
Ein Paar Verriegelungsteile in Form eines oberen Zahngesperres 40 und eines unteren Zahngesperres 42 ist in dem Hohlraum 32 vorgesehen. Die Zahngesperre 40 und 42 passen indentisch miteinander zusammen.
Die Fig. 1, 4 und 5 zeigen, daß jedes Zahngesperre eine Vielzahl von Zähnen hat. Da die vorliegende Erfindung nicht auf die Konfiguration der Zähne gerichtet ist, werden spezielle Einzelheiten derselben hier nicht beschrieben. Die Zahnkonfiguration, die in dem Patent Nr. 3 404 716 beschrieben ist, kann jedoch benutzt werden, und die Lehren dieses Patents, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sind, werden durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
In jedem Fall werden, wenn die Zahngesperre 40 und 42 in Eingriff sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die sich axial erstreckenden Stirnseiten in Eingriff sein, um eine relative gegenläufige Drehung zwischen den beiden Zahngesperren zu verhindern.
Das Zahngesperre 40 hat eine sich axial erstreckende Öffnung 50, welche sich durch es hindurch erstreckt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wobei die Öffnung 50 eine sechseckige Form hat, wie es in Fig. 2 gezeigt ist (wobei aber andere Formen benutzt werden können) . Die Zähne der Zahngesperre 40 und 42 sind in Eingriff bringbar, und beide Zahngesperre haben äußere Durchmesser, die etwas kleiner sind als der Durchmesser des Hohlraums 32. Das obere Zahngesperre 40 ist frei, sich innerhalb des Hohlraums 32 zu bewegen, mit Ausnahme der Steuerung durch das federvorgespannte untere Zahngesperre 42 und den Bolzen 20. Insbesondere, das untere Zahngesperre 42 wird durch eine Schraubenfeder 52 vorgespannt, die zwischen der unteren Oberfläche des Zahngesperres 42 und der oberen Oberfläche der Platte 36 angeordnet ist. Zwei Nasen 53, die an dem Zahngesperre 42 gebildet sind, sind in Keilnuten 55 angeordnet, welche in dem axialen Hohlraum 32 gebildet sind, was der Zahngesperreplatte 42 gestattet, sich in dem Hohlraum axial zu bewegen, wobei eine Drehbewegung verhindert wird.
Der Bolzen 20 hat einen Kopf- und Schaftteil 60 und einen mit Außengewinde versehenen Teil 62, der in dem Mutterteil 24 aufnehmbar ist, um den Bolzen und die Hülsenvorrichtung 16 durch Gewindeeingriff miteinander zu verbinden. Das vordere Ende des Bolzens 20 hat eine sechseckige (oder anders geformte) Mutter 63, die auf ihm ausgebildet und dafür vorgesehen ist, in die Zahngesperreplattenöffnung 50 zu passen. Der Bolzen 20 kann an der oberen Platte 12 befestigt werden, um den Verlust desselben zu vermeiden, wenn der Bolzen 20 und die untere Platte von der unteren Platte 14 entfernt werden. Bs können zwar verschiedene Einrichtungen benutzt werden, um diese Funktion zu erfüllen, in der dargestellten Ausführungsform ist jedoch der Bolzen 20 mit drei sich axial erstreckenden Nuten (nicht gezeigt) versehen, und ein Haltering 64, der drei Vorsprünge 65 hat, ist auf dem Bolzen 20 montiert, wobei die Vorsprünge in den Nuten axial bewegbar sind (wie in Fig. 8 gezeigt) . Die Nuten endigen in einer Endoberfläche, welche verhindert, daß der Haltering 64 von dem Bolzen 20 herabfällt. Das obere Ende des Kopfteils 60 des Bolzens 20 ist mit einer ringförmigen Umfangsvergrößerung 66 versehen. Demgemäß selbst wenn der Bolzen 20 und die Platte 12 von der Platte 14 entfernt sind, ist der Bolzen 20 an der Platte 12 durch die Umfangsvergrößerung und durch den Haltering 64 befestigt.
Der Bolzen 20 hat einen axialen Durchlaß oder eine Bohrung 68, die sich durch ihn hindurch erstreckt. Das obere Ende 70 der Bohrung 68 endigt in der Nähe einer vergrößerten Antriebsausnehmung 72. Ein zylindrisches Stiftbetätigungsteil 74 ist in dem Durchlaß 68 zur Axialbewegung darin montiert. Das Betätigungsteil 74 hat die Form einer zylindrischen Achse, die einen Längsschlitz 76 aufweist, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Eine Schraubenfeder 78 ist um Fortsätze 82 und 84 des Stifts 74 angeordnet, wie gezeigt, wobei eine obere ringförmige Schulter 86 der Bohrung 68 den Stift 74 in die in Fig. 1 gezeigte Position vorspannt, wenn das Befestigungselement verriegelt ist. Die obere Oberfläche 87 des Fortsatzes 84 läßt normalerweise die Antriebsausnehmung frei und endigt in der verriegelten Position des Befestigungselements an der oberen Oberfläche des Bolzenkopfteils 60, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.
Wenn die beiden Zahngesperre 40 und 42 benutzt werden, ist es erwünscht, das obere Zahngesperre 40 zu veranlassen, sich mit dem Bolzen 20 zu drehen; es wird jedoch bevorzugt das Zahngesperre 40 nicht zu einem integralen Bestandteil des Bolzens 20 zu machen. Demgemäß ist, wie oben angegeben, der Bolzen 20 mit einer sechseckig geformten Mutterkonfiguration versehen, die insgesamt der sechseckig geformten Konfiguration der Öffnung 50 in dem oberen Zahgesperre 40 entspricht. Die Mutter und die Öffnung 50 können, wie oben angegeben, andere Formen haben.
Wenn die Elemente des Befestigungselements 10 auf in Fig. 1 gezeigte Weise angeordnet sind, ist der Bolzen 20 gegen eine Drehbewegung verriegelt, die dazu tendieren würde, den Bolzen aus dem Mutterteil 24 herauszuschrauben. Insbesondere, die sechseckige Konfiguration 63 ist in der Öffnung 50 des Zahgesperres 40 aufgenommen. Daher kann sich der Bolzen 20 nicht relativ zu dem oberen Zahngesperre 40 drehen, wenn dieses mit dem unteren Zahngesperre 42 in Eingriff ist. Die Zähne der Zahngesperre 40 und 42 sind in einer formschlüssigen Anordnung in Eingriff, die ein Lockern verhindert. Diese Beziehung wird durch die Schraubenfeder 52 aufrechterhalten. Daher ist keine relative gegenläufige Drehbewegung zwischen dem Bolzen 20 und dem Mutterteil 24 möglich, die bestrebt wäre, den Bolzen herauszuschrauben. Das heißt, die axialen oder nahezu axialen Stirnflächen von einer Seite der Zahngesperrezähne verhindern, daß irgendwelche gegenläufigen Drehkräfte auf den Bolzen 20 ausgeübt werden.
Das Zahngesperre 42 wird, wie oben angegeben, gegen eine Drehung durch die Nasen 53 festgehalten, die in die Keilnuten 55 einfassen, welche in dem zylindrischen Hohlraum 32 gebildet sind. Somit ist der Bolzen 20 innerhalb des Mutterteils 24 formschlüssig verriegelt.
Wenn nun angenommen wird, daß der Benutzer wünscht, den Bolzen 20 aus dem Mutterteil 24 herauszuschrauben, wird ein Werkzeug 100 (Fig.4) in die Antriebsausnehmung 72 eingeführt und mit den Schlitzen derselben in Eingriff gebracht. Das untere Ende des Werkzeuges 100 erfaßt das obere Ende des Betätigungsteils 74, um letzteres axial in die in Fig. 4 gezeigte Position niederzudrücken. Das hat zur Folge, daß das untere Ende 88 des Betätigungsteils 74 einen erhöhten Teil 90 des Zahngesperres 42 erfaßt und es axial nach unten weg von dem Mutterteil 24 entgegen der Vorspannkraft der Feder 52 in die in Fig. 4 gezeigte Position drängt. Wenn das Befestigungselement 10 in der in Fig. 4 gezeigten Position ist, wird das obere Zahngesperre 40 nicht von der sechseckigen Konfiguration 63 des Bolzens 20 herunterfallen, denn eine Spreizfeder 92 hält die Zahngesperreplatten auseinander, um den Bolzen für eine Drehung oder gegenläufige Drehung relativ zu dem Mutterteil 24 freizumachen.
Wenn die Zahngesperre 40 und 42 in Eingriff sind, gestatten die geneigten Stirnseiten der Zähne eine Drehbewegung des Bolzens 20 nur in der Verriegelungsrichtung oder im Uhrzeigersinn. Da jedoch das Werkzeug 100 in der Lage ist, die Verriegelungseinrichtung für den Bolzen automatisch zu lösen, wenn es abwärts in die Antriebsausnehmung 72 eingeführt wird, wird die formschlüssige Antidrehverriegelung, die durch die Zahngesperre 40 und 42 gebildet wird, während des Anziehens und Lösens des Befestigungselements 10 mit dem Werkzeug 100 automatisch unwirksam gemacht. Das Betätigungsteil 74 zum Entriegeln oder Trennen der Verriegelungseinrichtung könnte zwar in verschiedenen Positionen angeordnet sein, es wird jedoch bevorzugt es in dem Bolzen 20 anzuordnen, um es leicht zugänglich zu machen und um für eine automatische Betätigung desselben bei Verwendung eines Werkzeuges zum Drehen des Bolzens 20 zu sorgen.
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist eine Heraushaltefeder 102 in dem Schlitz 76 des Betätigungsteils oder Anzeigestifts 74 untergebracht, wobei der Anzeigestift 74 seinerseit s in der mittigen Antriebsausnehmung oder Öffnung 68 des Bolzens angeordnet ist. Die Feder 102, bei der es sich um ein insgesamt U-förmiges Drahtfederteil handelt, erfüllt zwei Funktionen, wobei die erste darin besteht, den Anzeigestift 74 in der Bohrung 68 unverlierbar zu befestigen (oder festzuhalten), wie es in den Figuren gezeigt ist. Erreicht wird das durch Anordnen eines Hakenendes 104 der Feder 102 in einem Längsschlitz 106, der in dem Bolzen 20 gebildet ist. Die Feder 102 dient auch als ein Bolzenheraushaltemechanismus, durch den der Bolzen 20 mit Abstand von der oberen Oberfläche der Platte 12 gehalten wird, wenn der Bolzen 20 aus der Hülse 22 und der unteren Platte 14 gelöst ist, wie es in Figur 6 gezeigt ist. In dieser Situation berührt die tragende Oberfläche 104 der Feder 102 die Seitenwand oder die Senkung der Öffnung in der Platte 12 und hält das Befestigungselement gegen eine Abwärtsbewegung fest, wie dargestellt. Die Verwendung eines Drahtfederheraushalters zum Halten eines Befestigungselements in einer herausgezogenen Position auf einer Platte ist in dem US-Patent Nr. 4 119 131 beschrieben, wobei die Lehren desselben, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sind, durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Der Anzeigestift 74 wird automatisch bis zum Grund der Antriebsöffnung 72 durch die Feder 78 gedrückt, wenn der Bolzen 20 in dem freien oder gelösten Zustand ist, wie er in den Fig. 5 und 9 gezeigt ist. Wenn der Bolzen 20 mit der Hülse zusammengebracht wird, drückt der Treiber oder das Anziehwerkzeug 100 den Stift 74 in die untere Position, bis der Bolzen 20 in seiner Lage fest angezogen ist. Wenn das Werkzeug 100 entfernt wird, wird der Stift 74 fast bündig mit der oberen Oberfläche der Platte 12 nach oben gedrückt, und zwar durch den Druck, der durch die Feder 52 (die den entgegengesetzten niedrigeren Druck der Feder 78 überwindet) auf die untere Oberfläche der Zahngesperreplatte 42 ausgeübt wird. Daher gibt es an diesem Punkt eine sichtbare, durch eine Bedienungsperson leicht wahrnehmbare Anzeige, daß das Befestigungselement verriegelt ist, weil die Zahngesperreplatte 42 in ihre richtige Position zurückgekehrt ist, in der sie mit der oberen Zahngesperreplatte 40 in Kontakt ist (die vertikale Position der Zahngesperreplatte 40 wird durch eine ringförmige Schulter 108 begrenzt, die an dem Eolzen 20 ausgebildet ist). Um den Bolzen 20 wieder zu lösen, wird das Werkzeug 100 in die Antriebsausnehmung 2 eingesetzt, und der Stift 74 wird bis zum Grund der Ausnehmung niedergedrückt, wobei das untere Ende des Stifts die Einwegverriegelungszahngesperreplatte 42 von der oberen Verriegelungszahngesperreplatte 40 löst und das Lösen beginnt. Nach einer Anzahl von im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden Drehungen (zum Lösen der Verbindung) kann die Bedienungsperson (oder eine andere Bedienungsperson), sollte sie abgelenkt werden und das Werkzeug 100 entfernen, sofort feststellen, ob der Bolzen noch in seinem formschlüssigen Verriegelungsmechanismus angezogen oder gelöst ist, indem sie einfach die Position des Anzeigestifts 74 beobachtet. Insbesondere, selbst wenn das Befestigungselement teilweise gelöst ist, wird die Bedienungsperson in der Lage sein festzustellen, daß das Befestigungselement 10 verriegelt und in seiner vibrationsbeständigen Betriebsart ist, da das obere Ende des Stifts 87 mit dem Kopf 66 des Bolzens 20 bündig ist. Wenn das obere Ende 87 des Anzeigestifts 74 unterhalb der Oberfläche des Kopfes 66 ist, ist für die Bedienungsperson klar, daß sich der Bolzen 20 selbst von dem oberen Zahngesperre 40 gelöst hat und gelockert ist.
Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Befestigungselement, welches eine Anzahl von erwünschten Merkmalen in einer einzelnen Vorrichtung vereinigt. Insbesondere, das Befestigungselement nach der vorliegenden Erfindung hat eine formschlüssige Verriegelung und einen besonderen Bolzenheraushaltemechanismus zur Verwendung, wenn das Befestigungselement von der unteren Platte gelöst ist. Darüber hinaus ist ein Sichtanzeigestift vorgesehen, um einer Bedienungsperson zu ermöglichen, leicht zu erkennen, ob das Befestigungselement in der verriegelten oder entriegelten Position ist. Der Bolzenheraushaltemechanismus dient außerdem dazu, den Anzeigestift innerhalb des Bolzens abzustützen, wodurch die Anzahl der bei der Befestigungselementbaugruppe erforderlichen Einzelteile reduviert wird.

Claims

1. Bei einem Befestigungselement zum Aneinanderbefestigen von zwei Platten, wobei jede Platte eine Duchgangsöffnung hat, die Kombination aus:

einer Hülse, die mit einer der Platten verbunden ist und einen mit Innengewinde versehenen Mutterteil hat;

einem Bolzen, der durch die Öffnungen der Platten hindurchführbar ist und einen mit Außengewinde versehenen Teil und einen Kopfteil hat, wobei der Bolzen relativ zu dem Mutterteil drehbar ist, um den Gewindeteil in den Mutterteil einzudrehen und den Bolzen an dem Mutterteil zu befestigen, wobei der Bolzen aus der Mutter gelöst wird, wenn eine relative gegenläufige Drehung zwischen dem Bolzen und der Mutter erfolgt, und wobei der Bolzen einen geformten Endteil und eine darin gebildete Bohrung hat;

einem ersten Verriegelungsteil innerhalb der Hülse, wobei das erste Verriegelungsteil in sich eine geformte Öffnung hat, die dafür bemessen ist, den geformten Endteil des Bolzens aufzunehmen, um das erste Verriegelungsteil und den Bolzen antriebsmäßig zu verbinden, wobei der Bolzen von dem ersten Verriegelungsteil trennbar ist;

einem zweiten Verriegelungsteil, das innerhalb der Hülse zur insgesamt axialen Bewegung relativ zu dem Mutterteil montiert ist;

einer Einrichtung zum Verriegeln des zweiten Verriegelungsteils gegen gegenläufige Drehung, wobei das zweite Verriegelungsteil mit dem ersten Verriegelungsteil in Eingriff bringbar ist, um eine Verriegelungsverbindung zwischen dem Bolzen und dem zweiten Verriegelungsteil zu schaffen und dem zweiten Verriegelungsteil zu gestatten, den Bolzen gegen die gegenläufige Drehung formschlüssig zu verriegeln;

einer Vorspanneinrichtung in der Hülse zum Drängen des zweiten Verriegelungsteils in Verriegelungseingriff mit dem ersten Verriegelungsteil; und

einer Einrichtung zum Antreiben des zweiten Verriegelungsteils insgesamt axial relativ zu dem ersten Verriegelungsteil gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung, um die Verriegelungsverbindung zu lösen und die gegenläufige Drehung des Bolzens relativ zu dem Mutterteil zu gestatten und das Herausschrauben des Gewindeteils des Bolzens aus dem Mutterteil zu erlauben, wobei die Antriebseinrichtung eine erste Position innerhalb der Bohrung hat, wenn der Bolzen mit der Hülse in Verriegelungseingriff ist, und eine zweite Position, wenn der Bolzen von der Hülse gelöst ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die erste Position des Bolzens einem Beobachter eine sichtbare Anzeige liefert, daß der Bolzen an der Hülse befestigt ist.

3. Befestigungselement nach Anspruch 2, wobei die Antriebseinrichtung in der Bohrung, die in dem Bolzen gebildet ist, angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung einen ersten Endteil hat, der an dem Bolzenkopf positioniert ist, und einen zweiten Endteil, der zu dem ersten Endteil entgegengesetzt und der Vorspanneinrichtung zugewandt ist.

4. Befestigungselement nach Anspruch 3, wobei der erste Endteil der Antriebseinrichtung mit der oberen Oberfläche des Bolzenkopfes im wesentlichen koplanar ist, wenn der Bolzen mit der Hülse voll in Eingriff ist.

5. Befestiqungselement nach Anspruch 1, wobei der Bolzen ein zylindrisch geformtes Teil mit einer zentralen Bohrung und mit einem Längsschlitz, der mit der Bohrung in Verbindung steht, aufweist.

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, wobei ein U-förmiges Drahtfederteil, das zwei Schenkel hat, von denen sich ein Schenkel nach außen und dann einwärts erstreckt und eine gekrümmte, vorstehende tragende Oberfläche bildet, in der zentralen Bohrung untergebracht ist, wobei sich die tragende Oberfläche durch den Schlitz und über den Umfang des Bolzenkörpers hinaus erstreckt.

7. Befestigungselement nach Anspruch 6, wobei die tragende Oberfläche des Federteils nach außen vorgespannt ist, aber einwärts durch den Schlitz auslenkbar ist.

8. Befestigungselement nach Anspruch 7, wobei der Bolzen innerhalb der Öffnungen in den Platten verschiebbar ist und eine herausgezogene Postion hat, wenn er bis in eine vorbestimmte Position nach außen gezogen ist, wobei die tragende Oberfläche des Federteils so angeordnet ist, daß sie mit der Wand der Plattenöffnung in Kontakt kommt, wenn das Befestigungselement in seiner herausgezogenen Position ist, und wobei der Bolzen durch den Kontakt der tragenden Oberfläche mit der Öffnungswand außen gehalten wird.

9. Befestigungelement nach Anspruch 8, wobei der entgegengesetzte Schenkel des Federteils an der entgegengesetzten Bohrungswand des Bolzens trägt, wobei der vorstehende Schenkel des Federteils mit der Wandoberfläche einer in dem Bolzen gebildeten Öffnung in Kontakt ist und wobei das Federteil die Antriebseinrichtung innerhalb der Bohrung abstützt.