DE6921404U - Selbstsicherndes befestigungselement - Google Patents

Description

Selbstsicherndes Befestigungselement

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstsicherndes
Befestigungselement, in dessen dem Werkstück zugewandter
Auflagefläche radial verlaufende Sägezähne ausgebildet sind,
an deren äußere Enden sich in der Ebene der Zahnkanten durchgehend eine glatte, ringförmige Stützfläche anschließt.

Bei einer bekannten Schraubenmutter dieser Art ist die
Auflagefläche senkrecht zur gedachten Mittelachse der Mutter
angeordnet. Die Zahnkanten und die sich an deren äußeres Ende anschließende, ringförmige Stützfläche liegen dadurch gleichfalls in einer senkrecht zur Längsachse der Mutter verlaufenden Ebene. Auf diese Weise ist eine Sicherung der Mutter durch Eingriff der Zähne in die Oberfläche des zu verschraubenden Werkstückes nicht möglich. Die Stützfläche würde ein solches Eindringen verhindern oder zumindest auf ein nicht ausreichendes Maß begrenzen. Deswegen ist bei der bekannten Schraubenmutter vorgesehen, daß zwischen Mutter und Werkstück ein Einlagering

eingefügt wird, aus dem eine federnde Zunge hochget>ogen ist. Diese kommt in Eingriff mit den Zähnen der Mutter und bildet mit diesen eine Art Rastklinkensperre. Dieses zusätzliche Teil macht die Verschraubung teuer. Die Rastklinkensperre wirkt auch nicht ganz sicher, da der aufseiner dem Werkstück zugekehrten Seite vollkommen glatte Einlagering sich zusammen mit der Mutter relativ zum Werkstück im Öffnungssinn drehen kann.

Ferner sind selbstsichernde Befestigungselemente bekannt, die an ihrer Auflagefläche Zähne besitzen, welche außen von einer glatten, jedoch _von ihnen durch eine Stufe abgesetzten Stützfläche umgeben sind. Dadurch dringen die Zähne bereits sehr weit in die Oberfläche des zu verschraubenden Werkstückes ein, bevor die Stützfläche an der Werkstückoberfläche zur Anlage kommt. Dies führt zu einer starken Zerstörung der V7erkstückoberfläche und damit zu unzulässig.hohen Kerbspannungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstsicherdes Befestigungselement zu schaffen, das bei zuverlässiger Sicherung keine unzulässige Kerbwirkung in der Oberfläche des zu verschraubenden Werkstückes hervorruft. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der äußere Rand der ringförmigen Stützfläche in axialer Richtung einen geringeren Abstand von der der Auflagefläche abgewandten Stirnfläche des Befestigungselementes aufweist als der innere, sich an die äußeren Zahnenden anschließende Rand der Stützfläche.

Dadurch, daß der äußere Rand der Stützfläche gegenüber den äußeren Enden der Zähne zu der der Auflagefläche abgewandten Stirnfläche des Befestigungselementes hin versetzt ist, ist sichergestellt, daß die Zahnkanten in die Werkstückoberfläche eingedrungen sind, bevor die Stützfläche zur Anlage an die

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Werkstückoberfläche kommt. Da sich die Stützfläche in der Ebene der Zahnkanten an diese anschließt, entsteht an der Übergangsstelle von den Zahnkanten zur Stützfläche keine Stufe. Auf diese Weise ist die Stützfläche in der Lage, die Eindringtiefe der Zähne in das Werkstückmaterial zu kontrollieren. Die Zähne dringen tief genug in den jeweiligen Werkstoff ein, um eine zuverlässige Sicherung gegen Zurückdrehen zu gewährleisten. Zugleich begrenzt die Stützfläche die Eindringtiefe auf ein solches Maß und die Oberflächenverletzung auf eine solche Form, daß keine unzulässig hohe Kerbspannungen auftreten.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung hervor. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen selbstsichernden Schraube,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, im vergrößerten Maßstab, eines Abschnittes der Auflagefläche der in Fig. 1 dargestellten selbstsichernden Schraube,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt der in Fig. 1 und 2 dargestellten Schraube,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt einer zweiten Ausführungsform einer Schraube nach der Erfindung,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt einer erfindungsgemäßen Schraube nach einer dritten Ausführungsform,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt einer erfindungsgemäßen Mitter nach einer ersten Ausführungsform,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt einer erfindungsgemäßen Mutter nach einer zweiten Ausführungsform, und

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt einer erfindungsgemäßen Mutter nach einer dritten Ausführungsfo.rm.

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. Die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte erfindungsgemäße selbstsichernde Schraube weist einen Gewindeteil 10 und einen Schraubenkopf 12 an einem Ende des Gewindeteils 10 auf. Der I Schraubenkopf 12 hat einen Schraubenschlüsselansatz 14 und einen AuflageflanscÜ 16.

Die Auflagefläche des Flansches 16 weist eine kreisringförmige Stützfläche 18 und eine Anzahl radial angeordneter Sägezähne 20 auf, die innerhalb der Stützfläche 18 vorgesehen sind. Bei der in Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsform weisen die Zähne je eine Wand 21 auf, die sich zwischen der Zahnkante 22 eines gegebenen Zahnes und dem Zahnfuß 24- eines angrenzenden Zahnes erstreckt. Eine schräge Oberfläche 26 erstreckt sich zwischen der Zahnkante 22 eines Zahnes und dem Zahnfuß 28 dieses Zahnes. Die Zahnfüße und -kanten sind durch gerade Linien gebildet, die von einem Punkt 30 an der Längsachse 32 der Schraube ausgehen. Infolgedessen vergrößert sich die Breite jedes Zahnes mit der "Vergrößerung des Abstandes von der Achse der Schraube. Auch die Höhe der Wände 21 jedes Zahns vergrößert sich mit der Vergrößerung des Abstandes von der Schraubenachse.

Man sieht, daß die kreisringförmige Stützfläche 18 in Form einer durchgehenden Fläche ausgebildet ist, die sich stufenlos in der Ebene der Zahnkanten 22 an diese anschließt. Wie am besten in Fig. 3 veranschaulicht, liegen die Zahnkanten 22 also in einer imaginären Oberfläche, die eine stufenlose radial nach innen verlaufende Verlängerung der Stützfläche 18 ist. Bei der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform stellt die Stützfläche 18 eine geradlinige Verlängerung der Zahnkanten 22 dar. Die Auf- — lagefläche des Flansches 16 ist im allgemeinen konisch. Da die Auflagefläche des Flansches 16 auf diese Weise zur Längsachse der Schraube geneigt ist, kommt die ringförmige Stützfläche 18

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mit dem Werkstück 29 nur dann in Anlage, wenn die Zähne mit dem Werkstück bereits in Eingriff gekommen sind.

Wir die Schraube in ein Werkstück in der Sichtung des Pfeiles 36 nach Fig. 2 eingedreht und kommt die Auflagefläche auf der Unterseite des !Flansches 16 der Schraube mit dem Werkstück zur Anlage, so findet ein Kaltfließen des Werkstückmaterials statt, sobald die schräge Oberfläche der Zähne mit dem Werkstück in Eingriff kommt. Das fließende Material baut sich hinter jeder Wand 21 jedes-Zahnes auf, wodurch ein Widerstand gegen eine Drehung der Schraube in die entgegengesetzte Richtung geschaffen wird. Das Ausmaß des Eindringens der Zähne 20 in das Werkstück wird durch die kreisringförmige Stützflä- ν ehe 18 exakt begrenzt. Nachdem der Ring 18 mit dem Werkstück in Eingriff gekommen ist, verhindert die glatte Stützfläche 18 ein weiteres Eindringen der Zähne. Die Beschaffenheit des Werkstückmaterials selbst bestimmt, ob und wie weit der kreisringförmige Ringabschnitt der Auflagefläche in das Werkstück eindringt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat der äußere Rand 18a der Stützfläche 18 von der der Auflagefläche des Flansches 16 abgewandten Stirnfläche 14a der Schraube einen Abstand a, der kleiner ist als der Abstand b zwischen der Stirnfläche 14a und dem inneren Rand 18b der Stützfläche. Dadurch wird das Eindringen der Zähne 20 in die Werkstückoberfläche allmählich abgebremst und auf das wünschenswerte Maß begrenzt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 beruht dies auf der Konizität der Auflagefläche des Flansches 16 und auf der Tatsache, daß die Zahnkanten 22 und die Stützfläche 18 in der gleichen konischen Ebene liegen.

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Fig· 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfin« dungsgemäß ausgebildeten Schraube. Diese Auoführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen dadurch« daß die Zahnkanten 42 senkrecht zur Längsachse der Schraube verlaufen. Um trotzdem einen kleineren Abstsad zwischen dem äußeren Rand 38a der Stützfläche 38 und der Stirnfläche 14a gegenüber dem Abstand des inneren Randes 38b von der Stirnfläche 14a zugewährleisten, ist die Stützfläche 38 im Querschnitt eine konvexe Kurve. Der Übergang von der Stützfläche 38 zu den Zahnkanten 42 ist stufenlos, um keine unerwünschten Spannungskonzentrationen zu verursachen.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildetn Schraube. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 3 dadurch, daß die Zahnfüße 48 gekrümmt und nicht geradlinig sind.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen erfindungsgemäß ausgebildete selbstsichernde Muttern mit Auflageflächen, die den in Fig. 3> 4 und 5 dargestellten Flanschauflageflächen ähnlich sind. Da die Muttern in Fig. 6, 7 und 8 eine Funktion ausüben, die jener Schrauben in Fig. 3» 4 und 5 ähnlich ist, werden die Muttern nicht näher beschrieben. Es genügt darauf hinzuweisen, daß in Fig. 6 die Kante 52 jedes Zahns eine gerade Linie darstellt, die in der Ebene der kreisringförmigen Stützfläche 58 liegt, wobei beide zur Längsachse der Mutter geneigt sind. In Fig. 7 ist die Kante 62 jedes Zahnes senkrecht zur Längsachse der Mutter angeordnet und die ringförmige Stützfläche 68 ist eine konkave Kurve. Der Fuß 78 jedes Zahnes in Fig. 8 ist im Gegensatz zu den geradlinigen Zahnfüßen in Fig. 6 und 7 gekrümmt.

Claims (4)

Il ti II·· ·· I · · · · · Patentansprüche

1. Selbstsicherndes Befestigungselement, in dessen dem Werkstück zugewandter Auflagefläche radial verlaufende Sägezähne ausgebildet sind, an deren äußere Enden sich in der Ebene der Zahnkanten durchgehend eine glatte, ringförmige Stützfläche anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand (18a) der ringförmigen Stützfläche (18, 38, 58, 68) in axialer Richtung einen geringeren Abstand von der der Auflagefläche abgewandten Stirnfläche (14a) des Befestigungselerne ntes aufweist als der innere, sich an die äußeren Zahnenden anschließende Rand (18b) der Stützfläche.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkanten (22) in an sich bekannter Weise zur Längsachse (32) des Befestigungselementes unter einem spitzen Winkel geneigt sind.

3. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (18) eben und unter dem gleich Winkel zur Längsachse (32) des Befestigungselementes geneigt ist wie die Zahnkanten.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkanten (42) in an sich bekannter Weise senkrecht zur Längsachse (32) des Befestigungselementes verlaufen, und daß der Auflagering (38) eine konvex gekrümmte Oberfläche aufweist.

5· Befestigungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnfüße (48) Kurvenlinien darstellen.