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ZUSAMMENFASSUNG
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungssystem einschließlich eines
Befestigungselements mit Gewinde mit einem bestimmbaren und sichtbar
anzeigbaren Klemmlastmerkmal und zusätzlich einem Anti-Lockerungs-
oder dauerhaften drehmoment-ähnlichen
Sperrmerkmal.
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Mit
Gewinde versehene Befestigungsanordnungen werden für viele
Anwendungen für
Konstruktionen in der Luft- und Raumfahrt und in der Industrie verwendet.
Solche Anordnungen umfassen Gewindebolzen und Mutterteile mit einer
passenden Gewindeform.
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Beim
Aneinanderbefestigen von Werkstücken
mit Gewindebefestigungselementen, wie z. B. einer Mutter und einem
Bolzen, ist es wünschenswert,
dass die Größe der endgültig erreichten
Klemmlast eine gewünschte
Größe aufweist,
die einfach zu verifizieren ist. Wenn die Klemmlast zu gering ist,
könnte
eine Lockerung der Verbindung auftreten. Wenn die Klemmlast überhöht ist,
könnte
dies zu einer Beschädigung
des Werkstücks
bzw. zu Beschädigung
oder überhöhter Belastung
des Befestigungselements führen.
Häufig
wird die Größe der Klemmlast
im Wesentlichen einzig durch Messen des Drehmoments bestimmt, welches
zwischen Mutter und Bolzen wirkt. Wenn das Drehmoment eine bestimmte
Größe erreicht,
wird erwartet, dass eine bestimmte Größe der Klemmlast erzielt wurde.
Leider ist dies nicht einheitlich voraussagbar, da dem einwirkenden
Drehmoment ein Widerstand entgegengebracht wird durch die inhärente Reibung
zwischen den sich in Eingriff befindenden Gewinden und anderen Oberflächen, die
relativ zu einander gedreht werden. Die Größe der Reibung kann stark variieren
in Abhängigkeit
von zahlreichen Faktoren, zu denen die Passung zwischen den ineinander
greifenden Gewinden gehört,
die Schmierung, falls vorhanden, zwischen den sich in Eingriff befindenden
Oberflächen,
Temperatur, Installationsumgebung und dergleichen.
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US 3890876 offenbart ein
zweiteiliges Befestigungssystem, welches ein nachgiebiges Element
enthält.
Das nachgiebige Element ist dafür
vorgesehen, dem Bolzenkopf zugeordnet zu werden und sich plastisch zu
verformen bei Anwendung einer vorgegebenen Kraft auf den Bolzen
und die Mutternanordnung, die den Bolzen einschließt. Das
nachgiebige Element besteht aus einem kalt gehärteten Kunstsstoffindikator,
welcher so ausgelegt ist, dass er bei einer Kraft gleich oder geringfügig unter
einer vorgegebenen Bolzenkraft nachgibt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Gewindebefestigungssystem angegeben zur Befestigung einer
Vielzahl von Werkstücken
aneinander, wobei das System umfasst:
- – einen
Bolzen und eine Mutternanordnung, wobei der Bolzen einen verlängerten
Schaft aufweist, welcher ausgebildet ist zur Anordnung in ausgerichteten Öffnungen
in Werkstücken,
die aneinander befestigt werden sollen, mit diesem Schaft, welcher
einen Gewindeabschnitt an seinem äußeren Ende aufweist,
- – wobei
die Mutternanordnung ein Mutterteil und ein Sperrbasisteil enthält,
- – wobei
die Mutternanordnung eine mit Gewinde versehene Durchgangsbohrung
aufweist, die ausgebildet ist, um mit dem Gewinde des Gewindeabschnitts
des Bolzenschafts in Eingriff zu treten,
- – wobei
das Sperrbasisteil einen äußeren Lastring
mit einer Nabe mit verringertem Durchmesser aufweist, welche sich
axial vom äußeren Ende
des Lastrings erstreckt,
- – wobei
das Sperrbasisteil eine Durchgangsbohrung aufweist, die sich durch
den Lastring und die Nabe erstreckt und die ausgebildet ist zur
Aufnahme des Bolzenschafts in einer beabstandeten Beziehung,
- – wobei
das Sperrbasisteil operativ mit dem Mutterteil verbunden ist,
- – wobei
das Mutterteil ausgebildet ist, auf den Gewindeabschnitt des Bolzenschafts
geschraubt zu werden, wobei der Lastring mit einer gegenüberliegenden
Oberfläche
des angrenzenden Werkstücks
in Eingriff tritt und wobei die resultierende axiale Klemmlast im
Wesentlichen durch Säulenbelastung
der Nabe auf die Werkstücke
vom Mutterteil auf den Lastring einwirkt,
- – wobei
die Nabe so ausgebildet ist, dass sie bei einer vorgegebenen Größe der axialen
Last, die von dem Drehmoment herrührt, welches zwischen dem Mutterteil
und dem Bolzen angelegt wird, kollabiert,
- – wobei
die Nabe so konstruiert ist, dass bei ihrem Kollabieren Material
der Nabe radial nach innen gerichtet wird in einen kompressiven
Eingriff mit dem Gewinde des Gewindeabschnitts, wodurch der Bolzen
und die Mutternanordnung unter einer dauerhaften drehmoment-ähnlichen
Sperrung ohne wesentliche Verzerrung des Materials des Mutterteils
radial in Eingriff mit dem Gewinde des Gewindeabschnitts des Bolzens
gegeneinander gesperrt werden.
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Die
Gewindebefestigungskonstruktion der vorliegenden Erfindung bietet
eine einzigartige Möglichkeit zur
vorhersehbaren Bereitstellung einer ausgewählten erwünschten Größe einer endgül tigen Klemmlast
der zu verbindenden Werkstücke.
Gleichzeitig liefert die Befestigungskonstruktion ein Mittel zur
einfachen Verifizierung der Erzielung der gewünschten Größe der endgültigen Klemmlast. Zusätzlich weist
das Befestigungselement eine einzigartige Konstruktion auf zur Bereitstellung
eines Anti-Lockerungs- oder dauerhaften drehmoment-ähnlichen
Sperrmerkmals zwischen der Mutter und dem Bolzen, ohne das Erzielen
und die Vorhersagbarkeit der gewünschten
Größe der endgültigen Klemmlast
zu beeinträchtigen.
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Bei
Anwendungen, die Vibration oder wiederholten Lastschwankungen ausgesetzt
sind, ist bekannt, dass Gewindebefestigungsanordnungen ihre Drehmomentsicherung
verlieren und sich lockern. Um einen solchen Vorgang zu verhindern,
wurden Gewindebefestigungsanordnungen modifiziert, um ein dauerhaftes
Drehmomentmerkmal bereitzustellen, um einer Lockerung und einem
Verlust der Verklammerung des verbundenen Werkstücks oder Gegenstands zu widerstehen.
Ein dauerhaftes Drehmomentmerkmal wurde häufig dadurch erzielt, dass
eine der zueinander passenden Gewindeformen mit einem verformten
Abschnitt ausgestattet wurde, so dass beim Ineinandergreifen des
verformten Gewindeabschnitts und des unverformten Gewindeabschnitts
das Mutterteil und der Bolzen zusätzlich zusammengehalten werden
unter einem dauerhaften Drehmoment durch eine Gewindestörung, welche
einem Verlust des Drehmoments widersteht und daher einer Lockerung
durch Vibration widersteht.
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Bei
Standard-, unverformten Gewindeformen läuft das Mutterteil bei niedrigen
Drehmomentwerten frei auf dem Bolzen bis zum Verschrauben des Werkstücks und
einer anfänglichen
Klemm- oder Vorlast auf die Werkstücke. Danach widersteht der
relativ zur Größe des einwirkenden
Drehmoments erzielten endgültigen Klemmlast
hauptsächlich
die inhärente
Reibung zwischen den in Eingriff stehenden Abschnitten, wie beispielsweise
die Gewinde der unter Belastung stehenden rotierenden Teile. Dies
ist nicht der Fall bei Gewindebefestigungselementen, die eine verformte
Gewindeform aufweisen, um eine dauerhafte Drehmoment-Funktion bereitzustellen.
Sobald sich hier der verformte Gewindeabschnitt mit dem Gegengewinde
in Eingriff befindet, läuft das
Mutterteil nicht mehr frei und die Klemmlast der zu befestigenden
Werkstücke
wird relativ zur Größe des einwirkenden
Drehmoments reduziert. Obgleich die Verformung der Gewindeform häufig am äußeren oder "nachlaufenden" Ende der Mutter
angeordnet wird, beschränkt
dies dennoch die Fähigkeit
des Mutterteils, frei auf den Bolzen zu laufen, sowie die Größe der anfänglichen
Vorlast und der endgültigen
Klemmlast im Verhältnis
zum angewandten Drehmoment. Zusätzlich
kann die zueinander passende Verschraubung der verformten und unverformten
Gewindegänge
im Griffbereich etwas griffempfindlich sein, d. h. da der Griffbereich
die Variation der Gesamtdicke der Werkstücke ist, von einem maximalen
Griff oder maximaler Gesamtdicke zu einem minimalen Griff oder einer
minimalen Gesamtdicke, und mit einem Befestigungselement einer einfachen
Größe aneinander
zu befesti gen. Somit kann bei solchen Systemen das Verhältnis zwischen
der Größe des einwirkenden
Drehmoments und der Größe der endgültigen Klemmlast
auf das Werkstück
gefährdet
sein.
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Die
nachfolgend beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsformen
einer Muttern- und Bolzenanordnung sorgen nicht nur für eine zuverlässig vorhersagbare
und verifizierbare Größe der endgültigen Klemmlast,
sondern stellen auch ein Anti-Lockerungs- oder dauerhaftes drehmoment-ähnliches Selbstverriegelungsmerkmal
zur Verfügung.
Somit weist das Befestigungselement eine Mutternanordnung auf, die
ein Gewindemutterteil mit einer separaten, nicht mit Gewinde versehenen
Sperrbasis einschließt,
welche hieran befestigt oder anderweitig operativ damit verbunden
ist. Die Sperrbasis weist einen Lastringabschnitt auf mit einer
sich axial erstreckenden, kollabierfähigen Nabe, durch welche sie
operativ mit dem Mutterteil verbunden ist und durch welche die Klemmlast
einwirkt. So wie er mit dem Mutterteil verbunden ist, ist der Lastringabschnitt
vom Mutterteil beabstandet durch eine vorgegebene axiale Lücke, wie
durch die Länge der
Nabe vorgegeben. Wie man sehen wird, ist die Nabe im Allgemeinen
röhrenförmig konstruiert.
Die Mutternanordnung läuft
im Wesentlichen frei auf einem dazugehörigen Bolzen und erlaubt ein
Zusammenklemmen der Werkstücke
bis zu einer ersten Drehmomentgröße. Da die
Sperrbasis nicht mit Gewinde versehen ist, findet in dieser Hinsicht
die Verschraubung zwischen dem Mutterteil und dem Bolzen statt.
Die erste Drehmomentgröße sorgt
für eine
gewünschte
Größe einer
anfänglichen
Klemmlast oder Vorlast auf die Werkstücke, wobei die Klemmlast durch
Säulenbelastung über das
Mutterteil auf die Nabe einwirkt. Nachdem diese erste Drehmomentgröße durch
eine Stufe des im Wesentlichen frei Laufens erzielt wurde, nehmen
die Axialkraft und die Säulenlast,
die auf die Nabe einwirken, als Reaktion auf das erhöhte Drehmoment
zu. Bei einer zweiten Drehmomentgröße wird die Axialkraft bis
zu einer Größe gesteigert,
bei der die Nabe kollabiert und durch Druck verformt wird, wodurch
sich das Mutterteil auf den Lastringabschnitt der Sperrbasis zu
bewegt. Die Größe der Axialkraft,
bei welcher die Nabe kollabiert, wird von der bekannten Stärke der
Nabe bestimmt und resultiert daher in einer bestimmbaren Größe der Klemmlast.
Das Drehmoment und daher die Klemmlast wird fortlaufend erhöht, wodurch
die Nabe radial in das Gewinde des dazu passenden Bolzen deformiert
wird mit einer hohen radialen Druckkraft. Das Drehmoment wird weiter
erhöht,
bis eine dritte Drehmomentgröße erzielt wird,
bei welcher die Lücke
zwischen dem Mutterteil und dem Ringabschnitt im Wesentlichen geschlossen wird,
und bei welchem Punkt die Montage abgeschlossen ist. Das Ergebnis
ist eine befestigte Verbindung, bei welcher die Werkstücke unter
einer vorgewählten
Größe der endgültigen Klemmlast
zusammengehalten werden. Diese endgültige Größe der Klemmlast wird bestätigt durch
das Schließen
der Lücke,
das eintritt, nachdem die Nabe bei einer vorhersagbaren relativen
Axiallast kollabiert, welche zwischen der Mutternanordnung und dem
Bolzen angelegt wird. Diese relative Axiallast ist im Wesentlichen
die Klemmlast. Gleichzeitig werden das Gewinde des Mutter teils und
das neu geformte Gewinde der Sperrbasis, die mit dem Bolzen des
montierten Befestigungselements in Eingriff stehen, zusammengehalten
unter einer hohen radialen Drucklast, die zu einer Anti-Lockerungs-,
hohen dauerhaften drehmomentähnlichen
Sperrstruktur führt,
die einem Entfernen widersteht und damit zu einem gewünschten
Widerstand gegen Lockerung durch Vibration oder andere zyklische Belastungen.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass es im Gegensatz
zu herkömmlichen dauerhaften
Drehmomentstrukturen hier keine Gewindeverformung gibt, die das
Freilaufen der Mutter und das Erzielen einer ersten bestimmbaren
Klemmlastgröße verhindert.
Das Anti-Lockerungs- oder dauerhafte drehmomentähnliche Sperrmerkmal tritt
auf bei Kollabieren der Nabe in einen kompressiven Eingriff mit
dem Bolzengewinde, nachdem die erste Größe der Klemmlast erzielt wurde.
Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass ein zusätzliches
Drehmoment angelegt werden könnte
nach dem Schließen
der Lücke,
um die Klemmlast nach dem Schließen der Lücke weiter zu erhöhen. In
diesem Fall wäre
die Bestimmung der Größe der endgültigen Klemmlast
leichter vorhersehbar durch Messen des Ausmaßes der relativen Drehung,
die zwischen der Mutternanordnung und dem Bolzen ausgeführt wird.
Beim Befestigungselement der vorliegenden Erfindung ist die Verbindung
zwischen dem Mutterteil und der Sperrbasis eine solche, dass eine
Drehung der Sperrbasis durch das Mutterteil bei der Montage im Wesentlichen
ausgeschlossen ist.
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Wie
zu sehen sein wird, ist dieses Konzept völlig verschieden von bisherigen
Gewindebefestigungselementen, die mit einer Sicherungsmutter versehen
sind, deren Hals durch einen zerbrechlichen Abschnitt mit einer
Unterlegscheibe verbunden ist, wobei der Hals so ausgebildet ist,
dass er sich in die Bohrung der Unterlegscheibe bewegt, um eine
Sperrung zu schaffen. Vergleiche in diesem Zusammenhang US-Patent
Nr. 2380944 von Pummill für "SELF-LOCKING NUT
OR BOLT" (selbstverriegelnden
Bolzen) und US Patent Nr. 2520259 von Pummill für "SELF-LOCKING NUT AND WASHER" (selbstverriegelnder
Bolzen und Unterlegscheibe). Vergleiche auch US-Patent Nr. 1464591
von Weichold, Jr. für "LOCK NUT" (Sicherungsmutter).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Mutternanordnung daher ein
Mutterteil und eine separate Sperrbasis, wobei die Klemmlast bestimmt
wird durch eine verformbare oder kollabierfähige zylindrische Nabe auf
der Sperrbasis, und wobei die radiale Drucklast, die auf das Gewinde
des Bolzens einwirkt, auftritt nachdem die Nabe kollabierend verformt
wurde bei Erzielen einer bestimmbaren Größe der Klemmlast.
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Die
einzigartige Mutternanordnung der vorliegenden Erfindung kann bei
den verschiedenartigsten Gewindeformen verwendet werden, einschließlich allgemeiner
Standardgewindeformen, die auf bestehenden Bolzen verfügbar sind.
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Die
Freilauffähigkeit,
die bestimmbare Klemmlast und die resultierende Anti-Lockerungs- oder dauerhafte
drehmomentähnliche
Sperrung, die für
die einzigartige Mutternanordnung charakteristisch sind, sind für viele
Anwendungen in der Industrie und der Raumfahrt wünschenswert und sind im Wesentlichen
einheitlich einsatzbereit im Griffbereich des zugehörigen Befestigungselements.
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Eine
Aufgabe der bevorzugten Ausführungsbeispiele
besteht daher darin, ein einzigartiges Gewindebefestigungselement
anzugeben zum Aneinanderbefestigen von Werkstücken mit einer endgültigen Klemmlast,
die bestimmbar und sichtbar zu verifizieren ist.
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Eine
weitere Aufgabe der bevorzugten Ausführungsbeispiele besteht darin,
ein einzigartiges Gewindebefestigungselement anzugeben, welches
bei Montage ein erwünschtes
Anti-Lockerungs- oder
dauerhaftes drehmomentähnliches
Sperrmerkmal aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der bevorzugten Ausführungsbeispiele besteht darin,
eine einzigartige Gewindebefestigungselementanordnung zum Aneinanderbefestigen
von Werkstücken
anzugeben, welche einen Gewindebolzen und eine frei laufende Mutternanordnung
umfasst, welche so ausgebildet ist, dass sie eine vorgewählte Größe einer
anfänglichen
Vorlast auf die Werkstücke
aufbringt, ohne zusätzliche
Störung
oder Reibungslasten zwischen den in Eingriff tretenden Gewinden,
und um anschließend
ein Anti-Lockerungs- oder dauerhaftes drehmomentähnliches Sperrmerkmal bereitzustellen
bei Erzielen einer endgültigen,
bestimmbaren Klemmlast.
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Noch
eine weitere Aufgabe der bevorzugten Ausführungsbeispiele besteht darin,
eine einzigartige Gewindebefestigungselementanordnung zum Aneinanderbefestigen
von Werkstücken
anzugeben, welche einen Gewindebolzen und eine freilaufende Mutternanordnung
umfasst, welche so ausgebildet ist, dass sie eine vorgewählte Größe einer
anfänglichen
Vorlast auf die Werkstücke
aufbringt, ohne zusätzliche
Störung
oder Reibungslasten zwischen den in Eingriff tretenden Gewinden,
und um anschließend
eine endgültige
Klemmlast auf die Werkstücke
aufzubringen, welche bestimmbar und sichtbar zu verifizieren ist,
und ebenfalls um ein Anti-Lockerungs- oder dauerhaftes drehmomentähnliches
Sperrmerkmal bereitzustellen bei Erzielen einer endgültigen,
bestimmbaren Klemmlast.
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Merkmale
und Vorzüge
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
und den zugehörigen
Ansprüchen,
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, ersichtlich werden,
wobei
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht einer Form einer Mutternanordnung ist,
welche Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält und ein Mutterteil und eine
Sperrbasis umfasst, welche vor dem Zusammenbau gezeigt werden;
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1A eine
Ansicht des Endes der Sperrbasis der Mutternanordnung von 1 ist,
die allgemein in Richtung des Pfeils 1A dargestellt wurde;
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1B eine
Ansicht des Endes des Mutterteils der Mutternanordnung von 1 ist,
die allgemein in Richtung des Pfeils B dargestellt wurde, wobei
die Außenoberfläche des
Lastringabschnitts der Sperrbasis überlagernd und mit einer unterbrochenen
Linie gezeigt ist;
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2 eine
Seitenansicht der Mutternanordnung von 1 ist, die
das Mutterteil und die Sperrbasis aneinander befestigt in einem
montierten Verhältnis
zeigt;
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2A eine
Teildarstellung der Seitenansicht eines modifizierten Abschnitts
der Mutternanordnung von 2 ist, die innerhalb des Kreises 2A gezeigt
wird und eine alternative Struktur zum Zusammenhalten des Mutterteils
und der Sperrbasis in einem montierten Verhältnis darstellt;
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3 eine
Seitenansicht ist, bei welcher die Mutternanordnung im Schnitt gezeigt
wird, die die Mutternanordnung von 2 in einem
Montageverhältnis
darstellt, wobei ein Bolzen und Werkstücke aneinander zu befestigen
sind, nach einer anfänglichen
Vorlast auf die Werkstücke
durch die Befestigungselementanordnung, wobei die Werkstücke einen
maximalen Griffzustand darstellen;
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3A eine
Ansicht des Endes des Bolzens von 3 in verkleinertem
Maßstab
ist, in einem vormontierten Zustand bezüglich der Mutternanordnung
und dargestellt in Richtung des Pfeils 3A in 3;
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4 eine
Seitenansicht ähnlich 3 ist,
welche die Befestigungselementanordnung darstellt, einschließlich der
Mutternanordnung und des Bolzens in endgültig montiertem Zustand für die Werkstücke mit maximalem
Griff für
diese Befestigungselementanordnung;
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5 eine
Teilansicht einer Schnittdarstellung des in Kreis 5 in 4 gezeigten
Abschnitts der Befestigungselementanordnung in vergrößertem Maßstab ist;
und
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6 eine
Teilansicht einer Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab ist, welche die Gewindeformation
des Bolzenteils im Kreis 6 von 4 für eine bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
DER ERFINDUNG
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Wenn
man nun 1 der Zeichnungen betrachtet,
wird eine Mutternanordnung 10 gezeigt in vormontiertem
Zustand, welche ein Mutterteil 12 und ein Sperrbasisteil 14 umfasst.
Das Mutterteil 12 umfasst einen mit Gewinde versehenen
Körperabschnitt 16 an
seinem äußeren Ende
und einen Retentionsabschnitt 18 an seinem inneren Ende.
Der mit Gewinde versehene Körperabschnitt 16 weist
eine mit Gewinde versehende Durchgangsbohrung 20 auf, welche
in Kommunikation steht mit einer vergrößerten Senkung 22 im
Retentionsabschnitt 18. Das Mutterteil 12 besitzt
eine sechseckig geformte Außenoberfläche 24 zur
Erleichterung des Eingriffs durch einen Steckschlüssel einer
be kannten oder Standardkonstruktion, wodurch ein Drehmoment an die
Mutternanordnung 10 (siehe 1B) angelegt
werden kann. Das Sperrbasisteil 14 ist ringförmig angeordnet
und weist einen im Allgemeinen kreisförmigen Querschnitt mit einer
glatten Durchgangsbohrung 26 mit einem vorgewählten Durchmesser
D3 auf. Die Bohrung 26 endet an ihrem inneren Ende in einer
vergrößerten abgeschrägten Senkung 28.
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Wenn
man nun 1 betrachtet, weist die Senkung 22 des
Retentionsabschnitts 18 eine radiale Wand 19 auf,
die sich von ihrem vorderen zu ihrem hinteren Ende hin radial nach
innen verjüngt,
um einen Retentionsring 30 mit einer umgekehrten Verjüngung festzulegen.
Der Retentionsring 30 ist radial nach außen beabstandet
von der mit Gewinde versehenen Bohrung 20 des mit Gewinde
versehenen Körperabschnitts 16,
um eine im Allgemeinen plane Eingriffswand 32 am inneren
Ende der Senkung 22 festzulegen. Die umgekehrte Verjüngung der
radialen Wand 19 des Retentionsrings 30 kann gebildet
werden, indem zunächst
die Senkung 22 mit einer im Allgemeinen axial geraden radialen
Wand versehen wird, gezeigt in einer unterbrochenen Linie als 19' in 1,
wonach das Material radial nach innen bewegt wird durch Stanzen
eines ringförmigen,
V-förmigen
Schlitzes 34 in die axial innen liegende Oberfläche 36 des
Mutterteils 12. Alternativ könnte die umgekehrte Verjüngung der
radialen Wand 19 durch Zerspanen geformt werden.
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Das
Sperrbasisteil 14 besitzt einen Lastringabschnitt 38 mit
vergrößerten Durchmesser
und mit einer Nabe 40 mit verringertem Durchmesser, welche
sich axial von seiner axial vorderen Oberfläche 42 erstreckt. Im
vormontierten Zustand, wie in 1 gezeigt,
weist die Nabe 40, die im Allgemeinen röhrenförmig konstruiert ist, eine
radiale Außenoberfläche mit
einem im Allgemeinen einheitlichen Durchmesser D1 auf, die mit der Vorderoberfläche 42 des
Lastringsabschnitts 38 verbunden ist durch einen ausgerundeten
Radius 44, welcher zunimmt bis zu einem maximalen Durchmesser
D1a an der Oberfläche 42.
Die verjüngte
oder gerundete Ausrundung 44 ist dazu vorgesehen, Belastungskonzentrationen
an der Verbindungsstelle der Nabe 40 mit dem Lastringabschnitt 38 zu
verringern und ebenfalls jeglicher Scherbelastung an dieser Verbindungsstelle
sowie einem Einbeulen der Säule
zu widerstehen.
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Das
Sperrbasisteil 14 ist dazu ausgelegt, an das Mutterteil 12 montiert
zu werden, indem zunächst
die Nabe 40 in der Senkung 22 platziert wird,
wobei das äußere Ende
der Nabe 40 in die Eingriffwand 32 eingreift. Die
axiale Länge
L1 der Nabe 40 ist größer als
die Tiefe L2 der Senkung 22, so dass in diesem vormontierten Zustand
die vordere Oberfläche 42 des
Sperrbasisteils 14 von der Innenoberfläche 36 des Mutterteils 12 beabstandet
ist. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
war der Mindestdurchmesser D2 am rückwärtigen Ende des Retentionsrings 30 größer als
der Durchmesser D1 der Nabe 40, um die Nabe 40 in
der Senkung 22 mit einer geringfügig beabstandeten Passung aufzunehmen.
Als Nächstes
werden das Mutterteil 12 und das Sperrbasisteil 14 teilweise
zusammengepresst, wobei die Nabe 40 durch Säulenbelastung
radial nach außen
verformt wird in den ringförmigen
Hohlraum der Senkung 22 des Retentionsrings 30.
Das Sperrbasisteil 14 wird dann am Mutterteil 12 gehalten
durch den Eingriff des verformten Abschnitts der Nabe 40 in
die umgekehrte Verjüngung
der radialen Wand 19. In diesem montierten Zustand der
Mutternanordnung 10, wie in 2 gezeigt,
sind die Oberflächen 36 und 42 immer
noch mit einem vorgewählten
axialen Abstand "d" beabstandet, um
eine zusätzliche,
endgültige
Verformung der Nabe 40 zu gestatten zur Bildung einer Sperre
mit einem zugehörigen
Bolzen auf eine zu beschreibende Art und Weise. Der Abstand "d" sorgt für eine Lücke, die aufgrund der Verformung
der Nabe 40 bei der Vormontage geringfügig kleiner sein wird als die
Differenz L1–L2. In
dieser Hinsicht ist der maximale Durchmesser D1a der Ausrundung 44 der
Nabe 40 kleiner als der minimale Durchmesser D2 des Retentionsrings 30,
so dass bei der Stufe der endgültigen
Verformung die Oberflächen 36 und 42 in
Eingriff gebracht werden können
ohne einen wesentlichen oder nachteiligen Eingriff zwischen der Ausrundung 44 und
dem radial inneren Ende des Retentionsrings 30.
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Eine
alternative Struktur zur Montage des Mutterteils 12 und
des Sperrbasisteils 14 ist in 2A gezeigt.
Beim Ausführungsbeispiel
von 2A wurden Elemente, die gleichen Elementen in 2 ähnlich sind, mit
den gleichen Ziffern bezeichnet und zusätzlich mit dem nachgefügten Buchstaben "a" versehen. In 2A wird
daher das äußere Ende
der Nabe 40a durch Druck verformt, um den ringförmigen Hohlraum
der Senkung 22a teilweise zu füllen, um hierdurch das Mutterteil 12a und
das Sperrbasisteil 14a in einem montierten Zustand zu halten.
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In
dieser Hinsicht erfolgt durch die Montage des Sperrbasisteils 14 am
Mutterteil 12 wie in 2 und 2A gezeigt,
mit der anfänglichen
Verformung der Nabe 40, 40a in die Senkung 22, 22a,
und wie vorstehend beschrieben, die Befestigung des Sperrbasisteils 14, 14a am
Mutterteil 12, 12a mit geringem zusätzlichen
resultierenden Eingriff durch Reibung bei der relativen Drehung
zwischen dem Mutterteil 12, 12a und dem Sperrbasisteil 14, 14a während der
Montage. Es gibt daher im Wesentlichen keine Drehung des Sperrbasisteils 14 durch
das Mutterteil 12 während
der Montage.
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Während der
Retentionsring 30 im gezeigten Ausführungsbeispiel ein geschlossener
Kreis ist, könnte er
selbstverständlich
auch so konstruiert sein, dass er eine Vielzahl von peripher beabstandeten
Segmenten aufweist, welche durch eine Vielzahl von peripher angebrachten
V-förmigen
Schlitzen gebildet werden. Im Falle der Verwendung eines solchen
in Segmente aufgeteilten Retentionsrings könnte dieser so ausgebildet
sein, dass er zusammen mit der Nabe 40 eine Presspassung
bildet durch die elastische Bewegung der Retentionsringsegmente,
wodurch das Sperrbasisteil 14 am Mutterteil 12 gehalten
werden könnte
ohne Deformation des äußeren Endes
der Nabe 40. Die Presspassung wäre jedoch eine solche, die
nur zu einem Nominalwert an zusätzlicher
Reibung bei der relativen Drehung zwischen dem Mutterteil 12 und
dem Sperrbasisteil 14 führt. Bei
dieser Art der Monta ge ohne Verformung der Nabe 40 wird
der Abstand "d" der Lücke im Wesentlichen
die Differenz L1–L2
sein. In dieser Hinsicht ist erkennbar, dass es auch andere Mittel
geben kann zur Befestigung der Nabe 40 am Mutterteil 12.
Auch das Sperrbasisteil 14 könnte operativ verbunden sein
mit dem Mutterteil 12, ohne kraftschlüssig oder sogar durch Reibung
daran befestigt zu sein.
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Wenn
man nun 3 betrachtet, wird die Mutternanordnung 10 gezeigt
im montierten Verhältnis
mit einem Bolzen 46, um eine Befestigungselementanordnung 48 festzulegen,
wobei die Befestigungselementanordnung 48 gezeigt wird
beim Verfahren des Aneinanderbefestigens der Werkstücke 50 und 52.
Der Bolzen 46 hat einen verlängerten Schaft 54 mit
einem vergrößerten,
vorstehenden Kopf 56 an einem Ende und einem mit Gewinde
versehenen Schaftabschnitt 58 am gegenüberliegenden Ende. Ein glatter
Schaftabschnitt 59 verbindet den Gewindeabschnitt 58 mit
dem Bolzenkopf 56. Der Schaft 54 des Bolzens 46 ist
so ausgelegt, dass er sich durch ausgerichtete Öffnungen oder Bohrungen 60 und 62 in
den Werkstücken 50 bzw. 52 erstreckt. Der
mit Gewinde versehene Schaftabschnitt 58 besitzt eine im
Wesentlichen einheitliche Gewindeform, die ausgelegt ist, um in
das dazu passende Gewinde der mit Gewinde versehenen Bohrung 20 des
Mutterteils 12 einzugreifen. Bei der Montage der Befestigungselementanordnung 48 kann
die Mutternanordnung 10 anfänglich manuell am Bolzen 46 angebracht
werden, um das Mutterteil 12 auf den Gewindeabschnitt 58 des
Bolzenschafts 54 zu schrauben. In dieser Hinsicht befindet
sich der Durchmesser D3 der Durchgangsbohrung 26 des Sperrbasisteils 14 in
beabstandetem Verhältnis
zum Gewindeabschnitt 58 des Bolzenschafts 54,
wobei die abgeschrägte
Senkung 28 die anfängliche
Montage der Mutternanordnung 10 auf den Bolzenschaft 54 erleichtert.
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Als
Nächstes,
und wie in 3 gezeigt, kann die Mutternanordnung 10 durch
Gewinde am Gewindeabschnitt 58 befestigt werden, indem
ein Drehmoment angelegt wird über
die sechseckig geformte Oberfläche 24 des
Mutterteils 12 durch ein geeignetes Drehmoment- oder Drehwerkzeug
(nicht abgebildet), wobei die Innenoberfläche 61 des Lastringabschnitts 38 in
die Außenoberfläche 63 des
Werkstücks 50 eingreift,
um die Werkstücke 50 und 52 zusammenzuklemmen
unter einer vorgewählten
Größe einer
anfänglichen
Vorlast oder Klemmlast. Die Vorlast oder Klemmlast wird durch Säulenbelastung
der Nabe 40 angelegt. Es ist jedoch zu beachten, dass sich
an dieser Stelle die Nabe 40 in beabstandeter Beziehung
zum Gewinde des Gewindeabschnitts 58 des Bolzens 46 befindet
und nicht wesentlich weiter verformt wurde und die Lücke "d" zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 36 und 42 im
Wesentlichen noch aufrechterhalten wird. Somit läuft bis zu diesem Punkt die
Mutternanordnung 10 im Wesentlichen frei auf dem Gewindeabschnitt 58 des
Bolzenschafts 54.
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Als
Nächstes
wird ein zusätzliches
Drehmoment angelegt durch ein Drehmoment- oder Drehwerkzeug bis
eine zweite Drehmomentgröße erzielt
wird, zu welchem Zeitpunkt die röhren förmige Nabe 40 axial
zusammengedrückt
wird und kollabiert und sich radial nach innen verformt, um im Wesentlichen
das Volumen zu füllen,
das von der Senkung 22 und dem gegenüberliegenden Abschnitt des
Gewindebolzenschaftabschnitts 58 festgelegt wird. Dies
sorgt für
einen bestimmbaren Pegel einer anfänglichen Klemmlast auf die
Werkstücke 50 und 52.
Während
dies geschieht, wird zusätzlich
etwas vom Material der Nabe 40 in kompressiven Eingriff
mit dem Gewinde des Gewindebolzenschaftabschnitts 58 bewegt.
Gleichzeitig bewegt sich das Mutterteil 12 jetzt axial
auf den Lastringabschnitt 38 zu, bis sich die Innenoberfläche 36 der
Mutterteils 12 im Wesentlichen im Eingriff befindet mit
der Vorderoberfläche 42 des
Lastringabschnitts 38. Es wird darauf hingewiesen, dass
das Volumen des Hohlraums, der durch die Senkung 22 festgelegt
wird, kleiner ist als das Volumen des Materials der Nabe 40,
wodurch etwas vom Material der Nabe 40, welches zusätzlich deformiert
wird, radial nach innen bewegt wird in Eingriff mit dem Gewinde
des Gewindebolzenschaftabschnitts 58, um zumindest teilweise
den gegenüberliegenden
Gewindegrund zu füllen
und ein zusätzliches,
beschränktes
Gewinde festzulegen, das sich in Eingriff mit dem Gewindebolzen
befindet. Siehe 4 und 5. Gleichzeitig
kann die Säulenlast
auf die Nabe 40 auch dazu führen, dass etwas vom angrenzenden
Material der Bohrung 26 sich ebenfalls in kompressiven
Eingriff mit dem Bolzengewinde bewegt. An dieser Stelle wird eine
gewünschte
Größe der Klemmlast
oder Vorlast auf die Werkstücke 50 und 52 erzielt
durch das Anlegen dieser zweiten vorgewählten Drehmomentgröße. Gleichzeitig
werden die Mutternanordnung 10 und der Bolzen 46 drehbar
zusammengehalten durch den kompressiven Eingriff des Materials der
Nabe 40 und zusätzlich
von der Bohrung 26 in das Gewinde des Gewindebolzenabschnitts 58 des
Bolzens 46. Falls gewünscht,
kann die Drehmomentgröße nun erhöht werden
bis zu einer endgültigen
Größe, um eine
endgültige
Größe der Verklammerung
der Werkstücke 50 und 52 bereitzustellen,
oder alternativ könnte
ein vorbestimmtes, gewünschtes
Ausmaß einer
relativen Drehung zwischen dem Mutterteil 12 und dem Bolzen 46 angewendet
werden, um eine besser vorhersagbare endgültige Größe der Klemmlast auf die Werkstücke 50 und 52 bereitzustellen.
Bei der hier gezeigten und beschriebenen Konstruktion des Mutterteils 12 und
des Sperrbasisteils 14 gibt es im Wesentlichen keine Drehung
des Sperrbasisteils 14 durch das Mutterteil 12 während der
Montage.
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Zur
Bildung einer kraftschlüssigeren
Verbindung oder Sperre zwischen dem Bolzen 46 und der Mutternanordnung 10 kann
der mit Gewinde versehene Schaftabschnitt 58 des Bolzens 46 in
einigen Fällen
mit einem sich axial erstreckenden Schlitz oder einer Nut 65 versehen
sein, welche(r) ausgebildet ist, um etwas von dem deformierten Material
der Nabe 40 und der Bohrung 26 aufzunehmen. Die
Länge der
Nut 65 kann allgemein beschränkt sein auf den Bereich der
Deformation des Materials der Nabe 40 in das Gewinde des
mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58. Bei einer Ausführungsform
ist die radiale Tiefe der Sperrnut 65 geringfügig kleiner
als die Tiefe der Gewinde scheitel, so dass sie nicht in den Gewindegrundabschnitt
eingreift. Selbstverständlich
umfasst der Ausdruck "dauerhafte
drehmoment-ähnliche
Sperrung" alle bisher
bekannten Anti-Lockerungsmerkmale,
einschließlich
des kompressiven Eingriffs des verformten Materials des Sperrbasisteils 14 in
das Gewinde des mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58 allein
oder auch in die Sperrnut 65.
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Bei
der vorstehenden Konstruktion bildet die wesentliche Schließung der
Lücke durch
den bekannten Eingriff der gegenüberliegenden
Oberflächen 36 und 42,
die im allgemeinen bei der endgültigen
Montage stattfindet, ein einfaches Mittel zur visuellen Inspektion
und Überprüfung, dass
die Nabe 40 bei einer bestimmbaren Säulenlast kollabiert ist und
dass daher zumindest eine erwünschte
Klemmlast-Mindestgröße auf die
Werkstücke 50 und 52 erzielt
wurde. Dies bietet auch Gewissheit, dass der Eingriff zwischen der
verformten Nabe 40 und den in Eingriff stehenden Gewinden
des mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58 und/oder
der Sperrnut 65 vollständig
ist und maximiert wird, um ein erwünschtes dauerhaftes Drehmoment
und/oder eine Sperre zu bilden, um einer Lockerung zu widerstehen.
Selbstverständlich
könnten
jedoch auch zusätzliche
Mittel vorgesehen werden, um die Überprüfung des Lückenschlusses zu vergrößern, wie
z. B. Überstände oder
eine übertragbare
Beschichtung auf der Mutterteil-Innenoberfläche 36, um eine sichtbare
Eingriffsmarkierung auf der vorderen Lastringoberfläche 42 bereitzustellen.
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Das
Sperrbasisteil 14 kann aus einem etwas weicheren Material
hergestellt werden als das des Mutterteils 12 und des Bolzens 46.
Hierdurch kann sich die Nabe 40 in die Form des Gewindes
auf dem mit Gewinde versehenen Schaftabschnitt 58 des Bolzens 46 verformen,
während
die Nabe 40 zusammengedrückt wird. Gleichzeitig bleibt
das in Eingriff stehende Gewinde des Schaftabschnitts 58 des
Bolzens 46 im Wesentlichen unverformt. Alternativ könnte die
Nabe 40 eine geringere Härte aufweisen als die des Lastringabschnitts 38,
des Mutterteils 12 und des Bolzens 46.
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Wenn
man nun 3A betrachtet, kann zum einfacheren
Anlegen des Drehmoments zwischen dem Mutterteil 12 und
dem Bolzen 46, und um zu verhindern, dass sich der Bolzens
in den Werkstückbohrungen 60 und 62 dreht,
das äußere Ende
des Bolzenschafts 54 mit einer sechseckigen Fassung oder
Bohrung 64 einer Standardgröße oder -form versehen werden
oder mit einer anderen unregelmäßig geformten
Bohrung, die einen ähnlich
geformten Stab am Montagewerkzeug (nicht gezeigt) aufnehmen kann.
Der Werkzeugstab ist so gegen Drehung befestigt, dass nur der sechseckig
geformte Fassungsabschnitt des Werkszeugs, welches mit der sechseckig
geformten Oberfläche 24 des
Mutterteils 12 in Eingriff tritt, gedreht wird, wodurch
verhindert wird, dass sich das Mutterteil 12 und der Bolzen 46 in
den Werkstückbohrungen 60, 62 zusammen
drehen. Ein solches Drehen könnte
zu einem unerwünschten
Fressen der Werkstückbohrungen
wie beispielsweise der Bohrungen 60, 62 führen. Die
Details eines solchen Werkzeugs liegen innerhalb des Bereiches eines Fach manns
und sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung und wurden daher
zum Zweck der Vereinfachung weggelassen. Eine Form eines solchen
Montagewerkzeugs kann ein Schlagschrauber vom hydraulischen oder
Druckluft-Typ sein. Solche Schlagschrauber bringen das Drehmoment
durch eine Serie von Schlagimpulsen auf, wobei der Druck und/oder
das Drehmoment zwischen den Impulsen zumindest teilweise reduziert wird.
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Zusätzlich kann
die Oberfläche 67 auf
der Unterseite des Bolzenkopfs 56 mit einer Vielzahl von
erhöhten
Drehschutzstreifen 69 versehen werden, welche in der Nähe des radial äußeren Endes
der Oberfläche 67 gebildet
sind. Die erhöhten
Streifen 69 werden, wenn sie mit der gegenüberliegenden
Außenoberfläche 71 des Werkstücks 52 in
Eingriff gebracht wurden, einer Drehung des Bolzens 46 relativ
zu den Werkstücken 50, 52 widerstehen.
Dieser Drehwiderstand unterstützt
die Drehschutz-Verbindung zwischen der sechseckigen Werkzeugstange
und der sechseckigen Fassungsbohrung 64 und reduziert dadurch
die Last, welche auf die Werkzeugstange aufgebracht wird, gestattet
dadurch eine Minimierung ihrer Größe zusammen mit der Größe der sechseckigen
Bohrung 64 und erhöht
auch die Lebensdauer der sechseckigen Stange.
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Das
Anti-Lockerungs- oder das hohe, dauerhafte drehmoment-ähnliche
Sperrmerkmal bringt im Wesentlichen eine geringe oder keine dauerhafte
Verformung der Gewinde des Bolzens 46 und des Mutterteils 12.
Daher kann, wenn gewünscht,
die Befestigungselementanordnung 48 nach der Montage durch
Auseinanderschrauben getrennt und von den Werkstücken 50 und 52 entfernt
werden.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Befestigungselementanordnung 48 verwendet wird,
um Werkstücke, wie
die Werkstücke 50 und 52,
in einem angemessenen Griffbereich zu befestigen. Der Griffbereich
einer Befestigungselementanordnung wie der Befestigungselementanordnung 48 ist,
wie bereits bekannt, festgelegt als die Differenz zwischen der maximalen
und minimalen Gesamtdicke von Werkstücken, wie der Werkstücke 50 und 52,
welche die gleiche Befestigungselementanordnung aneinander befestigen
kann. In 3 und 4 wird die
Befestigungselementanordnung 48 beim Befestigen der Werkstücke 50 und 52 gezeigt,
welche sich nah an der maximalen Dicke oder dem maximalen Griff
für diese
Befestigungselementanordnung 48 befinden. In dieser Hinsicht
ist zu sehen, dass der glatte Schaftabschnitt 59 des Bolzens 46 eine
ausreichende Länge
aufweist, um sich vom Bolzenkopf 56 über die verbleibende volle
Länge der
Gesamtdicke der Werkstücke 50 und 52 zu
erstrecken. Bei gewissen Anwendungen kann die Länge des Gewindeabschnitts 58 minimiert werden,
um für
einen vollständigen
Eingriff zu sorgen mit im Wesentlichen allen Gewindegängen des
mit Gewinde versehenen Körperabschnitts 16 des
Mutterteils 12 bei der anfänglichen Verklammerung der
Werkstücke 50 und 52,
wie in 3 gezeigt, und für einen vollständigen Eingriff
bei der endgültigen
Verklammerung wie in 4 gezeigt. Gleichzeitig kann
die Länge
des mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58 so gewählt werden,
dass im Wesentlichen nichts von dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 58 innerhalb
der Werkstückbohrung 60 platziert
wird.
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Beim
gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
kann die Form des Gewindes des mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58 des
Bolzens 46 vom flachen Typ sein, wie gezeigt und beschrieben
in US-Patent Nr. 5090852, erteilt am 25. Februar 1992 an Richard
D. Dixon für "High Strength Fastener
and Method" (Hochleistungsbefestiger
und Verfahren). Dementsprechend hätten die Gewindegänge des
mit Gewinde versehenen Schaftabschnitts 58 Grundabschnitte
mit einer simuliert stromlinienförmigen
oder elliptischen Form wie im Patent '852 offenbart, und in dieser Hinsicht
wird die Offenbarung dieses Patents durch diesen Verweis hierin
integriert. Das Mutterteil, wie das Mutterteil 12, hätte ein
Gegengewinde mit einer ähnlichen Kontur.
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In
dieser Hinsicht wird die Gewindeform auf dem Schaftabschnitt 58 des
Bolzens 46 in 6 gezeigt und hat einen Gewindegrund 66 mit
einem Gewindegrundabschnitt 68 mit einer Kontur eines Ellipsenabschnitts,
welcher eine Länge
L4 aufweist und verbunden ist mit getrennten Gewindescheiteln 70 über führende und
nachlaufende Flanken 72 bzw. 74. Die Flanken 72 und 74 sind
abgewinkelt mit Winkeln Aa bzw. Ab, die in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
im Wesentlichen gleich waren. Selbstverständlich könnten jedoch auch andere Gewindeformen
einschließlich
Standardgewindeformen verwendet werden.
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Bei
erfindungsgemäßen Ausführungsform
wurde die Befestigungselementanordnung 48 für ein nominales
5/8 Zoll (1,588 cm) Befestigungselement konstruiert wie folgt:
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Wie
bereits festgestellt, gibt es im Wesentlichen keine Drehung des
Sperrbasisteils 14 durch das Mutterteil 12 während der
Montage. Es wird daher als wünschenswert
erachtet, dass die Drehung des Sperrbasisteils 14 durch
das Mutterteil 12 verhindert wird und dass daher die Reibung
zwischen dem Mutterteil 12 und dem Sperrbasisteil 14 minimiert
wird, wenn diese mit einer Last beaufschlagt werden während der
relativen Drehung beim Montagevorgang. Hierfür ist es hilfreich, für einen
hohen Grad an Lubrizität
zu sorgen zwischen den eingreifenden Abschnitten des Mutterteils 12 und
des Sperrbasisteils 14 und auch hinsichtlich des Eingriffs durch
das Gewinde zwischen dem Mutterteil 12 und dem mit Gewinde
versehenen Schaftabschnitt 58 des Bolzens 46.
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Zur
Verringerung des Reibungswiderstands zwischen dem Mutterteil 12 und
dem Sperrbasisteil 14 unter Belastung während der Montage und ebenso
zur Minimierung der Montage- Drehmomentlasten
und daher zur Unterstützung
der gleichbleibenden, einwandfreien Montage und Funktion der Befestigungselementanordnung 48 werden
das Mutterteil 12 und das Sperrbasisteil 14 daher
mit einer elektrokorrosionsbeständigen
Zinkschicht verzinkt.
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Als
nächstes
wird ein wachsartiges Schmiermittel ebenfalls auf das Mutterteil 12 und
das Sperrbasisteil 14 aufgebracht. Das wachsartige Schmiermittel
kann eines von einem bekannten Typ sein wie eine wasserlösliche Wachsemulsion,
welche ein Gemisch aus mikrokristallinem Polyethylenwachs und/oder
natürlichen oder
synthetischen Wachsen enthält.
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Gleichzeitig
kann es bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, dass die
Drehung zwischen dem Sperrbasisteil 14 weiter blockiert
wird, indem auch ein Widerstand bereitgestellt wird gegen die Drehung zwischen
dem Sperrbasisteil 14 und der in Eingriff stehenden Oberfläche 63 des
Werkstücks 50 blockiert
wird. Daher können
die Schmierschichten, die auf der eingreifenden Oberfläche 61 des
Sperrbasisteils 14 aufgebracht wurden, entfernt werden,
und/oder irgendeine Art einer aufgerauten Oberflächenstruktur zur Verhinderung
von Drehung wie durch Aufrauen durch Reibung, Rändeln oder dergleichen könnte auf
der eingreifenden Oberfläche 61 des
Sperrbasisteils 14 vorgesehen werden.
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Wie
bereits erwähnt,
kann das Befestigungselement durch ein Drehmoment- oder Drehwerkzeug montiert
werden wie einen hydraulischen oder Druckluft-Schlagschrauber. Alternativ
kann das Befestigungselement durch ein Werkzeug vom Typ eines Drehschraubers
montiert werden, welches kontinuierlich ein Drehmoment anlegt, dessen
Größe allmählich ansteigt,
bis die Montage des Befestigungselements abgeschlossen ist. Bei
einem solchen Werkzeug ist die sechseckige Stange, die in die sechseckige
Fassung 64 des Bolzens 46 eingreift, nicht feststehend,
sondern wird betätigt,
um ein Gegendrehmoment auf den Bolzen 46 anzulegen und
ihn in die entgegengesetzte Richtung vom sechseckig geformten Fassungsabschnitt
des Werkszeugs zu drehen, welches in die sechseckig geformte Oberfläche 24 des
Mutterteils 12 eingreift. Solche Drehschrauber bürden dem
Bediener nicht die Kraft der periodischen Schläge auf, wie dies bei vergleichbaren
Schlagschraubern auftritt. In diesem Fall wird jedoch das Montagedrehmoment
kontinuierlich angelegt zwischen der sechseckigen Werkzeugstange
in der sechseckigen Fassung 64 und dem Fassungsabschnitt
des Werkzeugs auf der sechseckigen Oberfläche 24 des Mutterteils 12,
wohingegen beim Werkzeug vom Schlagtyp der Bolzen 46 einigen
Widerstand bietet, wenn der Bolzenkopf 56 in die Werkstückoberfläche 71 eingreift.
In dieser Hinsicht können
die Drehschutzstreifen 69 unter dem Bolzenkopf 56 entfernt
werden. Somit erreichen die Kräfte, die
auf die sechseckige Fassung 64 im Bolzen 46 und
die sechseckige Werkzeugstange aufgebracht werden, wesentlich höhere Größenordnungen
als jene, die periodisch vom Schrauber vom Schlagtyp aufgebracht
werden. Um derartigen Lasten zu widerstehen, ist die sechseckige
Werkzeugstange des Drehschraubers etwas größer als jene des Schlagwerkzeugs.
Dies erfordert auch eine größere sechseckige
Fassung 64. Beispielsweise wurde für das 5/8 Zoll (1,588 cm)-Befestigungselement,
welches in der Tabelle erwähnt
wurde, die Distanz L7 über
die Ebenen der sechseckigen Fassungsbohrung 64 von 5/16
Zoll (0,794 cm) auf 3/8 Zoll (0,953 cm) erhöht. Dies führt natürlich zu einer dünneren radialen
Wand, welche die sechseckige Fassungsbohrung 64 umgibt.
Um der radialen Wand ausreichende Stärke zu verleihen, wird es als
erwünscht
erachtet, die Härte dieses
Abschnitts des Bolzenschaftabschnitts 58 oder alternativ
die Härte
des Bolzens 46 selbst zu erhöhen. In dieser Hinsicht wird
eine erhöhte
Härte von
zumindest ca. RC 40 als ausreichend betrachtet. Selbstverständlich müsste auch
die sechseckige Stange eine geeignete Härte und Stärke aufweisen, um die Lasten beim
Fixieren des Befestigungselements aufzunehmen.
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Während es
offensichtlich ist, dass die offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung gut berechnet sind, um die vorstehend genannten Aufgaben
zu erfüllen,
wird man verstehen, dass die Erfindung modifiziert, abgewandelt
und verändert
werden kann, ohne den ordnungsgemäßen Rahmen oder die angemessene
Bedeutung der Erfindung zu verlassen.