DE8026660U1

DE8026660U1 - Befestigungsvorrichtung

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Publication number: DE8026660U1
Application number: DE19808026660
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1981-03-12
Also published as: GB2060108B; JPS5685712U; GB2060108A

Description

Hannover, den 1. Oktober 1980

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DIPL.-ING. H. ARENDT

ÜOBÜKIUSSTB. 2 - TELEFON₆₆SO₇₁Z₇₂
3000 HANNOVER 1

Betr.: H 540/A/sch - Anmelder: Paul Vinter Hardy

37 Western Road Ivybridge Devon Großbritannien

Befestigungsvorrichtung

Die Neuerung betrifft Befestigungsvorrichtungen mit einem aufnehmenden Element, das mit einem einsteckbaren Element verriegelbar ist. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich bezieht sich die Neuerung auf Befestigungsteile als Ersatz oder zum Austausch gegen.konventionelle Muttern und Bolzen und auch auf Befestigungsvorrichtungen für Containerabdeckungen.

Bei herkömmlichen Muttern und Bolzenverbindungen werden miteinander in Eingriff stehende Schraubgewinde bei der Mutter und beim Bolzen vorgesehen. Diese Gewindegänge fassen mittels einander gegenüberliegender Flächen ineinander und erstrecken sich annähernd axial auf dem Bolzen.

Beim Befestigen zweier Werkstücke miteinander durch konventionelle Muttern und Bolzen werden die Werkstücke bis an den Kopf des Bolzens geschoben und die Mutter gegen die Werkstücke gedreht. Sobald in dieser Position ein Drehmoment auf die Mutter übertragen wird, kann diese durch Reibschluß auf ihrem Platz festgelegt werden. Diese Verriegelung enthält ein geschlossenes Kraftsystem, das

durch elastische Deformationen der Mutter und des Bolzens und/oder des Werkstücks hervorgerufen wird, wobei die Mutter axial vom Bolzenkopf wegweisend durch das oder die Werkstücke übertragene Kräfte belastet wird. Im Ergebnis werden die Gewindegänge der Mutter gegen die Gewindegänge des Bolzens gedrückt, urr. eine Reaktionskraft mit einer Komponente zu erzeugen, die zum Lösen der Mutter tendiert. Diese Komponente ist jedoch nicht ('j groß genug, um die Reibung zwischen den Gewindegängen der Mutter und des Bolzens zu überwinden, so daß diese deshalb miteinander verschraubt bleiben. Das geschlossene System der Kräfte wird durch die Axialspannung des Bolzens zwischen der Stelle des Ineinander9reifens der Gewindegänge mit der Mutter und seinem Kopf +(1), der die Kräfte auf die Werkstücke überträgt. Der Verriegelungsoder Verblockungsvorgang konventioneller Muttern und Bolzen kann als eine kreisförmige Keilwirkung zwischen den Gewindegängen einer Mutter und eines Bolzens betrachtet werden und durch Axialkräfte zum Verkeilen der sich gegenüberliegenden Gewindeflächen erzeugt werden. Da das geschlossene System der Kräfte mit Hilfe der Werkle' stücke axiale Kräfte zwischen der Mutter und dem Bolzenkopf überträgt, können die Mutter und der Bolzen nicht unmittelbar miteinander verschraubt werden (ausgenommen natürlich, wenn die Mutter bis gegen den Bolzenkopf geschraubt wird ) .

Neuerungsgemäß sind Befestigungsmittel vorgesehen, bestehend aus zusammenwirkenden Elementen dergestalt, daß eines der Elemente auf dem anderen bis zu einer gewünschten Position gleiten kann und dann darauf durch eine Re- +vervollständigt

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relativdrehung der Elemente gegeneinander in Umfangsrichtung darauf verklemmt werden kann, um eine Keilwirkung zwischen den Oberflächen der Elemente mit progessiver Charakteristik zu erreichen. Die Drehung ist kleiner al eine volle Umdrehung.

Die Elemente sind miteinander blockiert durch ein geschlossenes System von Kräften, das radial und in Umfangsrichtung wirkt, wobei die Gegenwart eines Werkstücks zum Schließen dieses Systems nicht erforderlich ist. Das einsteckbare Element kann deshalb mit dem darauf gleitenden Element verblockt werden, und zwar unabhängig von der Lage eines Werkstücks.

Entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Neuerung sind Befestigungsmittel vorgesehen, bestehend aus einem einsteckbaren bzw. tragenden Element und einem damit zusammenwirkenden aufgeschobenem Element, das, wenn es in Bezug auf das tragende Element annähernd ausgerichtet ist, darauf axial entlang bewegt werden kann, wobei eines der Elemente mit einem Verriegelungsbereich versehen ist, der einen kreisförmig verlaufenden Keil mit mit progessiver radialdr Höhenänderung definiert, Bei einer relativen Drehung der Elemente wirkt der Keil mit einem Verriegelungsbereich des anderen Elements zusammen, um die Elemente in progessiver Weise miteinander zu verriegeln bzw. zu verklemmen, und zwar durch die Keilwirkung. Die Verriegelungswirkung kann also, als eine kreisförmige Keilwirkung zwischen den radial sich gegenüberliegenden Teilen der Elemente betrachtet werden.

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Vorzugsweise erstreckt sich der Verriegelungsbereich des tragenden Elements über einen wesentlichen Teil seiner Länge und der Außenumfang des tragenden Elements im Bereich seines Verriegelungsteil oder Verriegelungsbereichs ist von identischer Form, aber mit kleineren Ausmaßen als der Innenumfang des aufgeschobenen Elements. Das aufgeschobene Element kann bis zu einem gewünschten Punkt auf dem tragenden EIe- ζ~) ment verschoben und dann mit dem tragenden Element durch eine Drehung relativ dazu verblockt werden. Besonders vorteilhaft ist der Außenumfang des tragenden Elements,in Form einer regelmässigen Elipse ausgebildet, so daß zwei verschiedene Klemmwirkungen diametral erreicht werden.

Beide Elemente können an Stelle der herkömmlichen Muttern und der Bolzen eingesetzt werden. Ohre Herstellung ist einfacher. Das tragende Element kann hohl gestaltet sein und einen Ansatz eines Behälters bilden, während das darauf aufschiebbare Element als Containerverschlußklappe ausgebildet ist. In diesem Fall braucht der ^{J Verriegelungsbereich des einsteckbaren bzw. tragenden Elements keine große axiale Erstreckung zu haben, weil die Verriegelung immer an derselben axialen Position auf dem Ansatz hervorgerufen wird.

Das Beispiel einer Muttern- und Bolzenkombination entsprechend der vorliegenden Neuerung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Bolzens

Figur 2 eine weitere Seitenansicht

des Bolzens, die sich um 90° von der Lage gem. Fig. 1 unterscheidet

Figur 3 eine Stirnansicht des Bolzens

Figur 4 die Stirnansicht der zugehörigen Mutter

Figur 5 eine Seitenansicht der Mutter

Figur 6 eine weitere Seitenansicht

der Mutter bei einer Lage, die sich um 90 von der der Figur 5 unterscheidet.

Der Bolzen 1 gemäß den Figuren 1-3 zeigt einen Schaft und einen hexagonalen Kopf.3.. Der Schaft 2 ist glatt mit parallelen Seiten. Der Querschnitt zeigt die Form einer regelmäßigen Elipse, deren Achsmessungen mit ρ und q bebezeichnet sind. Dabei ist q > p.

Die Mutter 4 mit einer äußeren hexagonalen Form hat eine Zentralöffnung 5. Die Form der Öffnung entspricht

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genau der des Bolzenschaftes 2. Die Abmessungen der Hauptachsen der Elipsenöffnung 5 sind mit χ und y bezeichnet. Dabei ist y j> x. Die Abmessungen der Öffnung 5 sind größer als die entsprechenden Abmessungen des Bolzenschaftes 2_; also:

χ > ρ

y > q

Im Ergebnis kann die Mutter 4 übergeschoben werden und auf dem Schaft 2 des Bolzens 1 zu jeder gewünschten Position gleiten. Die größere Abmessung q des Bolzenschaftes 2 ist größer als die kleinere Abmessung χ der Öffnung 5, so daß·bei einer' teilweise relativen Drehung der Mutter 4 und des Bolzens 1 in beliebiger Richtung,diametral gegenüberliegende Teile des Bolzens 1 mit den gegenüberliegenden Bereichen der Mutter in Kontakt kommenund eine progressiv zunehmende Klemmwirkung erzeugen,wodurch die Mutter und der Bolzen miteinander verriegelt werden. Diese Verklemmung findet zwischen den Flächen der Mutter und des Bolzens statt, die diametral einander gegenüber liegen und zu einem geschlossenen System von Kräften (inneren Kräften) von Mutter und Bolzen führt.

Die zusammen-wirkenän Teile der Mutter 4 und des Bolzens 1, die an der Verriegelung beteiligt sind, können als sich kreisförmig erstreckende Verriegelungsteile mit progessiv zunehmender bzw. abnehmender Höhe in radialer Richtung bezeichnet werden.

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Die Mutter und er Bolzen können durch teilweise Drehung in entgegengesetzter Richtung wieder voneinander gelöst werden. Der genaue Wert der Abmessung p, q, χ und y ist abhängig von den berechenbaren Anwendungsfällen von Mutter und Bolzen sowie von ihrer Zusammensetzung und ihrer Härte; zum Beispiel können sich folgende Werte ergeben:

ί _. ρ = 12.30 mm

^ q = 12,70 mm

χ = 12,34 mm

y = 12,73 mm

Die Mutter und der Bolzen können aus jedem geeigneten Material wie Stahl oder Kunststoff gefertigt und gegebenenfalls mit einem Schutzmantel versehen werden. Die Mutter kann vom Bolzen hinsichtlich der Zusammensetzung und/oder Härte abweichen. Jede geeignete Herstellungstechnik ist anwendbar, zum Beispiel kann die Elipsenform der Mutteröffnung 5 durch die Deformierung eines kreisförmigen Loches entweder durch Schlagen oder durch Stauchen bzw. Quetschen des Mutterkörpers erzielt werden.

Die dargestellte Muttern- und Bolzenkombination bietet eine Anzahl von Vorteilen gegenüber den konventionellen Muttern und Bolzen. So ist die neuerungsgemäße Muttern-Bolzenkombination nicht auf eine Kraftübertragung durch das Werkstück angewiesen, um die Verriegelung zu sichern. Die Mutter 4 kann an jeder gewünschten Stelle auf dem Schaft 2 verriegelt werden.

Sie kann verwendet werden, um das Werkstück auf dem Bolzen zu halten, ohne es Hesskräften zu unterwerfen. Sollte es gewünscht werden, Werkstücke dicht unter Aufwendung von Presskräften zusammenzuhalten, dann kann die Mutter axial in Richtung auf den Kopf 3 des Bolzens 1 im Moment der Durchführung der Verriegelungsdrehung gedrückt werden. Bei. Verwendung von 2 Muttern und gleichzeitiger Verriegelung auf dem Bolzen 1 mit Hilfe von einander entgegengesetzten Drehungen ist es möglich, auf die Einleitung eines Reaktionsmomentes in den Bolzen 1 zu verzichten. Da die Mutter 4 auf dem Bolzenschaft 2 durch Drehung in eine beliebige Richtung verriegelbar ist, können die Mutter und der Bolzen die Wirkung eines Rechts -o .'Linksgewindes einer Befestigungsvorrichtung haben, wodurch die Mutter und der Bolzen voneinander gelöst werden können, abhängig von dem herrschenden Drehkraftsystem. Die Mutter 4 und der Bolzen 1 sind also zur Verwendung als radförmiges Befestigungsmittel geeignet, wo üblicherweise Muttern mit einem Linksgewinde benutzt werden. Diese dargestellte Muttern- und Bolzenkombination ist nicht nur einfach und billig in der Herstellung, sie kann außerdem auch abgenommen werden, wenn sie stark korrodiert ist, was besonders, in der Schiffs- und Landwirtschaftstechnik vorkommt. Das Spiel zwischen der Mutter und dem Bolzen(es ist die Differenz zwischen den Abmessungen ρ und χ und den Abmessungen q und y) ist vorzugsweise größer als ihre Ovalität (das ist die Differenz zwischen den Abmessungen q und ρ und den Abmessungen y und x).

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In diesem Fall wurde eine geringe Teildrehung (beispielsweise von IO ) genügen, um die Mutter un den Bolzen voneinander zu lösen. Bei extremer Korrosion, die das Drehen der Mutter von Hand erschwert, kann der Schaft sicher durch die Mutter getrieben werden, ohne eines von beiden zu beschädigen, so daß sie wieder verwendet werden können.

Es sind verschiedene Abänderungen der gezeigten Muttern- und Bolzenkombinationen möglich. Zum Beispiel können der Schaft 2 und/oder die Mutter 4 mit einem Einführungsabschnitt zur Erleichterung des Aufschiebens der Mutter 4 auf den Bolzen 1 versehen-sein.-Äternativ kann der Schaft 2 über seine ganze Länge ko.lisch ausgeführt sein, um ein relativ großes Spiel an seinem Kopf 3 und ein relativ geringes Spiel an seinem freien Ende zwischen dem Schaft und der Mutter 3 zu erreichen. Die verschieden großen Spiele können verwendet werden, um die Verriegelung durch verschieden weite Umdrehungen der Mutter relativ zum Bolzen zu erhalten. Um die Muttern- und Bolzenkombination erschütterungsfest zu machen, kann der Bolzenschaft verdreht sein, um eine schnecken- oder schraubenförmige Ausbildung des Verriegelungsbereichs des Bolzens 1 zu erreichen.

Die Querschnittformen von Mutter und Bolzen können beliebig gestaltet sein, vorausgesetzt, daß sie radial einander gegenüber—liegende Verriegelungsflächen haben, die durch gegenläufige Drehungen von Mutter und Bolzen aneinander zur Anlage kommen.

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Obwohl in der zeichnerischen Darstellung die Muttern- und Bolzenkambination 2 Verriegelungsbereiche auf jedem Teil zeigen, kann eine beliebige Anzahl solcher Bereiche einschließlich einer einzigen vorgesehen

werden, di_e sieh über den Umfang des jeweiligen Elements verteilen. Die Querschnittsformen von Mutter und Bolzen können von den Verriegelungsbereichen von sich kreisförmig erstreckenden Keilformen eines der Glieder /■- abweichen.

Es ist auch möglich, einen oder mehrere kleine radiale Vorsprünge oder Hocker auf den Verriegelungsbereichen entweder der Mutter oder des Bolzens vorzusehen. Diese Vorsprünge greifen durch die Verriegelungsdrehung von Mutter und Bolzen wirkungsvoll in . die jeweils gegenüberliegende Verriegelungsfläche und bilden dadurch eine sichere Verriegelungsverbindung. Solche kleinen Vorsprünge können sowohl plastische als auch elastische Deformationen auf den gegenüberliegenden Verriegelungsbereich verursachen. Allgemein betrachtet kann eine Klemmwirkung insgesamt zwischen der Mutter und dem Bolzen sowohl plastische als auch elastische Deformationen -hervorrufen.

Claims

to · v-ING. H. ARENDT KUBBBTUBSTR. 2 ■ TICLKFON 00 3071 ITZ 3000 HANNOVKR 1 Hannover, den 13. November 1980 NEUE SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Befestigungsmittel aus ineinandergreifenden Elementen mit einem tragenden und einem von diesem getra— genen Teil, welche nach passender Ausrichtung axial gegeneinander verschiebbar sind, wobei eines der EIe-

mente mit einem Verriegelungsbereich versehen ist, der als ein sich kreisförmig erstreckender Keil mit einer

* radialen, progressiven Steigung ausgebildet ist und

bei einer Drehung der Elemente in Umfangsrichtung gegeneinander mit einem Verriegelungsbereich des anderen Elements zusammenwirkt und zu einer progressiv anwach-

senden Klemmverriegelung der Elemente miteinander führt, dadurch gekennzeichnet, daß das tragende Teil (1) eine langgestreckte Form hat und das getragene Teil (4) im Vergleich hierzu kurz ist, und daß sich der Verriegelungsbereich (2) des tragenden Teils (1) im wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckt, wodurch das getragene Element auf dem tragenden Teil zu einer gewünschten Position schiebbar und mit diesem verriegelbar ist.

2.) Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elemente (1), (4) mit mehreren sich winklig um den Umfang des jeweiligen Elements erstreckenden Verriegelungsbereichen versehen sind.

3.) Befestigungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des aufschiebbaren Elements (4) von im wesentlichen gleicher Form ist, jedoch geringere Abmessungen aufweist als der Außenumfang des tragenden, einsteckbaren Elements (1).

4.) Befestigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl den Innen- als auch der Außenumfang der beiden Elemente die Form einer regelmäßigen Elipse zur Erzeugung 2 verschiedener Verriegelungsbereiche auf jedem Element aufweisen.

5.) Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verriegelungsbereich des einsteckbaren Elements (1) schneckenförmig um dessen Längserstreckung gewunden ist.

6.) Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das tragende Element (1) konisch am Ende ausläuft.

7.) Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente als Bolzen (1) und Muttern (4) ausgebildet sind .