-
Schraubensicherung Die Erfindung betrifft eine Schraubensicherung,
bei welcher auf die zu sichernde Mutter ein mit parallelen Schenkeln versehener
U-förmiger Bügel aufgeschraubt wird, dessen Schenkel mit Gewindebohrungen versehen
sind.
-
Durch die Patentschriften 465 058, 490 310 und 547 940 sind
bereits derartige Schraubensicherungen bekannt, bei welchen die Schenkel des U-förmigen
Bügels .gegeneinander verschränkt sind und die Achse des Gewindes in den Schenkelbohrungen
nach der Unterkante des Rückens hin geneigt ist.
-
Die Erfindung bezweckt, die U-förmige Schraubensicherung als tragende
Mutter auszubilden, bei welcher sich alle Sicherungsfaktoren des bekannten U-Bügels
dynamisch voll auswirken können, so daß der Widerstand dieser tragenden Mutter gegen
Lockerung mit der Beanspruchung zwangsläufig steigt.
-
Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß die Schenkel des U-förmigen
Bügels an ihren dem federnden Bügelrücken gegenüberliegenden Stirnkanten durch der
Gewindesteigung entgegengesetzt geneigte Keilflächen miteinander in Verbindung stehen,
welche derart ausgebildet sind, daß sie die beim Anziehen des Bügels eintretende
horizontale bzw. vertikale Verschiebung der .Schenkel gegeneinander verstärken bzw.begrenzen.
-
Zweckmäßig sind die Innenkanten jedes Bügelschenkels im Anschluß an
seine Keilfläche bis zum Bügelrücken derart verstärkt, daß der Bügel eine nach seinem
Anziehen geschlossene Hohlmutter bildet.
In den Zeichnungen ist
die bekannte Schraubensicherung sowie der Erfindungsgegenstand' beispielsweise und
rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. i bis 4 die bekannte Schraubensicherung
in Seitenansicht und Draufsicht (Fig. i und 2) sowie im Schaubild auf einem Gewindebolzen
(Fig. 3 und 4), Fig. 5 und 6 je ein Teilschaubild zweier Ausführungsformen der Tragmutter
gemäß der Erfindung und Fig. 7 bis io in verschiedenen Ansichten Schau-1> lder einer
dritten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
-
Zum Verständnis desErfindungsgegenstandes ist es notwendig, von dem
bekannten U-förmigen Bügel nach den Patentschriften 465 o58, 490 31o und 547 94o
auszugehen.
-
Gemäß Fig. i bis 4 besteht dieser Bügel aus den Schenkeln i und 2,
die je mit einem Gewindegang 3 bzw. 4 versehen und durch den federnden Bügel 5 verbunden
sind. Die beiden .Schenkel i und 2 sind senkrecht zum Bügel 5 um den Winkel ß verschränkt.
-
Der Bügel 5 ist dadurch verdreht, und zwar beim Rechtsgewinde nach
rechts und beim Linksgewinde nach links. Hierdurch entstehen beim Aufschrauben des
Bügels im Gewinde Verspannungen, und zwar ein Axialdruck durch die Druckfederung
des Bügels und ein Radialdruck durch die Torsionsfederung im Bügel.
-
Schraubt man den Bügel auf einen Gewindebolzen 6 @(Fig. 3) und läßt
dann eine Tragmutter 7 gegen den Bügel 5 herauwandern, so zeigt sich bei Anwendung
von Lösungsüberdruck (Überlast) eine eigenartige Verformung der Schenkel 1, 2, wie
sie übertrieben in Fig. 4 dargestellt ist. Diese bei Überlast zu beobachtende Verformung
.bzw. Wanderung der Schenkel 1, 2 findet im Normalfall praktisch unsichtbar in gleichet
Weise statt, wodurch eine Blockierung der Tragmutter 7 mit absoluter Sicherheit
erreicht wird.
-
Bei Belastung der Schraubensicherung bewegen sich die Punkte a, b
des Schenkels i gegen die Punkte c, d des Schenkels 2 zunächst dem Gewindegang folgend
nach rechts im Sinne einer axialen Versetzung. Der Bügel 5 zeigt kaum eine Bewegung,
sondern beharrt mit zunehmender Verdrehung in seiner Stellung.
-
Die Punkte c und d des Schenkels 2 weichen anfangs mit Neigung nach
links und dann allmählich nach oben aus. Bei weiterer Drucksteigerung biegt sich
der untere Schenkel a in beiden Punkten c und d stark nach oben, wobei schließlich
das Gewinde abschert. Die Schenkel i und 2 nähern sich immer mehr, bis sie fast
aufeinanderliegen, während die Lage des Bügels 5 sich nur-unbedeutend verändert,
so daß er als Drehpunkt angesprochen werden kann, um den sich die Schenkeliverformungen
axial vollziehen.
-
Die technische Aufgabe, aus der bekannten U-förmigen Schraubensicherung
nach den genannten Patentschriften eine tragende Mutter zu entwickeln, besteht darin,
die Schenkel i und 2 derart elastisch miteinander zu verbinden, daß alle Sicherungsfaktoren
des U-Bügels sich dynamisch voll auswirken können.
-
Gemäß Fig. 5 erfolgt die elastische Verbindung der iSchenkel 1, 2
an ihren dem Bügel bzw. Rücken 5 gegenüberliegenden Stirnkanten 8 und 9 durch der
Gewindesteigung entgegengesetzt geneigte Keilflächen io, i i.
-
Diese Keilflächen sind derart zueinander :geneigt, daß sie die beim
Anziehen des Bügels (Fig. 4) eintretende horizontale Verschiebung der Schenkel i
und 2 gegeneinander verstärken und die gleichzeitig auftretende vertikale Verschiebung
der Schenkel gegeneinander begrenzen.
-
Durch diese Keitverbindung der dem Rücken 5 gegenüberliegenden Stirnkanten
8, 9 des Bügels wird somit die Elastizität der Bügelschenkel weder in bezug auf
den Axialdruck durch die Druckfederung des Bügels noch in bezug auf den Radialdruc'k
durch die Torsionsfederung im Bügel beschränkt. Andererseits wird aber erreicht,
daß bei einem bestimmten Lösungsdruck die beiden Schenkel i und 2 bzw. ihre Kanten
8 und 9 sich nicht mehr entsprechend der übertriebenen Darstellung gemäß Fig. 4
einander nähern, sondern sich starr gegeneinander abstützen und somit die erstrebte
tragende Mutter bilden.
-
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.6 ist die Wirkung der Keilflächen
io und i i die gleiche, jedoch sind die dem Rücken 5 gegenüberliegenden Kanten 8
und 9 der Schenkel i und 2 im Anschluß an die entsprechende Keilfläche io bzw. ii
verstärkt.
-
Führt man diese Verstärkung bis zum Bügelrücken 5, so ergibt sich
die Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis io.
-
Fig.7 zeigt den Bügel vor dem Anziehen in Richtung auf die Keilflächen
gesehen und Fig. 8 eine entsprechende Ansicht um 6>o° nach rechts verdreht.
-
Wird die Schraubensicherung gegen die zu sichernde Mutter 7 angezogen,
so verformen sich die Schenkel 1, 2 in der in Fig. 4 übertrieben dargestellten Weise,
bis die Scheitel der Keilflächen die gegenüberliegende Innenseite des anderen Schenkels
berühren. Dann liegen auch die Stirnflächen der Verstärkungen gegen die entsprechende
Innenseite des gegenüberliegenden Schenkels an, so daß die Sicherung eine geschlossene
Hohlmutter bildet.
-
Die schiefen Ebenen der beiden Keilflächen io und i i sind so gegeneinander
abgestimmt, daß die auftretende Reibung das seitliche Ausweichen der Schenkel i
und 2 nicht verhindert. Bei dem geringen Spielraum, der in Bruchteilen von Millimetern
seine Begrenzung findet, erscheinen in der praktischen Ausführungsform die Keilflächen
io, i.i dem Auge fast senkrecht und scheinbar parallel ausgerichtet.
-
In den zeichnerischen Darstellungen mußten alle diese Dimensionen
erheblich übersteigert dargestellt werden, um die Wirkung sinnfällig erläutern zu
können.
-
Bei der bekannten Bügelsicherung dient als Maßstab für ihre Sicherungskapazität
das Abschermoment
der Kronenmutter mit Splint als Meßzahl in m/kg.
Ist z. B. bei einer bestimmten Kronenmutter (M io nach DIN 94, Splint 2 mm Durchmesser)
das Bruchabschermoment o,9 bis i,o m/kg, so entspricht dem ein Höchstrückdrehmoment
der Schraubensicherung von i, i bis 1,4 m/kg.
-
Die Keilflächen io und' i i der tragenden Sicherungsmutter
gemäß der Erfindung sind so gegeneinander abgestimmt, daß die Sicherungskapäzität
der Mutter analog der bekannten Schraubensicherung ebenfalls dem Bruchabschermoment
der Kronenmutter als Norm entspricht.
-
Die Schenkel i und 2 liegen trotz der Verstärkungen scheinbar aufeinander,
da die Konizität der Keilnasen nur den Bruchteil eines Millimeters beträgt. Es verbleibt
aber innerhalb der Elastizitätsgrenze ein geringer Spielraum.
-
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 10 sind die Verstärkungen
der Seitenkanten der Bügelschenkel i und 2 auf der einen Seite (Fig. 7 bis 9 rechts)
mit dem oberen Schenkel i und auf der anderen Seite (Fig. 7 bis 9 links) mit dem
unteren Schenkel 2 verbunden bzw. bestehen mit diesen Kanten aus einem Stück, damit
der obere Schenkel i frei wandern kann. Beim Aufschrauben der Hohlmutter erfolgt
der letzte scharfe Anzug mit dem Schraubenschlüssel lediglich am oberen Schenkel
i, bis die Hohlmutter an allen Seiten fest geschlossen erscheint (Fig. 9 und io).
Zur Herstellung der Hohlmutter gemäß der Erfindung eignen sich die gleichen Werkstoffe
wie für die bekannte U-förmige Schraubensicherung, z. B. Stahl, Messing, Aluminium-Bronze,
Aluminium-Legierungen usw.