DE8717315U1

DE8717315U1 - Self-locking screw element

Info

Publication number: DE8717315U1
Application number: DE8717315U
Authority: DE
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-07-14

Description

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Il ItK &ugr; , ,Il ItK &ugr; , ,

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IG 2328IG2328

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Selbstsicherndes SchraubelementSelf-locking screw element

Die.Erfindung betrifft ein selbstsicherndes Schraubelement
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 -. The invention relates to a self-locking screw element
according to the preamble of claim 1 -.

Ein Problem bei VerschraubUhgeh besteht darin» dies© gegen ein
unbeabsichtigtes Lösen zu sichern» Bekannte Sicherungseinrich-A problem with screwing is that it is
to prevent accidental release» Known safety devices

tungen und SiGherungsmaßnahmen bestehen aus Sprengringeri, fments and safety measures consist of snap rings,

Splinten, Verstemmen^ etc. Für eine Sicherung von unterschied- fSplints, caulking^ etc. For securing different f

liehen Einschraubstellungen_s insbesondere bei Verstellelemen- Iscrew-in positions _s especially for adjustment elements I

ten, werden üblicherweise Kontermuttern verwendet, mit deren |ten, lock nuts are usually used, with their |

Hilfe ein Gewindebolzen oder eine Gewindestange in einer Ge- IHelp a threaded bolt or a threaded rod in a Ge- I

windehülse oder einer Verstellmuffe verspannt wird. |threaded sleeve or an adjusting sleeve. |

Die Sicherung mit einer Kontermutter erfordert das zusätzliche |Securing with a lock nut requires the additional |

Sicherungsbauteil einer Kontermutter, das Anziehen einer Kon- |Locking component of a lock nut, tightening a lock nut |

termutter nach einem Verstellvörgang bzw. das Lösen der Kofi- f|terminant after an adjustment process or loosening the cofi- f|

termutter vor einer Änderung der Einstellung. Diese Sicherung 1terminmutter before changing the setting. This fuse 1

ist somit insgesamt aufwendig. Weiter besteht bekanntlich die |is therefore very complex. Furthermore, there is the |

Gefahr, daß sich eine so gesicherte Verschraubung trotz der j§Danger that a screw connection secured in this way may become loose despite the j§

Kontermutter löst. ^Loosen the lock nut. ^

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein selbstsichern- 1The object of the invention is to provide a self-locking 1

des Schraubelement, insbesondere ein Schraubelement mit Ver- Iof the screw element, in particular a screw element with Ver- I

Stellsicherung, zu schaffen, das einfach im Aufbau und der f Setting security, to create a simple structure and the f

Handhabung ist. |handling is. |

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. PThis object is achieved with the features of claim 1. P

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Gernäß Anspruch 1 ist an dem selbstsichernden Schräübelement ein erster Gewindebereich mit einer ersten Gewindeächse und Wenigstens ein zweiter Gewindebereich mit einer aweiten Gewindeächse vorgesehen, Der erste und zweite Gewindebereich sind durch einen scharnierartigen Steg mit federnder Rückstellkraft verbunden^ Im unbelasteten bzw. nicht verschraubten Zustand schließen die erste und zweite Gewindeächse einen Winkel ein, d. h. der gesamte Gewindeveflauf des Schraubelements ist nicht geradelinig, axial ausgerichtet &igr; Erst beim Einschrauben bzw. im verschräubten Zustand werden die Gewindebereiche axial ausgerichtet. According to claim 1, the self-locking screw element is provided with a first threaded area with a first thread axis and at least a second threaded area with a wide thread axis. The first and second threaded areas are connected by a hinge-like web with a spring-loaded restoring force. In the unloaded or unscrewed state, the first and second thread axes form an angle, i.e. the entire thread path of the screw element is not straight, but axially aligned. The threaded areas are only axially aligned when screwed in or in the screwed state.

Durch die federnde Rückstellkraft in den einzelnen Gewindeabschnitten ergibt sich eine Vorspannung innerhalb der Verschraubung, so daß das Schraubelement selbstsichernd am Gegenelement gehalten wird. Die Sicherung wirkt unabhängig von der Einschraubstellung solange nur die Gewindeknickstelle an der Verschraubung teilnimmt und federnd koaxial ausgerichtet wurde» Die erfindungsgemäße Sicherung eignet sich somit insbesondere als Verstellsicherung für Schraubelemente, die ent-^ sprechend ihrer Funktion in unterschiedliche Stellungen eingeschraubt werden.The spring-loaded restoring force in the individual thread sections results in a pre-tension within the screw connection, so that the screw element is held in a self-locking manner on the counter element. The locking mechanism works independently of the screw-in position as long as only the thread bend is involved in the screw connection and has been aligned coaxially with springs. The locking mechanism according to the invention is therefore particularly suitable as an adjustment lock for screw elements that are screwed into different positions depending on their function.

Bevorzugt werden zwei in einem Winkel im unbelasteten Zustand zueinander liegende Gewindebereiche verwendet, da die Herstellung solcher Schraubelemente einfach durchführbar ist und für die Mehrzahl der Anwendungsfälle geeignet sein dürften. Es können jedoch unter Verwendung des Erfindungsgedankens auch mehrere einen Winkel einschließenden Gewindebereiche an einem Schraubelement vorgesehen sein, so daß bei einer Vielzahl von solchen Bereichen auch eine etwa stetig gekrümmte Gewindeachse gebildet sein kann.Preferably, two threaded areas are used that are at an angle to one another in the unloaded state, since the manufacture of such screw elements is easy to carry out and should be suitable for the majority of applications. However, using the inventive concept, several threaded areas enclosing an angle can also be provided on one screw element, so that with a large number of such areas, an approximately continuously curved thread axis can also be formed.

Die Wirkung der Selbstsicherung wird je nach Anwendungsfall und Erfordernis durch die Rückstellkraft des Steges in Verbindung mit der Größe des Winkels zwischen den Gewindeachsen bestimmt .The effect of the self-locking mechanism is determined depending on the application and requirement by the restoring force of the web in conjunction with the size of the angle between the thread axes.

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NaGh Anspruch 2 soll das Schraubelement ein Schraubenbolzen öder* auch eine Gewindestange mit Außengewinde sein* Zweckmäßig wird hier der Steg an der radialen Außenseite vorgesehen, so daß an der Umgangsfläche im Bereich des Stegs das Gewinde axial durchläuft. Dadurch wird die koaxiale Ausrichtung der im Winkel zueinander liegenden Gewindebereiche beim Einschraubvörgang erleichtert.According to claim 2, the screw element should be a screw bolt or* a threaded rod with an external thread*. The web is expediently provided on the radial outside so that the thread runs axially through the peripheral surface in the area of the web. This facilitates the coaxial alignment of the thread areas that are at an angle to one another during the screwing-in process.

Mit Anspruch 3 wird Vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Sicher rung an einer Gewindehülse bzw. Schraubenmutter mit Innengewinde vorzusehen. Hier wird die koaxiale Ausrichtung der Gewindebereiche beim Einschrauben eines Schraubenbolzens oder einer Gewindestange erreicht.Claim 3 proposes to provide the locking device according to the invention on a threaded sleeve or screw nut with an internal thread. Here, the coaxial alignment of the threaded areas is achieved when screwing in a screw bolt or a threaded rod.

Eine besonders bevorzugte Anwendung ergibt sich gemäß Anspruch &Iacgr; bei einer Verstellmuffe, die entsprechend dem Prinzip eines Spannschlosses arbeitet. Dazu ist eine Gewindehülse vorgesehen mit einem Rechtsgewinde von der einen Seite und einem Linksge-^ Winde von der anderen Seite. Diese beiden Gewindebereiche sind in durch Stege verbundene Bereiche mit winkeleinschließenden Gewindeachsen unterteilt. Bevorzugt sind die Stege relativ nahe an den beiden Endseiten angebracht, damit die Sicherung auch dann noch wirkt, wenn die Gewindestangen nur wenig in die Verstellmuffe eingeschraubt sind. Die Verstellmuffe ist in an sich bekannter Weise mit einem Kerkzeugansatz für eine Verdrehung bzw. Längenverstellung der beiden eingeschraubten Gewindestangen zueinander versehen.A particularly preferred application is in accordance with claim 1 in an adjusting sleeve that works according to the principle of a turnbuckle. For this purpose, a threaded sleeve is provided with a right-hand thread on one side and a left-hand thread on the other side. These two thread areas are divided into areas connected by webs with angle-enclosing thread axes. The webs are preferably attached relatively close to the two end sides so that the locking mechanism still works even if the threaded rods are only slightly screwed into the adjusting sleeve. The adjusting sleeve is provided in a manner known per se with a tool attachment for twisting or adjusting the length of the two screwed-in threaded rods relative to one another.

Um den Durchgang der Gewindestangen in der Verstellmuffe zu gewährleisten, ist es in diesem Fall nach Anspruch 5 erforderlich, den Steg im radial äußeren Bereich vorzusehen.In order to ensure the passage of the threaded rods in the adjusting sleeve, it is necessary in this case according to claim 5 to provide the web in the radially outer area.

Vorteilhaft wird das Schraubelement gemäß Anspruch 6 einstückig zusammen mit dem Steg aus flexiblem, elastischem Kunststoff, beispielsweise Polyamid, hergestellt. Bei einem Schraubenbolzen mit Außengewinde, wie in Anspruch 2 beansprucht, können abgewinkelte Gewindebereiche in der Her-Advantageously, the screw element according to claim 6 is manufactured in one piece together with the web from flexible, elastic plastic, for example polyamide. In a screw bolt with an external thread, as claimed in claim 2, angled thread areas can be produced

stellungsfitJfisi tffcrgt^ehan öeiri, wobei sich bei der Entformung keine Schwierigkeiten ergeben. Anders liegt der Fall bei Öewindehülsen öder Versteilmüffen mit Innengewinde. Die Verspannung Und Äbwinkelung der Gewindebereiche zueinander kann S für diesen Fall durch eine gesteuerte, im Bereich des Stegs im Vergleich zum Übrigen Kunststof^bereich unterschiedliche Abkühlung im SpritzwerkzöUg erzeugt werden, Die Abkühlung deö Kunststoffteils muß so gesteuert werden, daß der Steg an der Innenseite mit Zug- oder Druckspannungen belastet wird. BeimThe positional fit of the part is achieved without any difficulties during demoulding. The situation is different with threaded sleeves or adjusting sleeves with internal threads. The tension and angulation of the threaded areas relative to one another can be achieved in this case by controlled cooling in the injection moulding tool, which is different in the area of the web compared to the rest of the plastic area. The cooling of the plastic part must be controlled in such a way that the web is subjected to tensile or compressive stresses on the inside.

iö Auswerfen des Teils aus dem Werkzeug stellen dann die Spannungen die Gewindeachsen abgewinkelt zueinander ein, so daß sich der Spalt zwischen den beiden Gewindebereichen im nicht einge^ schraubten Zustand (spannungsarmer Zustand) verengt oder Verbreitert. Es wird somit eine unter Federspannung stehende, schräg gestellte Kontermutter erhalten, die bei der koaxialen Ausrichtung ein Bremsmoment bewirkt. Beim Verstellen muß dieses Bremsmoment überwunden werden. When the part is ejected from the tool, the tensions then set the thread axes at an angle to each other, so that the gap between the two thread areas narrows or widens when not screwed in (low-tension state). This creates a spring-loaded, angled lock nut that causes a braking torque when aligned coaxially. This braking torque must be overcome when adjusting.

Anhand von Zeichnungen werden zwei Ausführungsformen der Erfindung mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher erläutert.Two embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of drawings with further features, details and advantages.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Verstellmuffe mit zwei Sicherungen im spannungslosen, nicht "«^schraubten Zustand,Fig. 1 an adjusting sleeve with two safety devices in the de-energized, not screwed state,

Fig. 2 die Verstellmuffe nach Fig. 1 mit zwei eingeschraubtenFig. 2 the adjusting sleeve according to Fig. 1 with two screwed

Gewindestangen,
30Threaded rods,
30

Fig. 3 eine Draufsicht in Axialrichtung auf die Verstellmuffe nach Fig. 2,Fig. 3 is a plan view in axial direction of the adjusting sleeve according to Fig. 2,

Fig. 4 die Ausführung einer Schraube mit einer Sicherung Im nicht eingeschraubten Zustand.Fig. 4 the design of a screw with a lock in the unscrewed state.

In Fig. 1 ist eine Verstellmuffe 1 dargestellt mit einemIn Fig. 1 an adjusting sleeve 1 is shown with a

1 oberen Rechtsgewinde 2 und einem unteren Linksgewinde 3- Sowohl das Rechtsgewinde 2 als auch das Linksgewinde 3 enthalten I jeweils einen zur Mitte hinweisenden längeren, ersten Hauptge- I Windebereich 4 und 5· Diese Gewindebereiche 4 und 5 sind ko- { axial ausgerichtet. Sowohl mit dem Gewindebereich 4 als auch dem Gewindebereich 5 ist jeweils ein zweiter Nebengewindebereich 6 und 7 verbunden. Die Verbindung erfolgt jeweils über * einen Steg 8 bzw. 9, der scharnierartig flexibel und elastisch mit einer federnden Rückstellkraft behaftet ist. Die Gewinde- | bereiche 6 und 7 haben gegenüber der Hauptgewindeachse 10 ge- § neigte Gewindeachsen 11 und x2, die mit der Hauptgewindeachse 10 ;^; 1 upper right-hand thread 2 and a lower left-hand thread 3- Both the right-hand thread 2 and the left-hand thread 3 each contain a longer, first main thread region 4 and 5 pointing towards the centre. These thread regions 4 and 5 are co-axially aligned. A second secondary thread region 6 and 7 is connected to both the thread region 4 and the thread region 5. The connection is made via a web 8 or 9 which is flexible and elastic like a hinge and has a spring-loaded restoring force. The thread regions 6 and 7 have thread axes 11 and 2 which are inclined relative to the main thread axis 10 and which are aligned with the main thread axis 10 ^.

fr ;fr ;

Winkel 13 und Ik einschließen. Diese geneigte Stellung wird erreicht, indem Querspalte 15 und 16 vorgesehen sind, die bei \ einer entsprechend gesteuerten Abkühlung der Stege 8, 9 ver- jInclude angles 13 and Ik . This inclined position is achieved by providing transverse gaps 15 and 16, which, when the webs 8, 9 are cooled in a suitably controlled manner,

engt werden, indem durch die Abkühlung Spannungen in den Stegen 8, 9 erzeugt werden. Zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Verstellsicherung wäre es ebensogut möglich, die Winkel- | stellung zur anderen Seite hin vorzusehen, d. h. die Spalte | 15, 16 im unbelasteten Zustand zu verbreitern. |be narrowed by generating tensions in the webs 8, 9 through cooling. To implement the adjustment lock according to the invention, it would be equally possible to provide the angular position towards the other side, i.e. to widen the gaps 15, 16 in the unloaded state. |

I In Fig. 2 ist wiederum die Verstellmuffe 1 aus Fig. 1 darge- \ stellt, wobei aber nunmehr eine Gewindestange 17 mit Rechtsge- \ winde und eine Gewindestange 18 mit Linksgewinde in die Gewindebereiche 2 und 3 eingeschraubt sind. Der Einschraubvorgang könnte beispielsweise so durchgeführt werden, daß die Gewindestange 17 entlang der Gewindeachse 11 solange eingeschraubt wird, bis sie in den Bereich des Spaltes 15 reicht. Anschlie- ,>, I In Fig. 2, the adjusting sleeve 1 from Fig. 1 is shown again, but now a threaded rod 17 with a right - hand thread and a threaded rod 18 with a left-hand thread are screwed into the thread areas 2 and 3. The screwing process could, for example, be carried out in such a way that the threaded rod 17 is screwed in along the thread axis 11 until it reaches the area of the gap 15. Then ,

&Idigr; ßend kann die Gewindestange 17, beispielsweise in einem ent- | &Idigr; nd the threaded rod 17, for example in a corresponding |

sprechenden Werkzeug, unter Überwindung der Rückstellkraft des |speaking tool, overcoming the restoring force of the |

Steges 18 koaxial zur Hauptgewindeachse 10 ausgerichtet werden fweb 18 is aligned coaxially to the main thread axis 10 f

und dann weiter in die Verstellmuffe eingeschraubt werden, wie |and then screwed further into the adjusting sleeve, as |

dipR In Fig. 2 dargestellt ist, Entsprechend wird mit'der Ge- 'dipR In Fig. 2 is shown, accordingly, with the 'Ge-'

Windestange 18 beim EinSdhraubVörgang verfahren. ||Move winch rod 18 during screwing process. ||

Für eine Längenverstellung der Gewindestangen 17₍ IS bzw. dor daran angebrachten Bauteile zueinander .wird die Verßtellniuffe 1 mit Hilfe eines Werkzeugs verdreht. Dö2U ist die Verstell-To adjust the length of the threaded rods 17 ₍ IS) or the components attached to them, the adjustment sleeve 1 is turned using a tool. Dö2U is the adjustment

muffe 1 als Sechskant 19 ausgebildet, wie aus der Draufsicht der Fig. 3 zu erkennen ist. Je nach Verdrehung bewegen sich die Gewindestangen 17 und 18 auseinander oder zusammen (Pfeile 20, 21).sleeve 1 is designed as a hexagon 19, as can be seen from the top view of Fig. 3. Depending on the rotation, the threaded rods 17 and 18 move apart or together (arrows 20, 21).

Die Verstell- bzw. Verdrehsicherung wird dadurch erreicht, daß der zweite Nebengewindebereich 6 oder 7 in Bezug auf die ersten Hauptgewindebereiche 4 und 5 mit einem Kippmoment uc'.er Spannung stehen, was durch die Pfeile 22 und 23 angedeutet ist. Diese Kippmomente führen zu einem Bremsmoment innerhalb der Gewindegänge und damit zu einer Sicherung.The adjustment or rotation lock is achieved by the second secondary thread area 6 or 7 being subjected to a tilting moment in relation to the first main thread areas 4 and 5, which is indicated by the arrows 22 and 23. These tilting moments lead to a braking moment within the threads and thus to a lock.

Als weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Sechskantschraube 24 dargestellt mit einem Schraubenkopf 25 und einem Schraubenbolzen 26, der mit einem Außengewinde 27 versehen ist.As a further embodiment according to Fig. 4, a hexagon screw 24 is shown with a screw head 25 and a screw bolt 26 which is provided with an external thread 27 .

Ein erster Gewindebereich 28 und ein zweiter Gewindebereich haben jeweils Gewindeachsen 30 und 31, die einen Winkel 32 einschließen und über einen Steg 33 verbunden sind. Der Steg 33 stellt eine scharnierartige, flexible und elastische Verbindung zwischen den Gewindebereichen 28 und 29 her.A first threaded area 28 and a second threaded area each have thread axes 30 and 31, which enclose an angle 32 and are connected via a web 33. The web 33 creates a hinge-like, flexible and elastic connection between the threaded areas 28 and 29.

Beim Einschrauben der Schraube 24 in eine Gewindehülse werden beim Einschraubvorgang die Gewindeachsen 30 und 31 koaxial ausgerichtet, d. h., der gesamte Schraubenbolzen in seine gerade, gestreckte Form gebracht. Dadurch entsteht ebenso wie in der Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 3 wegen des federnden Steges 33 eine Spannung zwischen Gewindehülse und Schraubenbolzen, die als Bremsmoment und Verstellsicherung wirkt.When screwing the screw 24 into a threaded sleeve, the thread axes 30 and 31 are aligned coaxially during the screwing process, i.e. the entire screw bolt is brought into its straight, elongated form. As in the design according to Figs. 1 to 3, this creates a tension between the threaded sleeve and the screw bolt due to the spring web 33, which acts as a braking torque and adjustment lock.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit der Erfindung ein einfaches, einstückiges und wirksam selbstsicherndes Schraubelement zur Verfügung gestellt Wird.In summary, it is stated that the invention provides a simple, one-piece and effectively self-locking screw element.

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Claims

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IG2328

5CHUIZANSPRoCHE Self-locking screw element

1. Self-locking screw element

with a first thread region with a first thread axis,

characterized,

that at least one second threaded region (6, 7; 29) with a second thread axis (11, 12, 31) is provided,

that the first and second threaded areas (4, 5i 28 and 6, 7; 29) are connected by a hinge-like web (8, 9; 33) with a resilient restoring force, and

that the first and second thread axes (IQ and 11, 12; 30 and 31) enclose an angle (13, 14; 32) in the unloaded or unscrewed state and the two thread areas (10 and 11, 12; 30 and 31) are coaxially aligned in the screwed state.

Z. Self-locking screw element according to claim 1, characterized in that the screw element is a screw bolt (24 or 26) with an external thread (27),

3. Self-locking screw element according to claim 1, characterized in that the screw element has a threaded sleeve

( »lit* I( »lit* I

* »ill ce im* »ill ce im

(1) or screw nut with internal thread.

4. Self-locking screw element according to claim 3, characterized in that the threaded sleeve is designed as an adjusting sleeve (1) with a right-hand thread area (2) and

a left-hand thread area (3), and in these two thread areas (2, 3) thread areas (4 and 6; 5 and 7) connected by webs (8, 9) with angles (13, 1&Oacgr; enclosing thread axes (10 and 11, 12) are included. 10

5. Self-locking screw element according to one of claims to 4, characterized in that the web (8, 9; 33) lies in the radially outer region of the screw element (1; 24).

6. Self-locking screw element according to one of claims to 5, characterized in that the screw element (1; 24) and the web (8, 9; 33) consist of a single piece made of flexible, elastic plastic and a transverse gap (15, 16) is located in the region of the web (8, 9; 33).