DE901018C

DE901018C - Schraubensicherung

Info

Publication number: DE901018C
Application number: DEF9033A
Authority: DE
Inventors: Paul Robert Frei
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-05-16
Filing date: 1952-05-11
Publication date: 1954-01-07
Also published as: GB704509A; BE511410A; CH285243A; FR1055664A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubensicherung durch zwei miteinander zusammenarbeitende Schraubenmuttern, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Muttern an den gegeneinander zugekehrten Stirnseiten je sowohl mindestens einen mit einer Gleitfläche versehenen Fortsatz aufweisen als auch mindestens eine den Fortsatz der anderen Mutter aufzunehmen bestimmte, mit einer schrägen Anzugsfläche versehene Ausnehmung besitzen, welche sich in Umfangsrichtung der Gewindebohrung der Mutter über einen vom Fortsatz nicht eingenommenen Umfangsteil erstreckt, wobei eine gewisse Verdrehung der beiden Muttern gegeneinander möglich ist, wenn die Fortsätze in die Ausnehmungen eingreifen, und wobei während dieser Verdrehung die Gleitflächen der Fortsätze mit den Anzugsflächen der Ausnehmungen zusammenarbeiten, um ein Verklemmen der Muttern auf einem Schraubenbolzen herbeiführen zu können. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. r eine einzelne der beiden miteinander zusammenarbeitenden Schraubenmuttern im axialen Schnitt,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Mutter von Fig. i,

Fig. 31 schematisch und teilweise im axialen Schnitt eine Schraubenverbindung mit zwei miteinander zusammenarbeitenden Muttern nach Fig. ι und 2.

Die in Fig. ι und 2\ dargestellte Schraubenmutter io weist an ihrer in der Zeichnung oberen Stirnseite einen Fortsatz ii auf, welcher die Gestalt eines zur Gewindebohrung der Mutter konzentrischen Sektors hat, dessen Zentriwinkel α beim gezeigten Beispiel 6o° beträgt. Der Fortsatz besitzt eine mit Gewinderillen versehene Fläche 12, die eine Fortsetzung der Wandung der Gewindebohrung

bildet. Von der Gewindebohrung abgekehrt ist eine Gleitfläche 13 am Fortsatz vorhanden, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel wenigstens annähernd eine zur Gewindebohrung konzentrische Kegelfläche ist. Der Fortsatz 11 ist mittels eines Halses 14 an den Mutterkörper angeschlossen, damit das freie Ende des Fortsatzes in radialer Richtung zur Gewindebohrung etwas federn kann.

An der gleichen Stirnseite weist die Mutter 10 ferner eine Ausnehmung 15. auf; welche sich in Umfangsrichtung der Gewindebohrung über den vom Fortsatz 11 nicht eingenommenen Umfangsteil erstreckt. Diese Ausnehmung 151 ist eine Ansenkung der Gewindebohrung und besitzt eine schräge Anzugsfläche 16, welche eine spiralförmig verlaufende Kegelfläche ist, deren Spitze auf der Mittellängsachse der Gewindebohrung liegt und deren Neigung mit derjenigen der kegeligen Gleitfläche 13 des Fortsatzes 11 übereinstimmt. Der spiralförmige Verlauf der Anzugsfläehe 16 ist in Fig. 2 durch die Kante 17 zwischen der Fläche 16 und der ebenen Stirnfläche der Mutter 10 sichtbar, wobei zu erkennen ist, daß der Verlauf dieser Kante nur wenig von einer Kreislinie abweicht. Die Ausnehmung 15 ist derart gewählt, daß der Fortsatz ii^a einer in gleicher Weise ausgebildeten zweiten Mutter io^fl gemäß Fig. 3 in sie eingreifen kann und daß hierbei die Gleitfläche 13° des Fortsatzes ii^a mit der Anzugsfläehe 16 zusammenarbeiten kann. Wenn zwei in der beschriebenen Weise geformte Muttern 10 und IOC miteinander auf einen gemeinsamen Schraubenbolzen rS aufgeschraubt werden, während die Fortsätze 11 und τι" in die Ausnehmungen i'5^a bzw. 151 eingreifen, ist eine gegenseitige Verdrehung der Muttern möglich, weil der Zentriwinkel α der die Fortsätze bildenden Sektoren kleiner ist als die Umfangswinkel der Ausnehmungen. Der Zentriwinkel α muß in jedem Fall kleiner als i8o° sein. Praktisch ist es jedoch vorteilhaft, den Zentriwinkel sogar kleiner als 90° zu wählen, damit sich die Ausnehmungen 15 bzw 15° über mindestens 27o° des Umfanges der Gewindebohrung erstrecken können.

Durch die Verwendung von zwei miteinander zusammenarbeitenden Schraubenmuttern ία und io^a auf einem gemeinsamen Schraubenbolzen 1® ergibt sich eine vorzügliche Schraubensicherung. Vor dem Aufschrauben auf den Bolzen 18 werden die mit dem Fortsatz und der Ausnehmung versehenen Stirnseiten der Muttern gegeneinandergekehrt und die Fortsätze in Eingriff mit den Ausnehmungen gebracht. Dann schraubt man beide Muttern zusammen auf den Schraubenbolzen 18 auf, wobei nur die eine, nämlich die untere Mutter id der beiden Schraubenmuttern zu drehen ist, weil die andere zufolge gegenseitigen Anschlagens der Fortsätze 11 und ii^a selbsttätig mitgenommen wird. Bei diesem Vorgang herrscht zwischen den Anzugsflächen 16 und i6^a und den zugehörigen Gleitflädien 13" und 13 etwas Spiel, so daß ein gegenseitiges Verklemmen der beiden Muttern nicht stattfindet. Wenn die untere Mutter 10 mit Hilfe eines Schlüssels festgezogen ist, setzt man den gleichen Schlüssel an der oberen Mutter icfi an und zieht dieselbe ebenfalls fest, und zwar in gewohnter Weise durch eine Drehung im Uhrzeigersinn, sofern es sich um rechtsgängige Schrauben handelt. Hierbei werden die beiden Muttern 10 und io^a gegeneinander verdreht. Weil sich dabei die obere Mutter io^ö nach unten bewegt, verschwindet das Spiel zwischen den Flächen 13' und i6^a bzw. 13" und! 16, und diese Flächen kommen zum Zusammenarbeiten. Der spiralförmige Verlauf der Anzugsflächen 16 und 16" wirkt in gleichem Sinn. Bevor die beiden Fortsätze Ii und ii^a mit ihren anderen Seitenflächen wieder zum Anschlag kommen, verkeilen sich die Fortsätze in den Ausnehmungen 15^s bzw. 15,. Dadurch ergeben sich seitwärts auf die beiden Muttern wirkende Kräfte, welche die Muttern quer zur Längsrichtung des Schraubenbolzens 18 an ⁸Q diesen anpressen. Gleichzeitig entstehen auf die Muttern wirkende Drehmomente in dem Sinn, daß sich die Muttern auf dem Bolzen 18 schräg stellen möchten. Die Ursache hierfür liegt in der bezüglich der Gewindebohrung unsymmetrischen Ausbildung jeder einzelnen Mutter. Des weiteren werden beim beschriebenen Beispiel die freien Enden der Fortsätze 11 und n^a zufolge der Keilwirkung der Anzugsflächen i6^a bzw. 16 in radialer Richtung gegen den Schraubenbolzen 18 gepreßt. Ein unbeabsichtigtes selbsttätiges Lösen der Muttern wird außerdem noch durch die große zu überwindende Reibung zwischen den Gleitflächen der Fortsätze und den Anzugsflächen der Ausnehmungen erschwert.

Die Sicherung der Schraubenverbindung ist eine mehrfach bessere als in dem bekannten Fall, in dem eine Mutter und eine Gegenmutter verwendet werden.

Wenn wie im beschriebenen Beispiel die Anzugsfläehe 16 der Ausnehmung 15 spiralförmigen Verlauf hat, so müßte strenggenommen auch die Gleitfläche 131° des Fortsatzes ι i^a der anderen Mutter spiralförmig verlaufen. Da aber der Zentriwinkel α des den Fortsatz bildenden Sektors verhältnismäßig klein ist und der spiralförmige Verlauf nur wenig von einem kreisförmigen Verlauf abweicht, kann die Gleitfläche 131° konzentrisch zur Gewindebohrung angeordnet sein.

Es ist auch möglich, sowohl die Gleitfläche der Fortsätze als auch die Anzugsfläehe der Ausnehmungen als konzentrisch zur Gewindebohrung verlaufende Kegelflächen auszubilden, wenn das Gewinde steil genug ist, daß bei der gegenseitigen Verdrehung der beiden miteinander zusammenarbeitenden Muttern io> und io° diese Flächen miteinander zusammenarbeiten können, um ein Verklemmen der Muttern auf dem Schraubenbolzen herbeiführen zu können.

Die beschriebenen Muttern werden vorzugsweise durch Pressen hergestellt und sind aus fabrikations- 12c technischen Gründen mit Vorteil identisch ausgebildet, wie es aus dem gezeigten Beispiel hervorgeht.

Es wäre auch denkbar, jede Mutter mit mehr als einem Fortsatz und mehr als einer Ausnehmung zu versehen, wobei es. im Interesse einer guten

Schraubensicherung jedoch zweckmäßig ist, die Muttern in bezug auf die Gewindebohrung unsymmetrisch zu gestalten, damit eine bessere seitliche Anpressung der Muttern an den Gewindebolzen resultiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schraubensicherung durch zwei miteinander zusammenarbeitende Schraubenmuttern, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern an den gegeneinander zugekehrten Stirnseiten je sowohl mindestens einen mit einer Gleitfläche (13, 13°) versehenen Fortsatz (11, ii^a) aufweisen als auch mindestens eine den Fortsatz der anderen Mutter aufzunehmen bestimmte, mit einer schrägen Anzugsfläche (16, i6^s) versehene Ausnehmung (15, 15°) besitzen, welche sich in Umfangsrichtung der Gewindebohrung der Mutter über einen vom Fortsatz (11, ii°) nicht eingenommenen Umfangsteil erstreckt, wobei eine gewisse Verdrehung der beiden Muttern (10, io°) gegeneinander möglich ist, wenn die Fortsätze (11, ii^ß) in die Ausnehmungen (15, 15") eingreifen, und wobei während dieser Verdrehung die Gleitflächen (13, 13⁰) der Fortsätze (11, ii^a) mit den Anzugsflächen (16, i6^a) der Ausnehmungen (15, 15°) zusammenarbeiten, um ein Verklemmen der Muttern auf einem Schraubenbolzen (18) herbeiführen zu können.

2. Schraubensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzugsfläche (16, i6^a) der Ausnehmungen (15, 15") eine zur Gewindebohrung konzentrische Kegelfläche ist.

3. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (13, 13?) der Fortsätze (11, ii^ö) eine zur Gewindebohrung konzentrische Kegelfläche gleicher Neigung wie die Anzugsfläche (16, i(f) der Ausnehmungen (15, 15°) ist.

4i. Schraubensicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzugsfläche (16, i6^s) der Ausnehmungen (15, 15°) eine in bezug auf die Gewindebohrung spiralförmig verlaufende Kegelfläche ist.

5,. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (13, 13°) der Fortsätze (11, ii°) eine in bezug auf die Gewindebohrung spiralförmig verlaufende Kegelfläche gleicher Neigung wie die Anzugsfläche (16, i6^a) der Ausnehmungen (15, IS«) ist.

6. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (ii,ii^e) jeder Schraubenmutter (10, io") die Gestalt eines zur Gewindebohrung konzentrischen Sektors mit einem Zentriwinkel (α) von weniger als 1-80⁰ hat.

7. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze(n, u^a) je eine mit Gewinderillen (112) versehene, eine Fortsetzung der Wandung der Gewindebohrung bildende Fläche aufweisen.

8. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (13, 13°) der Fortsätze (11, n^a) und die Anzugsflächen (16, ΐό^α) der Ausnehmungen (15, i'5^e) derart ausgebildet sind, daß beim Verdrehen der beiden Muttern (101, io°) gegeneinander die freien Enden der Fortsätze (11, ii°) an den Schraubenbolzen (181) angepreßt werden.

9. Schraubensicherung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (115, 15°) jeder Mutter (ro, iic^) eine Ansenkung der Gewindebohrung ist und die Gleitfläche (13, 13°) des Fortsatzes (11, ii^a) auf der von der Gewindebohrung abgekehrten Seite des Fortsatzes vorhanden ist.

10. Schraubensicherung nach den Ansprüchen ι bis ¹S, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (Ti, ii°) jeder Mutter (10, ΐο^α) mittels eines Halses (11) an den Mutterkörper anschließt, so daß das freie Ende des Fortsatzes (11, ii°) in radialer Richtung zur Gewindebohrung federn kann.

11. Schraubensicherung nach den Ansprüchen ι bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel (α) der die Fortsätze (mi, n^a) bildenden Sektoren höchstens 90⁰ beträgt und sich die Ausnehmungen (15,, 15^s) über mindestens 270⁰ des Umfanges der Gewindebohrung erstrecken.

12. Schraubensicherung nach den Ansprüchen ι bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Muttern (ία, io^a) identisch ausgebildet sind.

Angezogene Druckschriften:
österreichische Patentschrift Nr. 131822;
französische Patentschriften Nr. 933 337, 956601.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5660 12.53