KR100969744B1

KR100969744B1 - Self-locking fastening device

Info

Publication number: KR100969744B1
Application number: KR1020047016889A
Authority: KR
Inventors: 요제프 에쉐르
Original assignee: 아큐먼트 게엠베하 운트 콤파니 오하게
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2010-07-13
Also published as: KR20050016358A

Abstract

본 발명은 하나 이상의 제1 부분을 제2 부분에 체결하기 위한 나사 또는 너트 및 중앙의 보어홀(11)을 구비하는 와셔(10)를 포함하는 자체-록킹 체결 장치에 관한 것이다. 자체-작동 나사풀림이 방지되도록, 상기 와셔(10)의 두 개의 표면들은 체결 장치가 조여지는 동안에 상기 나사 또는 너트, 그리고 제1 부분의 표면 위나 안으로 고정되는 수단(12, 14)을 포함한다. 체결 장치가 조여지는 중에 탄성에 대한 반대쪽으로 압축될 수 있도록, 와셔(10)는 탄성을 가지도록 형성된다.The invention relates to a self-locking fastening device comprising a washer (10) having a screw or nut for fastening at least one first part to a second part and a central borehole (11). In order to prevent self-actuating loosening, the two surfaces of the washer 10 comprise the screw or nut and means 12, 14 fixed on or in the surface of the first part while the fastening device is tightened. The washer 10 is formed to be elastic so that the fastening device can be compressed opposite to the elasticity while being tightened.

Description

Self-locking fastening device {SELF-LOCKING FASTENING DEVICE}

본 발명은 하나 이상의 제1 부재를 제2 부재에 체결하기 위한 나사 또는 너트를 속박하기 위한 자체-록킹 체결 장치에 관한 것으로서, 상기 체결 장치는 중앙의 보어홀을 구비하고, 또한 자체-작동 나사풀림(self-actuated unscrewing)이 방지되도록 체결 장치가 조여지는 도중에 나사 또는 너트, 그리고 제1 부재의 표면 위나 안으로 고정되는 수단이 그 표면에 구비된 와셔를 포함한다. The present invention relates to a self-locking fastening device for constraining a screw or nut for fastening one or more first members to a second member, the fastening device having a central bore hole and also self-acting screw loosening. The screw or nut during the tightening of the fastening device to prevent self-actuated unscrewing, and a washer provided on the surface is provided with means for fastening onto or into the surface of the first member.

양쪽 표면에 리브가 있는 와셔를 포함하는 자체-록킹 체결 장치는 EP 426 895 B1 에 이미 공지되어 있다. Self-locking fastening devices comprising washers with ribs on both surfaces are already known from EP 426 895 B1.

공지된 자체-록킹 체결 장치는 나사 연결부에 충분한 예비인장(pretension)이 있는 한 효과적인 안전 장치일 뿐만 아니라 DE 2556985 C2 에 기재된 자체-록킹 스크류로서도 작용한다. 이 경우, 극단적인 셋틀링(settling)으로 인해 연결부가 예비인장을 잃게되고, 그에 따라 풀림(untightening)에 대항하는 록킹이 더이상 존재하지 않게 된다. 짧은 클램핑 길이를 가지는 짧은 나사를 이용한 연결부에서 주로 고정이 필요하기 때문에, 풀림 위험이 크다. 이는 짧은 클램핑 길이를 가지는 연결부내의 나사의 탄성 신장 역시 작기 때문이다. 그러한 경우에, 수십 밀리미터의 셋틀링 양이 예비인장의 손실을 유도할 수 있으며, 그에 따라 나사 연결부의 자체-작동식 나사풀림 위험을 유도할 수 있다. The known self-locking fastening device is not only an effective safety device as long as there is sufficient pretension at the screw connection, but also acts as a self-locking screw described in DE 2556985 C2. In this case, the extreme settling causes the connection to lose its pretension, so that there is no longer any locking against untightening. The risk of loosening is high because the fixing is mainly necessary at the connection with short screws having a short clamping length. This is because the elastic elongation of the screw in the connection with short clamping length is also small. In such cases, a settling amount of several tens of millimeters can lead to a loss of pretension, thereby leading to a risk of self-actuating screwing of the screw connection.

따라서, 본 발명의 해결 과제는 EP 426895 B1 에 따른 자체-록킹 체결 장치를 개선하여, 보상될 수 있는 셋틀링 양을 충분히 크게 하고 그에 따라 예비인장의 손실 위험을 상당히 작게 하는 것이다. Therefore, the problem of the present invention is to improve the self-locking fastening device according to EP 426895 B1, so that the amount of settling that can be compensated is sufficiently large and thus the risk of pretension loss is considerably small.

본 발명에 따르면, 이러한 과제는 체결 장치의 조임중에 자신이 가진 스프링 힘의 반대쪽으로 압축될 수 있는 방식의 탄성을 가지는 와셔에 의해 해결될 수 있다. According to the invention, this problem can be solved by a washer having elasticity in a manner that it can be compressed to the opposite side of its spring force during tightening of the fastening device.

이러한 연결부에서, 와셔가 반경방향을 따라 위쪽으로 휘어지는(cambered) 것이 특히 바람직하며, 이때 오목한 표면은 부재를 향하고 볼록한 표면은 나사머리 또는 너트를 각각 향한다. 이러한 방식에서, 최대로 큰 와셔의 스프링 힘이 얻어진다. In this connection, it is particularly preferred that the washer is cambered upward along the radial direction, with the concave surface facing the member and the convex surface facing the screw head or nut, respectively. In this way, the spring force of the largest washer is obtained.

또한, 와셔가 바깥쪽 영역내에서만 반경방향을 따라 위로 휘어지고 안쪽 부분은 편평한 것이 바람직하다. 이러한 방식에서, 편평한 내측 지지부로 인해 예비인장이 보다 크게 손실된 경우에도 나사의 지지부 전체 길이에 걸쳐 와셔의 상면의 리브(rib)들이 나사머리와 접촉하는 것이 보장된다 . 와셔의 바닥면에서는 이러한 것이 반드시 필요하지는 않는데, 이는 매우 큰 마찰 반경으로 인해 개방 방향을 따른 와셔의 스프링 작용으로도 충분한 록킹 작용이 유지되기 때문이다. It is also preferred that the washer bends upward along the radial direction only in the outer region and the inner portion is flat. In this way, it is ensured that the ribs on the upper surface of the washer contact the screw head over the entire length of the support of the screw even if the pretension is lost more because of the flat inner support. This is not absolutely necessary at the bottom of the washer, since a very large friction radius maintains sufficient locking action even with the spring action of the washer along the opening direction.

만약 바깥쪽의 위로 휘어진 경계 영역가 내측 보어홀과 바깥쪽 경계 사이인 와셔 폭의 절반에만 걸쳐 연장한다면, 이러한 연결부의 최적의 스프링 특성이 얻어진다. If the outwardly curved boundary region extends only over half the width of the washer between the inner borehole and the outer boundary, optimal spring characteristics of this connection are obtained.

바람직하게, 자체-작동 나사풀림을 방지하기 위한 수단으로서, 리브 프로파일이 제공된다. 이러한 프로파일들은 매우 단순하게 제조될 수 있고 큰 효율을 가진다. Preferably, as a means for preventing self-acting loosening, a rib profile is provided. These profiles can be made very simple and have great efficiency.

제조시의 재료 및 비용 절감을 위해 이러한 연결부에서, 상기 나사 또는 너트와 마주하는 표면상의 보어홀에 인접한 안쪽 영역에, 그리고 상기 부재와 마주하는 표면상의 외측 경계부에 인접한 바깥쪽 영역상에 리브 프로파일들을 제공하는 것이 바람직하다. In this connection, in order to save material and cost in manufacturing, rib profiles are formed in the inner region adjacent to the borehole on the surface facing the screw or nut and on the outer region adjacent the outer boundary on the surface facing the member. It is desirable to provide.

이와 관련하여, 리브 프로파일들이 와셔의 반경방향 폭의 절반 내지 2/3 에 걸쳐서만 연장하는 것이 특히 바람직하다.In this connection, it is particularly preferred that the rib profiles only extend over half to two thirds of the radial width of the washer.

이하에서는, 첨부 도면에 도시된 두 개의 실시예들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to two embodiments shown in the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 자체-록킹 체결 장치용 와셔의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a washer for a self-locking fastening device according to the invention.

도 2 는 와셔의 제2 실시예의 단면도이다. 2 is a cross sectional view of a second embodiment of a washer;

도 1 은 자체-록킹 체결 장치를 위한 본 발명에 따른 와셔의 제1 실시예를 도시한다. 와셔(10)는 나사산 형성부(볼트, 나사)가 통과하는 중앙의 보어홀(11)을 가지는 일반적인 와셔 형상을 가진다. 일반적인 와셔와 달리, 본 발명에 따른 와셔는 내측으로부터 외측까지 반경방향을 따라 위쪽으로 휘어지고 충분히 강한 탄성 재료로 구성된다. 1 shows a first embodiment of a washer according to the invention for a self-locking fastening device. The washer 10 has a general washer shape with a central bore hole 11 through which thread forming parts (bolts, screws) pass. Unlike conventional washers, the washers according to the present invention bend upwards radially from the inside to the outside and are made of a sufficiently strong elastic material.

도 1 에서, 와셔(10)는 대응하는 너트 또는 나사머리는 와셔의 위쪽에 위치되고, 체결되는 부재는 와셔의 아래쪽에 위치되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 방식에서, 와셔(10)는 너트 또는 나사의 머리 방향으로는 볼록하게, 그리고 부재 방향으로는 오목하게 되도록 위쪽으로 휘어진다. 실제 사용에 있어서, 나사머리 또는 너트와 마주보는 와셔(10)의 상면은 와셔의 폭의 약 2/3 에 걸쳐 연장하는 적절한 리브 프로파일(12)을 구비한 중앙의 보어홀에 직접 접한다. 여기에서 와셔의 폭이란 와셔의 보어홀과 바깥쪽 모서리 사이의 영역을 말한다.In FIG. 1, the washer 10 is shown with a corresponding nut or screw head positioned above the washer and the fastening member positioned below the washer. In this way, the washer 10 is bent upwards to be convex in the head direction of the nut or screw and concave in the member direction. In practical use, the top surface of the washer 10 facing the screw head or nut is in direct contact with the central borehole with a suitable rib profile 12 extending over about two thirds of the width of the washer. The width of the washer here is the area between the borehole and the outer edge of the washer.

동일한 방식으로, 부재와 마주하는 와셔(10)의 바닥면에도 바깥쪽 경계로부터 와셔 폭의 약 절반까지 연장하는 적절한 리브 프로파일이 제공될 수 있다. 대응하는 리브 프로파일이 예를 들어 EP 426895 B1 또는 DE 2556985 C2 로부터 공지되어 있으며, 그에 따라 상세히 설명하지 않는다. In the same way, the bottom face of the washer 10 facing the member may also be provided with a suitable rib profile that extends from the outer boundary to about half the width of the washer. Corresponding rib profiles are known for example from EP 426895 B1 or DE 2556985 C2 and are therefore not described in detail.

도 2 는 자체-록킹 체결 장치를 위한 본 발명에 따른 와셔(10')의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 그 실시예에서 와셔(10') 폭의 중간 정도까지 평평한 안쪽 영역을 가지며, 그 후에 반경방향을 따라 바깥쪽 영역에서는 와셔의 위쪽으로 휘어지는 부분이 시작된다. 나사머리 또는 너트와 마주하는 와셔(10')의 상면에는 편평한 영역내에서만 적절한 리브 프로파일(12')이 제공되는 반면, 부재와 마주하는 와셔(10')의 하면에서는 리브 프로파일(14')이 바깥쪽의 위쪽으로 휘어진 영역내에만 제공된다. Figure 2 shows another embodiment of a washer 10 'according to the invention for a self-locking fastening device, in which it has a flat inner area up to about half the width of the washer 10', after which the radius In the outer area along the direction, the upward bend of the washer begins. The upper surface of the washer 10 'facing the screw head or nut is provided with a suitable rib profile 12' only within a flat area, while the rib profile 14 'is provided at the lower surface of the washer 10' facing the member. It is provided only within the outer curved area.

체결 장치가 조여지는 도중에 와셔(10, 10') 재료의 스프링 작용에 대항하여 상기 와셔(10, 10')가 편평한 형상으로 가압됨으로써, 본 발명에 따른 와셔(10, 10')를 구비하는 자체-록킹 체결 장치의 기능이 개선된다. 이렇게 함으로써, 예를 들어 EP 426895 B1 에 도시된 바와 같은 리브 프로파일(12, 14, 12', 14')들이 공작물 및 나사머리 또는 너트 각각의 재료내에 매립(embedded)된다. 이러한 방식에서, 매우 큰 마찰이 극복되어야 하기 때문에 체결 장치는 자체-작동 나사풀림에 대항하여 고정된다. While the fastening device is tightened, the washers 10, 10 'are pressed into a flat shape against the spring action of the washer 10, 10' material, thereby providing itself with the washers 10, 10 'according to the invention. -The function of the locking fastening device is improved. By doing so, rib profiles 12, 14, 12 ', 14', for example as shown in EP 426895 B1, are embedded in the material of the workpiece and the screw head or nut respectively. In this way, the fastening device is fixed against self-acting threading because very large friction has to be overcome.

연결부가 셋틀링되어야 하는 경우에, 본 발명에 따른 와셔(10, 10')는 개방 방향으로 스프링 작용을 하고 리브 프로파일(12, 14, 12', 14')들은 셋틀링에도 불구하고 부재에 대항하여 그리고 나사머리 또는 너트 각각에 대항하여 충분한 힘으로 여전히 가압된다. 대응하는 셋틀링에도 불구하고, 자체-작동 나사풀림에 대항하여 고정이 유지된다. In the case where the connection is to be set, the washers 10, 10 ′ according to the invention spring against the open direction and the rib profiles 12, 14, 12 ′, 14 ′ oppose the member despite the settling. And with sufficient force against each of the screw heads or nuts. Despite the corresponding settling, the fixation is maintained against self-acting thread loosening.

본 발명의 경우에, 와셔의 스프링 힘이 가능한 한 클수록 특히 유리하다. 그러나, 와셔의 상면 및 바닥면 전체에 리브 프로파일을 반드시 양각(emboss)할 필요는 없다. 보어홀(10)로부터 와셔 지지부의 약 2/3 의 바깥 지름부까지의 상면에 리브(12)를 제공하는 것만으로도 충분하다. 바닥면에서는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 보어홀(10)의 방향을 따른 바깥쪽 지름의 지지부 길이의 절반에 걸쳐 리브(14)를 제공하는 것만으로도 충분하다. 당연히, 양쪽면에 리브들이 제공된 EP 426895 에 따른 편평한 디스크에 대응하는 방식에 따라 와셔의 전체 상부면 및 바닥면에 걸쳐 리브들을 제공하는 경우에도, 본 발명에 따른 와셔는 기능을 한다. 그러나, 이러한 목적 달성에 필요한 비용을 부분적으로 절감할 수도 있을 것이다.In the case of the present invention, it is particularly advantageous that the spring force of the washer is as large as possible. However, it is not necessary to emboss the rib profile all over the top and bottom surfaces of the washers. It is sufficient just to provide the ribs 12 on the upper surface from the borehole 10 to the outer diameter of about two-thirds of the washer support. At the bottom, as shown in FIG. 1, it is sufficient to provide the ribs 14 over half of the length of the support of the outer diameter along the direction of the borehole 10. Naturally, the washer according to the invention functions even if the ribs are provided over the entire top and bottom surfaces of the washer in a manner corresponding to a flat disc according to EP 426895 provided with ribs on both sides. However, it may be possible to partially reduce the costs required to achieve this goal.

도 2 에 따른 실시예는, 큰 예비인장 손실의 경우에도, 나사머리 또는 너트 각각에서의 편평한 안쪽 지지부로 인해, 와셔 상면상의 리브(12')가 나사 또는 너트 각각의 지지부의 전체 길이에 걸쳐 나사머리 또는 너트 각각과 접촉된 상태를 여전히 유지하는 것을 보장한다. 와셔의 바닥면에서, 이러한 것이 반드시 필요하지 않은데, 이는 매우 큰 마찰 지름으로 인해 개방 방향을 따른 와셔(10')의 스프링 작용만으로도 충분한 안전 작용이 유지되기 때문이다 .The embodiment according to FIG. 2 shows that even in the event of large pretension losses, due to the flat inner support at each of the screw heads or nuts, the ribs 12 'on the top of the washer screw across the entire length of the support of each of the screws or nuts. Ensure that it is still in contact with each of the heads or nuts. At the bottom of the washer, this is not absolutely necessary because the spring action of the washer 10 'along the opening direction is sufficient to maintain a sufficient safety action due to the very large friction diameter.

본 발명에 따른 와셔의 재료 또는 열처리는 EP 526895 B1 에 따른 양쪽면에 리브를 가지는 디스크에서와 동일한 방식으로 이용되고 실시될 수 있을 것이다. The material or heat treatment of the washer according to the invention may be used and carried out in the same way as in a disc with ribs on both sides according to EP 526895 B1.

Claims

A self-locking fastening device for restraining a screw or nut for fastening at least one first member to another member, the fastening device comprising two central boreholes 11 and 11 ', a concave surface and a convex surface. Washers (10, 10 ') having two surfaces and rib profiles (12, 14; 12', 14 ') formed to prevent self-actuation loosening,

The washer is formed in an elastic manner that can be compressed opposite to the elasticity caused by bending along the axial direction,

Rib profiles 12, 12 'on the convex surface of the washer are located in an inner region adjacent to the borehole, and rib profiles 14, 14' on the concave surface of the washer are located on the outer edge of the washer. Located in an adjacent outer area,

The rib profiles 12, 14; 12 ′, 14 ′ of each of the convex and concave surfaces of the washers extend in a range from at least half of the washer width to up to 2/3. Device.

The method according to claim 1,

Self-locking fastening device, characterized in that the washer (10 ') is bent only in the outer region along the radial direction and the inner region is flat.

The method according to claim 2,

Self-locking fastening device, characterized in that the curved outer region extends only over half of the width of the washer (10 ').

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