SE445848B - Tvadelad lasbricka med kilverkan - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 8503319-1 Dessa kända tvådelade låsbrickor åstadkommer en i och för sig effektiv låsverkan men uppvisar vissa ofullkomligheter i avseende på möjligheten att noggrannt kontrollera den sträckning respektive förspänning som skruven utsättes för såväl under montering som i det slutliga skruvförbandet.

I ett kvalificerat högbelastat skruvförband förspännes skruven normalt till 70% av materialets sträckgräns. Ur funktionsynpunkt är det givetvis av stor vikt att denna förspänning verkligen innehålles. Förspänningen kontrol- leras vid dragning av förbandet med hjälp av en så kallad momentnyckel som anger det på muttern eller skruvskallen utövade vridmomentet, med erforderliga korrektioner för friktion i gängor respektive mellan muttern eller skruv- skallen och - i vanliga fall - den yttre làsbrickans ut- sida. I förekommande fall måste även friktion mellan den inre låsbrickan och underlaget tagas med i beräkningen.

Vid användning av kända tvådelade låsbrickor uppträder relativt stor friktion mellan mutter (skruvskalle) och den yttre låsbrickan vid dragning av förbandet. Friktionen kan vara så stor att även den inre brickan kommer att rotera mot underlaget. Dessa friktionsmoment mellan brickorna och muttern (skruvskallen) är ytterst svåra.att:säkert fast- ställa, då brickorna är försedda med griptänder som mer eller mindre gräver in sig i anslutande materialyta.

För att den kända tvádelade låsbrickan skall arbeta säkert så att ett motverkande tillräckligt låsningsmoment uppnås i händelse förbandet tenderar att lossna, har man tidi- gare utfört kammarna med relativt stor lutning respektive höjd. När skruvförbandet avsiktligt skall lossas, och den inre brickan normalt fasthålles vid underlaget medan den I yttre brickan helt följer mutterns (skruvskallens) rota- tion, kommer skruven att behöva sträckas i den utsträck- ning som svarar mot hela kamhöjden på brickorna, vilket innebär att ett betydande lossningsmoment måste ansättas.

Skulle skruvens förspänning på grund av svårkontrollerad åtdragning vara större än beräknat,_kan skruven komma att sträcka sig över elasticitetsgränsön, vilket oj är önsk- värt. l0 15 20 25 30 35 8503319-1 Uppfinningen har till syfte att åstadkomma en tvådelad làsbricka för ett skruvförband av inledningsvis angivet slag vilken ej är behäftad med ovan angivna nackdelar och möjliggör säkert kontrollerbar åtdragning av skruvförban- det till önskad förspänning av skruven, varvid samtidigt tillförsäkras ett relativt lågt erforderligt vridmoment för lossande av förbandet under ringa ytterligare sträck- ning av skruven.

Detta syfte enligt uppfinningen uppnås med hjälp av en tvådelad låsbricka med kännetecken enligt åtföljande patentkrav l.

Genom utformningen av friktionständerna får dessa en ensi- digt riktad verkan mot brickans anliggningsyta. Friktions- tänderna på den inre låsbrickan hindrar sålunda brickan att rotera i lossningsriktningen relativt underlaget men hindrar väsentligen ej brickan att under àtdragningen rotera i motsatt riktning relativt underlaget. Friktions- tänderna på den yttre låsbrickan hindrar åter muttern respektive skruvskallen att rotera i låsningsriktningen relativt brickan men hindrar väsentligen ej muttern res- pektive skruvskallen att under åtdragning rotera i mot- satt riktning relativt brickan. Genom friktionständernas form erhålles ett friktionsmotstánd som tillnärmelsevis svarar mot friktionsmotståndet vid en helt plan bricka utan friktionständer.

En låsbricka med friktionständer enligt uppfinningen har överraskande god gripverkan mot brickans anliggningsyta även när friktionstânderna har små dimensioner. De små griptänderna med mycket svag ensidig lutning utvecklar ett lågt motstånd när skruvförbandet åtdrages, men ut- vecklar genom kantverkan vid ansatsen ett mycket effektivt motstånd mellan brickan och dess anliggningsyta när för- bandet skall lossas. ._........._.-_._...._.-..-.w~..-------f-~ 10 15 20 25 30 "35 33055194 I en låsbricka av föreliggande slag måste brickans kamytor med nödvändighet ha större lutningsvinkel än skruvförban- dets gängstigningsvinkel. Då lutningen av kamytorna på lås- brickan enligt uppfinningen endast medför en sträckning av skruven mindre än 10% av skruvens sträckning vid åtdraget förband, kan lutningen av kamytorna begränsas så att kam- ytornas lutningsvinkel endast obetydligt överstiger gäng- stigningsvinkeln.

För att tillförsäkra särskilt god friktion mellan den inre låsbrickan och underlaget i lossningsriktningen kan det vara lämpligt att utföra nämnda bricka med ökad diameter och motsvarande ökad längd av friktionständerna. Friktions- tänderna får därigenom bättre möjlighet att gripa fast i underlaget. En motsvarande ökning av den yttre brickans diameter ger vanligen ej någon motsvarande förbättrad grepp- verkan, då diametern av muttern eller skruvskallen är be- gränsad.

I en lämplig kombination av en inre och en yttre lásbricka med olika diameter av friktionsytorna kan den inre och den yttre låsbrickan gemensamt begränsas av en från den inre brickans undersida konvergerande konisk yta.

För att sammanhörande yttre och inre brickor alltid skall åtföljas kan den yttre brickan ha konisk omkrets, vilken med spel omfattas av en från den inre brickan utgående ringfläns, så att brickorna i viss grad kan åtskiljas för att tillåta kammarna att passera varandra.

Alternativt kan brickorna sammanhållas med hjälp av ett på kamytorna aplicerat elastiskt vidhäftande material, varigenom den sammansatta tvådelade låsbrickan alltid står till förfogande i form av ett komplett aggregat.

Friktionständerna är företrädesvis anordnade på den kam- marna motsatta sidan av låsbrickan ungefär mittemellan 10 l5 20 25 30 35 8303319-1 kammarnas toppar vilket ger en lämplig materialfördelning i brickan och därvid minskar risken för uppträdande sprick- bildning vid brickans värmebehandling. Antalet friktions- tänder kan vara lika med eller mindre än antalet kammar på brickan, då även ett begränsat antal friktionständer i många fall ger tillräcklig gripverkan mellan brickan och dess anliggningsyta.

Uppfinningen beskrivas nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritning.

Figur l visar i perspektiv en yttre làsbricka med ensidigt verkande friktionständer enligt uppfinningen.

Figur 2 är en partiell sidovy av brickan i större skala visande profilen av en friktionstand och en del av dess kamprofil.

Figur 3 visar i perspektiv en inre låsbricka med ensidigt verkande friktionständer enligt uppfinningen.

Figur 4 är en partiell sidovy i större skala av sistnämnda bricka visande profilen av en friktionstand och brickans kamprofil.

Figur 5 är en sidovy av den kompletta tvådelade låsbrickan med en inre och en yttre bricka med ett större antal kam- mar i ingrepp med varandra och med ett sammanhâllande vid- häftande skikt mellan kammarna, Figur 6 visar en schematisk utbredning av den tvådelade brickans omkrets med respektive kamytor i direkt anligg- ning mot varandra.

Figur 7 är ett axiellt delsnitt genom en ytterligare utföringsform av den tvàdelade låsbrickan. 10 15 8303319-1 Figur 8 är ett axiellt delsnitt genom en ytterligare alternativ utföringsform av den tvådelade brickan.

Figur 9 är en patiell planvy av den inre brickan med radiella friktionständer.

Figur l0 är en partiell planvy av den yttre brickan med radiella friktionständer.

Den tvådelade låsbrickan enligt uppfinningen har en mot undersidan av skruvförbandets mutter eller skruvskalle anliggande yttre låsbricka 10 och en mot förbandets fasta underlag anliggande inre låsbricka 1 (fig. l och 3).

Brickorna 1 och 10 har lika ytterdiameter och är båda försedda med en central öppning 6 av lika diameter i båda brickorna. De båda brickorna är försedda med kammar 3 med 10 15 20 IQ U1 30 83033194 svagt lutande kamytor 4 och främre kamväggar 5, bildande de mot varandra i monterat tillstànd anliggande komple- mentära ytorna av brickorna. I monterat tillstànd är brickorna placerade kring en genom den centrala öppningen 6 utsträckt skruv som ingriper i det underlag mot vilket den inre brickan 1 anligger. Skruven kan vara en från underlaget utgående pinnskruv - vilken i föreliggande sammanhang betraktas som vridfast relativt underlaget - eller en genom underlaget införd skallskruv. Skruvskallen eller en pa pinnskruvens yttre ände pàskruvad mutter an- ligger i monterat tillstànd mot den yttre brickans 10 utsida.

Den inre làsbrickan 1 är försedd med kammar 3 med kamytor 4 och främre kamväggar 5. Pa sin mot underlaget anliggande sida har brickan väsentligen radiella friktionständer 2. Såsom framgår av figur 4 är dessa friktionständer ensidiga, d v s. tänderna utövar kraftig friktionsverkan i en rotationsriktning av brickan mot dess anliggningsyta och en svag friktionsverkan i motsatt riktning. För detta ändamål har tänderna den på figur 4 visade profilen med en mot underlaget riktad gripkant 2.1. Gripkanten hindrar brickans rotation relativt underlaget när muttern eller skruvskallen tenderar att rotera i lossningsriktningen (pilen u på figur 9). Pa motsatt sida av friktionstanden övergår denna via ett avplanat parti 2.3 och en slänt 2.2 i brickans mot underlaget anliggande utsida.

Den yttre brickan 10 är liksom den inre försedd med kammar 3 med kamytor 4 och främre kamväggar 5 av komplementär form. Pa sin mot undersidan av skruvför- bandets mutter eller skruvskalle anliggande sida har brickan väsentligen radiella friktionständer 11. Såsom framgår av figur 2 är dessa friktionständer ensidiga, d v s. tänderna utövar kraftig friktionsverkan i en 10 15 20 25 30 8305519-1 rotationsriktning av brickan mot dess anliggningsyta och en svag iriktionsverkan i motsatt riktning. För ändamålet har tänderna liksom friktionständerna pà den inre brickan en profil enligt figur 2 med en gripkant 11.1 som möter mutterns (skruvskallens) anliggningsyta när denna roterar i riktning att lossa förbandet (pilen u pà figur 1 och 10) och griper i ytan. På motsatt sida av friktionstanden övergår denna via ett avplanat parti 11.3 och en slänt 11.2 i brickans 10 utsida.

Genom den ovan angivna profilen av friktionständerna pa brickorna minskas brickornas friktion mot underlaget respektive muttern ískruvskallenl vid àtdragning. Bada brickorna kan därvid i viss utsträckning rotera i samma riktning som muttern (skruvskallenl när denna atdrages.

Såsom framgår av figur 1 till 4 är kammarna pa en sida av brickan förskjutna relativt friktionständerna pa brickans motsatta sida, sa att en friktionstand ligger tillnärmelsevis mitt emellan tva kamtoppar. Denna placering av kammar och friktionstânder är särskilt fördelaktig i syfte att nedbringa risken för sprickbildning i brickan, i det att eventuella brottanvisningar blir jämnare fördelade över brickans bada sidor.

Làsbrickan kan såsom visat ha lika antal kammar och friktionständer oà varje bricka. Det kan även vara fördelaktigt att förse brickan med ett mindre antal friktionständer är antal kammar. varigenom friktionen mot underlaget respektive mutter eller skruvskalle ytterligare kan minskas vid atdragning. Friktionständerna placeras även i detta fall så att varje tand kommer att ligga tillnârmelsevis mellan tva kamtoppar. Ä Den allmänna funktionen av làsbrickor med kammar 3 är känd. Vid àtdragning av skruvförbandet möter de främre 10 15 25 3D 8303519-1 kamväggarna 5 på respektive brickor varandra och det tva- delade brickaggregatet fungerar som en enhet. Friktions- ytorna ingriper mot underlaget respektive muttern (skruv- skallen) för att kvarhalla denna i làsläge. Beroende oa friktionsytornas utförande uppstår en mer eller mindre markerad intryokning av muttern (skruvskallen) och av underlaget. Syftet är att i varje fall prin~ cipiellt kvarhalla den inre och den yttre brickan vid respektive friktionsanliggningsyta. Tendens hos muttern tskruvskallenl att lossna motverkas genom ökad anligg- ningskraft mellan kammarna 5 när den yttre brickan roteras under åtföljande sträckning av skruven. Sá länge sträckningen av skruven ej överskrider kamhöjden Q kan muttern (skruvskallen) med åtföljande yttre bricka ej rotera sa langt att förbandet lossas. För att avsiktligt lossa förbandet ansättes ett tillräckligt vridmoment på muttern (skruvskallen) som tillater kammarna att passera varandra under elastisk sträckning av skruven. Den resul- terande sträckningen av skruven motsvarar nämnda värde Q minskat med den mot skruvens rotation svarande delen av dess gängstigning och en viss bestående nedtryckning av kamtoppen.

Figur 5 visar den tvàdelade lasbrickan enligt uppfinning- en i sidovy. Den inre och den yttre brickan har i detta fall ett större antal kammar 5 än de pa figur 1 och 3 visade brickorna, men i övrigt lika utförande. Den yttre brickan 10 är försedd med ensidigt verkande friktionstän- der 11 och den inre brickan 1 är likaledes försedd med ensidigt verkande friktionständer 2. Brickorna 1 och 1D sammanhalles i detta fall med hjälp av ett vidhäftande material 19 som är applicerat pa kamytorna 4, varigenom brickorna bildar ett sammanhängande aggregat. Det vidhäf- tande materialet har lämpligen sådana egenskaper att kam- marna tillàtes glida mot varandra. 10 15 N Ü 30 8303319-1 10 Figur 6 visar schematiskt utbredning av en del av de i varandra ingripande briokornas 1,10 omkrets med respek- tive kammar i fullständigt ingrepp med varandra utan spel. Lutningen av kamytorna 4 mot ett olan O-D vinkel- rätt mot förbandets axel anges med lutningsvinkeln medan kamhöjden är betecknad h. För att brickan skall ha làsverkan maste vinkeln u vara större än skruvens stig- ningsvinkel. Vidare maste vanligen kamhöjden h vara större än den axiella sträckning som skruven underkastas genom belastning under drift. Såsom ovan angivits för- spännes vanligen skruven till en sträckning svarande mot 70% av skruvens sträckning vid uppnàdd sträckgräns. Det är ett önskemål dels att nämnda förspänning respektive motsvarande sträckning med rimlig säkerhet kan innehàllas och dels att skruven vid lossning av förbandet sträckes i minsta möjliga grad. Man har tidigare räknat med relativt stor marginal avseende såväl vinkeln som kamhöjden Q för att tillförsäkra erforderlig läsning. Det har nu överraskande visat sig att tillfredställande låsning er- hålles även när vinkeln Ü endast obetydligt överstiger skruvens stigningsvinkel och kamhöjden h är sådan att den endast ger upphov till en ytterligare sträckning av cza 10% när förbandet lossas. Kamytor med sadan verkan har den stora fördelen att skruvförbandet relativt lätt kan lossas utan att skruven utsattes för riskabel sträckning.

Genom kombinationen av ensidigt verkande friktionständer pà brickorna och kammar na brickorna med sådan lutning respektive kamhöjd att o:a 10% översträokning av skruven erhålles vid lossandet, àstadkommes en tvådelad làsbricka med möjlighet till noga kontrollerbar förspänning av skruven, enkelt lossande av förbandet under utvecklande av relativt litet vridmoment, och ringa översträckning av skruven vid lossandet. 10 15 30 8303319-1 ll Gjorda försök visar att en yttre bricka med friktionständer enligt uppfinningen har ungefär samma friktionsverkan mot muttern (skruvskallen) som en plan bricka i åtdragningsriktningen, medan íriktionsverkan i motsatt riktning är betydligt större. Detta gäller motsvarande även en inre bricka.

För att praktiskt tillförsäkra att yttre och inre brickor alltid är kombinerade till en enhet. är det lämpligt att brickparet redan på förhand sammanhålles, ehuru på sådant sätt att brickorna kan rotera relativt varandra. 1 detta syfte kan ett vidhäftande material 19 på kamytorna 4 användas för att roterbart ansluta brickorna till varandra. Materialet kan lämpligen ha en viss smörjverkan för att minska kamytornas inbördes friktion vid lossandet av förbandet. Figur 5 och 7 visar ett sådant utförande där den inre och den yttre brickan sammanhålles med hjälp av ett vidhäftande material 19 enligt ovan.

I motsvarande syfte kan den yttre och inre brickan vara anslutna till varandra såsom visat på figur 8. I detta fall konvergerar den yttre omkretsen 16 av den yttre brickan 10 utåt och cmkretsen 16 omfattas av en från den inre brickan utgående fläns 17 som sträcker sig i samma lutning som den yttre omkretsen 16 med ett visst soel 18 däremellan. Spelet är sådant att brickorna kan åskiljas tillräckligt för att tillåta kammarna 3 att passera varandra, eventuellt under en liten utfjädring av flänsen 17.

För att förbättra den inre brickans grepp mot underlaget kan det vara fördelaktigt att öka diametern av dess anliggningsyta och därmed längden av friktionständerna.

Erfarenheten visar att tändernas gripförmåga mot underlaget vid sammaltotala anliggningstryck ökar. när tänderna har större längd. Friktionskraften eller 10 15 30 8303519-1 -12 gripkraften mellan brickan och underlaget svarar sålunda ej mot den friktionskraft man vanligen har att räkna med mellan två relativt jämna anliggningsytor. Anledningen till den påvisade ökade greppverkan synes sammanhänga med att friktionständerna enligt uppfinningen intryckes i underlaget och arbetar mot detta med en viss kantverkan.

En motsvarande ökning av diametern respektive längden av friktionständerna på den yttre brickan är vanligen ej motiverad med hänsyn till den vanligen begränsade diametern av muttern eller skruvskallen.

En lämplig utföringsform av en tvådelad låsbricka med ökad diameter av den inre brickan är visad på figur 7.

Omkretsen av båda brickorna begränsas av en från den inre brickans undersida konvergerande konisk yta 15 med en lutningsvinkel B mot förbandets axel. Såsom tidigare anförts med hänvisning till denna figur sammanhålles de båda brickorna med hjälp av ett vidhäftande material 19.

Figur 9 och 10 visar i partiella planvyer anordningen av íriktionständer på den inre brickan 1 respektive den yttre brickan ID. Friktionständerna sträcker sig såsom framgår väsentligen radiellt mot förbandets axel. På figurerna är mutterns (skruvskallens) rotationsriktning angiven med pilen t vid åtdragning och med pilen g vid lossande. Brickan på figur 9 är betraktad från dess mot underlaget vända sida medan brickan på figur 10 är betraktad från utsidan. Det framgår av figur 9 att den inre brickan 1 vid åtdragning oåverkas i sådan riktning att slänten 2.2 på friktionständerna möter underlaget, medan à andra sida gripkanten 2.1 möter underlaget och gräver ned sig i detta när brickan påverkas att rotera i lossningsriktningen. Det framgår vidare av figur 1D att_ muttern (skruvskallen) vid åtdragning mäter slänten 11;2 pa brickans 10 friktipnständer, medan tändernas gripkant 11.1 å andra sidan möter anliggningsytan av muttern 1D 8503319-1 l3 (skruvskallenl när denna ruteras i lossningsriktningen, så att rörelsen i denna riktning hindras.

I ovanstående beskrivning är den tvâdelade làsbriokan anordnad för säkring av en mutter pà en från ett underlag vridfast utgående pinnskruv respektive en fràn underlaget utgående skallskruv. Det inses att den tvàdelade lasbrickan nå enahanda sätt kan användas för säkring av ett skruvförband omfattande en skallskruv. som sträcker sig i ett frigàende hal genom två eller flera anslutna delar, och en på skruvens gängade ände skruvad mutter.

Den tvàdelade làsbriokan kan därvid exemoelvis vara anordnad att säkra både skruvskallen och muttern mot resoektive underlag. eller enbart muttern mot dess underlag, i vilket fall skruvskallen är säkrad mot underlaget oà annat sätt.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 8305519-1 Patentkrav

1. Tvådelad låsbricka för säkring av ett skruvförband bestående av en från ett underlag vridfast utgående pinn- skruv med en på pinnskruven skruvad mutter eller en genom underlaget ingripande skallskruv, omfattande en mot under- laget anliggande inre lâsbricka (1) och en mot muttern/- skruvskallen anliggande yttre låsbricka (10) med vardera tillnärmelsevis radiella, i brickans perifeririktning osymmetriska friktionständer (2,11), vilka inre och yttre låsbrickor ingriper med varandra över snedställda komple- mentära kamytor (4) med sådan lutning d-mot ett plan 0-O vinkelrätt mot skruvförbandets axel att den yttre lås- brickan (10) under rotation i mutterns/skallskruvens loss- ningsriktning vid förbandets lossande avlägsnas axiellt från den inre låsbrickan (1) under elastiskt sträckning av skruven, k ä n n e t e c k n a d av att friktionstän- derna (2,11) på den inre (1) och den yttre (10) har en mot underlaget resp. muttern/skruvskallen riktad gripkant (2.1; 11.1) som vid anliggning mot den av underlaget resp. muttern/skruvskallen bildade stödytanhindrar brickan att rotera i lossningsriktningen relativt stödytan men väsent- ligen ej hindrar brickan att vid sådan anliggning rotera i motsatt riktning relativt stödytan under åtdragning av skruvförbandet, varvid friktionständerna (2,11) har en från gripkanten (2.1; 11.1) utgående avplaning (2.3; 11.3) och en därtill anslutande slänt (2.2; 11.2) med svag lut- ning mot brickans plan 0-0, och en från gripkanten utgåen- de mot brickan väsentligen vinkelrät ansats, vilken slänt möter stödytan i âtdragningsriktningen medan ansatsen mö- ter stödytan i lossningsriktningen, och att kamytornas (4) lutning d vid fullständigt lossande av förbandet medför en sträckning av skruven ej överstigande ca 10% av dennas sträckning vid åtdraget förband

2.> Tvådelad lâsbricka enligt krav 1, k ä n n e t e c_k - nya d av att den inre låsbrickan (1) har större ytterdia- meter och motsvarande större längd av friktionständerna 10 15 20 25 30 35 8303319-1 15 än den yttre låsbrickan (10).

3. Tvådelad låsbricka enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den inre (1) och den yttre (10) låsbrickan gemensamt begränsas av en från den inre brickans under- sida konvergerande konisk yta (15).

4. Tvådelad låsbricka enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den yttre omkretsen (16) av den yttre lås- brickan (10) konvergerar koniskt från den inre låsbrickan (1) och omfattas av en från den inre låsbrickan utgående konisk ringfläns (17), varvid ett radiellt spel (18) mel- lan flänsen (17) och den yttre lâsbrickan (10) tillåter begränsad axiell isärdragning av brickorna (1,10).

5. Tvådelad låsbricka enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att den yttre (10) och den inre (1) låsbrickan på känt sätt sammanhålles med hjälp av ett på kamytorna (4) applicerat vidhäftande elastiskt material (19) som tillåter brickorna att rotera relativt varandra.

6. Tvådelad låsbricka enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att friktionständerna (2,11) på den inre och yttre låsbrickan (1,10) är belägna på den kammarna (3) motsatta sidan av brickan ungefär mittemellan kammarnas toppar.

7. Tvådelad låsbricka enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att antalet friktionständer (2,11) på den inre och yttre låsbrickan (1,10) är lika med antalet kammar (3) på brickan.

8. Tvådelad låsbricka enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att antalet friktionständer (2,11) på den inre och yttre låsbrickan (1,10) är mindre än antalet kammar (3) på brickan.