WO1992015792A1 - Screw element which can be secured against unscrewing - Google Patents

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WO1992015792A1
WO1992015792A1 PCT/DE1992/000121 DE9200121W WO9215792A1 WO 1992015792 A1 WO1992015792 A1 WO 1992015792A1 DE 9200121 W DE9200121 W DE 9200121W WO 9215792 A1 WO9215792 A1 WO 9215792A1
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screw
screw element
internal thread
clamping ring
sleeve
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PCT/DE1992/000121
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ralph Müllenberg
Original Assignee
Muellenberg Ralph
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Publication date
Application filed by Muellenberg Ralph filed Critical Muellenberg Ralph
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/02Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
    • F16B39/12Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts
    • F16B39/126Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts causing radial forces on the bolt-shaft
    • F16B39/128Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts causing radial forces on the bolt-shaft by means of eccentrical or spiral interengaging parts

Definitions

  • the split pin nut which is bordered in a crenellated manner on one axial side, the depressions between the battlements being able to be covered with a transverse bore of the screw and a split pin being inserted transversely.
  • Disadvantages here are the necessity of making a transverse bore in the screw and, in particular, the fact that the securing against loosening only occurs in certain rotational positions of the screw element, namely when one of the depressions between the crenellations is in the transverse bore the screw covers, is possible.
  • the invention has for its object to provide a screw element that is secure against unscrewing, in which no special design is required on the screw and the contact surfaces are not damaged by the securing process.
  • the screw element is tightened in the usual way until the desired tension in the screw connection is reached.
  • the clamping ring is then rotated on the spiral surface, as a result of which the sleeve-like attachment, which of course is of correspondingly thin-walled design, is compressed radially and is fixed on the screw with the internal thread, so that a force-locking jam against loosening on the screw is achieved. Only a relatively slight rotation of the body of the screw element and of the clamping ring relative to one another is required to bring about the jamming.
  • the actual clamping connection remains unaffected by this process, because the functions of actuating the screw element to achieve the desired axial force in the screw on the one hand and securing against loosening of the screw element are completely separate from one another.
  • the screw element can be tightened without the contact surfaces of securing elements being damaged and without additional moments having to be applied for the actuation or activation of securing means.
  • due to the radial compression of the bush-like extension provided with the internal thread the engagement of the thread or its supporting portion increases, so that the local surface pressure can be reduced with the same axial forces of the screw connection.
  • spiral surfaces to achieve radial jamming is known per se from GB-PS 293 122.
  • the mutually facing U surfaces of the two rings are spiral in a cross section perpendicular to the axis of the shaft.
  • the screw element with body, sleeve-like attachment and clamping ring forms the basic shape of a locking nut which, according to claim 2, is designed on the outer circumference of the body with a design for attacking a turning tool, for example on the circumference of longitudinal grooves or radial bores for attack has a hook wrench or is hexagonal in the usual way.
  • the clamping ring can also have a corresponding design.
  • the body of the screw element and the clamping ring can be effectively rotated against one another with high torque while simultaneously acting on two turning tools in order to produce the clamping effect on the screw.
  • Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1st
  • the screw element designated 100 as a whole in FIGS. 1 and 2 represents a locking nut which can be screwed onto a screw or screw spindle 1 with an axis 2, which is only indicated by dash-dotted lines in FIG. 1.
  • the screw element 100 comprises a body 3 in the form of a thick disk 4, the thickness of which in the exemplary embodiment shown is approximately a quarter of the diameter.
  • the outer circumference 5 of the disk 4 is cylindrical and has four longitudinal grooves 6, which are evenly distributed over the circumference and on which a hook wrench for rotating the screw element 100 can engage.
  • the body 3 On the right-hand flat side of the disk 4 in FIG. 1, the body 3 has an elevation 7 that is circular in cross-section with an outer boundary surface 8 that is perpendicular to the axis 2 and that forms the contact surface of the screw element 100 with which the screw element bears against a counter surface on a component against which the screw 1 is to be tightened.
  • the washer 4 is provided with an internal thread 9 which can be screwed onto the corresponding external thread of the screw 1.
  • the thread 9 continues through a sleeve-like extension 10 which is coaxial with the axis 2 and which is provided on the flat side of the disc 4 facing away from the elevation 7.
  • the thread 9 thus bears on the screw 1 over the entire length of the body 3 and the shoulder 10.
  • the thread pitch is dimensioned relative to the thickness of the body 3 so that there is space for several threads in the body 3 alone.
  • the axial sleeve-like extension 10 has a radially continuous longitudinal slot 11 at one or more locations distributed over the circumference, which facilitates the radial compression of the extension 10.
  • This radial compression is brought about by a clamping ring 20 which is rotatably arranged on the outer circumference of the axial extension and is not slotted and is provided with a large cross section in comparison to the extension because it has to absorb the ring tensile stresses which give rise to the radial forces.
  • the axial extension 10 protrudes beyond the clamping ring 20 towards the side remote from the body 3 and has an outer circumferential groove 12 there for receiving a snap ring 13, by means of which the clamping ring, which is loose in the untensioned state, is held on the extension 10 and thus the body 3 remains captively connected.
  • the outer circumference 15 of the clamping ring 20 is cylindrical in the exemplary embodiment and has longitudinal grooves 16 in places distributed over the circumference, in which a hook wrench can engage in order to turn the clamping ring 20 relative to the body 3.
  • the clamping arrangement formed by the extension 10 and the clamping ring 20 is explained in detail with reference to FIG. 2.
  • an imaginary cylindrical surface 14 with the center point on the axis 2 is indicated by dash-dotted lines.
  • the outer circumferential surface 17 of the sleeve-like extension 10 is formed by a spiral surface 18 coaxial with the axis 2, the generatrices of which are parallel to the axis 2.
  • the inner surface 27 of the clamping ring 20th is formed by a same spiral surface 28, which rests on the spiral surface 18 from the outside.
  • the two spiral surfaces 18, 28 lie in the first two quadrants of the cross section of FIG.
  • the local radius of the spiral surface 18 decreases from a point 19 of the largest radius according to FIG. 2 in a clockwise direction over almost 360 and jumps back to the largest radius at a point 21 of the smallest radius on a transition surface 22.
  • the inner circumferential surface 27 of the clamping ring 20 is designed accordingly, that is, the radius decreases clockwise from a point 19 'of the largest radius to a point 21' of the smallest radius, whereupon the inner circumferential surface 27 in a transition area 22 'in a narrow angular range such as ⁇ which jumps back to position 19 'of the largest radius.
  • the amount of the slope of the spiral surfaces 18, 28 in the circumferential direction is selected so that it lies in the self-locking area and, therefore, the tightening ring, once tightened, no longer turns back without external torque.
  • a radius difference of 2 mm at 50 mm in diameter is obtained in the settlement a wedge with the slope ⁇ _ "2: 150, which is less equal than one degree, the Grenzwin ⁇ angle of self-locking for steel on steel at about 7.
  • the spiral surfaces 18, 28 are thus far in the self-locking range, which also means that the torque applied to the clamping ring 20 is converted into radial clamping force with a high degree of efficiency.
  • the tensioning arrangement 10, 20 is shown in the not yet fully tensioned state.
  • the transition surfaces 22, 22 ′ are even more adjacent to one another in the circumferential direction.
  • the function of the bracing can be illustrated by the Point 19 of the sleeve-like extension 10 is considered, which has the largest radius of the spiral surface 18.
  • point 19 is pressed radially inward.
  • the axial extension 10 is evenly compressed radially and clamped non-positively on the screw 1.
  • the screw element 100 can no longer be rotated and maintains its rotational position once it has been reached.
  • the radius difference of the locations 19, 21 can be approximately 2 mm for a diameter of the screw 1 of 30 to 50 mm, as in the example already mentioned.
  • the screw element forming a locking nut can be tightened by rotating the body 3 until the boundary surface 8 rests on a counter surface.
  • a torque which causes the tension in the screw 1 is then applied to the body 3, for example with the aid of a hook wrench which engages in the grooves 6.
  • no additional moments have to be applied to secure the screw element 100, ie the entire torque applied to the circumference 5 benefits the tensioning of the screw 1.
  • the tensioning ring 20 is rotated using a similar tool which engages in the grooves 16 of the tensioning ring 20.
  • the sleeve-like extension 10 is radially compressed and clamped on the screw 1 in the manner described. If necessary, this tension can be held against the body 3 with another turning tool so as not to change the tension achieved for the screw 1.
  • the screw element 100 is secured entirely within this element without an attack on the component forming the counter bearing for the boundary surface 8 or on the screw 1 and without the fuse depending on the material of this counter surface.
  • the available length of the thread 9 is increased by the sleeve-like extension 10, and the engagement of the screw thread is also improved by the radial compression in the area of the axial extension 10.
  • the body 3 does not have to be a pure mother, as in the exemplary embodiment shown, but can itself also be a component that performs another function. Also in the example, only one extension 10 with a clamping ring 20 is provided on one side, although a double-sided version and a version with two or more clamping rings on one side are also possible.

Abstract

The screw element (100) proposed comprises a body (3) with an internal thread (9) by means of which it can be screwed on to a screw (1). A longitudinal extension (10) to the body (3) has a spiral external surface (17) on which a locking ring (20) with a matching spiral internal surface (27) is disposed. Rotation of the locking ring (20) with respect to the body (3) locks the extension (10) on to the screw (1) by frictional forces, hence preventing the screw element (100) from unscrewing.

Description

υ ^ ,D/yz PCT/DE92/00121 υ ^ , D / yz PCT / DE92 / 00121
Gegen Losdrehen sicherungsfähiges SchraubelementScrew element that can be secured against loosening
Für Schraubelemente wie Muttern und dergleichen sind vielfältige Ausgestaltungen zur Sicherung gegen Losdrehen der festgezogenen Schraubverbindung unter den axialen Kräften und gegebenenfalls auftretenden Vibrationen be¬ kannt. Die einfachste Ausführungsform ist die Splintmutter, die an einer axialen Seite zinnenförmig begrenzt ist, wobei die Vertiefungen zwischen den Zinnen mit einer Quer¬ bohrung der Schraube zur Deckung gebracht werden können und ein Splint quer hindurchgesteckt wird. Nachteilig ist hierbei die Notwendigkeit der Anbringung einer Quer¬ bohrung in der Schraube und insbesondere der Umstand, daß die Sicherung gegen Losdrehen nur in bestimmten Dreh¬ stellungen des Schraubelements, nämlich wenn sich gerade eine -der Vertiefungen zwischen den Zinnen mit der Quer¬ bohrung in der Schraube deckt, möglich ist. Eine weitere Methode der Sicherung einer Schraubverbindung gegen Los¬ drehen ist die Anbringung eines Federrings. Dieser gräbt sich mit einer Schneide in die Unterseite einer Mutter, mit der anderen Schneide in das Gegenwerkstück ein und verhindert durch die Orientierung der Schneiden das Los¬ drehen der Mutter. Beim Anziehen werden die Flächen, an denen die Schneiden des Federrings angreifen, beschädigt. Ein gewolltes Lösen der gesicherten Schraubverbindung ist nur gegen die Wirkung des Federrings und unter größeren Zer¬ störungen der Angriffsflächen desselben möglich. Schließlich gibt es Schraubelemente in Gestalt von sogenannten Siche¬ rungsmuttern, die an ihrer Anlagefläche radiale Schneiden nach Art eines Feilenhiebs aufweisen, die sich ähnlich in die Gegenfläche einkrallen, wie es bei dem Federring der Fall ist. Naturgemäß sind auch die Nachteile die gleichen, wobei die gebildeten Kerben Ausgangspunkt für Dauerbrüche sein können (Zeitschrift "Konstruktion & Elektronik" (1991) Nr. 4 vom 20.2.1991, Seite 4; EP-Bl 290 967)For screw elements such as nuts and the like, various configurations for securing against loosening of the tightened screw connection under the axial forces and possibly occurring vibrations are known. The simplest embodiment is the split pin nut, which is bordered in a crenellated manner on one axial side, the depressions between the battlements being able to be covered with a transverse bore of the screw and a split pin being inserted transversely. Disadvantages here are the necessity of making a transverse bore in the screw and, in particular, the fact that the securing against loosening only occurs in certain rotational positions of the screw element, namely when one of the depressions between the crenellations is in the transverse bore the screw covers, is possible. Another method of securing a screw connection against loosening is the attachment of a spring washer. This digs with one cutting edge into the underside of a nut, with the other cutting edge into the counter workpiece and prevents the nut from loosening by the orientation of the cutting edges. When tightening, the surfaces on which the cutting edges of the spring lock engage are damaged. A deliberate loosening of the secured screw connection is only possible against the action of the spring washer and with greater destruction of the attack surfaces thereof. Finally, there are screw elements in the form of so-called locking nuts, which have radial cutting edges on their contact surface in the manner of a file cut, which claw into the mating surface in a similar way as is the case with the spring washer. Naturally, the disadvantages are the same, whereby the notches formed can be the starting point for permanent breaks (magazine "Construction &Electronics" (1991) No. 4 of February 20, 1991, page 4; EP-Bl 290 967)
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegen Losdrehen sicherungsfähiges Schraubelement zu schaffen, bei dem an der Schraube keinerlei besondere Gestaltung vorhanden sein muß und die Anlageflächen durch den Siche¬ rungsvorgang nicht beschädigt werden.The invention has for its object to provide a screw element that is secure against unscrewing, in which no special design is required on the screw and the contact surfaces are not damaged by the securing process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schraub¬ element gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a screw element according to claim 1.
Das Schraubelement wird in der üblichen Weise ange¬ zogen, bis die gewünschte Spannung in der Schraubverbin¬ dung erreicht ist. Sodann wird der Spannring auf der Spi¬ ralfläche verdreht, wodurch der büchsenartige Ansatz, der natürlich entsprechend dünnwandig ausgestaltet ist, radial zusammengedrückt wird und sich mit dem Innenge¬ winde auf der Schraube festsetzt, so daß eine kraftschlüs¬ sige Verklemmung gegen Losdrehen auf der Schraube erreicht wird. Es bedarf nur einer relativ geringen Verdrehung des Körpers des Schraubelements und des Spannrings gegen¬ einander, um die Verklemmung herbeizuführen.The screw element is tightened in the usual way until the desired tension in the screw connection is reached. The clamping ring is then rotated on the spiral surface, as a result of which the sleeve-like attachment, which of course is of correspondingly thin-walled design, is compressed radially and is fixed on the screw with the internal thread, so that a force-locking jam against loosening on the screw is achieved. Only a relatively slight rotation of the body of the screw element and of the clamping ring relative to one another is required to bring about the jamming.
Die eigentliche Spannverbindung bleibt von diesem Vorgang unberührt, weil die Funktionen der Betätigung des Schraubelements zur Erzielung der gewünschten axialen Kraft in der Schraube einerseits und der Sicherung gegen Losdrehen des Schraubelements voneinander gänzlich getrennt sind. Das Schraubelement kann angezogen werden, ohne daß die Anlageflächen von Sicherungselementen beschädigt werden und ohne daß Zusatzmomente für die Betätigung bzw. Aktivie¬ run von Sicherungsmitteln aufgebracht werden müßten. Außerdem vergrößert sich durch die radiale Zusammendrückung des mit dem Innengewinde versehenen büchsenartigen Ansatzes der Eingriff des Gewindes bzw. dessen Traganteil, so daß bei gleichen axialen Kräften der Schraubverbindung die lokale Flächenpressung verringert werden kann.The actual clamping connection remains unaffected by this process, because the functions of actuating the screw element to achieve the desired axial force in the screw on the one hand and securing against loosening of the screw element are completely separate from one another. The screw element can be tightened without the contact surfaces of securing elements being damaged and without additional moments having to be applied for the actuation or activation of securing means. In addition, due to the radial compression of the bush-like extension provided with the internal thread, the engagement of the thread or its supporting portion increases, so that the local surface pressure can be reduced with the same axial forces of the screw connection.
Die Verwendung von Spiralflächen zur Erzielung einer radialen Verklemmung ist für sich genommen aus der GB-PS 293 122 bekannt. Hierbei sind zwei übereinander angeordne¬ te Ringe vorhanden, von denen einer mit seiner zylindri¬ schen Innenumfangsflache auf einer Welle sitzt, der andere mit seiner zylindrischen Außenumfangsflache in einer ent¬ sprechenden Bohrung eines äußeren Bauteils anliegt. Die einander zugewandten U fangsflachen der beiden Ringe sind in einem zur Achse der Welle senkrechten Querschnitt spi¬ ralig. Bei einer Verdrehung des äußeren Bauteils gegenüber der Welle werden durch die Reibungsverhältnisse auch die beiden spiraligen Ringe auf ihrer Spiralfläche gegeneinan¬ der verdreht, wodurch die Verklemmung des äußeren Bauteils auf der Welle zustande kommt.The use of spiral surfaces to achieve radial jamming is known per se from GB-PS 293 122. There are two rings arranged one above the other, one of which is seated on a shaft with its cylindrical inner circumferential surface, the other lies with its cylindrical outer circumferential surface in a corresponding bore of an outer component. The mutually facing U surfaces of the two rings are spiral in a cross section perpendicular to the axis of the shaft. When the outer component is rotated with respect to the shaft, the two spiral rings on their spiral surface are also rotated relative to one another by the friction conditions, as a result of which the outer component is jammed on the shaft.
Das Schraubelement bildet in seiner einfachsten Ausfüh¬ rungsform mit Körper, büchsenartigem Ansatz und Spannring die Grundform einer Sicherungsmutter, die gemäß Anspruch 2 am Außenumfang des Körpers mit einer Gestaltung für den Angriff eines Drehwerkzeugs ausgebildet ist, beispielsweise am Umfang Längsnuten oder radiale Bohrungen für den Angriff eines Hakenschlüssels aufweist oder in der üblichen Weise sechseckig ausgebildet ist.In its simplest embodiment, the screw element with body, sleeve-like attachment and clamping ring forms the basic shape of a locking nut which, according to claim 2, is designed on the outer circumference of the body with a design for attacking a turning tool, for example on the circumference of longitudinal grooves or radial bores for attack has a hook wrench or is hexagonal in the usual way.
Eine entsprechende Gestaltung kann gemäß Anspruch 3 auch der Spannring aufweisen.The clamping ring can also have a corresponding design.
Der Körper des Schraubelements und der Spannring können auf dieser Weise unter gleichzeitigem Angriff zweier Drehwerkzeuge wirkungsvoll mit hohem Drehmoment gegeneinan¬ der verdreht werden, um die Klemmwirkung auf der Schraube zu erzeugen.In this way, the body of the screw element and the clamping ring can be effectively rotated against one another with high torque while simultaneously acting on two turning tools in order to produce the clamping effect on the screw.
Um beim gegenseitigen Verdrehen des Körpers des Schraub¬ elements und des Spannrings nicht zu viel von dem aufge- brachten Drehmoment für das bloße Zusammendrücken des büchsenartigen Ansatzes Zwecks Überwindung des Spiels auf der Schraube zu verbrauchen, empfiehlt sich eine Längs- εchlitzung nach Anspruch 4, die die Verformbarkeit des büchsenartigen Ansatzes in radialer Richtung erheblich vergrößert, ohne die Stabilität in Umfangsrichtung und damit die Haltekraft der Sicherung wesentlich zu verringern.So that when the body of the screw element and the clamping ring are rotated relative to one another, not too much of the brought torque for the mere compression of the sleeve-like approach In order to overcome the play on the screw, a longitudinal slit according to claim 4 is recommended, which considerably increases the deformability of the sleeve-like attachment in the radial direction, without the stability in the circumferential direction and thus the holding force to significantly reduce the fuse.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown.
Fig. 1 zeigt einen durch die Achse gehenden Längs¬ schnitt durch ein Schraubelement;1 shows a longitudinal section through the axis through a screw element;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1st
Das in den Fig. 1 und 2 als Ganzes mit 100 bezeich¬ nete Schraubelement stellt eine Sicherungsmutter dar, die auf eine in Fig. 1 strichpunktiert nur angedeutete Schraube oder Schraubspindel 1 mit einer Achse 2 aufschraub¬ bar ist. Das Schraubelement 100 umfaßt einen Körper 3 in Gestalt einer dicken Scheibe 4, deren Dicke in dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel etwa ein Viertel des Durchmessers beträgt. Der Außenumfang 5 der Scheibe 4 ist zylindrisch und weist vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Längsnuten 6 auf, an denen ein Hakenschlüssel zum Drehen des Schra-ubelements 100 angreifen kann.The screw element designated 100 as a whole in FIGS. 1 and 2 represents a locking nut which can be screwed onto a screw or screw spindle 1 with an axis 2, which is only indicated by dash-dotted lines in FIG. 1. The screw element 100 comprises a body 3 in the form of a thick disk 4, the thickness of which in the exemplary embodiment shown is approximately a quarter of the diameter. The outer circumference 5 of the disk 4 is cylindrical and has four longitudinal grooves 6, which are evenly distributed over the circumference and on which a hook wrench for rotating the screw element 100 can engage.
Auf der in Fig. 1 rechten Flachseite der Scheibe 4 besitzt der Körper 3 eine im Querschnitt kreisrunde Er¬ höhung 7 mit einer zur Achse 2 senkrechten äußeren Begren¬ zungsfläche 8, die die Anlagefläche des Schraubelements 100 bildet, mit der dieses sich gegen eine Gegenfläche an einem Bauteil, gegenüber dem die Schraube 1 verspannt werden soll, anlegt.On the right-hand flat side of the disk 4 in FIG. 1, the body 3 has an elevation 7 that is circular in cross-section with an outer boundary surface 8 that is perpendicular to the axis 2 and that forms the contact surface of the screw element 100 with which the screw element bears against a counter surface on a component against which the screw 1 is to be tightened.
Die Scheibe 4 ist mit einem Innengewinde 9 versehen, welches auf das entsprechende Außengewinde der Schrau¬ be 1 aufschraubbar ist.The washer 4 is provided with an internal thread 9 which can be screwed onto the corresponding external thread of the screw 1.
Das Gewinde 9 setzt sich durch einen zu der Achse 2 koaxialen büchsenartigen Ansatz 10 hindurch fort, der auf der der Erhöhung 7 abgewandten Flachseite der Scheibe 4 vorgesehen ist. Das Gewinde 9 trägt also auf der Schrau¬ be 1 auf der Gesamtlänge des Körpers 3 und des Ansatzes 10. Die Gewindesteigung ist relativ zur Dicke des Körpers 3 so bemessen, daß in dem Körper 3 allein mehrere Gewinde¬ gänge Platz haben.The thread 9 continues through a sleeve-like extension 10 which is coaxial with the axis 2 and which is provided on the flat side of the disc 4 facing away from the elevation 7. The thread 9 thus bears on the screw 1 over the entire length of the body 3 and the shoulder 10. The thread pitch is dimensioned relative to the thickness of the body 3 so that there is space for several threads in the body 3 alone.
Der axiale büchsenartige Ansatz 10 weist in einer durch die Achse 2 gehenden Ebene an einer oder mehreren über den Umfang verteilten Stellen einen radial durch¬ gehenden Längsschlitz 11 auf, der das radiale Zusammen¬ drücken des Ansatzes 10 erleichtert.In a plane passing through the axis 2, the axial sleeve-like extension 10 has a radially continuous longitudinal slot 11 at one or more locations distributed over the circumference, which facilitates the radial compression of the extension 10.
Dieses radiale Zusammendrücken wird durch einen Spann¬ ring 20 bewerkstelligt, der drehbar auf dem Außenumfang des axialen Ansatzes angeordnet und ungeschlitzt sowie mit einem im Vergleich zu dem Ansatz großen Querschnitt versehen ist, weil er die Ringzugspannungen aufzunehmen hat, die die Radialkräfte ergeben.This radial compression is brought about by a clamping ring 20 which is rotatably arranged on the outer circumference of the axial extension and is not slotted and is provided with a large cross section in comparison to the extension because it has to absorb the ring tensile stresses which give rise to the radial forces.
Der axiale Ansatz 10 steht über den Spannring 20 nach der dem Körper 3 abgelegenen Seite vor und besitzt dort außen eine Umfangsnut 12 zur Aufnahme eines Spreng¬ rings 13, mittels welchem der in unverspanntem Zustand lose Spannring auf dem Ansatz 10 festgehalten wird und somit dem Körper 3 unverlierbar verbunden bleibt.The axial extension 10 protrudes beyond the clamping ring 20 towards the side remote from the body 3 and has an outer circumferential groove 12 there for receiving a snap ring 13, by means of which the clamping ring, which is loose in the untensioned state, is held on the extension 10 and thus the body 3 remains captively connected.
Auch der Außenumfang 15 des Spannrings 20 ist in dem Ausführungsbeispiel zylindrisch und besitzt an über den Umfang verteilten Stellen Längsnuten 16, in denen ein Hakenschlüssel angreifen kann, um den Spannring 20 gegenüber dem Körper 3 zu verdrehen.The outer circumference 15 of the clamping ring 20 is cylindrical in the exemplary embodiment and has longitudinal grooves 16 in places distributed over the circumference, in which a hook wrench can engage in order to turn the clamping ring 20 relative to the body 3.
Die durch den Ansatz 10 und den Spannring 20 gebildete Spannanordnung ist im einzelnen anhand der Fig. 2 erläutert. In der Schnittdarstellung ist eine gedachte Zylinderfläche 14 mit dem Mittelpunkt auf der Achse 2 strichpunktiert an¬ gedeutet. Die Außenumfangsflache 17 des büchsenartigen An¬ satzes 10 ist durch eine zu der Achse 2 koaxiale Spiral¬ fläche 18 gebildet , deren Erzeugende zu der Achse 2 pa¬ rallel sind. Die Innenu fangsflache 27 des Spannrings 20 ist durch eine gleiche Spiralfläche 28 gebildet, die von außen auf der Spiralfläche 18 anliegt. Die beiden Spiral¬ flächen 18,28 liegen in den beiden ersten Quadranten des Querschnitts der Fig. 2 außerhalb der gedachten Zylinder¬ fläche 14, schneiden die Spiralfläche 14 in der "Sechs- Uhr"-Stelle und liegen in den beiden letzten Quadranten innerhalb der Zylinderfläche 14. Der örtliche Radius der Spiralfläche 18 nimmt von einer Stelle 19 des größten Radius gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn winkelproportional über fast 360 ab und springt an einer Stelle 21 des ge¬ ringsten Radius auf einer Übergangsfläche 22 wieder auf den größten Radius zurück. Die Innenumfangsflache 27 des Spannrings 20 ist entsprechend gestaltet, d.h. der Radius verringert sich von einer Stelle 19' des größten Radius im Uhrzeigersinn winkelproportional bis zu einer Stelle 21' des kleinsten Radius, worauf die Innenumfangsflache 27 in einer Übergangsfläche 22' in einem engen Winkelbereich wie¬ der auf die Stelle 19' des größten Radius zurückspringt. Der Betrag der Steigung der Spiralflächen 18,28 in Ümfangs¬ richtung ist so gewählt, daß sie im Selbsthemmungsbereich liegt und sich der Spannring also, einmal festgezogen, nicht mehr ohne äußeres Drehmoment zurückdreht. Bei einem Radiusunterschied von 2 mm bei 50 mm Durchmesser ergibt sich in der Abwicklung ein Keil mit der Steigung _» 2 : 150, was weniger als einem Grad entspricht, wobei der Grenzwin¬ kel der Selbsthemmung bei Stahl auf Stahl bei etwa 7 liegt. Bei dem Beispiel liegen die Spiralflächen 18,28 also weit im Selbsthemmungsbereich, was gleichzeitig be¬ deutet, daß die Umsetzung des an dem Spannring 20 aufge¬ brachten Drehmoments in radiale Klemmkraft mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgt.The clamping arrangement formed by the extension 10 and the clamping ring 20 is explained in detail with reference to FIG. 2. In the sectional view, an imaginary cylindrical surface 14 with the center point on the axis 2 is indicated by dash-dotted lines. The outer circumferential surface 17 of the sleeve-like extension 10 is formed by a spiral surface 18 coaxial with the axis 2, the generatrices of which are parallel to the axis 2. The inner surface 27 of the clamping ring 20th is formed by a same spiral surface 28, which rests on the spiral surface 18 from the outside. The two spiral surfaces 18, 28 lie in the first two quadrants of the cross section of FIG. 2 outside the imaginary cylinder surface 14, intersect the spiral surface 14 in the "six o'clock" position and lie in the last two quadrants within the Cylinder surface 14. The local radius of the spiral surface 18 decreases from a point 19 of the largest radius according to FIG. 2 in a clockwise direction over almost 360 and jumps back to the largest radius at a point 21 of the smallest radius on a transition surface 22. The inner circumferential surface 27 of the clamping ring 20 is designed accordingly, that is, the radius decreases clockwise from a point 19 'of the largest radius to a point 21' of the smallest radius, whereupon the inner circumferential surface 27 in a transition area 22 'in a narrow angular range such as ¬ which jumps back to position 19 'of the largest radius. The amount of the slope of the spiral surfaces 18, 28 in the circumferential direction is selected so that it lies in the self-locking area and, therefore, the tightening ring, once tightened, no longer turns back without external torque. At a radius difference of 2 mm at 50 mm in diameter is obtained in the settlement a wedge with the slope _ "2: 150, which is less equal than one degree, the Grenzwin¬ angle of self-locking for steel on steel at about 7. In the example, the spiral surfaces 18, 28 are thus far in the self-locking range, which also means that the torque applied to the clamping ring 20 is converted into radial clamping force with a high degree of efficiency.
In Fig. 2 ist die Spannanordnung 10,20 in noch nicht vollständig verspanntem Zustand dargestellt. In ganz un- verspanntem Zustand sind die Übergangsflächen 22,22' ein¬ ander in Ümfangsrichtung noch mehr benachbart. Die Funktion der Verspannung kann veranschaulicht werden, indem die Stelle 19 des büchsenartigen Ansatzes 10 betrachtet wird, die den größten Radius der Spiralfläche 18 aufweist. Bei einer Bewegung dieser Stelle bei festgehaltenem Spannring 20 gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn liegt sie nacheinander an Stellen der Spiralfläche 28 an, die einen immer kleine¬ ren Radius aufweisen. Dadurch wird die Stelle 19 radial nach innen gedrückt. Entsprechendes gilt für alle anderen Stellen des U fangs mit Ausnahme der zwischen den Stellen 19 und 21' freibleibenden Zonen. Der axiale Ansatz 10 wird auf diese Weise gleichmäßig radial zusammengedrückt und auf der Schraube 1 kraftschlüssig festgeklemmt. Das Schraubelement 100 kann dadurch nicht mehr verdreht werden und behält seine einmal erreichte Drehstellung bei.2, the tensioning arrangement 10, 20 is shown in the not yet fully tensioned state. In the completely untensioned state, the transition surfaces 22, 22 ′ are even more adjacent to one another in the circumferential direction. The function of the bracing can be illustrated by the Point 19 of the sleeve-like extension 10 is considered, which has the largest radius of the spiral surface 18. When this point is moved clockwise with the clamping ring 20 held in accordance with FIG. 2, it lies one after the other at points on the spiral surface 28 which have an ever smaller radius. As a result, point 19 is pressed radially inward. The same applies to all other places in the beginning, with the exception of the zones that remain free between places 19 and 21 '. In this way, the axial extension 10 is evenly compressed radially and clamped non-positively on the screw 1. As a result, the screw element 100 can no longer be rotated and maintains its rotational position once it has been reached.
Der Radiusunterschied der Stellen 19,21 kann bei einem Durchmesser der Schraube 1 von 30 bis 50 mm wie bei dem bereits erwähnten Beispiel etwa 2 mm betragen. Durch eine Verdrehung des Spannrings 20 gegenüber dem büchsenartigen Ansatz 10 im Uhrzeigersinn von 36 kann also eine Radiustoleranz von 0,2 mm überbrückt werden, was in den meisten Fällen ausreichend ist. Die in Betracht kommenden Anzugs-Drehhübe werden keinesfalls 45 überstei¬ gen müssen. Die Ubergangsfl che 22' befände sich bei ent¬ sprechend gegenüber dem axialen Ansatz 10 verdrehtem Spann¬ ring 20 etwa an der in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Position 22".The radius difference of the locations 19, 21 can be approximately 2 mm for a diameter of the screw 1 of 30 to 50 mm, as in the example already mentioned. By rotating the clamping ring 20 in a clockwise direction of 36 relative to the sleeve-like attachment 10, a radius tolerance of 0.2 mm can be bridged, which is sufficient in most cases. The tightening turning strokes in question will in no case have to be exceeded 45. The transition surface 22 'would be located at the position 22 "indicated by the dashed line in FIG. 2 with the clamping ring 20 rotated accordingly with respect to the axial extension 10.
Im Betrieb kann das eine Sicherungsmutter bildende Schraubelement durch Verdrehen des Körpers 3 bis zur Anlage der Begrenzungsfläche 8 an einer Gegenfläche angezogen werden. Es wird dann eine die Zugspannung in der Schraube 1 bewirkendes Drehmoment auf den Körper 3 aufgebracht, beispielsweise mit Hilfe eines Hakenschlüssels, der in den Nuten 6 angreift. Bei diesem Anziehen sind für die Sicherung des Schraubelements 100 keinerlei Zusatzmomente aufzubringen, d.h. das gesamte an dem Umfang 5 aufgebrachte Drehmoment kommt der Verεpannung der Schraube 1 zugute. Bei erreichter Verspannung erfolgt die Verdrehung des Spannrings 20 mit einem ähnlichen Werkzeug, welches in den Nuten 16 des Spannrings 20 angreift. Es wird da¬ durch in der geschilderten Weise der büchsenartige Ansatz 10 radial zusammengedrückt und kraftschlüssig auf der Schraube 1 verspannt. Nötigenfalls kann bei dieser Ver¬ spannung mit einem weiteren Drehwerkzeug an dem Körper 3 gegengehalten werden, um die erreichte VerSpannung der Schraube 1 nicht zu verändern.In operation, the screw element forming a locking nut can be tightened by rotating the body 3 until the boundary surface 8 rests on a counter surface. A torque which causes the tension in the screw 1 is then applied to the body 3, for example with the aid of a hook wrench which engages in the grooves 6. With this tightening, no additional moments have to be applied to secure the screw element 100, ie the entire torque applied to the circumference 5 benefits the tensioning of the screw 1. When the tensioning is achieved, the tensioning ring 20 is rotated using a similar tool which engages in the grooves 16 of the tensioning ring 20. As a result, the sleeve-like extension 10 is radially compressed and clamped on the screw 1 in the manner described. If necessary, this tension can be held against the body 3 with another turning tool so as not to change the tension achieved for the screw 1.
Die Sicherung des Schraubelementε 100 erfolgt ganz innerhalb dieses Elements, ohne daß ein Angriff an dem das Gegenlager für die Begrenzungsfläche 8 bildenden Bau¬ teil oder an der Schraube 1 stattfindet und ohne daß die Sicherung von dem Material dieser Gegenfläche abhinge.The screw element 100 is secured entirely within this element without an attack on the component forming the counter bearing for the boundary surface 8 or on the screw 1 and without the fuse depending on the material of this counter surface.
Die zur Verfügung stehende Länge des Gewindes 9 ist durch den büchsenartigen Ansatz 10 vergrößert, und es wird durch die radiale Zusammendrückung in dem Bereich des axialen Ansatzes 10 auch der Eingriff des Schraub¬ gewindes verbessert.The available length of the thread 9 is increased by the sleeve-like extension 10, and the engagement of the screw thread is also improved by the radial compression in the area of the axial extension 10.
Der Körper 3 muß nicht wie in dem dargestellten Aus¬ führungsbeispiel eine reine Mutter sein, sondern kann auch selbst ein eine weitere Funktion ausübendes Bauteil sein. Auch ist in dem Beispiel nur ein Ansatz 10 mit einem Spann¬ ring 20 auf einer Seite vorgesehen, obwohl auch eine dop¬ pelseitige Ausführung und eine Ausführung mit zwei oder mehr Spannringen auf einer Seite in Betracht kommen. The body 3 does not have to be a pure mother, as in the exemplary embodiment shown, but can itself also be a component that performs another function. Also in the example, only one extension 10 with a clamping ring 20 is provided on one side, although a double-sided version and a version with two or more clamping rings on one side are also possible.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Gegen Losdrehen sicherungsfähiges Schraubelement (100) mit einem scheibenförmigen Körper (3) , mit einem durchgehenden Innengewinde (9) in dem Körper (3) , von dem mehrere Gewindegänge in dem Körper (3) Platz haben, mit einem zu dem Innengewinde (9). konzentrischen, auf mindestens einer Seite des Körpers (3) vorgesehenen büch¬ senartigen Ansatz (10) , durch den sich das Innengewinde (9) fortsetzt, mit einer Spiralfläche (18) , die auf der Außenumfangs- fläche (17) des büchsenartigen Ansatzes (10) koaxial zur Ach¬ se (2) des Innengewindes (9) angeordnet und aus zu der Achse (2) parallelen Erzeugenden gebildet ist und in Ümfangsrichtun eine im Selbsthemmungsbereich liegende Steigung aufweist, und mit mindestens einem auf der Spiralfläche (18) angeordneten, drehbaren, in Ümfangsrichtung ungeteilten Spannring (20) , dessen Innenumfangsflache (27) eine der Spiralfläche (18) des Ansatzes (10) entsprechende und auf dieser anliegende Spiralfläche (28) ist, wodurch beim Drehen des Spannrings (20) der Ansatz (10) radial zusammendrückbar und das Schraub- element auf einem in das Innengewinde (9) eingeschraubten Außengewindeteil (1) festklemmbar ist. 1. Screw element (100) which can be secured against loosening and has a disk-shaped body (3), with a continuous internal thread (9) in the body (3), of which several threads in the body (3) have space, with one to the internal thread ( 9). Concentric sleeve-like attachment (10) provided on at least one side of the body (3), through which the internal thread (9) continues, with a spiral surface (18) which is on the outer peripheral surface (17) of the sleeve-like attachment ( 10) is arranged coaxially to the axis (2) of the internal thread (9) and is formed from generatrices parallel to the axis (2) and has a slope in the circumferential direction in the self-locking area, and with at least one arranged on the spiral surface (18), Rotatable clamping ring (20) which is undivided in the circumferential direction, the inner circumferential surface (27) of which is a spiral surface (28) corresponding to the spiral surface (18) of the projection (10) and resting thereon, so that when the clamping ring (20) is rotated, the projection (10) can be compressed radially and the screw element can be clamped on an external thread part (1) screwed into the internal thread (9).
2. Schraubelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Schraubelement (100) als Mutter mit einer am Außenumfang (5) des Körpers (3) vorgesehenen Gestaltung (6) für den Angriff eines Drehwerkzeugs ausge¬ bildet ist.2. Screwing element according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the screwing element (100) is formed as a nut with an on the outer circumference (5) of the body (3) provided design (6) for the attack of a turning tool.
3. Schraubelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (20) am Außenumfang (15 eine Gestaltung (16) für den Angriff eines Drehwerkzeugs aufweist.3. Screw element according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping ring (20) on the outer circumference (15) has a design (16) for the attack of a turning tool.
4. Schraubelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (3) mindestens in einem Längenbereich des büchsenartigen Ansatzes (10) in einer durch die Achse (2) gehenden Ebene längsgeschlit ist. 4. Screw element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the body (3) is longitudinally slid at least in a longitudinal region of the sleeve-like extension (10) in a plane passing through the axis (2).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2721665A1 (en) * 1994-06-22 1995-12-29 Snecma Locking collar for nut or screw used for land and aerial vehicles subjected to high temp. fluctuations

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9247765B2 (en) * 2004-01-14 2016-02-02 Omniactive Health Technologies Limited Stable beadlets of lipophilic nutrients
DE102008050683A1 (en) 2008-10-07 2010-04-15 Dirk Fervers Positive safe construction for prevention of releasing screw- or nut connections, has main component with screw thread with pitch and safety component with another screw thread with another pitch

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191123812A (en) * 1911-10-27 1912-03-28 Paul Berckenkamp A New or Improved Nut-lock or Lock-nut.
GB293122A (en) * 1927-03-31 1928-07-02 George Constantinesco Means for securing bodies on rotating shafts
FR849558A (en) * 1939-01-27 1939-11-27 lock nut
DE2708508A1 (en) * 1976-03-08 1977-09-29 Skf Ind Trading & Dev METHOD OF MANUFACTURING A NUT
EP0290967B1 (en) * 1987-05-07 1991-01-23 SPS TECHNOLOGIES, Inc. Vibration resistant fasteners

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL5518C (en) * 1916-12-05

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191123812A (en) * 1911-10-27 1912-03-28 Paul Berckenkamp A New or Improved Nut-lock or Lock-nut.
GB293122A (en) * 1927-03-31 1928-07-02 George Constantinesco Means for securing bodies on rotating shafts
FR849558A (en) * 1939-01-27 1939-11-27 lock nut
DE2708508A1 (en) * 1976-03-08 1977-09-29 Skf Ind Trading & Dev METHOD OF MANUFACTURING A NUT
EP0290967B1 (en) * 1987-05-07 1991-01-23 SPS TECHNOLOGIES, Inc. Vibration resistant fasteners

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2721665A1 (en) * 1994-06-22 1995-12-29 Snecma Locking collar for nut or screw used for land and aerial vehicles subjected to high temp. fluctuations
US5702217A (en) * 1994-06-22 1997-12-30 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Braking nuts or screws and mountings obtained with same devices

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