DE1153946B

DE1153946B - Sich selbst verriegelnde Mutter oder Schraube

Info

Publication number: DE1153946B
Application number: DER24194A
Authority: DE
Inventors: Robert Marcel Rigot
Original assignee: Burdsall & Ward Bolt And Nut C
Current assignee: Burdsall & Ward Bolt And Nut C
Priority date: 1958-06-18
Filing date: 1958-10-13
Publication date: 1963-09-05
Also published as: BE572004A; CH364388A; US2959204A; FR1242306A; NL232317A; GB866556A; NL108328C; DE1804931U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine sich selbst verriegelnde Mutter oder Schraube mit einem sich vom unteren Teil der Mutter bzw. des Schraubenkopfes radial nach außen erstreckenden Ringflansch, dessen Auflagefläche innerhalb einer ringförmigen Nut liegt, wobei der radial außerhalb der Nut liegende Bereich mit von der Auflagefläche vorstehenden Verriegelungszähnen versehen ist.

Es sind derartige Schrauben und Muttern bekannt, bei denen die Spitzen der Verriegelungszähne oberhalb der Auflagefläche liegen, so daß bei deren Festziehen zunächst ein Auflager an dem zu befestigenden Teil durch die innere zahnfreie Auflagefläche erfolgt. Anschließend wird unter Verwendung eines Spezialschlüssels der äußere, die Zähne tragende Ring verbogen, so daß die auf der Unterseite des Ringflansches befindlichen Zähne mit der Unterlage in Eingriff kommen. Die Verformung des die Zähne tragenden Ringflansches ist daher derart, daß das Metall über seine Elastizitätsgrenze beansprucht wird. Eine solche Ausführung ist nicht wiederholt verwendbar, und außerdem steht bei der bekannten Befestigungseinrichtung der die Zähne tragende Ringflansch nicht unter Spannung.

Eine andere bekannte Mutter bzw. Schraube weist an der Unterseite eine glatte Auflagefläche auf, an deren Umfang ein aus ihr vorstehender Zahnkranz vorgesehen ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform dieser Befestigungsvorrichtung sind die Zähne bzw. der Zahnkranz außen an der kegelstumpfförmigen Fläche des Kopfes einer Senkschraube angeordnet, wobei in der Oberseite des mit einem Schraubenzieherschlitz versehenen Kopfes eine kreisförmige Ausnehmung vorgesehen ist, deren Durchmesser nur um sehr wenig kleiner als der Durchmesser des oberen Endes der Kopfschraube ist. Bei dieser bekannten Befestigungsvorrichtung wird erreicht, daß das Lösemoment nach dem Anziehen der Vorrichtung höher als das Anzugsmoment ist, jedoch ist bei einer solchen Befestigungsvorrichtung die Gewindespannung oder die Klemmkraft, mit welcher die zu verbindenden Teile aneinander gehalten werden, bei einem gegebenen Anzugsmoment verhältnismäßig klein.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Schrauben und Muttern der vorstehend genannten Art, bei denen das Lösedrehmoment gegenüber dem Anzugsdrehmoment erhöht wird, eine Erhöhung der Gewindespannung bzw. eine Erhöhung der Klemmkraft der zu befestigenden Teile und damit eine bessere Sicherung gegen Lösen zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Sich selbst verriegelnde Mutter
oder Schraube

Anmelder:

Russell, Burdsall & Ward Bolt

and Nut Company,
Port Chester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Juni 1958 (Nr. 742 851)

Robert Marcel Rigot, Port Chester, N. Y. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

löst, daß der innerhalb der Ringnut liegende Teil der Auflagefläche in einem Bereich von etwa 3/10 bis 6/10 der Tiefe der Verriegelungszähne liegt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Querschnitt der Ringnut etwa V-förmig, und ihre Flanken bilden einen Winkel von etwa 90° miteinander.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Gewindespannung für ein gegebenes Anzugsmoment — und daher die Klemmkraft — wesentlich erhöht werden, wobei ein höheres Lösedrehmoment als Anzugsdrehmoment erhalten bleibt.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit einem Ringflansch versehenen Kopfschraube, von dessen Unterseite in axialer Richtung Verriegelungszähne vorstehen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite des Schraubenkopfes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab, welche die yerriegelungszähne wie in Fig. 2 in Draufsicht auf die Unterseite des Kopfes zeigt,

Fig. 4 einen Schnitt des Schraubenkopfes und des oberen Endes des Gewindeschaftes nach der Linie 4-4 der Fig. 2,

309 670/160

Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Mutter, Fig. 7 eine Draufsicht auf die Unterseite der in Fig. 6 dargestellten Mutter.

Gemäß den Fig. 1 bis 5 weist die Schraube 10 einen Kopf 11 auf, welcher von beliebiger Form sein kann. Von seinem unteren Endteil erstreckt sich ein ringförmiger Flansch 16 radial nach außen, dessen Oberseite 18 von einem dickeren Übergangsbereich 17 konisch nach unten in eine dünnere Umfangskante 19 ausläuft. Die an den Schaft 14 angrenzende ringförmige Auflagefläche 21 an der Unterseite des Schraubenkopfes ist glatt und eben. Nach außen wird sie von einer ringförmigen Nut 23 begrenzt, durch die die Elastizität des Flansches 16 in seinem äußeren Bereich erhöht wird. Wie dargestellt, ist die Nut 23 im Querschnitt V-förmig, und zwar derart, daß ihre Flanken einen Winkel von 90° bilden.

Am radial außerhalb der Ringnut 23 liegenden Bereich sind vorstehende Zähne 31 angeordnet, die sich, nach unten aus der Ebene 32 der ringförmigen Fläche 26 des Flansches erstrecken. Die ringförmige Auflagefläche 21 liegt in einer Ebene 22, die unterhalb und parallel zur Ebene 32 verläuft und im rechten Winkel zur Schraubenachse 33 steht. Wie dargestellt, hegt die Ebene 22 und damit die Auflagefläche 21 etwa in der Mitte zwischen der Ebene 32 und einer Ebene 34, in der alle Spitzen 41 α der Zähne 31 liegen. Die Tiefe d der Zähne entspricht daher dem Abstand zwischen den Ebenen 32 und 34. Das Optimum an Gewindespannung bei gegebenem Anzugsdrehmoment und hohem Lösedrehmoment wird dann erreicht, wenn die Auflagefläche 21 in einem Bereich von ³I₁₀ bis ⁶/₁₀ der Zahntiefe liegt. Wird z. B. die Auflagefläche 21 gegen die Ebene 32 hin angehoben, so daß sie um weniger als 3/₁₀ der Tiefe der Zähne 31 unter der Ebene 32 liegt, so werden die Gewindespannung und das Lösedrehmoment kleiner. Wird dagegen die Auflagefläche 21 gesenkt, so daß sie um mehr als ⁶/₁₀ der Tiefe . der Zähne 31 unter der Ebene 32 liegt, so wird zwar ©ine hohe Gewindespannung bei einem gegebenen Anzugsdrehmoment erreicht, jedoch ergibt sich ein. Lösedrehmoment, das nicht wesentlich größer als das Anzugsdrehmoment ist.

Die Verriegelungszähne 31 sind so ausgebildet, daß jeder Zahn eine schräge, dreieckig geformte Vorderfläche 36 aufweist, welche sich von einer Spitze 37 an der Umfangskante 19 des Flansches 16 erstreckt. Diese Vorderfläche 36 liegt in einer Ebene, die gegenüber der ringförmigen Unterfläch© 26 schräg nach unten geneigt und von der Spitze 37 nach hinten geneigt ist, wobei die Kante 38 der dreieckigen Fläche 36 in der Ebene der Fläche 26 liegt. Jeder Zahn 31 weist ferner eine in der Umfangsfläche 19 liegende, im wesentlichen senkrechte Seitenwandung und eine im wesentlichen senkrechte Hinterwandung 40 auf. Die Vorderfläche 36 und die Hinterwandung 40 treffen in einer Kante 41 zusammen. Die dabei entstehenden Spitzen 41a liegen unterhalb der Ebene 22.

Wird die Schraube in Richtung des Pfeiles 45 (Fig. 2) in einen Maschinenteil eingeschraubt, so greifen zunächst die Spitzen 41a der Zähne in die Unterlage ein, wobei der äußere Umfangsteil 25 des Flansches 16 nach oben gebogen wird. Bei weiterem Drehen legt sich die Auflagefläche 21 gegen die Unterlage an.

Der äußere Umfangsteil 25 des Ringflansches wirkt dabei wie eine Feder, so daß eine hohe Gewindespannung erreicht wird, während die Zähne in die Unterlage eingreifen.

Beim Lösen der Schraube greifen die scharfen Kanten 41 in die Unterlage ein und bieten einen Widerstand gegen ein Lösen. Dadurch wird für eine gegebene Gewindespannung das Lösedrehmoment größer als das Anzugsdrehmoment. Die festgezogene Schraube ist daher gegen unerwünschtes Lösen, hervorgerufen durch Stöße oder Erschütterungen, wirksam gesichert. Nach ihrem Lösen kann sie wieder benutzt werden, wobei sie ihre Eigenschaften im wesentlichen beibehält.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Mutter lla weist einen Flansch 16 α mit einem biegsamen Teil 25 a und eine starre Auflagefläche 21 α in einer Ebene 22 α, welche um etwa die Hälfte der Tiefe der Zähne 31 α unter der Unterfläche des äußeren Flanschteiles liegt, sowie eine konzentrische Nut 23 α in der Unterfläche des Flansches 16 α und Verriegelungszähne 31 α im radial außerhalb der Nut 23 α liegenden Bereich des Flansches auf. Die Wirkung dieser Teile ist dieselbe wie bei der Schraube.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Sich selbst verriegelnde Mutter oder Schraube mit einem sich vom unteren Teil der Muter bzw. des Schraubenkopfes radial nach außen erstreckenden Ringflansch, dessen Auflagefläche innerhalb einer ringförmigen Nut liegt, wobei der radial außerhalb der Nut liegende Flanschbereich mit von der Auflagefläche vorstehenden Verriegelungszähnen versehen ist, dadurch gekennzeich net, daß der innerhalb der Ringnut (23, 23 a) liegende Teil (21, 21a) der Auflagefläche in einem Bereich von etwa ⁸Ao bis ⁶Ao der Tiefe der Verriegelungszähne (31, 31a) liegt.

2. Mutter oder Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ringnut (23, 23 a) etwa V-förmig ist und ihre Flanken einen Winkel von etwa 90° miteinander bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2741289, 2253 241.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 309 670/160 8.63