DE2365132C3

DE2365132C3 -

Info

Publication number: DE2365132C3
Application number: DE19732365132
Authority: DE
Filing date: 1973-12-29
Publication date: 1977-09-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsschraube zur Verwendung mit einem normalen Innengewinde, mit einem konstanten Kern- und Außendurchmesser und mit wenigstens einem sich über mehrere Gewindegänge erstreckenden Abschnitt, in dem sich die Steigung zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert ändert.

Nach der FR-PS 21 80 331 ist eine Sicherungsschraube mit konstantem Kerndurchmesser und konstantem Außendurchmesser bekannt, bei der das Gewindeprofil geneigt ist. Diese Neigung wird entweder nur durch Änderung der Ganghöhe der Gewindeprofilspitzen oder nur des Gewindeprofilkernes erreicht, wodurch zwangsläufig Steigungen des Gewindeprofils entstehen, die von der Normganghöhe abweichen. Durch diese Ausbildung bleibt entweder die Ganghöhe des Profil- so kernes oder der Profilspitzen konstant. Nachteilig ist, daß das Gewindeprofil zwangsläufig einseitig geneigt ist, d. h. daß die steileren Flanken stets auf der gleichen Seite angeordnet sind, wodurch lediglich eine einseitige Sicherungswirkung erzielbar ist, die bereits nach kurzem Gebrauch der Sicherungsschraube erheblich nachläßt, so daß die Wiederverwendbarkeit der bekannten Sicherungsschraube gering ist. Bereits nach fünfmaligem Lösen fällt das Lösedrehmoment um fast 50%.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsschraube der eingangs genannten Art sio auszubilden, daß eine bessere Sicherungswirkung bei oftmaligem Lösen der Schraube erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steigung in mehreren sich periodisch entlang der Schraubenlänge wiederholenden Stufen kontinuierlich von einem Ausgangswert bis zu einem Minimalwert abnimmt und nach Erreichen des Minimalwertes wieder bis zum Ausgangswert zunimmt, wobei das Gewindeprofil symmetrische Flanken aufweist

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die Gewindeflanken des Gewindeprofils der Sicherungsschraube symmetrisch ausgebildet und durchläuft die Gewindesteigung mehrmals Minimal- und Maximalwerte. Es ändert sich also mehrmals sowohl die Ganghöhe der Profilspitze sowie des Profilkernes. Dadurch werden Reibungsschluß auf den Gewindeflanken und eine starke Keilwirkung erzielt, der oder die auch nach öfterem Lösen der Schraube nur unwesentlich nachläßt, so daß eine gegenüber der bekannten Sicherungsschraube weitaus bessere Sicherungswirkung erzielt wird.

Versuche haben gezeigv, daß das Lösedrehmoment der erfindungsgemäßen Sicherungsschraube erst nach vierzigmaligem Lösen auf einen Wert absinkt, den die bekannte Sicherungsschraube nach der FR-PS 21 80 331 bereits nach fünfmaligem Lösen erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung s8ll nachfolgend anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele gezeigt sind, näher erläutert werden.

Es zeig.

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sicherungsschraube,

Fig.2 eine vergrößerte seitliche Teilansicht des Schraubenschaftes mit dem Sicherungsgewinde,

F i g. 3 einen vergrößerten vertikalen Teilquerschnitt eines Mutterteiles mit eingeschraubtem Schaft, der in der Seitenansicht gezeigt ist, aus dem der Gewindeschluß zwischen dem Schaftgewinde und dem Muttergewinde ersichtlich ist,

F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraube mit Sicherungsgewinde nahe dem Schraubenkopf,

Fig.5 eine vergrößerte Seitenansicht einer dritten Ausführungiform der erfindungsgemäßen Sicherungsschraube mit einem Sicherungsgewinde an einem mittleren Abschnitt des Schaftes,

F i g. 6 eine vergrößerte Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherungsschiraube mit einem Sicherungsgewinde am Gewindebeginn der Schraube und

F i g. 7 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer Walzbacke zum Herstellen des Gewindes auf der Schraube.

Die in der F i g. 1 dargestellte Sicherungsschraube 10 weist einen Schaft 11 mit Kopf 12 auf. Der Schaft U weist ein in den Fig.2 und 3 näher dargestelltes Sicherungsgewinde 14 auf.

Wie man der Fig.2 entnimmt, erstreckt sich das Gewinde 14 vom Kopf 12 zum verjüngten Ende 13 mit einem gleichmäßigen Außendurchmesser der Profilspitze 15 und des Gewindekernes 16. Am verjüngten Ende bleibt der Durchmesser des Kerns 16 unverändert, während der Durchmesser der Gewindespitze bei 17 abnimmt und dadurch abgeflachte Spitzen entstehen, um das Ausrichten und Einführen der Schraube im Muttergewinde zu erleichern.

Wie in der F i g. 2 gezeigt ist, nimmt die Steigung der Gewindegänge von A bis D allmählich ab, wobei jede Steigung B, C und D gegenüber der Steigung des davorliegenden Gewindeganges um einen bestimmten Betrag abnimmt. Dann nimmt die Steigung um die gleichen Beträge pro Gewindegang zu, bis sie wieder

den Wert A erreicht Diese Ausbildung wiederholt sich in Abhängigkeit von der Länge der Schraube so oft, bis der Kopf 12 erreicht ist, wobei am Kopf mit einer beliebigen Steigung geendet werden kann.

Das Gewindeprofil weist symmetrische Gewindeflan- S ken 18 auf, die im wesentlichen die Sicherungswirkung hervorrufen, ohne daß eine beachtenswerte Deformierung des Gewindes 21 des Mutterstückes 19 (siehe Fig.3) auftritt. Das Mutterstück 19 ist mit einem Normalmuttergewinde 21 versehen, das über die gesamte Länge eine konstante Steigung aufweist; das Gewinde weist Profilspitzen 22 und einen Kern 23 von jeweils gleichmäßigem Durchmesser auf. Die Gewindeflanken 24 des Muttergewindes 21 liegen an den Flanken des Schraubengewindes 14 an.

Auf der rechten Seite des Mutterstückes 19 und der Schraube 10 liegt der obere Teil der Flanke 18« der Sehraube an der Flanke 24» des Mutterteiles an, während die Flanken 18* und 24⁶ sich in Abstand voneinander befinden. Die Flanken 18^C und 24^C befinden sich in leichterer Anlage, während die Flanken 18^d und 24^d näher aneinanderliegen als die Flanken 18⁶ und 24*. Die Flanken 18^e und 18' befinden sich in etwa im gleichen Abstand von den Flanken 24^e und 24^r des Mutterteiles 19, die Flanke 18? befindet sich im Abstand von der Flanke 24*, während die Flanke 18^Λ an der Flanke 24* anliegt. Die Flanke 18' befindet sich in Abstand von der Flanke 24», während die Flanke \& an der Flanke 2<\> anliegt, und beim letzten Gewindegang sind beide Flanken 18* und 18' im Abstand von den Flanken 24* und 24' des Mutterstückes angeordnet. Auf der linken Seite sind die Flanken des Schraubengewindes und des Muttergewindes relativ zueinander in der gleichen Weise angeordnet, wie für die rechte Seite beschrieben worden ist.

Die Größe der Schraube und die Beträge der Steigungsände.ung können variieren und den jeweiligen Erfordernissen oder der Schraubenlänge angepaßt werden, um die gewünschte Sicherungswirkung zu erzielen. Wenn sich die Sicherungsschrauben hinsieht-Hch Material, Härte usw. ändern, können sowohl die Steigung als auch die Steigungsänderung der Ganghöhe so gewählt werden, daß eine ausreichende Sicherung erzielt wird.

Da die Sicherungswirkung der Schraube 10 im Mutterstück 19 durch Reibungsschluß der Flanken des Gewindes hervorgerufen wird, tritt eine sehr geringe Deformierung des Muttergewindes auf. Daher ruft die Härte des Muttergewindes 21, obgleich diese sich ändern kann, keine Änderung des Lösedrehmomentes der Schraube hervor. Außerdem wird, da das Schraubengewinde eine so geringe Deformierung des Muttergewindes bewirkt, die Kaltverfestigung des Muttergewindes bei einem Minimum gehalten, wodurch die Wiederverwendbarkeit der Sicherungsschraube verbessert wird. Es wurden Versuche durchgeführt, bei denen eine M 6 χ 1-Sicherungsschraube vierzigmal in ein Standard-Muttergewinde eingeschraubt und wieder herausgeschraubt wurds. Die Schraube wies danach noch ein Losedrehmoment von 3,45 χ 10~² kpm auf. Dieses Drehmoment ist in der Lage, geringen Vibrationen ausreichend Widerstand entgegenzusetzen. Beim ersten Einschrauben der Schraube genügt das Lösedrehmoment allen Normen, die für die Lösedrehmomente von Sicherungsschrauben aufgestellt worden sind.

In den F i g. 1 bis 3 sind Sicherungsschrauben 10 dargestellt, die mit einem sich periodisch wiederholenden Sicherungsgewinde 14 über die Länge der Schraube versehen sind. Es können jedoch für andere Verwendungen der Schraube andere Anordnungen des Sicherungsgewindes gewählt werden, wie in den Fig.4 bis 6 gezeigt ist. In der F i g. 4 ist eine zweite Ausführungsform einer Sicherungsschraube 10* gezeigt, die einen Schraubenschaft 11« und einen Kopf 12* aufweist und diesem gegenüber ein verjüngtes Ende 13*. Auf dem Schaft 11* ist jedoch über eine Hälfte des Gewindebereiches E ein normales Schraubengewinde 25 vorgesehen, während der Restbereich F des Schaftes zum Kopf 12» hin ein Sicherungsgewinde 26 aufweist.

Das normale Gewinde 25 geht in das verjüngte freie Ende 13* über, auf dem Gewindeprofile mit forschreitend abgeflachten Spitzen 27 gebildet sind. Die Gewinde 25 können in der Steigung der Anfangssteigung des Sicherungsgewinde 26 gleich sein. Das Sicherungsgewinde weist einen im wesentlichen gleichen Aufbau wie das in der F i g. 2 gezeigte Gewinde auf, zunächst mit einer abnehmenden Gewindesteigung und dann mit einer um einen gleichbleibenden Betrag zunehmenden Steigung über einen Bereich einer oder mehrerer Gewindegänge in Abhängigkeit von der Länge des Gewindeabschnittes mit variabler Steigung.

Die F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Sicherungsschraube 10* mit einem Schaft 11* und einem Kopf 12*. Bei dieser Ausführungsform ist am freien Endabschnitt G der Schraube ein Normalgewinde 28 angeordnet, das in ein verjüngtes Ende 13Z> mit fortschreitend abgeflachter Spitze 29 übergeht. Ein mittlerer Abschnitt H von etwa V3 bis zur Hälfte der Länge des Schaftes II⁶ weist über eine oder mehrere Gänge ein Sicherungsgewinde 31 auf. Das Normalgewinde 28 ist wiederum auf den Schaftteil /zum Kopf 12* hin ausgebildet. Die Steigung des Normalgewindes 28 kann mit der maximalen Steigung der periodisch sich ändernden Steigung des Sicherungsgewindes 31 übereinstimmen. Das Gewinde 31 weist wiederum eine wechselnde Steigung auf, die um einen konstanten Betrag zwischen maximalen und minimalen Steigungswerten abnimmt und zunimmt. Die wechselnde Steigung kann für mehrere Gänge vorgesehen werden, um eine oder mehrere wechselnde Steigungszyklen zu erhalten, wie in der F i g. 2 gezeigt ist.

Die F i g. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Sicherungsschraube 10^cmit einem Schaft ll^cund einem Kopf 12^C und einem mit wechselnder Steigung versehenen Sicherungsgewinde 32, das sich über '/3 oder eine Hälfte der Länge K des Schaftes ll^c vom verjüngten Ende 13^C aus erstreckt und dann in ein Normalgewinde 13 mit konstanter Steigung für den verbleibenden Teil L des Schaftes übergeht Das Sicherungsgewinde 32 ist jeweils für mehrere Gänge vorgesehen, um eine oder mehrere Steigungszyklen gemäß F i g. 2 zu erhalten. Das verjüngte Ende 13^C weist mit fortschreitend abgeflachten Spitzen 34 versehene Gewindegänge auf. Die Abschnitte 26, 31 und 32 des Sicherungsgewindes wirken auf die gleiche Art und Weise mit einer Mutter zusammen, wie in der F i g. 3 gezeigt ist.

In der Fig.7 ist eine Walzbacke 35 zur Herstellung des Normal- und/oder Sicherungsgewindes dargestellt. Die Walzbacke 35 wird gewöhnlich mit einer zweiten Backe (nicht gezeigt) verwendet, die im wesentlichen identisch aufgebaut ist, wobei eine Walzbacke stationär und die andere beweglich angeordnet ist Die Walzbakke 35 weist eine Vielzahl von Rillen 36,37 entsprechend dem auszubildenden Gewinde auf, wobei die Rillen 36

für Normalgewinde vorgesehen sind und die Rillen 37 eine wechselnde Steigung aufweisen, die sich zwischen maximalen und minimalen Werten ändert, zur Herstellung eines Sicherungsgewindes.

Um eine Schraube mit Sicherungsgewinden herzu- s stellen, wird ein Metallbolzen für den Schaft 11 gezogen und -der Kopf 12 an einem Ende angeformt; Das gegenüberliegende Ende 13 wird verjüngt ausgebildet, und der Schraubenrohling ist damit dem Walzen des Gewindes fertig. Der Rohling wird zwischen die Walzbacken geklemmt Eine Walzbacke 35 wird zur Ausbildung der Gewinde auf dem Schaft 11 und des Gewindes mit den abgeflachten Spitzen auf dem verjüngten Ende 13 relativ zur zweiten Walzbacke hin und her bewegt Abhängig von der Form der Walzbacke kann die Schraube über die gesamte Länge mit dem Sicherungsgewinde versehen werden, oder es kann auch nur ein Teil des Schraubenschaftes mit einem derartigen Gewinde versehen werden, wie in den Fi g. 1,2 und 4 bis 6 gezeigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherungsschraube zur Verwendung mit einem normalen Innengewinde, mit einem konstanten Kern- und Außendurchmesser und mit wenigstens einem sich über mehrere Gewindegänge erstreckenden Abschnitt, in dem sich die Steigung zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung in mehreren sich periodisch entlang der Schraubenlänge wiederholenden Stufen kontinuierlich von einem Ausgangswert bis zu einem Minimalwert abnimmt und nach Erreichen des Mininalwertes wieder bis zum Ausgangswert zur.immt, wobei das Gewindeprofil symmetrische Flanken aufweist

2. Sicherungsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert in an sich bekannter Weise der Steigung des Innengewindes entspricht.

3. Sicherungsschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung des Sicherungsgewindes vom Ausgangswert jeweils um gleiche Beträge pro Gewindegang über zwei oder drei Gewindegänge verringert und sich (jeweils) dann (-) um die gleichen Beträge pro Gang über die auf das Minimum folgenden zwei oder drei Gewindegänge erhöht, wobei sich die minimale Steigung lediglich über einen Gewindegang erstreckt.