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Lösbare Schraubverbindung mit einer auf Klemmwirkunq beruhenden Verdrehsicherunq
gegen ungewolltes Lösen.
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Die Erfindung betrifft eine lösbare Schraubverbindung mit einer auf
Klemmwirkung beruhenden Verdrehsicherung gegen ungewolltes Lösen, bestehend aus
einem Gewindebolzen, einer mutter und einem mit einer Bohrung versehenen Körper,
mit dem der Gewindebolzen mittels der mutter axial verspannt wird.
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Allen bis jetzt bekanntgewordenen Ausführungsformen solcher Schraubverbindungen
haftet der Nachteil einer ungenügenden Sicherheit gegen ungewolltes Lösen an. Aus
diesem Grunde sichert man im Kraftfahrzeugbau lösbare Schraubverbindungen zur Befestigung
von sogenannten lebenswichtigen Konstruktionseismenten mittels eines Splinte. Die
Splintsicherung stellt zwar nach dem heutigen Stande der Technik die sicherste Lösung
einer Verdrehaicherung gegen ungewolltes Lösen einer lösbaren Schraubverbindung
dar, aber auch sie ist nicht frei von Nachteilen. Einmal muss bei der montage des
Splintes ein gewisses maß an Sorgfalt aufgewendet werden, das bei dem unter Zeitdruck
stehenden Akkordarbeiter am Fliessband nicht immer vorausgesetzt werden kann, und
zum anderen ist es schon vorgekommen, dass der Splint zu montieren vergessen wurde.
Es ist sogar schon vorgekommen, dass ein Fahrer eines Kraftfahrzeuges von einer
Reparaturwerkstätte über den Rundfunk gewarnt wurde, weil an einem besonders wichtigen
Konstruktionselement seines Fahrzeuges die Splintsicherung zu montieren versiumt
wurde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Schraubverbindung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die frei von den vorgenannten Nachteilen
und sicher genug ist, um auch für sogenannte lebenswichtige Konstruktionselemente
verwendet werden zu können.
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Dieeu
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die
Vereinigung der folgenden für sich allein bereits bekannten merkmale gelöst: a)
Die Bohrung des Körpers, mit dem der Gewindebolzen axial verspannt wird, ist an
ihrem der mutter zugekehrten Ende als eine sich nach außen hin erweiternde Kegelbohrung
ausgebildet; b) die mutter ist mit einem sich gegen den Körper hin verjüngenden
Kegelstumpf versehen; c) der Kegelstumpf der mutter ist mit einem oder mehreren
Schlitzen versehen.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der Kegelwinkel
des Kegelstumpfes kleiner als der der Kegelbohrung.
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Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht insbesondere darin,
dass auf einfache Weise, nämlich nur durch das Anziehen der mutter, ein radiales
Anpressen der Flanken des muttergewindes an die Flanken des Bolzengewindes bewirkt
wird. Zu dieser sich daraus ergebenden Klemmwirkung, die allein schon eine ausreichende
Verdrehsicherung gegen ungewolltes Lösen darstellen würde, kommt noch das grosse
Reibmoment, welches durch das Anpressen des Kegelstumpfes der mutter an die Kegelbohrung
entsteht.
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Zu diesem technischen Vorteil kommt noch der wirtschaftliche Vorteil,
dass muttern gemäss der Erfindung geringere Anforderungen an die Wsrkstoffqualität
stellen als die bis jetzt bekanntgewordenen Ausführungsformen. Durch das radiale
Anpressen der Flanken des muttergewindes an die Flanken des Bolzengewindes arird
auch bei Verwendung eines billigen Werkstoffes von geringer Festigkeit das heute
so gefürchtete Ausschlagen des Gewindes oder gar das Abscheren von Gewindegängen
verhindert. Aus der töglichkeit, Werkstoffe von geringer Festigkeit verwenden zu
können, ergibt sich schliesslich der grosse Vorteil, solche muttern mit Ausnahme
des Gewindes nach der wirtschaftlichen Fertigungsmethode der spanlosen Kaltverformung
herstellen zu können.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Beispiel einer möglichen
Ausführungsform zeigt, näher beschrieben. Es zeigen: Fig.l
Fig.1
einen Längsschnitt durch eine mögliche AusFührungsform einer lösbaren Schraubverbindung
gemäss der Erfindung; Fig.2 eine Seitenansicht der mutter nach Fig.1; Fig.3 eine
Draufsicht auf die Mutter nach den Figuren 1 und 2; Fig.4 einen Teillängsschnitt
entsprechend Fig.1 in starker Vergrösserung in der Stellung der mutter, die sie
zu Beginn des Anziehens relativ zum Gewindebolzen und zu dem mit einer Bohrung versehenen
Körper einnimmt; Fig.5 einen Teillängsschnitt entsprechend Fig.4, jedoch mit fest
angezogener mutter.
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Als Ausführungsbeispiel zur näheren Beschreibung der Erfindung wurde
eine Schraubverbindung dargestellt, die zur lösbaren Verbindung des Kugelbolzens
eines Spurstangengelenkes mit dem Lenkhebel eines Kraftfahrzeuges dient, weil diese
Schraubverbindung ein typisches Beispiel für ein sogenanntes lebenswichtiges Konstruktionselement
darstellt, für dessen Sicherung bis jetzt ein Splint verwendet wird, und bei dem
die technischen und wirtschaftlichen Vorteile der Erfindung besonders gut erkennbar
sind.
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Bei Kraftfahrzeugen gibt es vier oder mehr solcher Spurstangengelenke,
und zu den bereits beschriebenen Vorteilen der Erfindung kommt hier noch der Vorteil,
dass pro Kraftfahrzeug zumindest das Bohren und Aneenken von vier Splintlöchern
und die montage von vier Splinten eingespart werden, was pro Kraftfahrzeug mindestens
eine Arbeitsminute kostet. Das würde bei den momentanen-Produktionszahlen des grössten
deutschen Automobilkonzerns eine Einsparung von mehr als 100 Arbeitsstunden pro
Tag ergeben.
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Das Spurstsngengelenk 1 ist über die Lagerkugel 2 kardanisch mit dem
Kugelzapfen 4 verbunden. Der Kugelzapfen sitzt mit seinem Konus 5 in der Kegelbohrung
6 des Lenkhebels 7. Die zylindrische Bohrung 8 des Lenkhebels weist an ihrem unteren
Ende eine Kegelbohrung 20 mit der Länge 13 auf, deren Kegelwinkel grösser ist als
der Kegelwinkel 17 des Kegelstumpfes 10 der mutter 9. Beim Anziehen der mutter 9
mittels eines ihren
ihren Sechskant 11 umfassenden Schlüssels ergibt
sich zuerst die in Fig.4 dargestellte Situation, bei der sich das Flankenspiel 21
zwischen dem Bolzengewinde 16 des Bolzens 15 und dem muttergewinde 19 in seiner
ganzen Grösse zwischen der oberen Flanke des muttergewindes und der unteren Flanke
des Bolzengewindes befindet. Während des Anziehens der mutter 9 wird dann mit Hilfe
der drei Radialnuten 18 der Kegelstumpf 10 so verformt, wie es in Fig.5 dargestellt
ist. Im Verlauf des Axialweges 23 wird das einseitige Tragen 22 der Gewindeflanken
umgewandelt in ein allseitiges Anpressen 25, was zusammen mit dem Reibungsschluss
zwischen dem Kegelstumpf 10 und der Kegelbohrung 20 eine optimale Verdrehsicherung
von bis jetzt nicht erreichter Wirkung ergibt.
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3 ist eine Dichtungsmanschette, und das maß 12 soll die bei Anwendung
der erfindungsgemässen Schraubverbindung erzielbare besonders geringe Höhe des Lenkhebels
7 illustrieren.
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Die tiefste Stelle der Radialnuten 18 sollte um das maß 14 über der
Unterkante des Lenkhebels liegen, damit der Eintritt von Wasser und Schmutz verhindert
wird.
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Patentansprüche :