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Dokumentenidentifikation DE3309884C2 03.09.1987
Titel Wiederverwendbare formschlüssige Sicherung für Schraube/Mutter einer lösbaren Schraubenverbindung
Anmelder Le, Thanh-Son, Dipl.-Ing., 1000 Berlin, DE
Erfinder Le, Thanh-Son, Dipl.-Ing., 1000 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 17.03.1983
DE-Aktenzeichen 3309884
Offenlegungstag 27.09.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.09.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.09.1987
IPC-Hauptklasse F16B 39/02
IPC-Nebenklasse F16B 5/02   
Zusammenfassung Eine zuverlässige Schraubenverbindung soll gegen selbsttätiges Lösen der Schraube/Mutter, gegen Verlieren und gegen Setzen durch die Sicherungselemente gesichert werden. Die Sicherungselemente haben die Aufgabe, der Mechanik des selbsttätigen Lösens der Schraube/Mutter und dem unvermeidbaren Setzen der Schraubenverbindung, insbesondere bei dynamischer Beanspruchung quer zur Schraubenachse, entgegenzuwirken. Die zur formschlüssigen Sicherung für Schraube/Mutter einer Schraubenverbindung verwendeten Kupplungsteile können diese Aufgabe weitgehend erfüllen. Die Schraubenverbindung kann nicht nur damit gegen selbsttätiges Lösen der Schraube/Mutter, gegen Verlieren und gegen Setzen gesichert werden, sondern durch Verwendung von Kunststoffteilen wird sie auch noch schwingungsdämpfend, dichtend und korrosionsgeschützt. Die Relativschwingbewegungen zwischen den verspannten Teilen werden durch die Paßhülse beschränkt und von ihr weitgehend aufgenommen. Die Schraube wird dann weniger beansprucht, so daß ein Dauerbruch der Schraube dadurch weitgehend vermindert werden kann. Die Kupplungsteile sind wiederverwendbar und können weitgehend unabhängig von der Einbaulage eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine wiederverwendbare formschlüssige Sicherung für eine Schraube/Mutter gegen selbsttätiges Lösen, gegen Verlieren und gegen Setzen einer lösbaren Schraubenverbindung.

Bei derartigen Sicherungen werden die Schraube/Mutter und der verspannte Teil mittels eines Sicherungselementes formschlüssig miteinander verbunden. Die Relativbewegung zwischen der Schraube/Mutter und dem verspannten Teil in Losdrehrichtung durch den mittelbar gebildeten Formschluß wird derart blockiert, daß die Schraube/Mutter sich nicht selbsttätig lösen kann.

Es ist bekannt, daß formschlüssige Sicherungen für eine Schraube/Mutter mittels Sicherungsblechen mit Lappen, Sicherungsblechen mit 2 Lappen und Sicherungsblechen mit Außennase für hochfeste Schraubenverbindungen ab Festigkeitsklasse 8.8 unwirksam werden.

Es ist auch bekannt, daß die sperrende Wirkung der Sperrzahnschraube/-mutter auf dem erhöhten Reibschluß zwischen den Sperrzähnen und dem verspannten Teil beruht.

Bei der Verwendung von Sicherungsblechen, gemäß DE-PS 8 18 282, wird der Formschluß zwischen dem Schraubenkopf der Mutter und dem Sicherungsblech durch das aufgebogene Blechteil an eine der Sechskantflächen gebildet. Dieser hat ein großes Spiel, so daß die Schraube/Mutter sich selbsttätig losdrehen kann, bis es zu einem vollen Anschlag kommt. Die Schraubverbindung wird dadurch locker und bei hochfester Schraubenverbindung kann es zu einer Abscherung des aufgebogenen Blechteils führen. In anderen Schadenfällen bricht die Nase des Sicherungsblechs ab.

Da die Sicherungsbleche aus weichem Stahl bestehen, können sich die Setzbeträge bei hochfester Schraubenverbindung durch die Relaxation noch erhöhen.

Die Sicherungsbleche dürfen nicht mehrmals wiederbenutzt werden, weil sonst die Gefahr eines Versagens durch mehrmaliges Auf- und Abbiegen der Sicherungsbleche besteht.

Bei der Verwendung von einer Sperzahnschraube/-mutter können durch mehrmalige wiederholte Benutzung die Sperrzähne abgenutzt bzw. abgebrochen werden. Sie können sich daher nicht mehr in das Material des verspannten Teils eingraben, so daß ihre Sperrwirkung unwirksam wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß der mittelbare Fomrschluß zwischen Schraube/Mutter und dem verspannten Teil mittels einer formschlüssigen, festsitzenden Kupplung hergestellt wird, daß die Kupplung im allgemeinen aus zwei Teilen, der Kupplungshülse und dem Kupplungsstück, besteht, daß der Formschluß zwischen der Kupplungshülse und der Schraube/Mutter durch das Kupplungsstück mehrmals ohne Materialschaden gebildet bzw. aufgehoben werden kann, daß durch die entsprechende Gestaltung der Kupplungsteile eine Möglichkeit zum Ausgleichen des Schraubenvorspannkraftverlusts infolge des Setzens der Schraubenverbindung gegeben werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst.

Der Formschluß zwischen der Kupplungshülse und dem verspannten Teil erfolgt über entsprechende Gestaltung der Kupplungshülse und der Verschraubungsstelle des verspannten Teils. Dazu weist die Kupplungshülse an ihrer Stirnfläche zum verspannten Teil ein zähneförmiges Gebilde in Form von Sperrzähnen, Noppen, Sicken usw. als Sperrelemente auf. Diese dringen beim Eintreiben der Kupplungshülse entweder in den Werkstoff des verspannten Teils ein, oder passen sich in eine vorher durch ein Werkzeug eingeprägte, korrespondierende Gegenform ein. Oder sie werden durch die Schraubenkraft in das Material des verspannten Teils eingedrückt. Die Kupplungshülse ist somit durch die Schraubenvorspannkraft und über die Sperrelemente mit dem verspannten Teil an der Verschraubungsstelle vorgespannt und formschlüssig verbunden. Sie ist nun verdrehfest und kann als Bestandteil des verspannten Teils betrachtet werden. Das zähneförmige Gebilde an der Stirnfläche der Kupplungshülse kann durch sanfte Formgebung so gestaltet werden, daß auf der Verschraubungsstelle keine scharfe Kerbe entsteht.

Wird die eingeprägte korrespondierende Gegenform der Sperrelemente vorher durch ein Werkzeug hergestellt, so wird die Oberfläche der Verschraubungsstelle eingeebnet und kaltverfestigt. Eine Gefahr des Setzens infolge der Glättung der Oberflächenrauhigkeit, der hohen Flächenpressung durch die Sperrelemente wird dadurch vermindert. Außerdem wird es so gestaltet, daß die Eindringungstiefe der Sperrelemente durch eine ebene Fläche begrenzt wird.

Wird bei Dünnblechkonstruktionen die korrespondierende Gegenform von Noppen, Sicken mit einem Werkzeug eingeprägt, so können diese als zusätzliche Versteifung der Verschraubungsstelle dienen.

Die Außenform der Kupplungshülse kann die Form eines Vielkants z. B. eines Sechskants annehmen. Diese kann sich dann in eine vorgestanzte, vorgegossene oder gefräste korrespondierende Hohlform an der Verschraubungsstelle des verspannten Teils einpassen. Die Kupplungshülse wird auf diese Weise mit dem verspannten Teil formschlüssig verbunden.

Sie kann aber auch durch den Stoffschluß wie Heften, Schweißen, Punktschweißen, Buckelschweißen, Löten, Kleben usw. oder durch den Kraftformschluß wie Nieten, Einpressen, Nageln usw. als fester Bestandteil des verspannten Teils gestaltet werden. Auf diese Weise kann die Kupplungshülse nicht mitverspannt werden, so daß die Anzahl der Trennfugen dadurch nicht erhöht wird. Durch diese Konstruktion kann die Schraube/Mutter im Falle eines Schraubenbruches noch in ihren Lagen festgehalten werden. Die unvorhersehbaren Schäden durch das Herumfliegen bzw. das Herausfallen der Bruchteile können dadurch vermieden werden. Die Kupplungshülse kann auch in den verspannten Teil in Form von Prägungen, kerbverzahnten Senkungen, Langlöchern bzw. -nuten oder von vorgeprägten bzw. vorgegossenen Vielkantsenkungen integriert werden.

Bei den mitverspannten Kupplungshülsen kann der Boden in Form einer Tellerfeder bzw. einer geschlitzten Tellerfeder gestaltet werden. Die gespeicherte Federkraft gleicht dann den Vorspannkraftverlust so aus, daß die erforderliche Vorspannkraft der Schraube erhalten bleibt.

An ihrem Außen- bzw. Innenumfang kann die Kupplungshülse die Sperrelemente in Form von Außen- bzw. Innenkerbverzahnungen, Ausnehmungen, Sperrzähnen usw., die gleichmäßig längs zur Schraubenachse verlaufen, aufweisen. Diese Sperrelemente dienen zur Formschlußbildung zwischen der Kupplungshülse und dem Kupplungsstück. Um das fertigungstechnisch bedingte Spiel zwischen ihr und dem Kupplungsstück auszugleichen, besitzt die Kupplungshülse an ihrem Umfang mehrere Längsschlitze. Die dadurch entstandenen Federarme können zur Klemmung des Kupplungsstücks benutzt werden. Die Kupplungshülse kann dann auch an ihrem Umfang umlaufende Nute aufweisen, die zur Aufnahme eines Sprengringes bzw. eines Sicherungsringes für die Axialsicherung des Kupplungsstücks benötigt werden. Diese können auch als Sperrnute für die Schnapparme des Kupplungsstücks verwendet werden. Ist die Außen- bzw. Innenform der Kupplungshülse zylindrisch, so können Gewinde für ein Sperrstück an diesen Teilen angebracht werden. Das Sperrstück besitzt dazu ein zu dem Schraubengewinde gegensinniges Gewinde. Dieses kann daher auf bzw. in die Kupplungshülse aufgeschraubt und gegen den Schraubenkopf/die Mutter so verspannt werden, daß dieses und die Schraube/Mutter sich bei selbsttätigem Lösen der Schraube/Mutter gegenseitig sperren. Das Sperrstück kann auch das Kupplungsstück in seiner Lage verspannen und festhalten.

Auf ihrer Oberseite, um den Schraubenkopf/die Mutter herum kann die Kupplungshülse eine Vielzahl von gleichmäßigen Sperrzähnen bzw. Ausnehmungen besitzen. Diese dienen zur Aufnahme von den korrespondierenden Sperrzähnen, Klauen bzw. Sperrarmen des Kupplungsstücks zwecks der Formschlußbildung zwischen diesen beiden Teilen.

Ein Außenkegel und ein Innenkegel können auch an der Oberseite der Kupplungshülse angebracht werden.

Über den Außenkegel können die Federarme der Kupplungshülse durch ein entsprechendes Werkzeug so zugeschlagen werden, daß sie das Kupplungsstück bzw. den zylindrischen Schraubenkopf durch die plastische Verformung formschlüssig umschließen. Auf diese Art, insbesondere bei Zylinderschrauben, kann das Kupplungsstück entfallen. Dieses ist in die Kupplungshülse integriert worden.

Über den Innenkegel werden die Federarme der Kupplungshülse durch ein entsprechendes Werkzeug so auseinander geschlagen, daß der Formschluß zwischen der Kupplungshülse und dem Kupplungsstück bzw. dem Schraubenkopf zwecks des gewollten Lösens der Schraubenverbindung aufgehoben wird.

Nach unten kann die Kupplungshülse mit einer Paßhülse so verlängert werden, daß die verspannten Teile dadurch miteinander formschlüssig verbunden werden können.

Das Kupplungsstück ist das Verbindungsglied zwischen der Schraube/Mutter bzw. dem Schraubenkopf und dem verspannten Teil bzw. der Kupplungshülse. Es dient dazu, den Formschluß zwischen Schraube/Mutter und dem verspannten Teil über die Kupplungshülse und die Schraubenkopfform/Mutterform herzustellen. Das Kupplungsstück ist so gestaltet, daß es einerseits mit der Schraube/Mutter kraftformschlüssig und anderseits auch mit der Kupplungshülse kraftformschlüssig verbunden wird.

Für die Formschlußbildung mit der Schraube/Mutter umschließt das Kupplungsstück mit seiner Hohlform die Außenform des Schraubenkopfes/der Mutter. Für die Vielkantschraube/-mutter ist diese Formschlußbildung durch die Außenform des Schraubenkopfes/der Mutter gegeben. Für Zylinderschrauben mit Innensechskant kann die Formschlußbildung entweder über den vorhandenen Innensechskant oder über die am Umfang des zylindrischen Schraubenkopfes zusätzlich angebrachten Außenkerbverzahnungen bzw. Sperrzähne erfolgen. Diese Verzahnungen können auch am Umfang eines am Schraubenkopf/der Mutter integrierten Teils angebracht werden. Die Hohlform des Kupplungsstücks weist die dazu korrespondierende Gegenform auf. Sie dient nicht nur zur Formschlußbildung, sondern verleiht dem Kupplungsstück eine hohe Axialklemmung, so daß das Kupplungsstück fest in seiner Lage gehalten wird. Es wirkt hier die Selbsthemmung in Axialrichtung. Das Kupplungsstück kann daher nur durch äußere Kraft z. B. über eine Abdrückvorrichtung in Axialrichtung herausgezogen werden. Zur Unterstützung der Formschlußbildung und zur Kompensation des fertigungstechnisch bedingten Spiels weist die Hohlform des Kupplungsstücks mehrere längs zur Schraubenachse verlaufende keilförmige Längszähne bzw. Innenkerbverzahnungen auf. Diese können beim Eintreiben des Kupplungsstücks in den Werkstoff des Schraubenkopfes/der Mutter selbstschneidend eingreifen bzw. sich in die dazu korrespondierten Außenkerbverzahnungen einpassen. Die Rückstellkraft des aufgeweiteten Teils des Kupplungsstücks spannt den Formschluß vor und verleiht ihm damit eine hohe Axialklemmung. Auch die Federarme, die federnden Längs- und Quersicken am Umfang des Kupplungsstücks, können diese Aufgabe erfüllen. Hierbei werden die Umfangsflächen des Schraubenkopfes/der Mutter nicht verletzt. Die Federarme sind dazu im unverspannten Zustand nach innen verbogen.

Ist das Kupplungsstück aus Kunststoff z. B. aus Polyamid, so wird der Formschluß zwischen ihm und der Schraube/Mutter durch die hohe Elastizität dieses Werkstoffes spielfrei vorgespannt. Das Kupplungsstück erfährt dabei eine hohe Axialklemmung. Im erforderlichen Falle kann eine zusätzliche Sicherung gegen das Herausfallen des Kupplungsstücks durch z. B. einen Sicherungsring bzw. Sprengring eingebaut werden. Dazu weisen das Kupplungsstück und die Kupplungshülse entsprechende Aufnahmenute auf.

Im gesicherten Zustand ist die Schraube/Mutter mit dem verspannten Teil über die Kupplungshülse und das Kupplungsstück formschlüssig verbunden. Die Schraubenverbindung ist nun so, als wenn sie aus einem Stück bestehen würde. Der Formschluß zwischen der Kupplungshülse und dem Kupplungsstück bietet einen hohen Widerstand in Losdrehrichtung. Die Schraube/Mutter kann sich, so lange der Formschluß vorhanden ist, nicht selbsttätig lösen. Das Verhältnis zwischen Losdrehmoment und Anziehmoment ist sehr hoch. Ein gewolltes Lösen der Schraubenverbindung im gesicherten Zustand ist dann nur durch Zerstörung der Sperrelemente bzw. der Kupplungsstelle möglich. Auch wenn die Schraubenvorspannkraft durch Setzen der Schraubenverbindung auf Null gesunken ist, kann die Schraubenverbindung nicht auseinander fallen. Die Setzbeträge bewegen sich im Tausendstel-Millimeter-Bereich, wogegen die Eindringungstiefe der Sperrelemente einige Zehntel-Millimeter beträgt.

Ein gewolltes Lösen der Schraube/Mutter ist nur dann möglich, wenn der Formschluß zwischen der Kupplungshülse und dem Kupplungsstück aufgehoben wird. Dazu muß das Kupplungsstück entweder ganz aus der Kupplungshülse oder nur teilweise mittels einer Abdrückvorrichtung so abgedrückt werden, daß die Sperrelemente der beiden Teile nicht mehr im Eingriff sind. Zum Abdrücken des Kupplungsstücks dient eine der vielen Möglichkeiten, die das Eingreifen der Abdrückvorrichtung ermöglichen.

Die Abdrückvorrichtung kann in Form von einer Gewindebohrung an der Oberseite des Kupplungsstücks für eine Abdrückschraube, oder zwei gegenüberstehende Gewindebohrungen bzw. eine umlaufende Nut am Umfang des Kupplungsstücks für die Greifer einer Abdrückvorrichtung vorgesehen werden.

Die Abdrückmöglichkeit kann auch so gestaltet werde, daß ein unbefugtes Lösen der Schraubenverbindung verhindert oder erschwert wird.

Das Losdrehmoment kann, nachdem das Kupplungsstück entfernt worden ist, wie üblich über den Schraubenkopf/die Mutter eingeleitet werden. Dieses ist im allgemeinen kleiner als das Anziehmoment, so daß auf diese Weise die Schraube nicht unzulässiger, hoher Torsionsbeanspruchung unterworfen wird, z. B. wie es beim Gewindekleben der Fall ist.

Braucht das Kupplungsstück nur teilweise abgedrückt zu werden, so daß der Formschluß zwischen ihm und der Kupplungshülse zwar aufgehoben ist, aber der Formschluß zwischen ihm und der Schraube/Mutter noch in Takt ist, so kann über die entsprechende Gestaltung der Außenform des Kupplungsstücks das Losdreh- bzw. Anziehmoment eingeleitet werden.

Beim Wiederanziehen der Schraube/Mutter wird diese nur bis zur nächsten Eingriffsmöglichkeit der Sperrelemente mehr angezogen. Dank der Vielzahl von gleichmäßigen Sperrelementen wird die Schraube dadurch nicht so hoch beansprucht, wie es bei großen Teilungen z. B. bei Kronenmuttern der Fall ist.

Eine optische Kontrolle des Eingriffs der Sperrelemente ist gegeben. Eine praktische Kontrolle ist auch möglich. Auf die Schraube/Mutter wird, wenn es möglich ist und nachdem sie gesichert ist, ein Drehmoment in Losdrehrichtung ausgeübt. Erfährt es dabei einen hohen Widerstand, so sind die Sperrelemente voll im Eingriff. Auf diese Weise wird das Spiel zwischen den Sperrelementen in Losdrehrichtung ausgeschaltet. Das Kupplungsstück kann auch so gestaltet werden, daß eine schnelle Formschlußbildung bzw. -aufhebung zwischen ihm und der Kupplungshülse mit/ohne Werkzeug erfolgen kann.

Am Mittelteil des Kupplungsstücks bzw. der Kupplungshülse können Schlitze angebracht werden, so daß das Kupplungsstück bzw. die Kupplungshülse dadurch zwei Teile aufweist, die miteinander elastisch über die durch die angebrachten Schlitze ausgebildete Biegefeder verbunden sind. Auf diese Art und Weise wird das Kupplungsstück bzw. die Kupplungshülse in sich verdrehelastisch. Die Formschlußbildung zwischen dem Kupplungsstück, dem Schraubenkopf bzw. der Mutter und der Kupplungshülse wird dadurch lagenunabhängig, d. h. das Kupplungsstück kann in jeder beliebigen Lage des Schraubenkopfs/der Mutter zu der Kupplungshülse eingebaut werden. Durch die Verdrehung übt die Biegefeder ein Rückstellmoment auf den Schraubenkopf/die Mutter aus, welches in Anziehrichtung der Schraube/Mutter wirkt, so daß die Schraubenverbindung im gesicherten Zustand ständig von einem Moment, das dem Rückstellmoment der Biegefeder gleich ist, angezogen wird.

Ist das Rückstellmoment dem erforderlichen Anziehmoment der Schraubenverbindung gleich, so kann die Schraubenverbindung nicht nur gegen selbsttätiges Lösen, gegen Verlieren und gegen Setzen gesichert werden, sondern, im erforderlichen Falle, von dem Rückstellmoment angezogen werden, als ob dieses die Schraubenverbindung selbsttätig anziehen würde.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:

1. Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Sechskantschraube im gesicherten Zustand.

Fig. 2 zeigt den Schnitt der Fig. 1 in der Pfeilrichtung.

Fig. 3 zeigt die Ansicht der Kupplungshülse von unten gesehen.

Fig. 4 zeigt den Längsschnitt der Kupplungshülse.

2. Ausführungsbeispiel

Fig. 5 zeigt den Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Sechskantmutter.

Fig. 6 zeigt die dazugehörige Draufsicht der Fig. 5.

3. Ausführungsbeispiel

Fig. 7 zeigt den Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Sechskantschraube im gesicherten Zustand.

Fig. 8 zeigt die dazugehörige Draufsicht der Fig. 7.

Fig. 9 zeigt den Schnitt in der Fig. 7 in Pfeilrichtung.

Fig. 10 zeigt den Längsschnitt eines Kupplungsstücks im noch-nicht-eingebauten Zustand.

Fig. 11 zeigt den Längsschnitt der Kupplungshülse.

Fig. 12 zeigt die Ansicht gesehen von unten der Kupplungshülse.

4. Ausführungsbeispiel

Fig. 13 zeigt den Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Sechskantschraube im gesicherten Zustand.

Fig. 14 zeigt die dazugehörige Draufsicht der Fig. 13.

Fig. 15 zeigt den Schnitt a-a in der Fig. 13.

Fig. 16 zeigt den Schnitt b-b in der Fig. 13.

Fig. 17 zeigt die Vorderansicht des Kupplungsstücks im normalen Zustand.

Fig. 18 zeigt die Ansicht der Fig. 17 von unten gesehen.

Fig. 19 zeigt den Längsschnitt der Kupplungshülse.

Fig. 20 zeigt die Ansicht der Fig. 19 von unten gesehen.

5. Ausführungsbeispiel

Fig. 21 zeigt den Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Zylinderschraube mit Innensechskant im gesicherten Zustand.

Fig. 22 zeigt die dazugehörige Draufsicht der Fig. 21.

Fig. 23 zeigt den Längsschnitt der Kupplungshülse.

Fig. 24 zeigt den Schnitt der Fig. 21 in der Pfeilrichtung.

Fig. 25 zeigt die Vorderansicht der Schraubenverbindung.

Fig. 26 zeigt die Ansicht des Kupplungsstücks von unten gesehen.

Fig. 27 zeigt den Längsschnitt der Kupplungshülse.

Fig. 28 zeigt die Ansicht der Kupplungshülse von unten gesehen.

Bei dem 1. Ausführungsbeispiel (Fig. 1) wird eine Sechskantschraube (2) formschlüssig gesichert. Die Formschlußbildung zwischen der Sechskantschraube (2) und einem verspannten Teil (3) erfolgt über eine Kupplungshülse (4) und ein Kupplungsstück (5). Die Kupplungshülse (4) ist mit dem verspannten Teil (3) über die an der Stirnfläche (6) befindlichen Sperrelemente (7) und die dazu korrespondierende Prägung (8) an der Verschraubungsstelle formschlüssig verbunden und durch die Schraubenvorspannkraft vorgespannt. Die Prägung (8) kann entweder vorher durch ein entsprechendes Werkzeug hergestellt oder durch die Eindringung der Sperrelemente ( 7) infolge der Schraubenvorspannkraft selbst auf dem verspannten Teil (3) erzeugt werden.

Das Kupplungsstück (5) weist eine Hohlform (9) auf und umschließt damit den Sechskantschraubenkopf (10 ) formschlüssig (Fig. 2). Am Außenumfang (11) des Kupplungsstücks (5) sind die Sperrelemente in Form von einer Außenkerbverzahnung (12) angebracht. Diese greifen in die am Innenumfang (13) der Kupplungshülse (4) korrespondierende Innenkerbverzahnung (14) ein, so daß der Formschluß zwischen der Kupplungshülse (4) und dem Kupplungsstück (5) dadurch gebildet wird. Der Formschluß zwischen der Sechskantschraube (2) und dem verspannten Teil (3) ist somit mittelbar hergestellt. In diesem Zustand ist die Sechskantschraube (2) formschlüssig gesichert. Sie kann sich nicht selbsttätig lösen. Um die Schraubenverbindung lösen zu können, muß der Formschluß zwischen der Kupplungshülse (4) und dem Kupplungsstück (5) aufgehoben werden. Zu diesem Zweck dient eine auf der Oberseite (15) vorgesehene Gewindebohrung (16). Mit Hilfe einer passenden Abdrückschraube kann das Kupplungsstück (5) aus der Kupplungshülse (4) herausgezogen werden. Nachem das Kupplungsstück (5) entfernt worden ist, kann die Sechskantschraube (2) losgedreht werden.

Am Umfang (17) der Kupplungshülse (4) sind mehrere Längsschlitze (18) angebracht. Diese dienen dazu, das fertigungstechnisch bedingte Spiel zwischen der Kupplungshülse (4) und dem Kupplungsstück (5) auszugleichen. Die durch die Längsschlitze (18) ausgebildeten Federarme (19) spannen das Kupplungsstück (5) so vor, das dieses eine hohe Axialklemmung erfährt. Ein Herausnehmen des Kupplungsstücks (5) ist nur mittels einer Abdrückschraube möglich.

Nach unten ist die Kupplungshülse (4) durch eine Paßhülse (20) verlängert worden, so daß die verspannten Teile (3) und (301) dadurch miteinander formschlüssig verbunden sind.

Um das Spiel zwischen ihr und der Durchgangsbohrung (21) auszugleichen, weist die Paßhülse (20) an ihrem Umfang ( 22) mehrere Längssicken (23) auf, so daß eine grobe Passung der Durchgangsbohrung (21) genügt.

Der Boden (24) der Kupplungshülse (4) ist tellerfederförmig ausgebildet. Durch die ebene Fläche ( 25) (Fig. 3) wird die Eindringungstiefe der Sperrelemente (7) begrenzt.

Bei dem 2. Ausführungsbeispiel (Fig. 5) wird eine Sechskantmutter (26) formschlüssig gesichert. Der Unterschied zwischen diesem und der 1. Ausführung (Fig. 1) besteht darin, daß das Kupplungsstück (501) eine andere Formgebung hat. An der Oberseite (1501) befinden sich zwei gegenüberliegende Gewindebohrungen (1601) für eine Abdrückvorrichtung.

Das 3. Ausführungsbeispiel (Fig. 7) zeigt die formschlüssige Sicherung einer Sechskantschraube (2). Die Formschlußbildung zwischen der Kupplungshülse (418) und dem verspannten Teil (319) erfolgt über die Langnut (54) des verspannten teils (319) und den dazu korrespondierenden Zapfen (55) der Kupplungshülse (418). Das Kupplungsstück (511) ist aus Kunststoff und besitzt im Anfangszustand am Umfang (1102) keine Außenverzahnung (1216) (Fig. 10). Diese Außenkerbverzahnung (1216) wird erst durch die Schneidkante (56) und die Innenkerbverzahnung (1414) der Kupplungshülse (418) beim Eintreiben des Kupplungsstücks (511) hergestellt. Der Formschluß zwischen der Sechskantschraube (2) und dem Kupplungsstück (511) wird durch den Sechskantschraubenkopf (10 ) und die dazu korrespondierende Hohlform (905) des Kupplungsstücks (511) gebildet. der Boden (2404) der Kupplungshülse (418) ist tellerfederförmig ausgebildet (Fig. 12).

Das 4. Ausführungsbeispiel (Fig. 13) zeigt die formschlüssige Sicherung einer Sechskantschraube (2).

Bei dieser Ausführung wird die Kupplungshülse (437) durch die Sechskantschraube (2) vorgespannt und über die Sperrzähne (736) und die dazu korrespondierende Prägung (827) mit dem verspannten Teil (354) formschlüssig verbunden. Durch die Schlitze (113, 114) und (115) (Fig. 17) wird im Mittelteil des Kupplungsstücks (545) eine Biegefeder (116) ausgebildet. Der Steg (117) verbindet die Biegefeder (116) mit dem Oberteil (118) und der Steg (11701) verbindet die Biegefeder mit dem Unterteil (119). Das Oberteil (118) ist nun elastisch über die Biegefeder (116) mit dem Unterteil (119) verbunden. Diese beiden Teile können gegeneinander verdreht werden. Das Oberteil (118) umschließt mit dem Innensechskant (3107) den Sechskantschraubenkopf (10) formschlüssig. Das Unterteil (119) weist in seinem Innenumfang (1304) die Innenkerbverzahnung (1427) auf, welche in die korrespondierte Außenverzahnung (1227) der Kupplungshülse (437) eingreift.

Nachdem die Sechskantschraube (2) sachgemäß angezogen worden ist, wird der Sicherungsvorgang eingeleitet. Dazu greift die Innenkerbverzahnung (1427) des Kupplungsstücks (545) in die Außenverzahnung (1227) der Kupplungshülse (437) ein. Die Lage des Kupplungsstücks (545) wird so gewählt, daß das Oberteil (118) des Kupplungsstücks (545) noch nicht den Sechskantschraubenkopf (10) umschließt. Nun wird das Oberteil (118) über die Flächen (120) und (12001) mittels eines Maulschlüssels so verdreht, daß der Innensechskant (3107) sich auf den Schraubenkopf (10) einpaßt. Danach wird das Kupplungsstück (545) eingedrückt bis es auf dem verspannten Teil (354) anliegt. Die Verdrehrichtung wird so gewählt, daß die Sechskantschraube (2) ein Anziehmoment erfährt, das durch die Rückstellkraft der Biegefeder (116) hervorgerufen ist. In diesem Zustand ist die Sechskantschraube (2) nicht nur formschlüssig gesichert, sondern wird auch noch von einem gespeicherten Anziehmoment beaufschlagt. Die Größe dieses Anziehmoments hängt von den Abmessungen der Biegefeder (116) und dem Verdrehwinkel ab. Durch das Verdrehen erfährt das Kupplungsstück eine hohe Axialklemmung. Das Kupplungsstück (545) kann mit Hilfe einer Abdrückvorrichtung über die vorgesehenen Gewindebohrungen (1610) und (1611) oder über den Schlitz (113) abgedrückt werden. Die Sechskantschraube (2) steht danach zum Losdrehen frei.

Das 5. Ausführungsbeispiel (Fig. 21) zeigt die formschlüssige Sicherung der Zylinderschraube (202) mit Innensechskant (31).

Bei dieser Ausführung wird eine Biegefeder (11604) im Boden (128) des Kupplungsstücks (552) durch die Schlitze (129) (12901) und (12902) ausgebildet. Das eine Ende der Biegefeder (11604) ist über den Steg (11704) mit dem Kupplungsstück (552), das andere Ende ist mit dem Sechskantzapfen (3211) über den Steg (11703) verbunden (Fig. 22). Das Kupplungsstück (552) weist an seinem Umfang mehrere Federarme (1908) auf, welche zur Klemmung des Kupplungsstücks (552) am Schraubenkopf (1002) dienen. Das Unterteil (11904) des Kupplungsstücks (552) weist die zu der Außenform (3601 ) der Kupplungshülse (443) korrespondierende Hohlform (192) auf. Die Außenform (3601) der Kupplungshülse (443) kann vielkantig z. B. sechskantig sein. Nachdem die Zylinderschraube (202) sachgemäß fest angezogen worden ist, wird der Sicherungsvorgang eingeleitet. Dazu wird das Kupplungsstück (552) eingeschoben, so daß sich der Sechskantzapfen (3211) in den Innensechskant (31) einpaßt. Nun wird der Unterteil (11904) des Kupplungsstücks (552) über den Sechskant (3212) so verdreht und eingedrückt, daß seine Hohlform (912) in die Außenform (3601) der Kupplungshülse (443) formschlüssig eingreift. Das Kupplungsstück (552) wird nun weiter bis zum Anschlag angedrückt. Die Verdrehrichtung wird so gewählt, daß sich ein Rückstellmoment der Biegefeder (11604) in Anziehrichtung der Zylinderschraube (202) auswirkt. Der Boden (2414) der Kupplungshülse (443) ist in Form einer geschlitzten Tellerfeder ausgebildet, so daß eine zusätzliche Federkraft zum Ausgleich des Vorspannkraftverlusts infolge des Setzens der Schraubenverbindung zur Verfügung steht. Die Federarme (1908) verleihen dem Kupplungsstück (552) eine zusätzliche Axialklemmung.

Über die vorgesehene Gewindebohrung (1615) kann das Kupplungsstück (552) abgedrückt und entfernt werden, so daß die Zylinderschraube (202) zum Losdrehen frei wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung mittels eines Sicherungselements, das aus einer Sicherungsscheibe, die formschlüssig über Sperrelemente auf der Unterseite mit dem verspannten Teil verbunden ist, und einem mindestens an einer Schlüsselfläche des Schraubenkopfes bzw. der Mutter anliegenden Kupplungsstück besteht, wobei das Kupplungsstück am Schraubenkopf bzw. der Mutter formschlüssig anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsscheibe als Kupplungshülse (4) ausgebildet ist, die am Innenumfang (13) eine Innenkerbverzahnung (14) trägt, daß das Kupplungsstück (5) eine Hohlform (9) aufweist, welche den ganzen Schraubenkopf (10) bzw. die Mutter (26) formschlüssig umschließt, und daß das Kupplungsstück (5) am Außenumfang (11) mit einer Außenkerbverzahnung (12) versehen ist, die in die dazu korrespondierende Innenkerbverzahnung (14) der Kupplungshülse (4) formschlüssig eingreift.
  2. 2. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung mittels eines Sicherungselements, das aus einer Sicherungsscheibe, die formschlüssig über Sperrelemente auf der Unterseite mit dem verspannten Teil verbunden ist, und einem mindestens an einer Schlüsselfläche des Schraubenkopfes bzw. der Mutter anliegenden Kupplungsstück besteht, wobei das Kupplungsstück am Schraubenkopf bzw. der Mutter formschlüssig anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsscheibe als Kupplungshülse (437) ausgebildet ist, die am Außenumfang eine Außenkerbverzahnung (1227) trägt, daß das Kupplungsstück (545) einen Innensechskant (3107) aufweist, welcher den ganzen Schraubenkopf (10) (Fig. 13) formschlüssig umschließt, und daß das Kupplungsstück (545) am Innenumfang (1304) mit einer Innenkerbverzahnung (1427) versehen ist, die in die dazu korrespondierende Außenkerbverzahnung (1227) der Kupplungshülse (437) formschlüssig eingreift.
  3. 3. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung mittels eines Sicherungselements, das aus einer Sicherungsscheibe, die formschlüssig über Sperrelemente auf der Unterseite mit dem vespannten Teil verbunden ist, und einem mindestens an einer Schlüsselfläche des Schraubenkopfes bzw. der Mutter anliegende Kupplungsstück besteht, wobei das Kupplungsstück am Schraubenkopf bzw. der Mutter formschlüssig anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsscheibe als Kupplungshülse (443) ausgebildet ist, die eine vielkantige Außenform (3601) aufweist, und daß, insbesondere bei einer Zylinderschraube mit Innenseckskant, das Kupplungsstück (552) einen Sechskantzapfen (3211) aufweist, welcher in den Innensechskant (31) des Schraubenkopfes (1002) formschlüssig eingreift, und daß das Kupplungsstück (552) eine Hohlform (912) aufweist, welche in die dazu korrespondierenden vielkantige Außenform (3601) der Kupplungshülse (443) formschlüssig eingreift.
  4. 4. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (24) der Kupplungshülse (4) tellerfederförmig ausgebildet ist.
  5. 5. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden ( 2414) (Fig. 309) als geschlitzte Tellerfeder ausgebildet ist.
  6. 6. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (5, 501, 511, 545, 552) an seiner Oberseite (15) eine oder mehrere Gewindebohrungen (16, 1601, 1610, 1611, 1615) als Abdrückvorrichtung trägt.
  7. 7. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang (17) der Kuplungshülse (5) mehrere Längsschlitze (18) angebracht sind.
  8. 8. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Kupplungsstücks (545) zwei umlaufende Schlitze (113) und (114) und ein Längsschlitz (115) angebracht sind, wobei der Längsschlitz (115) (Fig. 17) die beiden Schlitze (113) und (114) verbindet.
  9. 9. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (418) an der Oberseite eine Schneidkante (56) (Fig. 11) aufweist.
  10. 10. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (128) des Kupplungsstücks (552) die Schlitze (129, 12901, 12902) angebracht sind, wobei der Schlitz (12902) die beiden Schlitze (129, 12901) verbindet, so daß die Biegefeder (11604) dadurch entsteht.
  11. 11. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (4) eine Paßhülse (20) nach unten aufweist.
  12. 12. Formschlüssige Schrauben-/Muttersicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der Sicherung von einer Zylinderschraube, das Kupplungsstück (552) am Umfang mehrere Federarme (1908) aufweist.






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