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Dokumentenidentifikation DE10029971A1 10.01.2002
Titel Einrichtung zum Absichern einer lösbaren Verbindung gegen ein unbefugtes Lösen
Anmelder Hüßelmann, Wilhelm, 45473 Mülheim, DE
Erfinder Hüßelmann, Wilhelm, 45473 Mülheim, DE;
Höper, Gerhard, 45259 Essen, DE;
Weitzel, Erich, 45327 Essen, DE
Vertreter Zenz, Helber, Hosbach & Partner, 45128 Essen
DE-Anmeldedatum 26.06.2000
DE-Aktenzeichen 10029971
Offenlegungstag 10.01.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2002
IPC-Hauptklasse F16B 41/00
IPC-Nebenklasse F17D 5/00   
Zusammenfassung Die Einrichtung weist ein Ringelement (1) auf, welches in zwei Ringhälften (2, 3) unterteilt ist. Die Ringhälften sind über der lösbaren Verbindung derart zusammenfügbar, daß sich in axialer Richtung eine formschlüssige Verriegelung ergibt. Ferner sind die Ringhälften (2, 3) über Spreizhülsen in (5) miteinander verbindbar, die in einer der Ringehälften befestigt sind und mit ihren freien Enden je in eine Durchgangsbohrung (7) der anderen Ringhälfte eingreifen. Jede Spreizhülse (5) bildet mit ihrem freien Ende elastische Spreizarme, deren Außenfläche eine vom freien Ende aus ansteigende Rampe aufweist, die über einen stufenförmigen Rücksprung in die Außenfläche der Spreizhülse (5) übergeht. Jede Durchgangsbohrung (7) bildet in ihrem der anderen Ringhälfte zugewandten Bereich eine stufenförmige Einschnürung (8), die von den stufenförmigen Rücksprüngen der zugehörigen Spreizhülse (5) hintergreifbar ist. Ferner ist ein Werkzeug vorgesehen, welches Betätigungselemente in Form von Hülsen aufweist, die in die Durchgangsbohrungen (7) der entsprechenden Ringhälfte (2) einsteckbar sind. Sie greifen an den Rampen der Sreizbuchsen (5) an und lösen die stufenförmigen Rücksprünge von den stufenförmigen Einschnürungen (8) der zugehörigen Durchgangsbohrungen (7). Die Ringhälften lassen sich sodann voneinander lösen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absichern einer lösbaren Verbindung gegen ein unbefugtes Lösen.

Auf vielen Gebieten der Technik besteht ein dringendes Bedürfnis nach manipulationssicheren lösbaren Verbindungen. Lediglich als Beispiel, allerdings als brisantes solches, sei die Hausgasversorgung erwähnt. An die Hauseinführung schließt sich eine Vielzahl von Verschraubungen an, sei es zur. Herstellung von Abzweigungen, sei es zum Anschluß von Armaturen und Gaszählern. Jegliche Manipulationen sind nicht nur unerwünscht, beispielsweise im Hinblick auf ein unbefugtes Abzapfen des Energieträgers, sondern vor allen Dingen auch äußerst gefährlich, da eine unsachgemäße Handhabung häufig zu Bränden oder gar Explosionen führt.

Absichern gegen unbefugte Manipulationen möchte man häufig auch Leitungen für andere Medien, Leitungen in hausexternen Bereichen, ferner kritische Verschraubungen, die unter einer vorbestimmten Vorspannung stehen müssen - verwiesed sei hier vor allem auf den Motoren- und Fahrzeugbau - und schließlich sämtliche Schalt- und Betätigungspunkte, die nur von bestimmten Personen bedient werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem geschilderten Bedürfnis abzuhelfen.

Hierzu ist die eingangs genannte Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,

  • - daß die Verbindung mindestens ein Verbindungselement aufweist, welches mit einem auf seinem Außenumfang frei zugänglichen axialen Abschnitt versehen ist,
  • - daß ein Ringelement vorgesehen ist, welches in zwei Ringhälften unterteilt ist,
  • - daß die Ringhälften über dem frei zugänglichen Abschnitt des Verbindungselements zusammenfügbar und dadurch in axialer Richtung formschlüssig relativ zum Verbindungselement verriegelbar sind,
  • - daß die Ringhälften über Spreizelemente miteinander verbindbar sind, die in einer der Ringhälften befestigt sind und mit ihren freien Händen je in eine Durchgangsbohrung der anderen Ringhälfte eingreifen,
  • - daß jedes Spreizelement an seinem freien Ende mindestens einen elastischen Spreizarm bildet, dessen Außenfläche eine vom freien Ende aus ansteigende Rampe aufweist, die über einen stufenförmigen Rücksprung in die Außenfläche des Spreizelements übergeht,
  • - daß jede Durchgangsbohrung in ihrem der anderen Ringhälfte zugewandten Bereich eine stufenförmige Einschnürung bildet, die von dem stufenförmigen Rücksprung des zugehörigen Spreizarms hintergreifbar ist, und
  • - daß ein Werkzeug vorgesehen ist, welches in die Durchgangsbohrungen der entsprechenden Ringhälfte einsteckbare Betätigungselemente jeweils zum Angriff an der Rampe des zugehörigen Spreizarms und zum Lösen von dessen stufenförmigem Rücksprung von der stufenförmigen Einschnürung der zugehörigen Durchgangsbohrung aufweist.

Diese Einrichtung ist universell einsetzbar, allerdings unter der Voraussetzung daß das Verbindungselement auf seinem Außenumfang zumindest über einer gewissen axialen Erstreckung frei zugänglich ist. Auf diesem Bereich werden die beiden Ringhälften zusammengefügt. Ein axiales Aufstecken des Ringelements ist also nicht erforderlich. Dies bedeutet, daß die Absicherung nach Beendigung der Montage der Verbindung erfolgen kann. Beliebige Nachrüstungen sind also möglich.

Die Ringhälften werden zusammengesteckt, wobei die an der einen Ringhälfte angeordneten Spreizelemente in die zugehörigen Durchgangsbohrungen der anderen Ringhälfte eintreten. Hier erfolgt die Verriegelung, nämlich dadurch, daß die Spreizarme jeweils mit ihrem stufenförmigen Rücksprung hinter der stufenförmigen Einschnürung der zugehörigen Durchgangsbohrung einklicken. Gleichzeitig wird das nun zusammengefügte Ringelement in axialer Richtung formschlüssig relativ zum Verbindungselement verriegelt.

Das Ringelement kann also in axialer Richtung nicht von dem Verbindungselement abgezogen werden. Es schützt daher die Verbindung gegen unbefugte Manipulationen. Eine Drehung des Ringelements auf dem Verbindungselement kann ohne weiteres zugelassen werden, da sich dadurch die Verbindung nicht löst.

Eine Trennung der beiden Ringhälften ist ohne weiteres nicht möglich, da die Verriegelungsstellen im Inneren der Duchgangsbohrungen liegen und daher nur unter Einsatz des speziell vorgesehenen Werkzeugs zugänglich sind. Dieses wird mit seinen Betätigungselementen in die Durchgangsbohrungen eingesteckt und löst dabei die Spreizarme der Spreizelemente aus dem Eingriff in die stufenförmigen Einschnürungen der Duchgangsbohrungen.

Sowohl zum Zusammenstecken der Ringhälften als auch zum Lösen der Verriegelungen bedarf es lediglich eines einzigen Handgriffs. Die Handhabung der Einrichtung ist also extrem einfach. Auch ist der herstellungstechnische Aufwand sehr gering. Die Absicherung läßt sich also auch dort einsetzen, wo hohe Zusatzkosten nicht toleriert werden können. Vor allen Dingen ist hervorzuheben, daß die erzielte Absicherung gegen unbefugte Manipulationen äußerst zuverlässig arbeite.

Ein wesentliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Absicherung von mit Schlüsselflächen versehenen Schrauben und Muttern. Aber auch Flanschverbindungen und dergleichen können unter Einsatz des erfindungsgemäßen Ringelements abgesichert werden. Das Ringelement übergreift dabei beide miteinander verbundene Flansche.

Die axiale Verriegelung des Ringelements kann sich unter Umständen bereits daraus ergeben, daß das Ringelement beidseitig der Verbindung von benachbarten Bauelementen gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es vorteilhaft sein, daß das Ringelement mindestens einen umlaufenden Innensteg zum Angriff an dem Verbindungselement aufweist. Der Innensteg kann in eine Außennut des Verbindungselements eingreifen. Er kann auch zwischen zwei miteinander verbundene Flansche greifen. Häufig wird man mit zwei seitlichen Innenstegen arbeiten, die das Verbindugnselelement beziehungsweise die Verbindungselemente seitlich umgreifen. Bei einer Flanschverbindung zum Beispiel, die eine Mehrzahl von über dem Umfang verteilten Verschraubungen aufweist, kann es vorteilhaft sein, mindestens einen der Stege des Ringelements soweit nach innen zu ziehen, daß die Verschraubungen überdeckt sind. Denselben Effekt würde man erzielen, wenn man jede der Verschraubungen mit einem gesonderten Ringelement versehen würde. Allerdings wäre der erforderliche Aufwand unvergleichbar höher. Selbstverständlich kann eine Flanschverbindung auch ohne Einbeziehung der zugehörigen Verschraubungen gesichert werden, allerdings nur gegen vollständiges Lösen, nicht aber gegen Lockern, es sei denn, Ringelement und Flanschverbindung seien paßgenau bearbeitet.

Ferner besteht die unter Umständen bevorzugte Möglichkeit, daß das Ringelement mindestens eine umlaufende Innennut zur Aufnahme eines komplementären Außenstegs des Verbindungselelements aufweist. Beispielsweise gibt es Muttern, die mit einem Bund versehen sind, der sich vorzüglich zum Eingriff in die Innennut des Ringelements eignet. Innennuten und Innenstege des Ringelements können außerdem beliebig miteinander kombiniert werden.

Ferner besteht die Möglichkeit, die Enden der Ringhälften zu verkürzen, so daß also zwischen den Ringhälften im zusammengefügten Zustand ein gewisser Spalt entsteht. Die Ringhälften bilden dann keine echten Ringhälften im geometrischen Sinne. Diese Ausbildung birgt allerdings die Gefahr, daß die Spreizelemente durch den Spalt hindurch zugänglich werden, was unter Umständen die Gefahr von Manipulationen erhöht. Daher ist es vorteilhafter, daß die Ringhälften im zusammengefügten Zustand über Kontaktflächen miteinander in Berührung stehen und daß die Spreizelemente die Kontaktflächen überbrücken. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, die Kontaktflächen diametral auszurichten, obwohl auch geneigte Ausrichtungen möglich sind.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwei Spreizelemente vorgesehen und vorzugsweise symmetrisch zum Ringelement angeordnet sind. Auch hier sind andere Anordnungen denkbar, beispielsweise die Anbringung mehrerer Spreizelemente an ein und derselben Kontaktstelle. Auch kann die Anordnung so getroffen sein, daß jede Ringhälfte an einem Ende ein Spreizelement und am anderen Ende eine Durchgangsbohrung aufweist. Vorteilhafter hingegen ist es beide Spreizelemente in der einen Ringhälfte und beide Durchgangsbohrungen in der anderen Ringhälfte vorzusehen, und zwar in der axialen Mitte des Ringelements. Aus Gründen der Zusammensteckbarkeit sind die Spreizelemente parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Steckrichtung senkrecht zur Teilungsebene der Ringhälften verläuft.

Das Werkzeug läßt sich unter diesen Umständen besonders einfach gestalten, wobei seine Betätigungselemente ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet sind. Sie sind vorzugsweise über einen bogenförmigen Griff miteinander verbunden.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß die Spreizelemente als Spreizbuchsen ausgebildet sind, deren freie Enden Schlitze zur Ausbildung einer Mehrzahl von Spreizarmen aufweisen. Jeder Spreizarm bildet also eine gesonderte Verriegelungsposition, so daß die Sicherung mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet. Als vorteilhaft haben sich vier Schlitze zur Ausbildung von vier Spreizarmen pro Spreizbuchse erwiesen.

Die Spreizbuchsen sind vorzugsweise in die zugehörige Ringhälfte eingeklebt, wobei sich die Schlitze bis in diese Ringhälfte hineinerstrecken. Die Fertigung ist einfach und erzielt eine hohe Zuverlässigkeit, wobei die Ausbildung der Spreizarme einen guten Kompromiß zwischen ausreichender, radial nach außen gerichteter Haltekraft und leichter, radial nach innen gerichteter Verformbarkeit ermöglicht.

Sofern die Spreizelemente jeweils nur einen einzigen Spreizarm aufweisen, wird man die Betätigungselemente des Werkzeugs mit entsprechenden Stegelementen zum Eingriff in die einsteigenden Rampen der Spreizarme ausbilden. Dies setzt eine gewisse winkelmäßige Zuordnung der Stege und der Spreizarme voraus. Werden hingegen Spreizbuchsen verwendet, so ist es vorteilhaft, die Betätigungselemente des Werkzeugs als Hülsen auszubilden, die auf die freien Enden der Spreizbuchsen aufsteckbar sind. Das Lösen der Sicherung läßt sich also mit hoher Zuverlässigkeit durchführen. Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, daß die Hülsen an ihren freien Enden je eine konische Aufweitung aufweisen, so daß das Übergreifen der Spreizbuchsen ganz besonders sanft erfolgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Grundriß eines Ringelements;

Fig. 2 eine der Ringhälften, gesehen in der Trennebene;

Fig. 3 eine der Spreizhülsen;

Fig. 4 ein zugehöriges Werkzeug.

Fig. 1 zeigt ein Ringelement 1, welches aus einer oberen Ringhälfte 2 und einer unteren Ringhälfte 3 besteht. Die Trennebene verläuft in Fig. 1 horizontal, und zwar diametral durch die Ringachse.

Fig. 2 zeigt die Trennebene der oberen Ringhälfte 2 und läßt das Innenprofil des Ringelements 1 erkennen. Das Ringelement weist eine umlaufende Innennut 4 auf, die dazu dient, eine axiale Verriegelung relativ zu einem umlaufenden Bund einer nicht dargestellten Mutter herzustellen.

Zur Sicherung der Mutter gegen ein unbefugtes Öffnen der Verschraubung werden die beiden Ringhälften 2 und 3 über der Mutter zusammengefügt, wobei der Bund der Mutter in die umlaufende Nut 4 eingreift, so daß eine axiale Verschiebung des zusammengefügten Ringelements 1 verhindert wird. Die beiden Ringhälften 2 und 3 werden gegeneinander verriegelt, und zwar unter Verwendung von zwei Spreizbuchsen 5 gemäß Fig. 3.

Zur näheren Erläuterung der Verriegelung zeigt Fig. 1 im rechtsseitigen Teilschnitt die eingebaute Spreizbuchse 5 und im linksseitigen Teilschnitt die zugehörige Konfiguration der Ringhälften 2 und 3 unter Fortlassung der Spreizbuchse.

Wie aus dem linksseitigen Teilschnitt von Fig. 1 zu ersehen, weist die untere Ringhälfte 3 eine Sackbohrung 6 auf, in die die Spreizbuchse eingesteckt und dort verklebt werden kann. Die obere Ringhälfte 2 ist mit einer Durchgangsbohrung 7 versehen, welche an ihrem der unteren Ringhälfte 3 zugewandten Ende eine stufenförmige Einschnürung 8 bildet.

Wie insbesondere auch aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Spreizbuchse an ihrem oberen Ende mit Schlitzen 9 versehen, wodurch sich eine Mehrzahl von Spreizarmen, im vorliegenden Fall vier Spreizarmen 10, bilden. Jeder Spreizarm weist auf seiner Außenfläche eine vom freien Ende aus ansteigende Rampe 11 auf, die unter Bildung eines stufenförmigen Rücksprungs 12 in die Außenfläche der Spreizbuchse 5 übergeht.

Wie aus der rechtsseitigen Schnittdarstellung in Fig. 1 ersichtlich, hintergreifen die stufenförmigen Rücksprünge 12 der Spreizarme 10 die stufenförmige Einschnürung der Durchgangsbohrung 7. Dementsprechend sind die beiden Ringhälften 2 und 3 gegeneinander verriegelt, wobei die Verriegelungsstellen von außen her nicht ohne weiteres zugänglich sind.

Hinter den stufenförmigen Rücksprüngen 12 bilden die Außenflächen der Spreizhülsen 5 Nuten, deren Breite der Breite der stufenförmigen Einschnürungen 8 der Durchgangsbohrungen 7 entspricht. Da die Einschnürungen 8 im vorliegenden Fall, was besonders vorteilhaft ist, mit den Enden der Durchgangsbohrungen 7 fluchten, schließen die unteren Begrenzungen der auf den Außenflächen der Spreizhülsen 5 gebildeten Nuten mit den Kontaktflächen der Ringhälfte 3 ab. Die. Nuten erfüllen also die Funktion einer Montagehilfe zur exakten Positionierung der Spreizhülsen 5 in den zugehörigen Sackbohrungen 6.

Aus der rechtsseitigen Schnittdarstellung in Fig. 1 ergibt sich ferner, daß die Schlitze 9 der Spreizbuchsen 5 bis in denjenigen Bereich nach unten führen, der mit der Sackbohrung 6 der Ringhälfte 3 verklebt ist.

In zusammengefügter und verriegelter Position läßt sich das Ringelement 1 auf der Mutter drehen, ohne ein Drehmoment übertragen zu können. Axiale Seitenverchiebungen sind, wie bereits erwähnt, nicht möglich.

Eine Öffnung der Verriegelung ist nur über ein Spezialwerkzeug 13 gemäß Fig. 4 möglich. Das Werkzeug 13 weist einen bogenförmigen Griff 14 auf, an dessen Enden Betätigungselemente in Form von Hülsen 15 vorgesehen sind. Die Hülsen 15 werden in die Durchgangsbohrungen 7 eingesteckt, wobei sie an den Rampen 11 der Spreizarme 10 der Spreizhülsen 5 zur Anlage kommen. Bei weiterer Einwärtsbewegung drücken sie die Spreizarme 10 nach innen, so daß die stufenförmigen Rücksprünge 12 von den stufenförmigen Einschnürungen 8 freikommen. Die beiden Ringhälften 2 und 3 lassen sich dann ohne weiteres voneinander lösen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weisen die Hülsen 15 an ihren freien Enden je eine konische Aufweitung 16 auf, die den Eingriff in die Rampen 11 der Spreizhülsen 5 erleichtern.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann das Ringelement 1 anstelle der Innenut 4 oder zusätzlich zu dieser umlaufende Innenstege aufweisen, die an die zu schützende Verbiundung angepaßt sind und die gewünschte axiale Verriegelung des Ringelements bewirken. Anstelle der Spreizbuchsen kommen andere Spreizelemente infrage, solange mindestens ein Spreizarm vorhanden ist, der die Verriegelung mit der stufenförmigen Einschnürung der zugehörigen Durchgangsbohrung herzustellen vermag. Das Werkzeug wird dann entsprechend umgestaltet.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Absichern einer lösbaren Verbindung gegen ein unbefugtes Lösen, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Verbindung mindestens ein Verbindungselement aufweist, welches mit einem auf seinem Außenumfang frei zugänglichen axialen Abschnitt versehen ist,

    daß ein Ringelement (1) vorgesehen ist, welches in zwei Ringhälften (2, 3) unterteilt ist,

    daß die Ringhälften (2, 3) über dem frei zugänglichen Abschnitt des Verbindungselements zusammenfügbar und dadurch in axialer Richtung formschlüssig relativ zum Verbindungselement verriegelbar sind,

    daß die Ringhälften (2, 3) über Spreizelemente miteinander verbindbar sind, die in einer der Ringhälften befestigt sind und mit ihren freien Enden je in eine Durchgangsbohrung der anderen Ringhälfte eingreifen,

    daß jedes Spreizelement an seinem freien Ende mindestens einen elastischen Spreizarm (10) bildet, dessen Außenfläche eine vom freien Ende aus ansteigende Rampe (11) aufweist, die über einen stufenförmigen Rücksprung (12) in die Außenfläche des Spreizelements übergeht,

    daß jede Durchgangsbohrung (7) in ihrem der anderen Ringhälfte zugewandten Bereich eine stufenförmige Einschnürung (8) bildet, die von dem stufenförmigen Rücksprung (12) des zugehörigen Spreizarms (10) hintergreifbar ist, und

    daß ein Werkzeug (13) vorgesehen ist, welches in die Durchgangsbohrungen (7) der entsprechenden Ringhälfte (2) einsteckbare Betätigungselemente jeweils zum Angriff an der Rampe (11) des zugehörigen Spreizarms (10) und zum Lösen von dessen stufenförmigem Rücksprung (12) von der stufenförmigen Einschnürung (8) der zugehörigen Durchgangsbohrung (7) aufweist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (1) mindestens einen umlaufenden Innensteg zum Angriff an dem Verbindungselement aufweist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (1) mindestens eine umlaufende Innennut (4) zur Aufnahme eines komplementären Außensteg des Verbindungselements aufweist.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringhälften (2, 3) im zusammengefügten Zustand über Kontaktflächen miteinander in Berührung stehen und daß die Spreizelemente die Kontaktflächen überbrücken.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen diametral ausgerichtet sind.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spreizelemente vorgesehen und vorzugsweise symmetrisch zum Ringelement (1) angeordnet sind.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente des Werkzeugs (13) über einen bogenförmigen Griff (14) miteinander verbunden sind.
  8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizelemente als Spreizbuchsen (5) ausgebildet sind, deren freie Enden Schlitze (9) zur Ausbildung einer Mehrzahl von Spreizarmen (10) aufweisen.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizbuchsen (5) in die zugehörige Ringhälfte (3) eingeklebt sind, wobei sich die Schlitze (9) bis in diese Ringhälfte (3) hineinerstrecken.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente des Werkzeugs (13) als Hülsen (15) ausgebildet sind, die auf die freien Enden der Spreizbuchsen (5) aufsteckbar sind.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (15) an ihren freien Enden je eine konische Aufweitung (16) aufweisen.






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