DE102004030965A1

DE102004030965A1 - Locking washer for fastening nut on threaded shaft has lugs around its inner circumference mounted on joints made from shape memory alloy which swivel to hold nut more securely when temperature rises

Info

Publication number: DE102004030965A1
Application number: DE102004030965A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Spielfeld; Stefan GLÜCK
Original assignee: FAG Kugelfischer AG and Co OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-26
Filing date: 2004-06-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

The locking washer (1) for fastening a nut (2) on a threaded shaft (3) has a radial lug which fits into a groove on the nut. Other lugs (7) spaced around its inner circumference are mounted on joints (4) made from shape memory alloy swivel to hold the nut more securely when the operating temperature rises above a threshold value.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsscheibe nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1, und sie ist insbesondere zum Sichern einer Wellenmutter auf einem Wellengewinde gegen selbsttätiges Losdrehen anwendbar.The The invention relates to a lock washer according to the preamble forming Features of claim 1, and in particular for securing a Shaft nut on a shaft thread against automatic loosening applicable.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Dem Fachmann im Maschinenbau sind allgemein eine Vielzahl unterschiedlichster Arten von Sicherungsscheiben zum Sichern einer Wellenmutter auf einem Wellengewinde gegen selbsttätiges Losdrehen bekannt. Eine der geläufigsten Arten stellen dabei solche Sicherungsscheiben dar, die zumindest ein erstes Formschlusselement aufweisen, das mit einem Komplementärelement am Wellengewinde in Wirkverbindung steht und die Sicherungsscheibe verdrehsicher auf dem Wellengewinde arretiert. Darüber hinaus weisen derartige Sicherungsscheiben zumindest noch ein zweites Formschlusselement auf, das mit einem Komplementärelement an der Wellenmutter in Wirkverbindung steht und die Wellenmutter verdrehsicher zum Wellengewinde arretiert.the Mechanical engineering specialists are generally a great variety of different people Types of lock washers for securing a shaft nut a shaft thread against automatic loosening known. A the most common Species represent this type of lock washers, which at least one having first positive locking element, which with a complementary element on the shaft thread is in operative connection and the lock washer against rotation locked on the shaft thread. In addition, such Locking washers on at least one second positive locking element, that with a complementary element on the shaft nut is in operative connection and the shaft nut locked against rotation to the shaft thread.

Eine solche gattungsbildende Sicherungsscheibe ist beispielsweise auch aus der DE 38 77 671 T1 vorbekannt. Bei dieser im Wesentlichen als Zahnkranzring ausgebildeten Sicherungsscheibe ist das erste Formschlusselement als einzelne, an dessen Innenumfang angeordnete radiale Fixiernase ausgebildet, mit der die Sicherungsscheibe in einer in das Wellengewinde eingearbeiteten Längsnut als Komplementärelement formschlüssig fixierbar ist. Das zweite Formschlusselement dieser Sicherungsscheibe wird dagegen durch eine Vielzahl an deren Außenumfang gleichmäßig umfangsverteilt angeordneter radialer Biegenasen gebildet, die nach dem Aufschrauben der Wellenmutter auf das Wellengewinde um einen Ringbund an der Wellenmutter herum gebogen werden. Die Wellenmutter weist ihrerseits dann einen in eine Schlüsselfläche und in deren Ringbund eingearbeitete Längsschlitz als Komplementärelement zu den Biegenasen der Sicherungsscheibe auf, in den eine zusätzliche Verriegelungsklammer einsetzbar ist. Diese, im Wesentlichen V-förmige Verriegelungsklammer aus einem Federstahl stützt sich mit ihren Schenkeln im Längsschlitz der Wellenmutter sowie an zwei der abgebogenen Biegenasen der Sicherungsscheibe ab und weist an ihrem mit den Biegenasen in Wirkverbindung stehenden Schenkel einen abgewinkelten Verriegelungsfuß auf, der in den Zwischenraum zwischen den beiden Biegenasen hineinragt und somit die Wellenmutter auf dem Wellengewinde gegen selbsttätiges Losdrehen sichert.Such a generic fuse disc is for example also from the DE 38 77 671 T1 previously known. In this essentially designed as a sprocket ring lock washer, the first positive locking element is formed as a single, arranged on the inner circumference radial fixing lug, with the locking washer in a trained in the shaft thread longitudinal groove is positively fixable as a complementary element. The second form-fitting element of this lock washer, in contrast, is formed by a plurality of radially outwardly distributed radially distributed bending tabs which are bent around the shaft nut about a ring collar on the shaft nut after the shaft nut has been screwed onto the shaft. The shaft nut in turn then has an incorporated in a key surface and in the annular collar longitudinal slot as a complementary element to the bending lugs of the locking washer, in which an additional locking clip can be inserted. This, substantially V-shaped locking clip made of a spring steel is supported with their legs in the longitudinal slot of the shaft nut and two of the bent bending tabs of the lock washer and has at its standing with the bending tabs in operative connection legs an angled locking foot, in the space between protrudes the two bending tabs and thus secures the shaft nut on the shaft thread against automatic loosening.

Neben dieser ansich vorteilhaften Ausführungsform, bei der die Verriegelungsklammer beim Aufsetzen eines Schraubenschlüssels auf die Wellenmutter in eine Entriegelungsstellung gedrängt wird und beim Absetzen desselben wieder in eine Verriegelungsstellung zwischen zwei Biegenasen der Sicherungsscheibe schwenkt, sind jedoch auch einfachere Ausführungsformen derartiger Sicherungsscheiben bekannt, bei denen das Ver- und Entriegeln der Sicherungsscheibe mit der Wellenmutter manuell bzw. ohne zusätzlicher Verriegelungsklammer erfolgt. Diese Sicherungsscheiben zeichnen sich dadurch aus, dass eine der Biegenasen der Sicherungsscheibe direkt in den Längsschlitz der Wellenmutter hineingebogen wird, so dass die Wellenmutter ebenfalls gegen selbsttätiges Losdrehen auf dem Wellengewinde gesichert ist und eine zusätzliche Verriegelungsklammer entfallen kann.Next this ansich advantageous embodiment, when the locking clip when placing a wrench on the shaft nut is urged into an unlocked position and when putting it back into a locking position between However, two bending tabs of the lock washer pivots, too simpler embodiments Such locking washers known in which the locking and unlocking of Lock washer with the shaft nut manually or without additional Locking clip takes place. Draw these lock washers characterized in that one of the bending lugs of the lock washer directly into the longitudinal slot The shaft nut is bent in, so that the shaft nut also against automatic Loosening is secured on the shaft thread and an additional locking clip can be omitted.

Unabhängig von ihrer Ausführungsform haben solche Sicherungsscheiben jedoch immer den Nachteil, dass bei einem unbeabsichtigten Weglassen des Einlegens der Verriegelungsklammer oder durch das unbeabsichtigte Auslassen des Umbiegens einer der Biegenasen in den Längsschlitz der Wellenmutter eine wirksame Sicherung der Wellenmutter gegen selbsttätiges Losdrehen nicht gegeben und die vorgesehene Sicherung somit wirkungslos ist. Werden derartige Montagefehler nicht noch nachträglich korrigiert, kann es somit im Betrieb der Wellen-Mutter-Verbindung zum selbsttätigen Losdrehen der Wellenmutter und zu daraus resultierenden nachteiligen Folgen kommen.Independent of its embodiment However, such lock washers always have the disadvantage that inadvertently omitting the insertion of the locking clip or by the unintentional omission of bending one of the Bending tabs in the longitudinal slot the shaft nut an effective backup of the shaft nut against automatic Losing not given and the intended backup is therefore ineffective. If such assembly errors are not subsequently corrected, it can thus in the operation of the shaft-nut connection for the automatic loosening of the Shaft nut and resulting adverse consequences.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Sicherungsscheibe, insbesondere zum Sichern einer Wellenmutter auf einem Wellengewinde gegen selbsttätiges Losdrehen, zu konzipieren, deren Sicherungsfunktion gegenüber der Wellenmutter auch bei einem unbeabsichtigten Weglassen der Verbindung ihrer zweiten Formschlusselemente mit der Wellenmutter mit Sicherheit gewährleistet ist.outgoing from the stated disadvantages of the solutions of the prior art The invention is therefore the object of the invention, a Lock washer, in particular for securing a shaft nut a shaft thread against automatic loosening, to design, their security function opposite the shaft nut also in case of an unintentional omission of the connection their second positive locking elements with the shaft nut with certainty guaranteed is.

Beschreibung der Erfindungdescription the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Sicherungsscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass zumindest ein zweites Formschlusselement der Sicherungsscheibe über ein gesondertes Gelenk aus einer Formgedächtnislegierung mit der Sicherungsscheibe derart verbunden ist, dass das zweite Formschlusselement beim Erreichen einer vorbestimmten Betriebstemperatur der Wellen-Mutter-Verbindung selbsttätig aus einer Nichtarretierungsstellung in eine mit dem Komplementärelement der Wellenmutter verbundene Arretierungsstellung bewegbar ist.According to the invention this object is achieved in a lock washer according to the preamble of claim 1 such that at least a second positive locking element of the lock washer on a separate joint of a shape memory alloy with the lock washer such is connected, that the second positive-locking element is automatically movable when reaching a predetermined operating temperature of the shaft-nut connection from a non-locking position in a connected to the complementary element of the shaft nut locking position.

Sogenannte Formgedächtnislegierungen oder auch Memory-Legierungen sind seit mehr als 30 Jahren Gegenstand der grundlegenden und anwendungsorien tierten Materialforschung und zeichnen sich dadurch aus, dass sie nach geeigneter Behandlung auf Grund einer martensitischen Umwandlung ihre Ge-stalt in Abhängigkeit von der Temperatur oder auch von Druck verändern. In ihrer Tieftemperaturform können Werkstücke aus solchen Legierungen bleibend, das heißt scheinbar plastisch, verformt werden, während sie bei Erwärmung über die Umwandlungstemperatur ihre ursprüngliche Form wieder annehmen. Werden diese Werkstücke erneut abgekühlt, behalten sie makroskopisch ihre Form, verändern ihre Mikrostruktur aber zum Martensit. In dieser Form können sie erneut plastisch verformt werden, nehmen aber, sofern sie entsprechend erwärmt werden, unter Rückkehr ihrer Mikrostruktur zum Austenit wieder ihre makroskopische, ursprüngliche Hochtemperaturform an. Beim Formgedächtnisverhalten kann man grundsätzlich zwischen dem Einwegeffekt und dem Zweiwegeeffekt unterscheiden. Beim Einwegeffekt nimmt ein Material, das bei einer tiefen Temperatur verformt wurde, seine ursprüngliche Form wieder an, wenn es auf eine höhere Temperatur erhitzt wurde. Das Material erinnert sich gewissermaßen beim Aufheizen an seine ursprüngliche Form und behält diese auch bei einer nachfolgenden Abkühlung bei. Typischerweise kann die Verformung etwa bei Raumtemperatur erfolgen, während die Rückumwandlung bei Temperaturen erfolgt, die stark abhängig von der Zusammensetzung der Legierung ist und dadurch systematisch beeinflusst werden kann. Als Zweiwegeeffekt bezeichnet man dagegen die Erscheinung, bei der sich das Material sowohl bei Temperaturerhöhung als auch bei Abkühlung an seine eintrainierte Form erinnert, das heißt eine Form bei einer hohen Temperatur und eine andere Form bei einer tiefen Temperatur.So-called Shape memory alloys or Memory alloys have also been the subject of more than 30 years basic and application oriented materials research and are characterized by the fact that after appropriate treatment on Reason for a martensitic transformation of her form depending on change from the temperature or pressure. In their low temperature form can workpieces remaining from such alloys, that is, apparently plastic, deformed, while when warming over the Transformation temperature their original Take shape again. If these workpieces are cooled again, keep they change their shape macroscopically their microstructure but to martensite. In this form you can again plastically deformed, but take, if they are accordingly to be heated under return their microstructure to austenite again their macroscopic, original high-temperature shape at. In the shape memory behavior you can basically distinguish between the one-way effect and the two-way effect. At the One way effect takes a material at a low temperature was deformed, its original Re-mold when heated to a higher temperature. The material, to a certain extent, recalls its warming up native form and keeps This also in a subsequent cooling at. Typically, can the deformation takes place at about room temperature while the reconversion takes place at temperatures that are highly dependent on the composition of the alloy and thereby can be systematically influenced. On the other hand, the two-way effect refers to the phenomenon in which the material on both temperature increase and cooling on his trained form is reminiscent of, that is a form at a high Temperature and another form at a low temperature.

Als zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe wird es daher zunächst vorgeschlagen, das erste Formschlusselement der bevorzugt als Zahnkranzring ausgebildeten Sicherungsscheibe dabei in ansich bekannter Weise als einzelne, an dessen Innenumfang angeordnete radiale Fixiernase auszubilden, mit der die Sicherungsscheibe in einer in das Wellengewinde eingearbeiteten Längsnut als Komplementärelement formschlüssig fixierbar ist. Die Fixiernase weist dabei bevorzugt eine Rechteckform auf, die geringfügig kleiner als der bevorzugt rechteckige Profilquerschnitt der Längsnut im Wellengewinde ausgebildet ist. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, das erste Formschlusselement an der Sicherungsscheibe und das Komplementärelement am Wellengewinde in anderer geeigneter Weise auszubilden, beispielsweise als örtliche Einflachung des Innendurchmessers an der Sicherungsscheibe und als entsprechende örtliche Abflachung auf dem Wellengewinde.When appropriate training the inventively formed It is therefore initially proposed to lock washer, the first Positive locking element of the preferred trained as a sprocket ring Lock washer in a known manner as a single, to form arranged on the inner circumference radial fixing lug, with the locking washer in a machined in the shaft thread longitudinal groove as a complementary element form-fitting can be fixed. The fixing nose preferably has a rectangular shape on that slightly smaller than the preferred rectangular profile cross-section of the longitudinal groove in Shaft thread is formed. Alternatively, it is possible, that first positive locking element on the locking washer and the complementary element on the shaft thread in other suitable form, for example as local Flatness of the inner diameter on the lock washer and as corresponding local Flattening on the shaft thread.

Das zweite Formschlusselement der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe ist darüber hinaus in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt als eine Vielzahl an deren Außenumfang gleichmäßig umfangsverteilt angeordneter radialer Biegenasen ausgebildet, die mit mehreren in einen Ringbund der Wellenmutter eingearbeiteten Längsschlitzen als Komplementärelement in Wirkverbindung stehen. Die Breite der Biegenasen ist dabei geringfügig kleiner als die Breite der Längsschlitze in der Wellenmutter, wobei die Tiefe der Längsschlitze etwa der Materialstärke der Biegenasen entspricht. Da es zur Sicherung der Wellenmutter ansich ausreicht, wenn zumindest eine der Biegenasen der Sicherungsscheibe im Montagezustand in einem Längsschlitz der Wellenmutter angeordnet ist, ist es natürlich auch möglich, im Ringbund der Wellenmutter nur einen solchen Längsschlitz anzuordnen. Um jedoch die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass in einer beliebigen Spannstellung der Wellenmutter auch mindestens eine Biegenase einem solchen Längsschlitz an der Wellenmutter genau gegenüberliegt, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, mehrere solcher Längsschlitze in den Ringbund der Wellenmutter einzuarbeiten und diese zudem unsymmetrisch umfangsverteilt zueinander anzuordnen, da somit das Gegenüberliegen zumindest einer Biegenase zu einem der Längsschlitze in einer beliebigen Spannstellung der Wellenmutter nahezu garantiert ist.The second positive locking element of the inventively designed lock washer is about it In addition, in a further embodiment of the invention preferably as a Variety on the outer circumference equally circumferentially distributed arranged radial bending tabs formed with several in a ring collar of the shaft nut incorporated longitudinal slots as a complementary element in operative connection. The width of the bending nose is slightly smaller as the width of the longitudinal slots in the shaft nut, wherein the depth of the longitudinal slots about the material thickness of Bending nose corresponds. As it is sufficient to secure the shaft nut itself, if at least one of the bending lugs of the lock washer in the assembled state in a longitudinal slot the shaft nut is arranged, it is of course also possible in the Ring collar of the shaft nut to arrange only such a longitudinal slot. However to increase the probability that in any clamping position of the shaft nut also at least a bending nose such a longitudinal slot on the shaft nut exactly opposite, has it proved to be particularly advantageous, several such longitudinal slots to incorporate into the collar of the shaft nut and this also unbalanced To arrange circumferentially distributed to each other, since thus the opposite at least one bending nose to one of the longitudinal slots in an arbitrary clamping position the shaft nut is almost guaranteed.

Hinsichtlich des die Biegenasen mit der Sicherungsscheibe verbindenden und aus einer Formgedächtnislegierung bestehenden Gelenkes wird es als weiteres Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe vorgeschlagen, dieses bevorzugt als bei Raumtemperatur geraden Metallstreifen auszubilden, der mit dem einen Ende an der Sicherungsscheibe und mit dem ande ren Ende an den Biegenasen durch Verkleben befestigt ist. Als alternative Verbindungsarten sind hierbei jedoch auch Niet- und Schraubverbindungen zwischen den Gelenken und der Sicherungsscheibe sowie den Biegenasen möglich. Denkbar wäre es auch, die aus einer Formgedächtnislegierung bestehenden Metallstreifen etwas länger sowie mit einer der Breite der Biegenasen entsprechenden Breite auszubilden und Biegenasen durch die Metallstreifen selbst zu bilden, so dass die Sicherungsscheibe in kostengünstiger Weise mit einer runden Außenkontur ausgebildet werden kann und die Metallstreifen nur noch jeweils eine Verbindung zur Sicherungsscheibe aufweisen. Ebenso wäre es denkbar, die gesamte Sicherungsscheibe mit allen Formschlusselementen einheitlich aus einer Formgedächtnislegierung herzustellen.With regard to connecting the bending lugs with the locking washer and consisting of a shape memory alloy joint, it is proposed as a further feature of the inventively designed lock washer, this preferably as a room temperature straight metal strip form, with one end to the lock washer and with the walls ren end to the Biegenasen is attached by gluing. However, rivet and screw connections between the joints and the lock washer and the bending lugs are also possible as alternative types of connection. It would also be conceivable to form the metal strips consisting of a shape memory alloy slightly longer and with a width corresponding to the width of the bending tabs and to form bending tabs through the metal strips themselves, so that the securing disc can be formed in a cost-effective manner with a round outer contour and the metal strips only still one Ver bond to the lock washer. It would also be conceivable to produce the entire lock washer with all positive locking elements uniformly from a shape memory alloy.

Ein letztes Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe ist schließlich noch, dass die Formgedächtnislegierung des die Biegenasen mit der Sicherungsscheibe verbindenden Gelenkes bevorzugt als Nickel-Titan-Legierung mit Einwegeffekt ausgebildet ist, deren Formeigenschaften derart eingestellt sind, dass der bei Raumtemperatur gerade Metallstreifen bei Betriebstemperaturen ab etwa 40°C eine rechtwinklig abgewinkelte Form annimmt. Eine solche Nickel-Titan-Legierung mit Einwegeffekt hat sich für den vorgesehenen Anwendungszweck als am geeignetsten erwiesen, da sie vor allem die gestellten Anforderungen an die Festigkeit in ihrer Hochtemperaturform erfüllt, in der durch die rechtwinklige Form des Gelenkes zumindest eine der Biegenasen der Sicherungsscheibe in einem Längsschlitz der Wellenmutter anliegt. Möglich ist jedoch auch die Verwendung anderer bekannter Formgedächtnislegierungen, wie Nickel-Titan-Kupfer-Legierungen, Kupfer-Zink-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Nickel-Legierungen oder Eisen-Nickel-Chrom-Legierungen, und/oder die Einstellung der Formgedächtnislegierung mit anderen Temperaturparametern.One last feature of the inventively designed lock washer is finally still, that the shape memory alloy of the joint connecting the bending lugs with the lock washer preferably as a nickel-titanium alloy is formed with one-way effect, their shape properties such are set that at room temperature straight metal strip at operating temperatures from about 40 ° C a right angle angled Takes shape. Such a nickel-titanium alloy with one-way effect has for the intended application proved to be the most suitable since Above all, they put the demands on the strength in meets their high temperature form, in which by the right-angled shape of the joint at least one of the Biegenasen the lock washer in a longitudinal slot of the shaft nut is applied. Possible however, it is also the use of other known shape memory alloys, such as nickel-titanium-copper alloys, copper-zinc-aluminum alloys, copper-aluminum-nickel alloys or iron-nickel-chromium alloys, and / or the adjustment of the shape memory alloy with other temperature parameters.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Sicherungsscheibe weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Sicherungsscheiben den Vorteil auf, dass durch die Verbindung der Biegenasen mit der Sicherungsscheibe über ein gesondertes Gelenk aus einer Formgedächtnislegierung zumindest eine Biegenase bei entsprechender Betriebstemperatur der Wellen-Mutter-Verbindung selbsttätig in einen Längsschlitz der Wellenmutter einschwenkt. Dadurch ist die Sicherungsfunktion der Sicherungsscheibe gegenüber der Wellenmutter auch bei einem unbeabsichtigten Weglassen der Verbindung ihrer zweiten Formschlusselemente mit der Wellenmutter mit Sicherheit gewährleistet und die aus einem selbsttätigen Losdrehen der Wellenmutter resultierenden Folgeschäden sind ausgeschlossen.The formed according to the invention Lock washer thus has with respect to those of the prior art known lock was the advantage of that through the connection the bending tabs with the lock washer via a separate joint from a shape memory alloy at least one bending nose at a corresponding operating temperature of Shaft nut connection automatic in a longitudinal slot the shaft nut pivots. This is the backup feature the locking washer opposite the shaft nut also in case of an unintentional omission of the connection their second positive locking elements with the shaft nut with certainty guaranteed and those from an automatic Loosen the shaft nut resulting damages are locked out.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:A preferred embodiment the inventively formed Lock washer will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. there demonstrate:

1 eine Draufsicht auf eine Wellen-Mutter-Verbindung mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe; 1 a plan view of a shaft-nut connection with an inventively designed lock washer;

2 den Schnitt A – A nach 1 durch die Wellen-Mutter-Verbindung mit erfindungsgemäß ausgebildeter Sicherungsscheibe; 2 the section A - A after 1 by the shaft-nut connection with inventively designed lock washer;

3a eine Vergrößerung der Einzelheit X nach 2 mit Darstellung der Biegenasen der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe in Nichtarretierungsstellung; 3a an enlargement of the detail X after 2 with representation of the bending lugs of the inventively designed lock washer in Nichtarretierungsstellung;

3b eine Vergrößerung der Einzelheit X nach 2 mit Darstellung der in Arretierungsstellung verschwenkten Biegenasen der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe; 3b an enlargement of the detail X after 2 with representation of the pivoted in Arretierungsstellung bending lugs of the inventively designed lock washer;

4 eine Einzelteildarstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe in Draufsicht; 4 an itemized view of the inventively designed lock washer in plan view;

5 eine Vergrößerung der Einzelheit Z nach 5 mit Darstellung des Gelenkes aus einer Formgedächtnislegierung an der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungsscheibe. 5 an enlargement of the detail Z after 5 with representation of the joint of a shape memory alloy on the inventively designed lock washer.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

In den 1 und 2 ist schematisch ein Ende einer Welle 12 dargestellt, auf deren Wellenzapfen 13 ein lediglich nur angedeutetes Wälzlager 14 durch eine Verschraubung befestigt ist. Aus 2 geht dabei hervor, dass zu diesem Zweck eine Wellenmutter 2 auf ein Wellengewinde 3 am Wellenzapfen 13 aufgeschraubt und durch eine Sicherungsscheibe 1 gegen selbsttätiges Losdrehen gesichert ist. Diese, im Wesentlichen als Zahnkranzring ausgebildete Sicherungsscheibe 1 weist, wie aus den 1 und 4 ersichtlich ist, ein als einzelne, an dessen Innenumfang angeordnete radiale Fixiernase 5 ausgebildetes erstes Formschlusselement auf, mit der die Sicherungsscheibe 1 in einer in das Wellengewinde 3 eingearbeiteten Längsnut 6 als Komplementärelement am Wellengewinde 3 formschlüssig fixierbar ist. Darüber hinaus weist die Sicherungsscheibe 1 ein mit einem Komplementärelement an der Wellenmutter 2 in Wirkverbindung stehendes und die Wellenmutter 2 verdrehdicher zum Wellengewinde 3 arretierendes zweites Formschlusselement auf, welches, wie ebenfalls aus den 1 und 4 deutlich wird, durch eine Vielzahl an deren Außenumfang gleichmäßig umfangsverteilt angeordneter radialer Biegenasen 7 gebildet wird, die mit mehreren in einen Ringbund 8 der Wellenmutter 2 eingearbeiteten Längsschlitzen 9 als Komplementärelement in Wirkverbindung stehen.In the 1 and 2 is schematically an end of a shaft 12 shown on the shaft journal 13 a merely indicated rolling bearing 14 is fastened by a screw connection. Out 2 it turns out that for this purpose a shaft nut 2 on a shaft thread 3 on the shaft journal 13 screwed on and through a lock washer 1 is secured against automatic loosening. This, designed essentially as a ring gear ring lock washer 1 shows how out of the 1 and 4 it can be seen, as a single, arranged on the inner circumference radial fixing lug 5 trained first positive locking element, with the locking washer 1 in one in the shaft thread 3 incorporated longitudinal groove 6 as a complementary element on the shaft thread 3 can be fixed in a form-fitting manner. In addition, the lock washer points 1 one with a complementary element on the shaft nut 2 in operative connection and the shaft nut 2 Verdrehdicher to the shaft thread 3 arretierendes second positive locking element, which, as also from the 1 and 4 becomes clear, by a plurality at the outer periphery uniformly distributed circumferentially arranged radial bending lugs 7 is formed with several in a collar 8th the shaft nut 2 incorporated longitudinal slots 9 are in operative connection as a complementary element.

Die 4 und 5 zeigen darüber hinaus, dass die als zweites Formschlusselement ausgebildeten Biegenasen 7 der Sicherungsscheibe 1 erfindungsgemäß über jeweils ein gesondertes Gelenk 4 aus einer Formgedächtnislegierung mit der Sicherungsscheibe 1 derart verbunden sind, dass die Biegenasen 7 beim Erreichen einer vorbestimmten Betriebstemperatur der Wellen-Mutter-Verbindung selbsttätig aus einer in 3a dargestellten Nichtarretierungsstellung in eine mit den Längsschlitzen 9 der Wellenmutter 2 verbundene und in den 2 und 3b angedeutete Arretierungsstellung bewegbar sind.The 4 and 5 moreover, show that the bending lugs formed as the second form-fitting element 7 the lock washer 1 according to the invention via a separate joint 4 from a shape memory alloy with the lock washer 1 are connected in such a way that the Bie recovered 7 upon reaching a predetermined operating temperature of the shaft-nut connection automatically from a in 3a illustrated Nichtarretierungsstellung in one with the longitudinal slots 9 the shaft nut 2 connected and in the 2 and 3b indicated Arretierungsstellung are movable.

Aus 3a wird dabei deutlich, dass das die Biegenasen 7 mit der Sicherungsscheibe 1 verbindende und aus einer Formgedächtnislegierung bestehende Gelenk 4 bevorzugt als bei Raumtemperatur gerader Metallstreifen aus gebildet ist, der mit dem einen Ende 10 an der Sicherungsscheibe 1 und mit dem anderen Ende 11 an den Biegenasen 7 durch Verkleben befestigt ist. Die Formgedächtnislegierung des Gelenkes 4 ist dabei als Nickel-Titan-Legierung mit Einwegeffekt ausgebildet, deren Formeigenschaften derart eingestellt sind, dass der bei Raumtemperatur gerade Metallstreifen gemäß 3a bei Betriebstemperaturen ab 40°C eine rechtwinklig abgewinkelte Form wie in 3b dargestellt annimmt. Bei entsprechender Erwärmung schwenkt somit zumindest eine der Biegenasen 7 der Sicherungsscheibe 1 in einen der Längsschlitze 9 der Wellenmutter 2, so dass die Sicherungsfunktion der Sicherungsscheibe 1 gegenüber der Wellenmutter 2 jederzeit gewährleistet ist und die aus einem selbsttätigen Losdrehen der Wellenmutter 2 resultierenden Folgeschäden ausgeschlossen sind.Out 3a it becomes clear that this is the bending nose 7 with the lock washer 1 connecting and consisting of a shape memory alloy hinge 4 is preferably formed as at room temperature straight metal strip, with the one end 10 on the lock washer 1 and with the other end 11 at the Biegenasen 7 is attached by gluing. The shape memory alloy of the joint 4 is designed as a nickel-titanium alloy with one-way effect, whose shape properties are set such that the at room temperature straight metal strip according to 3a at operating temperatures above 40 ° C a right angled shape as in 3b represented assumes. With appropriate heating thus pivots at least one of the bending lugs 7 the lock washer 1 in one of the longitudinal slots 9 the shaft nut 2 so that the backup function of the lock washer 1 opposite the shaft nut 2 is guaranteed at all times and that from an automatic loosening of the shaft nut 2 resulting damages are excluded.

11: Sicherungsscheibelock washer
22: Wellenmuttershaft nut
33: Wellengewindeshaft thread
44: Gelenkjoint
55: Fixiernasefixing lug
66: Längsnutlongitudinal groove
77: Biegenasenbending nose
88th: Ringbundcollar
99: Längsschlitzelongitudinal slots
1010: EndeThe End
1111: EndeThe End
1212: Wellewave
1313: Wellenzapfenshaft journal
1414: Wälzlagerroller bearing

Claims

Lock washer, in particular for securing a shaft nut ( 2 ) on a shaft thread ( 3 ) against automatic loosening, whereby the lock washer ( 1 ) has on the one hand at least one first form-fitting element which is connected to a complementary element on the shaft thread ( 3 ) is in operative connection and the lock washer ( 1 ) against rotation on the shaft thread ( 3 ) and, on the other hand, has at least one second form-locking element which is connected to a complementary element on the shaft nut (US Pat. 2 ) is in operative connection and the shaft nut ( 2 ) against rotation to the shaft thread ( 3 ), characterized in that at least one second positive locking element of the lock washer ( 1 ) via a separate joint ( 4 ) made of a shape memory alloy with the lock washer ( 1 ) is connected in such a way that the second positive-locking element automatically reaches a non-locking position in one with the complementary element of the shaft nut when a predetermined operating temperature of the shaft-nut connection is reached ( 2 ) connected locking position is movable.

Lock washer according to claim 1, characterized in that the first form-fitting element of the locking disk (preferably designed as a toothed ring ring) ( 1 ) as a single, arranged on the inner circumference radial fixing lug ( 5 ) is formed, with which the lock washer ( 1 ) in one in the shaft thread ( 3 ) incorporated longitudinal groove ( 6 ) is positively fixable as a complementary element.

Lock washer according to claim 2, characterized in that the second positive locking element of the lock washer ( 1 ) preferably as a plurality at its outer periphery uniformly distributed circumferentially distributed radial bending lugs ( 7 ) formed with several in a collar ( 8th ) of the shaft nut ( 2 ) incorporated longitudinal slots ( 9 ) are in operative connection as a complementary element.

Lock washer according to claim 3, characterized in that the bending lugs ( 7 ) with the lock washer ( 1 ) and consisting of a shape memory alloy joint ( 4 ) is preferably formed as a straight metal strip at room temperature, which is connected to one end ( 10 ) on the lock washer ( 1 ) and with the other end ( 11 ) at the Biegenasen ( 7 ) is attached by gluing.

Lock washer according to claim 4, characterized in that the shape memory alloy of the bending tabs ( 7 ) with the lock washer ( 1 ) connecting joint ( 4 ) is preferably formed as a nickel-titanium alloy with one-way effect, the shape properties are set such that the straight at room temperature metal strip assumes a right angle angled shape at operating temperatures from 40 ° C.