DE2551269A1

DE2551269A1 - Mutternsicherung

Info

Publication number: DE2551269A1
Application number: DE19752551269
Authority: DE
Inventors: Jun Harry L Bochman; George S Wing
Original assignee: Hi Shear Corp
Current assignee: Hi Shear Corp
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-05-20
Also published as: FR2291401B2; JPS51101664A; FR2291401A2; CA1016852A; GB1484219A

Description

PATENTANWAtTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

1. George S. Wing, 2.Hi-Shear Corporation an-hi-22

Se/P 12.November

Mutternsicherung

Das Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 2k 4j5 320.3) hat eine Sicherung gegen Verdrehung einer Mutter auf einem Schrauben^schaft mit einem formschlüssig mit der Mutter in Eingriff stehenden, durch Axialverschiebung gegen die Kraft einer Feder außer Formschluß mit der Mutter bringbaren Sperring, der an einem radial federnden Sprengring anliegt, der wiederum auf wenigstens einer seiner beiden Axialseiten an einer zur Schraubenachse geneigten Fläche anliegt, so daß er bei Axialverschiebung des Sperringes an dieser geneigten Fläche gleitet und seinen Durchmesser verändert, und mit einer gegenüber dem Schraubenschaft drehgesicherten Unterlegscheibe, die Formschlußelemente zum dauernden Eingriff mit entsprechend ausgebildeten Formschlußelementen des Sperringes aufweist, zum Gegenstand. Durch die Ausbildung gemäß dem Hauptpatent wird eine möglichst robuste Sicherung bezweckt, die kaum beschädigt werden kann, die aber auch eine erleichterte Handhabung beim Festsetzen der Mutter erlaubt.

Es ist bekannt, daß Räder, wie z.B. von Kraftfahrzeugen, Lager haben, die auf einer Welle angeordnet sind. Die Welle hat ein Gewinde, auf das eine Mutter aufgeschraubt wird, um das Lager in der richtigen Stellung zu halten. Es muß dabei Sorge dafür getragen werden, daß sich die Mutter nicht durch Schwingungen oder Stöße löst, denen die Räder ausgesetzt sind. Sonst kann das Rad nicht richtig verwendet werden,und es kann sogar vorkommen, daß es Sich Loat wenn di<? Mutter verlorengeht.

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D-7O7 SCHWÄBISCH GMOND GEMEINSAME NUNl er*: Telefon: (07171) 56 90 Deuoche Bank München 70/37 369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 g9 H SCHROETER Telegramm*: Schroep* Sdiwibuch Gmünd 02/00 535 (BLZ 413 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroeptt

i4» Telex: 7248 868 p»gdd Pomdieckkonto München 167*41-804 Lipowikyierife 10 Telex: 5 212248 p«we d

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Es wurden bisher Splinte verwendet, die durch die Welle hinter der Mutter oder durch die Mutter selbst hindurchgehen. Die Verwendung von Splinten, anderen Stiften oder Draht oder ähnlichem hat den Nachteil, daß. die Splintöffnung oder die Bohrung durch die Welle genau vorgenommen sein müssen. Ferner besteht die Gefahr, daß der Splint oder der Draht weich werden, wodurch diese Anordnung beschädigt oder zerstört wird und sich infolgedessen die Mutter lösen kann.

Bei einer anderen Sicherungseinrichtung werden Scheiben vor der Mutter verwendet, die einen Reibungswiderstand erzeugen, der der Lockerung der Mutter entgegenwirkt. Solche Reibungsscheiben bewirken nicht von sich aus eine Sicherung der Mutter und schliessen nicht die Möglichkeit aus, daß sich die Mutter lösen kann.

In der US-PS 3 581 609 ist eine Sicherungsmutter angeordnet, bei der die Mutter eine ringförmige Ausnehmung hat, die sich in die Mutter von ihrer Rückseite her erstreckt. Ein Ringelement in der Ausnehmung hat einen Vorsprung oder Zunge, die in die Nute eines Bolzens paßt, auf den die Mutter aufgeschraubt werden soll. Der Außenumfang des Ringelementes hat sich nach außen erstreckende Zähne, die so ausgebildet sind, daß sie mit den Zähnen zusammenpassen, die auf einem Umfangsabschnitt der Mutter an ihrer Rückseite nach innen hervorstehen. An der Grundfläche der Ausnehmung der Mutter ist eine Blattfederanordnung vorgesehen, die dazu dient, das Ringelement nach rückwärts zu drücken, so daß seine Zähne normalerweise mit denen der Mutter zusammenpassen und dadurch die Mutter in ihrerLage relativ zum Schraubbolzen festsetzt. Wenn die Mutter auf dem Bolzen gedreht werden soll, benötigt man einen speziellen Schraubschlüssel, mit dem das Ringelement entgegen der Kraft der Blattfeder niedergedrückt wird, um seine Zähne von denen der Mutter zu lösen. Beim Entfernen des Schraubenschlüssels kommt das Ringelement erneut mit der

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Mutter in sichernden Eingriff. Diese Anordnung ist so lange nützlich, so lange die Blattfedereinrichtung ihre volle Elastizität bewahrt, da sie fortwährend einen Druck gegen das Ringelement ausüben muß, um die Mutter in ihrer Lage festzuhalten. Wenn die Feder beschädigt wird oder im Laufe der Zeit oder durch die während ihrer Verwendung auftretenden Stöße ihre Elastizität verliert, kann der Ring mit der Mutter außer Eingriff kommen, wodurch sich die Mutter lösen-kann.

Vorliegende Erfindung hat eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Hauptpatent zum Gegenstand und will eine besonders kräftige, zuverlässige und leicht anwendbare Sicherung bei gleichzeitig einfacher Bauart schaffen. Die Erfindung erreicht dieses Ziel in erster Linie durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Vorliegende Erfindung bedient sich dabei wie die Erfindung gemäß dem Hauptpatent eines Federelementes, das von Natur aus wesentlich fester als jenes ist, das in der US-PS 3 58I 609 verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Federelement befindet sich in einer Ruhelage, wenn die Mutter angezogen ist. Stöße und Schwingungen können auf das Federelement keinen Zug oder keine Spannung ausüben. Die wesentliche Spannung und Beanspruchung des Federelementes tritt während des Anziehens der Mutter auf. Wenn dieses während des Aufschraubens der Mutter richtig arbeitet, kann es auch anschließend, nachdem die Mutter angezogen worden ist, nicht versagen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert.

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Pig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Sicherungsmutter, die mit einem Schraubenschlüssel auf eine ein Rad tragende Welle aufgeschraubt wird.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 1, nachdem der Schraubenschlüssel entfernt worden ist, was der normalen gesicherten Stellung entspricht.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Figur 2, jedoch ohne Welle.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Figur 2, ohne Darstellung der Welle.

Fig. 5 zeigt eine Einzelheit im Querschnitt längs der Linie 5-5 der Figur 4, wobei der Schraubenschlüssel wie in der Figur 1 angesetzt ist.

Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Scheibe, die in der Anordnung gemäß Figuren 1 und 2 verwendet worden ist.

Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf ein Ringelement, das in die Anordnung der Figuren 1 und 2 eingesetzt ist.

Fig. 8 zeigt eine Aufsicht auf eine Mutter, die bei der Anordnung gemäß Figuren 1 und 2 verwendet worden ist.

Fig. 9 zeigt einen federnden Schnappring, der bei der Anordnung gemäß Figuren 1 und 2 verwendet worden ist.

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Fig.10 zeigt einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispieles einer Sicherungsmutter, die mit einem Schraubenschlüssel auf eine ein Rad tragende Welle aufgeschraubt werden kann.

Fig.11 zeigt eine Ansicht gemäß der Linie 11-11 der Fig. 10, wobei der Schraubenschlüssel weggelassen ist·

Fig.12 zeigt eine Vorderansicht einer Unterlegscheibe, wie sie im Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 Verwendung findet.

Fig.13 zeigt eine Vorderansicht eines Sperringes, wie er im Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 Verwendung findet.

Fig.14 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 10.

Fig.15 zeigt einen federnden Ring, wie er im Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 Verwendung findet.und

Fig.16 zeigt die Ansicht einer Einzelheit gemäß der Linie 16-16 der Fig.11.

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Auf einer Welle 10 gemäß Figuren 1 und 2 ist ein Rollenlager 11 angeordnet, das in die Nabe 12 eines Rades in bekannter Weise paßt. Eine erfindungsgemäße Sicherungsmutter 13 ist auf das Gewindeende 14 der Welle 10 aufgeschraubt und an ihm mit einer Scheibe 15, die am Rollenlager anliegt, befestigt. Die Scheibe 15 hat ein mittleres Loch 16, dessen Größe so bemessen ist, daß die Scheibe auf die Welle 10 paßt. Ferner hat die Scheibe 15 eine sich nach innen erstreckende Zunge 17, die in eine Nute 18 paßt, die sich in der Welle 10 an ihrem äußeren Ende befindet und sich parallel zur Längsachse 19 erstreckt. Die Scheibe 15 hat einen kreisförmigen Umfangsabschnitt 20 (siehe Figur 6) und einen Nabenabschnitt 21 anschließend an die öffnung 16. Zwischen den beiden Abschnitten befindet sich eine ringförmige Ausnehmung 22 mit einer Grundfläche 23 und auf sie zusammenlaufende wandartige Seitenabschnitte 24 und 25. Der äußere Rand der schräglaufenden Wand 25 der Ausnehmung schließt sich an einen zylindrischen Wandabschnitt 26 der Ausnehmung an. Der äußere Rand der Wand 24 steht über einen ringförmigen Abschnitt 27 mit dem Nabenabschnitt 21 in Verbindung. Am Umfang des Nabenabschnittes 21 sind mehrere Verzahnungen 28 ausgebildet, die sich radial nach außen auf den Umfang 20 zu erstrecken.

In die Ausnehmung 22 ragt ein Ring 29, der im folgenden als Sperrlng bezeichnet wird. Die Innenfläche 30 des Sperrings d.h. die Fläche, die dem Lager 11 am nächsten liegt, ist in der Figur 7 zu sehen und der Umfangsbereich seiner äußeren Seite ist in der Figur 4 dargestellt. Die Innenfläche 30 ist bis auf eine in ihr angeordnete ringförmige Ausnehmung 31 eben. Die Ausnehmung hat zwei Seiten 32 und 33, die sich einander nähernd an einer Grundfläche 34 enden, wie es am besten in der Figur 2 zu sehen ist. Mehrere Verzahnungen 35 erstrecken sich radial vom Sperring 29 nach innen, wobei ihre Innenseiten 36 in einer Ebene 30 liegen.

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Die äußere Seite 37 erstreckt sich radial bis zu einem äußeren ringförmigen Vorsprung 38. Die Verzahnung 35 des Sperrings 29 ist so ausgebildet, daß sie in die Verzahnung 28 der Scheibe paßt.

In der Ausnehmung 22 ist ein federnder Schnappring 39 (siehe Figur 9) angeordnet, der einen kreisförmigen Querschnitt (siehe Figur 2) und die Form eines Teilkreises hat, dessen Enden 4o und 41 normalerweise aneinanderstoßen oder sich zumindest fast berühren. Der Ring 39 ist aus einem federnden Werkstoff hergestellt, normalerweise aus Metall, so daß er zu einem größeren Kreis ausgedehnt werden kann als der, den er annimmt, wenn die Enden 40 und 41 aneinanderstoßen. Der Durchmesser des Ringes 39 ist so groß, daß er in der normalen, zusammengezogenen Lage (siehe Figuren 2 und 9) BXi der Verbindung des Seitenabschnittes 24 der Ausnehmung 22 mit dem ringförmigen Abschnitt 27 in Berührung steht, während ein anderer Teil seines Umfanges die ebene Fläche 30 des Sperrings 29 berührt (siehe Figur 2).

Die Scheibe 15, der Sperring 29 und der Schnappring 39 werden dadurch zusammengehalten, daß eine ringförmige Lippe 44 an der inneren Fläche des äußeren Randes des Umfangsabschnittes 20 der Scheibe 15 verbogen wird, so daß die Lippe 44 über einen Teil des Umfanges des Sperrings 29 zu liegen kommt.

Eine Sechskantmutter 45 mit einem Innengewinde 46 wird auf das äußere Ende der Welle 10 aufgeschraubt, so daß ihre Innenseite 47 gegen die Außenseite der Scheibe 15 zu liegen kommt. Die Innenseite der Mutter ist in Figur 8 dargestellt und ihre Außenseite erkennt man in der Figur 4. Der Abschnitt der Innenseite 47, der an die Scheibe 15 anstößt, ist an der Stelle 48 mit einer Schulter ausgebildet. Von dieser Schulter aus erstrecken sich

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mehrere Verzahnungen oder Zähne 49 radial nach außen, so daß sie mit den Zähnen 35 des Sperrings 29 in passenden Eingriff kommen können. Die Zähne 49 haben im wesentlichen die gleiche Größe und die gleichen Maße wie die Zähne 28 der Scheibe 15. An der Seite mit der Verzahnung 49, gegenüberliegend der Seite 47» ist der sechskantige Abschnitt der Mutter ausgebildet, an dem ein Schraubenschlüssel angreift.

Die Mutter 45 und die Anordnung aus einer Scheibe 15, dem Sperring 29 und dem Schnappring 39 werden durch ein Federelement 51 zusammengehalten, das die Form eines gebogenen, federnden Streifens hat, so daß ein Ende 52 an einer Schulter 53 an der Außenfläche der Mutter angreift. Das Federelement erstreckt sich dann radial nach innen entlang der Außenseite der Mutter bis zu einer Stelle innerhalb des Gewindes der Mutter, die mit der Nute 18 in der Welle übereinstimmt, wo es gebogen ist, damit es sich längs und durch eine Längsnute 54 erstreckt, wie es am besten in der Figur 6 zu sehen ist. Das Federelement wird daraufhin an der Innenseite der Scheibe an der Stelle 55 abgebogen und sein Ende. 56 kommt mit einer Querausnehmung 57 am Vorsprung I7 in Eingriff, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Die auf eine solche Weise angeordnete Feder 51 ist ausreichend gespannt, damit die Mutter zusammen mit der Scheibe 15 in der in der Figur 2 dargestellten Weise gehalten wird.

Wenn die Mutter auf eine Welle geschraubt werden soll, wird die Scheibe 15 auf das äußere Gewindeende der Welle geschoben, was voraussetzt, daß der Vorsprung 17 in der Nute 18 der Welle zu liegen kommt, die auch für das Federelement 51 genügend Raum zur Verfügung stellt. Am Gewindeende der Welle kann die Mutter 45 gedreht werden, ohne das Federelement 51 zu beeinflussen, da das Federelementende 52 auf der Rückfläche des Sechskantabschnittes

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der Mutter gleitet. Gegenüber dem sechskantigen Abschnitt wird das Ende durch einen abgeschrägten, ringförmigen Abschnitt 58 an der Rückseite der Mutter zurückgehalten.

Man sieht, daß in der normalen Lage der zusammen angeordneten Teile, wie es in der Figur 2 dargestellt ist, es nicht möglich ist, die Mutter relativ zur Welle oder zu einem der anderen Teile der Anordnung der Sicherheitsmutter zu drehen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Scheibe 15 gegenüber der Welle drehgesichert ist und die Zähne 35 des Sperrings 29 in die Zähne 28 der Scheibe 15 und die Zähne 49 der Mutter eingreifen (siehe Figur 2). Damit die Mutter auf der Welle gedreht werden kann, ist es notwendig, daß die Zähne 35 des Sperrings 29 nicht mit den Zähnen 49 der Mutter in Eingriff kommen. Das kann dadurch geschehen, daß der Sperring 29 nach innen gedrückt wird, d.h. in Richtung auf das Lager gemäß Figuren 1 und 5· Dadurch wird der Schnappring auf die Grundfläche 23 der Ausnehmung 22 zu gedrückt, wodurch der Durchmesser des Schnappringes 39 und infolgedessen auch der Abstand zwischen seinen Enden 40 und 41 vergrößert wird. Sobald der Schnappring 39 bis auf die Grundfläche 23 gedrückt worden ist, befindet er sich in einer gespannten Lage, und die Zähne 35 des Sperrings . 29 sind mit den Zähnen der Mutter außer Eingriff gekommen. Sie wurden so verschoben, daß sie sich nicht mehr so weit wie die Zähne 49 der Mutter erstrecken, obgleich die Zähne 35 weiterhin mit den Zähnen 28 der Scheibe 15 in Eingriff bleiben. In dieser Lage kann die Mutter auf der Welle gedreht werden, während die Scheibe I5 und der Sperring 29 relativ zur Welle festgehalten werden. Zum Drehen der Mutter kann ein Schraubenschlüssel 60 mit einem hohlen Sockelende verwendet werden, der auf die Mutter paßt. Da bei der beschriebenen Ausführungsform eine Sechskantmutter verwendet worden ist, wird auch ein Sechskantschraubenschlüssel benützt, der einen Griffansatz 6l hat.

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Der Umfangsabschnitt 62 des Schraubschlüssels ist so bemessen, daß er mit dem Vorsprung 38 des Sperrings in Eingriff kommt und dadurch den Schnappring 39 auf die Grundfläche 23 drUckt, wie es in den Figuren 1 und 5 dargestellt ist. Wenn der Schnappring in die Ausnehmung gedrückt wird, kann die Mutter mit Hilfe des Schraubenschlüssels gedreht werden, wobei gleichzeitig der Schnappring an der Grundfläche gehalten wird. Sobald die Mutter angezogen ist, wird durch das Abnehmen des Schraubenschlüssels der Druck auf den Sperring nachlassen, so daß sich der Schnappring aufgrund seiner Federkraft zusammenzieht, wodurch er nach außen auf der Oberfläche 24 der Ausnehmung entlangrutscht. Dabei wird der Sperring 29 nach außen gedrückt, so daß seine Zähne mit den Zähnen der Mutter in Eingriff kommen, wobei seine Zähne mit denen der Scheibe 15 gemäß Figur 2 in Eingriff bleiben. Auf diese Weiso ist die Mutter in ihrer Stellung gesichert und kann auf der Welle nicht gelockert werden, ohne daß der Schnappring erneut gegen die Grundfläche der Ausnehmung gedrückt wird.

Gemäß Figur 4 sind auf dem Sperring 29 radiale Markierungen auf dem rückwärtigen Vorsprung 38 angeordnet. Die Markierungen sind gegenüber einer jeden Mulde der Zähne 35 vorgesehen, so daß sich im zusammengesetzten Zustand eine sichtbare Anzeige der Lage dieser Mulden ergibt. Aus diesem Grund kann der Ring 29 auch als Anzeigering bezeichnet werden. Die Rückseite der Mutter 45 tiügt eine Markierung,wie z.B. einen Vorsprung 64,um die Lage einer der Spitzen ihrer Zähne 49 anzugeben. Da die Zahnspitzen der Mutter in die Mulden der entsprechenden Zähne des Anzeigeringes 29 gelangen müssen, muß nach dem Festschrauben der Mutter der Sperring mit einer seiner Markierungen 63 mit der Markierung 64 übeinstimmen. Auf diese Weise stellen die Markierungen 63 und 64 eine Hilfe beim Festsetzen der Mutter dar.

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Die Anzahl der Zähne am Sperring und der Mutter ist nicht in besonderer Weise festgelegt. Jedoch wird es günstig sein, fünfzig Zähne bei einem 20-gER-Gewinde, entsprechend der amerikanischen Norm, zu verwenden, da in einem solchen Fall ein Mutternschritt einer Längsverschiebung von Q025^ mm entspricht. Wenn fünfzig Zähne für die Mutter und den Sperring verwendet werden, ist es vorteilhaft, die Markierungen 63 mit Zahlen in Vielfachen von 5 "bis 50 zu versehen, so daß eine Fünf an der fünften Markierung, eine Zehn an der zehnten Markierung usw. zu liegen kommt. Dadurch wird es erleichtert, die Sicherungsmutter in einer bestimmten Weise anzuziehen, wenn sie entfernt worden ist und später wieder aufgeschraubt werden soll.

Im Falle einer Mutter zum Befestigen von Rädern, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, ist es üblich, die Mutter bereits in der Fabrik auf die Welle aufzuschrauben. Ein gutes Verfahren besteht darin, die Mutter so weit anzuziehen, daß sie leicht mit dem Rollenlager in Eingriff kommt, wobei sich das Rad noch drehen kann. Nachdem man das Rad unter diesen Bedingungen ein bißchen gedreht hat, wird die Mutter etwas locker geschraubt, damit der Eingriff am Lager freigegeben wird und in dieser Stellung wird sie durch den Sperring gesichert. Wenn die Mutter in einer besonderen Stellung angezogen ist, kann die Markierung oder der Vorsprung 64 an der Mutter in dieser Stellung verwendet werden, so daß die Markierung an einer beliebigen Stelle des Kreises zu liegen kommt. Es ist vorteilhaft, diese Stellung der Markierung oder des Vorsprunges 64 so auszuwählen, daß sie auf eine beliebige radiale Markierung 63, die mit 5 oder einem Vielfachen von 5 bezeichnet ist, wo sich fünfzig Zähne und infolgedessen fünfzig radiale Markierungen 63 befinden, weist. Auf diese Weise kann die Beziehung zwischen dem Vorsprung 64 und der radialen Markierung 63 in einfacher Weise wieder hergestellt werden, wenn die Mutter bei

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der Wartung abgeschraubt worden ist und dann unter Beibehaltung der gleichen Verhältnisse wieder aufgeschraubt werden soll.

Im AusTührungsbeispiel der Pig· 10 -16 ist auf einem Schaft 70 ein Rollenlager 71 befestigt, das sich innerhalb der Nabe 72 eines Rades befindet. Diese Teile entsprechen den mit den Bezugszeichen 10, 11 und 12 bezeichneter Teilen der Fig. 1 und 2.Eine Sicherungsmutter-Baugruppe 75 ist über das äußere,mit einem Gewinde versehene Ende ¹Jk des Schaftes gesteckt und daran befestigt, wobei sich die vorde» Fläche 110 einer Unterlegscheibe 75 der Baugruppe gegen die Rollenlagerbaugruppe 71 abstützt. Die Unterlegscheibe 75 hat eine zentrale öffnung 76, die so bemessen ist, daß sie über den Schaft 70 paßt. Eine nach innen vorstehende Nase 77 ist so bemessen, daß sie in eine Nut oder Rille 78 paßt, die im Schaft 70 an dessen hinterem Ende ausgebildet ist und sich parallel zur Längsaehse des Schaftes erstreckt. Die Unterlegscheibe 75 weist einen kreisförmigen Umfangsabschnitt 80 und einen inneren oder Nabenabschnitt 81 um die öffnung 76 herum auf. Der Umfangsabschnitt 80 der Unterlegscheibe hat eine axiale und nach auswärts gerichtete Neigung , da er schräg auswärts relativ zur Achse 79 mit einer nach rückwärts gerichteten Komponente in axialer Richtung verläuft bis zum kreisförmigen Ende 82 der Hinterseite der Unterlegscheibe. Wegen der schrägen Neigung des Abschnittes 80 und der Dicke der Unterlegscheibe erstreckt sich ihre Vorderfläche zu einem etwas weiter auswärts gelegenen Ende 82a. Der äußere Umfangsabschnitt 80 ist mit einer Anzahl von Ausschnitten oder öffnungen 83 versehen,die in gleichmäßigem Abstand um den Umfang verteilt sind, wie am besten In Fig.12 zu sehen 1st. Diese Ausschnitte oder öffnungen werden in dieser Beschreibung manchmal als Formschlußelemente der Unterlegscheibe bezeichnet.

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Rückwärts von der Unterlegscheibe 75 befindet sich ein ringförmiges Element 89, das in dieser Beschreibung als Sperring bezeichnet wird. Dieser Sperring hat einen Nabenabschnitt 85, der sich radial nach auswärts von seiner zentralen öffnung aus erstreckt, bis er in einen geneigten Abschnitt 86 übergeht, der radial nach auswärts und vorwärts bis zu einem äußeren Durchmesser geneigt ist, wo er in eine Mehrzahl von im Abstand angeordneten Nasen 87 übergeht, die sich nach vorwärts in Richtung des Radlagers erstrecken· Die Abmessungen des Sperringes 89 und die Anzahl und Lage seiner Nasen sind so, daß die Nasen durch die öffnungen 83 der Unterlegscheibe vorragen, wie in Fig. 10 und 11 ersichtlich ist. Der innere Umfangsabschnitt des Sperringes 89 ist mit radial nach innen gerichteten Zahnkerben 88 versehen. Die Nasen 87 und die Zahnkerben 88 des Sperringes 89 werden in dieser Beschreibung gemeinsam als Formschlußelemente des Sperringes bezeichnet, weil ein Teil dieser Formschlußelemente (die Nasen 87) die Formschlußelemente der Unterlegscheibe (die Ausschnitte 83) und der andere Teil die Formschlußelemente der Mutter, wie unten erläutert wird, erfaßt.

Die zu sichernde Mutter 90, die als Sechskantmutter mit Innengewinde 91 dargestellt ist, kann auf das hintere Ende des Schaftes 70 geschraubt werden, so daß ihre Vorderfläche 92 gegen die Hinterfläche 110 der Unterlegscheibe 75 stößt. Rückwärts von der Vorderfläche 92 ist die Mutter mit einer Schulter 93 versehen und der Abschnitt 9^ der Mutter zwischen der Schulter 93 und der Vorderfläche 92 hat die Form eines Kreisringes. Hinter der Schulter 92 vergrößert sich die Mutter bis zu einem Durchmesser 95, der etwas größer ist als der Durchmesser 94, und hinter dem Abschnitt 95 hat die Mutter ihre sechseckige Form 96, um von einem Sechskantschlüssel erfaßt zu werden. An der Vorderseite der Schulter 93 der Mutter

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erstrecken sich radial nach auswärts mehrere Zahnkerben ; 97» die in dieser Beschreibung manchmal als Formschlußelemente der Mutter bezeichnet sind und die so bemessen und angeordnet sind, daß sie einen Teil der Formschlußelemente der Sperringes erfassen, nämlich die Zahnkerben 88 des Sperringes, der über dem vorderen Abschnitt der Mutter angeordnet ist.

Man sieht, daß sich um den vorderen Abschnitt der Mutter herum und zwischen den nebeneinanderliegenden, aber etwas voneinander entfernten Flächen, der Rückfläche 111 der Unterlegscheibe 75 und der Vorderfläche 112 des Sperringes 89, ein ringförmiger Raum oder Bereich 98 befindet. In diesen ringförmigen Raum 98 ist ein federnd zusammenziehbarer Ring 100 eingelegt, der in Fig. 15 gezeigt ist. Er hat einen kreisförmigen Querschnitt, wie man in Fig. 10 erkennen kann., und hat die Form eines nicht ganz geschlossenen Kreises mit Enden 101 und 102, die im normalen, ungespannten Zustand etwas voneinander entfernt sind. Der Ring 100 ist a\is federnden Material, gewöhnlich Metall, so daß er , wenn er mit Gewalt auf einen kleineren Durchmesser als normal zusammengedrückt wurde,zu einem größeren Durchmesser auffedert, als den, den er bei sich berührenden Enden 101 und I03 hat. Der Durchmesser des Ringes 100 ist so bemessen, daß er in seinem normalen, ungespannten, erweiterten Zustand der Fig. 10 und I5 mit seinem Umfang die schrägen Abschnitte 80 und 86 der Unterlegscheibe und des Sperringes berührt, wie in Fig. 10 zu sehen ist.

Es ist Vorsorge getroffen, daß die Baugruppe, bestehend aus Unterlegscheibe, Sperring und Mutter mit dem federnden Ring in dem Bereich zwischen Unterlegscheibe und Sperring zusammengehalten wird· Dies kann dadurch geschehen, daß zunächst der Sperring über den vorderen Abschnitt 94 der Mutter gesteckt wird, so wie die Fig· 10 es darstellt?,und dann die Mutter an

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dem äußeren Umfang nahe ihrem vorderen Ende gestaucht wird, um Material der Mutter aufzuwerfen, wie durch das Bezugszeichen I03 angedeutet ist. Dieses Stauchen oder Aufwerfen kann völlig um den Umfang der Mutter oder auch nur an einer Anzahl von beabstandeten Stellen vorgenommen werden· Dies verhindert ein Abgleiten des Sperringes nach vorne von der Mutter. Nach rückwärts kann er von der Mutter nicht abgleiten, weil die Rückseite des Abschnittes 96 des Sperringes gegen die Schulter 9j5 der Mutter stößt. Nachdem der federnde Ring in seine Lage gemäß Fig.10 gebracht ist, kann die Unterlegscheibe mit dem Sperring wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt in Eingriff gebracht werden.Darauffolgend werden Lappen Io4 der Nasen 87 des Sperringes nach innen gebogen, um die Vorderfläche des Umfangs der Unterlegscheibe zu übergreifen, wie am besten in den Pig. 10 und 16 zu sehen ist. In den Pig. Il und 13 sind die Nasen des Sperringes vor dem Herunterbiegen der Lappen 104 gezeigt.

Wenn man die Sicherungsmutter-Baugruppe der Fig.10 - 16 an einem Schaft anbringen will, wird die Baugruppe nach vorne über das mit einem Gewinde versehene hintere Ende des Schaftes geschoben, wobei die Unterlegscheibe sich vorne an der Baugruppe befindet. Dies erfordert, daß die Nase 77 in die Nut 78 des Schachtes eingeführt wird. Sobald die Mutter den ersten Gewindegang des Schaftes erfaßt, wird die Mutter gedreht, gewöhnlich durch einen Spezialschlüssel. Um die Mutter auf dem Schaft zu drehen, ist es nötig, den Sperring aus der Lage der Fig. 10 nach vorne zu drücken, und zwar weit genug, so daß seine Zahnkerben 88 außer Eingriff mit den Zahnkerben 97 der Mutter kommen· Dieser Druck auf den Sperring wird gegen die Kraft des federnden Ringes ausgeübt und aufgrund der schrägen

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Lage des Sperringes und der Unterlegscheibe an der Berührungsstelle mit dem federnden Ring oberhalb der Mitte des federnden Ringes wird dieser gezwungen sich federnd in seinem Durchmesser zu verringern, wenn sich der Sperring relativ zur Unterlegscheibe vorwärts bewegt, und der federnde Ring gleitet in Berührung mit den geneigten Seiten des Sperringes und der Unterlegscheibe nach innen. '

Sobald der Sperring weit genug nach vorne geschoben ist, daß seine Zahnkerben außer Eingriff mit denen der Mutter sind, kann die Mutter auf dem Schaft gedreht werden und gegen die Rückfläche der Unterlegscheibe 111 angezogen werden, wie in Pig. 10 gezeigt ist. Wenn der Druck auf den Sperring aufgehoben wird, wird die Ausdehnungskraft des federnden Ringes zur Wiederherstellung seines normalen größeren Durchmessers den Sperring veranlassen, rückwärts relativ zur Unterlegscheibe zu gleiten, bis sein Nabenabschnitt die Schulter 95 der Mutter erfaßt, in welcher Lage die Zahnkerben des Sperringes und der Mutter wieder in Eingriff gelangen. Dies hindert die Mutter an einer Drehung relativ zum Schaft aufgrund der Tatsache, daß die Nasen des Sperringes den Sperring und die Mutter an einer Drehung relativ zur Unterlegscheibe ändern, die wiederum gegenüber dem Schaft drehgesichert ist.

Der Druck auf den Sperring und die Drehung der Mutter können mittels eines Steckschlüssels 105 erfolgen, der so bemessen ist, daß er auf die Mutter paßt und den Sperring erfaßt. Da die im Ausführungsbeispiel gezeigte:Mutter eine Sechskantmutter ist, ist auch der Schlüssel ein Sechskantschlüssel, der gewöhnlich mit einem (nicht dargestellten) Handgriff versehen ist.

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Die Rückseite des Sperringes, etwa der Nabenabschnitt 85, kann, wenn gewünscht, mit radialen Markierungen versehen sein ähnlich den Markierungen 63 der Fig. 2 und 4. Diese Markierungen dienen dem gleichen Zweck wie die in Fig. 2 und 4 dargestellten Markierungen. Diese wären gegenüber den tiefsten Stellen jeder der Zahnkerben 88 anzuordnen, so daß der Sperring auch als Ahzeigering dienen kann. Ähnlich kann eine sichtbare Stelle an der Rückseite der Mutter mit einer Markierung, wie einem Vorsprung 64 in Fig.4 und für den gleichen Zweck versehen sein nämlich als Hilfe beim Festsetzen der Mutter in einer gewünschten Lage.

Man sieht, daß bei der Erfindung eine Einrichtung zum wirklichen Festsetzen der Mutter vorhanden ist, so daß sie sich beim Auftreten von Stößen, Schwingungen oder anderen Einflüssen nicht löst. Die Anordnung der Mutter ist in dem Sinne absolut sicher, daß das federnde Element, durch welches die festgesetzte Stellung ermöglicht wird, sich nicht unter Spannung befindet, sondern in einem Ruhezustand, wenn die Mutter festgesetzt ist. Die Stöße, denen das federnde Element ausgesetzt ist, erfolgen nicht in einer Richtung, die es ohne weiteres unter Spannung setzen. Ferner ist es so ausgestaltet, daß es von vornherein fest und gegenüber Stößen widerstandsfähig ist. Die Anordnung ist besonders für eine Radsicherungsmutter geeignet, jedoch ist ihre Verwendung nicht begrenzt. Sie kann immer dort, wo Gewindebolzen und Muttern eingesetzt sind, verwendet werden. Der Ausdruck "Welle", der hier verwendet worden ist, stellt keine Begrenzung bezüglich einer Radwelle dar, sondern bedeutet allgemein jedes mit einem Gewinde versehene Teil, wie z.B. Bolzen, auf das eine Mutter aufgeschraubt werden kann.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

V, j Sicherung gegen Verdrehung einer Mutter auf einem Schraubenschaft mit einem formschlüssig mit der Mutter in Eingriff stehenden, durch Axialverschiebung gegen die Kraft einer Feder außer Formschluß mit der Mutter bringbaren Sperring , der an einem radial federnden Sprengring anliegt, der wiederum auf wenigstens einer seiner beiden Axialseiten an einer zur Schraubenachse geneigten Fläche anliegt, so daß er bei Axialverschiebung des Sperringes an dieser geneigten Fläche gleitet und seinen Durchmesser verändert, und mit einer gegenüber dem Schraubenschaft drehgesicherten Unterlegscheibe, die Formschlußelemente zum dauernden Eingriff mit entsprechend ausgebildeten Formschlußelementen des Sperringes aufweist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 24 4j 320.3), dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Formschlußelemente (88) des Sperringes (89) zum Eingriff mit der Mutter (90) verschieden von den Formschlußelementen (87) des SperrInges (89) zum Eingriff mit der Unterlegscheibe (75) sind.
2. Mutternsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Formschlußelemente (88) des Sperringes (89) zum Eingriff mit der Mutter (.90) an seinem Nabenteil (85) und die Formschlußelemente (87) des Sperringes (89) zum Eingriff mit der Unterlegscheibe (75) an seinem Außenumfang angeordnet sind.

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3· Mutternsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der mit den Formschlußelementen (87; 83) versehenen Umfangsabschnitte von Sperring (89) und Unterlegscheibe (75) in Richtung auf den anderen zu geneigt ausgeführt ist, so daß ein ringförmiger Hohlraum (98) entsteht, in dem sich der Sprengring (100) befindet, und daß sich die Formschlußelemente (83) der Unterlegscheibe (75) zum Eingriff mit dem Sperring (89) an ihrem Außenumfang befinden.
4. Mutternsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (90) an ihrer in Einschraubrichtung vorderen Seite einen Nabenteil (94) aufweist, über den der Nabenteil (85) des Sperringes (89) axial längs beweglich ist und an dessen in Einschraubrichtung hinterem Ende sich die nach außen gerichteten Formschlußelemente (97) der Mutter (90) zum Eingriff mit den nach innen gerichteten Formschlußelementen (88) am Nabenteil (85) des Sperringes (89) befinden.
5· Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (100) im entspannten Zustand seinen größeren Durchmesser einnimmt und durch das Vordrücken des Sperringes (89) in Einschraubrichtung mittels der zur Schraubenachse geneigten Fläche (80 oder 86) auf einen kleineren Durchmesser zusammendrückbar ist.
6· Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 3-5* dadurch gekennzeichnet, daß beide Umfangsabschnitte (80 und 86) von Sperring (89) und Unterlegscheibe (75) in Achsrichtung schräg geneigt sind.

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7· Mutternsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Umfangsabschnittes (80) der Unterlegscheibe (75) nach rückwärts und die Neigung des Umfangsabschnittes (86) des Sperringes (89) nach vorwärts im Sinne der Einschraubrichtung gerichtet ist.
8. Mutternsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußelemente (85) der Unterlegscheibe (75) aus Einschnitten und der zum Eingriff mit der Unterlegscheibe (75) bestimmte Teil (87) der Formschlußelemente des Sperringes (89) aus Nasen besteht.
9. Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 5 - 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring (100) die Umfangsabschnitte (80, 86) des Sperringes (89) und der Unterlegscheibe (75) erfaßt.
10. Mutternsicherung nach Anspruch J, dadurch g e k e η η -

ζ e ic h η e t, daß der federnde Ring (100) den nach vorwärts geneigten Umfangsabschnitt (86) des Sperringes (89) und den nach rückwärts geneigten Umfangsabschnitt (80) der Unterlegscheibe (75) erfaßt.
11. Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Einschraubrichtung

■ vor dem Sperring (89) liegender Teil der Mutter (90) mit Mitteln (103) zum Verhindern der Trennung des Sperringes (89) von der Mutter (90) versehen ist, für den Fall, daß die Mutter (90) vom Schaft (70) abgenommen wird·

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12. Mutternsicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (ΙΟ}) zum Verhindern der Trennung des Sperringes (89) von der Mutter (90) in einem Abstand vor dem Nabenabschnitt (85) des Sperringes (89) liegen und so die nach vorne gerichtete Bewegung des Sperrringes (89) von seiner äußersten hinteren Lage auf der Mutter (90) erlauben, unabhängig davon, ob die Mutter (90) an die Unterlegscheibe (75) stößt.
13. Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pormschlußelemente

(87) der Unterlegscheibe (75) und/oder des Sperringes (89) mit Mitteln (104) zum Verhindern der Trennung der miteinander in Eingriff stehenden Pormschlußelemente (87 und 83) des Sperringes (89) und der Unterlegscheibe (75) versehen sind.
14. Mutternsicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel (10j5) zum Verhimtern der Trennung des Sperringes (89) von der Mutter (90) an der Mutter (90) in einem Abstand vorderhalb der Nabe (85) des Sperringes (89) befinden, wenn der Sperring (89) seine am weitesten rückwärts gelegene Stellung auf der Mutter (90) einnimmt, wodurch der Sperring (89) aus seiner am weitesten rückwärts gelegenen Stellung auf der Mutter (90) unabhängig davon vorwärts schiebbar ist, ob die Mutter (90) an die Unterlegscheibe (75) stößt, und daß die Formschlußelemente (87) wenigstens eines der Teile Unterlegscheibe (75) oder Sperring (89) mit Mitteln (104) zur Verhinderung der Trennung der Pormschlußelemente (87) des Sperringes (89) von den Pormschlußelementen (83) der Unterlegscheibe (75) versehen sind. .

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15· Mutternsicherung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Mutter (90) in Eingriff bringbare Teil (88) der Formschlußelemente des Sperrings (89) radial nach innen gerichtete Keile und die Pormschlußelemente (97) der Mutter (90) radial nach außen gerichtete Keile zum gegenseitigen Eingriff mit den nach innen gerichteten Keilen des Sperrings (89) aufweist.

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