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Sicherungsringpaar für Schraubverbindungen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungsringpaar der dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entsprechenden rt Es sind Sicherungsringe in Gestalt der sogenannten
Federrinae und Zahnscheiben bekannt. Beim Anziehen der Schraube oder der Mutter,
mit denen ein solcher Sicherungsring zusammenwirkt, muß entweder der Schraubcnkopf
oder die Mutter sich gegenüber cicm Federring oder der Zahnscheibe oder diese sich
gegenüber der darunterlieaenden Anzugsfläche in UlrlFanasrichturlg verlayern. Die
an der Trennstelle des Federrings bzw. an den Kanten der Zähne der Zahnscheiben
gebildeten Schneiden, die sich in den Schraubenkopf und die Mutter bzw. die Anzugsfläche
einarbeiten, wirken zwar vorwiegend in einer Richtung, d.h. in der dem Lösen der
Schraubverbindung entsprechenden Richtung, doch ist es praktisch nicht zu vermeiden,
daß eine gewisse Einwirkung auf den Schraubenkopf bzw. die Mutter bzw. die Anzugsfläche
auch schon beim Anziehen stattfindet, insofern die
Schneiden der
Feclerrillge bzw. .7ahrlscheiben schon an den Gegenflächen anliegen und Ste3 len
sehr hoher Flächenpressung bilden, die zu einem höheren Drehwiderstand der Schraubenköpfe
bzw. Muttern beim Anziehen der Schraubverbindung führen. Ein Teil des auf die Schraubenköpfe
bzw. Muttern aufgebrachten Anzugsdrehmomentes wird also allein für die überwindung
der Gegenkraft der Schraubensicheru aufgezehrt. Je wirksamer die Schrauben sicherung
ist d.h. je härter der Federring bzw. Zahnscheibe gegen über dem Schraubenkopf bzw.
der Mutter bzw. der Anzugsfläche sind und je ausgeprägter die Schneiden ausgebildet
sind, destohöher ist dieser Anteil.
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Nachteilig ist auch, ß der Anteil sicht genau bestimmt ist: Es kann
also nicht gesagt werden, wieviel von dem aufgebrachten Anzugsdrehmoment sich in
reine Spannkraft der Schrauben umgesetzt hat und wieviel durch die Schraubensicherung
verlorengegangen ist.
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Ein weiterer Aspekt beruht auf dem Umstand, daß die Schneiden der
Federringe und Zahnscheiben beim Anziehen der Schraubverbindung durch die Relativbewegung
unter hohen lokalen Flächenpressunc eine Verfestigung der Gegenflächen, d.h. der
Unter seiten der Schraubenköpfe und der Muttern und der Anzugsfläche hervorrufen,
die das verhakende Eindringen der Schneiden in der eigentlichen Sicherung phase,
wenn also die Rückdrehung der Schraubenköpfe und Muttern im Sinne einer Lös ung
der Schraubver bindung vermieden werden soll, beeinträchtigt. Auc] werden natürlich
die Schneiden durch die Relativbewegung beim Anziehen erheblich beansprucht und
zum Teil verschlissen, wenn sie nicht erheblich härter als die Materialen der Gegenflächen
sind, so daß auch dadurch ein Teil der Wirkung der Schra sicherung eingebüßt wird.
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Die vorerwähnten Probleme sind zu einem großen Teil durch ein Sicherungsringpaar
behoben, welches aus der DE-PS 818 282 bekannt ist, die im übrigen dem Oberbegriff
zugrundeliegt. Bei dieser bekannten Ausführungsform besteht der erste Ring aus einem
gehärteten Metall und ist auf beiden Seiten mit Rauhigkeiten oder Erhebun£en versehen,
die sich in den aus schmiedbarem Metall bestehenden ersten Ring und in die Anzugsfläche
einkrallen können. Alternativ können bei der bekannten Ausführungsform die beiden
Ringe auch durch durch beide hindurchgreifende Stifte oder durch Schweißpunkte starr
itinander verbunden sein. Das Wesentliche an dieser bekannten Ausführungsform besteht
darin, daß durch die Zweiteilung des Sicherungsrings der Schraubenkopf oder die
Mutter, die gegenüber der Anzugsfläche gedreht werden, nicht mehr dem die gehärteten
Vorsprünae aufweisenden Ring unmittelbar benachbart ist und sich demgemäß beim Anziehen
der Schraubverbindung nicht mehr gegenüber diesem drehen und unter Reibung an diesem
entlang bewegen muß. Der die Vorsprünge aufweisende Ring wird auf die Anzugsfläche
aufgesetzt und verbleibt dieser gegenüber in seiner Stellung Die Drehung findet
gegenüber dem Ring mit der glatten äußeren Oberfläche statt und wird durch keine
den Drehwiderstand erhöhen den Vorsprünge beeinträchtigt.
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Die Stelle, an der der äußere Umriß des zweiten Ringes über den Schraubenkopf
bzw. die Mutter übersteht, kann wegen der plastischen Eigenschaften des Materials
dieses Ringes hochgebogen und an den an der Kreisform abweichenden Umriß des Schraubenkopfes
bzw. der Mutter beispielsweise durch einige Hammerschläge angeschmiegt werden, wie
es von üblichen Blech-Sicherungsringen bekannt ist. Dadurch kann sich der Schraubenkopf
oder die Mutter gegenüber dem zweiten Ring nicht mehr drehen, und es wird ein etwaiges
Drehmoment durch die drehfeste
Verbindung des zweiten mit dem ersten
Ring auf letzteren und damit auf die Anzugsfläche übertragen.
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Der erste Ring hat sich durch das Anziehen des Schraubenkopfes bzw.
der Mutter ohne Drehung in die Anzugsfläche mit seinen Vorsprüngen einytarbeitet
und widersteht somit einer Rückdrehung, ohne daß es durch eine Relativdrehung zwischen
dem ersten Ring und d= Anzugsfläche zu einer Verfestigung derselben und einem Reibungsverschleiß
an den Vorsprüngen gekommen wäre, welcher die Sicherungswirkung vermindert.
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Nachteilig sind bei der bekannten Ausführungsform jedoch die zur
Herbeiführung der Verdrehsicherung der beiden Ringe gegeneinander erforderlichen
Maßnahmen. Die Anbringung von Erhebungen auf beiden Seiten des ersten Ringes etwa
in Gestalt eines Feilenhiebes oder dergleichen ist nicht einfach, weil es sich um
relativ dünnes Material handelt und für die Anbringung des Feilenhiebes auf der
zweiten Seite ein einwandfreies Widerlager in Form einer glatten Rückseite des Ringes
fehlt. Die Verbindung der beiden Ringe durch Stifte ist für ein Massenteil aufwendig
herzustellen und wenig haltbar. Auch die Schweißung stellt einen zusätzlichen Aufwand
dar und zerstört im übrigen mindestens stellenweise die Härte des ersten Ringes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungsringpaar
der dem Oberbegriff entsprechenden Art so auszubilden, daß die gegenseitige Verdrehsicherur
der beiden einzelnen Ringe mit geringerem Aufwand erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
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Diese Gestaltung ergibt nämlich die Möglichkeit, den weicheren zweiten
Ring über den darunter liegenden ersten Ring an der radial innersten Stelle umzubiegen
oder umzuschlagen. Da der erste Ring nicht auf seinem
Umfang den
Radius der innersten Stelle haben kann, da er von der Kreisform abweichen soll,
ist dadurch eine Dreharretierung der beiden Ringe gegeneinander gegeben. Der zweite
Ring wird dann außerdem nach oben umgebogen, um sich an eine der Schlüsselflächen
des Schraubenkopfes oder der Mutter anzulegen.
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Die Drehsicherung der beiden Ringe gegeneinander erfolgt also nicht
in ihrer Fläche, sondern durch das Zusammenwirken ihrer Ränder nach einem Umbiegen
des zweiten Ringes.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist das Sicherungsringpaar gemäß
Anspruch 2 ausgebildet.
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Das Umbiegen des zweiten Ringes erfolgt hierbei längs der gleichen
Sehne, d h. längs einer Geraden, was den besonderen Vorteil hat, sich leicht bewerkstelligen
zu lassen, da es sich um eine bloß eindimensionale Abwinklung handelt und außerdem
eine Drehsicherung in beiden Richtungen ergibt.
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Die Erfindung kann in zwei grundsätzlich verschiedenen Ausführungsformen
verwirklicht werden. Bei der ersten Ausführungsform sind beide Ringe vor dem Einsatz
eben und wird der zweite Riny nach dem Anziehen der Schraubverbindung sowohl über
den ersten Ring als auch gegen den Schraubenkopf bzw. die Mutter umgebogen.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird der zweite Ring fabrikmäßig
von vornherein mit der Abbiegung versehen, die mit der Ungleichmäßigkeit des Umrisses
des ersten Rings, beispielsweise mit dem durch die Sehne gebildeten geraden Umrißabschnitt
zusammenwirken soll.
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Es wird also dem flachen, gehärteten ersten Ring ein abgebogener zweiter
Ring zugeordnet. Dies ist in Fällen zweckmäßig, in denen die Stelle, an der der
zweite Ring über den ersten abzubiegen wäre, mit den entsprechenden
Werkzeugen,
beispielsweise einem Meißel,aus konstruktive Gründen schwer zu erreichen ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung daryestellt.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgema ßen
Schraubverbindung im gesiche-ter Zustand; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das
erfndungsgemäße Sicherungsringpaar; Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Sicherungsringpaars
nach Fig. 2 von lunten; Fig. 4 und 5 zciycn den Fig. 2 und 3 entsprechcnde Ansichten
einer weiteren Ausführungsform des Sicherunegsri nypaars .
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Gemäß Fig. 1 durchyreift ein Schraubenschaft 1 von unten eine nicht
erkennbare Bohrung in einer Anzugs4!äche 2 an einem Bauteil. Auf den Schraubenschaft
1 ist eine Mutter 3 aufgeschraubt, die nach dem Anziehen durch ein zwischen der
Anzugsfläche 2 und der Unterseite der Mutter 3 auf dem Schraubenschaft 1 angeordnetes,
als Ganzes mit 4 bezeichnetes Sicherungsringpaar gegen Lösen der Schraubverbindung,
d.h. Rückdrehen der Mutter 3, gesichert ist.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht das Sicherungsringpaar 4
aus einem ersten Ring 5 aus gehärtetem Stahl, der an seiner gemäß Fig. 2 unteren,
im Betrieb der Anzugsfläche 2 zugewandten Seite Vorsprünge in Gestalt von radialen
Rippen 6 von etwa gleich seitig dreieckigem, mit der Spitze nach unten gerichtete
Querschnitt aufweist, die über die radiale Erstreckung des ersten Ringes, d.h. von
dessen Innenumfang 7 bis zu dessen Außenumfang 8 durchgehen. Der Ring 5 ist zumindest
im Bereich der Rippen 6 härter als die Anzugsfläche 2, mit welcher er zusammenwirken
soll, so daß
sich die Rippen 6 beirn Anziehen der Mutter 3 in die
Anzugsfläche 2 einarbeiten und den Ring 5 an einer Drehung hindern. Auf der Oberseite
11 ist der Ring 5 glatt.
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Dem Ring 5 axial auf der Seite der Mutter 3 unmittelbar benachbart
ist ein zweiter Ring 9, welcher eine zur Lochung des Ringes koaxiale Lochung 10
von etwa gleichem Durchmesser aufweist und auf der Unterseite 16 sowie auf der Oberseite
17 glatt ist.
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In Fig. 2 sind die Ringe 5 und 9 mit einem geringen Abstand voneinander
gezeichnet, um darzutun, daß es sich um zwei separate Ringe handelt, die lediglich
im Betrieb auleinander anliegen.
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Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, besitzt der Ring 5 zwar einem im
wesentlichen kreisrunden Außenumfang, doch ist dieser Außenumfang an einer STelle
längs einer Sehne 12 gerade abgeschnitten, so daß der Außenumfang des Ringes 5 insgesamt
von der Kreisform abweicht.
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Der Ring 9 deckt sich im wesentlichen mit dem Ring 5, doch besitzt
der Ring 9 eine Stelle 19, an der er über den entlang der Sehne 1 2 abgeschnittenen
Teil des Ringes 5 nach Art einer Lasche übersteht. Der Ring 5 und damit auch der
Ring 9 brauchen nur einen äußeren Umfang 8 aufzuweisen, der fast vollständig unter
der Mutter 3 gelegen ist, da ja nur in diesem Bereich axi ale Kräfte übertragen
werden. Zumindest an einer Stelle muß jedoch der Ring 9 über den Umriß der Mutter
3 übt-E-stehen, was in dem Ausführungsbeispiel durch die Lasche 13 geaeben ist.
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Zumindest in den radial über den Ring 5 bzw.
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die Mutter 3 überstehenden Bereichen 19 bzw. 13 ist der Ring 9 relativ
weich, so daß er ohne weiteres plastisch verformbar ist. Natürlicn wird in der Praxis
der
ganze Ring 9 aus einem cinheitlich weichen Material bestehen und aus Blech gestanzt
sein. Im Betrieb werden die Ringe 5 und 9 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise
übereinandergelegt und nach einem ersten Anziehen der Mutter 3 zunächst die bei
19 gebildete Lasche über die Sehne 12 des unteren Ringes 5 nach unten umgeschlagen,
was mit einem Meiße oder einem anderen geeigneten Werkzeug geschehen kann. Sodann
wird die Mutter 3 vollständig festgezogen und danach die Tasche 13 hochgeschlagen,
so daß sie an einer der Schlüsselflächen der Mutter 3 anliegt. Dadurch i.st die
Mutter gegenüber der Anzugsfläche 2 nicht msNhr drehbar. Die Lasche 13 kann auch
sich über einen größeren Ulnfanysbcrcich erstrecken, so daß sie ihrer eine der Zecken
der Mutter 3 hochgeschladen werden kann, was die Sicherheit der Festlegung weyen
der sich dadurch ergebenden größeren Steifigkeit der Lasche erhöht.
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Die einzige Relativbewegung beim Anziehen der Schraubverbindung findet
zwischen der Unterseite der Mutter 3 und der glatten Oberseite 17 des Ringes 9 statt
Die Mutter 3 wird also dabei nicht beschädigt. Ebenso brauchen die Rippen 6 des
Ringes 5 .eine Reibung bei einer Drehung auszuha]ten, sondern verbleiben beim Anziehen
der Schraubverbindung an Ort und Stelle und arbeiten sich lediglich unter dem axialen
Druck in die S>nzugsfläche 2 ein.
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Der Sicherungsring 4' nach den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich dadurch
von dem Sicherungsring 4, daß die Abbiegung 19' an dem Ring 9' schon fabrikmäßig
von vornherein angebracht ist. Dadurch ist die Erzielung der Schraubensicherung
vereinfacht. Die Ringe 5' und 9' werden lediglich hintereinander auf dem Schraubenschaft
angebracht und sind schon dadurch von vornherein drehfest gegeneinander festgelegt.
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An der Unterseite des Ringes 5' sind statt der radialen Rippen 6
einem groben Feilen- bzw. Raspelhieb ent.-sprechende vorsprinzende Zähne 6' ausgebildet,
die die Verriegelung gegenüber der Anlagefläche 2 bewirken.
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Statt der einen Lasche 13 sind über den Umfang des Ringes 9' mehrere
Ohren oder Laschen 13' verteilt, die gegen die Schlüsselflächen der Mutter 3' anhämmerbar
sind. Im übrigen ist die Funktion des Sicherungsringes 4' die gleiche wie die des
Sicherungsringes 4.
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