CZ278589B6 - Self-locking nut - Google Patents

Description

Samosvorňá matice

Oblast techniky

Vynález se týká vylepšené samosvorné matice, která má dutý válcový konec, stlačovaný vnější šroubovou pružinou.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé některé typy samosvorných matic, které mají v podstatě válcový konec, do něhož jsou z jeho čelní plochy vytvořené radiální zářezy, které tento válcový konec rozdělují na segmenty s příčným průřezem ve tvaru mezikruhové výseče, které jsou vhodné pro elastické stlačování radiálně působící vnější šroubovou pružinou.

K tomu se vztahuje v první řadě samosvorňá matice, popsaná v americkém patentovém spise č. 3,417,801 z 24. prosince 1968, který má za předmět ochrany matici, která má na jedné ze svých čelních stěn uspořádaný nástavec ve tvaru prstence, který je opatřený radiálními zářezy, které tento nástavec rozdělují na segmenty s příčným průřezem ve tvaru mezikruhové výšeče, které jsou stlačované pružným kroužkem, který obepíná nástavec a působí na zmíněné segmenty radiálními svěrnými silami.

Uvedená matice má některé nevýhody, které jsou v podstatě způsobené malým rozevřením radiálních zářezů, vytvořených na válcovém konci nebo nástavci ve tvaru prstence této matice.

Zmíněné nedostatky jsou v podstatě dva. Další použití matice po jejím vyšroubování je totiž díky nečistotám a cizím materiálům, které vznikly do zmíněných zářezů během jejího předchozího použití, obtížné, takže, aby bylo možné matici znovu použít, je nezbytné provést potřebnou čistící operaci stlačeným vzduchem, rozpouštědly a/nebo mechanickými prostředky.

Rozsah relativního vzájemného přihnutí segmentů a stlačitelnosti jejich stěn je omezený jednak pružinou a jednak šířkou zářezů, poněvadž po určitém zakřivení v radiálním směru se vnější otevřené okraje segmentů s průřezem ve tvaru mezikruhových výsečí, přivrácené zářezům, dostávají do vzájemného kontaktu, takže se funkčnost matice poněkud ztrácí, když se používá pro šrouby s jemnými závity.

Shora uvedené nedostatky byly řešeny tělesným vytvořením, které je popsané v americkém patentovém spise č. 4,893,977, přihlášeném 16. ledna 1990. V uvedeném patentu je nárokována samosvorná matice, do jejíhož nákružku je vytvořeno několik zářezů ve tvaru V nebo U, ktexe jsou dostatečně široké na to, aby zabránily výše uvedeným nedostatkům, způsobeným šířkou zářezu. Další nevýhody, které se uvedený patent snaží řešit, jsou spojené s některými obvyklými technickými podrobnostmi, které nejsou výslovně naznačeny.

Protože šroubová pružina, kterou je matice vybavená, musí být chráněná před oxidací, bylo jako jedno řešení navrženo uvedenou pružinu, vytvořenou z pružinové oceli, fosfátovat, a druhé

-1CZ 278589 B6 řešení bylo vyrobit uvedenou pružinu z antikorozní oceli, pokud se má používat pro teploty nad 250 °C.

Nyní se zjistilo, že fosfátování nezajištuje odpovídající ochranu uvedené pružiny před oxidací. Výroba této pružiny z antikorozní oceli s sebou nese další nevýhody, jako jsou nadměrné náklady, které jsou odůvodněné pouze pro ty typy matic, které jsou určené pro používání při vysokých teplotách nad 250 °C, a dále vhodnost jejich použití, které je účelné rovněž pouze pro matice, připravené pro teploty, které jsou vyšší než 250 ^eC, protože při nižších teplotách je výhodné používat běžné pružiny, vyrobené z pružinové oceli, které mají lepší pružnost a následkem toho poskytují matici větší brzdicí kroutící moment.

Běžné pružiny z nerezavějící oceli dávají matici také v průměru brzdicí kroutící moment, který je mnohem menší než kroutící moment odpovídajících pružin z pružinové oceli.

Úkolem matice, která je předmětem tohoto vynálezu, je odstranění shora uvedených nedostatků a vytvoření matice, jejímiž výhodami by byly nízké náklady, odolnost proti oxidaci, funkčnost matice při všech teplotách a zejména její opakovatelná použitelnost po demontáži při zachování, původních vlastností.

Je třeba vzít v úvahu, že běžné technické znalosti nabízejí alespoň tři provedení pro vysoké teploty nad 250 °C, a to vždy a v každém případě s pružinami, vyrobenými z antikorozní oceli. Je to ocelová matice s nízkým obsahem uhlíku, ocelová matice, s vysokým obsahem uhlíku a matice z antikorozní-oceli.

Tato tři shora uvedená řešení, zejména první a druhé řešení, však mají tu nevýhodu, že po určité prodlevě při vysoké teplotě kolem 400 až 500 °C dochází k zarůstání či prvnímu spojení se šrouby nebo čepy. U třetího řešení nenastává tento jev tak často, ale i to může občas vyvolat některé .obtíže. Termín obtíže v tomto specifickém případě znamená, že při pokusu vyšroubovat matici se místo toho vyšroubuje závrtný šroub ze svého sedla, nebo ještě hůře, že se tento závrtný šroub překroutí.

Za předpokladu, že se tato nesnáz vyskytne třeba jen jednou během opravy nebo údržby motoru, na kterém může být namontováno deset nebo více matic, pak to znamená značné praktické problémy. V prvním případě je to nahrazení závrtného šroubu nějakým jiným závrtným šroubem, který má dovolenou toleranční úchylku na průměru větší, než měl šroub předcházející.

V druhém případě je naproti tomu problém mnohem vážnější, protože je nezbytné zbytek závrtného šroubu odvrtat a vymontovat jej P° ,.kouskách nouzovými prostředky, přičemž je třeba vzít v úvahu, že se téměř vždy musejí tyto operace provádět v nepříliš pohodlných polohách, zejména, pokud je motor namontovaný ve vozidle.

Dalším záměrem předloženého vynálezu je vyřešit tuto poslední obtíž pod podmínkou, že bude matice zpracovaná takovým způsobem, aby umožnila svoji snadnou demontáž a nepřipustila své nekontrolované a nežádoucí uvolnění, které by způsobilo např. unikání plynu a následující vyhoření případného těsnicího kroužku

-2CZ 278589 B6 ucpávky.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený cíl a výhody, jak vyplývají z následujícího popisu, dosahuje zlepšená samosvorná matice, na jejíž jedné čelní ploše je uspořádaný závitový nákružek, opatřený podélnými radiálními zářezy ve tvaru.-U-_r které nákružek rozdělují na několik segmentů s příčným průřezem ve tvaru mezikruhové výseče, které jsou stlačené vnější šroubovou pružinou, přičemž zářezy mají takovou šířku, která nedovoluje vzájemný dotyk segmentů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že uvedená pružina je vyrobená z antikorozní pružinové oceli a před nasazením na matici je pozinkovaná v tavenině, aby se zajistila lepší ochrana před oxidací.

Podle stávajícího vynálezu je výhodné, je-li těleso matice elektrolyticky poměděné, aby se zabránilo vzniku svarů mezi maticí a šroubem.

Další výhodné provedení samosvorné matice podle stávajícího vynálezu spočívá v tom, že je její těleso vyrobené z antikorozní oceli.

Samosvorná matice podle vynálezu splňuje veškeré vytčené požadavky a cíle. Navíc je dosažená svěrná a brzdicí síla na šroubu u této matice přinejmenším stejná, jako u původní matice se šroubovou pružinou z obvyklé pružinové oceli bez antikorozní ochranné vrstvy.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude nyní popsán detailně s podrobným odkazem na přiložený výkres, který je vytvořený jako neomezující příklad. Předložený výkres ukazuje samosvornou matici v perspektivním pohledu a částečném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obrázku, je samosvorná matice 1 určená pro našroubování na šroub, který není znázorněn a je samozřejmě uspořádaný uvnitř matice 1. Matice 1 je vybavená nákružkem 3_, na kterém je navinutá šroubová pružina 5, působící radiálním tlakem na uvedený nákružek £ a přes něj na šroub, na kterém je matice 1 uložená, díky širokým zářezům 7, provedeným ve tvaru U a vytvořeným do nákružku 3,.

Zmíněné zářezy 7 dělí nákružek 2 na několik segmentů 2 s příčným průřezem ve tvaru mezikruhové výseče, na jejichž horním okraji je malé vrchní vnější obvodové žebro 11.

Na čelní ploše tělesa matice 1 je u paty nákružku 3 vytvořené zapuštěné sedlo 13 , ve kterém je uložená šroubová pružina 5, která ovíjí nákružek 2 ^a radiálně přitlačuje jeho segmenty 2 ke šroubu, na kterém je matice 1 našroubovaná.

Funkce samosvorné matice 1 podle vynálezu vyplývá jednak z její konstrukce, jednak z volby materiálu a jeho povrchového

-3CZ 278589 B6 zpracování. Při našřoubovávání matice 1 na šroub dochází k pružnému roztažení segmentů 9 nákružku 3, které jsou drženy v předepjatém stavu silou vnější šroubové pružiny 5. Po našroubování je tak matice 1 zajištěna na své poloze na šroubu. Protože je ma•tice 1 určená pro použití v nepříznivých podmínkách a za vysokých teplot nad 250 °C, je s výhodou zhotovená z antikorozní pružinové oceli, která má jako legury nejvýše 0,15 % uhlíku, nejvýše 1,00 % křemíku,.nejvýše 2,00 % manganu, 0,045 % fosforu, nejvýše 0,030 % síry, 17,00 až 19,00 % chrómu a 8,00 až 10,00 % niklu. Takovýto materiál je vhodný pro práci při teplotách 400 až 500 °C.

Pro spolehlivou funkci za nižších teplot je eventuálně možné vyrobit matici 1 s ocelovou pružinou 5, jejíž materiál obsahuje před pozinkováním 0,70 až 0,80 % uhlíku, 0,15 až 0,30 % křemíku, 0,40 až 0,70 % manganu, nejvýše 0,035 % fosforu a nanejvýš 0,035 % síry.

Samosvornou matici 1 podle vynálezu je možné opakovaně použít pro montáž, přičemž není třeba provádět, na rozdíl od dosuď známých matic podobného typu, čištění U zářezů 7 v nákružku 1 matice 1. Elektrolytický povlak mědi na matici 1 má přitom s výhodou tloušťku 8 až 12 μπι, která spolehlivě zajišťuje uvolnitelnost matice 1 ze šroubu i po dlouhé prodlevě za teplot až 500 °C. Tloušťka zinkového povlaku na pružině 5, která stlačuje segmenty 9 nákružku 3, se pohybuje v rozmezí 3 až 10 μπι. Při této tloušťce nedochází k ovlivňování vlastností pružiny 5, které jsou stejné jako v případě, kdy je pružina 5 vyrobená z nepokovené běžné pružinové oceli.

Průmyslová využitelnost

Samosvornou matici podle vynálezu je možné použít všude tam, kde je třeba zajistit rozebiratelnost šroubového spojení, vystaveného extrémním korozivním a teplotním podmínkám a opakovatelnou použitelnost matice a její zajištění na šroubu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (3)

1. Samosvorná matice s horním závitovým nákružkem, opatřeným podélnými radiálními zářezy ve tvaru U, rozdělujícími nákružek na několik segmentů s příčným průřezem ve tvaru mezikruhových výsečí, stlačených vnější šroubovou pružinou, jejichž šířka vylučuje vzájemný styk segmentů, vyznačující se tím, že šroubová pružina (5) je zhotovená z antikorozní pružinové oceli a je před nasazením na matici (1) pozinkovaná v tavenině.

2. Samosvorná matice podle nároku 1, vyznačující se tím, že je elektrolyticky poměděná.

3. Samosvorná matice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je zhotovená z antikorozní oceli.