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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungsmuttereinrichtung mit einer auf das Außengewinde eines Zylinderteils aufschraubbaren Mutter, die einen halsartigen Fortsatz mit zumindest annähernd gleichem Innendurchmesser wie die Mutter aufweist und radial verformbar ist, mit einem mit seiner Innenausnehmung den halsartigen Fortsatz umschließenden Spannring, durch dessen Relativbewegung zur Mutter der halsartige Fortsatz radial nach innen beaufschlagbar und mit seiner Innenseite gegen das Außengewinde des Zylinderteils verspannbar ist.
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Bei einer derartigen bekannten Sicherungsmuttereinrichtung weist der Spannring eine Innenausnehmung auf, die mehrere in Umfangsrichtung nach innen gerichtete ansteigende Rampen besitzt. Der radial umlaufend geschlossene halsartige Fortsatz besitzt entsprechende radial nach außen gerichtete dazu entgegengesetzt in Umfangsrichtung gerichtete ansteigende Rampen auf. Bei einer Relativverdrehung des Spannrings zur Mutter laufen die Rampen von Spannring und Fortsatz aufeinander auf, so dass der Fortsatz mit seiner Innenwand von der Kreisform abweichend verformt und auf das Außengewinde des Zylinderteils gepresst wird. Damit ist die Mutter in ihrer Position auf dem Zylinderteil gesichert.
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Da die Verformung des Fortsatzes zumindest teilweise bleibend ist, kann eine solche Sicherungsmutter nur einmal verwendet werden.
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Darüber hinaus müssen große Kräfte zum Drehen des Spannrings aufgewandt werden um den einen ringartig geschlossenen Querschnitt aufweisenden Fortsatz zu verformen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Sicherungsmuttereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau besitzt, nur geringe Kräfte zur Relativverdrehung des Spannrings gegenüber der Mutter benötigt und beliebig oft wiederverwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der halsartige Fortsatz aus einer Mehrzahl auf seinem Umfang verteilten Fortsatzsegmenten besteht, die durch axiale Schlitze voneinander beabstandet, mit ihrem zur Mutter gerichteten Ende mit der Mutter fest verbunden, von der Mutter weggerichtet freiragend und durch Relativbewegung des als starres Bauteil ausgebildeten Spannrings zur Mutter vom Spannring radial nach innen elastisch auslenkbar sind.
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Da nur ein elastisches Verschwenken der Fortsatzsegmente und keine plastische sondern eine elastische Verformung erfolgt, schwenken die Fortsatzsegmente bei einem Lösen aus einer Sicherungsposition wieder in ihre Ausgangsposition zurück, so dass die Sicherungsmuttereinrichtung beliebig oft wiederverwendbar ist.
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Durch die axialen, also gleichsinnig zu einer Längsachse verlaufenden Schlitze besitzt der halsartige Fortsatz keinen radial umlaufend geschlossenen sondern einen radial umlaufend durch die Schlitze offenen Querschnitt, so dass die freiragenden Fortsatzsegmente mit geringen Kräften elastisch auslenkbar sind.
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Die Fortsatzsegmente können an ihrer radial umlaufenden Innenseite mit einem Gewinde versehen sein, das in das Außengewinde des Zylinderteils eingreifbar ist. Es können aber auch ein oder mehrere der Fortsatzsegmente an ihrer radial umlaufenden Innenseite eine Profilierung aufweisen.
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In beiden Fällen kommt es zu einer hohen Pressung der Fortsatzsegmente gegen das Außengewinde oder einen zylindrischen Teil des Zylinderteils und damit zu einem hohen Maß an Sicherung der Mutter in ihrer Position.
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Die Profilierung an der Innenseite der Fortsatzsegmente kann aus einer axial gerichteten, oder von der Längsachse abweichenden – also schrägen Verzahnung bestehen, wobei die Verzahnung sich quer zur Drehrichtung in das Außengewinde des Zylinderteils einkrallen kann und ein selbsttätiges Lösen noch weiter erschweren kann.
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In einer einfach aufgebauten vorteilhaften Ausbildung kann der Spannring um einen bestimmten Drehwinkel um die Längsachse von Mutter und Spannring zwischen einer die Fortsatzsegmente nicht auslenkenden Nichtsicherungsstellung und einer die Fortsatzsegmente radial nach innen auslenkenden Sicherungsstellung relativverdrehbar zur Mutter sein.
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Um zum einen die Nichtsicherungsstellung und/oder die Sicherungsstellung des Spannrings zu definieren und zum anderen den Spannring bei Einnahme dieser Positionen auch in diesen Positionen gegen selbsttätiges Verdrehen sichern zu können, kann der Spannring in der Nichtsicherungsstellung und/oder in der Sicherungsstellung fixierbar sein.
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In einfacher Ausbildung kann dazu der Spannring in der Nichtsicherungsstellung und/oder in der Sicherungsstellung mittels einer Rastverbindung fixierbar sein.
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Dazu kann der Spannring an seiner radial umlaufenden Innenfläche entsprechend der Teilung der Schlitze radial nach innen hervorstehende Ansätze aufweisen, deren Erstreckung in Umfangsrichtung geringer ist als die Erstreckung der Schlitze in Umfangsrichtung, wobei die Ansätze in der Nichtsicherungsstellung und/oder in der Sicherungsstellung in Rastausnehmungen des halsartigen Fortsatzes einrastbar sind und so eine Fixierung in der Nichtsicherungsstellung und/oder der Sicherungsstellung bilden.
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Der bestimmte Drehwinkel entspricht dabei dem Teilungsabstand der Fortsatzsegmente.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel einer Sicherungsmuttereinrichtung sind die radial umlaufenden äußeren Flächen der Fortsatzsegmente in einer Drehrichtung des Spannrings sich von der der Längsachse von Mutter und Spannring entfernend rampenartig ansteigend ausgebildet, wobei die Innenausnehmung des Spannrings einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel einer Sicherungsmuttereinrichtung sind die radial umlaufenden äußeren Flächen der Fortsatzsegmente axial zur Längsachse von Mutter und Spannring mit zunehmendem Abstand zur Mutter rampenartig ansteigend sich von der Längsachse entfernend ausgebildet, wobei die Innenausnehmung des Spannrings einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Spannring durch Relativverdrehung zur Mutter seinen Abstand zur Mutter vergrößert.
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Dazu kann in einfacher Weise die der Mutter zugewandte radial plane Stirnwand des Spannrings mit einem axial hervorstehenden Nocken versehen sein, der an der dem Spannring zugewandten Stirnwand der Mutter axial abgestützt ist, die mit einer oder mehreren zum Spannring hin axial ansteigenden Rampen versehen ist.
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Um ein axiales Herabgleiten des Spannrings von den Fortsatzelementen zu verhindern kann an den der Mutter axial entfernten freien Enden eines oder mehrerer der Fortsatzelemente ein radial nach außen gerichteter Axialanschlag angeordnet sein, dessen Radialerstreckung größer ist als die Radialerstreckung der Innenausnehmung des Spannrings.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt
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1 einen Längsschnitt eines Bauteils mit einem ein Außengewinde aufweisenden Zylinderteil sowie mit auf dem Zylinderteil angeordneten und durch eine erfindungsgemäße Sicherungsmuttereinrichtung gesicherten Ringelementen
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2 eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie II-II in 3 eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sicherungsmuttereinrichtung in der Nichtsicherungsstellung
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3 eine Stirnansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 2 in einem Teilschnitt entlang der Linie III-III in 2
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4 eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 5 der Sicherungsmuttereinrichtung nach 2 in der Sicherungsstellung
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5 eine Stirnansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 4 in einem Teilschnitt entlang der Linie V-V in 4
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6 eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie VI-VI in 7 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Sicherungsmuttereinrichtung in der Nichtsicherungsstellung
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7 eine Stirnansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 6 in einem Teilschnitt entlang der Linie VII-VII in 6
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8 eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in 9 der Sicherungsmuttereinrichtung nach 6 in der Sicherungsstellung
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9 eine Stirnansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 8 in einem Teilschnitt entlang der Linie IX-IX in 8
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10 einen vergrößerten Ausschnitt „X“ aus 7
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11 einen vergrößerten Ausschnitt „Y“ aus 9
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12 eine Seitenansicht im Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Sicherungsmuttereinrichtung in der Nichtsicherungsstellung
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13 eine Stirnansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 12
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14 eine Seitenansicht der Sicherungsmuttereinrichtung nach 12 in der Nichtsicherungsstellung.
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In 1 ist ein Bauteil dargestellt, das ein Zylinderteil 1 aufweist, dessen freier Endbereich mit einem Außengewinde 2 versehen ist. Auf dem Zylinderteil 1 sind axial hintereinander ein erstes Ringelement 3 und ein zweites Ringelement 4 angeordnet, deren das Zylinderteil 1 umschließender Bereich axial bis in den Bereich des Außengewindes 2 ragt. Auf dem Außengewinde 2 ist eine Sicherungsmuttereinrichtung 5 aufgeschraubt, die das zweite Ringelement 4 axial beaufschlagt, über das das erste Ringelement 3 in Anlage an einer Abstützschulter 6 des Bauteils gehalten wird.
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Die Sicherungsmuttereinrichtung 5 besteht aus einer an dem zweiten Ringelement 3 anliegenden Mutter 7, die einen dem zweiten Ringelement 4 entgegengesetzten koaxialen halsartigen Fortsatz 8 aufweist. Der halsartige Fortsatz 8 ist von einem Spannring 9 umschlossen.
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Bei den in den 2 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht der halsartige Fortsatz 8 aus einer Mehrzahl an am Umfang des Fortsatzes gleichmäßig verteilten Fortsatzsegmenten 10, 10‘, die durch entsprechend gleichmäßig am Umfang verteilte axiale Schlitze 11 im Fortsatz 8 gebildet sind. Dadurch bilden die Fortsatzsegmente 10, 10‘ mit ihrem einen Ende mit der Mutter 7, 7‘ fest verbundene elastisch radial auslenkbare Federarme, die von der Mutter 7, 7‘ weg freiragend sind. Selbstverständlich können die Schlitze 11 und/oder die Fortsatzsegmente 10, 10‘ auch ungleichmäßig verteilt sein.
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Die Mutter 7, 7‘ weist an ihrer radial umlaufenden Mantelfläche verteilte radial nach außen mündende erste Werkzeugausnehmungen 12 auf, an denen ein Werkzeug zum Drehen und Verspannen der Mutter 7, 7‘ gegen das zweite Ringelement 4 angreifen kann.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 2 bis 11 sind die radial umlaufenden äußeren Flächen 13 der Fortsatzsegmente 10 in dieselbe Umfangsrichtung rampenartig ansteigend ausgebildet. In der radial nicht ausgelenkten Nichtsicherungsstellung weist die Innenausnehmung 14 des Fortsatzes 8 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Der Spannring 9 weist an seiner kreisförmigen radial umlaufenden Innenfläche 15 entsprechend der Teilung der Fortsatzsegmente 10 radial nach innen hervorstehende nockenartige Ansätze 16 auf, deren Erstreckung in Umfangsrichtung geringer ist als die Erstreckung in Umfangsrichtung der Schlitze 11 und Fortsatzelemente 10.
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Der Spannring 9 ist um einen einem Teilungsabstand entsprechenden Drehwinkel um die Längsachse 17 von Mutter 7 und Spannring 9 zwischen einer Nichtsicherungsstellung (2, 3, 6, 7, 10) und einer Sicherungsstellung (4, 5, 8, 9, 11) drehbar.
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Da die Ansätze 16 in der Nichtsicherungsstellung in die Schlitze 11 ragen, sind die Fortsatzsegmente 10 radial unausgelenkt.
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Durch Verdrehen des Spannrings 9 aus der Nichtsicherungsstellung in die Sicherungsstellung, bei der die Mutter 7 sich nicht mitverdreht, gleiten die Ansätze 16 auf den rampenartig ansteigenden äußeren Flächen 13 der Fortsatzsegmente 10 bis etwa in den mittleren Bereich der Fortsatzelemente 10 und rasten dort in Fixierungsmulden 18 ein. Durch das Aufgleiten auf die rampenartig ansteigenden äußeren Flächen 13 werden die Fortsatzelemente 10 radial nach innen schwenkend ausgelenkt und mit an ihrer radial umlaufenden Innenseite ausgebildeten axial gerichteten Verzahnungen 19 gegen das Außengewinde 2 des Zylinderteils gepresst.
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Dadurch ist die Mutter 7 gegen ein selbsttätiges Drehen insbesondere in Löserichtung gesichert.
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Erst ein manuelles Zurückdrehen des Spannrings 9 in seine Nichtsicherungsstellung löst wieder die Sicherung.
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Wie in dem Ausführungsbeispiel der 6 bis 9 gezeigt, kann zur Erleichterung des Verdrehens des Spannrings 9 dieser an seiner radial umlaufenden Mantelfläche gleichmäßig verteilt radial nach außen mündende zweite Werkzeugausnehmungen 20 aufweisen, an denen ein Werkzeug zum Drehen und Verspannen des Spannrings 9 angreifen kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 12 bis 14 sind die radial umlaufenden äußeren Flächen 13‘ der Fortsatzsegmente 10‘ axial zur Längsachse 17‘ von Mutter 7‘ und Spannring 9‘ mit zunehmendem Abstand zur Mutter 7‘ sich von der Längsachse 17‘ entfernend rampenartig ansteigend ausgebildet. Die Innenausnehmung 21 des Spannrings 9‘ weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Die der Mutter 7‘ zugewandte radial plane Stirnwand 22 des Spannrings 9‘ ist mit mindestens einem axial hervorstehenden Nocken 23 versehen, der an der dem Spannring 9‘ zugewandten Stirnwand 24 der Mutter 7‘ axial abgestützt ist. Die Stirnwand 24 ist mit mindestens einer zum Spannring 9‘ hin axial ansteigenden Rampe 25 versehen, die sich über mehrere Teilungen der Fortsatzsegmente 10‘ erstreckt.
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Bei einem Verdrehen des Spannrings 9‘ aus seiner der Stirnwand 24 der Mutter 7‘ am nächsten liegenden Nichtsicherungsstellung gleitet der Nocken 23 entlang der Rampe 25, um an deren höchsten Punkt den größten Abstand zur Stirnwand 24 der Mutter 7‘ zu erreichen.
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Dabei gleitet der Spannring 9‘ auch axial auf den äußeren Flächen 13‘ der Fortsatzsegmente 10‘. Da diese Flächen 13‘ rampenartig ansteigen, werden die Fortsatzelemente von der Innenausnehmung 21 des Spannrings 9‘ radial nach innen auf das Außengewinde 2 des Zylinderteils 1 gepresst, wodurch die Mutter 7‘ gegen ein selbsttätiges Drehen insbesondere in Löserichtung gesichert ist.
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Alternativ dazu kann die Sicherung durch das axiale Aufschieben des Spannrings 9‘ auf die Fortsatzelemente 10‘ des Fortsatzes 8‘ der Mutter 7‘ erfolgen. Vor dem Aufschieben werden die Mutter 7‘ und der Spannring 9‘ derart relativ zueinander positioniert, dass während des axialen Aufschiebens die Fortsatzelemente 10‘ von der Innenausnehmung 21 des Spannrings 9‘ radial nach innen auf das Außengewinde 2 des Zylinderteils 1 gepresst werden können wodurch eine Sicherung der Mutter 7‘ erfolgt.
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Erst ein manuelles Zurückdrehen des Spannrings 9‘ in seine Nichtsicherungsstellung löst wieder die Sicherung.
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Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 2 bis 11 rasten in der Sicherungsstellung radial nach innen hervorstehende nockenartige Ansätze 16‘ Spannrings 9‘ in Fixierungsmulden 18‘ der Fortsatzsegmente 10‘ ein.
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Um bei allen Ausführungsbeispielen ein axiales Herabgleiten des Spannrings 9, 9‘ von den Fortsatzelementen 10, 10‘ zu verhindern, ist an den der Mutter axial entfernten freien Enden der Fortsatzelemente 10, 10‘ ein radial nach außen gerichteter Axialanschlag 26 angeordnet sein, dessen Radialerstreckung größer ist als die Radialerstreckung der Innenausnehmung des Spannrings 9, 9‘.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderteil
- 2
- Außengewinde
- 3
- erstes Ringelement
- 4
- zweites Ringelement
- 5
- Sicherungsmuttereinrichtung
- 6
- Abstützschulter
- 7
- Mutter
- 7’
- Mutter
- 8
- Fortsatz
- 9
- Spannring
- 9‘
- Spannring
- 10
- Fortsatzsegmente
- 10‘
- Fortsatzsegmente
- 11
- axiale Schlitze
- 12
- erste Werkzeugausnehmungen
- 13
- äußere Flächen
- 13’
- äußere Flächen
- 14
- Innenausnehmung
- 15
- Innenfläche
- 16
- Ansätze
- 16‘
- Ansätze
- 17
- Längsachse
- 17‘
- Längsachse
- 18
- Fixierungsmulden
- 18‘
- Fixierungsmulden
- 19
- Verzahnungen
- 20
- zweite Werkzeugausnehmungen
- 21
- Innenausnehmung
- 22
- Stirnwand
- 23
- Nocken
- 24
- Stirnwand
- 25
- Rampe
- 26
- Axialanschlag
