DE2460961A1

DE2460961A1 - Vorrichtung zum aufbringen einer vorspannkraft auf einen zu verbindende teile durchdringenden schraubenbolzen

Info

Publication number: DE2460961A1
Application number: DE19742460961
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kloeren
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2460961C3; US4010669A; DE2460961B2; JPS5186660A; FR2295291B3; FR2295291A1; JPS5345463B2; IT1051180B

Description

Ringfeder G.m.b.H. M. 998

4150 Krefeld-Uerdingen

Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf einen zu verbindende Teile durchdringenden Schraubenbolzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf einen zu verbindende Teile durchdringenden Schraubenbolzen mit Mutter, wobei die Vorrichtung gleichzeitig als Muttersicherung dient.

Es ist bei Schraubenbolzen-Verbindungen an sich üblich, zur Unterstützung der Vorspannkraft und gleichzeitigen Sicherung der Mutter Federringe, Tellerfedern, Zahnscheiben, Ringpaare mit konischen, zusammenwirkenden Flächen anzuwenden. In all diesen Fällen wird das für die gewünschte Vorspannkraft erforderliche Anzugsmoment über die Mutter am Schraubenbolzen aufgebracht. Dies bedingt den Einsatz von Drehmomentschlüsseln mit großer Hebelarmlänge oder von Spezialschlüsseln, die mit einer Übersetzung versehen sind. Die erstgenannten Schlüssel sind oft wegen beengter Montageverhältnisse nicht einsetzbar, die zweitgenannten nicht an jedem Arbeitsplatz verfügbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die das Aufbringen der Vorspannkraft selbst bei großen Schraubenbolzen-Durchmessern und beengten Montageverhältnissen leichter möglich macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen der Mutter und dem mutterseitigen zu verbindenden Teil eingesetzte, den Schraubenbolzen umschließende Vorrichtung zwei mit Abstand zueinander stehende, über planetarisch angeordnete Schrauben gegeneinander bewegbare Ringe aufweist, von denen der eine Ring mit einer konischen Innenfläche versehen ist, die mit einer ebenfalls konischen Außenfläche eines dritten, geschlitzten, axial auf dem anderen, innen zy-

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lindrischen Ring abgestützten Ringes zusammenwirkt, wobei die zweite, konisch ausgebildete Stirnfläche des geschlitzten Ringes in Punktionsberührung mit einem vierten Ring steht, der über seine plane Stirnfläche axial im Sinne einer Vorspannung des Schraubenbolzens wirksam ist.

Es liegt innerhalb der vorgenannten Lösung, die Anordnung der Ringe so zu treffen, daß der vierte Ring sich gegen die Mutter oder umgekehrt gegen das zu verbindende Teil abstützt. In beiden Fällen wird die Vorspannkraft in optimaler Weise direkt, also axial, übertragen, ohne daß an den vorbeschriebenen alternativen Abstützflächen des vierten Ringes eine radiale Kraftkomponente wirksam wird.

Wird dagegen eine solche Kraftkomponente als unbeachtlich für die Schraubenbolzen-Verbindung angesehen, liegt es bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und den kennzeichnenden Merkmalen dieses Anspruches, nämlich,daß die zwischen der Mutter und dem mutterseitigen zu verbindenden Teil eingesetzte, den Schraubenbolzen umschließende Vorrichtung zwei mit Abstand zueinander stehende, über planetarisch angeordnete Schrauben gegeneinander bewegbare Ringe aufweist, von denen der eine Ring mit einer konischen Innenfläche versehen ist, die mit einer ebenfalls konischen Außenfläche eines dritten, geschlitzten, axial auf dem anderen, innen zylindrischen Ring abgestützten Ringes zusammenwirkt, im Wesen der Erfindung, daß die Abstützung des geschlitzten Ringes auf dem innen zylindrischen Ring über zusammenwirkende konische Stirnflächen erfolgt, und der geschlitzte Ring über seine zweite, plane Stirnfläche axial im Sinne einer Vorspannung des Schraubenbolzens wirksam ist.

Die zu der eingangs genannten Lösung erwähnte Alternative, wonach der vierte Ring sich gegen die Mutter abstützt, und die im vorhergehenden Absatz beschriebene Ausführungsform der

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Erfindung lassen es zu, auf den anderen, innen zylindrischen Ring im Sinne einer Verringerung der axialen Bauhöhe der Vorrichtung dann zu verzichten, wenn in dem zu verbindenden Teil die Anbringung von Gewindebohrungen für die planetarisch angeordneten Schrauben möglich und -zusätzlich hei der besagten Ausführungsform- für die Abstützung des geschlitzten Ringes mit einer konischen Stirnfläche eine dazu korrespondierende Konusfläehe an dem zu verbindenden Teil anbringbar ist.

Um Tbei dem geschlitzten Ring einen besseren Wirkungsgrad in bezug auf dessen Federarbeit zu erreichen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der geschlitzte Ring auf seinem äußeren Umfang mit halbkreisbogenförmigen Ausschnitten versehen ist.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der geschlitzte Ring aus mehreren Segmenten besteht.

Um bei dem geschlitzten oder aus Segmenten bestehenden Ring nach Anzug der Schrauben die Anlage des Ringes bzw. der Segmente an den Schraubenbolzen auszuschließen, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der geschlitzte bzw. aus Segmenten bestehende Ring Schlitzbreiten und einen Innendurchmesser aufweist, die eine freie radiale Verformung dieses Ringes entsprechend dem axialen Spannweg der Vorrichtung gewährleisten.

Im Sinne einer Kraftübersetzung innerhalb der Vorrichtung sieht die Erfindung weiter vor, daß bei vorgegebener Spannkraft für die Schrauben die Konuswinkel des innen konischen Ringes, des geschlitzten Ringes und -falls vorhanden- des vierten Ringes entsprechend der für den Schraubenbolzen geforderten Vorspannkraft ausgelegt sind.

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Zum leichteren Lösen der Vorrichtung ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung gegeben, daß der innen konische Ring mit Gewinden zur Aufnahme von sich auf dem gegenüberliegenden Ring abstützenden Abdrückschrauben versehen ist.

Ferner liegt es im Wesen der Erfindung, daß der die Schrauben aufnehmende Ring eine dem Durchmesser und dem Spannweg der Schrauben entsprechende Dicke aufweist.

Im Hinblick auf gegebenenfalls beengte Raumverhältnisse im Bereich des innen konischen Ringes ist nach einer anderen Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der innen konische Ring aus hochfestem Werkstoff besteht.

Um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem vierten Ring und der Mutter oder dem zu verbindenden Teil zu erreichen, ist nach einer letzten Ausbildung der vierte Ring auf seiner einen, planen Stirnfläche mit einer Verzahnung, Rändelung oder dergleichen versehen.

Die mit dem Gegenstand nach der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß über Schrauben mit kleineren Anzugsmomenten und infolgedessen auch kleineren, montagemäßig günstigeren Schlüsseln eine definierte Vorspannkraft auf eine Schraubenbolzen-Verbindung selbst mit großem Schraubenbolzen-Durchmesser aufbringbar ist, wobei diese Vorspannkraft gänzlich im Sinne einer Muttersicherung wirkt. Weiter zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß an die Beschaffenheit des Schraubenbolzens selbst und des zu verbindenden Teils nur übliche, also keine besonderen Bearbeitungsansprüche zu stellen sind.

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Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsheispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine zwischen einem zu verfeindenden Teil und einer Mutter eines Schraubenholζens angeordnete Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf diesen Bolzen, wohei die Gesamtanordnung im Axialschnitt gezeichnet ist,

Fig. 2 eine andere, wie in Fig. 1 angeordnete Vorrichtung, ebenfalls axial geschnitten,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Einzelteil der Vorrichtungen nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 im verkleinerten Maßstab,

Fig. h eine weitere Ausführungsform des in Fig. 3 dargestellten Einzelteiles.

Die Vorrichtung nach Fig.l ist im unverspannten Zustand dargestellt und weist einen innen zylindrischen Ring 6 mit parallelen, ebenen Stirnflächen 6b auf, von denen die eine an dem zu verbindenden Teil 2 anliegt und die gegenüberliegende Stirnfläche 6b mit einer planen Stirnfläche 7c eines geschlitzten, innen zylindrischen Ringes 7 zusammenwirkt, dessen andere Stirn- und Außenfläche 7b bzw. 7a konisch ausgebildet sind. Im weiteren korrespondiert der Ring 7 einerseits über seine konische Außenfläche 7a mit einer gleichsinnig konischen Innenfläche 5a eines darüber hinaus planen Ringes 5 mit planetarisch auf seinem Umfang verteilten, achsparallelen Durchgangsbohrungen und andererseits über seine konische Stirnfläche 7b mit einer entsprechend konischen Stirnfläche 8b eines vierten Ringes 8, gegen dessen andere, plan ausgeführte Stirnfläche 8a die für die Montage der Schraubenverbindung handfest auf den Schraubenbolzen 3 gedrehte Mutter 1 spielfrei anliegt. Zur Erzielung einer Vorspannung des Schraubenbolzens 3 werden, Durchgangsbohrungen im Ring 5 durchdringende und in Gewindebohrungen im

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Ring 6 gehaltene Spannschrauben 4 gleichmäßig stufenweise angezogen; der Ring 5 wird dadurch axial verschoben, über die Konusflächen 5a und 7a der geschlitzte Ring 7 entsprechend radial zusammengedrückt und demzufolge über die Konusflächen 7b und 8b der Ring 8 im Sinne einer Verlängerung des Schraubenbolzens 3 gegen die Mutter 1 gepreßt.

Unterschiedlich zu der Ausführung gemäß Fig. 1 weist die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung einen Ring 6 auf, der an seiner von dem zu verbindenden Teil2abgewandten Seite mit einer konischen Stirnfläche 6a versehen ist. Darauf ist der geschlitzte Ring 7 über die Konusfläche 7b gleitend abgestützt, so daß der nach axialem Bewegen des Ringes 5 durch die Spannschrauben 4 über die zusammenwirkenden Konusflächen 5& und 7a radial verformte Ring 7 mit seiner planen, gleitend gegen die Mutter anliegenden Stirnfläche 7c eine Verlängerung des Schraubenbolzens 3 hervorruft.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der geschlitzte Ring 7 mit halbkreisbogenförmigen Ausschnitten 7d versehen, die einer leichteren radialen Verformbarkeit dieses Ringes dienlich sind. Für den gleichen Zweck kann der Ring 7 auch -wie in Fig. 4 dargestellt- aus mehreren Segmenten 7f gebildet sein.

Falls die Ringe 5 und 7 über die Konusflächen 5a bzw. 7a klemmen, wird ein Lösen der Schraubenverbindung vereinfacht, wenn -wie in Fig.l und 2 dargestellt- der Ring 5 mit einem Gewinde 5TtJ zum Abdrücken versehen ist, in das eine der zuvor gelösten Spannschrauben 4 eingesetzt werden kann, die dann gegen die plane oder konische Stirnfläche 6b bzw. 6a des Ringes 6 wirksam ist.

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Claims

Ringfeder G_om.b.H, - 7 - M. 998

Krefeld-Uerdingen

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf einen zu verbindende Teile durchdringenden Schraubenbolzen mit Mutter, wobei die Vorrichtung gleichzeitig als Muttersicherung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Mutter (l) und dem mutterseitigen zu verbindenden Teil (2) eingesetzte, den Schraubenbolzen (3) umschließende Vorrichtung zwei mit Abstand zueinander stehende, über planetarisch angeordnete Schrauben (h) gegeneinander bewegbare Ringe (5)? (6) aufweist, von denen der eine Ring (5) mit einer konischen Innenfläche (5a) versehen ist, die mit einer ebenfalls konischen Außenfläche (7a) eines dritten, geschlitzten, axial auf dem anderen, innen zylindrischen Ring (6) abgestützten Ringes (7) zusammenwirkt, wobei die zweite, konisch ausgebildete Stirnfläche (7b) des geschlitzten Ringes (7) in Punktionsberührung mit einem vierten Ring (8) fe-esteht, der über seine plane Stirnfläche (8a) axial im Sinne einer Vorspannung des Schraubenbolzens (3) wirksam ist.

2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und den kennzeichnenden Merkmalen dieses Anspruches, nämlich, daß die zwischen der Mutter und dem mutterseitigen zu verbindenden Teil eingesetzte, den Schraubenbolzen umschließende Vorrichtung zwei mit Abstand zueinander stehende, über planetarisch angeordnete Schrauben gegeneinander bewegbare Ringe aufweist, von denen der eine Ring mit einer konischen Innenfläche versehen ist, die mit einer ebenfalls konischen Außenfläche eines dritten, geschlitzten, axial auf dem anderen, innen zylindrischen Ring abgestützten Ringes zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des geschlitzten Ringes (7) auf dem innen zylindrischen Ring (6) über zusammenwirkende konische Stirnflächen (?b) bzw. (6a) erfolgt, und der geschlitzte

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Ring (7) über seine zweite, plane Stirnfläche (7c) axial im Sinne einer Vorspannung des Schraubenbolzens (3) wirksam ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (7) auf seinem äußeren Umfang mit halbkreisbogenförmigen Ausschnitten (7d) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (7) aus mehreren Segmenten (7f) besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte bzw. aus Segmenten (7f) bestehende Ring (7) Schlitzbreiten und einen Innendurchmesser aufweist, die eine freie radiale Verformung dieses Ringes entsprechend dem axialen Spannweg der Vorrichtung gewährleisten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebener Spannkraft für die Schrauben (4) die Konuswinkel des innen konischen Ringes (5)j des geschlitzten Ringes (7) und - bei Anspruch 1 - des vierten Ringes (8) entsprechend der für den Schraubenbolzen (3) geforderten Vorspannkraft ausgelegt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innen konische Ring (5) mit Gewinden (5b) zur Aufnahme von sich auf dem gegenüberliegenden Ring (6) abstützenden Abdrückschrauben versehen ist.

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8ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß der die Schrauben (4) aufnehmende Ring (6) eine dem Durchmesser und dem Spannweg der Schrauben (4) entsprechende Dicke aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innen konische Ring (5) aus hochfestem Werkstoff besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 his 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Ring (8) auf seiner einen, planen Stirnfläche (8a) mit einer Verzahnung, Rändelung oder dergleichen versehen ist.

Krefeld-Uerdingen, den 20. Dezember

Ringfeder G.m.b.H.

i.V.

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Dr. Friedrichs Haarkotter

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