DE3935753C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für eine in eine Gewindebohrung versenkte Stellschraube gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Einstellung eines bestimmten Betriebsverhaltens in techni­ schen Funktionseinheiten werden in der Regel Stellschrauben benutzt. So werden beispielsweise in der Fluidsteuerungstech­ nik Stellschrauben verwendet, durch die ein einen Steuerkolben beaufschlagendes Federelement auf einen vorgebbaren Betrag vorspannbar ist. Es sind aber allgemein auch Stellschrauben bekannt, die in einer radialen Wandbohrung einer hohlzylindri­ schen Fluidleitung angeordnet sind, und welche durch Einschrauben in den Strömungsquerschnitt des Fluids hinein Drosselfunktionen übernehmen können. Unabhängig von dem jeweiligen technischen Anwendungsgebiet müssen Stellschrauben eine Verdrehsicherung aufweisen, wenn sie während des Betriebes mechanischen und/oder thermischen Wechselbelastungen ausgesetzt sind.

Aus der DE-PS 1 24 602 und DE 33 20 679 C2 sind Schraubensicherungen bekannt, denen gemeinsam der Nachteil des Erfordernisses zusätzlicher Teile zur Gewinnung der Arretiervorrichtung ist.

Die Konstruktion nach der letztgenannten Druckschrift arbeitet schlagwortartig mit zwei in Reihe des Kraftschlusses angeordneten reibschlüssigen Verbindungen, nämlich zwischen Radialfederarmen und dem Innenumfang einer Kupplungshülse einerseits und zwischen der Kupplungshülse und einem weiteren Teil andererseits. Sofern für die verschiedenen Teile Materialien mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Verwendung finden, ist ein sicherer Halt nicht garantiert.

Auch die Konstruktion nach der DE-PS 1 24 602 verwendet zumindest ein zusätzliches Teil in Gestalt einer Sperrlasche. Dabei sind besondere Maßnahmen getroffen, um einen Schwenkzapfen für diese Sperrlasche von im Betrieb auftretenden Kräften zu entlasten.

Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ohne zusätzlichen Teileaufwand eine Arretiervorrichtung für eine Stellschraube so auszubilden, daß selbst bei hohen dynamischen Belastungen für die Stellschraube eine einwandfreie Sicherung gegen Verdrehen gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der leichten Handhabung der Arretiervorrichtung. Die weiteren Ausgestal­ tungen der Erfindung ermöglichen eine kostengünstige Ferti­ gung und eine montagefreundliche Gestaltung der Stellschraube sowie eine fein abgestufte Einstellbarkeit und eine jederzeit wiederholbare Lösbarkeit der Stellschraube.

Ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 den Querschnitt einer in einer Bohrung versenkten Stellschraube entlang der in der Fig. 2 dargestellten Linie I-I und

Fig. 2 eine Ansicht des Kopfteils der Stell­ schraube.

In den Figuren sind gleiche Bauteilabschnitte mit gleichen Bezifferungen versehen.

Man erkennt in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Stellschraube 1, die in eine Gewindebohrung 2 einer Gehäusewand 3 versenkt ein­ geschraubt ist. Die Stellschraube 1 weist im wesentlichen einen mit einem Außengewinde 4 und einer zentralen Bohrung 5.1 ver­ sehenen Gewindeschaftteil 5 und einen Kopfteil 6 auf, der mit einer Öffnung 7 versehen ist. Diese Öffnung 7 weist im Quer­ schnitt eine polygonartige oder sternförmige Kontur auf (s. Fig. 2) und ist geeignet für den Eingriff eines - nicht darge­ stellten - entsprechend geformten Schraubendrehers. Mit 8.1 ist ein an dem Kopfteil 6 angeordnetes Federstabelement bezeich­ net, welches eine kleine Sackbohrung 9.1 aufweist. Die die Stellschraube 1 aufnehmende Gehäusewand 3 weist ein die Ver­ senkung des Kopfteils 6 zulassendes Rastprofil 10 auf, in dem die Federstabelemente 8.1 und 8.2 (s. Fig. 2) arretierbar sind. Besondere Gestaltmerkmale des Rastprofils 10 sind der die Axialbewegung der Stellschraube begrenzende Anschlag 10.1, eine steile Zahnflanke 11, deren Kontaktfläche im wesentlichen radial zur Rotationsachse der Stellschraube 1 ausgerichtet ist, sowie eine flache Flanke 12, deren weitgehend ebene Kontakt­ fläche im wesentlichen tangential fluchtend zum Umfang des Kopf­ teils 6 ausgerichtet ist. Mit 13.1 ist eine unterhalb des Kopf­ teils 6 befindliche Radialbohrung im Gewindeschaftteil 5 bezeich­ net, welche bei einem mit einem Schraubendreher erfolgenden Ein­ schraubvorgang den Durchtritt fluidischer Medien ermöglicht. Zur axialen Aufnahme eines nicht dargestellten Ringfederelementes weist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel an der dem Ge­ windeschaftteil 5 zugewandten Ebene des Kopfteils 6 eine ring­ förmige Anlagefläche 14 auf.

Fig. 2 verdeutlicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kopfteils 6. Man erkennt die Federstabelemente 8.1, 8.2, die im wesentlichen tangential zum Umfang des Kopfteils 6 ausge­ richtet sind, und deren vorderes Ende am Umfang des Kopfteils 6 befestigt ist, und deren mit Bezug auf die Versenkdrehrichtung der Stellschraube 1 hinteres Ende in dem Rastprofil 10 unter Vorspannung arretierbar ist. Beide Federstabelemente 8.1, 8.2 weisen zur Ausbildung einer Sollbruchstelle Querschnittsverrin­ gerungen 15.1, 15.2 auf, die bei einer unzulässig hohen, entgegen der Einschraubrichtung der Stellschraube 1 erfolgenden Bean­ spruchung zum Bruch der Federstabelemente 8.1, 8.2 führen. Auf diese Weise können unzulässig hohe Beanspruchungen der Stellschraube 1 optisch schnell bemerkt werden. Das in Arre­ tierposition befindliche Federstabelement 8.1 liegt mit seiner Stirnfläche 16.1 an einer steilen Flanke 11.1 und mit einer Längsfläche 17.1 an der flachen Flanke 12 des Rastprofils 10 an. Mit einem gestrichelt gezeichneten Kreis ist ein Klemmstück 18.1 angedeutet, welches nach erfolgter Einstellung der Stell­ schraube 1 zwischen Federelement 8.1 und der Außenkontur des Kopfteils 6 einklemmbar ist und so ein Weiterdrehen der Stell­ schraube 1 in Einschraubrichtung unterbindet. Zweckmäßigerweise wird das Klemmstück 18.1 von der Querschnittsverringerung 15.1 des Federstabelementes 8.1 aufgenommen und somit eindeutig fixiert. Mit einer dünn gezeichneten Linie ist am Beispiel des Federstabelementes 8.1 die Ausgangsstellung der Federstab­ elemente 8.1, 8.2 vor dem Einschrauben der Stellschraube 1 in die Gewindebohrung 2 dargestellt. Der Werkstoff der Stell­ schraube 1 besteht bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbei­ spiel vorzugsweise aus einem spritzfähigem Kunststoff, dessen Nachgiebigkeit die Ausbildung biegeelastischer Federstabelemente gewährleistet.

Beim Eindrehvorgang werden vor dem Versenken der Stellschraube 1 die Federstabelemente 8.1, 8.2 in Richtung des Kopfteiles 6 gedrückt, um eine Versenkung der Stellschraube 1 in das Rast­ profil 10 zu ermöglichen. Anschließend erfolgt bis zum Erreichen einer vorgebbaren Position eine weitere Eindrehung der Stell­ schraube 1 in die Gewindebohrung 2. Nach dem Versenken der Stellschraube 1 können die zuvor gegen das Kopfteil 6 gedrückten Federstabelemente 8.1, 8.2 teilentlastet werden, so daß im Verlaufe des weiteren Eindrehvorganges eine ständige Berührung zwischen den Federstabelementen 8.1, 8.2 und dem Rastprofil erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, mit einer einfachen - in der Zeichnung nicht dargestellten - Haltevorrichtung, die Federstabelemente 8.1, 8.2 während des Eindrehvorgangs weiter gegen das Kopfteil zu drücken. Die Haltevorrichtung ist vorzugsweise mit einem hier ebenfalls nicht dargestellten Schraubendreher verbunden und weist im wesentlichen zwei Stifte auf, welche in die Bohrungen 9.1, 9.2 einsteckbar und radial in Richtung der Stellschraubenachse bewegbar sind. Bei der Verwendung einer derartigen Haltevorrichtung wird für den Ein­ drehvorgang ein geringeres Drehmoment erforderlich und ein störendes Rattergeräusch beseitigt. Nach Beendigung des Ein­ drehvorganges liegen die Federstabelemente 8.1, 8.2 in jedem Falle unter Vorspannung gegen das Rastprofil an. Durch eine gezielte Rückdrehung der Stellschraube 1 nach Beendigung des Eindrehvorganges oder aber durch dynamische Belastungen der Stellschraube 1 kommt die Stirnfläche zumindest eines Feder­ stabelementes zur Anlage an eine steile Flanke des Rastpro­ fils 10. In Fig. 2 erkennt man, daß die Stirnfläche 16.1 des Federstabelementes 8.1 an der steilen Flanke 11.1 des Rast­ profils 10 anliegt. Für die Aufrechterhaltung der auf diese Weise erzielten Stellschraubenarretierung ist die Vorspannkraft in dem Federstabelement 8.1 so bemessen, daß auch bei stärksten Erschütterungen ständig Kontakt zwischen der flachen Flanke 12 des Rastprofils 10 und der radial äußeren Längsfläche 17.1 des Federstabelementes 8.1 besteht. Mit Hilfe des Klemmstücks 18.1 kann die Vorspannkraft im Federstabelement 8.1 noch ge­ steigert werden. Ein versehentliches Weiterdrehen der Stell­ schraube 1 nach erfolgter Einstellung wird durch das Klemm­ stück 18.1 vermieden, weil es eine radial nach innen gegen das Kopfteil 6 gerichtete Bewegung des Federstabelementes 8.1 nicht mehr zuläßt.

Zum Ausdrehen der Stellschraube 1 aus der Gewindebohrung 2 muß zunächst das Klemmstück 18.1 entfernt werden. Anschließend werden mit der zuvor bereits beschriebenen Haltevorrichtung die Federstabelemente 8.1, 8.2 zur Aufhebung der Arretierung gegen das Kopfteil 6 gedrückt, so daß mit dem Ausdrehen begon­ nen werden kann.

Von besonderer Bedeutung ist die Anordnung der Stirnflächen 16.1, 16.2 mit Bezug auf die steilen Flanken 11 des Rastpro­ fils 10. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist das Rastprofil 10 eine regelmäßige Zahnteilung auf. Demgegenüber ist die Anordnung der Stirnflächen 16.1, 16.2 so gewählt, daß immer nur eine Stirnfläche - in Fig. 2 die Stirnfläche 16.1 - eine steile Flanke des Rastprofils 10 beaufschlagt. Die Stirn­ fläche 16.2 befindet sich dann ungefähr in der Mitte des Ab­ standes zwischen zwei steilen Flanken 11 des Rastprofils 10. Eine solche mit Bezug auf das Rastprofil 10 versetzte Anord­ nung der Stirnflächen 16.1, 16.2 führt zu einer Verdoppelung der Einstellgenauigkeit. Zur weiteren Erhöhung der Einstellge­ nauigkeit ist es abweichend von dem in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung auch möglich, mehr als zwei Federstabelemente am Umfang des Kopfteils 6 vorzu­ sehen. In diesem Falle sind die Stirnflächen der Federstabele­ mente ebenfalls so zu wählen, daß immer nur eine steile Flanke 11 des Rastprofils 10 durch eine Stirnfläche eines Federstab­ elementes beaufschlagbar ist. Eine zusätzliche Möglichkeit zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit besteht darin, daß die Federstabelemente im wesentlichen gleichmäßig auf den Umfang des Kopfteils angeordnet sind. Deren Teilung weist dann jedoch ein nicht ganzzahliges Bruchteilverhältnis zu einer im wesent­ lichen gleichmäßigen Zahnteilung des Rastprofils 10 auf.

Die in der Zeichnung dargestellte Stellschraube 1 eignet sich in besonderer Weise für die Einstellung einer Vorspannkraft an einen federbetätigten Hydraulikkolben, weil in der zentralen Bohrung 5.1 des Gewindeschaftteils 5 die - hier nicht gezeigte - Vorspannfeder sicher aufgenommen und geführt werden kann. Die radialen Öffnungen 13.1 sind für den Fall gedacht, daß zwischen dem Hydraulikkolben und dem Kopfteil 6 in dem von der Gewinde­ bohrung 2 und dem von der Stellschraube 1 gebildeten Hohlraum hydraulische Flüssigkeit vorhanden ist. Diese kann beim Eindrehen der Stellschraube 1 durch die radiale Öffnung 13.1 entweichen, so daß Fehleinstellungen durch zusätzlichen Öldruckaufbau beim Eindrehvorgang der Stellschraube 1 vermieden werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stellschraube beispielsweise eine gewöhnliche Norm­ schraube mit Sechskantkopf. Über diesem Sechskantkopf ist form­ schlüssig eine mit einer entsprechenden Sechskantausnehmung versehene runde Haube gestülpt, an welcher in der zuvor bereits beschriebenen Weise biegeelastische Federstabelemente ange­ ordnet sind.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das in der Zeich­ nung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbeson­ dere im Hinblick auf die Gestaltung der Rastorgane und des Rastprofils sind viele Varianten denkbar. Bei der erfindungs­ gemäßen Arretiervorrichtung ist die die Stellschraube 1 auf­ nehmende Gehäusewand 3 Bestandteil eines Aluminium-Spritzguß­ teils, in welchem das Rastprofil 10 bereits fertig eingegossen ist. Aber auch in stählernen Gehäuseteilen ist die Anbringung eines derartigen Rastprofils denkbar, beispielsweise durch Gesenkschmieden oder Erodieren. Eine weitere Möglichkeit der Arretierung besteht darin, daß ein hoch vorgespanntes metalli­ sches Federstabelement sich beispielsweise in einer aus Kunst­ stoff bestehenden Gehäusewand verkrallt.

Bei der erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung ist insbesondere die Stellschraube ein kostengünstig herstellbares Massenprodukt, das leicht zu handhaben ist und darüber hinaus auch bei stärksten dynamischen Belastungen eine hohe Betriebssicherheit gewähr­ leistet.

Claims (14)

1. Arretiervorrichtung für eine in eine Gewindebohrung (2) versenkte Stellschraube (1) mit einem Gewindeschaftteil (5) und einem mit diesem einteiligen Kopfteil (6), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang des Kopfteils (6) materialeinheitlich zumindest ein radial nach außen vorgespanntes Rastorgan (8.1) vorgesehen ist, das sich zum Zwecke einer Verdrehsicherung unmittelbar an einer Gehäusewand (3) der Gewindebohrung (2) abstützt.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stellschraube (1) aus spritzfähigem Kunststoff besteht.

3. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kopfteil (6) und das Rastorgan formschlüssig miteinander verbindbar sind.

4. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rastorgan (8.1) ein biegeelastisches Federstabele­ ment ist, das im wesentlichen tangential zum Umfang des Kopfteils (6) angeordnet ist, und dessen mit Bezug auf die Versenkdrehrichtung der Stellschraube (1) vorderes Ende am Umfang des Kopfteils (6) befestigt ist, und dessen hinteres Ende sich unter Vorspannung an der Gehäusewand (3) abstützt.

5. Arretiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federstabelement (8.1) zwischen seinen Enden zur Ausbildung einer Sollbruchstelle (15.1) eine Querschnitts­ verringerung aufweist.

6. Arretiervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federstabelement (8.1) im Bereich des hinteren Endes mindestens eine koaxial zum Gewindeschaft­ teil (5) ausgerichtete Durchgangs- oder Sackbohrung (13.1) aufweist.

7. Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einer Arretierung im Bereich des hinteren Endes des Federstabelements (8.1) sowohl eine Stirnfläche (16.1) als auch eine radial äußere Längsfläche (17.1) ebenflächig in einem Segment eines sägezahnartigen Rastprofils (10) der Gehäusewand abstützt.

8. Arretiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das sägezahnartige Rastprofil (10) eine im wesentlichen gleichmäßige Zahnteilung aufweist.

9. Arretiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Rastprofils (10) eine steile Flanke (11), deren zur Berührung der Stirnfläche (16.1) des Federstab­ elements (8.1) vorgesehene Kontaktfläche im wesentlichen radial zur Rotationsachse der Stellschraube ausgerichtet ist, und eine flache Flanke (12), deren zur Berührung der radial äußeren Längsfläche (17.1) des Federstabelementes (8.1) vorgesehene Kontaktfläche im wesentlichen tangential zum Umfang des Kopfteils (6) ausgerichtet ist, aufweisen.

10. Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rastorgane im wesent­ lichen gleichmäßig auf dem Umfang des Kopfteils (6) angeord­ net sind, wobei deren Teilung ein nicht ganzzahliges Bruch­ teilverhältnis zu der im wesentlichen gleichmäßigen Zahn­ teilung des Rastprofils aufweist.

11. Arretiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rastorgane auf dem Umfang des Kopfteils (6) derart unregelmäßig ange­ ordnet sind, daß sich immer nur eine Stirnfläche eines Rastorgans an einer steilen Flanke (11) des mit einer gleich­ mäßigen Zahnteilung vorgesehenen Rastprofils zum Zwecke der Arretierung abstützt.

12. Arretiervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Federstab­ element (8.1) und Kopfteil (6) ein das Federstabelement (8.1) gegen das Rastprofil (10) haltendes Klemmstück (18.1) nach erfolgter Arretierung der Stellschraube (1) einsetzbar ist.

13. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschaftteil (5) eine im Querschnitt zentrale Bohrung (5.1) zur Aufnahme und Führung einer Feder aufweist.

14. Arretiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gewindeschaftteil (5) oberhalb des Gewindes (4) mindestens eine radiale Öffnung (13.1) aufweist.