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Dokumentenidentifikation DE69216342T2 24.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0535867
Titel Anordnung von mit Gewinde versehenen Teilen
Anmelder Adaptaflex Ltd., Coleshill, Birmingham, GB
Erfinder McNeil, Sandy c/o Neilsen Design Ass. Pty. Ltd., Hunters Hill, New South Wales 210, AU
Vertreter Klunker und Kollegen, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69216342
Vertragsstaaten AT, DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.09.1992
EP-Aktenzeichen 923087134
EP-Offenlegungsdatum 07.04.1993
EP date of grant 02.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.04.1997
IPC-Hauptklasse F16L 19/00
IPC-Nebenklasse F16B 39/14   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus miteinander in Eingriff tretenden ersten und zweiten Gewindeteilen sowie einer Scheibe, die zwischen dem ersten und dem zweiten Teil gehalten wird und mit dem ersten Gewindeteil gekoppelt ist, um eine Drehung der Scheibe relativ zu dem ersten Teil zu verhindern, wobei die Scheibe eine erste Eingriffsausbildung aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie mit einer gegenüberliegenden Eingriffsausbildung an dem zweiten Gewindeteil in Eingriff tritt, um einer gegenseitigen Verdrehung des ersten und zweiten Gewindeteus in die Losschraubrichtung Widerstand entgegenzusetzen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der US-A-3 669 472 bekannt.

Bekanntlich muß immer dann, wenn eine Anordnung aus mittels Schraubverbindung zusammengefügten Bauteilen Vibrationen ausgesetzt wird, Sorgfalt aufgewendet werden. Im Laufe der Zeit haben die Vibrationen die Neigung, die Gewindeverbindung zu lockern, was schließlich zu einer Schwächung der Verbindung und einem Sich-Trennen der verbundenen Teile führt.

Es gab zahlreiche Vorschläge, wie man durch Verschrauben hergestellte Verbindungen von Bauteilen sichern könnte. Eine Klasse bekannter Sperreinrichtungen verwendet Federscheiben, die axial zwischen die Bauteile eingeklemmt werden. Es handelt sich hierbei um nützliche Bauelemente insofern, als sie einfach sind und häufig wiederverwendet werden können, im allgemeinen müssen sie aber sehr fest zwischen die Bauteile eingeklemmt werden.

Die oben erwähnte US-A-3 669 472 beschreibt eine Sperreinrichtung des Federscheiben-Typs. Sie enthält einen flachen metallischen Ringkörper, von welchem diskrete Randabschnitte axial angehoben sind, um Federglieder zu bilden, deren freie Enden abgerundet sind, um in Ausnehmungen eines zu dem Ringkörper relativ verdrehbaren Teils einzugreifen und so einem Losschrauben des Teils zu widerstehen. Das Losschrauben erfolgt dadurch, daß der durch den Eingriff der Scheibenglieder erhaltene Widerstand überwunden wird.

Es ist ebenfalls bekannt, Kunststoffeinsätze zu verwenden, die in ein Gewindeteil eingebaut werden, um gegen das Gewinde eines anderen Bauteils zu drücken. Dies vermag ausreichend Reibung zu erzeugen, um einem Lockern zu widerstehen, ungeachtet der Festigkeit der Verbindung zwischen den Bauteilen; allerdings ist der Einsatz nach nur wenigen Festzieh- und Losschraub-Vorgängen üblicherweise verschlissen und verliert seine Wirkung.

Eine noch weitere bekannte Ausgestaltung besteht darin, eine Sperreinrichtung wie beispielsweise einen geschlitzten Stift zu verwenden, der ein Loch in dem einen Bauteil durchsetzt und in ein Loch oder eine Ausnehmung des anderen Bauteils eingreift. Im allgemeinen muß eine derartige Sperreinrichtung nach jeder Benutzung ersetzt werden, und man benötigt Werkzeuge, um es einzusetzen und herauszunehmen.

Es gibt Fälle, in denen sich keine dieser Einrichtungen eignet. Beispielsweise kann man durch Schraubverbindung zusammengesetzte rohrförmige Kunststoffarmaturen als Abschlußarmatur für eine flexible Rohrleitung verwenden, die elektrische Kabel führt. Die Endarmaturen dienen zum Befestigen der Leitung an einem Anschlußkasten oder einem anderen Gehäuse, und es kann von höchster Wichtigkeit sein, daß diese Armaturen sich nicht unbeabsichtigt lösen. Dabei kann es allerdings erforderlich sein, daß sie von Technikern im Zuge von Wartungsarbeiten gelegentlich gelöst werden. Es wird angestrebt, daß der Techniker keinerlei Verriegelungs-Bauteile ersetzen muß. In einer Umgebung wie der von Schwermaschinen werden solche Armaturen möglicherweise über längere Zeit beträchtlichen Vibrationen ausgesetzt.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß axiale, elastische Kompressibilität der Scheibe daher rührt, daß diese eine wellenförmige, nicht-ebene Ringform aufweist, daß miteinander in Eingriff tretende Formationen an der Scheibe und an dem zweiten Gewindeteil derart ausgebildet sind, daß sie eine Sperrklinke bilden, die ein Drehen des zweiten Teils relativ zu der Scheibe (und relativ zu dem ersten Teil) in Festschraubrichtung der Anordnung gestattet, jedoch ein Lesschrauben des zweiten Teils durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung unterbindet, wobei die Scheibe Mittel aufweist, die in der Anordnung zugänglich sind, um ein axiales Auslenken des Scheibenbandes zu ermöglichen und so die Eingriffsausbildungen zu lösen und ein Losschrauben der Gewindeteile zu gestatten.

Die Scheibe kann aus irgendeinem geeigneten Federmaterial bestehen. Sie kann eine vollständig geschlossene Schleife bilden. Ihre axiale Elastizität kann zum Vorspannen einer Verbindung genutzt werden. Außerdem können Eingriffe zwischen einer oder mehreren Formationen an der Scheibe und einer oder mehreren Formationen an dem zweiten Gewindeteil dazu benutzt werden, vorbestimmte Relativ-Drehstellungen zwischen den zwei Gewindeteilen zu erkennen. Beispielsweise kann eine Anordnung bei der Fertigung bis zu einer ersten Eingriffstellung geschraubt werden, um ein zufalliges Lösen zu gewährleisten, wobei die Anordnung dann bis zu einer zweiten Eingriffstellung festgezogen wird, welche eine korrekte Einbaulage kennzeichnet.

Um die Scheibe mit dem ersten Gewindeteil zu koppeln, kann die Scheibe ein Paar zweiter Eingriffsformationen aufweisen, die so ausgebildet sind, daß sie mit einem Paar Eingriffsformationen des ersten Teils in Eingriff treten, um Relativdrehungen zu unterbinden. Diese zweiten Formationen der Scheibe sind vorzugsweise gleichmäßig auf jede Seite der ersten Eingriffsformation, die mit dem zweiten Teil zusammenwirkt, verteilt; in am besten funktionierender Weise können sie an den entgegengesetzten Enden eines Durchmessers liegen, jeweils um 90º um die Achse versetzt gegenüber der ersten Eingriffsformation.

Solche zweiten Eingriffsformationen der Scheibe lassen sich dazu nutzen, eine Distanzeinrichtung zu schaffen, welche die Annäherung des ersten Gewindeteils an das zweite Gewindeteil begrenzt, um so sicherzustellen, daß zwischen dem ersten Gewindeteil und der Scheibe an der ersten Eingriffsformation eine Trennung verbleibt, wenn das erste und das zweite Gewindeteil vollständig zusammengebaut sind. Eine solche Trennung kann wesentlich sein, um eine axiale Auslenkung der Scheibe zu gestatten, damit das erste von dem zweiten Teil losgeschraubt werden kann; bei Vorhandensein einer solchen Distanzeinrichtung kann es unter gewissen Umständen möglich sein, das erste und das zweite Teil soweit zusammenschrauben, daß die Scheibe vollständig zusammengedrückt und die notwendige Auslenkung der Scheibe zum Auseinanderbauen verhindert wird.

Die zusammenwirkenden Eingriffsformationen an der Scheibe und dem zweiten Gewindeteil beinhalten vorzugsweise einen Vorsprung der Scheibe, der in eine Ausnehmung des zweiten Teils eingreift, wobei allerdings auch die umgekehrte Anordnung verwendet werden kann. Gleichermaßen ist es bevorzugt, daß die zweiten Eingriffsformationen an der Scheibe Vorsprünge aufweisen, die in Ausnehmungen des ersten Gewindeteils eingreifen. Während möglicherweise eine einzelne erste Eingriffsformation an der Scheibe vorgesehen ist, um mit einer einzelnen Formation an dem zweiten Teil zusammenzuwirken, ist es üblicherweise wünschenswert, wenn von der Scheibe und dem zweiten Teil mindestens ein Beteiligter mit mehreren ähnlichen über den Umfang verteilten Formationen anstatt nur mit einer einzigen Formation ausgestattet ist. Möglicherweise ist es am geeignetsten, wenn eine einzelne Formation an der Scheibe so ausgebildet ist, daß sie mit irgendeiner von mehreren Formationen an dem zweiten Teil zusammenwirkt.

Bei der Anordnung kann es sich um die Kupplung für eine flexible Leitung handeln, wobei der erste Gewindeteil ein Rohrstutzen ist, der an einem Montageteil anzubringen ist, während das zweite Gewindeteil eine Muffe ist, welche einen Endabschnitt der Leitung abdichtend umgibt und ihn an dem Rohrstutzen befestigt.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 ähnliche Ansichten einer Leitungskupplung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in drei verschiedenen Zuständen;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich wie Fig. 4, jedoch betrachtet an einer 90º gegenüber der Achse verrückten Position;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Scheibe als Bauteil der Kupplung; und

Fig. 7 einen Sperrzahn der Scheibe im einzelnen.

Gemäß Fig. 1 und 4 verbindet eine Kupplung eine flexible Leitung 1 mit einem rohrförmigen Körper, der einen Rohrstutzen 2 und einen Montageteil 3 bildet, die beide mit einem Außengewinde ausgestattet sind und sich auf einander abgewandten Seiten eines Außenflansches 4 befinden. Die Kupplung enthält ein zweites Teil in Form einer mit Innengewinde ausgestatteten Gewindemuffe 5, und die enthält außerdem eine Verriegelungsscheibe 16. Die Muffe 5 läßt sich auf den mit Gewinde versehenen Rohrstutzen 2 aufschrauben, um einen Endabschnitt der Leitung 2 innerhalb des Rohrstutzens 2 zu befestigen, wobei die Scheibe 6 den Rohrstutzen umfaßt und zwischen einer ringförmigen Stirnfläche 7 der Muffe und dem Flansch 4 eingeschlossen ist.

Die Scheibe 6, die auch in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, ist aus einem Kunststofformteil gebildet und enthält einen Abschnitt, der ein durchgehendes Ringband 8 bildet. Das Band 8 ist etwa kreisförmig, im entspannten Zustand jedoch hat es eine wellenförmige, nicht-ebene Form. Das Material, aus dem es geformt wird, ist in geeigneter Weise federelastisch, um ihm axiale Elastizität zu verleihen.

Die Scheibe enthält ein Paar axial hochstehender Nasen 9, die einander diametral an zwei hochgelegenen Stellen des wellenförmigen Bandes 8 gegenüberliegen (bei der Betrachtung gemäß Fig. 1). Die Nasen formen jeweils einen radial nach innen vorstehenden Zahn 10, der auch in Fig. 4 zu sehen ist.

Der Flansch 4 des rohrförmigen Körpers besitzt zwei in axiale Richtung weisende Kerben 11, die derart angeordnet sind, daß sie die Nasen 9 der Scheibe aufnehmen. Die Kerben bilden eine Hinterschneidung des Rohrstutzens 2 zur Aufnahme des Zahns 10 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise.

Axial von dem Band 8 in der zu den Nasen 9 entgegengesetzten Richtung abstehend enthält die Scheibe einen Sperrzahn 12, der sich in der Mitte des Umfangs zwischen den Nasen 9 an einer von zwei tiefgelegenen Stellen der Scheibe befindet (vgl. Fig. 1), wobei der Zahn 12 in Richtung der ringförmigen Stirnfläche 7 der Muffe 5 vorsteht. Von dem Zahn 12 und dem Band 8 steht radial nach außen ein Greifansatz 13 nach außen; er steht außerdem über den Außendurchmesser der Muffe 5 vor, um leicht zugänglich zu sein. Wie in Fig. 7 angedeutet, erstrecken sich von dem Band 8 unter einem kleinen Winkel zu der Achse parallele, in Umfangsrichtung weisende vordere und hintere Seitenflächen 14 und 15 des Sperrzahns.

In die Muffe 5 sind in deren Stirnfläche 7 sechs identische Kerben 16 eingeschnitten, welche gleichförmig über die Achse der Muffe verteilt sind. Die Kerben sind derart ausgebildet, daß sie den Sperrzahn 12 der Scheibe für den Dreheingriff aufnehmen.

Um die Kupplung zusammenzubauen, wird die Scheibe 6 über den Rohrstutzen 2 geschoben, so daß die Nasen 9 in die Kerben 11 des Flansches 4 eintreten. Die Zähne 10 schnappen in die Hinterschneidungen, um die Scheibe axial in ihrer Lage zu halten. Die Scheibe wird auf diese Weise betrieblich mit dem Körper der Kupplung gekoppelt, um Relativverdrehungen zu vermeiden. Die Muffe 5 wird anschließend auf die Leitung 1 aufgesetzt, so daß ihre Stirnfläche 7 dem Ende der Leitung zugewandt ist. Ein (nicht gezeigter) Dichtungsring wird um die Leitung gelegt, um ihr Ende zu verschließen, wobei der Ring fest auf der Leitung sitzt. Die Leitung wird soweit in den Rohrstutzen 2 eingeführt, bis der Dichtungsring am Ende des Rohrstutzens 2 anschlägt.

Dann wird die Muffe 5 entlang dem Rohr soweit vorgerückt, bis ihr Schraubgewinde mit demjenigen des Rohrstutzens 2 in Eingriff gelangt. Anschließend wird die Muffe 5 auf den Rohrstutzen aufgeschraubt. Wenn die Muffe 5 aufgeschraubt wird, wird der Dichtungsring zwischen dem Ende des Rohrstutzens 2 und einer nach innen weisenden Lippe 17 der Muffe eingeklemmt. Dies preßt den Ring zusammen und veranlaßt ihn, gegen die Leitung gedrückt zu werden. Mit fortgesetzter Drehung rückt die Stirnfläche 7 der Muffe gegen die Scheibe 6. Schließlich berührt der axial vorstehende Sperrzahn 12 der Scheibe 6 die Stirnfläche 7 der Muffe. Ein Weiterdrehen der Muffe führt dazu, daß der Zahn in die erste Kerbe 16 einrastet, auf die er trifft. Die vordere Seitenfläche 14 des Zahns ist derart geneigt, daß der Zahn von der gegenüberliegenden Seitenfläche der Kerbe bei fortgesetzter Umdrehung der Muffe geführt wird. Eine Weiterdrehung der Muffe in Festschraubrichtung flacht die Scheibe 6 mehr und mehr ab, wobei die Elastizität der Scheibe den Zahn 12 veranlaßt, sukzessive in die Kerben gedrückt zu werden. Nachdem die geforderte Festigkeit für die Kupplung erreicht ist, kann der Zahn in der nächstgelegenen benachbarten Kerbe 16 verbleiben.

Die Neigung der hinteren Seitenfläche 15 des Sperrzahns ist derart gewählt, daß der Zahn sich nicht radial aus der Kerbe 16 heben kann, wenn die Muffe 5 in die entgegengesetzte, Losschraubrichtung gedreht wird. Deshalb verhindert die Scheibe wirksam ein Losschrauben des Kragens und mithin ein Lösen der Kupplung durch Vibrationen oder anderweitige Einflüsse.

Der Sperrzahn 12 an der Scheibe und die damit zusammenwirkenden Kerben 16 der Muffe bilden auf diese Weise letztlich eine Sperrklinke, die ein Drehen der Muffe relativ zu der Scheibe (und dem Flansch 4) in Festschraubrichtung der Kupplung ermöglicht, jedoch ein Losschrauben der Muffe verhindert.

Wenn die Muffe 5 losgeschraubt werden soll, kann der radial vorstehende Ansatz 13 von Hand axial von der Muffe 5 fort verlagert werden, um den Zahn 12 aus der von ihm gerade belegten Kerbe 16 herauszuheben und so die Muffe 5 zum Lösen freizusetzen. Dies ist in Fig. 2 dargestellt.

Wichtig ist, daß die Muffe die Scheibe nicht soweit zusammendrücken kann, daß keine Freiheit mehr bleibt, um den Sperrzahn 12 aus der Kerbe 16 herauszuheben. Zu diesem Zweck ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, welche die Scheibe 6 in vollständig zusammengedrücktem Zustand zeigt, die axiale Länge der von dem Band 8 vorstehenden Nasen 9 größer als die axiale Tiefe der Kerben 11, so daß das Band (insbesondere an dem Zahn 12 und dem Ansatz 13) zwangsläufig in einem axialen Abstand von dem Flansch 4 gehalten wird.


Anspruch[de]

1. Anordnung aus Bauteilen mit gegenseitig in Eingriff bringbarem ersten (2, 3, 4) und zweiten (5) Gewindeteil und einer Scheibe (6), die zwischen dem ersten und dem zweiten Teil gehalten wird und mit dem ersten Gewindeteil gekoppelt (9, 11) ist, um eine Relativbewegung der Scheibe zu ihm zu unterbinden, wobei die Scheibe eine erste Eingriffsformation (12) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie mit einer gegenüberliegenden Eingriffsformation (16) an dem zweiten Gewindeteil (5) betrieblich in Eingriff steht, um ein gegenseitiges Verdrehen von erstem und zweitem Gewindeteil in Losschraubrichtung zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß axiale elastische Kompressibilitat der Scheibe dadurch gebildet wird, daß sie eine wellenförmige, nicht-ebene Ringform aufweist, die miteinander zusammenwirkenden Formationen (12, 16) an der Scheibe (6) und dem zweiten Gewindeteil (5) derart ausgebildet sind, daß sie eine Sperridinke bilden, die eine Drehung des zweiten Teils relativ zu der Scheibe und relativ zu dem ersten Teil (2, 3, 4) in Festschraubrichtung der Anordnung ermöglicht, jedoch ein Losschrauben des zweiten Teils durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung verhindert, wobei die Scheibe Mittel (13) aufweist, die in der Anordnung zugänglich sind, um eine axiale Auslenkung des Bandes (1) zum Lösen der Eingriffsformationen (12, 16) und zum Ermöglichen des Losschraubens der Gewindeteile zu gestatten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Scheibe (6) die Form einer geschlossenen Schleife aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, bei der zum Koppeln der Scheibe (6) mit dem ersten Gewindeteil (2, 3, 4) die Scheibe ein Paar von zweiten Eingriffsformationen (9) aufweist, die derart ausgebildet sind, daß sie mit einem Paar von Eingriffsformationen (11) des ersten Teils zum Unterbinden von Relativverdrehungen in Eingriff treten.

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die zweiten Formationen (9) der Scheibe (6) gleichmäßig auf jede Seite der ersten Eingriffsformation (12) verteilt sind, die mit dem zweiten Gewindeteil (5) zusammenwirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der die zweiten Formationen (9) jeweils um 90º um die Achse gegenüber der ersten Eingriffsformation (12) versetzt an den entgegengesetzten Enden eines Durchmessers angeordnet sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5, bei der die zweiten Eingriffsformationen (9) der Scheibe (6) Distanzmittel darstellen, welche die Annäherung des ersten Gewindetejis (2, 3, 4) an das zweite Gewindeteil (5) begrenzen, um so sicherzustellen, daß zwischen dem ersten Gewindeteil und der Scheibe an der ersten Eingriffsformation (12) eine Trennung verbleibt, wenn das erste und das zweite Teil vollständig zusammengefügt sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das zweite Gewindeteil (5) mit mehreren ähnlichen über den Umfang verteilten Formationen (16) ausgestattet ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, geeignet zur Verwendung als Kupplungsstück für eine flexible Leitung, wobei das erste Gewindeteil (2, 3, 4) einen Rohrstutzen (2) bildet, der an einem Montageteil anzubringen ist, und das zweite Gewindeteil (5) eine Muffe ist, die abdichtend um einen Endabschnitt der Leitung herum angeordnet ist und diesen an den Rohrstutzen festlegt.







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