САМОСТОПОРЯЩЕЕСЯ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
SELF-STOPPING THREADED JOINT

Изобретение относится к самостопорящемуся резьбовому соединению с резьбовым участком и насаженной на нем с возможностью самостопорения гайкой.
Самостопорящиеся резьбовые соединения известны уже продолжительное время. Например, мобильность резьбы между резьбовым участком и гайкой может быть ограничена, например, пластиковой вставкой, что приводит к затруднительному ходу резьбового соединения. Как альтернатива в резьбовом участке может быть предусмотрен шплинт, который предотвращает ослабление гайки на резьбовом участке лишь в ограниченной области и требует дополнительных рабочих процедур для крепления шплинта. Самостопорящиеся гайки, которые фиксируют посредством насаживаемой без возможности проворачивания на резьбовой участок промежуточной шайбы, так что между гайкой и распорной шайбой образуется геометрическое замыкание между профилем распорной шайбы и многогранником гайки, после навинчивания гайки на резьбовой участок требуют, как правило, дополнительных рабочих процедур или при фиксации во время затягивания могут быть ослаблены вновь лишь с большим трудом. Зачастую в самостопорящихся резьбовых соединениях может быть осуществлено лишь недостаточное ослабление предусмотренного натяга или установленного осевого зазора гайки.
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предложить самостопорящееся резьбовое соединение и узел с таким самостопорящимся резьбовым соединением, которые легко монтируются, просты в изготовлении и могут точно регулироваться.
Задача решается за счет резьбового соединения с резьбовым участком, навинченной на него гайкой с многогранником и зафиксированной от проворачивания относительно резьбового участка, принятой (насаженной) на гайке с возможностью вращения промежуточной шайбой с расположенным по ее периферии стопорящим устройством, а также, по меньшей мере, одной защелкой, образующей со стопорящим устройством геометрическое замыкание, при этом, по меньшей мере, одна защелка выполнена эластично, пружинно относительно поверхности многогранника принятой листовой металлической детали. Под резьбовым участком следует понимать снабженный наружной резьбой штифт, на который навинчена выполненная самостопорящей гайка. При этом штифт может представлять собой винт с головкой или быть предусмотрен на сложной детали, на которой посредством гайки закреплена другая деталь. Например, указанный резьбовой участок может содержать ось или плечо оси, на котором закреплен подшипник качения, такой как роликоподшипник с коническими роликами.
Особенно предпочтительным является вариант, в котором предусмотрено несколько защелок, которые образованы из одной листовой металлической детали и аксиально проходят вдоль соответствующей поверхности многогранника, причем на свободном конце они содержат зацепляющий профиль типа крючка, который может образовывать со стопорящим устройством геометрическое замыкание. Например, листовая металлическая деталь, которая за счет вырубки (штамповки) и гнутья может быть приведена к соответствующей форме, может содержать кольцевой буртик, через который проходит с зазором резьбовой участок и который закреплен на обращенной от промежуточной шайбы торцевой стороне гайки за счет отбортовки, например, предусмотренного с этой целью бортика или соответственно аксиально выполненных, распределенных по периферии перемычек. Таким образом, листовая металлическая деталь, например, в представленном в виде шестигранника многограннике может содержать шесть, предпочтительно от трех до шести, защелок, которые проложены вдоль поверхностей шестигранника, при этом за счет этого проложения создается предварительный натяг, так что защелки в ненапряженном состоянии образуют относительно поверхностей установочный угол, который достаточен для того, чтобы своими профилями на концевой стороне войти (в зацепление) в стопорящее устройство и образовать с ним геометрическое замыкание. Если на многогранник насаживают отверточный инструмент, например, накидной или торцевой гаечный ключ, защелки прилегают к поверхности многогранника, и устраняется геометрическое замыкание со стопорящим устройством, так что гайка может легко поворачиваться на резьбовом участке и может быть вновь удалена с него.
Особенно предпочтительным показал себя вариант, когда на поверхностях многогранника гайки предусмотрены вырезы, в которые при натяге отверточным инструментом могут утапливаться защелки, в результате чего образуется эффективное пятно контакта отверточного инструмента для многогранника. Далее в защелках может быть предусмотрен гофр, например, радиально выступающая из поверхности защелки волна, которая при необходимости компенсирует зазор между отверточным инструментом и даже при неполном введении многогранника в отверточный инструмент позволяет полностью устранить геометрическое замыкание между защелками и стопорящим устройством.
Для выполнения стопорящего устройства промежуточной шайбы она имеет распределенные на ее наружной периферии язычки, которые направлены радиально наружу и проложены по округлому основанию или фланцу гайки, так что промежуточная шайба с образованием стопорящего устройства принимается (надевается) на гайку с возможностью вращения и предохранением от потери. При не насаженном отверточном инструменте защелки разгружаются радиально наружу в образованные язычками промежуточные полости стопорящего устройства и таким образом препятствуют проворачиванию промежуточной шайбы относительно гайки. При насаживании отверточного инструмента защелки упруго поджимаются в вырезы поверхностей многогранника. Стопорящее устройство может быть представлено также вырубленными вокруг основания гайки распределенными по периферии отверстиями.
В соответствии с изобретением, при использовании нескольких защелок распределение стопорящего устройства не идентично распределению защелок, а также не является кратным последнему. Это означает, что распределение защелок по периферии согласно числу промежуточных полостей стопорящего устройства рассчитано таким образом, что, по меньшей мере, одна из защелок не защелкнута и остается между двумя промежуточными полостями и при незначительном угловом проворачивании входит в следующую промежуточную полость. Таким образом, может быть обеспечено большее размыкание угла стопорения гайки относительно винта и, следовательно, большое размыкание осевого расстояния (удаления) гайки в ее заблокированном промежуточной шайбой состоянии от закрепляемой детали. Например, для стопорящего устройства с 17 промежуточными полостями и шестигранником с шестью защелками может быть обеспечено размыкание угла поворота от положения сцепления одной защелки к положению сцепления следующей защелки в стопорящем устройстве примерно на 3,5º. Таким образом, подшипник на оси может быть выполнен, например, с предварительным натягом почти идеальным образом.
Фиксация гайки относительно резьбового участка осуществляется путем исключающей проворачивание посадки промежуточной шайбы на резьбовой участок. С этой целью, например, резьбовой участок может иметь некоторое уплощение, с которым контактирует выделенная из отверстия промежуточной шайбы ответная поверхность или в резьбовом участке предусмотрен продольный паз, в который входит выступ промежуточной шайбы.
Далее, задача решается, как предложено, за счет узла с резьбовым соединением. При этом узел содержит расположенный на опоре установочный болт с резьбовым участком, нанизанную на установочный болт деталь и гайку, аксиально принятую в виде контропоры на резьбовом участке на юстированном расстоянии от опоры в результате позиционирования защелок относительно стопорящего устройства. Нанизанная деталь может представлять собой, в частности, подшипник качения, например, роликоподшипник с коническими роликами. Узел может служить в качестве осевого блока с колесным подшипником для приема колеса автомобиля.
Изобретение описывается более детально на основе представленных на фиг.1 и 2 примеров осуществления. При этом показано:
фиг.1 - вид самостопорящейся гайки резьбового соединения под углом сверху и
фиг.2 - вид сверху представленной на фиг.1 самостопорящейся гайки.
На фиг.1 показана самостопорящаяся гайка 1 не представленного полностью резьбового соединения с внутренней резьбой 2, в которую ввинчивается резьбовой участок. В показанном примере осуществления многогранник 3 для поворота гайки 1 посредством отверточного инструмента выполнен как шестигранник с боковыми поверхностями 4, 5, при этом боковые поверхности 4, 5 содержат соответственно вырез 6, в которые могут утапливаться защелки 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а. Защелки 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а закреплены или за одно целое выполнены на общем кольцевом буртике 10, который на торцевой стороне 11 гайки 1 жестко соединен с ней. В показанном примере осуществления кольцевой буртик 10 центрируется на кольцевом ребре 12, который отбортован для осевой фиксации кольцевого буртика 10.
Кольцевой буртик 10 вместе с защелками 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а образует цельный элемент 24 и выполнен из эластичного материала типа пружинной листовой стали. При этом защелки 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а отогнуты таким образом, что при предварительном напряжении они утапливаются в вырезы 6, а после снятия предварительного напряжения радиально расходятся на своих свободных концах 13. При этом проходящий поперек защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а гофр улучшает смещение защелок отверточным инструментом даже при наличии зазора или в случае вставленного не до дна многогранника 3 отверточного инструмента. Свободные концы 13 радиально отогнуты и имеют носики 14, которые в зависимости от поворота стопорящего устройства 15 относительно гайки 1 радиально входят в промежуточные полости 16 стопорящего устройства 15. Стопорящее устройство 15 образовано из распределенных радиально и по периферии предусмотренных на промежуточной шайбе 18 перемычек 17, которые аксиально проложены и таким образом обеспечивают предохранение от потери и центрирование промежуточной шайбы 18 гайки 1. При этом промежуточная шайба 18 сохраняет возможность вращения относительно основания 19 гайки 1 и зафиксирована от проворачивания на резьбовом участке. Перемычки 17 могут быть представлены, например, аксиально проложенными элементами наружной, снабженной вырубами периферии промежуточной шайбы 18 или аксиально проложенными элементами расположенных радиально на наружной периферии промежуточной шайбы 18 язычков.
Свободные концы 13 защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а при радиальном перемещении в окружном направлении опираются в вырезе 20 основания 19, так что уже защелкивание защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а в промежуточную полость 16 может обеспечить предохранение от проворачивания резьбового соединения. В показанном примере осуществления защелка 8 защелкнута в образованную двумя смежными перемычками 17 промежуточную полость 18 и блокирует, таким образом, вращение гайки 1 относительно промежуточной шайбы 18. За счет исключающей вращение посадки промежуточной шайбы 18 на резьбовом участке обеспечивается предохранение от проворачивания резьбового соединения. При стопорении стопорящего устройства 15 в форме определенного числа промежуточных полостей 16 защелки 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а входят в промежуточные полости 16 не одновременно. Наоборот, стопорение может быть рассчитано таким образом, что одновременно входит лишь один носик 14 защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а, так что при уже небольших углах поворота происходит новое блокирования носика 14 одной из защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а с промежуточной полостью 16 стопорящего устройства 15 и, следовательно, улучшается размыкание угла стопорения. Таким образом, независимо от шага внутренней резьбы 2 обеспечивается существенно более точное регулирование осевого зазора или предварительного затяга гайки 1 относительно нанизанной между опорой и гайкой 1 детали. Защелка 7а показывает скользящее между перемычками 17 состояние носика 14. Разумеется, при размыкании угла стопорения с менее значительными требованиями не все боковые поверхности 5 должны быть снабжены защелками. В случае представленного здесь использования шести защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а, например, при наличии 17 промежуточных полостей размыкание угла стопорения или поворота происходит примерно на 3,5º.
Навинчивание гайки 1 на резьбовой участок осуществляется посредством отверточного инструмента, который, например, насаживанием на многогранник 3 смещает защелки к вырезам 6, так что гайка 1 может быть навинчена на резьбовой участок за счет использования лишь обычного резьбового сопротивления. Юстировка относительно зажимаемой детали может осуществляться известным образом, например, путем регулирования крутящего момента. После отсоединения отверточного инструмента ближайший к промежуточной полости 16 носик 14 защелкивается и фиксирует гайку 1 относительно резьбового участка с установленной числом защелок и промежуточных полостей точностью.
На фиг.2 показана гайка 1 с фиг.1 на виде сверху. Из фиг.2 отчетливо видны различные положения защелок 7, 7а, 8, 8а, 9, 9а относительно стопорящего устройства 15. Если защелка 8 находится в защелкнутом состоянии, то при дальнейшем повороте гайки по часовой стрелке следующей защелкивается защелка 8а, в то время как путь вращения защелки 7а самый длинный, чтобы защелкнуться в промежуточную полость 16.
На фиг.2 показан резьбовой участок 22, который имеет продольный паз 23, в который радиально входит носик 21 промежуточной шайбы 18, так что промежуточная шайба 18 расположена на резьбовом участке 22 без возможности проворачивания.
Представленная вместе с заявкой формула изобретения является формулирующим предложением без предубеждений для обеспечения самой широкой патентной защиты. Заявитель оставляет за собой право претендовать на дальнейшие, находящиеся в настоящее время лишь в описании и/или чертежах раскрытые комбинации признаков.
Использованные в зависимых пунктах формулы изобретения зависимости указывают на другое выполнение предмета независимого пункта за счет признаков соответствующего зависимого пункта формулы изобретения; их не следует рассматривать как отказ от целей самостоятельной, предметной защиты для комбинации признаков взаимосвязанных зависимых пунктов.
Так как предметы зависимых пунктов могут составлять по отношению к уровню техники на день приоритета собственные и независимые изобретения, то Заявитель сохраняет за собой право предлагать их как предмет независимых пунктов или выделенных заявок. Кроме того, они могут содержать также самостоятельные изобретения, которые имеют независимое от предметов предыдущих зависимых пунктов решение.
Примеры осуществления не следует рассматривать как ограничение изобретения. Более того, в рамках предлагаемого раскрытия сущности изобретения возможны многочисленные изменения и модификации, в частности, такие варианты, элементы и комбинации и/или материалы, которые, например, путем комбинирования или модифицирования отдельных, в сочетании с описанными в общем описании и вариантах осуществления, а также пунктах формулы изобретения и содержащимися на чертежах признаками или элементами или стадиями реализации способа могут быть выделены специалистом в плане решения задачи и на основе комбинируемых признаков являют собой новый предмет или новые стадии или последовательности стадий реализации способа, при этом они могут относиться к способам изготовления, испытания и функционирования.