SE514625C2

SE514625C2 - Fastening device where cam surfaces of the constituent components prevent rotation of a body

Info

Publication number: SE514625C2
Application number: SE9903875A
Authority: SE
Inventors: John Hewgill
Original assignee: Duocam Inc
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-03-26
Also published as: GB2343228B; CN1183334C; SE9903875L; GB9925514D0; AU6455099A; AR021006A1; JP2004500519A; CN1325480A; SE9903875D0; WO2000026547A1; KR20010099773A; TW442618B; GB2343228A; CA2349554C; CA2349554A1; DE19983684T1

Abstract

A fastener has a body (20), (e.g. a nut) and a cage (30) with a washer (36) in between. The washer (36) is provided with cam surfaces on opposite sides (42', 44), one of which corresponds with a cam surface (42) on the body (20) and the other of which corresponds with a cam surface (44') on the cage (30). Alternatively there may be no washer between the body and the cage, the complementary cam surfaces being between the body and the cage.

Description

l5 20 25 30 514 625 att kvarhàlla en bricka under ett flänsförsett huvud på en mutter. I detta arrangemang är emellertid en kam anordnad mel- lan muttern och brickan. Ytan mellan brickan och hylsan är plan för att åstadkomma ett enkelt par av kamytor mellan brickan och muttern. De intilliggande plana ytorna mellan brickan och hylsan gör det möjligt för brickan att rotera vid åtdragning. Emellertid har det visat sig att detta arrangemang kommer att rotera till följd av vibrationer vid lösgöring av fästanordningen i flertalet tillämpningar. l5 20 25 30 514 625 holding a washer under a flanged head on a nut. In this arrangement, however, a cam is arranged between the nut and the washer. The surface between the washer and the sleeve is flat to provide a simple pair of cam surfaces between the washer and the nut. The adjacent flat surfaces between the washer and the sleeve allow the washer to rotate when tightened. However, it has been found that this arrangement will rotate due to vibrations upon release of the fastener in most applications.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att minska eller und- vika ovannämnda nackdelar.An object of the present invention is to reduce or avoid the above-mentioned disadvantages.

I enlighet med uppfinningen tillhandahålles en fästanordning, som omfattar en kropp med en ändyta och en hylsa, som är roterbart fästad vid nämnda kropp och som har en plan yta vänd mot ändytan. Hylsans sidoväggar sträcker sig mot och anligger över ett undre parti av kroppen för att tillåta rotation men förhindra axiell separation. En bricka är placerad mellan kroppen och hylsan och har ett par åt motsatta håll vända ytor som är vända mot respektive ytor på kroppen och hylsan. Mot- stående par av ytor är försedda med komplementära kamytor, så att relativ rotation mellan fästanordningens komponenter för- orsakar axiell förskjutning av dessa komponenter.According to the invention, there is provided a fastening device comprising a body having an end face and a sleeve rotatably attached to said body and having a flat surface facing the end face. The side walls of the sleeve extend towards and abut over a lower portion of the body to allow rotation but prevent axial separation. A washer is placed between the body and the sleeve and has a pair of oppositely facing surfaces facing the respective surfaces of the body and the sleeve. Opposite pairs of surfaces are provided with complementary cam surfaces, so that relative rotation between the components of the fastening device causes axial displacement of these components.

Olika utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar.Various embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig. l visar en fästanordning i perspektivvy; Fig. 2 visar en sektion genom en fästanordning placerad mellan två komponenter; 23805b.dOC; 1999-111-18 10 15 20 25 30 .H ,.< . .. H K . L . f. _ :_ f; 1. f . f. . 1- . . 1 . 1 : . .. : .w U-f - 1 r - i _ -. - z | f _ l .i .. fr: (m 3 Fig. 3 visar i större skala en del av fästanordningen enligt fig. 1; Fig. 4 är en vy längs linjen IV-IV i fig. 3; Fig. 5 visar en sprängvy av komponenterna i en alternativ utföringsform av fästanordningen; Fig¿ 6 visar en vy motsvarande fig. 5 av en tredje utförings- form av fästanordningen; Fig. 7 är en sektion genom ytterligare en utföringsform av fästanordningen; Fig. 8 visar i sprängvy delar av fästanordningen enligt fig. 7: Fig. 9 visar en sektion genom ytterligare en utföringsform av fästanordningen: Fig. 10 visar en utföringsform liknande fig. 9 av en alterna- tiv konfiguration av fästanordningen; Fig. ll visar en utföringsform av en fästanordning med ett bortskjuvbart skaft; Fig. 12 visar i perspektivvy ett verktyg för montering och lösgöring av fästanordningen enligt fig. 1; Fig. 13 visar en detaljvy av den nedre änden av verktyget enligt fig. Lßoch fästanordningen; 2380513 . dOC; 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 Fig. 14 visar en kurva, som åskådliggör egenskaperna hos fäst- anordningen enligt fig. 7 vid vibrationsprovning; Fig. 15 är en sektionsvy genom fästanordningen enligt fig. 2 försedd med en tapp; och Fig. 16 är en vy liknande fig. 15 av en alternativ utförings- form av tappen.Fig. 1 shows a fastening device in perspective view; Fig. 2 shows a section through a fastening device placed between two components; 23805b.dOC; 1999-111-18 10 15 20 25 30 .H,. <. .. H K. L. f. _: _ f; 1. f. f. 1-. . 1. 1:. ..: .w U-f - 1 r - i _ -. - z | Fig. 3 shows on a larger scale a part of the fastening device according to Fig. 1; Fig. 4 is a view along the line IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 shows an exploded view of the components of an alternative embodiment of the fastening device; Fig. 6 shows a view corresponding to Fig. 5 of a third embodiment of the fastening device; Fig. 7 is a section through a further embodiment of the fastening device; Fig. 8 shows in exploded view parts of the fastening device Fig. 7: Fig. 9 shows a section through a further embodiment of the fastening device: Fig. 10 shows an embodiment similar to Fig. 9 of an alternative configuration of the fastening device; Fig. 11 shows an embodiment of a fastening device with a slidable shaft Fig. 12 shows in perspective view a tool for mounting and loosening the fastening device according to Fig. 1; Fig. 13 shows a detailed view of the lower end of the tool according to Fig. Lß and the fastening device; 2380513. DOC; 1999-11-18 10 Fig. 14 shows a curve illustrating eg the characteristics of the fastening device according to Fig. 7 in vibration testing; Fig. 15 is a sectional view through the fastening device of Fig. 2 provided with a pin; and Fig. 16 is a view similar to Fig. 15 of an alternative embodiment of the pin.

Med hänvisning till fig.l och 2 omfattar en med 10 allmänt betecknad fästanordning en bult 12 med ett huvud 14. Bulten 12 har ett gängat skaft 16, på vilket en mutterenhet 18 är påskruvad.Referring to Figs. 1 and 2, a fastening device generally designated 10 comprises a bolt 12 with a head 14. The bolt 12 has a threaded shaft 16, on which a nut unit 18 is screwed.

Mutterenheten innefattar en kropp 20 med plana ytor 22, nor- malt utformade som sidorna på en sexhörning, och en inre borr- ning 24 med en gänga svarande mot skaftet 16.The nut assembly includes a body 20 with flat surfaces 22, normally shaped like the sides of a hexagon, and an inner bore 24 with a thread corresponding to the shaft 16.

Kroppens 20 undre ände är flänsliknande för bildande av en kjol 26 med en väsentligen plan ändyta 28. Kjolens 26 övre yta 29 skär de plana ytorna 22 vid krökta partier 31, vars höjd varierar från hög till låg från yta till yta.The lower end of the body 20 is flange-like to form a skirt 26 with a substantially flat end surface 28. The upper surface 29 of the skirt 26 intersects the flat surfaces 22 at curved portions 31, the height of which varies from high to low from surface to surface.

En hylsa 30 är placerad invid ändytan 28 och har en bottenvägg 32. Bottenväggen 32 har en inàtvänd yta 33, som är åtskild från ändytan 28. En central öppning 35 är utformad för motta- gande av bulten 12. En perifer sidovägg 34 sträcker sig axi- ellt mot och bortom den flänsade kjolen 26. Hylsan 30 är värmebehandlad för att erhålla två zoner med olika fysikaliska egenskaper, varvid bottenväggen 30 är relativt hård, medan sidoväggen 34 är något duktil. Sidoväggens 34 övre ändparti är lokalt deformerat radiellt inåt för att anligga mot den lutande övre ytan på kjolen 26 och att begränsa den relativa 23805b.d0C; 1999-11-18 10 15 20 25 30 -1 .ff . .- :_ f. . - <- »_ f. f; f z. c. z - t. v. -< v. 1 1 < vr: .1- - -\- (we . 1 < . - z f . _ . - - . I w (f n; m. 5 axiella rörelsen mellan hylsan 32 och kroppen 20. Den lokala deformationen, som underlättas av sidoväggens duktilitet, är utformad vid sex likformigt fördelade ställen, åskâdliggjorda vid 35, som tillhandahåller mothåll i omkretsled samt radiell kvarhållning mellan hylsan 32 och kroppen 20.A sleeve 30 is located adjacent the end face 28 and has a bottom wall 32. The bottom wall 32 has an inwardly facing surface 33 which is spaced from the end face 28. A central opening 35 is formed to receive the bolt 12. A peripheral side wall 34 extends axially against the flanged skirt 26. The sleeve 30 is heat treated to obtain two zones with different physical properties, the bottom wall 30 being relatively hard, while the side wall 34 is slightly ductile. The upper end portion of the side wall 34 is locally deformed radially inwardly to abut the inclined upper surface of the skirt 26 and to limit the relative 23805b.d0C; 1999-11-18 10 15 20 25 30 -1 .ff. .-: _ f.. - <- »_ f. F; f zc z - tv - <v. 1 1 <vr: .1- - - \ - (we. 1 <. - zf. _. - -. I w (fn; m. 5 axial movement between the sleeve 32 and the body The local deformation, which is facilitated by the ductility of the side wall, is formed at six uniformly distributed locations, illustrated at 35, which provide circumferential abutment and radial retention between the sleeve 32 and the body 20.

En bricka 36 är placerad mellan hylsan 32 och kroppen 20 och har ett par åt motsatta håll vända ytor, 38, 40, som är vända mot ändytan 28 respektive den inâtvända ytan 33. Som bäst framgår av fig. 3 är två par motstående ytor, 28, 38 och 33, 40 utformade med komplementära kamytor, som visas vid 42, 42' respektive 44, 44'.A washer 36 is located between the sleeve 32 and the body 20 and has a pair of oppositely facing surfaces, 38, 40, which face the end surface 28 and the inwardly facing surface 33, respectively. As best seen in Fig. 3, two pairs of opposite surfaces are 28, 38 and 33, 40 formed with complementary cam surfaces, shown at 42, 42 'and 44, 44', respectively.

Med hänvisning till fig. 2 och 3 innefattar var och en av kam- ytorna 42, 42' en serie plana facettytor 46, som lutar i för- hållande till ett radialplan och är likformigt fördelade kring bultens 12 längsaxellinje. Facettytorna 46 är parallella med varandra för att åstadkomma kontakt över hela ytan. Facett- ytorna 46 är inbördes förbundna av en väsentligen axiellt för- löpande ås 48 för att tillhandahålla par av motstående tand- ytor, som är parallella med varandra. Facettytornas 46 lutning är så vald, att den är större än helixvinkeln för gängformen 24, så att den axiella rörelse, som åstadkommes genom samver- kan av ytorna vid en given rotation av kroppen i förhållande till fästanordningen, är större än kroppens 20 axiella för- skjutning relativt skaftet 16. Den sammanlagda höjden på åsarna 48 för varje uppsättning kamytor 42, 42' är väsentligen 1,5 gånger gängstigningen för att åstadkomma godtagbar lås- verkan. Höjden på varje ås 48 bestämmes av aggregatets höjd delad med antalet facettytor. Antalet facettytor väljes så att det utgör en heltalsmnltipel av antalet ytor, och för kam- ytorna 42, 42' har tolv facettytor befunnits vara tillfreds- 23B05b. dot; 1999-11-18 l0 15 20 25 30 514 625 6 ställande. Ãsens 48 höjd kommer därvid att bli 1,5 gånger stigningen delat med 12.Referring to Figures 2 and 3, each of the cam surfaces 42, 42 'includes a series of planar facet surfaces 46 which are inclined relative to a radial plane and are uniformly distributed about the longitudinal axis of the bolt 12. The facet surfaces 46 are parallel to each other to provide contact over the entire surface. The facet surfaces 46 are interconnected by a substantially axially extending ridge 48 to provide pairs of opposing tooth surfaces which are parallel to each other. The inclination of the facet surfaces 46 is chosen to be greater than the helical angle of the threaded mold 24, so that the axial movement produced by the interaction of the surfaces at a given rotation of the body relative to the fastening device is greater than the axial movement of the body 20. sliding relative to the shaft 16. The total height of the ridges 48 for each set of cam surfaces 42, 42 'is substantially 1.5 times the thread pitch to provide acceptable locking action. The height of each ridge 48 is determined by the height of the unit divided by the number of facet surfaces. The number of facet surfaces is chosen so that it constitutes an integer multiple of the number of surfaces, and for the cam surfaces 42, 42 ', twelve facet surfaces have been found to be satisfactory. dot; 1999-11-18 l0 15 20 25 30 514 625 6 posing. The height of the ice 48 will then be 1.5 times the ascent divided by 12.

Kamytorna 44, 44' innefattar även en serie parallella plana facettytor 50 liknande facettytorna 46 på kamytan 42, ehuru vända åt motsatt håll jämfört med facettytorna 46. Antalet facettytor 50 är större än antalet facettytor 46, men den sam- manlagda höjden hos àsarna 52, som förbinder facettytorna 50, är likartad. Sålunda är höjden på varje äs 52 mindre än åsens 48 höjd. Kamytorna 42, 42' är därför relativt grova, medan kamytorna 44, 44' är relativt fina. Kamytorna 44 kommer att samverka under inverkan av vibrationer för att förhindra rela- tiv rotation mellan hylsan 32 och brickan 36. Detta gör det möjligt för kamytorna 42 att samverka och att förhindra lösgö- ring av muttern 18.The cam surfaces 44, 44 'also include a series of parallel flat facet surfaces 50 similar to the facet surfaces 46 of the cam surface 42, although facing opposite to the facet surfaces 46. The number of facet surfaces 50 is greater than the number of facet surfaces 46, but the total height of the axes 52, connecting the facet surfaces 50, is similar. Thus, the height of each ridge 52 is less than the height of the ridge 48. The cam surfaces 42, 42 'are therefore relatively coarse, while the cam surfaces 44, 44' are relatively fine. The cam surfaces 44 will cooperate under the action of vibrations to prevent relative rotation between the sleeve 32 and the washer 36. This enables the cam surfaces 42 to cooperate and to prevent loosening of the nut 18.

I en typisk utföringsform kommer de grova och fina kamytorna utmed en cirkel på 360° att var och en innefatta ett totalt antal, som är delbart med mutterns nyckelytor. Vid en sexkant- mutter kommer den grova kamcirkeln att typiskt sett bestå av tolv kamytor för diametrar från ä tum till 1% tum, och den fina kamcirkeln kommer att bestå av 18 kamytor.In a typical embodiment, the coarse and fine cam surfaces along a 360 ° circle will each comprise a total number, which is divisible by the key surfaces of the nut. With a hexagon nut, the coarse cam circle will typically consist of twelve cam surfaces for diameters from ä inch to 1% inch, and the fine cam circle will consist of 18 cam surfaces.

Kammarnas radiella utsträckning, mätt från borrningens inre kant, uppgår till 5-8 mm beroende på bultens diameter.The radial extent of the cams, measured from the inner edge of the bore, amounts to 5-8 mm depending on the diameter of the bolt.

Mutterenheten 18 förmonteras genom placering av brickan 36 i hylsan 32, varpå kroppen 20 placeras på brickan 36. Sidoväg- garna 34 stukas därefter radiellt för att anligga mot den övre ytan 29 på flänskjolen 26. Sidoväggarnas duktilitet underlät- tar stukningen, samtidigt som den undre ytan kan bibehålla sin hårda lagringsyta. Företrädesvis är antalet ställen, där sido- väggarna stukas radiellt, lika stort som antalet nyckelytor på 23805b. dOC; 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 7 muttern, ehuru detta antal kan variera uppåt eller nedåt bero- ende på omständigheterna. En begränsad axiell förskjutning åstadkommes mellan hylsan 32 och kroppen 20, vilket möjliggör för hylsan 32 att rotera i förhållande till kroppen 22. Det har visat sig att den större höjden och den ökade hâllfast- heten till följd av mutterns fläns ger 30 % högre hållfasthet än för en standardmutter.The nut unit 18 is pre-assembled by placing the washer 36 in the sleeve 32, whereupon the body 20 is placed on the washer 36. The side walls 34 are then sprained radially to abut against the upper surface 29 of the flange skirt 26. The ductility of the side walls facilitates spraining, while the lower the surface can retain its hard storage surface. Preferably, the number of places where the side walls are sprained radially is equal to the number of key surfaces of 23805b. dOC; 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 7 nut, although this number may vary upwards or downwards depending on the circumstances. A limited axial displacement is provided between the sleeve 32 and the body 20, which enables the sleeve 32 to rotate relative to the body 22. It has been found that the greater height and the increased strength due to the nut flange gives 30% higher strength than for a standard nut.

Vid fixering av tvâ komponenter betecknade (A) och (B) i fig. 2, införes bulten 12 genom en inriktad öppning genom de båda komponenterna, varpå mutterenheten 18 pàskruvas på skaftet 16.When fixing two components designated (A) and (B) in Fig. 2, the bolt 12 is inserted through a aligned opening through the two components, whereupon the nut unit 18 is screwed onto the shaft 16.

Då hylsans 32 undre yta anlägges mot komponentens (A) övre yta, kommer kamytorna 42, 42' och 44, 44' att ingripa med var- andra för att bringa brickan 36, hylsan 32 och kroppen 20 att rotera tillsammans. Ãsarna 48 ger en vridmomentöverföring mel- lan kroppen 22, brickan 36 och hylsan 32, och till följd av åsarnas 48 väsentligen axiella utsträckning kommer någon rela- tiv axiell separation ej att ske.As the lower surface of the sleeve 32 abuts the upper surface of the component (A), the cam surfaces 42, 42 'and 44, 44' will engage each other to cause the washer 36, sleeve 32 and body 20 to rotate together. The ridges 48 provide a torque transfer between the body 22, the washer 36 and the sleeve 32, and due to the substantially axial extent of the ridges 48, no relative axial separation will occur.

Mutterenheten 20 âtdrages med erforderligt vridmoment för att fastspänna de båda komponenterna (A) och (B) medelst ett verk- tyg 60, som visas i fig. 12 och 13.The nut unit 20 is tightened with the required torque to clamp the two components (A) and (B) by means of a tool 60, as shown in Figs. 12 and 13.

Med hänvisning till fig. 12 innefattar verktyget 60 en cylind- risk hylsa 62, som kan förbindas med en konventionell, roterande drivanordning och en innerhylsa 64. Innerhylsan har invändiga ytor 66 svarande mot nyckelytorna 22 för god pass- ning gentemot kroppen 20.Referring to Fig. 12, the tool 60 includes a cylindrical sleeve 62 which can be connected to a conventional rotating drive device and an inner sleeve 64. The inner sleeve has inner surfaces 66 corresponding to the key surfaces 22 for a good fit to the body 20.

En fals 66 är utformad på hylsans 62 undre ände och är dimen- sionerad att möjliggöra för hylsans 62 undre ände att passa innanför hylsans 30 sidoväggar 34. Falsens 66 axiella vägg 68 23805b . doCï 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 8 har urtag 70, som svarar mot de lokala deformationerna 35 i storlek och inbördes avstånd.A rebate 66 is formed on the lower end of the sleeve 62 and is dimensioned to enable the lower end of the sleeve 62 to fit within the side walls 34 of the sleeve 30. The axial wall 68 of the rebate 66 23805b. doCï 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 8 has recesses 70, which correspond to the local deformations 35 in size and mutual distance.

Såsom visas i fig. 13 är ytornas 66 undre ändar 72 förskjutna alternerande mellan ”låg” och ”hög”, varvid förskjutningen motsvarar höjdvariationerna hos de krökta partierna 31. Höjd~ skillnaden hos dessa krökta partier är så vald att den är större än urtagningens 70 axiella utsträckning, så att då en ”hög” ände 72 ingriper med'ett upphöjt parti 31, kommer urtag- ningen 70 ej att ingripa med deformationerna 35. I detta läge, såsom visas i fig. 13, kan kroppen 20 rotera fritt relativt hylsan 30 och tillåta åtdragning av muttern.As shown in Fig. 13, the lower ends 72 of the surfaces 66 are offset alternately between "low" and "high", the displacement corresponding to the height variations of the curved portions 31. The height difference of these curved portions is chosen to be greater than that of the recess 70. axial extent, so that when a "high" end 72 engages a raised portion 31, the recess 70 will not engage the deformations 35. In this position, as shown in Fig. 13, the body 20 can rotate freely relative to the sleeve. And allow tightening of the nut.

Om bulten 12 under användning utsträckes på grund av axiell belastning, kommer relativ rotation mellan hylsan 32 och krop- pen 22 att bringa åsarna 52 att ingripa och facettytorna 46 hos motstàende ytor att glida relativt varandra. Detta ger en axiell förskjutning mellan ytorna, som är större än den axiella förskjutningen som erhålles genom en motsvarande rotation av kroppen 20 på skaftet 16.If the bolt 12 is extended during use due to axial load, relative rotation between the sleeve 32 and the body 22 will cause the ridges 52 to engage and the facet surfaces 46 of opposite surfaces to slide relative to each other. This gives an axial displacement between the surfaces, which is greater than the axial displacement obtained by a corresponding rotation of the body 20 on the shaft 16.

Således föreligger en bindning eller samverkan mellan kompo- nenterna, och oavsiktlig separation förhindras.Thus, there is a bond or interaction between the components, and unintentional separation is prevented.

För lösgöring av mutterenheten 18 användes verktyget 60, ehuru med de ”högre” undre ändarna 72 inriktade mitt för de lägre krökta partierna 31. I detta läge ingriper urtaget 70 med de lokala deformationerna 35 och överför vridmoment till dessa.To loosen the nut assembly 18, the tool 60 is used, although with the "higher" lower ends 72 aligned midway with the lower curved portions 31. In this position, the recess 70 engages the local deformations 35 and transmits torque thereto.

Kroppen 20 och hylsan 32 kan därvid rotera tillsammans och lösgöras från bulten. Urtaget 70 och deformationen 35 inriktas relativt varandra, efter initial rotation av kroppen 20. Sådan rotation upptages genom relativ rörelse hos kamytorna 42, 44. 23805b.dOC; 1999-ll-l8 10 15 20 25 30 , _ f f. f., ,,.. . < > _', <. «. 11- f i . f: l' " 1 x ' , (_ __ 4. 4.' ( _ ( , . U; |.'r- (-< l . ~ l ' _ . f f ' _. -fí « . c « ' ' f' , < . - 9 En alternativ utföringsform visas i fig. 5, i vilken likadana komponenter har samma hänvisningssiffror med ett suffix (a) tillagt för tydlighets skull. I utföringsformen enligt fig. 5 är kroppen 20a utformad med ett koniskt utsprång 50, som sträcker sig genom en förstorad borrning 35a och hylsan 32a.The body 20 and the sleeve 32 can then rotate together and be detached from the bolt. The recess 70 and the deformation 35 are aligned relative to each other, after initial rotation of the body 20. Such rotation is absorbed by relative movement of the cam surfaces 42, 44. 23805b.dOC; 1999-ll-l8 10 15 20 25 30, _ f f. F., ,, ... <> _ ', <. «. 11- f i. f: l '"1 x', (_ __ 4. 4. '(_ (,. U; | .'r- (- <l. ~ l' _. ff '_. -fí«. c «' An alternative embodiment is shown in Fig. 5, in which similar components have the same reference numerals with a suffix (a) added for clarity. In the embodiment according to Fig. 5, the body 20a is formed with a conical projection 50. , which extends through an enlarged bore 35a and the sleeve 32a.

Det koniska utsprånget 50 har ett par axiella slitsar 54, som ger frigörande kanter för gängan på skaftet 16A. Det koniska utsprånget möjliggör centrering av komponenten A relativt fästanordningen på konventionellt sätt.The conical projection 50 has a pair of axial slots 54 which provide releasing edges for the thread on the shaft 16A. The conical projection enables centering of component A relative to the fastening device in a conventional manner.

En ytterligare utföringsform visas i fig. 6, där likadana kom- ponenter försetts med samma hänvisningssiffror med ett suffix ”b” för tydlighets skull. I utföringsformen enligt fig. 6 är ett koniskt utspráng 50b försett med slitsar 54b. Brickan 36 har utelämnats för bildande av en enhet med två delar, varvid kamytorna 42b på kroppen 20b ingripande med kamytorna 44b pà hylsan 32b.A further embodiment is shown in Fig. 6, where similar components are provided with the same reference numerals with a suffix “b” for the sake of clarity. In the embodiment according to Fig. 6, a conical projection 50b is provided with slots 54b. The washer 36 has been omitted to form a two-piece unit, the cam surfaces 42b of the body 20b engaging the cam surfaces 44b of the sleeve 32b.

I utföringsformerna enligt fig. 5 och 6 kan de axiella slit- sarna 54b utelämnas om så önskas.In the embodiments of Figures 5 and 6, the axial slots 54b may be omitted if desired.

Det i fig. 1-3 visade arrangemanget betecknas som ett tredels- arrangemang, eftersom det innefattar muttern 22, brickan 36 och hylsan 32. Ett tvådelsarrangemang kan också anordnas, så- som visas i fig. 7 och 8, där brickan 36 har utelämnats, så att kamytan 42 hos muttern 22 och kamytan 44 på den inre bottenytan på hylsan 32 ingriper med varandra. Var och en är försedd med åt motsatta håll vända, grova kammar, som är komplementära i förhållande till varandra.The arrangement shown in Figs. 1-3 is referred to as a third part arrangement, since it comprises the nut 22, the washer 36 and the sleeve 32. A two-part arrangement can also be provided, as shown in Figs. 7 and 8, where the washer 36 has been omitted , so that the cam surface 42 of the nut 22 and the cam surface 44 of the inner bottom surface of the sleeve 32 engage with each other. Each is provided with oppositely facing, coarse combs, which are complementary to each other.

I detta fall har hylsan 30c fina tänder 55, som bildar en vin- kel på 15° med ett radialplan på hylsans 30c utvändiga botten- yta. Tänderna 55 är riktade åt motsatt håll gentemot facett- 23805b.doc; 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 10 ytorna 46c, vilka är belägna på den invändiga bottenytan på hylsan 30c. Tänderna 55 ingriper med arbetsstycket A och låser hylsan 30c mot rörelse, varvid således de grova kammarna till- låtes röra sig uppåt pâ grund av lutningen och låsa muttern 22. Tändernas 55 verkan framgår av fig. 14, Två liknande mutterenheter, en med tänder 55 och en utan tänder, prövades på en vibrationsprovningsmaskin av typ Junker. Spännkraften övervakades över en tidsperiod. Såsom framgår av fig. 14 för- lorade mutterenheten utan tänder spännkraften på relativt kort tid, vilket motsvaras av att muttern glider relativt bulten. I motsats härtill kvarhöll enheten med tänder spännkraften, vilket visar tändernas effektiva verkan genom att förhindra hylsans rotation i förhållande till arbetsstycket.In this case, the sleeve 30c has fine teeth 55, which form an angle of 15 ° with a radial plane on the outer bottom surface of the sleeve 30c. The teeth 55 are directed in the opposite direction to the facet 23805b.doc; 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 10 the surfaces 46c, which are located on the inner bottom surface of the sleeve 30c. The teeth 55 engage with the workpiece A and lock the sleeve 30c against movement, thus allowing the coarse cams to move upwards due to the inclination and lock the nut 22. The action of the teeth 55 is shown in Fig. 14, Two similar nut units, one with teeth 55 and one without teeth, was tested on a Junker type vibration testing machine. The clamping force was monitored over a period of time. As can be seen from Fig. 14, the nut unit lost without turning the clamping force in a relatively short time, which corresponds to the nut sliding relative to the bolt. In contrast, the unit with teeth retained the clamping force, which shows the effective action of the teeth by preventing the rotation of the sleeve relative to the workpiece.

I de ovan beskrivna utföringsformerna har en sexkantkropp visats, men det inses att andra former på muttern kan använ- das, såsom cylindriska muttrar med längsgående spår eller andra tillgängliga former.In the embodiments described above, a hexagonal body has been shown, but it will be appreciated that other shapes of the nut may be used, such as cylindrical nuts with longitudinal grooves or other available shapes.

I en ytterligare utföringsform, som visas i fig. 9, utformas grova kammar under flänsen på huvudet hos en bult 56. Bulten 56 ersätter väsentligen muttern 22 i tredelsarrangemanget enligt fig. 1 och 2 med en bricka 36d insatt mellan kamytan 42d och hylsan 32d anordnade såsom beskrivits i anslutning till fig. 2 och 3 ovan. Liksom vid muttern 22 kan flänsbulten 56 likaväl användas i ett tvådelsarrangemang. I ett sådant arrangemang placeras grova kammar 42d på undersidan av flänsbulten 56 i syfte att ingripa med åt motsatta håll vända grova kammar 44d, som är placerade på insidan av hylsans bottenyta.In a further embodiment, shown in Fig. 9, coarse cams are formed under the flange on the head of a bolt 56. The bolt 56 substantially replaces the nut 22 in the third part arrangement of Figs. 1 and 2 with a washer 36d inserted between the cam surface 42d and the sleeve 32d arranged as described in connection with Figures 2 and 3 above. As with the nut 22, the flange bolt 56 can also be used in a two-part arrangement. In such an arrangement, coarse cams 42d are placed on the underside of the flange bolt 56 for the purpose of engaging with oppositely facing coarse cams 44d, which are located on the inside of the bottom surface of the sleeve.

Arrangemanget enligt fig. 9 kan även användas med andra former på bulthuvudet, såsom domformade huvuden eller huvuden med ur- 23805b.d0c; 1999-11-18 10 15 20 25 30 ' . 1 ~ ' *' - h. _ 4 ' ,. I. U - - M _ _ , _ _ . ( _ < c. 1 . . - ' _ t. <- -« _ . . (U “ t .f 1 - '“" ' . \ ^' y< 3 _ _- _ (¿ ;:p M fm .s U < t _ ll tag. I fig. 10 visas en hylsa 32e, som kvarhålles på en dom- formig kropp 56e med lokala deformationer 34e. Kroppen 56e har ett urtag 58 utformat på ett centralt ställe för mottagande av en invändig sexkantnyckel.The arrangement according to Fig. 9 can also be used with other shapes on the bolt head, such as mandrel-shaped heads or heads with original 23805b.d0c; 1999-11-18 10 15 20 25 30 '. 1 ~ '*' - h. _ 4 ',. I. U - - M _ _, _ _. (_ <c. 1.. - '_ t. <- - «_.. (U“ t .f 1 -' “" '. \ ^' y <3 _ _- _ (¿;: p M fm Fig. 10 shows a sleeve 32e which is retained on a dome-shaped body 56e with local deformations 34e.The body 56e has a recess 58 formed at a central location for receiving an internal hex key.

En bricka 36e är insatt mellan hylsan 32b och undersidan på kroppen 56e för att åstadkomma ett par kamytor 42e, 44e, såsom beskrivits ovan.A washer 36e is inserted between the sleeve 32b and the underside of the body 56e to provide a pair of cam surfaces 42e, 44e, as described above.

De ovan beskrivna fästanordningarna kan även användas vid andra fastsättningssystem, t.ex. bultsystem med kontrollerad dragspänning enligt fig. ll. Vid ett sådant system utformas skaftet l6f med en splines-försedd ände 78, varvid ett vrid- moment pålägges mellan änden 78 och muttern 22 för åtdragning av muttern på bulten l2f. Såsom visas i fig. ll har mutter- enheten l8f en form liknande den i fig. 2 visade formen, och den fungerar därför som en självlåsande enhet. Vid påläggning av nominellt vridmoment på muttern 22f bortskjuvas änden 78 från skaftet l6f för förhindrande av ytterligare åtdragning.The fastening devices described above can also be used in other fastening systems, e.g. bolt system with controlled tensile stress according to Fig. 11. In such a system, the shank 16f is formed with a splined end 78, whereby a torque is applied between the end 78 and the nut 22 to tighten the nut on the bolt 12f. As shown in Fig. 11, the nut unit 18f has a shape similar to the shape shown in Fig. 2, and it therefore functions as a self-locking unit. When applying nominal torque to the nut 22f, the end 78 is pushed away from the shaft l6f to prevent further tightening.

Efterföljande lösgöring kan åstadkommas i enlighet med beskrivningen ovan.Subsequent release can be accomplished as described above.

Användningen av mutterenheten l8f förhindrar rotation av muttern 22f under inverkan av vibration och kvarhåller således belastningen på bulten l2f. För att säkerställa korrekt belastning på bulten 12f är det önskvärt att ytomràdet för mutterns och brickans anliggning är 50 % eller mindre än ytan på hylsans 30f ändyta 32f. Detta kan enkelt åstadkommas genom användning av kamytor och smörjning mellan kamytorna för minskning av friktionsmotståndet under åtdragningen.The use of the nut unit l8f prevents rotation of the nut 22f under the influence of vibration and thus retains the load on the bolt l2f. To ensure proper loading on the bolt 12f, it is desirable that the surface area of the nut and washer abutment be 50% or less than the area of the end face 32f of the sleeve 30f. This can be easily accomplished by using cam surfaces and lubrication between the cam surfaces to reduce the frictional resistance during tightening.

I en typisk tillämpning för en bultdiameter på % tum (19 mm) har ändytan 32f en utvändig diameter på ungefärligen 47 mm och 23805b.d0Cí 1999-11-18 10 15 20 25 30 514 625 12 en fri håldiameter på ungefärligen 24 mm. Det område som är i kontakt med området är därför 23 mm brett.In a typical application for a bolt diameter of% inch (19 mm), the end face 32f has an outer diameter of approximately 47 mm and a free hole diameter of approximately 24 mm. The area in contact with the area is therefore 23 mm wide.

I denna utföringsform har kamytan 42f, 44f en radiell utsträckning på ungefärligen 6 mm, varför ytområdets andel är ungefärligen 40 % av ändytan 32f.In this embodiment, the cam surface 42f, 44f has a radial extent of approximately 6 mm, so that the proportion of the surface area is approximately 40% of the end surface 32f.

Mutterenheten i fig. 1-7 kan även med fördel användas med tap- par fästade i ett blindhål. Såsom visas i fig. 15 är en mutterenhet l0g, liknande den i fig.1-4 visade, gängad på en tapp 12f. Tappen 12g har ett par gängor 24g i motsatta ändar 80, 82, vilka kan gå åt motsatta håll, eller åt samma håll, eller ha olika form för att passa speciella tillämpningar. En ände 80 mottages i ett blindhål 84 i en stödkonstruktion 86.The nut unit in Figs. 1-7 can also be used to advantage with pins attached to a blind hole. As shown in Fig. 15, a nut assembly 10g, similar to that shown in Figs. 1-4, is threaded on a pin 12f. The pin 12g has a pair of threads 24g at opposite ends 80, 82, which may go in opposite directions, or in the same direction, or have different shapes to suit particular applications. One end 80 is received in a blind hole 84 in a support structure 86.

Hålet 84 är gängat med en komplementär gänga, gentemot gängan 80, så att tappen kan skruvas in.The hole 84 is threaded with a complementary thread, opposite the thread 80, so that the pin can be screwed in.

Tappen monteras genom påskruvning av mutterenheten 10g på mot- satta änden och införing av tappen 12g i blindhålet 84. Mut- tern 10g àtdrages mot komponenterna A, B, vilka skall kvarhål- las på stödkonstruktionen 86. Mutterenheten 10g håller därvid tappen l2g under spänning och kvarhåller densamma i hålet 84.The pin is mounted by screwing on the nut unit 10g on the opposite end and inserting the pin 12g into the blind hole 84. The nut 10g is tightened against the components A, B, which are to be retained on the support structure 86. The nut unit 10g then holds the pin 12g under tension and retains the same in the hole 84.

Det i fig. 15 visade arrangemanget med tapp är särskilt för- delaktigt vid användning med en spänningskontrollerad, splines-försedd ände liknande den som visas i fig. ll. Med hänvisning till fig. 16 är den splines-försedda änden 78 utformad på änden 80a och kan användas för införing av tappen l2h i blindhålet 84h och kontrollerar därefter det på mutter- enheten lOh pålagda vridmomentet. Mutterenheten vid utförings- formen enligt fig. 7 kan även användas vid tapparrangemanget enligt fig. 15 och 16 med tänder 55 som ger den ökade fixe- ringen av mutterenheten. 2380510. dOC; 1999-11-18 514 625 13 Det framgår således att den beskrivna fästanordningen är enkel men effektiv samt ger erforderlig vibrationssäkerhet. Dessutom är den relativt enkel att tillverka. 23B05b . dÖC; 1999-11-18The pin arrangement arranged in Fig. 15 is particularly advantageous when used with a voltage controlled, splined end similar to that shown in Fig. 11. Referring to Fig. 16, the splined end 78 is formed on the end 80a and can be used to insert the pin 12h into the blind hole 84h and then check the torque applied to the nut unit 10h. The nut unit in the embodiment according to Fig. 7 can also be used in the pin arrangement according to Figs. 15 and 16 with teeth 55 which gives the increased fixation of the nut unit. 2380510. dOC; 1999-11-18 514 625 13 It thus appears that the described fastening device is simple but effective and provides the required vibration safety. In addition, it is relatively easy to manufacture. 23B05b. dÖC; 1999-11-18

Claims

1. UI 10) l5 20 25 30 514 625 14 PATENT CLAIMS Fastening device comprising a body (20) with an end surface PA (28), a sleeve (30), which is rotatably attached in said body and which has a radial surface (33 ) facing said end face, side walls (22) extending towards and abutting a portion of said body to prevent axial separation, and a washer (36) disposed between said body and said sleeve, which washer has two opposite pouring surfaces, one of which faces said end surface and the other faces said radial surface of the sleeve, characterized by opposing pairs of said surfaces (28,38,33,40) have complementary cam surfaces (42,42 ', 44,44') formed thereon to provide a relative axial movement upon rotation between said surfaces.

Fastening device according to claim 1, characterized in that said body (20) has a flanged skirt (26) adjacent said radial surface and that said side walls (22) overlap said skirt.

Fastening device according to claim 1, characterized in that said body consists of a nut (20) with flat flanks (22) for enabling torque transmission to these flanks.

Fastening device according to claim 3, characterized in that some of said flanks (22) have a counter plate for preventing movement of a tool axially along said flanks against said sleeve. 238OSb.dOC; 2000-ll ~ 29 lO 15 20 25 30 514 625 15

Fastening device according to claim 1, characterized in that said cam surfaces (42,42 ', 44,44') comprise a plurality of inclined facet surfaces (46) distributed around an axis of rotation.

Fastening device according to claim 5, characterized in that said facet surfaces (46) are interconnected by axles (48) to provide a torque transmitting counter-plate between said surfaces.

Fastening device according to claim 1, characterized in that said cam surfaces (42,42 ', 44,44') belonging to respective surfaces of said opposite pairs are different. Fastening device according to claim 5, characterized in that said facet surfaces (4§) belonging to one of said pairs of surfaces slope along a length which differs from the facet surfaces belonging to the other of said pair of surfaces. Fastening device according to claim 5, characterized in that said body (20) has a plurality of flat surfaces (22) formed on the body to form a polygonal body, the number of facet surfaces (46) being an integer multiple of the number of flat surfaces. Fastening device according to claim 1, characterized in that said body (56) has a threaded shaft projecting therefrom. 11. ll. Fastening device comprising a body (22) with an end surface, a sleeve (30), which is rotatably mounted on the body and which has a radial surface facing said end surface and side walls which extend towards and overlap a portion of said body 9 23805b.d0 <:; 2000-11-29 10 15 20 25 30 514 625 16 to prevent axial separation, characterized by opposing surfaces with complementary cam surfaces (42,44) formed thereon to effect relative movement upon rotation between said surfaces, which sleeve has a surface facing opposite to said radial surface and has a plurality of teeth (55) formed thereon. Fastening device according to claim 11, characterized in that said teeth (55) are directed opposite to said cam surface (44c). A fastening device for mutually holding a pair of components, said fastening device comprising a bolt (12) having a head (14) and a threaded shaft (16) with a first end surface facing one of said components (B) projecting from the head, a nut (18) having a body (20) and a second end face facing another of said components (A), said body (20) being threaded to receive said shaft (16), a sleeve (30 ) attached to said head or said body and provided with a radial surface extending along one of said (36) inserted between said sleeve and end surfaces, and a washer said end surface, characterized in that the washer (36) has two opposite poured surfaces, one (42 ') facing said one end surface and the other (44) facing said radial surface of the sleeve, opposite pairs of said surfaces having complementary cam surfaces formed thereon to provide a relatively axial movement during rotation between said surfaces. Fastening device according to claim 13, characterized in that said shaft (16f) has a splined end (78) at the end opposite the head, which end is ZSBOSILdOC; 2000-11-29 Q 10 separable when applying a predetermined torque to said nut. 15. a 'V 16. a' V 17. a Xi 18.

A fastener 514 625 according to claim 13, wherein said one end face is formed on a fastener according to claim 13, wherein said one end face is formed on a fastener to said head. A fastener to said head according to claim 16, wherein polygonal.- according to claim 16, k ä is dome-shaped. n n e t e c k n a d said nut. n n e t e c k n a d said head. n n e t e c k n a d n n e t e c k n a d 23805b.d0C; 2000-ll-29