Verfahren zur Herstellung einer Sperrmutter, naeh diesem Verfahren hergestellte Sperrmutter, und Hatrize zür Ausführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft -.in Verfahren zur Herstellung einer Sperrmutter aus einer mit ,gleiehmässigem Schraubengewinde versehenen Mutter, eine nach diesem Verfahren her gestellte Sperrmutter und eine Matrize zur Ausführung des Verfahrens.
Gemäss diesem Verfahren wird einzig durch Ausübung von Druck auf eine Stirnfläch# der Mutter eine die Mutteröffnuno, umgebende Ringnut in diese Fläche derart #eingekerbt, dass während des Einkerbungsvorganges der Teil des Mutterendes innerhalb der Ringnut gegen die Axe der Mutter zu gestaucht wird.
Die nach diesem Verfahren hergestellte Sperrmutter ist dadurch gekennzeichnet, dass ihre eine Stirnfläche mit einer näher an der Gewindeöffnum, als an der Seitenwand lie- en ,crenden, unter Druck eingekerbten Ringnut D versehen ist, welche eine innere und äussere konische Wandung aufweist, von denen die erstere gegen die Stirnfläche einen kleineren Neigungswinkel als die letztere besitzt und welche Ringnut dieses Ende der Mutter in mindestens nahezu konzentrisühe Ringteile teilt, wobei der innere Teil einen elastischen Ring darstellt,
der in seinem Innern einige Nuttergewinclegänge in Gestalt einer Schrau benspirale trägt, die sieh fortlaufend nach dem genannten Ende hin verengt.
Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Matrize besitzt eine ringförmige Schneidkante mit unter sieh gegen die Axe verschieden geneigten konischen Wandungen.
In der Zeichnung ist der Erfin-dungs- gegenstand in einer Ausführungsform dar- (restellt, und im folgenden ist im<U>Zusammen-</U> hang damit ein Ausführungsbeispiel des er findungsgemässen Verfahrens zur lIerstel- lung dieser Sperrmutter beselirieben. Es zeigen:
Fig. <B>1</B> einen Schnitt durch eine normale, mit Schraubengewinde versehene Mutter in einer solchen Lage gegenüberder Matrize, -in der sieh die Matrize kurz vor der Umwand lung der Mutter in eine Sperrmutter<B>be-</B> findet, Fig. 2 einen Schnitt ähnlich wie Fig. <B>1,</B> der jedoch die Matrize oder den Stempel in seiner untersten Lage gegenüber der Mutter darstellt, Fig. <B>3</B> teils schaubildlich, teils in Schnitt die Mutter, wie sie nach Stattfinden des Ar beitsvorganges nach Fig. 2 aussielit,
Fig. 4 einen Teilschnitt in grösserem Mass- stabe"der die Beziehung zwischen einem nor malisierten Belzengewinde und dem Gewinde der Mutter zeigt, wie die Mutter nach dem Arbeitsvorgang nach Fig. 2 erscheint, Fig. <B>5</B> eine Stirnansicht der in Fig. <B>1</B> und 2 dargestellten Matrize, Fig. <B>6</B> einen Schnitt in grösserem Mass- stabe, der die Ausbildung der Matrize zeigt.
Fig. <B>7</B> zwei in Tan-dem-Anordnung auf einem Bolzen angeordnete Sperrmuttern teils im Schnitt, teils in Ansicht, Fig. <B>8</B> eine Stirnansic'ht einer etwas ab geänderten Ausfü'hrungsform der Sperr mutter, die bei ihrer Herstellung eine Ände rung in der Stempelausbildung umfasst.
In Fig. <B>1</B> ist mit<B>10</B> eine normalisierte, mit Seliraubengewinde versehene Mutter ge zeichnet, deren Umfangdimensionen über ihre ganze Länge zweckmässig im wesentlichen gleieli sind. Eine solche Mutter wird der Einwirkung einer Matrize<B>11</B> unterworfen, die einen' rings herumgehenden, abwärts her vorragenden Teil<B>13</B> besitzt.
Dieser Teil<B>13</B> ist bei der Betätigung der Matrize zweck mässig in konzentrisclier Lage zu der mit Schraubengewinde verseltenen Mutteröffnung und besitzt einen etwas grösseren Durch messer als dieOffnung. Gemäss Fig. 2 dringt der vorstehende Teil<B>13</B> unter Druck in die gegenüberliegende, vorher unverletzte Fläche der Mutter<B>10</B> ein und bildet hierbei indieser eine Rinnnut 14.
Zweckmässig wird,der ring förmig vorstehende Teil<B>13</B> mit eiiner ring förmigen untern Kante<B>15</B> ausgebildet, von der aus die Wände<B>16</B> und<B>17</B> aufwärts aus- einandergelien. Ausserhalb des einkerbenden Teils<B>13</B> besitzt das Werkzeug eine flache. ringförmige Fläche ll', die als ein An schlag für die gegenüberliegende Mutter- fläclie dient; da die Wand<B>17</B> länger als die Wand<B>16</B> ist und in senkrechter Richtung betrachtet überder Anschlagfläche<B>11'</B> endet.
'kann der mittlere Teil des Werkzeuges mit Ausnahme der Wand<B>17</B> nicht mit der Mut ter in Berührung kommen. Daraus ergibt sich, dass der weiter unten beschriebene grei fende Teil 22 der Mutter ohne Beschädigung seines Endes gebildet wird. Diese Anord nung ergibt, dass die Matrize in der Mutter fläche eine Ringnut bildet, die eine Boden linie<B>18</B> besitzt, von der aus schräge Wan dungen<B>19,</B> 20 in Rielitung auf die Mutter- oberflä,clie auseinandergehen, wobei der Bo den und die beiden Wanduno#sfläehen ver dichtet und gehärtet worden sind.
Zweck mässig stehen die beiden Wände<B>16, 17</B> der Matrize unter einem Winkel zur Achse 21 (Fig. <B>1),</B> beispielsweise die Wand<B>16</B> unter einem Winkel von<B>30'</B> und die Wand<B>17</B> unter einem Winkel von 45', die Wände der dureli Druck eingeherbten Nut 14 haben selbstverständlich entsprechende Winkel.
Infolge des angewandten Verfahrens, das heisst infolge des EindringenImsens des kreis förmigen Matrizenteils in die Mutterober- fläclie um die mit Schraubengewinde ver sehene Öffnung wird die gewöhnliche Mutter nach Fig. <B>1</B> in die Sperrmutter nach Fig. <B>2</B> verwandelt, das heisst die Matrize bewirkt eine Verschiebung (,Staucliung) des Metalles der Mutter an deren Oberschicht um die<B>Öff-</B> nung herum radial nach dem Mittelpunkt zu und im äussern Teil von demselben weg, sowie in einem gewissen Masse nach unten.
Die innere konische Wandung der Nut 14 er streckt sieh einwärts bis über den äussern Durchmesser des unverschobenen Gewinde teils der Mutter hinaus, wobei der zwischen der Nut 14 und der Mutteröffnung bestimmte kreisförmige Mutterteil<B>9,2</B> (im Sinne der sich aus den Zeichnungen ergebenden Be- zieliungen) abwärts und nach der Mutter- a,chse verschoben oder geneigt ist. Infolge dessen ist die mit Schraubengewinde ver sehene Mutteröffüung an ihrem obern Teil ein wenig zu einem Konus zusammengezo gen, wobei sich der geringste Durchmesser des Konus am obern Ende befindet.
Weiter- hin sind die zusammengezogenen Gewinde- der Mutter gemäss Fig.4 infolge des relativ aclisial und einwärts ausgeübten Druckes der Matrize aus ihrer normalen Be ziehung zur Achse abwärts geneigt.
In Fig. 4 ,e ,11 ben die strielipunktiertexi Linien die Aor- male La-#e der Muttergewindegänge an, bevor der Arbeitsgang nach Fig. 2 stattgefunden hat, während die entsprechenden vollen Linien die Lage nach einem solchen Arbeits- gano, zeigen. Der Neigungsgrad ändert sich, <B>Z,</B> C<I>2n</I><B>C</B> wie ohne weiteres verständlich, mit dem Konus der Mutteröffnung, dem er entspricht.
Gemäss Fi-. 4 bestellt die Wirkun- der Nei gung der Muttergewindegänge darin, dass die Spitzen der Muttergewindegänge (das heisst die süliwächsten Teile der Gewinclegänge) mit Wurzelteilen der mit ihnen zusammen arbeitenden Bolzengewindegänge in Eingriff kommen, wobei das weiter unten ausgeführte <B>0.</B> gebnis eintritt.
,ünstige Er, Der Mutterteil<B>22)</B> bildet einen mit der Mutter zusammenhängenden elastischen Ring<B>,</B> wenn die Mutter gemäss Fig. 4 und<B>7</B> auf einem Bolzen angebracht wird, fasst die Mut ter den Bolzen zuerst frei, und wenn später hin der Bolzen weiter in die Mutter ein dringt, erfasst die letztere den Bolzen mit einem stets zunehmenden dichterenGriff,
bis nach Durchdrin"en des Bolzens durch den kleinsten Durchmesser der Mutteröffnung der "rösste Widerstand gegen eine Relativ- C t' drehun,#, zwischen Mutter und Bolzen eintritt.
Die Ursache hierfür besteht in der konischen Ausbildung eines Teils der Mutteröffnung, zuzii--lich der Tatsache, dass die anfänglich in Form und Ausmass (innerhalb der Gren zen handelsüblicher maschineller Herstel- lung,) im wesentlichen identischen Gewinde- g.änge von Mutter und Bolzen eine unüblich ausgedehnte Übergreifwirkung aufeinander besitzen:
diese Wirkung ist eine Folge der konischen Ausbildung, der Kreisförmigkeit der miteinander in Einuriff stehenden Teile, des Fehlens einer schroffen Verzerrung in den Muftergewindegängen, sei es in kreis förmiger, sei es in achsialer Richtung, und der Neigung einiger Muttergewindegänge. <B>en</B> Wenn jedoch die Mutter. unter Anwendung von Kraft vom Bolzen abgedreht wird, kann man feststellen, dass die Bolzengewinde im wesentlichen unverletzt sind.
Dies ergibt sich unter andern Gründen daher, dass der klemmende oder greifende Teil 22 der Mut ter kreisförmig ist und seine Wirkung auf die entsprechenden Bolzengewindegänge im wesentlichen gleichmässig um den Bolzen ver teilt und nicht in kräftig widerstehenden.
voneinander getrennten Bolzen um den Bol zen lokalisiert ist; ferner ergibt sieh daraus, dass eine etwaige Beschädigung eines Ge- win-deganges viel eher bei den Mutter- gewindegängen eintreten würde, da, wie We'l- ter oben dargelegt, die am ehesten zur Er zeugung einer Beschädigung geeignete Reak tion zwischen den Gewindegängen den Ein griff des schwächsten Teils des Mutter gewindes (Spitze) mit dem stärksten Teil des Bolzengewindes (Wurzelteil) enthält.
Zweckmässig soll der kreisförmige Ma- trizenteil <B>13</B> im Querschnitt einen Winkel von etwa<B>60</B> bis<B>80'</B> darstellen, da es bei kleinerem Winkel, zum Beispiel bei einem sehr spitzen Winkel, schwierig wäre, das Werkzeug ohne Rissbildung zu härten.
Weiterhin sollen zweckmässig beide Sei ten des eindringenden Metallteils der Matrize unter einem Winkel zur Achse stehen, da bei einer solchen Anordnung das Werkzeug eine Verschiebung sowohl eines Teils des Muttermetalles von der Mutteröffnung weg, als auch eines andern Teils zu ihr hin be wirken wird.
Wenn die innere Seite des ein dringenden Metallteils unter einem Winkel zur Aüllse stehen und die äussere Seite parallel zur Achse sein würde,<B>so</B> würde natürlich gleichwohl, und zwar einzig eine Verschiebung zur Mutteröffnung stattfinden; bei einer solchen Form des vorspringeilden Teils<B>13</B> wäre aber dessen Querschnitt zu schwach, undes würde die Gefahr bestehen, dass das Werkzeug bricht oder rissig wird, insbesondere dann, wenn die Mutter hart wäre.
Das Werkzeug muss natürlich einen ziemlich grossen Tlärtegrad besitzen, so dass es bei der geringsten Nacligiebigkeit nach aussen brechen würde; dieses Nachgeben würde aber eintreten, wenn das Werkzeug nicht gleichzeitig das Metall der Mutter nach aussen und nach innen verschieben würde. Und wenn das Werkzeug eine äussere, parallel zur Achse liegende Seite hätte, würde ein Widerstand gegen eine Verschie bung des Metalles auf der äussern Seite, des Werkzeuges und folglicherweise ein Halten des Werkzeuges gegen ein Nachgeben nach aussen nicht eher eintreten, als bis das Werk zeug nach aussen nachgegeben hat.
<B>:D</B> Die Tiefe und Weite der Nut 14, ihr Abstand von der Mutteröffnung, die aühsiale Dimension der Mutter, die quer-achsialen Dimensionen von Mutter und Bolzen und ilas Material von Mutter und Bolzen sind Fak toren, die bei Vorherbestimmung des Greif vermögens der Mutter berücksichtigt und gegeneinander abgewägt werden müssen.
Man kann feststellen, dass in den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsfor men der Nutengrund unverkennbar näher bei der Mutteröffnung als beim äussern Umfang der Mutter liegt. Es ist also bei der Bewe gung des einkerbenden Werkzeuges genü gend Widerstand gegen Verschiebung von Metall nach aussen von der Wandung<B>16</B> weg vorhanden, so,dass trotz tatsächlicher Zusam- menziellung der Mutteröffnung und Verdich- tun- des Metalles radial auswärts von der Nut keine zu grosse, nachteilig wirkende Ausdehnung des Mutterumfanges vorhanden ist,
und auf jeden Fall ist der Abstand der mit dem Schraubenschlüssel in Eingriff kom menden gegenüberliegenden Flächen auf der ganzen achsialen Länge der bearbeiteten Mutter im wesentlichen so, wie er in der Originalmutter vor der Umwandlung ge wesen ist. Weiterhin bleibt die obere Fläche der Mutter, -wie dargestellt, im allgemeinen flach, so dass sie die wirksamste Berührung mit der untern Fläche einer ähnlichen, dar über liegenden Mutter (Fig. <B>7)</B> herstellen hann.
Weiterhin ist in der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsfohrm die Weite der eingekerbten Ringnut grösser als ihre Tiefe, und der Winkel der innern Wanclung gegenüber der Axe ist ungefähr -45 '.
Selbstverständliel-i können Sperrmuttern der beschriebenen Art mit guter Wirkung eine auf der andern, auf dem gleichen Bolzen aufeinanderliegend angeordnet werden. Es wurde festgestellt, dass infolge des Vorhau- denseins der Nut in der Oberseite der Sperr mutter die letztere insbesondere zur Be nutzung in Tandem-Anordnung geeignet ist.
In Fig. <B>7</B> sind zwei mit einem Bolzen<B>26</B> in Ein-riff stehende Sperrmuttern 24 und<B>25</B> dargestellt, wobei die Sperrmutter<B>25</B> fest olegen das Werkstück<B>9-7</B> angezogen und die Sperrmutter 24 dicht gegen die Sperrmutter <B>25</B> herabgedreht ist.
Die untern Flächen der Sperrmuttern sind flach dargestellt, und die untere Fläche der Sperrmutter 24 befindet sich in dichter Anlage an der mit einer Nute versehenen Fläche der Sperrmutter<B>25.</B> Es bestellt, selbstverständlieh abhängig von der aufgewandten Kraft und der Reaktion zwi schen den Berührungsflächen, fürdas Metall an der untern Fläche der Sperrmutter 24 die Neigung, wie es an der Stelle<B>28</B> in Fig. <B>7</B> dargestellt ist, in die Nut der unter ihr be findlichen Sperrmutter zu fliessen.
Da prak- tisth die äussern Kanten der Nut nicht absolut kreisförmio- sind, besteht zwischen dem herausgetretenen Metall der Mutter 24 und der Nut 14 der mit dieser zusammen arbeitenden Mutter eine gewisse Sperrwir kung, welche erheblich zum Widerstand gegen eine Relativdrehung zwischen den Muttern beiträgt.
Diese Wirkung kann ver grössert und/oder gesichert werden, wenn,die ,die Nut bildende und das Metall verschie bende Matrize derart geformt ist, dass die durch sie gebildete Nut gemäss Fig. <B>8</B> zu ihrer äussern Kante exzentrisch wird; die Wirkung kann auch in anderer Weise er reicht werden, derart, dass die Nut in der Ebene mit Bezug zu ihrer äussern Kante nicht kreisförmig ist.
Die innere Nutenkante soll zweckmässig kreigförmig sein"so dass der Mutterteil 22 aus den schon angegebenen Gründen den gleichen Quersehnitt längs allen Radien in der gleichen quer-achsialen Ebene darbieten kann.