DE1400865A1 - Schraubensichernde Kragenmuttern - Google Patents

Description

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Kajetan ,Leitner . . _:

Dr, Expl.

Schrauberisichernde ...Kgagenmuttern Zusatz zur 'Patentanmeldung

Vorliegende Erfindung betrifft wesentliche Verbesserungen der Kragenmutbern nach Patentanmeldung Kr. 4-1 4-2VXIl/4?a, sowie eine neuartige Schraubensicherung. . ,.

Die Verbesserungen der Kragentnut tern bestehen darin,daß der ursprüngliche Ealtekragen u höhenmäßig 2 Zonen aufweist, von denen die äußere a,alle Durchmesser umfaßt,die größer sind als der Bohrlochdurchmesaerh im Verbindungsteil'g und die innere,b, alle Durchmesser,die kleiner sind als der "üohr lochdurchmesser h.Das hat zur -t'olge,daß bei-den montierten l'iuttem der ganze,den Preßsitz mit der iäohrungswand' bildende und damit die Selbsthalterung der I-iutter im Verbiridungsteil bewirkende konische Haltekragen a sich innerhalb des Verbindungsteils g befindet und zwischen dem größten Kragendui'chmesser und den,am Verbiridungsteil anliegenden Kuttertibschnitten d eine Kragenzone Td liegt,welche nicht die Bohrungswand berührt,oder jedenfalls keinen Preßdi'uck auf diese ausübt.Der Vorteil dieser Kragenform a + b ist,daß die,durch die Konizität des Kragens bedingte und in Richtung Bohrungsausgang wirkende,die Mutter abstoßende Druckkomponente ausge; liehen wird von einer anderet/lie in Richtung Bohrurigseingang wirkt und dort entsteht,wo auf den größten Kragendurchmesser,vom Kragenrand ausgehend,solche folgen,

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die kleiner sind als der BohrlocLciurcLiie-sEer^sodaß die, vom äußeren konischen ^rJ;eii des Kragens erweiterte rohrwand si cn hinter dieser;« wieder verengen kann,soweit diese Verformung eine, elastische war.InnerLaib c,es .jereichs derelastischen /erforr:"ibarkeit der Bohrwand wird also der konische Kragen a' beidex'seits von Bohrwandinaterial g unisclilp ösen ,welches' Durchmesser hat,die kleiner sind als der größte Durchmesser des Kragens.

Der öiciierunf-.-skrajjeri ν nach Patentanmeldung 41. 421/Χ1Ί/4-7 a wird in seiner '.."irkuni.sweise von der. Änderung des Haltekragons der Form "u in die Form a + b nicht berührt.Er kann, wenn er überhaupt vorhanden sein soll,was vom Anwendung i'all der Kragenmu^er abhängt,in der ursprünglichen Form v=c bestehen bleiben, (Fig.3 A) oder auch einfach als rechtwinkliger Absatz ausgeführt sein (Fig. 3 B u.C) v/eil ein kontinuierlicher oder direkter breitwinkliger übergang vom Halte- in den oicx^k,erungskragen we₅en der Aussparung b weder realisiert werden könnte,noch von Bedeutung wäre.

Für das Herausdrücken des Kragens a + b aus der Bohrung h müßte also nicht, nur der Preßrexbungswiderstand zwischen Kragen a und Eohrwand g überwunden werden,wie bei der ursprünglichen Kragenmutter,sondern zusätzlich die Bohrung h wiederum erweitert werden und dies von einer Kante,die ohnehin einer Verschiebung großen,'" Widerstand bietet ,bei der Montage der Mutxer aber nicht v/irksam weraen kann,

Pi i ,-uttern mit α em abgesetzten, bzw. unterbrochenen Kragen a + b,-halten sich also viel besser und sicherer im Verbindungsteil als jene mit eiern durci-^eheriaen- konischen Kragen u und erlauben darüber-hinaus den Ausgleich größerer Bohrlochtoleranzen über einen größeren Konuswinkel, während dieser bei den ursprünglichen Kragenmuttern verho.ltnisiuäßig klein gehalten werden mußte,damit die,die Mutter abweisende Kraftkomponente des Bohrwundaruckes nicht., den V/ert des Heibungswiderstandes zwischen Bohrvj.--.nd und Kragen erreichte.

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Sine weitere Verbesserung der ursprünglichen Kragenform im Sinne erhöhten Widers Landes gegen Herausdrücken der einmal montierten I.utter aus dera sie haltenden ^verbindungsteil besteht d. .rin,den äußeren,ironischen Kragenteil a der ivarfcter mit einer« sc"hrä£,en Handel zu verseilen,sodaß die Montage der kutter über einen Wendelweg erfolgt und dabei der Drehsinn gleich ist dem des Anzugs der schraube bei der -/erbiridungsherstellui-g.Jede seLräggestellte Eändelrippe zieht bei Montage der i-Aitter eine entsprechend schräge Eurche in die Bohrwand wenn diese nicht härter ist a.ls das Haterial der kutter und überdeckt bei beendigter montage der Kutter in achs|)aralleler Richtung eine Logenstrecke der Bohrwan.4 deren Sehne dem Sintis des ¥inkels entspricht,den der Rändel zur Lohrungsach^e bildet.Dem Herausdrücken der Hutter aus dem Veij-bindungsteil in axialer Richtung setzt der schräge Rande1 einen wesentlich höheren Widerstand entgegen als der Montage der L-utter, der Deiiiontageweg des geringsten Uiderstandes über die schrägen Rändelfurehen wurde eJber eine Drehung der I-mtter im Gegensinn zu der bei ihrer iiont^ge eriolgten verlangender aber beiiii Eindrehen einer Schraube nicht zur Verfügung steht,weil diese die Kutter in ihrem eigenen und damit dem Einzugssiniie aeo li&ndels mitzunehiaen versucht,also ein dex· J^ösung der iiutter au^ dem Verbindungsteil g entgegengesetztes Drehmoment auf sie ausüöt.

Dez* "Widerstand der hutter gegen Herausdrücken aus dei. sie nalteruen _serbindunr;steil beim Einziehen einer üchraube csber- oann nicht grob genug .-5ein,vjenn dieser Arbeitsvorgang dui^ch ί-..ecLanisclie Schraub^;eräte verx'iclitet 'wird,bei deren fiandiiaburig auch ein axialeL- j.'ruck auf die Mutter ausgeübt v;irc:.₉v/ie er bei '.Sinüx'ehen der ochraubeii von Hand

die .'ra^cnifiutterri^die nici.t d.-^cli die bohrung,sondern äiit .eis Einsculaf·; fcontiex-t iverden können (Fig.2) gilt ±i± Eezu. · tteX QJGTi Kragen a,b,c da,:_c-,leiche wie für die dux'ch die !•XihTuti ; luontiex'baren (S¹Ig- 1).j3ie~'}5i,sIs dieser Äusf 'uhvwi^s- r.cy Lrai enTiuti,e:r 1st aber über ihj'fc CewincäeLÖiie hinaus

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verlängert mit einem drehsymmetrischen-Oder polygonalen Bund f (Fig*2.), dessen InnendurcHm.esser größer ist als der henndurcimesser.des. Muttergewindes.Dadurch trifft, der oetzschlag für die hontage der Kutter auf einen Querschnitt, der wesentlich -kleiner ist als aer Querschnitt dex· Kutter im Bereich ihres Gevindes,sodaß bei zu starkem Schlag auf die Mutier ,die liesteiiergie ,die noch vorhanden ist, wenn, die i-iutterabschnitbe schon am Ve. -bindungsteil anliegen,durch elastische und eventuell plastische Verformung des Schutzringes verbr au ciit und somit eine ο tauchung des Ge-.'indes vermieden wird.

Die beschriebene neue Kragenform a,b,c,der Mutter ist in gleicner V/ei se für harte und weiche Verbindungsteile g verwendbar,wobei der Unterschied der Kragenmutter nur in kleineren oder größeren winkeln des konischen Teiles a des Haltekra^ens a + b besteht»-

Die erfindun.:-,sgemäße· schraubensicherung für Kragenmuttern bestellt aus einer oder mehreren Aussparungen e von der, dem Kragen entgegengesetzten Seite her, (I'ig. 1 u.2).Die wirkungsweise dieser Maßnahme ist.folgende: In die montierte» sich also im Verbindungsteil g selbsthaltende Kragenmutter kann die Verbindungsschraube zunächst normal eingeschraubt werden.Wenn aber dann die Kragenmutter beim Anzug der Verbindung belastet.,und ihre Abschnitte dadurch auf Biegung beansprucht werden,haben diese durch die Aussparung (en) die Möglichkeit ,nachzugeben, bis das Bolzen_f;ewinde eine, weitere Keaktionsbewegung der Mut-erabschnitte auffängt.^eren Biegebeanspruchung v/ird also teilweise auf den Schraubbolzen übertragen,über ihre,sich verengenden Gewindeteile stützen sich die Mutterabschnitte am Gewinde der Schraube ab.Dabei verschwindet in dem oder den letzten Gängen des Muttergewindes zunächst das Spiel zwischen diesem und dem Bolzengewinde und es bildet sich,je nach der Stärke des Anzugs dee Verbindung ein entsprechender Ia^eßdruck zwischen Schrauben- und Muttergewinde aus,dessen Folge wiederum ein von anderen Einflüssen unabhängiger' Widerstand gegen Verdrehung der Schraube,also" deren Sicherung gegen ungewollte Lockerung,ist.Die für diesen" Sicherung.seffekt erforderliche

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Verformung der uutterabschnible unter ihrer Biegebelastung kann eine nur elastische oder auch plastiscne sein.Die Tiefe der Aussparung (en) der Kragenmutter ist ein Maß für den Grad der "Delasturif>;,bei welcher die Bolzensicherung wirksam wird, die i-sreite der Aussparungen) ein haß für die otarke der Sicherung an sich,denn der Preßdruck auf das Schraubengewinde erhöht sich nur solange,bis sich die Hutterabscnnitte wieder selbst aneinander abstützen.

Die Scüraubansicherurig der Kragenmuttern kann also den Bedürfnissender Praxis durch entsprechende jjiraensionierung der l'iefe und .reite der Aussparung (en) unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften der kutter weitgehend angepaßt werden.

V/ird die verbindung wieder gelockert,so verschwindet die Bolzensicherung nur im Bereich dex* elastischen Verformung der hutterabschnitte,bleibt also,soweit ihr Anteil auf deren plastischer Verformung beruhte,erhalten.Dies hat den vorteil, daß der Bol2en,nach einmaligem kräftigen Anzug wieder gelockert werden kann und ohne Vorspannung gegen Uelbstverdrehung von der Kragenmutter her gesichert bleibt.Wird er aber ganz entfernt,so läuft er,sobald sein Gewinde die untersten verengten Gänge des MutbergeWindes verlassen hat,leicht und normal wieder aus und wird er von neuem in die bereits einmal belastet gewesene butter wieder eingeschraubt,so wird erst bei Durchgang seines Gewindes durch die verengte Gewindezone der Mutter ein Drehmoment benötigt,das den Prefireibungswiderstand zwischen den in Kontakt stehenden Gewinden überwindet.

Bei den konventionellen Schraubensicherungen durch IFederringe oder -scheiben ist nur unter Vorspannung der Schraube bzw. Belastung der Verbindung ein Sicherungseffekt zu erzielen. Außerdem sind solche Sicherungselemente 5>zusätzliche Verbindungsteile. Auch jene bekannten Schraubensicherungen die aus Plastikringen in der Mutter oaer -pfropfen im Bolzen oder von Mutier und Bolzen unabhängige -scheiben bestehen,' sind Zusatzteile für die Schraubensicherung.Diesen bekannten

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ochrauuensi-ciierurifjet· ;..egenüber hat die,voncfer Kx^vagc.nmubtex* selbst ausgehende,folgende Vorbeile: Llie besteht nicht aus einem besonderen Elemer.jgt ,sondern nur aus einer, an der i.utter ^; selbst vorzunehmenden,Material entfernenden Maßnahme,der Bolzen kann beim erstmaligen Herstellen der Verbindung über die ..;.nze unbelastete Einschruublan^e seines Ge-. inues ,unbehiriüert von bicLerun&soleiLfcnten einlaufen und schliesslich ist die Sicherung" der KragenmutLer nicht tempera burabhan.;;ig, wie die oicnerungen durch Kunststoffteile,die bei schon verhältnismäßig noch niedrig;en Wärmegraden ausfallen. JJas Prinzip der bolzensiciiex'naeri Krageiimuti-er is L t.uc.·. für gewchn-Iiehe Muttern ai-»-/enabar,wenn der Bohrlochdurchruesser gegenüber iJolzendurcir.i.esser soweit vergröLert wird,daß die Kutter auf Biet-,un>.; beanspruchb wird.

Die Zeiciinungen stellen dar:

Eine der möglichen Ausführun^sformen einer,durcn das Bohrloch h des Verbindun^steils g montierbartη Kr..genmutier,mit ihrem,von der Mutcerbasis d bzw. dem .oicherungskragen c, durch die Aussparung b abgesetzten,mit einem schrägen Rändel R versehenen konischen Kragen a,der seinem Winkel nach für vorzugsweise weicheres Verbindungsmaterial bestimmt ist.Der, von der Mutterbasis her vorgenommene Einschnitt e bewirkt die,bei Belastung der Kragenmuttex* einsetzende Schraubensicherung. Die gestrichelten,miteinander einen spitzen Winkel bildenden Linien in der Aussparung e stellen deren günstigste Form dar die aber fertigungstechnisch nur schwer realisierbar ist.

gig. 2

Eine Kragenmutter,für Montage durch Einschlag in die Bohrung h bestimmt,mit einem Konus- und Rändelwinkel für vorzugsweise härtere Verbindungsrnaterialien g,einem Schutzbund f und Aussparungen e für die Schraubensicherung der I.ragenmutter.

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In ft,£ Md C die Anstellung des neuen. Haltekraicens a + b durch eine - Aussparung: b des ursprünglichen Lr- gens u, sowie Lage und Äusi'ührunKs.foraen .des üicherur^-skragens c,unter

it der veränderten Εογε des Laltekragens,.

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Gewönliche "ocriraubverbiriduni? mit Scnraubensicherung durch Aussparungen in der Mutter nach dem-System-der io?agenmutternsicherung. ■ :

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Claims (2)

Paten ■'. ans prü ehe

1. Kr^enmuttern nach Patentanmeldung 41 421/XII/47a,dadurch gekennzeichnet,daß der ursprüngliche Ilaltekrr^.eii u in 2. Funktionazonen a + b aufgeteilt ist,von denen die 1. den konischen T'ragenteil a,der «ich ϋΐ er den BohrlochdurclxTiesnex h des Verbindungsteile β erv.'Oitei-t ,ausmacht und die 2« ,zwischen den. Kraben teil a und dem "icheriin, f:]..r^cen c tzv;» der Lutterbasis d gele ,ere,Pure; messer :vü: weist, die , Icich oder kleiner sind als der i'-ohrlochdurc;.-.<es;\cr h.

2. i:r«'i(-:enr.iuttem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da^ öie einen ,uicherunyskraten c aufwei&eii Iz'innen,der entweder in der bereits in der J'atc-iitanüteldun^ 4-i 4J1 /Xil/4?a definierten Foru μ aas. etildeI- sein kann, od«E.r cJesnen JXOliJJtanteu l,m die hatheten. eintii recht— \.^!inlvli_t;,en Dreiecks D,E,χ ,iiJLt aer ursprünglichen .^i'ci'illinie η als i^ypotenuse bilcen.

3. ivra,%eiimutterri nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet;, da-· der,den i'reLsitz mit der Bohrwand bildende Ivra^enteil a mit einer schrägen Iianaelunf, K versehen ist, deren Rippen in entgegengesetzten üinij v.^;ie das Lutterzur Gewinde achse geneigt sind.

Kra:.,enEiuttem,durch Einschlag montierbax*e,nach Patentanmeldung 41 421/XII/47a und Anspruch 1,3 und 3,dadurch gekciiiizeichnetjdaij sie u ihrer..,ueu Xr^en ent-. ;jü(jtfiji: wsetztüii und© über luv Gewinde hini.ue ?iit oi; o..i Bund i' verlangort sind,dessen Iiiuendurchiteaser t;röijor ist als dc-j' Cxe.iv.Lnaeaui.tudurchines .^;er ciex* Iiuttorii.

Kr^?!^.eriffiuttern nr.ch Patentanr- el dung 41 421/XIl/47a dadurch .el-eniiscichr.ctjd· B sie von ihrer,den Ira^ enr nd eutge-..;t.ngc-se taten Seite her- ία it einer oäor mehreren Aussparungen c ve;*'-3oiien sin«.l,du:'ch v/olcl ο eine iJchrauben-Biciierung be-.nr'it wird.

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6. Kr.agemauttem nach Anspruch 5»oa&urch daß von der Tiefe der Aussparung(en) e das des Behraubbolzehs abhängtγβ&ί "dein seine wlfeherurijg durch die Kragenmutter wirksam 'Wird und von ihrer Lx-elte t.er" · Gx'ad der möglichen PreBkraft 'der untere^ Gev/ifj.detiö He der ."utter auf das

?. ochr. ubens.i c .ex"un,j ^ r-.ch Anspruch "3 uuC 6'(ia<]ux»ch gekennzeichnet, d. .ß^iiie a iCli für t,ewöhnlich.e I/ut»fc-^ra b.x.\,eiidbar i fit ,wenn diese an ihrer,;.icirt am Verbinaungsteii. anüe-,,ender.' eite mit Ausspar^ABg;en e verseien sind aUnd c^!ie Muttern aucii auf Pieguno beansprucht -·.c-;röen>indem u.er BohruiigsdurchBiesser h im Verbindunc_;steii _f> größer .lot, als der GewindedurchnieBifer des

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