DE1450958A1

DE1450958A1 - Dichtungsmutter

Info

Publication number: DE1450958A1
Application number: DE19641450958
Authority: DE
Inventors: Hollinger Robert Franklin
Original assignee: Eaton Yale and Towne Inc
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1963-05-29
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1018467A

Description

Dichtungsmutter

Die Erfindung betrifft Dichtungsmuttern, die nicht nur zur Befestigung von Teilen mittels Gewindeelementen, wie eine Schraube, ein Bolzen
oder ein Stift dient, sondern auch zur Bildung einer Abdichtung um das Schraubengewinde herum, um die Öffnung zu vergeh!iessen, durch welche
der Bolzen, die Schraube oder der.Stift geführt ist.

Es wurden bereits Sicherungsmuttern mit Einsätzen vorgeschlagen, die
aus einem: Kunststoff, wie Nylon, bestehen und sich in Eintiefungen ode Ausnehmungen befinden, die angepaßte konische Grundflächen von 3° haben, welche dazu dienen, den Kunststoff nach innen zu drücken, wenn
die Mutter festgezogen wird, so daß sie'eine Sicherungsmutter bilden..
Nylon tat jedoch hinsichtlich seiner Härte nicht stabil, da sich diese mit der Feuchtigkeit verändert. Wenn Hylon einige Zeit gelagert worden

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I T V/ V V W V/

ist, "besonders im Falle einer verhältnismässig trockenen Atmosphäre, wird es so hart, daß bei einem verhältnismässig flachen Winkel von "beispielsweise 3° am Grund der Eintiefung oder Ausnehmung zur Aufnahme des Einsatzes das Nylon nicht so weit gebracht werden kann, daß es zur Bildung einer atrömungsmitteldichten Abdichtung, die gleichzeitig als Sicherungsmutter dient, ausreichend fließt. Kunststoffe, wie Nylon, wurden bisher dem Gummi vorgezogen, um eine Unterlegscheibe zu erhalten, die etwas gelockert werden kann, wejan die Mutter abgeschraubt wird, und die sich nicht in das Gewinde rollt und mit diesem verklemmt oder nach dem ersten Pestziehen der Mutter unbrauchbar wird.

Es ist kein zufriedenstellender Weichmacher bekannt, der angewendet werden kann, nachdem eine Nylonabdichtung geformt worden ist, um ihre Stabilität hinsichtlich der Härte aufrecht zu erhalten»

Es gibt zwar bestimmte Kunststoffe, wie Polyurethan und.Polyvinylchlorid, welche verhältnismässig stabil sind, sie sind jedoch teurer als Nylon.

Aufgabe der Erfindung ist die Lösung der vorerwähnten Probleme und die Schaffung von Dichtungsmuttern, welohe mit Erfolg und wirksam unabhängig von dem Feuchtigkeit3zustand zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Mutter aufgebracht wird, oder 4er Zeitdauer, während weicher die Mutter oder der Einsatz vor dem Gebrauch auf Lager gehalten ist.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben eich aus

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der nachfolgenden Beschreibung.

Statt der Abschrägung des Grundes der Eintiefung oder der Unterseite des Einsatzes wird erfindungsgemäß ein Yt'inkel von 45 oder ein steilerer *inkel für den abgeschrägten Teil der Eintiefung der Mutter und

ο ein kleinerer oder flacherer Winkel, von beispielsweise 30 , oder ein völlig flaches Ende am Ende des hohlen zylindrischen Einsatzes vorgesehen*

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigern

Pig. 1 eine Ansicht im Schnitt durch die Achse einer erfindungsgemässen Mutter ohne Einsatz;

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Mutterj

Fig. 3 einen Aufriß, teilweise im Längsschnitt, eines Einsatzes, der in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Mutter verwendet werden kann;

Fig. 4 eine Ansicht im Aufriß, teilweise im Schnitt, einer zusammengebauten Dichtungsmutter mit eingesetztem Einsatz, jedooh" vor dem Festziehen der Mutter auf einem zu befestigenden Gegenstand und

Fig. 5 eine Sclinittansicht der Verschraubung, nachdem die Mutter fest-

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gezogen worden ist.

In den verschiedenen Figuren "bezeichnen gleiche Bezugs ziffern gleiche Teile.

Die Zeichnung zeigt eine Mutter 11 aus einem geeigneten Material, wie Stahl oder ein Nichteisenmetall, von ausreichender Festigkeit zur Befestigung gegen eine Fläche 12 mittels einer »Schraube IJ, auf welche die Mutter mit Hilfe eines Schraubengewindes I4 herkömmlicher Art aufgeschraubt wird.

Zur Abdichtung der Öffnung an der Fläche 12 um die Gewindegänge der Schraube !J herum ist ein Einsatz bzw« eine Unterlegscheibe I5 aus einem geeigneten Dichtungsmaterial vorgesehen. Zur Aufnahme des Einsatzes 15 ist die Mutter 11 mit einer Eintiefung oder Ausnehmung 16 ausgebildet. Die Eintiefung 16 ist mit einem abgeschrägten Unterted 1 17 von konischer Form versehen, so daß wenn die Mutter 11 gegen die Fläche 12 festgezogen wird, das Material des-Einsatzes 15 nach innen gegen die Schraube I3 sowie gegen die Flächen der Eintiefung bzw« der Ausnehmung 16 gedrückt wird. Wenn dies geschieht, werden die Kutter 11 und der Einsatz I5 ein einziges Gebilde.

Vorzugsweise ist eine im wesentlichen zylindrische Fläche 18 der Eintiefung 16 mit in der Längsrichtung angeordneten Nuten oder Rippen 18· versehen oder in anderer Weise so ausgebildet, daß die Aussenl'läche des Einsatzes I5 erfaßt wird und sich dieser mit der Mutter 11 dreht, wenn, die letztere von der Schraube I3 beim Auseinandernehmen der Mut-

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ter 11 und der dutch die Fläche 12 dargestellten Teile gelöst wird.

Der Einsatz bzw. die Unterlegscheibe 15 besteht aus einem Stoff von ausreichender Härte und Steifigkeit, so daß er seine Form beibehält, wenn er mit der Mutter 11 gelöst wird, und mit den Muttern 11 durch selbsttätig arbeitende Maschinen vereinigt werden kann, beispielsweise von der in der USA-Patentanmeldung Nr. 246.935 vom 26. Dez. I962 beschriebenen Art. Dae Material des Einsatzes I5 muß jedoch ausreichend elastisch sein, damit es nicht nur in Reibungskontakt mit den Aussenkanten des Gewindes der Schraube IJ zur Bildung einer Sicherungsmutter kommt, sondern auch den Raum um und gegen die Fläche der Gewindegänge der Schraube IJ füllt.

Nylon hat viele wünschenswerte Eigenschaften zur Verwendung für den Einsatz I5, jedoch kann Hylon, wenn es in trockener Atmosphäre gelagert worden ist, zu hart geworden sein, um in ausreichend innigem Kontakt mit den Fläohen der Gewindegänge der Schraube I3 gedrückt zu werden, wenn der herkömmliche flache Winkel von etwa 30 am abgeschrägten unteren Teil I9 des Einsatzes 15 und an der konischen Fläche I7 der Ausnehmung 16 in der Mutter 11 verwendet wird. Daher wird, um sicherzustellen, daß leioht eine ausreichende Kraft auf den Einsatz I5 ausgeübt werden kann, um diesen in innigen Kontakt mit den Flächen der Gewindegänge der Schraube I3 zu Abdichtungszweoken zu treiben, der fixikel, welohe die konischen Elemente der konischen oder abgeschrägten Fläohe 17 »it der Fläche 12, d.h. mit einer zur Achse des Einsatzes 15 und der Huttsr 11 senkrechten Ebene, einschliesseni grosser gemacht ale der leigungswinkel der Fläche I9 des Einsatzes I5 mit Bezug auf

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die gleiche zur Achse des Einsatzes 15 und der Mutter 11 senkrechte Ebene. Bei der dargestellten Anordnung beträgt der Neigungswinkel der Fläche 17 und der Mutter 11 etwa 45 > während der Neigungswinkel der Fläche 19 des Einsatzes 15 kleiner ist. Gegebenenfalls kann der Winkel dieser letzteren Fläche bis auf Null verringert werden, so daß die ünterkante des Einsatzes 15 völlig flach X3t.

Um die Einsätze 15 und die Muttern 11 in ihrem zusammengebauten Zustand zu halten, während sie sich auf Lager befinden oder während sie geliefert werden und bevor die Mutter 11 gegen die Fläche 12 geschraubt worden ist, um den Einsatz 15 gegen das Gewinde der Schraube IJ zu pressen, können die Einsätze durch Eindrücken, wie bei 21gezeigt, in ihrer Lage gehalten werden.

Es ist ausserordentlich wichtig, sicherzustellen, daß ausreichend Nylonmaterial um die Schraube IJ herum vorhanden ist, um ein Lecken zu vermeiden. Unterhalb der Eintiefung 16 und um die Gewindegänge der Mutter 11 herum ist daher eine Auebohrung 22 vorgesehen. Die Ausbohrung 22 hat, wie gezeigt, einen grösseren Durchmesser als der Aussendurchmesser des Gewindes der Mutter 11 beträgt, jedpoh einen ausreichend kleineren Durchmesser als die Ausnehmung 16, damit die schräge konische Fläche 17 in der Ausnehmung 16 beibehalten wird. Menn die Mutter 11 gegen die Fläche 12 festgezogen wird| füllt das Nylonmaterial die Ausbohrung 22 um das Schraubengewinde herum aus und bildet eine Abdichtung, die ein Lecken verhindert. Etwas Nylonmaterial bricht in den Raum zwischen den Flächen des Gewindes der Mutter 11 und der Schraube 13 durch und kann ein Splitter dieses Materials abbrechen, nenn das

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Mutter- und Einsatzgebilde von der Schraube I3 gelöst wird. Hierdurch wird jedoch weder die Dichtigkeit der Dichtung noch deren Wirksamkeit als Sicherungsmutter beeinträchtigt. Die beschriebene Anordnung ergibt eine zwangsläufige Abdichtung sowie einen Vorrat an plastischem Einsatzmaterial in der Ausbohrung, um eine zwangsläufige Abdichtung sicherzustellen, wenn das Befestigungsmittel wiederverwendet wird.

Die beschriebene Ausbildung gewährleistet, daß die Gewindegänge durch die untere Fläche 23 der Ausbohrung 22 durchbrechen. Bei der dargestellten Anordnung wird daher eine zusammenhängende Umfangsdichtungsfläche zwischen der Ausbohrung 22 und dem plastischen Einsätzmaterial an einer Stelle radial ausserhalb der Gewindegänge erhalten.

•Nachdem die Mutter 11 und der Einsatz I5 zusammengebaut und, wie bei 21 gezeigt, eingedrückt worden sind, wird das Nylon dadurch weichgestellt, daß das vereinigte Gebilde in einen Weichmacher, wie Äthylen-

o glykol, von einer geeigneten Temperatur, beispielsweise zwischen 60 und 7° C (140 und I60 F) während eines Zeitraums von etwa zwei Stunden, gelegt wird. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch diejenigenEigenschaftfen erzielt werden, welche erforderlich sind, um das Nylon bearbeitbar und biegsam zu machen. So lange die Einsatz-Mutter-Gebilde ausreichend dicht verschlossen gelagert werden, beispielsweise in den Kisten, in denen sie verpackt sind, können sie einige Zeit gelagert bleiben, ohne daß sie, selbst in einer verhältnismässig trockenen Atmosphäre, ihren Zustand verlieren, in welchem sie bearbeitbar und biegsam aind. Naoh einem Zeitraum von einem Monat in unverpacktem Zu-

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stand und in einer Atmosphäre von Io ^l/o Feuchtigkeit, würde jedoch das Hylon zur Abdichtung zu hart werden, sofern nicht der Winkel der Fläche 17 der Mutter beträchtlich grosser als der Winkel der Fläche 19 des Einsatzes 15 gemacht wird, wie bereits beschrieben. Nach einem Zeitraum von vier Monaten erfordern die verpackten Dichtungsmuttern ebenfalls diesen Unterschied im Winkel, damit eine einwandfreie Abdichtung erzielt werden kann.

Unter bestimmten Bedingungen, unter welchen Kosten keine Rolle spielen, kann eine Abdichtung mit Hilfe von Einsätzen erreicht werden, die aus Materialien, wie Polyurethan, beispielsweise das unter der Handelsbezeichnung "Estane" in den Handel gebrachte Material, oder Polyvinylchlorid bestehen, wobei, wenn ein solches Material ausreichend fließt, der beschriebene Winkelunterschied nicht erforderlich ist.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche ι

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Claims

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f > t a η t t η a ρ r ü oh a ι

1· Mutter Kit eine» Körper» der auf ein ttewindeeles.ent aufgeschraubt verdea keim uad eise Ausnehmung aufweist» in welcher sich ein ver· formbar** *insat* Befindet» dadurch t;ekennse lohnet» daü die Ausnehmung (16) eine Bodenwand (17) aufweist» diti von der Au&senkante der Ausnehmung (16) sun Gewinde (14) der butter schräg verläuft «ad die ss&aohbart ihrer Innenkante mit einer Auabohrung (22) versehen ist» «sieht das Gewinde umgibt» so daß der Lünsatz dis Aue· bohrung ausfüllt und alt dem Oewlndeeleoent eine Mohtunu* bildet·

2· Mutter nach Anspruoh 1» dadurch gekennseioimct» doü dor 1-lneat* (15) eine schräge Bodenflache (1$>) besitzt» deren Koigunü einen kleineren Winkel als die Bodenwand (17) der Auonohmunj (16) hat·

5· Mutter »»oh Anspruoh 2» dadurch gekennseiohnet» uan dleüodenwand (17) ftit eiaea Winkel von etwa 45° und die Bodenfläche (Vj) des üiasatses alt einen Winkel von Jo⁰ geneigt sind» welohe beiden Winkel alt 3ss»« auf ein« sur -Achse des %nsatsss eenkreehte Ebene geasessn sind·

4· Mutter nach Asm vorangehenden Ansprüchen» dadurch gekennselohnst» da£ dl« >ii»nehsung (Ιέ) sins aufgerauhte Innenfleohe (18) sur Att» l»*;e der iu«»snfläohe dss Sinsatsss (1$) aufweist» weloh letsterer

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-loin seinem Aussendurehmesscr 30 bemessen iat, dail er festen *>it» in der Ausnehmung (16) hat, so daß bei^ Zusammendrücken dee *>inaatzos beii: Festziehen der iärtter da« Material des ^insataes in Antriebseinjriff mit der Innenfläche (Ig) gedruckt wird, eo daß sioh der Einsatz mit der butter dreht·

5· i-iUtter nach den vürui^ehenden /meprUoLua, dadxiroh gekennsoiolinet» daß der Linaatü (15) aus Jylon hergoatullt lot·

6· läzttcr nach Anspruch 5, dadurch ^kennzeichnet, daß der mit der Mutter vureinigte Jinaat» in Ätliylen^lykol von einer temperatur znisehen 65°U und Iq⁰O (15o^O£ und I60 V) während etwa awei stunden ü't worden iat·

7« Mutter nach den Ansprüchen 1-4» dadurch (jekenneeichnet, daß der Lineatz aus Polyurotban hergestellt iet.

Θ. Gitter nach den Ansprüchen 1-4* daduroh eekenneeiohnot, daß der Einsät* aus Polyvinylchlorid hergestellt ist·

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