DE19532709A1 - Mutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mutter mit Antriebsteil, wie Mehrkant, zum Angriff eines Werkzeuges, und einem Bereich zur Anlage an einem Bauteil sowie einem auf der diesem Bereich abgewandten Seite des Antriebsteiles angeformten, hülsenartigen, in Längsrichtung geschlitzten Klemmbereich mit in Umfangsrichtung zwischen den Schlitzen angeordneten Klemmzungen, wobei sowohl Klemmbereich (mit Schlitzen und Klemmzungen) als auch Antriebsteil durch Massiv-Umformen, wie Kalt- und/oder Warmfließpressen, gebildet sind, und das Innengewinde der Mutter entlang des Antriebsteiles mit konstantem und zumindest über einen Teil der axialen Erstreckung des Klemmbereiches mit sich mit zunehmenden Abstand von dem Antriebsteil verkleinerndem Durchmesser verläuft.

Ähnlich ausgestaltete Muttern sind beispielsweise in der DE- OS 43 07 090 dargestellt und beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Funktion der eingangs genannten Muttern zu verbessern und ein selbständiges Losdrehen - auch nach vollständigem Verlust der Vorspannkraft - aus dem angeschraubten Zustand auch nach mehrmaliger Verwendung zuverlässig zu vermeiden. Weiterhin soll ein gleichmäßiges Klemmoment erzeugt werden, mit geringstmöglichen Streuungen.

Weiterhin sollen nachteilige Einflüsse auf die Klemmoment­ streuung durch Höhenunterschiede, Durchmessertoleranzen und Winkeltoleranzen vermieden oder zumindest reduziert werden.

Dies wird gemäß der Erfindung bei Muttern der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zumindest über einen Teilbereich der axialen Erstreckung des Klemmbereiches die Wandstärke, also die radiale Ausdehnung bzw. der Querschnitt, der Klemmzungen mit sich vergrößerndem Abstand von dem Antriebsteil abnimmt.

Dadurch kann innerhalb der einzelnen Klemmzunge eine verbesserte Spannungsverteilung erreicht werden, die wiederum zu einer ausgeglicheneren Flächenpressung zwischen der Mutter und dem mit dieser zusammenwirkenden Bolzen über die tragende Gewindelänge führt, wodurch beispielsweise ein "Fressen" der Gewindepaarung vermieden werden kann.

Durch ein solcherart flexibel gestaltetes Klemmelement ist ein geringer Klemmomentverlust nach Aufbringung der Vorspannkraft und nach mehrmaligem Aufschrauben und Lösen realisierbar. Weiterhin werden die Klemmomente weniger nachteilig durch unterschiedliche Bolzenflankendurchmesser innerhalb der Flankendurchmessertoleranz beeinflußt. Durch unterschiedliche Gestaltung des Klemmelementes sind unterschiedliche Klemmomente innerhalb eines gleichen Gewindedurchmessers wählbar.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemä­ ßen Mutter kann vorsehen, daß die Wandstärke der Klemmzungen stetig abnimmt.

Während es für bestimmte Anwendungsfälle von Vorteil sein kann, wenn die Wandstärke linear über den Teilbereich der axialen Erstreckung abnimmt, kann es sich andererseits als besonders zweckmäßig erweisen, wenn die Wandstärke nicht linear über den Teilbereich der axialen Erstreckung abnimmt.

Eine besonders vorteilhafter Ausführungsform einer Mutter nach der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, daß die Innen- und/oder Außenflächen der Klemmzungen über den Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Krümmung aufweisen.

Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die Innen- und/oder Außenflächen der Klemmzungen über den Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Neigung bezüglich der Mutternachse aufweisen.

Weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Mutter können derart ausgebildet sein, daß die Krümmung und/oder Neigung der Innen- und Außenflächen der Klemmzungen an voneinander verschiedenen axialen Positionen beginnen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Mutter so gefertigt werden, daß die Außenflächen der Klemmzungen durch eine von einer zur Mutternachse konzentrischen Kreisform abweichende Form gebildet sind, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn die Wandstärke in der Mitte der Klemmzungen größer ist als an ihren an die Schlitze angrenzenden Enden, oder auch bei bestimmten Ausführungsformen kleiner.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung bezieht sich auf Schlitze, die sich zumindest über einen Teil ihrer radialen Erstreckung nach radial innen erweitern. Durch eine derartige Gestaltung der Schlitze im Klemmbereich können scharfe Kanten im Bereich der durch die Schlitze unterbrochenen Gewindegänge vermieden werden, so daß eine Spanbildung durch die Schneidwirkung beim Auf- und Abschrauben zuverlässig vermieden werden kann. Durch diese Reduzierung oder Vermeidung des Abriebs in den Gewinden am Mutterklemmelement und am Bolzengewinde kann die Freßgefahr stark vermindert und der Klemmomentverlust erheblich reduziert werden. Durch eine Verteilung der Reibung auf größere Gewindeflankenbereiche und eine höhere Anzahl an Gewindegängen innerhalb des Klemmteiles ist eine Reduzierung der örtlichen Belastung möglich.

Bei einer solchen Mutter kann es vorteilhaft sein, wenn die Klemmzungen an ihren den Schlitzen benachbarten Enden radial innen eine Anschrägung aufweisen.

Es kann sich auch als zweckmäßig erweisen, die Erweiterung der Schlitze durch eine Verrundung der Klemmzungen an ihren den Schlitzen benachbarten Enden zu bilden.

Allgemein kann es dabei von Vorteil sein, die Erweiterung der Schlitze radial außerhalb des Gewindes beginnen zu lassen.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn der Schlitzgrund zumindest teilweise nicht rechtwinklig zur Mutternachse verläuft, sondern mit einer Ebene, die senkrecht auf diese steht, einen Winkel einschließt, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn der Schlitzgrund nach radial innen hin geneigt ausgebildet wird.

Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung weicht bei einer entsprechend ausgeführten Mutter die Steigung zumindest eines Teiles des Innengewindes von der Norm- Steigung ab bzw. unterscheidet sich von deren Mittenmaß, das sich als arithmetischer Mittelwert aus größtem und kleinstem zugelassenem Maß des betreffenden Toleranzfeldes ergibt. Hierbei kann es - beispielsweise abhängig vom Anwendungsfall - sowohl zweckmäßig sein, die Steigung kleiner, als auch größer auszuführen.

Eine vorteilhafte Ausführung einer derartigen Mutter kann einen allmählichen Übergang von der Norm-Steigung zur abweichenden Steigung vorsehen.

Allgemein kann es von besonderem Vorteil sein, wenn sich die abweichende Steigung zumindest über Teilbereiche des Klemmbereiches erstreckt.

Je nach Anwendungsbereich kann es sich für eine Mutter nach der Erfindung als zweckmäßig erweisen, wenn der Bereich zur Anlage an einem Bauteil plan ist, wenn der Bereich zur Anlage an einem Bauteil radial innen weiter von dem Antriebsteil entfernt ist als radial außen, oder wenn der Bereich zur Anlage an einem Bauteil radial außen weiter von dem Antriebsteil entfernt ist als radial innen. Dabei kann sowohl ein kugelkalottenartiger Anlagebereich, als auch ein kegelartiger Anlagebereich, ebenso wie weitere Ausgestaltungsformen von Vorteil sein.

Als zweckmäßig kann es sich erweisen, sowohl den Gewindebereich innerhalb des Antriebsteiles als auch den Gewindebereich innerhalb des Klemmbereiches nach dem Massiv­ umformen zu bilden, und zwar spanabhebend, wie beispielsweise durch Strehlen.

Andererseits kann es vorteilhaft sein, alle Gewindebereiche nach dem Massiv-Umformen spanlos zu bilden, die durch Gewinderollen, durch Gewindeformen, durch Gewindewalzen oder dergleichen.

Bei einer erfindungsgemäß gefertigten Mutter kann es zweck­ mäßig sei, wenn das Gewinde auf einer NC-gesteuerten Dreh­ maschine hergestellt ist. Durch gleichzeitiges Bearbeiten des Anlagebereiches der Mutter, sowie des Gewindes im zylindrischen und konischen Bereich in einer Aufspannung, ist eine exakte Rechtwinkligkeit der Anlage der Mutter zum gesamten Gewinde gegeben. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mutter kann eine im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Rille im Übergangsbereich zwischen den Gewindebereichen mit konstantem und sich verkleinerndem Durchmesser aufweisen, die sowohl eine hinderliche Spanbildung vermeiden, als auch die Elastizität der Mutter in diesem Bereich gezielt erhöhen kann. Weiterhin kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn ein Druckteller dem Antriebsteil einstückig angeformt ist, wobei es für andere Anwendungsfälle durchaus zweckmäßig sein kann, wenn ein Druckteller dem Antriebsteil angefügt ist. Dabei kann der Druckteller so angefügt sein, daß er auf dem Antriebsteil relativ verdrehbar gehaltert ist. Eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mutter kann vorsehen, daß der Druckteller ein Massiv-Umformteil ist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer erfindungsgemäß hergestellten Mutter kann vorsehen, daß der Anlagebereich des Drucktellers konkav ausgebildet ist, wobei es in diesem Fall zweckmäßig sein kann, wenn Querschnitt, radiale Erstreckung, Krümmung, also die axiale Höhe des konkaven bzw. kegeligen Bereichs, und Werkstoff des Drucktellers derart gewählt sind, daß bei angezogener Mutter - auch nach mehrmaligem Be- und Entlasten - eine im wesentlichen elastische Verformung des Drucktellers auftritt. Mit Hilfe der daraus resultierenden Federkraft kann es in bestimmten Anwendungsfällen möglich sein, einen Vorspannungs- bzw. Verspannungsausgleich beim Setzen der verspannten Teile zu bewirken, sowie einen teilweisen Ausgleich von Unwinkligkeiten von Mutteranlagefläche und Gegenstück zur Schraube zu schaffen. Daraus resultiert eine bessere Anlage und gleichmäßigere Verteilung der Flächenpressung. Außerdem kann durch das Vorhandensein einer - vorteilhafterweise über einen relativ großen Bereich des axialen Federweges gleichbleibenden - Vorspannung das vollständige Lösen der Schraubverbindung stark erschwert werden, da über einen relativ großen Losdrehweg ein durch axiale Verspannung erzeugtes Reibmoment erhalten bleibt.

Als vorteilhaft kann es sich erweisen, wenn der Anlagebereich der Mutter und die ihr zugekehrte Fläche des Drucktellers einen Winkel einschließen, dessen Schenkel von der Mittelachse der Mutter wegweisen. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, beispielsweise hinsichtlich der Vorspannkraftbedingungen, wenn der Winkel zwischen Anlagebereich der Mutter und Druckteller größer ist, als der Winkel zwischen konkav ausgebildetem Anlagebereich des Drucktellers und der Ebene, die an die der Mutter abgewandte axiale Begrenzung des Drucktellers anlegbar ist.

Anhand der Fig. 1 bis 8 sei die Erfindung näher erläu­ tert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Mutter mit angeformtem Druckteller,

Fig. 2 eine Mutter mit angefügtem Druckteller,

Fig. 3 eine Mutter mit angeformtem Druckteller mit konkav ausgebildetem Anlagebereich,

Fig. 4 bis 6 weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Muttern,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung und schematische Darstellungen von Klemmzungenausbildungen und

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer Verschraubung von Bolzen und Mutter mit unterschiedlicher Steigung.

Die in Fig. 1 gezeigte Mutter besteht im wesentlichen aus drei axial zu unterscheidenden Abschnitten, nämlich dem Druckteller 1, dem Antriebsteil 2 und dem Klemmbereich 3. In diesem gezeigten Beispiel sind alle drei axialen Abschnitte, also die gesamte Mutter, einstückig hergestellt. Der Druck­ teller 1 ist an seiner Unterseite 4 plan ausgebildet, während seine axial dem Anlagebereich 4 gegenüberliegende Wandung 5 kegelförmig verläuft, wobei die Spitze des Kegels von der Anlagefläche 4 weg gerichtet ist.

Das Antriebsteil oder der Antriebsabschnitt 2 weist radial außen regelmäßige Verformungen 6 auf, die einen Mehrkant bilden und zum Angriff eines Werkzeuges vorgesehen sind. Der Außendurchmesser dieses Mehrkantprofiles ist kleiner als der Außendurchmesser der Mutter im Bereich ihres Drucktellers 1.

Axial an den den Mehrkant aufweisenden Bereich 2 schließt sich der hülsenartige Klemmbereich 3 an, der an seinem Außenumfang von einer hier kegelig verlaufenden Mantelfläche 7 begrenzt wird, deren Kegelspitze wiederum der Anlagefläche des Drucktellers 1 abgekehrt ist. Weiterhin weist der Klemmbereich mehrere, über den Umfang verteilte, Schlitze oder axial gerichtete Ausnehmungen 8, die sich bis zur radialen Begrenzungsfläche 9 des Antriebsteiles axial er­ strecken, auf.

Im Bereich ihres Innendurchmessers ist die Mutter mit zwei unterschiedlich ausgebildeten Gewindezonen versehen, die bei 10 aufeinandertreffen. Die erste Gewindezone 11 erstreckt sich nach einer kurzen gewindefreien Zone, wie beispiels­ weise einem Zentrieransatz, axial vom Bereich des Drucktel­ lers 1 über den den Mehrkant 6 tragenden Bereich 2 des Antriebsteiles bis in einen Teil der Erstreckung des Klemm­ bereiches 7. Der Gewindeabschnitt 11 verläuft über den gesamten Bereich seiner axialen Erstreckung zylindrisch und geht bei 10 in den Gewindeabschnitt 12 über, der sich zur späteren Bildung einer Klemmkraft aus der Axialrichtung neigt oder biegt und einen solchen Verlauf aufweist, daß sich der Gewindedurchmesser mit größerem Abstand zur Anlagefläche 4 verkleinert.

In dem hier gezeigten Übergangsbereich 10, in dem die zylindrische Gewindezone 11 und der nicht-zylindrische Gewindeabschnitt 12 zusammentreffen, kann eine Rille oder Nut angeordnet sein, die entsprechend der Linie 10 in Fig. 1 im wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft und - ähnlich einem Freistich - tiefer als die Gewindehöhe ausgeführt sein kann. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, daß die Bildung von Spänen verhindert wird. Weiter­ hin ist es dadurch möglich, das Widerstandsmoment der Mutter in diesem Bereich gezielt zu reduzieren und so eine Radial­ bewegung des Klemmbereiches unter optimierten Federungs­ bedingungen zu erzielen.

Dieser Gewindeabschnitt 12 ist bei der hier gezeigten Mutter nach dem Einbringen der Schlitze 8 und der Gestaltung des Klemmbereiches ohne nachträgliches Umformen aus der zylin­ drischen in die hier kegelige Form gefertigt. Das bedeutet, daß das Gewinde nicht in Zylinderform, sondern in davon abweichender Form eingebracht wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Mutter weist die gleichen kon­ struktiven Merkmale auf beziehungsweise ist nach dem gleichen Verfahren hergestellt, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. Als Besonderheit weist diese Mutter jedoch einen separat hergestellten Druckteller 1a auf, der an seiner dem Anlagebereich abgewandten Seite im Bereich seines Innendurchmessers von einer Ausformung 2a, die sich axial aus dem Bereich des Antriebsteils heraus in Richtung Anlagefläche erstreckt, gehaltert ist. Bei dieser Ausgestal­ tungsvariante ist es möglich, den Druckteller aus einem anderen Werkstoff als die Mutter herzustellen, beispiels­ weise aus einem Werkstoff, der andere Federeigenschaften aufweist. Weiterhin ist es möglich, den Druckteller, je nach Anwendungsgebiet, in Umfangsrichtung fest oder relativ zur Mutter verdrehbar zu haltern. Die übrigen Merkmale, wie insbesondere die Gestaltung des Klemmbereiches mit seinen axialen Schlitzen und seinem Innengewindebereich, sind identisch mit dem bisher beschriebenen.

In Fig. 3 ist wiederum eine Mutter mit einstückig daran angeformtem Druckteller dargestellt. Die Besonderheit dieser Mutter besteht darin, daß der Druckteller in seinem An­ lagebereich konkav geformt ist. Unter einer konkaven Form ist dabei ganz allgemein eine nach innen in den Druckteller hinein gerichtete Höhlung zu verstehen, wobei die Form der Höhlung, also der Verlauf der Fläche des Anlagebereiches 4a, beliebig wählbar ist. So kann diese Anlagefläche - in ihrem Verlauf zwischen Innenradius und Außenradius - als Gerade ausgeführt sein oder auch unterschiedliche Krümmungsrich­ tungen, sowie Kurvenradien und -verläufe aufweisen. Das bedeutet, daß beim Anziehen der Mutter, wenn diese mit ihrem Außendurchmesser des Drucktellers zur Anlage kommt, noch ein bestimmter axialer Abstand zu überwinden ist, bis die gesamte Anlagefläche des Drucktellers zur Anlage kommt.

Dadurch wird nach weiterem Anziehen der Mutter der Drucktel­ ler verspannt und bewirkt so - mit dieser elastischen Federwirkung - eine geringere Klemmkraftschwankung bei eventuell auftretenden Höhenänderungen (Setzen) der ver­ spannten Teile. Zweckmäßigerweise wird dabei der Druckteller so ausgebildet, daß er über seinen Querschnitt einen praktisch konstanten Spannungsverlauf aufweist. Die konkav ausgeführte Anlagefläche kann auch an einem separaten Druckteller, wie er beispielsweise in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist, angebracht werden.

Weiterhin kann ein Winkel 13 zwischen Mutterkörper und Druckteller 1a eingeschlossen sein, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Dabei kann dieser Winkel 13 auf den in Fig. 3 dargestellten Winkel 14 zwischen der An­ lagefläche 4a des Drucktellers und dessen Gegenanlageebene abgestimmt sein, so daß er für bestimmte Anwendungsfälle größer ausgeführt sein kann.

Die in Fig. 4 dargestellte Mutter weist die gleichen konstruktiven Merkmale auf bzw. ist nach dem gleichen Verfahren hergestellt, wie dies bisher im Zusammenhang mit den vorangegangenen Figuren beschrieben ist. Diese Mutter weist jedoch keinen Druckteller auf, so daß der Antriebsteil 2 in Axialrichtung weitergeführt ist bis zur Unterseite 4 bzw. bis zu dem Bereich, der an einem Bauteil zur Anlage kommt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Klemmbereich 3 wiederum durch Schlitze 8 und Klemmzungen 15 gebildet. Die Klemmzungen 15 sind hier so ausgestaltet, daß ihre Wandstärke an ihrem freien Ende geringer ausgeführt ist als an ihrem dem Antriebsteil 2 zugewandten Ende. Dies wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die äußere Mantelfläche 7 und die innere Mantelfläche mit dem Innengewinde 12 nicht parallel ver­ laufen, sondern einen Winkel zwischen sich einschließen, dessen Spitze von der Anlagefläche bzw. Unterseite 4 weg gerichtet ist. Außerdem zeigt die Schnittdarstellung in der oberen Hälfte der Fig. 4, daß der Schlitzgrund 16 nicht parallel zur Anlagefläche bzw. Unterseite 4, also recht­ winklig zur Mutternachse verläuft, sondern zumindest teilweise in einem Winkel zur Mutternachse geneigt ist, wobei die Spitze des Winkels in Richtung auf die Unterseite 4 zu gerichtet ist. Abweichend von der dargestellten Form kann der Schlitzgrund 16 auch einen gekrümmten Verlauf aufweisen. Außerdem ist in dieser Schnittdarstellung gezeigt, daß die geneigte Mantelfläche 7 des Klemmbereichs 3 in geringerem Abstand zur Unterseite 4 beginnt als das geneigt ausgeführte Innengewinde 12, so daß das zylindrische Innengewinde 11 zumindest ein Stück axial in den Klemm­ bereich 3 hineinragt. Der Übergang 10 zwischen den beiden Gewindezonen 11 und 12 ist also weiter von der Unterseite 4 beabstandet als der Schlitzgrund 16 bzw. dessen am weitesten von der Unterseite 4 beabstandete Kante.

Durch eine derartige Wandstärkenreduzierung bzw. Verjüngung der Klemmzungen 15 kann die Spannungsverteilung innerhalb des Klemmbereiches 3 bzw. innerhalb der Klemmzungen 15 beeinflußt werden. So kann beispielsweise erreicht werden, daß die Klemmzungen 15 längs ihrer axialen Erstreckung zumindest einen annähernd konstanten Spannungsverlauf aufweisen.

Im unteren Teil der Fig. 4 ist dargestellt, daß die in Umfangsrichtung weisenden Enden 17 der Klemmzungen 15 zumindest nicht über ihre gesamte radiale Erstreckung parallel verlaufen, sondern daß sich die Schlitze 8 nach radial innen erweitern. Dies bedeutet anders ausgedrückt, daß die umfangsmäßige Erstreckung der Schlitze 8 radial außen geringer ist als radial innen. Dies kann beispiels­ weise dadurch erreicht werden, daß die Klemmzungen 15 eine Anschrägung oder Verrundung 18 aufweisen, die einen weiche­ ren Übergang von der Seitenfläche 17 zur Innenfläche 19 bewirkt. Die Einlaufschrägen 18 können dabei je nach Anforderung unterschiedliche Winkel und/oder Verrundungs­ radien aufweisen, die durch das erfindungsgemäße Massiv- Umformverfahren in einfacher Weise gefertigt werden können. Als Werkstoff für derartige Klemmuttern eignet sich bei­ spielsweise Stahl mit einer Materialfestigkeit von 750 bis 1150 N/mm². Die hier gezeigte Ausführungsform der Schlitze 8 und Klemmzungen 15 ist selbstverständlich auf die bisher in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Muttern anwendbar.

Die in Fig. 5 dargestellte Mutter zeigt einen einstückig angeformten Druckteller 1 mit einem konvexen Anlagebereich bzw. einer konvexen Unterseite 4b, die hier als Kugelkalotte ausgeführt ist. Diese Unterseite 4b kann jedoch auch kegelförmig ausgeführt sein oder andere Ausformungen aufweisen, die an den jeweiligen Einsatzfall angepaßt werden können. Die Gestaltung des Klemmbereiches 3 sowie die Fertigung der gesamten Mutter entspricht im wesentlichen den bisher beschriebenen, wobei aus dem unteren Teil der Fig. 4 hervorgeht, daß hier die Abschrägung 18 der Klemmzungen 15 so ausgeführt ist, daß sie annähernd tangential in die Innenfläche 19 einmündet. Die Abschrägung oder Verrundung 18 kann sich auch - abweichend von der Darstellung - über die gesamte radiale Erstreckung, also über die gesamte Wand­ stärke der Klemmzungen 15 erstrecken. Die Anzahl der Klemmzungen 15 ist selbstverständlich nicht auf die hier dargestellten vier Klemmzungen 15 beschränkt, sondern ist - beispielsweise zum Erreichen von festgesetzten Klemmomenten - frei wählbar.

In Fig. 6 ist eine Mutter dargestellt, bei der die Wand­ stärke der Klemmzungen 15, über den Umfang betrachtet, nicht konstant ist. Es ist ersichtlich, daß hier die Wandstärke der Klemmzungen 15 in dem Bereich, der an die Schlitze 8 an­ grenzt, geringer ausfällt als in der Mitte 20 der Klemm­ zungen 15. Dies wird in diesem Fall dadurch erreicht, daß die Außenkontur bzw. die äußere Mantelfläche 7 der Klemm­ zungen 15 in einer Weise ausgebildet ist, die nicht der Kreisform eines konzentrisch zur Mutternachse angeordneten Kreises entspricht. Auch derartige Ausführungsformen lassen sich durch ein Massivumformverfahren problemlos und kosten­ günstig herstellen.

Fig. 7 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Mutter in perspektivischer Darstellung mit einer Klemmzunge 15, deren Wandstärke sich vom Schlitzgrund 16 mit zunehmender Entfer­ nung vom Antriebsteil 2 reduziert. Hier verläuft die Innenfläche mit dem Innengewinde 12 gerade, jedoch in einem Winkel zur Mutternachse geneigt, während die äußere Mantel­ fläche 7 der Klemmzunge 15 eine Krümmung aufweist, die beispielsweise nach einer Parabel geformt sein kann. Durch unterschiedliche Kombinationen von Krümmungen und Neigungen der Innenfläche mit dem Innengewinde 12 und der äußeren Mantelfläche 7 lassen sich unterschiedliche Spannungsver­ teilungen in der Klemmzunge 15 erreichen. Der Übergang 10 zwischen den Gewindebereichen 11 und 12 erfolgt hier auf Höhe des Schlitzgrundes 16, wobei dieser Übergang 10 sowohl nach weiter oben in die Klemmzungen 15 als auch nach weiter unten in den Bereich des Antriebsteils 2 verschoben sein kann. Daraus ergibt sich, daß die Abweichung der Innenwan­ dung 12 von der Zylinderform und die der Außenmantelfläche 7 auf unterschiedlicher axialer Höhe der Mutter beginnen können. Weiterhin sind in Fig. 7 lediglich beispielhaft Zuordnungen von äußerer und innerer Mantelfläche 7 und 12 dargestellt, die in ihrer Ausführung bzw. Zuordnung von Krümmung und/oder Neigung zueinander lediglich als Beispiel dienen. Bei diesen Prinzipskizzen ist die Mutternachse durch die strichpunktierte Linie 21 dargestellt.

Fig. 8 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Bolzen 22 mit aufgeschraubter Mutter, deren Mittellinie wieder mit 21 gekennzeichnet ist und von der die Klemmzunge 15 und der Antriebsbereich 2 im Schnitt dargestellt sind. Hier ist die Gewindesteigung der Mutter kleiner als die des Bolzens 22 ausgeführt, so daß die Steigung der Mutter, da man davon ausgehen kann, daß der Bolzen 22 eine Steigung nach DIN aufweist, in diesem Fall von der Steigung nach DIN nach unten abweicht. Dies ist in Fig. 8 daran zu erkennen, daß die Entfernung 23 für eine bestimmte Anzahl an Gewindegängen größer ist als die Entfernung 24 für die gleiche Anzahl an Gewindegängen 12 in der Klemmzunge 15 der Mutter. Aus den Strecken 23 und 24 ergibt sich eine Differenzstrecke 25, die geteilt durch die Anzahl der Gewindegänge die Größe des "Steigungsfehlers", also die Abweichung der Steigung des Mutterngewindes von der Norm, angibt. In diesem Beispiel ist die Steigung der Mutter kleiner ausgeführt als die Steigung des Bolzens 22, jedoch kann es für andere Fälle vorteilhaft sein, die Steigung des Mutterngewindes größer zu wählen als die des Gewindes des Bolzens 22. Durch einen derartigen "Steigungsfehler" kann eine zusätzliche Klemmkraft bewirkt werden. Es ist außerdem möglich, die Steigung des Gewindes nicht konstant über die Länge, sondern allmählich zu ver­ ändern.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung wei­ tergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeich­ nungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selb­ ständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf­ weisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom­ binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthal­ tenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Ver­ fahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (37)

1. Mutter mit Antriebsteil, wie Mehrkant, zum Angriff eines Werkzeuges, und einem Bereich zur Anlage an einem Bauteil sowie einem auf der diesem Bereich abgewandten Seite des Antriebsteiles angeformten, hülsenartigen, in Längsrichtung geschlitzten Klemmbereich mit in Umfangsrichtung zwischen den Schlitzen angeordneten Klemmzungen, wobei sowohl Klemmbereich (mit Schlitzen und Klemmzungen) als auch Antriebsteil durch Massiv- Umformen, wie Kalt- und/oder Warmfließpressen, gebildet sind, und das Innengewinde der Mutter entlang des Antriebsteiles mit konstantem und zumindest über einen Teil der axialen Erstreckung des Klemmbereiches mit sich mit zunehmenden Abstand von dem Antriebsteil verkleinerndem Durchmesser verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest über einen Teilbereich der axialen Erstreckung des Klemmbereiches die Wandstärke der Klemmzungen mit sich vergrößerndem Abstand von dem Antriebsteil abnimmt.

2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke stetig abnimmt.

3. Mutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke linear über den Teilbereich der axialen Erstreckung abnimmt.

4. Mutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke nicht linear über den Teilbereich der axialen Erstreckung abnimmt.

5. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenflächen der Klemmzungen über den Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Krümmung aufweisen.

6. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenflächen der Klemmzungen über den Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Neigung bezüglich der Mutternachse aufweisen.

7. Mutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung und/oder Neigung der Innen- und Außenflächen der Klemmzungen an voneinander verschiedenen axialen Positionen beginnen.

8. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Klemmzungen durch eine von einer zur Mutternachse konzentrischen Kreisform abweichende Form gebildet sind.

9. Mutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke in der Mitte der Klemmzungen größer ist als an ihren an die Schlitze angrenzenden Enden.

10. Mutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze sich zumindest über einen Teil ihrer radialen Erstreckung nach radial innen erweitern.

11. Mutter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmzungen an ihren den Schlitzen benachbarten Enden radial innen eine Anschrägung aufweisen.

12. Mutter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der Schlitze durch eine Verrundung der Klemmzungen an ihren den Schlitzen benachbarten Enden gebildet ist.

13. Mutter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der Schlitze radial außerhalb des Gewindes beginnt.

14. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzgrund zumindest teilweise nicht rechtwinklig zur Mutternachse verläuft.

15. Mutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung zumindest eines Teiles des Innengewindes von der Norm-Steigung abweicht.

16. Mutter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung kleiner ist.

17. Mutter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung größer ist.

18. Mutter nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch einen allmählichen Übergang von der Norm-Steigung zur abweichenden Steigung.

19. Mutter nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die abweichende Steigung zumindest über Teilbereiche des Klemmbereiches erstreckt.

20. Mutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zur Anlage an einem Bauteil plan ist.

21. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zur Anlage an einem Bauteil radial innen weiter von dem Antriebsteil entfernt ist als radial außen.

22. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zur Anlage an einem Bauteil radial außen weiter von dem Antriebsteil entfernt ist als radial innen.

23. Mutter nach einem der Ansprüche 21 oder 22, gekennzeichnet durch einen kugelkalottenartigen Anlagebereich.

24. Mutter nach einem der Ansprüche 21 oder 22, gekennzeichnet durch einen kegelartigen Anlagebereich.

25. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Gewindebereich innerhalb des Antriebsteiles als auch der Gewindebereich innerhalb des Klemmbereiches nach dem Massiv-Umformen gebildet wird, und zwar spanabhebend.

26. Mutter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebereiche durch Strehlen gebildet sind.

27. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Gewindebereich innerhalb des Antriebsteiles als auch der Gewindebereich innerhalb des Klemmbereiches nach dem Massiv-Umformen gebildet wird, und zwar spanlos, wie durch Gewinderollen, durch Gewindeformen, durch Gewindewalzen oder dergleichen.

28. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde auf einer NC- gesteuerten Drehmaschine hergestellt ist.

29. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Rille im Übergangsbereich zwischen den Gewindebereichen mit konstantem und sich verkleinerndem Durchmesser.

30. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckteller dem Antriebsteil einstückig angeformt ist.

31. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckteller dem Antriebsteil angefügt ist.

32. Mutter nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckteller auf dem Antriebsteil relativ verdrehbar gehaltert ist.

33. Mutter nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckteller ein Massiv-Umform- Teil ist.

34. Mutter nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagebereich des Drucktellers konkav ausgebildet ist.

35. Mutter nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß Querschnitt, radiale Erstreckung, Krümmung (axiale Höhe des konkaven bzw. kegeligen Bereiches) und Werkstoff des Drucktellers derart gewählt sind, daß bei angezogener Mutter eine im wesentlichen elastische Verformung des Drucktellers auftritt.

36. Mutter nach einem der Ansprüche 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagebereich der Mutter und die ihm zugekehrte Fläche des Drucktellers einen Winkel einschließen, dessen Schenkel von der Mittelachse der Mutter wegweisen.

37. Mutter nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Anlagebereich der Mutter und Druckteller größer ist, als der Winkel zwischen konkav ausgebildetem Anlagebereich des Drucktellers und der Ebene, die an die dem Antriebsteil abgewandte axiale Begrenzung des Drucktellers anlegbar ist.