DE19905706C2

DE19905706C2 - Kombimutter mit schräger Unterlegscheibe

Info

Publication number: DE19905706C2
Application number: DE1999105706
Authority: DE
Inventors: Reinhard Mehlberg
Original assignee: Nedschroef Plettenberg GmbH
Current assignee: Nedschroef Plettenberg GmbH
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: DE19905706A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mutter bzw. Schraube.

Bei Muttern und Schrauben bzw. den daraus herzustellenden Schraubverbin dungen sind zum einen Unterlegscheiben unter die Preßfläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes bekannt. Diese Unterlegscheiben erfüllen beispielsweise den Zweck, beim Festziehen der Mutter bzw. des Schraubenkopfes eine Reibung zwischen der Preßfläche und dem darunter liegenden Bauteil zu vermeiden, wodurch die Oberflächenbeschichtung dieses Bauteiles beschädigt werden könnte. Durch die Unterlegscheibe wird erreicht, daß die Unterlegscheibe zum Untergrund in Ruhe verbleibt, und eine Relativbewegung nur zwischen Mutter bzw. Schraubenkopf und Unterlegscheibe beim Festziehen stattfindet.

Weiterhin sind unterschiedliche Methoden bekannt, um das ungewollte Lösen einer solchen Schraubverbindung durch Vibrationen etc. zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt, in das Gewinde zwischen Schraube und Mutter ein Kunststofformteil einzubringen oder einen Klebstoff.

Es ist ferner bekannt, Muttern unverlierbar, jedoch relativ zueinander drehbar, mit Anbauteilen zu verbinden, beispielsweise mit elektrischen Kontaktfahnen oder Distanzhülsen, indem diese über einen ringförmigen Hinterschnitt sowohl axial als auch radial formschlüssig mit der Mutter verbunden sind.

Ferner beschreibt die DE 19 42 369 U eine selbstsichernde Mutter, die mit einer Unterlegscheibe in Form eines Konusscheibenrings mit grösserem Durchmesser, als die Mutter und als einziges Element zwar auch unlösbar mit der Mutter verbunden ist, wobei aber diese Unterlegscheibe eine gleichmäßige Stärke aufweist, d. h. dass ihre Oberseite zur Unterseite nicht geneigt ist.

Die DE 197 01 207 A1 beschreibt eine Unterlegscheibe zum Verhindern des Lösens einer Mutter, bei der die Oberseite zur Unterseite leicht geneigt ist, welche aber mit der Mutter oder einer Schraube nicht unverlierbar verbunden ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kombimutter bzw. Kombi schraube zu schaffen, bei der sowohl ein unbeabsichtigtes Lösen verhindert ist als auch eine Unterlegscheibe zur Schonung des darunter befindlichen Bauteiles vorhanden, insbesondere unverlierbar vorhanden ist und die Kombimutter aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht und kostengünstig herzustellen sowie leichter zu montieren ist, und bei der die Gewinde der herzustellenden Schraubverbindung nicht beschädigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die leichte Schrägstellung zwischen Unterseite und Oberseite der Unterlegscheibe wird beim Festziehen einer erfindungsgemäßen Kombimutter, nachdem die Unterlegscheibe Kontakt mit dem darunter befindlichen Bauteil erlangt hat, durch weiteres Festziehen der Mutter bewirkt, daß sich die Preßfläche der Mutter vollflächig an die schräggestellte Oberseite der Unterlegscheibe anlegt. Dies ist nur möglich durch zunehmende Schrägstellung der Mutter gegenüber der Längsrichtung der Verschraubung, also des Schaftes des Gewindebolzens, auf den die Mutter aufgeschraubt wird. Dies erzeugt in dem Schaft Scherspannungen, die auf den gegenüberliegenden Seiten, also der dicksten und der dünnsten Seite der Unterlegscheibe, gegeneinander gerichtet sind. Diese Scherspannungen bewirken eine Verspannung zwischen dem Innengewinde der Mutter und dem Außengewinde des Schaftes, die so groß ist, daß ein unbeabsichtigtes Lösen der Mutter durch Vibrationen etc. nicht mehr möglich ist.

Durch die unverlierbare Verbindung von Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf muß bei der Montage nur ein statt zwei separater Bauteile gehandhabt werden. Durch die Verhinderung der Querverschiebung der Unterleg scheibe beim Festziehen der Mutter bzw. des Schraubenkopfes, die durch die in Querrichtung betrachtete Keilwirkung der Unterlegscheibe immer auftritt, wird verhindert, daß sich die dünne Seite der Unterlegscheibe mit dem Innenumfang ihrer Durchgangsöffnung beim Festziehen der Schraubverbindung zunehmend gegen das Außengewinde preßt und dieses beschädigt.

Durch den sowohl in axialer als auch radialer Richtung formschlüssigen wenigstens einen und insbesondere radial umlaufenden Hinterschnitt an der Preßfläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes und entsprechenden radial nach innen ragenden Vorsprung der Unterlegscheibe (bzw. analog umgekehrt, also Hinterschnitt in der Unterlegscheibe und Vorsprung an der Mutter bzw. am Schraubenkopf) werden drei Vorteile mit einer einzigen Maßnahme erzielt:

- Unverlierbarkeit zwischen Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf
- Drehbarkeit zwischen Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf, sofern die formschlüssige Verbindung das hierfür notwendige Spiel aufweist
- Begrenzung der Relativverschiebung in radialer Richtung auf die Größe des in der Formschlußverbindung enthaltenen Spieles und dadurch Verhinderung der Anpreßung der Unterlegscheibe an das Außengewinde.

Somit wird ein Kombiteil, also Kombimutter oder Kombischraube, erzielt, welches wie bisherige Kombiteile funktioniert, demgegenüber aber zusätzliche Funktionen besitzt, ohne daß die Herstellbarkeit erschwert wird.

Für die kostengünstige Herstellung derartiger Unterlegscheiben empfiehlt sich das Ausstanzen aus Blechstreifen, die am linken Rand dicker als am rechten Rand sind und eine Breite etwa entsprechend dem Außendurchmesser der Unter legscheiben besitzen, sowie anschließende Kaltverformung des Innenumfanges der Durchgangsöffnung der Unterlegscheibe zur Erzielung des radial nach innen gerichteten Vorsprunges.

Der Formschluß wird nach Inkontaktbringen von Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf zwischen beiden bewirkt, indem der zunächst nur in axialer Richtung vorstehende ringförmige Vorsprung von der Preßfläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes radial nach außen verformt wird.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist am Beispiel einer Kombimutter in den Figuren beispielhaft näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Kombimutter,

Fig. 2 eine damit erstellte Schraubverbindung,

Fig. 3 + 4 eine Querschnittsdarstellung sowie eine Aufsicht der Unterlegscheibe, und

Fig. 5 eine Kombi-Schraube.

Fig. 1 zeigt die aus der Mutter 1 und der unverlierbar, aber drehbar daran befestigten Unterlegscheibe 6 bestehende Kombimutter in der rechten Hälfte in der Seitenansicht und in der linken Hälfte im Querschnitt.

Durch die Mutter 1, die außen den üblichen Außen-Sechskant 4 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels aufweist, erstreckt sich in Längsrichtung 10 eine Durchgangsöffnung mit einem Innengewinde 2 hindurch.

Die auf der Unterseite des dort vergrößerten Außendurchmessers der Mutter 1 ausgebildete Preßfläche 3 geht nicht vom radial äußeren Rand bis zum Innengewinde 2 durch, sondern weist am inneren Ende der ringförmig umlaufenden Preßfläche 3, welche lotrecht zur Längsrichtung 10, also der Durchgangsrichtung des Innengewindes 2, verläuft, einen ringförmig umlaufenden Fortsatz 22 auf.

Dieser im Querschnitt L-förmige Fortsatz 22 ragt schräg von der nach unten weisenden Preßfläche 3 aus nach außen unten, steht also sowohl in Längsrichtung 10 über die Preßfläche 3 vor, als auch radial nach außen über den Innenumfang der ringförmigen Preßfläche 3 vor. Dadurch bildet er mit dem radial inneren Ende der Preßfläche 3 eine rechteckige, trapezförmige oder auch V- förmige Hohlkehle 21 in letzterem Fall mit einem Winkel von kleiner als 90°.

Die Unterlegscheibe 6 ist dadurch unverlierbar aber drehbar an dieser Mutter 1 befestigt, indem - wie besser anhand der Fig. 3 und 4 ersichtlich - die Durchgangsöffnung 9 der Unterlegscheibe 6, die größer ist als der Durchmesser des Innengewindes 2 der Mutter 1, an der Oberseite einen radial nach innen weisenden vorzugsweise analog zur Hohlkehle 21 geformt, also rechteckig, trapezförmig oder ebenfalls ringförmig umlaufenden, Vorsprung 23 aufweist. Im Querschnitt ist der Vorsprung 23, der einstückig zusammen mit der Unterleg scheibe 6 ausgebildet ist, ebenfalls V-förmig, wobei die eine Flanke des Vor sprunges 23 mit der Oberseite 8 der Unterlegscheibe 6 fluchtet, während - im letztgenannten Fall - die andere Flanke von der Innenwandung der Durchgangs öffnung 9 aus schräg radial nach innen vorsteht.

Der zwischen dem freien Ende des Vorsprunges 23 verbleibende kleinste freie Durchmesser der Durchgangsöffnung 9 ist etwas größer als der Außendurch messer am Grunde der Hohlkehle 21 der Mutter 1, so daß zwischen beiden ein geringfügiges Spiel besteht.

Durch das Eingreifen des Vorsprunges 23 in die Hohlkehle 21 kann die Unter legscheibe 6 zwar relativ zur Mutter 1 gedreht, aber nicht von dieser abgenommen werden ohne Beschädigung der Unterlegscheibe 6 und/oder der Mutter 1, wodurch die Unverlierbarkeit gegeben ist.

Der Außendurchmesser der Unterlegscheibe 6 ist etwa so groß wie der Außen durchmesser der Preßfläche 3 der Mutter 1.

Wie in der Ruhestellung der Kombimutter in Fig. 1 dargestellt, liegt die Unter legscheibe 6 dabei nur mit ihrer dicksten Seite an der Preßfläche 3 der Mutter 1 an, sofern wie dargestellt die Kombimutter so gehalten wird, daß sich die Unterlegscheibe 6 unter der Mutter 1 befindet. Die dünnere Seite der Unterleg scheibe 6 hängt so weit von der Mutter 1 herab, bis deren Vorsprung 23 auf der schrägen Flanke der Hohlkehle 21 aufliegt.

Wird eine solche Kombimutter 1 auf einem Gewindeschaft 5 aufgeschraubt - wie in Fig. 2 ersichtlich - so daß die Unterseite 7 der Unterlegscheibe 6 insbesondere vollflächig auf der Anlagefläche des angrenzenden Bauteiles aufliegt, so liegt die Oberseite 8 der Unterlegscheibe 6 insbesondere vollflächig und ringförmig umlaufend an der Preßfläche 3 der Mutter 1 an. Dadurch steht die Mutter 1 mit ihrer Längsrichtung 10 nicht exakt lotrecht zur Längsrichtung des Schaftes 5, so daß eine Verklemmung zwischen der Mutter 1 und dem Schaft 5 erfolgt.

Anstelle einer Mutter mit Innengewinde kann gemäß Fig. 5 auch der Schrauben kopf einer Schraube in gleicher Weise zusammen mit der Unterlegscheibe 6 eingesetzt werden.

Dabei ist zu erkennen, daß die Funktion der Hohlkehle, in welcher die Unterlegscheibe 6 unverlierbar gehalten wird, der Schaftabschnitt zwischen dem Kopf der Schraube, also deren Preßfläche 3, und dem Außengewinde des Schraubenschaftes genutzt wird. In diesem Fall muß die Durchgangsöffnung in der Unterlegscheibe 6 geringfügig größer sein als der Schaftdurchmesser in diesem Bereich, jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Außengewindes.

Dadurch ist es möglich, auf den unbearbeiteten, rohen Schaft der Schraube die Unterlegscheibe aufzuschieben und erst danach das Gewinde, beispielsweise durch Rollen, herzustellen, wodurch eine Durchmesservergrößerung im Gewindebereich auftritt, die die Unterlegscheibe 6 in Längsrichtung festhält, jedoch Drehung relativ zur Schraube gestattet.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Mutter

1

' Schraube

2

Innengewinde

2

' Außengewinde

3

Preßfläche

4

Außensechskant

5

Schaft

6

Unterlegscheibe

7

Unterseite

8

Oberseite

9

Durchgangsöffnung

10

Längsrichtung

20

Querrichtung

21

Hohlkehle

22

Fortsatz

23

Vorsprung

Claims

1. Kombimutter mit
einer Mutter (1) mit einem Innengewinde (2) zum Aufschrauben auf einen Schrauben- oder Bolzen-Schaft (5) mit einem Außengewinde passend zum Innengewinde (2) der Mutter (1),
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) der Mutter (1),
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Mutter (1) unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.

2. Kombimutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer in radialer Richtung formschlüssigen Verbindung zwischen der Mutter (1) und der Unterlegscheibe (6) besteht.

3. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unverlierbare Befestigung zwischen der Unterlegscheibe (6) und der Mutter (1) eine relative Drehbarkeit zueinander um die Längsrichtung (10) der Verschraubung zuläßt.

4. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) aus einem quer zu ihrer Hauptebene kaum komprimierbaren Material, insbesondere aus Metall, besteht.

5. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) und die Mutter (1) über einen Hinterschnitt, insbesondere über einen umlaufend ringförmigen, insbesondere durchgehenden, Hinterschnitt sowohl in axialer als auch in radialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind.

6. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der formschlüssige Hinterschnitt in einer V-förmigen Hohlkehle (21) besteht, die zwischen der außen umlaufenden, ringförmigen Preßfläche (3) und einem radial innerhalb der Preßfläche (3) angeordneten, axial über die Preßfläche (3) vorstehenden sowie radial schräg nach außen gerichteten ringförmig umlaufenden Fortsatz (22) besteht.

7. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig umlaufende Fortsatz (22) außerhalb des Innengewindes (2) der Mutter (1) angeordnet ist.

8. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) am Innenumfang ihrer Durchgangsöffnung (6) an der Oberseite (8) wenigstens einen radial nach innen weisenden, insbesondere ringförmig umlaufenden, Vorsprung (23) aufweist, der in die Hohlkehle (21) paßt.

9. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Hohlkehle (21) in Längsrichtung (10) gemessen geringer ist als die Dicke der Unterlegscheibe (6) an ihrer dünnsten Stelle.

10. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (9) der Unterlegscheibe (6) an ihrer engsten Stelle größer ist als der Nenndurchmesser des Innengewindes (2) der Mutter (1).

11. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Unterlegscheibe (6) kleiner oder maximal gleich groß wie der maximale Außendurchmesser der Mutter (1) ist.

12. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Oberseite und der Unterseite der Unterlegscheibe (6) zwischen 0,5° und 3°, insbesondere zwischen 0,8° und 1,5°, beträgt.

13. Kombischraube mit
einer Schraube mit einem Außengewinde (2') zum Einschrauben in ein passendes Innengewinde,
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) des Schraubenkopfes
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Schraube unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.

14. Kombischraube nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer in radialer Richtung formschlüssigen Verbindung zwischen der Schraube und der Unterlegscheibe (6) besteht.

15. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unverlierbare Befestigung zwischen der Unterlegscheibe (6) und der Schrau be, insbesondere dem Schraubenkopf, eine relative Drehbarkeit zueinander um die Längsrichtung (10) der Verschraubung zuläßt.

16. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) aus einem quer zu ihrer Hauptebene kaum komprimier baren Material, insbesondere aus Metall, besteht.

17. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) und die Schraube über einen Hinterschnitt, insbesondere über einen umlaufend ringförmigen, insbesondere durchgehenden, Hinterschnitt sowohl in axialer als auch in radialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind.

18. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der formschlüssige Hinterschnitt in einer V-förmigen Hohlkehle (21) besteht, die zwischen der außen umlaufenden, ringförmigen Preßfläche (3) und einem radial innerhalb der Preßfläche (3) angeordneten, axial über die Preßfläche (3) vorstehenden sowie radial schräg nach außen gerichteten ringförmig umlaufenden Fortsatz (22) besteht.

19. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig umlaufende Fortsatz (22) außerhalb des Außengewindes (2') der Schraube angeordnet ist.

20. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (6) am Innenumfang ihrer Durchgangsöffnung (6) an der Oberseite (8) wenigstens einen radial nach innen weisenden, insbesondere ringförmig umlaufenden, Vorsprung (23) aufweist, der in die Hohlkehle (21) paßt.

21. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Hohlkehle (21) in Längsrichtung (10) gemessen geringer ist als die Dicke der Unterlegscheibe (6) an ihrer dünnsten Stelle.

22. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (9) der Unterlegscheibe (6) an ihrer engsten Stelle größer ist als der Nenndurchmesser des Außengewindes (2') der Schraube.

23. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Unterlegscheibe (6) kleiner oder maximal gleich groß wie der maximale Außendurchmesser des Schraubenkopfes ist.

24. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Oberseite und der Unterseite der Unterlegscheibe (6) zwischen 0,5 und 3°, insbesondere zwischen 0,8 und 1,5°, beträgt.